ES2344245T3 - Teja con modulo de celula solar. - Google Patents
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Abstract
Teja generadora de electricidad que comprende: un módulo fotovoltaico (6) que tiene una superficie de reverso provista de una caja de bornes (7), donde la caja (7) está conectada a cables conectores de salida de polaridad positiva y de polaridad negativa (8a, 8b), siendo cada uno de los cables (8a, 8b) un cable unipolar; y un cuerpo principal de teja (1) montado en un techo inclinado, y que incluye una concavidad (2) que recibe el módulo fotovoltaico (6), una concavidad de recepción de la caja de bornes (3, 22) que se proporciona en un fondo de la concavidad (2) y recibe la caja de bornes (7), y una sección de salida de cables (3a; 23) que se proporciona en una parte (3b) hacia un caballete del techo, para conducir los dos cables conectores de salida (8a, 8b) hacia el caballete.
Description
Teja con módulo de célula solar.
La presente invención hace referencia a una teja
generadora de electricidad utilizadas como un elemento de techo
para un edificio y equipada con un módulo fotovoltaico capaz de
generar electricidad con luz solar.
Un módulo fotovoltaico capaz de convertir
energía solar en energía eléctrica es conocido en el arte. La
utilización de un módulo fotovoltaico mediante su montaje en un
elemento de techo de un edificio también se conoce, por ejemplo, de
la solicitud del modelo de utilidad japonesa KOKAI con publicación
Nº 1-148417 y la solicitud de patente japonesa
KOKAI con publicación Nº 10-72910. Cables que se
conducen desde tejas generadoras de electricidad equipadas con
módulos fotovoltaicos están conectados unos con otros, conectando
así eléctricamente un gran número de módulos fotovoltaicos en serie
o en paralelo.
La solicitud de modelo de utilidad japonesa
KOKAI con publicación Nº 1-148417 describe una
configuración en la cual se proporciona un módulo fotovoltaico
sobre la superficie inferior de una teja plana para techos, y el
cable del módulo fotovoltaico se conduce a través de un espacio
realizado en superficies opuestas de ambos extremos del borde
superior de la teja plana. Aunque esta publicación describe la
conducción del cable de un módulo fotovoltaico desde la superficie
opuesta de un cuerpo principal de teja, no se hace referencia a una
construcción que incluya llevar un cable hasta el lado del caballete
de un techo.
La patente JP 10093127 hace referencia a un
módulo fotovoltaico montado sobre una concavidad proporcionada
sobre una superficie superior de un cuerpo principal de teja, y un
cable de salida es conducido desde un borde superior del módulo. Se
proporciona una nervadura resistente al agua sobre un borde
periférico superior del cuerpo principal de la teja, y una ranura
también se extiende hasta la nervadura. El cable se extiende dentro
de la ranura y es conducido hasta un caballete de un techo más allá
de la nervadura resistente al agua. Sin embargo, el módulo
fotovoltaico no comprende una caja de bornes conectada al cable, o
el cuerpo principal de la teja no comprende una parte que contiene
una caja de bornes. Por esta razón, la patente JP 10093127 no
soluciona el problema provocado cuando penetra agua de lluvia en la
parte que contiene la caja de bornes.
La solicitud de patente japonesa KOKAI con
publicación Nº 10-72910 describe una configuración
en la cual se proporciona un módulo fotovoltaico sobre la
superficie superior de una teja plana para techos, y una caja de
bornes se proporciona en la superficie del reverso de una teja plana
para techos, conduciendo así un elemento de cableado (cable) desde
la caja de bornes. Aunque esta publicación describe la conducción de
un cable desde una caja de bornes a la superficie del reverso de un
cuerpo principal de teja, no se hace referencia a una construcción
que incluya conducir un cable hacia el caballete de un techo.
Se propone, como se describe a continuación,
otra teja equipada con un módulo fotovoltaico. Se proporciona un
módulo fotovoltaico sobre la superficie superior de un cuerpo
principal de teja, y se proporciona una concavidad de recepción de
la caja de bornes en el cuerpo principal de teja, que se proyecta
desde la superficie del reverso del mismo. Una caja de bornes
acoplada a la superficie reversa del módulo fotovoltaico se alberga
en la concavidad de recepción de la caja de bornes. Un cable de
salida conectado a la caja de bornes se conduce a través de un
orificio conductor de cable en la pared del fondo de la concavidad
de recepción de la caja de bornes.
La teja generadora de electricidad es
impermeable como se indica a continuación. El módulo fotovoltaico
está acoplado al cuerpo principal de la teja mediante un adhesivo.
El módulo fotovoltaico está adherido, por medio de un adhesivo, al
fondo de la concavidad proporcionada en el cuerpo principal de la
teja. Además, el espacio entre el módulo fotovoltaico y la
superficie interna periférica de la concavidad está rellena con un
elemento de enmasillado.
Sin embargo, los adhesivos y elementos de
enmasillado pueden degradarse fácilmente. En particular, si están
montados sobre, por ejemplo, un techo donde están expuestos a la luz
solar, pueden degradarse rápidamente debido al excesivo calor, o
debido a la corrosión por el agua. Si el adhesivo o elemento de
enmasillado se agrieta, el agua de lluvia puede entrar entre el
cuerpo principal de la teja y el módulo fotovoltaico.
Es posible que el agua de lluvia que entra a
través del reverso del módulo fotovoltaico fluya hacia el interior
de la concavidad de recepción de la caja de bornes. Las tejas
generadoras de electricidad usualmente están dispuestas sobre la
falsa cubierta inclinada de un techo. Dado que el techo está
inclinado, el agua de lluvia que entra y se recoge en el fondo de
la concavidad de recepción de la caja de bornes se filtra por la
superficie superior de la concavidad. El agua de lluvia también
puede correr a través del orificio por donde pasan los cables que
está formado en el fondo de la concavidad de recepción de la caja de
bornes. Por lo tanto, en particular, si la inclinación del techo no
es marcada, es muy posible que la conexión entre una caja de bornes
y el cable en la concavidad de recepción de la caja de bornes esté
expuesta a agua de lluvia que penetre en dicho lugar, lo que lleva
a corrosión o a un cortocircuito.
