Perfiles para fijar placas rígidas.

Un perfil para unir placas rígidas, especialmente módulos (1) fotovoltaicos rígidos ligero de peso,

a unaestructura de tejado que comprende una membrana impermeabilizante (10), en la que el perfil (4) comprende unlado flexible o blando que se puede fijar a la membrana impermeabilizante (10) y una inserción rígida (23) y lasplacas son unidas a la inserción (23) del perfil (4), en el que el material para el lado flexible del perfil esseleccionado de entre el grupo que comprende poliolefinas flexibles (modificadas) - especialmente polietileno,polietileno clorado, polipropileno-, caucho de etileno propileno, copolímeros de etileno y acetato de vinilo y susmezclas, EPDM (monómero de etileno propileno dieno), vulcanizados termoplásticos, poliisobutileno, betún decopolímero de etileno, PVC plastificado, betún, y mezclas de dos o más de éstos.

Perfiles para fijar placas rígidas El presente invento se refiere a perfiles para unir placas rígidas, especialmente módulos fotovoltaicos, a un tejado y a un método y sistema para unir placas rígidas, especialmente módulos fotovoltaicos a una estructura de tejado.

ANTECEDENTES DEL INVENTO:

Los tejados son un lugar ideal para instalar módulos fotovoltaicos. Los módulos fotovoltaicos rígidos de Silicio son muy bien conocidos pero son difíciles de manejar (son muy pesados) y requieren bastidores pesados y caros para instalarlos en el tejado.

Para hacer entre otros un tejado comercial estanco al agua (es decir, esencialmente plano) , es bien conocido el

uso de una membrana impermeabilizante de polímero o bituminosa como una capa superior del tejado (edificios comerciales) . En el caso de un tejado que tiene en su parte superior una membrana impermeabilizante, serán necesarias en general muchas penetraciones de esta membrana para instalar los bastidores para los módulos fotovoltaicos rígidos de Silicio. Todas estas penetraciones pueden provocar fugas y puentes térmicos (que llevan a una condensación dentro de la estructura del tejado) . Además no todas las estructuras de tejado son adecuadas para soportar bastidores pesados, que captarán el viento (efecto vela) . En un tejado orientado o con inclinación esto tampoco es estético.

La Patente Norteamericana nº 5.505.788 describe un sistema de soporte de separadores (perfiles) y/o paneles de aislamiento que soportan módulos PV. Los separadores o paneles que soportan los módulos FV se colocan libremente sobre la membrana impermeabilizante. Están bloqueados entre ellos pero además necesitan ser 20 asegurados sobre el tejado contra fuerzas en sentido ascendente del viento mediante bloques en su perímetro. Con tal sistema, la pendiente de los módulos (ángulo de inclinación) está limitada de cualquier forma debido a la resistencia al levantamiento del viento y debido al problema de sombreado (los módulos están cerca unos de otros debido a que su sustrato o su soporte debe estar “interbloqueado”; por tanto los módulos instalados con un ángulo de inclinación elevado crearán sombras sobre los módulos situados detrás) . El peso de los bloques puede ser además incompatible con la capacidad de soporte de carga de muchos edificios comerciales.

La Patente Norteamericana nº 6.729.081 describe un módulo fotovoltaico ligero de peso que es autoadhesivo y puede en principio ser pegado o encolado sobre las membranas impermeabilizantes de una manera rentable y sin la utilización de sujetadores que perforan la membrana impermeabilizante y los paneles de aislamiento. Las operaciones de pegado o encolado son, sin embargo, muy delicadas sobre el tejado. El autoadhesivo puede 30 además no ser compatible con la membrana impermeabilizante existente. El pegado de tales módulos fotovoltaicos directamente sobre la membrana impermeabilizante también bloqueará o al menos reducirá mucho la permeabilidad al vapor de agua de la membrana impermeabilizante, conduciendo potencialmente a problemas de condensación dentro de la estructura del tejado y/o a daños de las celdas fotovoltaicas y/o desestratificado interno de las capas de encapsulado de los módulos fotovoltaicos. El documento US-A-5.505.788 describe módulos solares montados sobre tejados.

