Procedimiento y aparato de ensamblaje de módulos fotovoltaicos.

Un módulo (102) fotovoltaico que comprende:

una pluralidad de miembros (104) de sustrato que incluyen una superficie (107) superior respectiva y una superficie (111) inferior,

al menos dicha superficie inferior está contorneada con una forma que conforma, al menos parcialmente, con al menos una porción de un techo (106) contorneado, en el que dicha superficie superior incluye al menos una porción (110) elevada y una pluralidad de regiones (126) sustancialmente planas, en el que dicha al menos una porción elevada se compensa a una altura predeterminada por encima de al menos otra porción (112) de dicho miembro de sustrato, en el que cada una de dicha pluralidad de regiones sustancialmente planas está a una distancia encima de dicha al menos una porción elevada y está orientada para recibir al menos un laminado (108) fotovoltaico; y

dicho al menos un laminado fotovoltaico acoplado a dicha pluralidad de regiones sustancialmente planas; caracterizado porque:

dicho miembro (104) de sustrato respectivo está formado con una forma contorneada que comprende una pluralidad de porciones (110) elevadas, una pluralidad de porciones (112) deprimidas y una primera porción (114) perimetral en la que una porción de cada porción (110) elevada, incluyendo las regiones (126) planas elevadas, coopera con una porción de un laminado (108) fotovoltaico asociado para definir una entrada (144) del canal de enfriamiento superior, y una porción de una primera (130) articulación, formada donde una primera porción (114) perimetral de un miembro (104) de substrato está acoplada a una segunda porción (116) perimetral de una porción (116) perimetral adyacente, coopera con una porción del laminado (108) para formar un respiradero (146) de refrigeración superior, una porción de cada porción (112) rebajada cooperando con una porción de un laminado (108) fotovoltaico respectivo y con las regiones (126) planas elevadas para formar un canal (148) de enfriamiento inferior, con una porción de la primera porción (114) perimetral cooperando con una porción del laminado (108) fotovoltaico respectivo para definir una entrada (150) del canal de enfriamiento inferior, una porción de la primera (130) articulación cooperando además con una porción del laminado (108) fotovoltaico respectivo para formar un respiradero (152) de refrigeración del canal de enfriamiento inferior.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08156634.

Solicitante: GENERAL ELECTRIC COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 RIVER ROAD SCHENECTADY, NY 12345 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: RESSLER,STEPHEN DANIEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E04D1/08 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E04 EDIFICIOS.E04D CUBIERTAS DE TEJADO; VENTANAS DE BUHARDILLA; CANALONES; HERRAMIENTAS PARA EL TRABAJO DE CUBIERTAS Y TEJADOS (revestimientos de muros exteriores con yeso u otras materias porosas E04F 13/00). › E04D 1/00 Cubierta de tejado que utiliza tejas, pizarras, tablas de ripia o cualesquiera otros pequeños elementos de cubierta (soportes de cubierta E04D 12/00). › de materias plásticas; de materias fibrosas.
  • E04D13/18 E04D […] › E04D 13/00 Arreglos o dispositivos particulares en relación con las cubiertas de tejado; Evacuación del agua (tejas de ventilación E04D 1/30; losas de ventilación E04D 3/40; conductos interiores E04F 17/00; elementos de cubierta a este efecto, ver los grupos correspondientes). › Aspectos de la cubierta de tejados relativos a los dispositivos colectores de energía, p. ej. conteniendo paneles solares (estructuras de soporte para módulos fotovoltaicos especialmente adaptados para estructuras de tejado H02S 20/23).
  • E04D3/32 E04D […] › E04D 3/00 Cubierta de tejado que utiliza placas planas o incurvadas u hojas rígidas (E04D 1/00 tiene prioridad; tejados compuestos E04D 11/02). › de materias plásticas, fibrosas o amianto-cemento.
  • H01L31/048 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 31/00 Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación infrarroja, a la luz, a la radiación electromagnética de ondas más cortas, o a la radiación corpuscular, y adaptados bien para la conversión de la energía de tales radiaciones en energía eléctrica, o bien para el control de la energía eléctrica por dicha radiación; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Sus detalles (H01L 51/42 tiene prioridad; dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, diferentes a las combinaciones de componentes sensibles a la radiación con una o varias fuentes de luz eléctrica H01L 27/00). › encapsulados de modulos.
  • H02S20/25 H […] › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02S Generación de energía eléctrica mediante la conversión de la radiación infrarroja, luz visible o luz ultravioleta, p. ej utilizando módulos fotovoltaicos [FV] (colectores de calor solar F24J 2/00; obtención de energía eléctrica a partir de fuentes radiactivas G21H 1/12; dispositivos semiconductores inorgánicos sensibles a la luz H01L 31/00; dispositivos termoeléctricos H01L 35/00; dispositivos piroeléctricos H01L 37/00; dispositivos semiconductores orgánicos sensibles a la luz H01L 51/42). › H02S 20/00 Estructuras de soporte para módulos FV. › Elementos de cubierta de tejado o tejas.

