SISTEMA DE MONTAJE DE MÓDULOS FOTOVOLTAICOS.

El sistema de montaje de módulos fotovoltaicos comprende una estructura de base (2) que une dichos módulos fotovoltaicos (1) entre sí,

y se caracteriza por el hecho de que dicha estructura de base (2) comprende un elemento de unión (3) formado una porción de base (3b) y dos porciones laterales (3a, 3c), definiendo dichas porciones (3a, 3b, 3c) un perfil en forma de U, siendo la anchura de una de dichas porciones laterales (3a) mayor que la anchura de la otra porción lateral (3c).

Permite optimizar el uso del material y se minimiza el número de piezas a ensamblar, ya que el elemento base en forma de U cumple una doble función estructural y aerodinámica, mientras en otros sistemas de montaje aerodinámicos los elementos deflectores y estructurales están separados y deben ensamblarse durante la instalación.

Sistema de montaje de módulos fotovoltaicos La presente invención se refiere a un sistema auto-portante de montaje de módulos fotovoltaicos con marco, en el que dichos módulos fotovoltaicos se montan sobre cubiertas planas sin requerir la penetración de las mismas ni sobrecargar su estructura con un lastre excesivo, permitiendo la utilización económica de los sistemas fotovoltaicos sobre tejados con escasa reserva de carga.

Antecedentes de la invención Los módulos fotovoltaicos se instalan habitualmente sobre la cubierta de los edificios con el fin de aprovechar lo máximo posible la superficie disponible, otorgando a dichas cubiertas una función económica y ecológica adicional, permitiendo de esta forma que los edificios contribuyan a cubrir con dichos sistemas fotovoltaicos los consumos energéticos que se produce en su interior.

Para conseguir la máxima eficiencia energética es aconsejable instalar dichos módulos fotovoltaicos inclinados hacia el sur, aunque la cubierta sea plana. Por otro lado, por razones de auto-limpieza de los módulos con el agua de lluvia, es en cualquier caso desaconsejable que los módulos se instalen en una posición substancialmente plana, requiriéndose una inclinación mínima de 5 grados.

Existe en el mundo una gran superficie desaprovechada de cubiertas sustancialmente planas, sobre grandes naves industriales, almacenes y centros comerciales, siendo dichos edificios importantes consumidores de energía, por lo cual resulta obvio el potencial beneficio económico y ecológico de aprovechar dichas grandes cubiertas.

Un inconveniente importante de la mayor parte de los sistemas de montaje de módulos fotovoltaicos conocidos actualmente es que requieren para su fijación la penetración de la cubierta del tejado, lo que puede provocar problemas de filtración de agua de lluvia y de sobrecarga en caso de utilizar lastre. En el caso de cubiertas planas, cualquier penetración de la capa de impermeabilización resulta particularmente difícil de realizar sin comprometer su estanqueidad, ya que no existen pendientes sustanciales que faciliten la evacuación del agua de lluvia.

En el caso de tejados planos, una forma de evitar la necesidad de fijar los módulos a la estructura del edificio, y por tanto de penetrar la cubierta, consiste en montar dichos módulos sobre sub-estructuras que son aseguradas mediante lastre, de forma que la fuerza de la gravedad contrarreste la fuerza del viento. Esta solución no es viable en aquellos casos en que la estructura del edificio no admita la sobrecarga de dicho lastre, limitando la utilización de sistemas fotovoltaicos a cubiertas con una reserva de carga suficiente, lo que no suele darse para la mayor parte de edificios industriales y grandes centros comerciales.

