CN103583001A - 太阳能瓦片固定装置 - Google Patents

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CN103583001A CN201280028414.4A CN201280028414A CN103583001A CN 103583001 A CN103583001 A CN 103583001A CN 201280028414 A CN201280028414 A CN 201280028414A CN 103583001 A CN103583001 A CN 103583001A
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D.茹斯
S.埃尔卡斯米
J-P.杜什
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Abstract

本发明涉及一种4mm厚的太阳能瓦片固定装置,其对于一个瓦片包括与用于定位挂钩并支承瓦片的对应的垫片(4)相结合的至少三个挂钩(3)。此外,挂钩(3)在厚度和宽度上通过合适的尺寸得以加强,并且/或者包括加强器件。

Description

太阳能瓦片固定装置
技术领域
本发明涉及一种用于光伏太阳能瓦片的固定装置。
背景技术
光伏太阳能瓦片被认为是一种扁平光伏元件,其以标准瓦片或石片或其它类似覆盖物元件的方式联合地提供了光伏模块和用于建筑物屋顶的覆盖物的功能。众所周知,屋顶覆盖通过元件的部分相互重叠来保证。
太阳能瓦片由光伏电池制成,其尤其可能是薄膜光伏电池,对于其吸收层基于非晶硅或微晶硅,基于尤其是CIS或CIGS类型的黄铜矿化合物,或者基于碲化镉。作为一种变型,光伏电池可由形成P/N结的单晶硅或多晶硅晶片或有机光伏电池构造而成。不管其类型如何,光伏电池通常被层压在两个衬底之间,这两个衬底形成瓦片的前面和后面,前面传统地由设置为面向入射太阳辐射的透明玻璃衬底形成,并且后面由聚合物衬底制成。
目前当屋顶结合光伏太阳能面板时,所述面板由安装在覆盖物元件上或以紧密密封的形式设置在具有恰当尺寸的开口中的模块组成,这些开口是在去除已有的屋顶的覆盖物元件之后形成的。这些面板形成了过大的厚度,并且不是特别美观。
因而,光伏装置的市场已经出现了呈光伏太阳能瓦片形式的替代产品。这些瓦片具有提供结合了太阳能生产功能的扁平覆盖物表面的优点。
目前使用的瓦片由6 mm厚的玻璃衬底制成,玻璃衬底利用诸如申请EP 1 362 967A1中所描述的那些系统进行固定。这种固定系统包括截面是S形状的挂钩和挂钩固定在其上的支撑导轨。支撑导轨牢固地连接在结构框架的桁条上。挂钩垂直地设置在导轨上,每个挂钩都具有固定在导轨上的一端,而第二端在与第一端平行的更高平面中延伸。挂钩的第二端具有回转部,玻璃衬底的下边缘通过夹持而插入到该回转部中。
这些瓦片和它们的固定系统必须满足机械强度标准,尤其以便承受雪的负荷或风中的撕扯。
因而,用于太阳能瓦片的任何新的固定系统都经过试验以满足这些标准,且尤其是IEC 61215标准。
为了节省建筑物上的屋顶重量,已经考虑通过从6mm变化至4mm而减少玻璃衬底的厚度。在具有4 mm厚的玻璃衬底的太阳能瓦片上已经执行了模拟风中撕扯的压迫试验(在2400Pa下),瓦片通过如以上申请EP 1 362 967A1中所描述的具有挂钩的该类型的已知固定系统组装,并且由瑞士太阳能系统公司以商标名MegaSlate®销售。
现在已经证明这些通常用于6 mm玻璃衬底的挂钩不够坚固,它们的组成材料经历了非常强的变形。此外,玻璃衬底自身变形,这与挂钩的劣化一起导致了瓦片的剥离。