\newpage
Además, la falsa cubierta se proporciona muy
cerca de la concavidad de recepción de la caja de bornes. En una
configuración en la cual un cable es guiado a través de la pared de
fondo de la concavidad de recepción de la caja de bornes, el cable
conducido en la dirección de la falsa cubierta se dispone a lo largo
de la falsa cubierta. Por lo tanto, el cable se encuentra plegado
en ángulos rectos definidos en la dirección por donde el cable es
conducido partiendo del orificio del cable conductor de salida. Dado
que el cable tiene tal curva, se ve muy presionado contra el borde
del orificio de salida. Por lo tanto, es muy posible que el
recubrimiento aislante del cable se dañe. En particular, en aquellos
lugares donde el cuerpo principal de teja se forma de cemento, el
borde de un orificio de salida de cable tiene rebaba, y por lo tanto
su recubrimiento aislante se daña con más facilidad.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar una teja generadora de electricidad capaz de evitar,
por ejemplo, el cortocircuito eléctrico debido a la entrada de agua
de lluvia, y reducir la posibilidad de que se dañen los cables
conectores de salida.
Una teja generadora de electricidad según la
invención comprende un módulo fotovoltaico que tiene una superficie
del reverso provista de una caja de bornes, y un cuerpo principal de
teja que incluye una concavidad que recibe el módulo fotovoltaico,
y una concavidad de caja de bornes se proporciona al fondo de la
concavidad y recibe la caja de bornes. El cuerpo principal de la
teja también incluye una sección de salida de cables ubicada en una
parte del caballete de éste donde el cuerpo principal de la teja
está montado sobre un techo inclinado. Los cables conectores de
salida de polaridad positiva y de polaridad negativa conectados a la
caja de bornes, que son cables unipolares independientes unos de
otros, son conducidos desde una sección de salida de cables al lado
de caballete.
En la invención, el cuerpo principal de la teja
está fabricado de un material inorgánico tal como arcilla, un
material de resina sintético o cemento, un material metálico o un
material compuesto de los mismos. Se utilizan como cables
conductores de salida cables eléctricos recubiertos con un aislante.
El módulo fotovoltaico se forma mediante, por ejemplo, la formación
secuencial, en un sustrato fabricado de un material aislante
transparente tal como vidrio transparente o una resina sintética
transparente, de una capa de electrodos transparentes, una capa
semiconductora capaz de conversión fotoeléctrica, y una capa de
electrodo en el lado del reverso en este orden, utilizando una
técnica de fabricación de película delgada, y después recubriendo la
superficie del reverso con una capa de material de sellado. La capa
de material de sellado se utiliza para aislar, impermeabilizar o
proteger mecánicamente una capa que va a ser sellada. Una capa
semiconductora amorfa es adecuada para la capa semiconductora. Sin
embargo, la capa semiconductora no está limitada a esto sino que
puede ser una capa semiconductora monocristalina, policristalina o
microcristalina. De manera alternativa, puede utilizarse un
material de base de silicio o un material compuesto. Además, puede
utilizarse un módulo fotovoltaico tipo tándem.
En la invención, los dos cables de salida
unipolares son independientes el uno del otro para no utilizarse
como cable bipolar. Estos cables conductores de salida unipolares
son conducidos al caballete desde la sección de salida de cables
provista en la parte del caballete del cuerpo principal de la teja.
En virtud de esta estructura, aun si, por ejemplo, el agua de
lluvia entra en la concavidad de recepción de la caja de bornes que
recibe la caja de bornes, sólo hay una mínima posibilidad de que el
agua de lluvia llegue a una conexión de la caja de bornes y los
cables. Por lo tanto, puede evitarse la corrosión o el cortocircuito
eléctrico en la conexión. Además, dado que se conducen los dos
cables al caballete, no es necesario doblar de manera considerable
los cables a lo largo de la falsa cubierta por la sección de salida
de cables. Esto evita que los cables conductores de salida se dañen
por el borde de la sección de salida de cables. Como resultado, la
invención puede proporcionar tejas generadoras de electricidad de
alta calidad.
La invención incluye la característica de que la
sección de salida de cables cruza una parte del borde de caballete
del cuerpo principal de teja y comunica con la concavidad de
recepción de la caja de bornes. En este caso, es preferible que la
sección de salida de cables esté formada por una ranura de abertura
en una superficie superior de la sección de borde de caballete del
cuerpo principal de la teja.
En la invención, la sección de salida de cables,
y por tanto la conexión de la caja de bornes y los cables, puede
ubicarse en un nivel alto. Por lo tanto, puede minimizarse la
cantidad de ocasiones en la cual la conexión está expuesta a agua
de lluvia que ha entrado en la concavidad de recepción de la caja de
bornes. Si la sección de salida de cables está formada por una
ranura, los cables pueden insertarse fácilmente a través de la
sección de salida de cables.
Además, una teja generadora de electricidad
según la invención comprende un módulo fotovoltaico que tiene una
superficie del reverso del mismo provista de una caja de bornes y un
cuerpo principal de teja que incluye una concavidad que recibe el
módulo fotovoltaico, y una concavidad de caja de bornes que se
proporciona en el fondo de la concavidad y recibe la caja de
bornes. El cuerpo principal de la teja también incluye una sección
de cables de salida ubicada en una pared lateral del caballete de la
concavidad de recepción de la caja de bornes donde el cuerpo
principal de la teja está montado sobre un techo inclinado. Los
cables conectores de salida conectados a la caja de bornes se
conducen de la sección de salida de cables hasta el caballete.