Existen sistemas de montaje que utilizan una configuración de inclinación baja (5-15 grados) y deflectores aerodinámicos hacia el norte y los lados para reducir las fuerzas del viento que podrían de otra forma arrastrar o voltear a los módulos, no requiriendo de esta forma penetrar en la cubierta y minimizando el lastre necesario. Dichos sistemas intentan encontrar un compromiso entre la estricta optimización del rendimiento anual de la instalación, que requeriría una mayor inclinación de los módulos hacia el sur, y la reducción de los costes totales de instalación, que disminuyen con la menor inclinación de los módulos. Debe indicarse que en la práctica una inclinación de 10 grados o superior se considera suficiente para conseguir que los módulos no requieran mantenimiento de limpieza, gracias a que con dicha pendiente el agua de lluvia arrastra la suciedad. En el caso de inclinaciones inferiores a 10 grados, se considera que es necesario realizar una limpieza de los módulos periódicamente. Se trata pues de hallar un compromiso entre la máxima producción anual y el coste de la solución de montaje.

Sistemas de montaje de módulos aerodinámicos se describen en los siguientes documentos: US7806377, US8061091, US8065844, US20090320906, US20100219304, US20100243023 y US20110277400.

Sin embargo, un defecto común de los distintos sistemas de montaje aerodinámicos existentes, es que emplean un gran número de piezas, siendo los elementos deflectores piezas adicionales y superpuestas a la estructura portante.

Debido a esto, otro objetivo de la presente invención es conseguir un sistema de montaje lo más económico posible mediante la utilización de un número reducido de piezas, minimizando el coste de los materiales y las horas de trabajo requeridas para el montaje.

Descripción de la invención Con el sistema de montaje de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán.

El sistema de montaje de módulos fotovoltaicos de la presente invención comprende una estructura de base autoportante que une dichos módulos fotovoltaicos entre sí, y se caracteriza por el hecho de que dicha estructura de base comprende un elemento de unión formado una porción de base y dos porciones laterales, definiendo dichas porciones un perfil en forma de U, siendo la anchura de una de dichas porciones laterales mayor que la anchura de la otra porción lateral.

Ventajosamente, dicho elemento de unión está formado de una sola pieza a partir de una lámina de acero galvanizado, teniendo dicha lámina de acero galvanizado un espesor de 1 a 3 mm, aunque podría tener cualquier espesor adecuado.

Además, según una realización preferida, dicha estructura de base comprende en sus extremos un par de deflectores laterales triangulares que actúan como deflectores aerodinámicos al este y al oeste de cada hilera de módulos, determinan el espaciado entre los elementos de unión en forma de U y confieren un refuerzo estructural, ayudando a transmitir las fuerzas aerodinámicas de presión y/o succión entre las distintas hileras de módulos.

Ventajosamente, los ángulos interiores definidos por dicha porción de base y dichas porciones laterales son obtusos.

Según una realización preferida, el ángulo interior definido por dicha porción lateral de mayor anchura y la porción de base es de 120º, y el ángulo interior definido por dicha porción lateral de menor anchura y la porción de base es de 100º.

Además, el perfil en forma de U comprende una pestaña en cada extremo, con un pliegue de 110º. Dicha pestaña confiere rigidez adicional al elemento de base cerca del punto de anclaje del módulo.

Ventajosamente, cada módulo fotovoltaico se fija a un elemento de unión mediante unas pletinas en acero inoxidable con la ayuda de tornillos auto-taladrantes, fijadas previamente en los agujeros que los módulos fotovoltaicos llevan en la parte posterior del marco. Cada una de dichas pletinas está formada preferentemente por dos porciones que definen un ángulo interno de 110º, y comprendiendo cada una de dichas porciones un orificio para un tornillo.

Además, cada deflector lateral triangular comprende dos pliegues provistos de orificios que permiten el 30 posicionamiento de tornillos auto-taladrantes, para su fijación a los elementos de unión en forma de U.

Con el sistema de montaje de módulos fotovoltaicos de la presente invención se consiguen las siguientes ventajas respecto a los sistemas conocidos del estado de la técnica:

- se optimiza el uso del material y se minimiza el número de piezas a ensamblar, ya que el elemento base en forma de U cumple una doble función estructural y aerodinámica, mientras en otros sistemas de montaje aerodinámicos los elementos deflectores y estructurales están separados y deben ensamblarse durante la instalación.