而且,对于保持远小于屋顶必须承受的2400Pa的所需最小压力的压力,此缺点也已经得到过印证。
不过,瑞士太阳能系统公司设计了在使用厚度减少至5 mm的玻璃衬底时满足该标准的产品。为此,为了限制挂钩的悬垂并从而限制它们的变形,已经通过从120 mm改变至50 mm而减少了瓦片之间的重叠区域。
现在已经证明5 mm厚的瓦片之间的重叠区域的减少对于屋顶的正确紧密密封性是有害的,尤其如由巴黎的Centre Technique Matériaux Naturel de Couverture (天然覆盖材料技术中心,CTMNC)进行的试验中所发现的那样。
因而,已经揭示了虽然对于相对较浅的斜坡(对于顶风为14%,对于侧风为6%)而言,对于120 mm的重叠紧密密封性保持正确,但是对于50 mm的重叠不能获得该紧密密封性。
发明内容
因而本发明的目的是提出一种用于光伏太阳能瓦片的固定系统方案,对于该系统,如果需要,玻璃衬底可具有小于6 mm的厚度,从而减少屋顶的重量,同时满足太阳能屋顶安全标准。此外,厚度的减少改善了玻璃的光透射。
本发明的用于太阳能瓦片的固定装置包括具有伸长形状的至少一个挂钩,其截面通常是S形状的,具有固定腹板、与腹板平行的容纳表面、侧板,侧板将腹板连接到容纳表面上,与容纳表面正交并与S的弯曲区域相对应,容纳表面意图支承所谓的上瓦片,并且用于承受瓦片所遇到的压力,例如雪的负荷,并且在容纳表面的末端,与侧板相对,回转部朝着侧板向后弯曲,从而形成凹陷,其意图在斜坡方向上通过提供止动拱座而保持住瓦片,并为瓦片提供对例如风的压迫的抗力。该装置的特征在于,挂钩在厚度和宽度上通过合适的尺寸而被加强。
在说明书的后文中,用语“下”和“上”应被理解为关于屋顶的元件沿着屋顶的斜坡一个安装在另一个上时对它们的位置所考虑的限定词。
限定词“外部”和“内部”指元件安装在屋顶上时对于它们的位置所考虑的元件的面,其分别设置为面向外部环境和相反地朝着住所的内部。
“高度”应被理解为与屋顶的平面正交的尺寸。
挂钩具有伸长的主体,该主体具有两个平行的主面,一个在挂钩的安装位置上意图面向屋顶的外部环境,并被称为“前面”或外面,并且相对的另一个被称为“后面”或内面,其意图面向结构框架。
挂钩的“长度”应被理解为沿着挂钩主体的纵向范围的尺寸数量。其“高度”应被理解为沿着挂钩的两个主面之间延伸的尺寸。其“宽度”应被理解为横向于长度和高度的尺寸数量。
根据一个特征,挂钩包括由与侧板和/或倾斜的刚性连杆相关联的肋条组成的加强器件,刚性连杆一方面连接在侧板上,另一方面连接在容纳表面上。
有利的是,在弯曲回转部的底部和固定腹板上的最近的固定点之间的挂钩的悬垂是至少120 mm。用语“悬垂”应被理解为指位于弯曲回转部的底部和最靠近挂钩的侧板的挂钩的固定点之间的杠杆臂。挂钩的此类悬垂使得能够设置两个连续的太阳能瓦片,即下瓦片和上瓦片,具有足以获得良好紧密密封性的重叠,这两个瓦片位于挂钩的容纳部分的两侧。
根据一个特征,该挂钩具有大于或等于500N,优选大于或等于800N的弹性极限。
在本发明的意义范围内,挂钩的弹性极限是对于其挂钩发生可逆弹性变形的最大负荷,且超过此弹性极限,挂钩发生永久的塑性变形。挂钩的弹性极限由在拉力牵引机上所执行的试验来确定,通过绘制依据以mm为单位的弯曲回转部的位移而变化的以牛顿为单位施加的负荷的曲线,其使得能够表征面对作用于挂钩的弯曲回转部的负荷的挂钩的弹性变形以及随后的塑性变形,即相对于固定腹板上所提供的挂钩的固定点的悬垂。对试验选择用来确定挂钩的弹性极限的施加负荷是将挂钩从其支架撕扯开的方向上的拉力,其对应于在风力的影响下屋顶面板的压迫。在风中撕扯的此结构用于确定挂钩的弹性极限,因为其对应于从机械观点来看挂钩处于最大压力时的情形。实际上,在风力撕扯负荷的情况下,只有挂钩受压,而在雪的负荷的情况下,结构框架承受了一部分负荷。挂钩的弹性极限尤其是通过依据位移而变化的所施加负荷的曲线上的斜度的变化而显示的。
