ES1065778U - "caja de conexion para ser montada en un modulo solar fotovoltaico". - Google Patents
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Abstract
1. Caja de conexión (1), en particular para ser montada en un módulo solar fotovoltaico caracterizada por el hecho de que está constituida por: una carcasa base (2) que incluye una pluralidad de aletas de refrigeración (5) para la disipación de calor; una brida para la sujeción de los cables a la caja de conexión (3); una tapa protectora (4) de la caja de conexión (4); y cables de conexión (6) dirigidos hacia fuera para acoplarse a una conexión externa, y en el que dichas piezas ,anteriormente citadas están fabricadas en materiales plásticos de alta resistencia a condiciones climatológicas adversas, productos químicos y estando provisto dichos materiales de aditivos que aportan resistencia a la radiación ultravioleta y a la llama.
Description
Caja de conexión para ser montada en un módulo
solar fotovoltaico.
La presente invención se refiere a una caja de
conexión de material plástico montada sobre la parte posterior del
módulo solar fotovoltaico, que se utiliza para asegurar la
fijación, proporcionar una buena y fiable conexión eléctrica, así
como para proteger los materiales, componentes electrónicos y
conexiones eléctricas de dicho módulo solar fotovoltaico frente a
las agresiones externas.
Más en particular, la caja de conexión que se
preconiza se caracteriza por un diseño que favorece la evacuación
del posible calor acumulado en su interior y se facilita la
intervención a los técnicos, en el caso de fallo de alguno de los
componentes en su
interior.
interior.
La caja de conexión objeto de la invención está
especialmente concebida y realizada en orden a obtener notables
ventajas en durabilidad y fiabilidad del módulo solar fotovoltaico
al que pertenece respecto a otros dispositivos de finalidades
análogas ya existentes.
En la actualidad, son conocidos diversos tipos
de caja de conexión para módulos solares fotovoltaicos provistos de
sistemas de conexión para los componentes eléctricos en su interior
así como de un sistema de cierre que proporciona la estanqueidad
necesaria, en los que se ha podido observar como en dicho sistema
de conexión eléctrica se utilizan métodos de conexión mediante
contacto mecánico o mediante soldadura parcial de algunos de los
componentes eléctricos a partes activas que conforman al módulo
solar.
Habitualmente, los componentes electrónicos y
conexiones situados en el interior de estas cajas de conexión se
posicionan justo detrás de alguna de las células fotovoltaicas
embebidas entre las distintas capas del módulo solar fotovoltaico,
provocando por ello que las características eléctricas de dichas
células resulten mermadas como consecuencia del calor desprendido
por los componentes electrónicos, normalmente diodos de protección,
durante los periodos de su activación.
Se conocen además, varios sistemas de fijación y
sellado de la caja de conexión al posterior del módulo solar
mediante la utilización de cintas adhesivas de doble cara;
siliconas, poliuretanos u otro tipo de polímeros monocomponentes o
bicomponentes dispensados en frío o caliente, no obstante, estos
sistemas de fijación presentan una serie de inconvenientes que son:
la porosidad del material, la pérdida de propiedades mecánicas y
dieléctricas con el tiempo debido a su reacción con la radiación
ultravioleta o agentes químicos, así como falta de flexibilidad del
material frente al estrés térmico al que es sometido el módulo solar
fotovoltaico.
Los problemas mencionados con anterioridad
pueden provocar fallos de estanqueidad en la caja de conexión,
incluso un despegue localizado o total de la caja y, por lo tanto,
la posibilidad de entrada de agua o humedad hacia su interior lo
que puede dar lugar a la corrosión de partes conductoras o a la
comunicación de partes eléctricas de distinta polaridad; pudiendo
provocar todo ello la degradación eléctrica o
corto-circuito del módulo solar fotovoltaico.
La presente invención se ha desarrollado con el
fin de proporcionar una caja de conexión que resuelva los
inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras
ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción
que se acompaña a continuación.