-se optimiza la aerodinámica del sistema de montaje, de manera que se elimina la necesidad de fijaciones a la

cubierta y se minimiza la necesidad de lastre ya que los elementos de unión en forma de U y las porciones laterales, gracias a su forma aerodinámica deflectora, impiden substancialmente el paso del viento por debajo de los módulos, desviándolo hacia arriba, y transformando fuerzas de presión laterales y verticales negativas en fuerzas de presión positivas (hacia abajo) que ayudan a afianzar el conjunto sobre la cubierta;

- se minimiza el coste del propio sistema de montaje, por la reducción del número de componentes, la utilización de acero galvanizado en lugar de aluminio, de tornillos auto-taladrantes cincados en lugar de tornillos en acero inoxidable para la mayor parte de uniones y por la utilización de los agujeros traseros de los módulos como punto de anclaje a los elementos de soporte.

- se reduce el tiempo de montaje del sistema, gracias a la reducción del número de componentes y al empleo de tornillos auto-taladrantes;

1. Sistema de montaje de módulos fotovoltaicos, que comprende una estructura de base (2) que une dichos módulos fotovoltaicos (1) entre sí, caracterizado por el hecho de que dicha estructura de base (2) comprende un elemento de unión (3) formado una porción de base (3b) y dos porciones laterales (3a, 3c) , definiendo dichas porciones (3a, 3b, 3c) un perfil en forma de U, siendo la anchura de una de dichas porciones laterales (3a) mayor que la anchura de la otra porción lateral (3c) .

2. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de unión (3) está formado de una sola 10 pieza a partir de una lámina de acero galvanizado.

3. Sistema de montaje según la reivindicación 2, en el que dicha lámina de acero galvanizado tiene un espesor de 1 a 3 mm.

4. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que dicha estructura de base (2) comprende para cada hilera de módulos (1) un par de deflectores laterales triangulares (4) cada uno en un extremo opuesto de cada hilera, siendo uno (4a) la imagen especular del otro (4b) .

5. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que la fijación de cada elemento de unión (3) a un módulo fotovoltaico (1) se realiza mediante unas pletinas de acero inoxidable (5) con la ayuda de tornillos de acero inoxidable.

6. Sistema de montaje según la reivindicación 5, en el que cada una de dichas pletinas (5) está formada por dos porciones que definen un ángulo de abertura, y comprendiendo cada una de dichas porciones un orificio (8) para un 25 tornillo.

7. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que el perfil en forma de U comprende una pestaña (6) en cada extremo.

8. Sistema de montaje según la reivindicación 6, en el que los ángulos interiores definidos por la porción de base (3b) y las porciones laterales (3a, 3c) quedan definidos por el ángulo de abertura de las pletinas (5) y la inclinación respecto a la horizontal que se le quiera dar al módulo, siendo el ángulo entre la porción de base (3b) y una de las porciones laterales (3a) igual al ángulo de abertura de la pletinas (5) más el ángulo de inclinación deseado del módulo (1) y el ángulo entre la porción de base (3b) y una porción lateral (3c) igual al ángulo de abertura de la pletinas (5) menos el ángulo de inclinación deseado del módulo (1) .

9. Sistema de montaje según la reivindicación 8, en el que cada una de las pletinas (5) está formada por dos porciones que definen un ángulo interno de 110º.

10. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que el perfil en forma de U comprende una pestaña (6) en cada extremo, con un pliegue de 110º.

11. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que el ángulo interior definido por dicha porción lateral de mayor anchura (3a) y la porción de base (3b) es de 120º. 45

12. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que el ángulo interior definido por dicha porción lateral de menor anchura (3c) y la porción de base (3b) es de 100º.

13. Sistema de montaje según la reivindicación 1, en el que la fijación longitudinal entre dos elementos de unión (3)

realiza mediante unas uniones (7a, 7b) que abarcan substancialmente toda la anchura de las porciones laterales (3a, 3c) .

14. Sistema de montaje según la reivindicación 4, en el que cada deflector lateral triangular (4) comprende dos pliegues (9a, 9b) provistas de orificios para el posicionamiento de tornillos auto-taladrantes para su unión a un 55 elemento de unión (3) .