BRMU9001616U2

BRMU9001616U2 - elemento de cobertura para edifìcios com dispisitivo integrado de prodção de energia elétrica

Info

Publication number: BRMU9001616U2
Application number: BRMU9001616-5U
Authority: BR
Inventors: Francesco Borgomeo; Gialuca Sanzi
Original assignee: Inst Ricerche Per Lo Sviluppo Economico E Sociale S R L
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2013-01-01
Also published as: DE202010005806U1; ITRM20100032U1; EP2401448B1; ES2421485T3; EP2401448A1; FR2957100B3; ZA201005235B; CN102906354A; FR2957100A3; AU2010347514A1; EP2602400A1; WO2011107835A1

Abstract

ELEMENTO DE COBERTURA PARA EDIFìCIOS COM DISPOSITIVO INTEGRADO DE PRODUçãO DE ENERGIA ELéTRICA. O presente modelo refere-se a telha fotovoltaica (1), formada de material cerâmico esmaltável como, por exemplo, o grés, que compreende um painel fotovoltaico (101) que é mantido em uma posição operativa de exposição à luz solar através de uma pluralidade de elementos de retenção (5, 6, 8,13) que retêm o painel (101) colocado sobre uma telha por meio dos elementos de retenção (5, 6, 8,13) de telhas contíguas. O painel fotovoltaico (101) é composto de dois circuitos elétricos (17, 18) distintos e ligados em paralelo, de tal modo a garantir a iluminação de pelo menos parte de um dos dois qualquer que seja a direção de procedência (19) dos raios solares incidentes.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Modelo de Utilidade para "E- lemento de cobertura para edifícios com dispositivo inte- grado de produção de energia elétrica".

O presente modelo refere-se a um elemento de cobertura para edifícios com um dispositivo integrado de produção de energia elétrica, em particular, a uma telha para a cobertura de tetos de edifícios que compreen- de um painel fotovoltaico para a transformação de energia solar em energia elétrica.

Os painéis fotovoltaicos constituem, atualmente, uma alternativa possível às fontes energéticas tradicionais e apresentam um grau de maturi- dade tecnológica suficiente para justificar um amplo uso. Além de permitir a geração de energia elétrica a partir da energia solar, portanto, a custo zero, se excluída a amortização da instalação dos sistemas, os painéis fotovoltai- cos são particularmente úteis em contextos nos quais não seria econômico com a tradicional linha elétrica. Nos últimos anos, foi endereçada muita a- tenção às soluções fotovoltaicas que minimizam o impacto ambiental ou es- tético devido à presença dos painéis. De fato, pode ser necessária a instala- ção de painéis fotovoltaicos em contextos que apresentam vínculos arquite- tônicos entre áreas urbanas ou vínculos paisagísticos ou naturalistas. Nestes casos, é percebida a exigência de integrar os painéis fotovoltaicos em outros elementos arquitetônicos. Por isso, foram desenvolvidas as "telhas fotovol- taicas" assim chamadas que integram os painéis fotovoltaicos conveniente- mente posicionados sobre telhas capazes acomodá-los. Esta associação entre os elementos tradicionais de recobertura dos edifícios e os painéis fo- tovoltaicos confere um valor agregado ao teto do edifício: se, por um lado, resolve o problema da cobertura superior dos edifícios com elementos muito similares às telhas tradicionais, de outro, permite uma vantagem considerá- vel sobre o plano da eficiência energética do próprio edifício.

São conhecidos dispositivos para o telhado de edifícios que in- tegram painéis fotovoltaicos mantendo-os em sua posição operativa (de ex- posição à luz solar de acordo com a quantidade prevista em fase de projeto) em qualquer condição atmosférica que seja. Algumas soluções de projeto propostas anteriormente preveem a inserção do painel fotovoltaico na parte de baixo de uma parte transparente da telha, de tal modo a reter o próprio painel na posição operativa e de permitir a substituição, quando necessária. Outras soluções da técnica conhecida se baseiam na presença de elemen- tos de retenção presentes na própria tela aos quais é conectado o painel e por meio dos quais o próprio painel é forçado a ficar em posição operativa. Aquilo que é comum às soluções da técnica conhecida de fixação do painel fotovoltaico à telha é o fato de cada painel ser fechado por elementos apro- priados de retenção que pertencem à própria telha. Portanto, devem estar previstas modificações substanciais à arquitetura da telha onde é contem- plada a presença dos elementos de retenção sobre a própria telha. Além disso, as soluções propostas até agora preveem a integração do painel so- bre a telha fabricada em material tradicional, tipicamente em tijolo, que não oferecem características particularmente eficientes de eliminação do calor produzido pelos dispositivos elétricos conectados ao painel fotovoltaico. Ou- tra característica comum nos dispositivos da técnica conhecida é a de pes- quisar o fato de algumas partes, como, por exemplo, a telha, serem em rele- vo com relação à parte substancialmente plana na qual é alojado o painel fotovoltaico. Portanto, em algumas condições de iluminação, pode acontecer que as porções em relevo da telha criem cones de sombra sobre o painel,

Portanto, o problema técnico solucionado pelo presente modelo é o de prover um elemento de cobertura para edifício com dispositivo inte- grado de produção de energia elétrica que permita reparar os inconvenientes acima mencionados com relação à técnica conhecida. Tal problema é solucionado por um elemento de cobertura, de

acordo com a reivindicação 1.