有利的是,挂钩具有大于30 mm,优选至少40 mm的宽度,以及至少4 mm的厚度。
根据另一特征,挂钩由诸如钢的材料制成,呈现至少275MP的刚度,从而对于40 mm的宽度和4 mm的材料厚度而言,其弹性极限是至少800N。优选的是,挂钩被覆了用于防腐蚀并提供电绝缘的环氧树脂。
作为比较,由170MP不锈钢制成且30 mm宽,4 mm材料厚度的现有技术的挂钩呈现400N的弹性极限,从而对压力或拉力的抗性低得多。
优选的是,固定腹板利用至少三个交错的螺钉而固定在结构框架上。
根据又另一特征,固定装置包括设有凹口的至少一个垫片,挂钩容纳并保持在凹口中,挂钩的侧板抵靠凹口的底部,并且在该装置的安装位置中,挂钩的容纳表面定位于垫片之上。
垫片使得能够定位固定挂钩,从而确保其固定并在一小部分上支撑下面的太阳能瓦片。
有利的是,该垫片具有用于将挂钩保持在凹口中的器件。
垫片具有至少15 mm的支承表面,其意图通过支承来接纳下瓦片的上端,从而抵抗由雪类型的天气相关负荷所产生的力。
根据本发明,为了固定4 mm厚的太阳能瓦片,尤其对于具有0.65至1.65m2之间的表面面积的瓦片而言,固定装置包括三个垫片和三个挂钩。
根据关于在安装之后就与相应挂钩协作的若干个垫片的安装的本发明的一个实施例,固定装置包括至少一个导轨,该导轨具有连接在其上的至少三个垫片。导轨构成了用于垫片和挂钩的支撑和识别系统。
根据关于若干个垫片的安装的本发明的另一实施例,固定装置包括为垫片提供模板的至少一个可拆卸的安装系统。
该模板由钢板制成,并且包括侧向颊板,使得能够将所述模板定位在用于定位固定装置并支撑太阳能瓦片的导轨中。
本发明的固定装置用于将太阳能瓦片装配到结构框架上,其玻璃衬底具有小于6 mm,优选等于4 mm或5 mm的厚度,尤其是形成了屋顶的全部或部分的太阳能瓦片。
依赖于屋顶的坡度,位于下瓦片和上瓦片之间的太阳能瓦片有利地具有大约120 mm的重叠距离。
有利的是,本发明的固定装置包括优选由木材制成的至少一个板条,在其上面固定了至少三个挂钩和对应的挂钩定位垫片。
本发明的另一主题是一种组件,尤其是太阳能屋顶,其包括至少两个太阳能瓦片和上述固定装置,其中各个太阳能瓦片的玻璃衬底具有严格小于6 mm,优选等于4 mm或5 mm的玻璃厚度,并且太阳能瓦片具有大约120 mm的重叠距离。
附图说明
现在将借助于本发明范围内的纯粹示例性和非限制的示例,并基于附图来描述本发明,其中:
图1是从上方且以透视形式查看的包括光伏太阳能瓦片的屋顶的视图;
图2是重叠并固定在结构框架上的上下两个太阳能瓦片的竖直平面的局部截面图;
图3是透视且从上方看去的结构框架和本发明固定装置的局部视图;
图4是在固定瓦片的情况下图3的竖直平面的横截面图;
图5是从本发明的固定装置的挂钩的上方看去的透视图;
图6是图5的挂钩的纵向横截面图;
图7是从图5的挂钩的一个变型的下方看去的透视图;
图8是从本发明的固定装置的垫片的上方看去的透视图;
图9是从上方看去的用于安装本发明的固定装置的模板的透视图;
图10是在通过图9的模板安装固定装置期间从结构框架的上方看去的局部透视图;
图11是本发明装置的固定导轨的透视图;
图12和图13是显示了对于结合本发明固定装置的4 mm瓦片和结合现有技术固定装置的6 mm瓦片,分别对负荷和撕扯的抗性进行比较试验的曲线图;