PDF original: ES-2546757_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y aparato de ensamblaje de módulos fotovoltaicos

La presente invención se refiere en general a módulos fotovoltaicos y, más particularmente, a procedimientos y aparatos para la integración de tales módulos fotovoltaicos con geometrías de techado perfiladas.

Muchos módulos fotovoltaicos conocidos se configuran para su uso en techos planos, o de perfil planar, en los que una Integración con la energía fotovoltalca se puede lograr mediante el diseño de un módulo fotovoltaico de placa plana en forma de una teja plana. Sin embargo, puede ser difícil lograr, de cosméticamente atractiva, integrar los módulos fotovoltaicos de placas planas en un techo de perfil elevado, tales como tejas curvas, especialmente tejas en S. Muchos procedimientos conocidos para el montaje de módulos fotovoltaicos en tejas de perfil alto utilizan una estructura de bastidor que está unida a y se extiende hacia fuera desde el material de tejado. Además de las cualidades potencialmente antiestéticas de tales estructuras de bastidor, la instalación de este tipo de estructuras de bastidor requiere generalmente numerosas penetraciones a través del material de tejado para puntales de montaje. Cada penetración debe tapar las juntas y sellar meticulosamente para evitar fugas de agua. Por otra parte, la mayoría de las estructuras de bastidor de módulos fotovoltaicos conocidas tienen una tendencia a recoger suciedad, desechos, y facilitan el crecimiento de plantas. Con el tiempo, el ensuciamiento asociado de los módulos fotovoltaicos puede reducir la sensibilidad de los módulos fotovoltaicos, reduciendo de esta manera la salida eléctrica del módulo.

El documento EP 1 071 138 describe una teja con un módulo de batería solar.

El documento ES 6.201.179 se refiere a un conjunto de módulos fotovoltaicos para un sistema de recogida de energía solar integrado.

El documento EP 1 296 382 describe un procedimiento para Integrar un panel fotovoltaico en un cobertizo.

Otros módulos fotovoltaicos conocidos utilizan módulos fotovoltaicos de empotrados con tapajuntas de transición en las Interfaces de los módulos fotovoltaicos y las tejas de perfil alto circundantes. Los tapajuntas de transición sirven como elementos de tejado funcionales, que facilitan la protección de la construcción contra los mismos elementos naturales tales como las tejas. En consecuencia, para coincidir exitosamente con las interfaces de geometría variante que existen en todo el perímetro del dispositivo fotovoltaico, un gran número de tapajuntas de transición únicos se deben diseñar y fabricar. Aunque técnicamente factible, este enfoque puede crear una instalación complicada que requiera de numerosas partes deban ser ubicadas e Instaladas correctamente en el lugar de trabajo, lo que aumenta los costes asociados a la instalación. Por otra parte, los módulos fotovoltaicos conocidos se configuran generalmente como un dispositivo integrado, en el que el uso de tapajuntas transición se limita inherentemente a las formas rectangulares, lo que puede impedir realizar Instalaciones de dispositivos solares en hogares que son, por el contrario, buenos candidatos.

En un aspecto de acuerdo con la presente invención, se proporciona un módulo fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 1 adjunta.