Otra forma de obtener un tejado con módulos fotovoltaicos flexibles unidos a éste es utilizar, como membrana impermeabilizante, una membrana impermeabilizante con módulos fotovoltaicos ligeros de peso flexibles estratificados en fábrica en la parte superior de ésta. Tales membranas impermeabilizantes son producidas por compañías como SIT (Solar Integrated) en los Estados Unidos de Norteamérica o por Alwitra en Alemania. 40 Consisten de varios módulos alargados suministrados, por ejemplo, por United Solar Ovonic (módulos Uni-Solar) pegados en paralelo a la membrana impermeabilizante de polímero. Los distintos módulos Uni-Solar son conectados en serie bajo la membrana impermeabilizante. Las conexiones/soldaduras están protegidas (encapsuladas) por poliamida colada o resina epoxídica solada o resina de poliuretano colada o por un sistema similar. Tales membranas impermeabilizantes y sistemas fotovoltaicos han sido descritos, por ejemplo, en los 45 documentos DE 29824045 U1 y WO2004066324 A2.

Las membranas impermeabilizantes fotovoltaicas sufren de varios inconvenientes:

- Riesgo de formación de arrugas o pliegues durante la instalación debido a las tensiones internas diferenciales.

-Los módulos son muy fáciles de robar.

- Tensión interna como resultado de ciclos térmicos (día-noche) debido a la mala adaptación de los coeficientes 50 de dilatación de los módulos y de las películas poliméricas, láminas y pegamentos o colas.

- La permeabilidad al vapor de agua a través de la lámina es parcialmente bloqueada dando como resultado en:

○ Condensación incrementada en los paneles de aislamiento.

○ Riesgo incrementado de desestratificación de las capas internas de los módulos fotovoltaicos. 2

-Una temperatura más elevada del módulo fotovoltaico comparada con una instalación sobre un sustrato sin aislar, y la temperatura dentro del edificio aumentará.

- Estas membranas son difíciles de instalar ya que los paneles de aislamiento tienen que ser parcialmente cortados (tallados) para abarcar la conexión y los cables.

- Dificultad para acceder a las conexiones (que están bajo las membranas soldadas cuando son instaladas, lo que significa que la membrana ha de ser cortada) .

- La elección del material de aislamiento se limita a aquellos con una alta resistencia al fuego.

- Partes de la membrana impermeabilizante no pueden estar cubiertas con módulos fotovoltaicos.

- Son caras debido a que son producidas en dos operaciones (producción de los módulos FV en la primera 10 operación y estratificado en la segunda fase) .

Estas membranas impermeabilizantes fotovoltaicas también pueden ser instaladas en la parte superior de la membrana impermeabilizante existente, como un panel, soldándolas sobre la membrana impermeabilizante existente.

Se puede acumular agua entre el panel fotovoltaico y la membrana impermeabilizante. Esto puede conducir al

desarrollo de microorganismos que atacarán/dañarán la membrana impermeabilizante (especialmente con poli (cloruro de vinilo) plastificado (P-PVC) ) y/o el módulo.

Así, es un objeto del presente invento proponer un sistema seguro (a prueba de viento, fuego y esfuerzos) y práctico para unir módulos fotovoltaicos a un tejado sin los inconvenientes de los sistemas existentes.

Especialmente, el sistema preservará la permeabilidad al vapor de agua del tejado y reducirá la temperatura del

módulo fotovoltaico y exposición a la humedad, extendiendo su durabilidad y evitando sobrepasar los críticos 85ºC en el nivel de adhesivo incluso en el Sur de Europa.

Los objetos mencionados con anterioridad son conseguidos mediante el uso de perfiles flexibles o flexibles con inserciones rígidas para fijar módulos fotovoltaicos a una estructura de tejado como se ha resumido en la reivindicación 1 y mediante un método de fijación como se ha resumido en la reivindicación 9 que comprende las 25 operaciones de proporcionar un sustrato rígido al que se unen los módulos fotovoltaicos, proporcionando perfiles, fijándolos sobre la estructura del tejado y uniendo los módulos al perfil. Además, los problemas son resueltos mediante un sistema para unir estos módulos fotovoltaicos a una membrana de tejado. Para simplificar las cosas la descripción se referirá a módulos fotovoltaicos comprendiéndose que los perfiles, el método y sistema del invento son adecuados para unir cualquier tipo de placa rígida o bastidor de montaje o sistema de seguimiento o rastreo sobre un tejado.

El método y sistema de acuerdo con el invento mejora la durabilidad de los módulos fotovoltaicos, la durabilidad de los pegamentos o colas y conexiones, la durabilidad de las membranas de tejado y reduce el coste de calefacción y/o el consumo de electricidad para el aire acondicionado.