图14是从两个重叠瓦片的上方看去的局部透视图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明安装在非常简单地图示的住宅的结构框架1A上的太阳能屋顶1的局部视图。
屋顶具有面向外部环境并意图接受光能的外面10,以及面向结构框架1A的相对的内面11。其具有类似大多数屋顶的斜坡。
屋顶包括由平坦的太阳能瓦片20的联合形成的覆盖物2。
不同于光伏模块,太阳能瓦片没有框架。
瓦片包括光伏电池,其尤其可能是薄膜光伏电池,其吸收层基于非晶硅或微晶硅,基于尤其是CIS或CIGS类型的黄铜矿类化合物,或者基于碲化镉。作为一种变型,光伏电池可由形成P/N结的单晶硅或多晶硅晶片或有机光伏电池构造而成。对于各个太阳能瓦片,光伏电池被层压在形成瓦片的前面和后面的两个衬底之间,前面由设置为面向入射的太阳辐射的透明的玻璃衬底形成(屋顶的外面),并且后面或内面由聚合物衬底制成。
太阳能瓦片关于其功能在这里并不进行更详细地描述,因为它们不是本发明的主题,并且是已知的。
根据本发明,瓦片具有至多5 mm,且优选4 mm的厚度。同现有6 mm厚的瓦片相比,其节省了屋顶的重量。还提供了更好的能量性能,因为通过减少玻璃的厚度,减少了经由玻璃吸收的太阳能,因而增加了光伏电池吸收的能量。
优选的是,瓦片具有以下表面尺寸:
- 664 mm×962 mm或
- 1296 mm×962 mm或
- 1296 mm×1278 mm或
- 1296 mm×1120 mm。
瓦片根据所谓“风景照”或“肖像”模式进行设置。在肖像模式中,较大的尺寸设置在屋顶的斜坡方向上,而在风景照模式中,较大的尺寸横向于斜坡方向。
瓦片通过以标准瓦片或石片的形式重叠而相对彼此设置,从而赋予一致且连续的表面外观。
尤其对于斜坡方向上的尺寸为962 mm、或1120 mm或1278 mm的瓦片而言,瓦片的重叠部分C在屋顶斜坡的方向上是120 mm。
图14显示了上瓦片20A和下瓦片20B两个瓦片的此重叠部分C。还可通过透明效果看到固定装置。
因而,参照图2,其显示了将上瓦片20A重叠在下瓦片20B上的固定的局部横截面图,下瓦片20B的上面部分22在120 mm的重叠部分C上被上瓦片20A的下面部分21和其固定器件3所覆盖。
结构框架1A被理解为是固定屋顶时所有的支撑和辅助器件。
具体地说,参照图3,结构框架1A通常包括垂直于屋顶斜坡方向的桁条12;固定在桁条上并横向于桁条,即处于斜坡方向上的椽条13;以及添加到椽条13上与桁条平行的屋顶压条14。
此外,根据本发明,在屋顶压条14之间平行地添加了木板条15,并且将金属导轨16添加到板条15上并横向于板条15在屋顶的斜坡的方向上延伸。导轨16的中心到中心的距离对应于太阳能瓦片的宽度。
在图3和图4中,可以区分出各个导轨16都具有中心壁18和位于中心壁的两侧并且被相应的侧壁19A和19B所限定的两个侧槽17,这些槽具有其面向外部环境的凹谷。
侧壁19A和19B的上自由边缘组成了用于瓦片的支撑表面,两个相邻的瓦片意图分别搁置在边缘上,一个搁置在边缘19A上,另一个搁置在边缘19B上。
对于屋顶的端面,导轨16不需要具有两个侧槽17,仅仅一个侧壁边缘19A就足以支撑屋脊瓦片。
侧壁19A和19B的各个上自由边缘由密封接头7重叠,瓦片放置在密封接头上。
密封接头7只设置在斜坡的方向上。在横向于斜坡方向的瓦片的重叠处没有密封,从而保持自然通风间隙。实际上在垂直于斜坡方向上提供用于引入空气流的敞开截面是必须的,其确保对各个瓦片的自然通风,从而避免光伏电池的温度的提高,否则其效率将减少。挂钩通过垫片4的固定(如下所述)决不能破坏空气在瓦片下面的流动。
有利的是,各个接头7均具有并非恒定的截面,以便吸收瓦片之间由于它们的重叠而引起的高度差异。