Por lo tanto, es un objeto de la invención
proporcionar una caja de conexión destinada a ser montada en un
módulo solar fotovoltaico, que está compuesta por cuatro partes
fundamentales: una carcasa base, la tapa protectora, los cables de
conexión que permiten la conducción de la energía eléctrica generada
por el módulo fotovoltaico hacia el exterior y una pieza que hace
la función de brida para la sujeción de estos cables de conexión a
través de presión y agarre sobre su cubierta, eliminando así la
posible tensión sobre el terminal de conexión montado sobre el
extremo de cada cable que queda en el interior de la caja de
conexión.
La caja de conexión de diseño propio favorece la
disipación del posible calor acumulado en su interior mediante la
disposición de una pluralidad de aletas de refrigeración en la tapa
protectora y en su base. El material empleado para la fabricación
de las piezas de esta caja de conexión es un material polímero, de
alta resistencia a las condiciones climatológicas adversas, a una
gran diversidad de productos químicos y que además va provisto de
una serie de aditivos para garantizar su resistencia a la radiación
ultravioleta y a la llama.
Ventajosamente, la tapa protectora de la caja de
conexión está provista de una junta tórica de silicona que garantiza
la estanqueidad en su interior junto con un sistema de cerrado
mediante apriete con tornillos por el exterior de la junta.
Conectados a la caja de conexión se encuentran
los cables de conexión, provistos de terminales de conexión rápida
con sistema de bloqueo seguro y grado de protección IP67 para sus
partes conductoras. En realidad hay dos de estos cables, uno con
terminación tipo hembra y polaridad positiva y otro de terminación,
tipo macho y polaridad negativa. El cable utilizado es de doble
aislamiento con cubierta de grado solar, resistente a la radiación
ultravioleta y a distintas sustancias químicas, así como resistente
a la abrasión y deterioro. En el extremo libre de los cables se
suelda un terminal de conexión de gran tamaño y sección en cobre,
estañado, o material conductor similar, con orificio circular
pasante para la entrada de tornillo del cual se proporcionan mas
detalles en el párrafo siguiente.
En el interior de la caja de conexión se
realizan unas conexiones eléctricas que permiten la conducción de la
energía generada por el módulo solar hacia el exterior a través de
los dos cables de distinta polaridad mencionados en el punto
anterior. Estas conexiones se realizan desde el circuito electrónico
del interior del laminado a los terminales de gran sección
comentados, y que van montados y fijados en el interior de la caja
ayudándose de un tornillo, tuerca y arandela en acero inoxidable.
Estos terminales van, cada uno de ellos, crimpados y soldados a uno
de los dos cables del módulo solar.
Según otro aspecto de la invención, para la
realización de las conexiones en el interior de la caja de conexión
se utilizan unas tiras planas de cobre estañado que se sueldan por
un extremo al circuito electrónico laminado en el interior del
módulo solar, durante el proceso de soldadura de interconexión y,
por el otro, se conectan mecánica y eléctricamente a un terminal de
cobre estañado y gran sección posicionando en la caja de conexión
mediante fijación con tornillo, tuerca y arandela, a un par
constante, así como por soldadura. Esta soldadura se realiza
separada de la zona de fijación mecánica con la finalidad de no
inutilizar el contacto mecánico. De esta forma se garantiza una
buena unión eléctrica y mecánica de las conexiones eléctricas entre
las tiras planas de cobre estañado que unen el circuito interior del
módulo solar fotovoltaico con unos terminales de gran sección
situados en la caja de conexión, que a la vez forman parte de los
cables de conexión que transmiten la energía generada por el módulo
hacia el exterior. Este sistema de conexión garantiza la durabilidad
del módulo solar foto-
voltaico.
voltaico.
Preferentemente, la carcasa base está provista
de un hueco o ventana interior en el cual se encuentran los
componentes electrónicos y conexiones eléctricas que van desde el
exterior hacia el interior del módulo solar fotovoltaico, estando
este hueco rellenado de un gel dieléctrico transparente y
termoconductor.