Los procedimientos y aparatos descritos en la presente memoria, para la Integración de este tipo de módulos fotovoltaicos con geometrías de tejados perfiladas, facilitan la Instalación de paneles solares fotovoltaicos en las geometrías de tejados, con excepción de geometrías de tejados planas, y aumentan, por tanto, el número de hogares e Instalaciones que pueden utilizar dispositivos solares, al tiempo que reducen los costes de instalación asociados. Por otra parte, la mejora estética de tales módulos fotovoltaicos, Integrados en geometrías de tejados Irregulares, facilita el aumento de potencial comercial para dispositivos solares montados en techos.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invención se describirán a continuación en conexión con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo solar ejemplar que incluye una pluralidad de módulos fotovoltaicos Integrados de tejas en S ejemplares;

La Figura 2 es una vista esquemática en despiece de uno de los módulos fotovoltaicos Integrados de tejas en S mostrados en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista esquemática de un miembro de sustrato ejemplar que se puede utilizar con el módulo fotovoltaico Integrado de tejas en S que se muestra en las Figuras 1 y 2;

La Figura 4 es una vista esquemática del módulo fotovoltaico Integrado de tejas en S que se muestra en las Figuras 1 y 2 completamente ensamblado dentro del dispositivo solar que se muestra en la Figura 1;

La Figura 5 es una vista esquemática de canales de enfriamiento ejemplares que se pueden formar en el módulo fotovoltaico mostrado en las Figuras 1 y 2; y

La Figura 6 es una vista esquemática de un dispositivo solar alternativo que incluye una pluralidad de módulos

fotovoltaicos integrados de techo irregulares.

Los procedimientos y aparatos descritos en la presente memoria para la integración de tales módulos fotovoltaicos con geometrías de tejados perfiladas, facilitan una instalación de dispositivos solares fotovoltaicos en geometrías de tejados, diferentes a las geometrías de tejados planas o planares, lo que aumenta el número de hogares e instalaciones que pueden utilizar dispositivos solares facilitando al mismo tiempo una reducción de los costes de instalación asociados. Específicamente, la integración de módulos fotovoltaicos que incluyen una base de polímero moldeada, o miembro de sustrato, que coincide sustancialmente con la geometría de tejas de perfil alto, o curvas, proporciona un procedimiento eficaz para la adaptación de dispositivos solares fotovoltaicos a una variedad de geometrías de tejados. Dichos dispositivos solares no requieren penetraciones de materiales de tejados existentes o de un hardware de montaje especializado para la fijación de los mismos. Más bien, en lugar de tales penetraciones, hardware y encuadre especializado, el miembro de sustrato se acopla a tejas existentes a través de un ajuste de fricción, una cinta de doble cara, y/o compuestos adhesivos estructurales. Además, un laminado fotovoltaico de vidrio templado o superestrato, se acopla al miembro de sustrato mediante elementos moldeados (es decir, un ajuste a presión), clips de retención estándar, de fijación de tornillo estándar, compuestos adhesivos estructurales, y/o cinta de doble cara. Tales módulos como se describen en la presente memoria facilitan la reducción de la acumulación de suciedad y el crecimiento de plantas en los superestratos. Como tal, también se ve facilitado la reducción del potencial sombreado y el ensuciamiento de las porciones sensibles fotovoltaicas de los laminados. Además, los módulos descritos en la presente memoria tienen una mayor resistencia contra las fuerzas de levantamiento del viento que los módulos fotovoltaicos conocidos. Por otra parte, la operación de los módulos fotovoltaicos descritos en la presente memoria es sustancialmente similar a la de los dispositivos solares conocidos diseñados para o utilizados con techos planos. Además, una estética mejorada, junto con los costes de instalación reducidos y mejores cualidades de rendimiento, de los módulos fotovoltaicos integrados descritos en la presente memoria permiten que tales módulos sean una alternativa comercialmente viable en comparación con los conocidos dispositivos solares montados en techos estándar.

La Figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo 100 solar ejemplar que incluye una pluralidad módulos 102 fotovoltaicos integrados de tejas en S ejemplar. Cada módulo 102 incluye un miembro 104 de sustrato contorneado que se acopla a una pluralidad de tejas 106 contorneadas cada una teniendo una geometría con tejas en S. Cada módulo 102 incluye también un superestrato, o laminado 108 fotovoltaico, que se acopla al miembro 104 de sustrato. En la realización ejemplar, el dispositivo 100 solar incluye seis módulos 102. Como alternativa, el dispositivo 100 puede incluir cualquier número de módulos 102 que permita la operación del dispositivo 100 como se describe en la presente memoria.