导轨除了它们的瓦片支撑功能之外,还通过它们的槽17而保证了屋顶的密封性。在水于瓦片的边缘处进入的情况下,水将落入槽中,并且将借助结构框架的下桁条而流向轨面的下端,从而加入屋顶的沟槽。
如在图2至图4中可见,太阳能瓦片通过本发明的装置而被装配到结构框架上,本发明的装置包括固定挂钩3和垫片4。
在此示例性实施例中,各个玻璃衬底均具有4 mm的厚度,并且利用三个挂钩进行固定,其可在图5至图7中详细地看到。
三个挂钩3以规律的间隔固定在各个板条15上,并且分别与三个垫片4协作。
为了将挂钩3和垫片4设置在合适的点上,该装置根据不同实施例包括定位模板5(图9)或支撑导轨6(图11)。
挂钩具有相同的形状和尺寸。
参照图5和图6,各个挂钩通常是S形状,并且包括固定腹板30、用于玻璃的容纳表面或支承表面31、以及用于保持玻璃的回转部32。
腹板30和容纳表面31设置在两个不同的平行平面中,并通过与它们正交的侧板33而联接在一起。
腹板30意图固定到板条15上,板条通过例如螺接而添加到结构框架上(图2)。为此,腹板30包括钻孔34,其可从图5中看出,优选至少三个,它们交错排列从而避免在螺接期间板条的木纤维的断裂。
参照图2,容纳表面31使上瓦片20A,更具体地说其下面部分21,作用于容纳表面上。
保持回转部32设置在容纳表面的末端,与侧板30相对。
关于图6,保持回转部32具有底部32a和凸耳32b,底部32a垂直于容纳表面31并在与挂钩的腹板30相反的方向上垂直延伸,凸耳32b联接在底部32a上,并平行于容纳表面31,在腹板30的方向上延伸。
回转部32提供了U形的凹陷35,其意图保持上瓦片20A的下自由端21,玻璃厚片抵靠在回转部的底部32b上(图2)。凹陷的高度相当于瓦片的玻璃的厚度,从而在不需要用力插入的条件下将瓦片保持夹持在其中。
参照图5和图6,挂钩的尺寸如下:
- 从腹板的自由端至回转部的底部32a的外面的长度L为:230 mm
- 在整个长度上相同的宽度l为:40 mm
- 构成材料的厚度e为:4 mm的钢和0.7 mm的环氧漆涂层
- 容纳表面31的长度Ls为:151 mm
- 固定腹板30的长度La为:79 mm
- 正交侧板33在其垫片4意图抵靠在其上的面33a上的高度h为:22 mm
- 回转部32的高度hR为:18 mm
最后,根据本发明,挂钩优选由具有至少275MPa刚度的材料,例如钢制成。不锈钢是不合适的。
对于由具有275MPa刚度的钢制成,并且具有4 mm钢厚度e和40 mm宽度的挂钩,其弹性极限为800N。
在图7中所示的变型实施例中,刚度通过加强器件来确保,加强器件由倾斜的刚性连杆35组成,刚性连杆设置在容纳表面31的下面,并且一方面连接到侧板33上,另一方面连接到容纳表面31上。
在又另一变型中,加强器件可采用与侧板33相关联的肋条形式。
虽然固定挂钩3使得可以保持上太阳能瓦片20A,但是与挂钩3结合的垫片4用于夹紧下瓦片20B。
参照图2,各个垫片4均放置在固定挂钩3的容纳表面31下面,以与固定腹板30共面的方式,并抵靠在正交的侧板33上。其确保了下太阳能瓦片20B的上端22被支撑。
垫片4固定在结构框架上,其固定在与挂钩3的固定腹板30相同的板条15上。
根据不同实施例,利用可拆卸的定位模板5或预安装的支撑导轨6实现了挂钩3和垫片4的恰当定位,定位模板和支撑导轨将在后面描述。
参照图8,各个垫片4均具有通常平行六面体的形状。
其具有比挂钩更大的宽度lc
其厚度或高度小hc于挂钩的正交侧板33的高度h,从而在挂钩的容纳表面31的下面(图2),在其外表面45和容纳表面31的面对面33b之间形成空间8。此空间意图通过夹紧装配来容纳下太阳能瓦片20B的上端22。