En la invención, los cables conectores de salida
del lado positivo y del lado negativo, que son independientes unos
de otros para no utilizarlos como un cable bipolar, pueden
utilizarse como cables conectores de salida. De manera alternativa,
puede utilizarse un solo cable bipolar, que se forma combinando
cables conectores de salida de polaridad positiva y de polaridad
negativa.
En la invención, los cables conectores de salida
conectados a la caja de bornes se conducen al caballete de una
pared lateral del lado de caballete de la concavidad de recepción de
la caja de bornes del cuerpo principal de la teja. En virtud de
esta estructura, aun si, por ejemplo, el agua de lluvia entra en la
concavidad de recepción de la caja de bornes que recibe la caja de
bornes, en pocas ocasiones el agua de lluvia llegará a una conexión
de la caja de bornes y los cables. Por lo tanto, puede evitarse la
corrosión o el cortocircuito eléctrico en la conexión. Además, dado
que los cables se conducen al lado del caballete, no es necesario
doblar de manera considerable los cables a lo largo de la falsa
cubierta por la sección de salida de cables. Esto evita que los
cables conectores de salida se dañen por el borde de la sección de
salida de cables. Como resultado, la invención puede proporcionar
una teja generadora de electricidad de alta calidad.
La invención incluye la característica de que la
sección de salida de cables es un orificio que se extiende por la
pared lateral. La sección de salida de cables de la invención no
reduce la fuerza del borde del lateral del caballete del cuerpo
principal de la teja.
La invención también incluye la característica
de que los cables conectores de salida se conducen desde la
superficie del lateral del caballete de la caja de bornes. Por lo
tanto, los cables de salida pueden conducirse al caballete sin
desviarlos alrededor de la caja de bornes.
La invención también incluye la característica
de que la concavidad de recepción de la caja de bornes se
proporciona en una parte central transversal del cuerpo principal
de teja, y la sección de salida de cables se comunica con una parte
central transversal de la pared lateral del caballete de la
concavidad de recepción. Por lo tanto, los cables conectores de
salida de polaridad positiva y de polaridad negativa pueden ser de
la misma longitud.
La invención incluye la característica de que se
proporciona una sección de drenaje en una parte del borde del lado
del alero del cuerpo principal de la teja, de modo tal que se
comunique con la concavidad y cruce la parte del borde del lado del
alero. La sección de drenaje está formada por, por ejemplo, una
ranura de abertura en la superficie superior del borde del lado del
alero del cuerpo principal de la teja, o un orificio que se
extiende a través del borde del lado del alero.
Es suficiente si se proporciona una o más
secciones de drenaje. La sección de drenaje puede tener cualquier
tamaño. La sección de drenaje puede proporcionarse de manera
oblicua.
En la invención, aun si entra agua de lluvia en
la concavidad en el cuerpo principal de la teja que se monta en un
techo inclinado, puede descargarse al exterior de la concavidad a
través de secciones de drenaje formadas en los bordes laterales de
los aleros del cuerpo principal de la teja. Esta estructura de
drenaje permite reducir la cantidad de agua de lluvia que entra en
la concavidad de recepción de la caja de bornes, lo que permite
mantener bajo el nivel de agua en la concavidad de recepción. Así,
la estructura es efectiva para evitar la corrosión y cortocircuito
eléctrico en la conexión de la caja de bornes y los cables.
La figura 1 es una vista en perspectiva de
despiece que ilustra la configuración de una teja generadora de
electricidad según la invención;
La figura 2 es una vista en planta que ilustra
el cuerpo principal de la teja generadora de electricidad de la
figura 1;
La figura 3 es una vista seccional tomada según
la línea F3-F3 en la figura 2, que ilustra la teja
generadora de electricidad;
La figura 4 es una vista seccional que ilustra
una parte de un techo cubierto con la teja generadora de
electricidad de la figura 1;
La figura 5 es una vista del cableado que
ilustra las conexiones eléctricas entre los módulos fotovoltaicos
incluidos en una pluralidad de tejas generadoras de electricidad
según la invención;
La figura 6 es una vista del cableado que
ilustra conexiones eléctricas comparativas entre módulos
fotovoltaicos incluidos en una pluralidad de tejas generadoras de
electricidad;
La figura 7 es una vista seccional que ilustra
un estado de fabricación de otra teja generadora de electricidad
según la invención;
La figura 8 es una vista seccional que ilustra
una parte de dicha otra teja generadora de electricidad;
La figura 9 es una vista en perspectiva que
ilustra el cuerpo principal de una teja de otra teja generadora de
electricidad según la invención;
La figura 10 es una vista seccional tomada según
la línea F10-F10 en la figura 8, que ilustra el
cuerpo principal de la teja generadora de electricidad;
La figura 11 es una vista seccional que ilustra
una parte de un techo cubierto con otra teja generadora de
electricidad según la invención;
La figura 12 es una vista en perspectiva de
despiece de otra teja generadora de electricidad según la
invención;
La figura 13 es una vista en planta que ilustra
el cuerpo principal de la teja generadora de electricidad que se
muestra en la figura 12; y
La figura 14 es una vista seccional tomada a lo
largo de la línea F14-F14 en la figura 13, que
ilustra una parte de un techo cubierto con el cuerpo principal de
la teja generadora de electricidad de la figura 12.
Las realizaciones de la invención se describirán
con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es una vista en perspectiva de
despiece que ilustra una teja generadora de electricidad según la
invención. La figura 2 es una vista en planta del cuerpo principal
de la teja. La figura 3 es una vista seccional tomada según la
línea F3-F3 en la figura 2, que ilustra la teja
generadora de electricidad. La figura 4 es una vista seccional que
ilustra una parte de un techo cubierto con la teja generadora de
electricidad. La figura 5 es una vista del cableado que ilustra las
conexiones eléctricas entre los módulos fotovoltaicos incluidos en
una pluralidad de tejas generadoras de electricidad. La figura 6 es
una vista que ilustra conexiones eléctricas comparativas entre
módulos fotovoltaicos incluidos en una pluralidad de tejas
generadoras de electricidad.