Características preferidas da presente invenção estão presentes nas reivindicações dependentes da mesma.

O presente modelo provê algumas vantagens relevantes. A prin- cipal delas consiste no fato de o objetivo do presente modelo permitir a re- tenção do painel fotovoltaico por meio de elementos de retenção presentes sobre telhas contíguas. Em outras palavras, a acomodação de cada telha é estudada para reter o painel fotovoltaico presente nas telhas contiguamente dispostas àquela na qual se encontra o próprio painel. Uma outra vantagem consiste na realização da telha em material cerâmico com melhores proprie- dades de eliminação do calor (por exemplo, grés) que permitem eliminar mais facilmente o calor produzido pelos dispositivos elétricos. Ademais, o objetivo do presente modelo dispõe de um painel fotovoltaico duplo. A pre- sença de um painel duplo sobre cada telha garante a iluminação de pelo menos parte de um dos dois painéis qualquer que seja a direção de proce- dência dos raios solares. Cada painel é conectado independentemente à rede elétrica, possibilitando assim uma alimentação elétrica, seja pela ma- nhã, seja à tarde.

Outras vantagens, características e modalidades de emprego do presente modelo ficarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada de algumas formas de realização, apresentadas para fins exemplificativos e não limitativo. Será feita referência às figuras dos desenhos anexos, nos quais:

• a Figura 1 mostra uma vista em perspectiva anterior de uma forma de realização da telha fotovoltaica, de acordo com o presente modelo;

• a Figura 2 mostra uma vista em perspectiva anterior de quatro telhas fotovoltaicas montadas de acordo com uma forma de realização da

telha fotovoltaica, de acordo com o presente modelo;

• a Figura 3 mostra uma seção transversal de acordo com uma vista de topo de quatro telhas fotovoltaicas montadas de acordo com uma forma de realização da telha fotovoltaica, de acordo com o presente modelo;

· a Figura 4A é uma vista em perspectiva parcialmente em se-

ção A-A da telha fotovoltaica da Figura 2;

• a Figura 4B é uma vista em perspectiva parcialmente em se- ção B-B da telha fotovoltaica da Figura 2.

Com referência inicialmente à Figura 1, uma telha fotovoltaica 1, de acordo com uma forma de realização preferida do presente modelo, é totalmente indicada por 1. A telha fotovoltaica 1 é feita de material cerâmico esmaltável, em particular, grés. Serão, portanto, apreciadas as propriedades de condução térmica do dito material que permitem um eliminação do calor produzido pelos dispositivos elétricos, que serão descritos a seguir, presen- tes nas proximidades da própria telha fotovoltaica 1.

A telha fotovoltaica 1 pode ser substancialmente composta de duas partes principais: uma porção recurvada 2 e uma porção substancial- mente plana 3. Estas duas porções são unidas por uma borda 4, substanci- almente paralela a uma direção paralela a uma inclinação de um teto. A por- ção recurvada 2 é substancialmente uma parte conformada como uma por- ção de tronco de cone caracterizada por duas geratrizes de extremidade 4, 5 substancialmente oblíquas entre si. Em particular, a geratriz de extremidade 4 coincide com a já citada borda 4 que une a porção recurvada 2 e a porção substancialmente plana 3. Na porção substancialmente plana 3 é provida uma pluralidade de elementos espaçados 6, 7, cuja função será descrita a seguir. Tais elementos espaçados 6, 7 compreendem linhas dorsais 6 que são apresentadas em relevo com relação aos canais 7.

A Figura 1 mostra adicionalmente primeiros elementos de reten- ção longitudinais 8, 13 capazes, conforme será melhor descrito a seguir, de permitirem uma conexão entre a telha fotovoltaica 1 e uma telha análoga contiguamente posicionada em relação a esta. Em particular, na forma de realização preferida do modelo, os ditos primeiros elementos de retenção longitudinais 8, 13 compreendem uma primeira borda 9 da parte substanci- almente plana 3. A partir da parte oposta com relação à primeira borda 9, é provida uma segunda borda 10 ao longo da qual é realizada uma região de acoplamento 11. Ao longo da região de acoplamento 11 é provido um sulco 14 que é capaz de permitir um fluxo de água.