垫片4的长度Lc足以在玻璃的上端22处提供(图2)至少15 mm,例如17 mm的支承区域Z,从而减少瓦片的变形风险。
垫片4是根据本发明的第一变型并如图8中所示的整体元件,此时其通过模板5进行定位。各个垫片均独立地固定在板条15上。
在第二变型中,垫片4形成了导轨6的整体部分(图11),同时仍然具有相同的特征。
在此第二变型实施例中,三个垫片4连接在导轨6上。从而通过将导轨6连接到板条上而进行垫片在板条15上的定位和固定。
垫片由塑料制成,例如热塑性或合成材料,例如基于聚酰胺PA6-GF40的材料。
如已经解释的那样,每个垫片4均与挂钩3协作。有利的是,参照图3,这种协作通过在挂钩的侧板33处将固定腹板30装配到垫片的其中一个侧面上所提供的凹口40中来实现。此凹口同时为挂钩的固定提供了导向作用,并确保其侧向垂直于屋顶的斜坡方向而被保持。
参照图8,凹口40包括底部41和侧壁42,其中挂钩的侧板33意图抵靠在底部上,并且侧壁42使挂钩横向于其长度而固定。凹口在两个侧壁之间的宽度比挂钩的宽度大得非常多,具体地说对于40 mm的挂钩宽度为43 mm。
凹口40具有适合于确保在固定垫片之后使挂钩保持在斜坡方向上对齐的尺寸,使得挂钩随着时间流逝而持续提供其机械瓦片固定功能。
此外,凹口的其中一个壁42在其与底部41相对的自由端处包括肩部或突出销43。一旦挂钩接合在凹口中,并且在螺接固定腹板30之前,此销43防止了挂钩由于其重心在容纳表面31上的定位的自然倾斜。
因为此突出销43,挂钩3只能通过经由凹口的顶部插入和侧向枢转才能接合在凹口中。
此外,垫片4包括与凹口40相对的倒角44,倒角的倾斜在垫片的两个主支承面45和46之间并远离凹口延伸。
最后,垫片4包括用于其固定的埋头孔47。因为固定通过螺接来执行,所以埋头孔使平头螺钉可以不突出到垫片的外表面45之外,从而不会产生对于瓦片的任何单一的支承点,并避免瓦片的玻璃由于凹入而引起的任何损坏。
在安装挂钩3之前先进行垫片4在结构框架上的定位和固定。
根据用于定位垫片4的第一方法,使用了模板5。
参照图9,金属模板5是伸长的腹板元件50,其具有相对的主面51和52,并且包括三个托架53和两个侧向颊板54。使得其能够可拆卸地进行固定,其具有夹紧器件57。
托架53以规律的间隔固定在腹板的其中一个面51上,并且相对于腹板的其中一个自由边缘突出。它们用于定位垫片4。
颊板54设置在腹板的面52上。它们用于定位模板5。
图10图示了在利用模板5安装固定装置期间在屋顶的边缘处的结构框架的局部视图。应该注意的是,屋顶边缘导轨16只有单个槽17。
参照此图10,颊板54使得可以通过它们在导轨的壁18上的抵靠而使模板5定位在屋顶上。为了安装垫片和挂钩,模板在导轨上的临时固定通过夹紧器件57,例如偏心辊轴而实现。
为了平行于板条15恰当地设置模板,并且设置在屋顶的斜坡的正确高度上,导轨的壁18的自由边缘包括凹坑(不可见),模板在宽度方向上容纳在凹坑中。
为了使相同的模板适合于不同的太阳能瓦片宽度,一个颊板54是固定的,而另一颊板通过能够在模板长度上的平移调整是活动的。此活动颊板的固定通过螺接到腹板上来执行。
参照图9,各个托架53均具有两个正交的侧板53a和53b,侧板53a通过螺接到主面51上进行固定,而侧板53b从模板的腹板的边缘突出,并朝着腹板的另一主面52而延伸。与联接在另一侧板53a上的末端相对,侧板53b的远端连接在与侧板53b正交的梯级55上,并通过与之垂直的立板56而延伸。
从立板的自由端至模板的腹板50的高度限定为对应于必须强加于接纳瓦片的挂钩3的容纳表面31的高度。当模板放置在导轨17上时,立板的自由端承靠在木板条15上。