Una teja generadora de electricidad K se utiliza
como un elemento de techo para un techo inclinado. Como se muestra
en la figura 1, la teja generadora de electricidad K comprende un
cuerpo principal de teja 1 y un módulo fotovoltaico 6 capaz de
generación fotovoltaica.
Como se muestra en las figuras 1 y 2, el cuerpo
principal de teja 1 está formado por, por ejemplo, cemento en forma
de una placa plana sustancialmente rectangular. Las secciones
superpuestas 1a y 1b se proporcionan a ambos lados del cuerpo
principal de la teja 1 de modo tal que los cuerpos principales 1 de
las tejas generadoras de electricidad del mismo tipo dispuestas de
manera adyacente unas con otras de un lado a otro, se acoplen unas
a otras en una relación macho/hembra. Una sección frontal colgante
1c se forma como el borde inferior del cuerpo principal de teja 1.
Una sección trasera 1d se forma como el borde superior del cuerpo
principal de la teja 1.
Como se muestra en la figura 4, la sección
frontal colgante 1c se superpone sobre la superficie superior de
una parte del borde del lado del caballete del cuerpo principal de
la teja 1 de otra teja generadora de electricidad K (no se muestra)
del mismo tipo, adyacente a la sección 1c en la parte de los aleros
del techo. La sección trasera 1d se coloca sobre la superficie
inferior de una parte de bordes laterales de aleros de otra teja
generadora de electricidad K (no se muestra) del mismo tipo,
adyacente a la sección 1d en la parte de aleros del techo.
Una concavidad rectangular 2 se proporciona
sobre, sustancialmente, toda la superficie del cuerpo principal de
la teja 1 excepto por una parte de marco periférico del cuerpo. La
concavidad 2 se forma ligeramente más profundo que el grosor de un
módulo fotovoltaico 6 que se describe más adelante. Una concavidad
de recepción de la caja de bornes rec-
tangular 3 se forma en una parte central sustancialmente transversal (en dirección de lado a lado) de la concavidad 2.
tangular 3 se forma en una parte central sustancialmente transversal (en dirección de lado a lado) de la concavidad 2.
La concavidad de recepción 3 se extiende
verticalmente (del caballete a los aleros) en el cuerpo principal
de la teja 1. La concavidad de recepción de la caja de bornes 3
tiene una pared lateral del lado de aleros 3b ubicada más cerca del
lado de aleros que el punto medio de la dirección
caballete-aleros de la concavidad de recepción de
la caja de bornes 3. La superficie del reverso de la concavidad de
recepción de la caja de bornes 3 está sustancialmente al mismo
nivel que la sección frontal colgante 1c del cuerpo principal de la
teja 1. Por lo tanto, el cuerpo principal de la teja 1 puede
montarse sobre un techo de manera estable.
Una primera ranura de drenaje 4a se forma en una
parte periférica del fondo de la concavidad 2. La ranura de drenaje
4a se extiende de manera continua a lo largo de una parte superior y
ambas partes laterales de la concavidad 2. Una segunda ranura de
drenaje 4b se forma en una parte central del fondo de la concavidad
2. Una tercera ranura de drenaje 4c se proporciona en la parte del
borde inferior de la concavidad 2 a lo largo de toda su longitud.
Los extremos inferiores de la primera y segunda ranuras de drenaje
4a y 4b se comunican con la tercera ranura de drenaje 4c. De este
modo, el agua que fluye a través de la primera y segunda ranuras de
drenaje 4a y 4b se recoge en la tercera ranura de drenaje 4c.
En los extremos opuestos de la tercera ranura de
drenaje 4c y secciones confluentes entre la segunda y tercera
ranuras de drenaje 4c y 4b se forman orificios de drenaje 5, es
decir, en cuatro secciones en total. Los orificios de drenaje 5 se
extienden hasta la superficie del reverso del cuerpo principal de la
teja 1.
Una sección de salida de cables 3a se forma en
la pared lateral 3b de la concavidad de recepción de la caja de
bornes 3, que se encuentra en la parte superior del cuerpo principal
de teja 1. La sección de salida de cables 3a comprende un orificio
que se extiende a través de la pared lateral 3b. La pared lateral 3b
se ubica en la parte de caballete donde el cuerpo principal de teja
1 está montado sobre una falsa cubierta inclinada 17 (véase la
figura 4) en el techo.
La concavidad 2 del cuerpo principal de teja 1,
construido como se indica con anterioridad, tiene un tamaño
adecuado al tamaño del módulo fotovoltaico 6. La concavidad 2
contiene el módulo fotovoltaico 6. El módulo fotovoltaico 6 está
adherido a la concavidad 2 del cuerpo principal de teja 1 mediante,
por ejemplo, un adhesivo 9 indicado por una línea discontinua en la
figura 2. Toda la superficie del módulo fotovoltaico 6 puede
recubrirse con el adhesivo 9. De manera alternativa, una pluralidad
de partes independientes unas de otras pueden recubrirse con el
adhesivo 9 como se muestra en la figura 2. En particular, en el
último caso de adhesión, aun si parte del adhesivo 9 se agrieta,
esta grieta no influirá las otras partes del adhesivo que están
separadas de la grieta. Esto significa que este último modo de
adhesión es muy fiable para la unión del módulo fotovoltaico 6 y la
concavidad 2.
El módulo fotovoltaico 6 tiene una configuración
de panel delgado rectangular. El panel delgado es de una
configuración en la cual, por ejemplo, se puede proporcionar una
capa de electrodo transparente, una capa semiconductora amorfa y
una capa de electrodo del lado reverso, etc. en este orden sobre la
superficie del reverso de un solo sustrato de vidrio transparente.