A Figura 2 mostra uma vista de quatro telhas fotovoltaicas 1 com quatro respectivos painéis fotovoltaicos 101 dispostos nas respectivas posi- ções operativas. A partir da análise da Figura 2, será apreciado melhor o sistema de retenção dos painéis fotovoltaicos 101 sobre as respectivas te- lhas 1. De fato, fica evidente como uma caixa de junção 13 conectada a um painel fotovoltaico 101 é disposta paralelamente ao sulco 14. Lateralmente com relação ao sulco 14, é adicionalmente provida uma pluralidade de ele- mentos de passagem 15 adequados à passagem de cabos de ligação elétri- ca 16 do painel fotovoltaico 101. Além disso, é entendido que a pluralidade de elementos espaçados 6, 7 se destina a prover uma ventilação do painel fotovoltaico 101. De fato, é possível prever uma passagem para o ar, termi- nado o resfriamento, entre uma face da telha fotovoltaica 1 e o painel foto- voltaico 101. A Figura 2 mostra também como cada painel fotovoltaico 101 é dividido em dois circuitos elétricos distintos 17 e 18, entre eles independen- tes e ligados em paralelo, que são dispostos de tal modo que se tenha uma exposição pelo menos parcial do painel fotovoltaico 101 qualquer que seja a direção de procedência 19 dos raios solares incidentes. Desta maneira, tam- bém quando os raios solares incidentes 19 não atingirem ambos circuitos elétricos distintos 17, 18, pelo menos um dos dois ficará pelo menos parci- almente externo a um cone de sombra 20 criado pela porção recurvada 2, garantindo, todavia, a alimentação à rede elétrica conectada ao painel foto- voltaico 101.

Como ficará mais evidente a partir da leitura do seguinte, a telha fotovoltaica 1 apresenta adicionalmente uma pluralidade de elementos de retenção 5, 6, 8, 13 do painel fotovoltaico 101 capazes de cooperarem com elementos análogos de outras telhas iguais e contíguas para reter os respec- tivos painéis fotovoltaicos 1 na posição operativa, quando da inserção da telha fotovoltaica 1 na cobertura do teto. Esta pluralidade de elementos de retenção compreende os já citados primeiros elementos de retenção longitu- dinal 8,13 e os segundos elementos de retenção transversais 5, 6.

A Figura 3 mostra os segundos elementos de retenção transver- sais 5, 6 capazes de reterem o painel fotovoltaico 101 paralelamente à su- perfície do teto e em direção normal com relação à inclinação do próprio te- to. Estes segundos elementos de retenção transversais 5, 6 compreendem pelo menos uma borda 5 da porção recurvada 2 que pode ficar sobreposta a uma porção do painel fotovoltaico 101 de uma telha contígua desfrutando do fato de as geratrizes de extremidade 4, 5 da porção recurvada 2 serem oblí- quas entre si. Em outras palavras, a porção recurvada 2 é substancialmente um semicilindro que apresenta uma base de diâmetro maior do que a outra. Deste modo, uma parte da porção recurvada 2 de uma telha fica sobreposta pelo menos parcialmente ao painel fotovoltaico 101 de uma outra telha posi- cionada contiguamente à primeira.

A Figura 4B mostra uma seção B-B indicada na Figura 2. Na Fi- gura 4B é apreciado como a porção recurvada 2 de uma telha fotovoltaica 1 apresenta uma borda 5 que é sobreposta ao painel fotovoltaico 101 colocado na posição operativa sobre uma telha adjacente. Este painel fotovoltaico 101 é, portanto, fechado, por um lado, pela borda superior 5 da telha contígua e, por outro, pela linha dorsal 6 da telha fotovoltaica 1. A Figura 4A mostra uma seção A-A indicada na Figura 2. Na Fi-

gura 4A, os primeiros elementos de retenção longitudinais 8, 13 realizam o sistema de acoplamento entre duas telhas contíguas ao longo da direção paralela à inclinação do teto. É apreciado como um dente de acoplamento 8 disposto ao longo da primeira borda 9 de uma telha é encaixada com a regi- ão de acoplamento 11 da telha contígua. Assim, é criado um vão 12 na fres- ta entre o dente de acoplamento 8 de uma telha e a região de acoplamento 11 da telha vizinha que pode receber e reter uma caixa de junção 13. A cai- xa de junção 13, deste modo, permanece encaixada entre o dente de aco- plamento 8 de uma telha e a região de acoplamento 11 da telha próxima, impedindo eficazmente que o painel fotovoltaico 101 se mova na direção paralela à inclinação do teto. Além disso, será apreciado que o vão 12 de- sempenha também uma função de proteção da caixa de junção 13 dos a - gentes atmosféricos.