托架53的定位规定了垫片4的布置。一旦模板就位,各个垫片4均抵靠板条15放置,使得其凹口40与立板56协作,立板抵靠在所述凹口的底部41上。
然后通过插入到埋头孔47中的平头螺钉将垫片4固定在其厚度上。
一旦垫片就位,就除去模板5。因而垫片4被定位以接纳挂钩3。因此可根据精确对准和牢固安装而恰当地布置挂钩。
通过推挤,瓦片20到挂钩3的回转部32中的引入通过将挂钩3抵靠着保持在垫片4中而被确保。
在安装垫片4的其它实施例中,所述垫片联接在支撑导轨6上,如图11中所示。
优选由铝材料制成的导轨6具有与两个导轨16的中心到中心距离相对应的长度。其包括三个垫片4,它们例如通过互锁,或通过制造方法形成导轨6的整体部分而牢固地连接。
导轨6具有小于垫片长度Lc的宽度。垫片的布置造成凹口40相对于导轨的纵向边缘突出,而倒角44终止于导轨的另一纵向边缘。
导轨通过螺接到板条15中而固定。
一旦导轨就位,就可如上述第一实施例中那样,通过将它们装配到垫片4的凹口40中而执行挂钩3的安装。
本发明的固定装置为只有4 mm厚的太阳能瓦片提供了特别牢固的固定,而现有技术装置只能与6 mm瓦片协作。
本发明的装置已经经过试验,以满足对雪的重量(过压试验)和风(压迫试验)的抗力。
试验是根据标准IEC 61215:2005和IEC 61730:2007执行的。
总而言之:
4 mm厚且具有962 mm×1296 mm表面面积的瓦片通过垫片4和三个挂钩3而固定到本发明的装置上。各个挂钩均通过五个螺钉固定。
如上面示例中已经提到的那样,本发明的挂钩具有以下尺寸特征:
- 挂钩的钢的厚度是4 mm,具有0.7 mm的环氧树脂涂层
- 挂钩的宽度是40 mm
- 挂钩的长度是230 mm
- 回转部32的凸耳32b的尺寸是18 mm。
由吊梁支承的框架通过吸盘而应用于瓦片的顶部,吸盘受到气压缸的控制,后者施加推力(过压试验)或拉力(压迫试验)。
瓦片经历三个连续循环,每个都循环具有5400Pa的推力,然后是2400Pa的拉力。
吸盘的分布、测量点和循环的细节在标准中给出。
对于相同尺寸的962 mm×1296 mm的6 mm通过由不锈钢制成且30 mm宽度的瑞士太阳能系统的现有技术的挂钩进行固定的太阳能瓦片执行比较试验。现有技术的瓦片不利用任何垫片进行固定。
图12和图13分别显示了针对利用本发明装置进行固定的4 mm瓦片和利用现有技术挂钩进行固定的6 mm瓦片的比较性的过压试验曲线和压迫试验曲线。
每个图都显示了四条曲线:
- 曲线C1与针对4 mm瓦片和本发明固定装置的位于瓦片中心处的测量点相对应;
- 曲线C2与本发明的固定装置的中心挂钩上的测量点相对应;
- 曲线C3与针对6 mm瓦片和现有技术固定装置的位于瓦片中心的测量点相对应;
- 曲线C4与现有技术固定装置的中心挂钩上的测量点相对应。
这些曲线表示依据所应用的压力而变化的以 mm为单位的瓦片或挂钩的变形。
已经发现,和挂钩一样(曲线C2与曲线C4相比),对于过压试验(图12),与本发明的装置相关联的4 mm太阳能瓦片(曲线C1)经历了比现有技术的瓦片(曲线C3)少得多的变形。
对于压迫试验(图13),已经发现4 mm太阳能瓦片(曲线C1)呈现比6 mm瓦片(曲线C3)稍多的变形,但至少固定装置是相当的(曲线C2和C4)。不管变形如何,4 mm瓦片都满足安全标准。

Claims (15)

1.一种用于太阳能瓦片的固定装置,包括具有伸长形状的至少一个挂钩(3),其截面通常是S形状的,具有固定腹板(30)、与所述腹板平行的容纳表面(31)、侧板(33)和回转部(32),所述侧板(33)将所述腹板联接到所述容纳表面上,与所述容纳表面正交并与S的弯曲区域相对应,并且在所述容纳表面的末端处,与所述侧板相对,所述回转部(32)朝着所述侧板向后弯曲,以形成凹陷(35),其特征在于,所述挂钩(3)在厚度和宽度上通过合适的尺寸得到加强。