Los módulos y el método de acuerdo con el invento reducirán el riesgo de proliferación de microorganismos que pueden dañar las membranas del techado. Limitarán las tensiones o esfuerzos, por ejemplo, debido al levantamiento por el viento, contracción del material (pérdida de plastificante) , hinchazón del material (absorción de agua) y por dilatación, en los módulos y conexiones. Se puede hacer a prueba de robos, permitiendo retirar fácilmente los módulos con una herramienta adecuada, evitando al mismo tiempo la retirada no... [Seguir leyendo]

1. Un perfil para unir placas rígidas, especialmente módulos (1) fotovoltaicos rígidos ligero de peso, a una estructura de tejado que comprende una membrana impermeabilizante (10) , en la que el perfil (4) comprende un lado flexible o blando que se puede fijar a la membrana impermeabilizante (10) y una inserción rígida (23) y las placas son unidas a la inserción (23) del perfil (4) , en el que el material para el lado flexible del perfil es seleccionado de entre el grupo que comprende poliolefinas flexibles (modificadas) – especialmente polietileno, polietileno clorado, polipropileno-, caucho de etileno propileno, copolímeros de etileno y acetato de vinilo y sus mezclas, EPDM (monómero de etileno propileno dieno) , vulcanizados termoplásticos, poliisobutileno, betún de copolímero de etileno, PVC plastificado, betún, y mezclas de dos o más de éstos.

2. Un perfil según la reivindicación 1 en el que el perfil (4) es unido a la membrana (10) por medio de soldadura, pegado o encolado o sujetadores de gancho y bucle, preferiblemente por soldadura.

3. Un perfil según la reivindicación 1 ó 2, en el que las placas (1) son unidas con medios de fijación mecánicos, preferiblemente pinzas o clips o tornillos, más preferiblemente tornillos auto-taladradores, al perfil (4) .

4. Un perfil según las reivindicaciones 1, 2 ó 3 en el que los perfiles comprenden perfiles poliméricos (4) con 15 inserciones rígidas (23) para unir a la lámina impermeabilizante (10) y perfiles secundarios (2bis) fijados formando un ángulo con los perfiles poliméricos (4) para unir las placas (1) .

5. Un perfil según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la inserción rígida (23) tienen menores dimensiones en anchura y altura que el espacio interno del perfil (4) permitiendo la libertad de movimiento debido a la dilatación y contracción de la inserción (23) dentro del perfil (4) .

6. Un perfil según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que el perfil (4) tiene alas (30) para unir y/o cerrar herméticamente a la membrana impermeabilizante (10) .

7. Un perfil según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que el perfil (4) tiene una altura no uniforme a lo largo de su longitud siendo la parte superior omitida periódicamente.

8. Un perfil según la reivindicación 1 en el que los perfiles (4) son fijados mecánicamente a la estructura de tejado 25 uniendo por ello la membrana impermeabilizante (10) y los perfiles (4) son estancos al agua y están cerrados herméticamente a la membrana (10) .

9. Un método para unir módulos fotovoltaicos (1) con una lámina rígida (2) a una estructura de tejado que comprende las operaciones de:

-proporcionar perfiles (4) que comprenden un lado flexible (21) que se puede fijar a la membrana 30 impermeabilizante (10) y a una inserción rígida (23) ,

-fijar los perfiles (4) en la estructura de tejado

-unir los módulos (1) con la lámina rígida (2) a los perfiles (4) .

10. Un método según la reivindicación 9, en el que la estructura de tejado es una membrana impermeabilizante (10) y los perfiles (4) tienen un lado flexible (21) que está soldado a la membrana impermeabilizante (10) y los perfiles (4) comprenden una inserción rígida (23) y la lámina rígida (2) es unida mecánicamente a la inserción (23) con tornillos, clavos, pernos y otros medios de fijación.

11. Utilización de perfiles según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para unir la membrana impermeabilizante (10) al tejado o para cerrar herméticamente filas de sujetadores mecánicos (611) o barras (621) que unen la membrana impermeabilizante (10) al tejado.

12. Un sistema para unir módulos fotovoltaicos (1) a una estructura de tejado que comprende perfiles (4) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 que se pueden unir a la estructura de tejado y módulos (1) con una lámina rígida (2) para unir los módulos (1) a los perfiles (4) .

13. Un sistema según la reivindicación 12, en el que la estructura de tejado es una lámina impermeabilizante (10) y los perfiles (4) son soldados a la lámina impermeabilizante (10) , preferiblemente antes de la instalación de la 45 lámina (10) sobre un tejado.

14. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13 en el que la temperatura dentro de los módulos (1) es controlada para que no supere los 90º C, preferiblemente 85º C proporcionando un espacio de ventilación por debajo de los módulos (1) entre los perfiles (4) .

15. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, de módulos fotovoltaicos (1) con alas (2 ter) y 50 capacidad de seguimiento del sol, que comprende perfiles (4) y perfiles secundarios (2bis) de la reivindicación 4.