A modo de fijador o sellante de la caja de
conexión al posterior del módulo solar, así como de los cables de
conexión del módulo que salen por unos agujeros practicados en un
lateral de la caja, se utiliza una silicona monocomponente de
vulcanizado rápido a temperatura ambiente, de muy buenas propiedades
adhesivas a los metales y polímeros, de característica flexible,
no-corrosiva, resistente a condiciones
meteorológicas adversas, a un amplio rango de temperaturas, a la
radiación ultravioleta y a los agentes químicos. Esta silicona
monocomponente se aplica sobre el perímetro de la base de la
carcasa base y en el interior de unas cámaras localizadas en la
pieza de la caja que hace la función de brida o sujeción de los
cables de conexión en el tramo que se adentran a la propia caja, con
la finalidad de sellar la posible entrada de agua, humedad u otros
agentes externos a través de los taladros practicados sobre la caja
para la entrada de estos cables.
Para el encapsulado y protección contra la
corrosión de las conexiones en el interior de la caja de conexión
se utiliza un encapsulante bicomponente de silicona neutro, no
corrosivo, que vulcaniza a temperatura ambiente a un estado de
elastómero flexible, que previene de daños a los componentes
eléctricos y electrónicos como consecuencia de impactos, vibraciones
o fatiga; posee buena estabilidad química y resistencia a la
radiación ultravioleta, posee buenas propiedades dieléctricas, es
resistente a la llama y, además se trata de un material
termoconductivo que ayuda a disipar el calor generado en el interior
de la caja de conexión.
Con la finalidad de evitar la desvinculación de
la tapa protectora frente a la caja de conexión, cuando sea
necesaria su apertura, se utiliza una brida externa estándar
también resistente a un amplio rango de temperatura y radiación
ultravioleta.
Para completar la descripción que se está
realizando de cuanto queda escrito en la presente memoria, y con el
objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del
invento, se acompaña a esta memoria, como parte integrante de la
misma, unos dibujos, de forma ilustrativa y no limitativa,
representando los detalles mas significativos de la invención, en
los que:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
la parte frontal de la caja de conexión de acuerdo con la presente
invención;
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de
la parte frontal de la caja de conexión sin la tapa protectora;
La figura 3 muestra una vista en planta de la
parte posterior de la base de la caja de conexión;
La figura 4 muestra vistas en perspectiva
frontal y posterior de la tapa protectora de la caja de conexión;
y
La figura 5 muestra la sección de una vista en
perspectiva de la parte posterior de un módulo solar fotovoltaico
dónde se encuentra la caja de conexión.
A la vista de las comentadas figuras, puede
observarse como una realización de la caja de conexión referenciada
de forma general mediante la referencia (1) está esencialmente
constituida por cuatro piezas que se describen con mayor detalle
seguidamente:
Una carcasa base (2), brida para la sujeción de
los cables a la caja de conexión (3), una tapa protectora de la
caja de conexión (4) y cables de conexión (6) hacia el exterior
acoplables entre sí, como se representa en las figuras, todas ellas
elaboradas en materiales plásticos de alta resistencia a las
condiciones climatológicas adversas, a una gran diversidad de
productos químicos y, además provistos de una serie de aditivos que
garantizan su resistencia a la radiación ultravioleta y a la
llama.
La primera pieza es la carcasa base (2) de
planta sensiblemente rectangular, que presenta alrededor de las
paredes laterales exteriores unas aletas de refrigeración (5) que
favorecen la disipación del posible calor acumulado en el interior
de la caja de conexión (1). A través de dos orificios circulares
(12) practicados en la cara más ancha de la caja de conexión se
insertan los cables de conexión (6) de longitud y sección apropiados
para el correspondiente diseño de módulo solar fotovoltaico. Estos
cables de conexión están provistos en el extremo que queda hacia el
exterior de la caja de conexión, de un terminal de conexión de
contacto rápido con sistema de bloqueo seguro y grado de protección
IP67 para las partes conductoras. En el otro extremo de los cables
de conexión (6), es decir, el extremo que queda situado en el
interior de la caja de conexión (1), se une mediante proceso de
crimpado y soldadura un terminal (7) de cobre estañado de gran
sección que presenta un taladro en su pala. Este terminal (7) va
sujeto a una estructura soporte (14), practicada en el interior de
la caja de conexión (1), mediante una tuerca (18) que se alimenta
dentro de una cavidad hexagonal existente en el posterior de la
base de la caja, una arandela (9) que se posiciona entre el terminal
(7) montado sobre dicha estructura soporte y el tornillo (8) que se
rosca de manera segura sobre la tuerca (18).