2.根据权利要求1所述的固定装置,其特征在于,所述挂钩(3)包括由肋条组成的加强器件,所述肋条与所述侧板(33)和/或倾斜的刚性连杆(35)相关联,所述刚性连杆一方面连接在所述侧板(33)上,另一方面连接在所述容纳表面(31)上。
3.根据权利要求1或2所述的固定装置,其特征在于,在所述弯曲回转部(32)的底部(32a)和所述固定腹板(30)上的最近固定点(34)之间的所述挂钩(3)的悬垂是至少120 mm。
4.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,所述挂钩(3)具有大于或等于500N,优选大于或等于800N的弹性极限。
5.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,所述挂钩(3)具有大于30 mm,优选至少40 mm的宽度以及至少4 mm的厚度。
6.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,所述挂钩(3)由呈现至少275MPa刚度的材料制成,例如钢,以便对于40 mm的宽度和4 mm的材料厚度,其弹性极限为至少800N。
7.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,其包括设有凹口(40)的至少一个垫片(4),其中所述挂钩(3)容纳并保持在所述凹口(40)中,所述挂钩的侧板(33)抵靠在所述凹口的底部(41),并且在所述装置的安装位置上,所述挂钩的容纳表面(31)定位在所述垫片的上方。
8.根据权利要求7所述的固定装置,其特征在于,所述垫片(4)包括用于将所述挂钩(3)保持在所述凹口(40)中的器件(43)。
9.根据权利要求7或8中的任一项所述的固定装置,其特征在于,所述垫片(4)具有至少15 mm的支承表面(45),其意图通过支承而接纳下瓦片的上端。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的固定装置,其特征在于,其包括提供用于装配所述垫片(4)的模板的至少一个可拆卸的安装系统(5)。
11.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,其包括具有连接其上的至少三个垫片(4)的至少一个导轨(6)。
12.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,其包括至少一个板条(15),在其上面固定了至少三个挂钩(3)和对应的挂钩定位垫片(4)。
13.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,其用于太阳能瓦片的装配,太阳能瓦片的玻璃衬底具有严格小于6 mm,优选等于4 mm或5 mm的厚度,尤其是所述太阳能瓦片形成了屋顶的全部或部分。
14.根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,其用于具有大约120 mm的重叠距离的太阳能瓦片的装配。
15.一种组件,尤其是太阳能屋顶,其包括至少两个太阳能瓦片和根据任一前述权利要求所述的固定装置,其特征在于,每个太阳能瓦片的玻璃衬底都具有严格小于6 mm,优选等于4 mm或5 mm的玻璃厚度,并且所述太阳能瓦片具有大约120 mm的重叠距离。
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