O presente modelo foi até aqui descrito com referência a formas preferidas de realização. É entendido que possam existir outras formas de realização que sejam relacionadas ao mesmo núcleo do modelo, conforme definido a partir do âmbito de proteção das reivindicações que são descritas a seguir.

Claims

1. Telha fotovoltaica (1), fabricada de material cerâmico esmal- tável, particularmente adaptada à realização de uma cobertura de um teto de um edifício, que compreende: - um painel fotovoltaico (101) capaz de transformar energia solar incidente em energia elétrica, que contém uma caixa de junção (13) conten- do as respectivas ligações elétricas, e que é colocado em uma posição ope- rativa sobre uma porção da dita telha fotovoltaica (1); - uma pluralidade de elementos de retenção (5, 6, 8, 13) do dito painel fotovoltaico (101), capazes de cooperarem com os elementos de re- tenção de outras telhas iguais e contíguas para reter os respectivos painéis fotovoltaicos (101) na dita posição operativa, quando a dita telha fotovoltaica (1) for inserida na cobertura do dito teto.

2. Telha fotovoltaica (1), de acordo com a reivindicação 1, na qual o dito material cerâmico esmaltável é grés.

3. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações precedentes, na qual a dita pluralidade de elementos de retenção (5, 6, 8, 13) do dito painel fotovoltaico (101) compreende primeiros elementos de re- tenção longitudinais (8, 13), capazes de reterem o dito painel fotovoltaico (101) em uma direção paralela a uma inclinação do dito teto, e segundos elementos de retenção transversal (5, 6), capazes de reterem o dito painel fotovoltaico (101), paralelamente à superfície do dito teto, e em direção nor- mal com relação à inclinação do dito teto.

4. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações precedentes, na qual a dita telha fotovoltaica (1) compreende uma porção recurvada (2) e uma porção substancialmente plana (3), as ditas porções sendo ligadas entre si por meio de uma borda ().

5. Telha fotovoltaica (1), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, na qual os ditos primeiros elementos de retenção longitudinais (8, 13) com- preendem um dente de acoplamento (8) formado ao longo de uma primeira borda (9) da dita porção plana e uma região de acoplamento (11) formada ao longo de uma segunda borda (10) da dita porção plana, o dente de aco- plamento (8) de uma telha sendo capaz de cooperar com a dita região de acoplamento (11) de uma telha adjacente ao longo da direção de inclinação criando um vão (12).

6. Telha fotovoltaica, de acordo com a reivindicação precedente, na qual o dito vão (12) é capaz para receber e reter a dita caixa de junção (13) do dito painel fotovoltaico (101), de tal maneira a manter o dito painel fotovoltaico (101) na dita posição operativa.

7. Telha fotovoltaica (1), de acordo com a reivindicação 5 ou 6, na qual o dito vão (12) é capaz para conter a dita caixa de junção (13), pro- tegendo-a de agentes atmosféricos.

8. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações de 4 a 7, na qual os ditos segundos elementos de retenção transversais (5, 6) compreendem pelo menos uma borda da dita porção recurvada (2), a dita borda sendo tal que ficam sobreposta a uma porção de um painel fotovoltai- co (101) de uma telha contígua.

9. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações de 4 a 8, na qual a dita porção recurvada (2) apresenta duas geratrizes de extremidade (4,5) substancialmente oblíquas entre si.

10. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações de 5 a 9, na qual a dita região de acoplamento (11) compreende um sulco (14) capaz de prover um fluxo de água.

11. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações precedentes, na qual o dito painel fotovoltaico (101) compreende pelo menos dois circuitos elétricos (17,18) distintos e independentes entre si, a sua dis- posição sendo tal de modo a permitir uma exposição pelo menos parcial do dito painel fotovoltaico (101) qualquer que seja a direção de procedência (19) dos raios solares incidentes, sendo pelo menos os ditos dois circuitos elétricos (17,18) ligados em paralelos.

12. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações de 5 a 11, na qual a dita região de acoplamento (11) compreende uma plura- lidade de elementos de passagem (15) para a passagem dos cabos de liga- ção elétrica (16) do painel fotovoltaico (101).

13. Telha fotovoltaica (1), de acordo qualquer das reivindicações precedentes, na qual é provida uma pluralidade de elementos espaçados (6,7) capazes de proverem a ventilação do dito painel fotovoltaico (101) de mo- do que seja evitado um superaquecimento.

14. Telha fotovoltaica (1), de acordo com a reivindicação prece- dentes, na qual a dita pluralidade de elementos espaçados (6, 7) compreen- dem linhas dorsais (6) em relevo intervaladas pelos canais (7) capazes de permitirem a passagem de ar entre uma face da dita telha fotovoltaica (1) e o dito painel fotovoltaico (101).