Una vez ensamblados y fijados los cables de
conexión (6) a los terminales (7) situados en el interior de la
caja de conexión (1), se monta una segunda pieza que hace de
sujeción o brida (3) de los mismos (6) hacia la propia caja (1).
Esta brida (3) se fija a la caja de conexión (1) mediante dos
tornillos (10). En el tramo de la brida (3) que se monta sobre los
cables de conexión (6) existen unas cavidades (11) que rodean a los
mismos, y que disponen de entrada desde el exterior en forma de
tobera. Estas cavidades (11) son selladas con una silicona neutra
monocomponente de muy buenas características dieléctricas,
mecánicas, en cuanto a flexibilidad, resistente a un rango amplio
de temperatura, a la radiación ultravioleta, llama, etc. De esta
manera se evita la entrada, de agentes externos hacia el interior de
la caja (1) a través de los orificios (12) practicados sobre la
pared de su cara
frontal.
frontal.
El espacio interior (13) de la caja de conexión
(1), en el cual se encuentran los componentes y conexiones
eléctricas, se rellena de un gel dieléctrico transparente y
termoconductor de silicona neutra bicomponente de curado rápido que,
además, posee las propiedades de buena estabilidad frente a agentes
químicos, radiación, ultravioleta y llama y que por sus propiedades
flexibles previene de daños a las conexiones y componentes
eléctricos en el interior de la caja como consecuencia de impactos,
vibraciones o fatiga. Este gel dieléctrico se utiliza como
encapsulante para proteger dichas conexiones y componentes de la
oxidación o agresión de posibles agentes externos.
La caja de conexión (1) se cierra por su parte
superior con una tercera pieza, que es la tapa protectora (4), y
cuatro tornillos (17). En la parte inferior de la tapa protectora
(4), por dentro de un canal, se monta una junta tórica de silicona
(15) que proporciona la estanqueidad apropiada al conjunto caja de
conexión (1) y tapa protectora (4), cuando dicha tapa protectora
(4) es cerrada sobre la caja de conexión (1) mediante el apriete de
los tornillos (17) que quedan por la parte exterior del cierre
proporcionado por la junta tórica (15). Así mismo la tapa protectora
(4) se une a la caja de conexión (1) mediante una brida externa
(21) para evitar la desvinculación de ambas piezas.
En la cara posterior de la carcasa base (2) de
la caja de conexión (1) se adhieren unos adhesivos de doble cara
(19), tal y como se muestra con mayor claridad en la figura 3, que
permiten fijar de manera inmediata la caja de conexión (1) al
posterior del módulo solar fotovoltaico con la finalidad de que éste
pueda ser manipulado mientras endurece el cordón de sellante de
silicona monocomponente que se aplica de manera uniforme sobre la
periferia rugosa (20) de la cara posterior de la carcasa base (2)
para la fijación de la caja (1) al módulo solar fotovoltaico. De
esta manera, se evita el riesgo de desprendimiento o movimiento de
la caja de conexión (1) y la necesidad de tiempos de almacenaje
intermedios durante el proceso de fabricación del módulo solar
fotovoltaico.
La caja de conexión (1) que se preconiza se
ubica sobre la parte posterior y superior del módulo solar
fotovoltaico, próxima al alojamiento (22) practicado sobre el marco
de aluminio superior (23) que protege al módulo solar y, alejada de
la matriz de células fotovoltaicas.