Además, la superficie del reverso también está recubierta con una
capa de material de sella-
do.
do.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, una caja
de bornes 7 se encuentra fija a la superficie del reverso del
módulo fotovoltaico 6. La caja 7 se encuentra en una parte
sustancialmente central del módulo fotovoltaico 6 en dirección
longitudinal. Dos cables conectores de salida 8a y 8b se conectan a
una superficie lateral 7a de la caja de bornes 7 cerca del
caballete. 8c indica una conexión entre la caja de bornes 7 y los
cables 8a y 8b.
Uno 8a de los cables conectores de salida es
para un electrodo positivo, y el otro cable de salida de potencia
8b es para un electrodo negativo. Cada uno de estos dos cables 8a y
8b es un cable unipolar que comprende un hilo eléctrico recubierto
con un aislante. Los dos cables 8a y 8b son independientes uno de
otro de modo tal que pueden manipularse sin estar limitados por el
otro en el cableado. Los cables 8a y 8b tienen sus respectivos
conectores en sus puntas.
Como se muestra en la figura 3, la caja de
bornes 7 se recibe en la concavidad de recepción de la caja de
bornes 3 del cuerpo principal de la teja 1. En este estado de
recepción, los cables conectores de salida 8a y 8b se conducen al
lado del caballete de la superficie del reverso del cuerpo principal
de la teja 1. Esta conducción se ejecuta a través de la sección de
salida de cables 3a formada en la pared lateral del lado de
caballete 3b de la concavidad de recepción de la caja de bornes 3.
Esto evita que los cables conectores de salida 8a y 8b se curven de
manera importante a lo largo de la falsa cubierta 17.
Ahora se pasará a describir el techado de un
edificio con una teja generadora de electricidad K construida según
se describiera con anterioridad (dado en llamar techado). Como se
observa en la figura 4, la falsa cubierta 17 que se inclina hacia
abajo desde un lado del caballete 16a a un lado del alero 16b se
proporciona sobre un techo 16. Las tejas generadoras de
electricidad K se montan directamente sobre la falsa cubierta 17 o
con una capa inferior de tejas interpuesta entre ellas.
De manera similar al techado normal, las tejas
generadoras de electricidad K se montan secuencialmente sobre la
falsa cubierta 17 desde el lado del caballete 16a hasta el lado del
alero 16b. En este caso, los cuerpos principales de teja 1
adyacentes de lado a lado se conectan unos a otros mediante el
acoplamiento de sus secciones superpuestas 1a y 1b unas con otras
en una relación macho/hembra. Los clavos de fijación que van a ser
martillados en la falsa cubierta 17 se insertan a través de
orificios de acoplamiento 18 (véase figuras 1 y 2) formados en una
parte final superior de cada cuerpo principal de teja 1. Además, los
módulos fotovoltaicos, que son adyacentes unos a otros en una
dirección desde el caballete hasta los aleros, se conectan unos a
otros haciendo que una parte superior de la sección trasera 1d de
cada cuerpo principal de teja 1, ubicada sobre el lado de aleros,
se superponga a la sección frontal colgante 1c de otro cuerpo
principal de teja 1 adyacente al cuerpo principal mencionado en
primer lugar y ubicado sobre el lado de caballete. En este estado de
superposición, los orificios de drenaje 5 del cuerpo principal de
teja 1 del lado de caballete se ubican debajo (el lado de aleros
16b) de la sección trasera 1d del cuerpo principal de teja 1 del
lado de aleros adherido a éste. El cuerpo principal de teja 1 del
lado de caballete también se fija a la falsa cubierta 17 mediante la
inserción de, por ejemplo, clavos de fijación de tejas en los
orificios de acoplamiento 18.
Mediante la repetición del trabajo de techado
antes descrito, se monta un gran número de tejas K con módulos
fotovoltaicos en la falsa cubierta 17. Esto proporciona una gran
parte del techo 16. Paralelamente al trabajo de techado, se realiza
una operación de conectar eléctricamente módulos fotovoltaicos 6
adyacentes en paralelo o en serie. El trabajo de conexión se
ejecuta, utilizando los cables conectores de salida 8a y 8b
conducidos hasta el lado de caballete desde la sección de salida de
cables 3a de la concavidad de recepción de la caja de bornes 3.
A continuación, se describirá un ejemplo de
cableado que se muestra en la figura 5. En la figura, el número de
referencia 31 indica un enlace troncal del lado positivo para
conectarse con un inversor interior, el número de referencia 32
indica un enlace troncal del lado negativo, y el número de
referencia 33, un par de aisladores adaptables para dos enlaces. En
el caso de la figura 5, se conectan seis módulos fotovoltaicos 6 en
serie de modo tal que los módulos 6 servirán como una unidad de
salida.
Con este fin, el conector de punta del cable de
salida positivo 8a de cada módulo fotovoltaico 6 está conectado, de
forma macho/hembra, al cable de salida negativo 8b de otro módulo
fotovoltaico 6 adyacente a cada uno de dichos módulos, conectando
así los seis módulos fotovoltaicos 6 en serie. El cable de salida
positivo 8a del módulo fotovoltaico 6 ubicado en un extremo de la
unidad de salida así conectada se conecta con un enlace troncal de
polaridad positiva 31 a través de aisladores 33. De manera similar,
el cable de salida negativo 8b del módulo fotovoltaico 6 ubicado en
el otro extremo de la unidad de salida está conectado al enlace
troncal 31 de polaridad negativa 32 a través de otro aislador
33.
La figura 6 muestra un ejemplo comparativo de
cableado de seis módulos fotovoltaicos 6. En el ejemplo comparativo,
en lugar de una configuración unipolar, se utiliza un cable bipolar
8 formado combinando dos cables como cables conectores de salida 8a
y 8b de cada módulo fotovoltaico 6. En la figura 6, el número de
referencia 34 indica aisladores adaptables para tres enlaces.