La Figura 2 es una vista esquemática en despiece de un módulo 102 fotovoltaico integrado de tejas en S ejemplar. En la realización ejemplar, el laminado 108 fotovoltaico se fabrica de vidrio templado e incluye un perímetro 109 de vidrio desnudo. Como alternativa, el laminado 108 se puede fabricar de cualquier material que facilite la operación del dispositivo 100 y el módulo 102 como se describe en la presente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un módulo (102) fotovoltaico que comprende:

una pluralidad de miembros (104) de sustrato que incluyen una superficie (107) superior respectiva y una superficie (111) inferior, al menos dicha superficie inferior está contorneada con una forma que conforma, al menos parcialmente, con al menos una porción de un techo (106) contorneado, en el que dicha superficie superior incluye al menos una porción (110) elevada y una pluralidad de regiones (126) sustancialmente planas, en el que dicha al menos una porción elevada se compensa a una altura predeterminada por encima de al menos otra porción (112) de dicho miembro de sustrato, en el que cada una de dicha pluralidad de regiones sustancialmente planas está a una distancia encima de dicha al menos una porción elevada y está orientada para recibir al menos un laminado (108) fotovoltaico; y

dicho al menos un laminado fotovoltaico acoplado a dicha pluralidad de regiones sustancialmente planas; caracterizado porque:

dicho miembro (104) de sustrato respectivo está formado con una forma contorneada que comprende una pluralidad de porciones (110) elevadas, una pluralidad de porciones (112) deprimidas y una primera porción (114) perimetral en la que una porción de cada porción (110) elevada, incluyendo las regiones (126) planas elevadas, coopera con una porción de un laminado (108) fotovoltaico asociado para definir una entrada (144) del canal de enfriamiento superior, y una porción de una primera (130) articulación, formada donde una primera porción (114) perimetral de un miembro (104) de substrato está acoplada a una segunda porción (116) perimetral de una porción (116) perimetral adyacente, coopera con una porción del laminado (108) para formar un respiradero (146) de refrigeración superior, una porción de cada porción (112) rebajada cooperando con una porción de un laminado (108) fotovoltaico respectivo y con las regiones (126) planas elevadas para formar un canal (148) de enfriamiento inferior, con una porción de la primera porción (114) perimetral cooperando con una porción del laminado (108) fotovoltaico respectivo para definir una entrada (150) del canal de enfriamiento inferior, una porción de la primera (130) articulación cooperando además con una porción del laminado (108) fotovoltaico respectivo para formar un respiradero (152) de refrigeración del canal de enfriamiento inferior.

2. Un módulo (102) fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada miembro (104) de sustrato respectivo está configurado para conformar con al menos una parte de una porción de un techo (106) con tejas en S.

3. Un módulo (102) fotovoltaico de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho al menos una de dicha pluralidad de porciones (110) elevadas y dicha pluralidad de porciones (112) deprimidas, comprende:

al menos una ranura (124) de cableado definida en su Interior; y

un recorte (122) dimensionado para recibir al menos una porción de una caja (136) de conexiones en su Interior.

4. Un módulo (102) fotovoltaico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que al menos algunas de dicha pluralidad de porciones (110) elevadas y dicha pluralidad de porciones (112) deprimidas definen, al menos parcialmente, dicha al menos una porción perimetral (114, 116, 118, 120), estando dicha al menos una porción perimetral configurada para acoplar al menos uno de entre:

un primer miembro (104) de sustrato a un segundo miembro (104) de sustrato; y

al menos uno de dicho primer miembro de sustrato y dicho segundo miembro de sustrato al techo (106).

5. Un módulo (102) fotovoltaico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicho al menos un canal (142, 148, 154) de enfriamiento comprende al menos uno de entre:

dicho al menos un canal (142) de enfriamiento superior acoplado en comunicación de flujo con al menos un canal (154) de ventilación de aire caliente; y

dicho al menos un canal (148) de enfriamiento Inferior acoplado en comunicación de flujo con al menos un canal (154) de ventilación de aire caliente.


 

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