No se considera necesario hacer más extensa esta
descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el
alcance de la invención y las ventajas que de la misma se
derivan.
Los detalles, las formas, las dimensiones y
demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la
fabricación de la caja de conexión de la invención podrán ser
convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente
equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni
del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a
continuación.
Claims (10)
1. Caja de conexión (1), en particular para ser
montada en un módulo solar fotovoltaico, caracterizada por
el hecho de que está constituida por:
una carcasa base (2) que incluye una pluralidad
de aletas de refrigeración (5) para la disipación de calor;
una brida para la sujeción de los cables a la
caja de conexión (3),
una tapa protectora (4) de la caja de conexión
(4); y
cables de conexión (6) dirigidos hacia fuera
para acoplarse a una conexión externa,
y en el que dichas piezas anteriormente citadas
están fabricadas en materiales plásticos de alta resistencia a
condiciones climatológicas adversas, productos químicos y, estando
provisto dichos materiales de aditivos que aportan resistencia a la
radiación ultravioleta y a la llama.
2. Caja de conexión (1) según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que consta en la parte
posterior de la carcasa base (2) de una porción de superficie
rugosa dispuesta a lo largo de una región periférica (20) donde está
aplicado un cordón sellante de silicona, y unas superficies
rectangulares donde están adheridos unos adhesivos de doble cara
(19) para la fijación de la caja de conexión (1) a la parte
posterior del módulo solar fotovoltaico.
3. Caja de conexión (1) según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que presenta en la cara mas
ancha de su carcasa base (2) dos orificios circulares (12) para la
entrada de los cables de conexión (6).
4. Caja de conexión (1) según la reivindicación
3, caracterizada por el hecho de que los cables (6) están
sujetados a la caja de conexión, por el interior, mediante la brida
(3) de sujeción y tornillos (10).
5. Caja de conexión (1) según las
reivindicaciones 3 y 4, caracterizada por el hecho que la
brida (3) dispone de dos cavidades (11) que rodean a los cables (6)
y que están selladas con silicona neutra monocomponente.
6. Caja de conexión (1) según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que los cables de conexión
(6) están fijados en el interior de la caja de conexión (1) a través
de un terminal (7) conductor que está crimpado y soldado al extremo
libre del cable (6).
7. Caja de conexión (1) según la reivindicación
6, caracterizada por el hecho de que dicho terminal (7)
dispone de un orificio circular en su pala para el paso de tornillo
y, está montado sobre un soporte (14) dispuesto en el interior de la
carcasa base (2), estando dicho terminal (7) montado sobre el
soporte (14) mediante un conjunto de tuerca (18), arandela (9) y
tornillo (8).
8. Caja de conexión (1) según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que la carcasa base (2)
está provista de un hueco o ventana interior (13) en el cual se
encuentran los componentes electrónicos y conexiones eléctricas que
van desde el exterior hacia el interior del módulo solar
fotovoltaico, estando dicho hueco (13) rellenado de un gel
dieléctrico transparente y termoconductor.
9. Caja de conexión (1) según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que en la parte inferior de
la tapa protectora (4) y en el interior de un canal está montada
una junta tórica de silicona (15), proporcionando medios de
estanqueidad entre la carcasa base (2) y la tapa protectora (4)
cuando dicha tapa protectora (4) está en una condición cerrada.
10. Caja de conexión (1) según la reivindicación
9, caracterizada por el hecho de que la tapa protectora (4)
está unida a la carcasa base (2) mediante una brida externa (21)
que sobresale lateralmente hacia fuera.
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Family Applications (1)
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| ES200701140U Expired - Fee Related ES1065778Y (es) | 2007-05-29 | 2007-05-29 | "caja de conexion para ser montada en un modulo solar fotovoltaico". |
Country Status (1)
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|---|---|
| ES (1) | ES1065778Y (es) |
-
2007
- 2007-05-29 ES ES200701140U patent/ES1065778Y/es not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| ES1065778Y (es) | 2008-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model granted | ||
| FD1K | Utility model lapsed |
Effective date: 20140707 |