En el cable bipolar 8, cada uno de los cables
conectores de salida de polaridad positiva y negativo 8a y 8b no
puede utilizarse de manera independiente para el trabajo de
cableado. Por lo tanto, se ejecuta la conexión eléctrica de los
electrodos de polaridad positiva y negativo de módulos fotovoltaicos
adyacentes 6 utilizando los aisladores adaptables para tres enlaces
34 cada uno de ellos proporcionado para un módulo fotovoltaico 6
correspondiente. En la figura 6, el número de referencia 35 indica
cables eléctricos que conectan aisladores 34 adyacentes en
serie.
Así, en la unidad de salida, se conectan en
serie seis módulos fotovoltaicos. Esta conexión se realiza
utilizando los aisladores 34 cada uno proporcionado para un módulo
fotovoltaico 6 correspondiente, y los cables eléctricos 35 se
conectan a los aisladores 34. El cable de salida de polaridad
positiva 8a del módulo fotovoltaico 6 ubicado en un extremo de la
unidad de salida así conectada se conecta con un enlace troncal de
polaridad positiva 31. Esta conexión se realiza utilizando el
aislador 34 provisto para el módulo fotovoltaico 6 ubicado en un
extremo. De manera similar, el cable de salida de polaridad negativa
8b del módulo fotovoltaico 6 ubicado en el otro extremo de la
unidad de salida así conectada se conecta con el enlace troncal de
polaridad negativa 32. Esta conexión se realiza a través del
aislador 34 provisto para el módulo fotovoltaico 6 ubicado en el
otro extremo.
En la figura 5, el cableado se realiza
utilizando dos cables unipolares como cables conectores de salida de
polaridad positiva y negativo 8a y 8b. Por lo tanto, no es
necesario utilizar el cable eléctrico 35, mostrado en la figura 6,
en una sección en la cual los enlaces troncales 31 y 32 están
dispuestos. Además, no es necesario utilizar una funda aislante
para crear un cable bipolar. Además, es suficiente utilizar sólo un
par de aisladores 33 para la unidad de salida, a diferencia del
caso de la figura 6 donde se necesita el mismo número de aisladores
34 que de módulos fotovoltaicos. Esto significa que el techo 16
cubierto de tejas generadoras de electricidad K requiere un pequeño
número de componentes para cableado, y por lo tanto tiene una
configuración de cableado simple. Los aisladores 33 también se
utilizan en lugar de los aisladores adaptables para tres enlaces 34
de una estructura complicada que se muestra en la figura 6. Dado
que pueden utilizarse aisladores adaptables para dos enlaces de una
estructura simple y de bajo coste, el coste del techo 16 puede
reducirse.
En las tejas generadoras de electricidad K con
las cuales se cubre el techo 16, es posible que el agua de lluvia
que entre en un espacio entre la concavidad 2 del cuerpo principal
de teja 1 y el módulo fotovoltaico 6 fluya dentro de la concavidad
de recepción de la caja de bornes 3. En este caso, el agua de lluvia
que ha entrado en la concavidad de recepción de la caja de bornes 3
se almacena en dicho lugar.
Sin embargo, las tejas generadoras de
electricidad K se montan en el techo 16 que se inclina en la
dirección desde el caballete hasta los aleros. Por lo tanto, la
pared lateral 3b de la concavidad de recepción de la caja de bornes
3, en la cual se forma la sección de salida de cables 3a, se ubica
en alto en el lado del caballete. Esto significa que el agua de
lluvia que se recogió en la concavidad de recepción de la caja de
bornes 3 no llega a la conexión 8c de la caja de bornes 7 y los
cables conectores de salida 8a y 8b, evitando así que la conexión
8c quede expuesta a agua de lluvia recogida en la concavidad de
recepción de la caja de bornes 3. Por lo tanto, la conexión 8c
tiene un bajo riesgo de corrosión o cortocircuito eléctrico.
Como se ha descrito con anterioridad, los cables
conectores de salida 8a y 8b se conducen al lado de caballete a
través de la sección de salida de cables 3a del lado de caballete.
Esto permite, cuando se crea la estructura de cableado que se
muestra en la figura 5, evitar que los cables conectores de salida
8a y 8b así conducidos se doblen de manera considerable alrededor
de la sección de salida de cables 3a a lo largo de la falsa cubierta
17.
Por lo tanto, es posible que los cables
conectores de salida 8a y 8b no se vean muy presionados contra el
borde de la sección de salida de cables 3a. En otras palabras, puede
evitarse que el recubrimiento aislante de los cables conectores de
salida 8a y 8b se vea realmente dañado por el borde de la sección de
salida de cables 3a. Esta protección de cables es también efectiva
en un caso donde el cuerpo principal de teja 1 esté fabricado de
cemento y se produzca una rebaba en el borde de la sección de salida
de cables 3a.
Por la misma razón que se indica con
anterioridad, en el embalaje de la teja generadora de electricidad
K, no es necesario doblar de manera considerable los cables
conectores de salida 8a y 8b alrededor de la sección de salida de
cables 3a. Por lo tanto, independientemente de la vibración que se
produce durante el transporte de la teja al lugar donde se realiza
el techado, los cables conectores de salida 8a y 8b tienen un bajo
riesgo de ser dañados por el borde de la sección de salida de
cables 3a.
Con referencia a las figuras 7 y 8, se dará una
descripción de otra realización de la invención. En esta
realización, los números de referencia correspondientes a aquellos
en la realización descrita con anterioridad con referencia a las
figuras 1 a 5 indican elementos similares, y no se dará descripción
detallada de los mismos. Esta realización difiere de la antes
descrita en medios para proporcionar la sección de salida de cables
3a en la pared lateral 3b de la concavidad de recepción de la caja
de bornes 3 del cuerpo principal de teja 1, como se muestra en las
figuras 7 y 8.
Como se observa en la figura 7, una sección de
pared delgada 19 se proporciona en una pared lateral de la
concavidad de recepción de la caja de bornes 3 y en el extremo
superior del cuerpo principal de teja 1. En otras palabras, la
sección de pared delgada 19 se proporciona en la pared lateral 3b
ubicada cerca del caballete cuando el cuerpo principal de teja se
monta sobre la falsa cubierta de un techo. En la figura 7, un número
de referencia 20 indica un molde macho y el número de referencia 21
indica un molde hembra. Éstos se utilizan para moldear la
concavidad de recepción de la caja de bornes 3 del cuerpo principal
de teja 1. Una sección saliente 20a se proporciona en una parte del
molde macho 20. Cuando ambos moldes 20 y 21 se conectan uno con el
otro, un espacio estrecho correspondiente a la sección de pared
delgada 19 se define entre la sección saliente 20a y el molde
hembra 21. Para obtener la sección de pared delgada 19, es
suficiente si la concavidad de recepción de la caja de bornes 3 del
cuerpo principal de teja 1 se moldea utilizando ambos moldes 20 y
21.
Después de que el cuerpo principal de teja 1 de
cemento es moldeado utilizando los moldes 20 y 21, la sección de
pared delgada 19 se golpea con, por ejemplo, un martillo. Como
resultado de perforar la sección de pared delgada 19, la sección de
salida de cables 3a se forma como se muestra en la figura 8. Los
cables conectores de salida 8a y 8b pueden conducirse al lado de
caballete a través de la sección de salida de cables 3a así
conducida. Por lo tanto, los cables conectores de salida 8a y 8b
conducidos a través de dicho lugar no se doblan de manera
considerable. Otras estructuras además de las descritas con
anterioridad, que incluyen estructuras que no se muestran en las
figuras 7 y 8, son similares a aquellas empleadas en la realización
descrita con referencia a las figuras 1 a 5.
Con referencia a las figuras 9 a 11, se
describirá otra realización. En esta otra realización, los números
de referencia que corresponden a aquellos en la realización antes
descrita con referencia a las figuras 1 a 5 indican elementos
similares y no se dará una descripción detallada de los mismos. Esta
realización difiere de las descritas anteriormente en, por ejemplo,
la disposición de una concavidad de recepción de la caja de bornes
22 y una sección de salida de cables 23.
En esta otra realización, la concavidad de
recepción de la caja de bornes 22 para recibir la caja de bornes 7
se proporciona en la parte del borde superior de la concavidad 2 que
se utiliza para contener el módulo fotovoltaico 6. En otras
palabras, como se muestra en la figura 9, la concavidad de recepción
de la caja de bornes 22 se proporciona en una parte del lado de
caballete (parte del borde del lado del caballete) del cuerpo
principal de la teja 1 donde se monta el cuerpo principal de teja 1
sobre el techo.
La sección de salida de cables 23 está formada
por una ranura, que cruza la sección trasera 1d del cuerpo
principal de la teja 1, como se muestra en la figura 9. La sección
de salida de cables 23 se comunica con la concavidad de recepción
de la caja de bornes 22. Como se muestra en la figura 10, los fondos
de la concavidad de recepción de la caja de bornes 22 y la sección
de salida de cables 23 son continuos y están al mismo nivel unos
con otros, sin ningún escalón. En la figura 11, el número de
referencia 10 indica un clavo insertado a través del orificio de
acoplamiento 18, y el número de referencia 12, un accesorio de clavo
que cubre la sección trasera 1d. Otras estructuras fuera de la
descrita con anterioridad, que incluyen estructuras que no se
muestran en las figuras 9 a 11, son similares a aquellas empleadas
en la realización descrita con referencia a las figuras 1 a 5.
En el cuerpo principal de la teja 1 construido
como se describió anteriormente, como se muestra en la figura 11,
el módulo fotovoltaico 6 se recibe en la concavidad 2 del cuerpo
principal de la teja 1, y la caja de bornes 7 se recibe en la
concavidad de recepción de la caja de bornes 22. En este estado, los
dos cables conectores de salida 8a y 8b conectados a la superficie
del lado de caballete 7a de la caja de bornes 7 pueden conducirse
al lado de caballete a través de la sección de salida de cables 23.
En este momento, los cables conectores de salida 8a y 8b pueden
conducirse a lo largo de la sección de salida de cables 23 hacia el
extremo superior del cuerpo principal de la teja 1, es decir, al
lado de caballete sin doblar los cables de manera considerable.
Por lo tanto, también en esta otra realización,
puede evitarse la corrosión o el cortocircuito eléctrico en la
conexión 8c. Específicamente, es posible que entre agua de lluvia en
un espacio entre la concavidad 2 del cuerpo principal de la teja 1
y el módulo fotovoltaico 6, y fluya hacia adentro y se recoja en la
concavidad de recepción de la caja de bornes 22. En este caso, dado
que la sección de salida de cables 23 está a un nivel más alto que
la concavidad de recepción de la caja de bornes 22, puede evitarse
que la conexión 8c de la caja de bornes 7 y los cables conectores
de salida 8a y 8b se expongan a agua de lluvia recogida en la
concavidad de recepción de la caja de bornes 22.
Además, en otra realización, la sección de
salida de cables 23 está abierta hacia arriba. De este modo, cuando
se contiene el módulo fotovoltaico 6 en la concavidad 2, los dos
cables conectores de salida 8a y 8b pueden recibirse en la sección
de salida de cables 23 desde arriba. Por lo tanto, no es necesario
el trabajo complicado de insertar los cables conectores de salida
8a y 8b en el orificio, lo que significa que la realización reduce
la carga de trabajo.
Con referencia a las figuras 12 a 14, se
describirá otra realización de la invención. En esta otra
realización, los números de referencia que corresponden a aquellos
en la realización descrita con anterioridad con referencia a las
figuras 1 a 5 indican elementos similares y no se dará una
descripción detallada de los mismos. Esta realización difiere de
las descritas anteriormente en medios de drenaje para descargar agua
de la concavidad 2 hacia el exterior.
La superficie del fondo de la concavidad 2 es
una superficie plana sin salientes ni depresiones, excepto por la
concavidad de recepción de la caja de bornes 3. Se proporciona al
menos una sección de drenaje 25, por ejemplo dos secciones de
drenaje, en una parte de borde inferior del cuerpo principal de la
teja 1. Estas secciones de drenaje 25 cruzan la sección frontal
colgante 1c. La sección frontal colgante 1c proporciona una parte
de borde de alero ubicada en el lado de alero, donde el cuerpo
principal de la teja 1 se monta en la falsa cubierta 17 inclinada.
Ambas secciones de drenaje 25 están formadas por ranuras abiertas en
la superficie de la sección frontal colgante 1c.
Las superficies del fondo de las secciones de
drenaje 25 son continuas con y están al nivel de la superficie del
fondo del cuerpo principal de la teja 1. Sin embargo, la invención
no se limita a esta estructura. Los fondos de las secciones de
drenaje 25 pueden estar un escalón más abajo que el cuerpo principal
de teja 1. De manera alternativa, la superficie del fondo de las
secciones de drenaje 25 puede inclinarse de manera oblicua y
descendente desde la superficie de fondo del cuerpo principal de
teja 1. Sin embargo, de manera alternativa, ambas secciones de
drenaje 25 pueden doblarse de manera descendente de modo tal que
alcancen el extremo inferior de la sección frontal colgante 25.
Diferentes estructuras aparte de la descrita con anterioridad, que
incluyen estructuras que no se muestran en las figuras 12 a 14, son
similares a aquellas empleadas en la realización descrita con
referencia a las figuras 1 a 5.
También en la teja generadora de electricidad K
de esta realización, es posible que el agua de lluvia, que entra en
un espacio entre la concavidad 2 del cuerpo principal de teja 1
montado sobre el techo inclinado y el módulo fotovoltaico 6, fluya
dentro y se recoja en la concavidad de recepción de la caja de
bornes 3. Sin embargo, la sección de salida de cables 3a de la
concavidad de recepción de la caja de bornes 3 se proporciona en la
pared lateral 3b de la concavidad de recepción de la caja de bornes
3, que se ubica en un nivel alto del lado de caballete. Por lo
tanto, se minimiza el número de ocasiones en las cuales la conexión
8c de la caja de bornes 7 y los cables conectores de salida 8a y 8b
queda expuesta a agua de lluvia recogida en la concavidad de
recepción de la caja de bornes 3.
Además, el agua de lluvia que entra en la
concavidad 2 del cuerpo principal de teja 1 puede descargarse sin
problemas en el exterior de la concavidad 2 a través de las
secciones de drenaje 25 formadas en el frente descendente 1c del
cuerpo principal de la teja 1. Esta estructura de drenaje permite
reducir la cantidad de agua de lluvia que entra en la concavidad de
recepción de la caja de bornes 3, manteniendo así el agua en la
concavidad de recepción 3 en un nivel bajo.
Por lo tanto, puede evitarse de manera efectiva
corrosión y cortocircuitos eléctricos en la conexión 8c.
Además, también en otra realización, los dos
cables conectores de salida 8a y 8b se conducen al lado de caballete
a través de la sección de salida de cables del lado de caballete
3a. Por lo tanto, no es necesario doblar de manera considerable los
cables conectores de salida 8a y 8b, conducidos a través de dicha
sección, a lo largo de la falsa cubierta 17 alrededor de la sección
de salida de cables 3a. De este modo, la posibilidad de que se dañe
el recubrimiento aislante de los cables 8a y 8b es mínima.
Como se describió con anterioridad, la presente
invención es útil en el campo de las tejas generadoras de
electricidad utilizadas para convertir energía solar en energía
eléctrica, el campo de la fabricación de tejas, y el campo técnico
de la construcción de techos que utilizan tejas generadoras de
electricidad como elementos de techo.
Claims (8)
1. Teja generadora de electricidad que
comprende:
- un módulo fotovoltaico (6) que tiene una superficie de reverso provista de una caja de bornes (7), donde la caja (7) está conectada a cables conectores de salida de polaridad positiva y de polaridad negativa (8a, 8b), siendo cada uno de los cables (8a, 8b) un cable unipolar; y
- un cuerpo principal de teja (1) montado en un techo inclinado, y que incluye una concavidad (2) que recibe el módulo fotovoltaico (6), una concavidad de recepción de la caja de bornes (3, 22) que se proporciona en un fondo de la concavidad (2) y recibe la caja de bornes (7), y una sección de salida de cables (3a; 23) que se proporciona en una parte (3b) hacia un caballete del techo, para conducir los dos cables conectores de salida (8a, 8b) hacia el caballete.
2. Teja generadora de electricidad según la
reivindicación 1, en donde la sección de salida de cables (3a)
cruza una parte del borde del lado del caballete del cuerpo
principal de teja (1) y se comunica con la concavidad de recepción
de la caja de bornes (3).
3. Teja generadora de electricidad según la
reivindicación 2, en donde la sección de salida de cables (3a) está
formada por una ranura de abertura en una superficie superior de la
parte del borde del lado de caballete del cuerpo principal de teja
(1).
4. Teja generadora de electricidad según la
reivindicación 1, en donde la parte hacia un caballete del techo es
una pared lateral (3b) de la concavidad de recepción.
5. Teja generadora de electricidad según la
reivindicación 4, en donde la sección de salida de cables (3a) es
un orificio que se extiende a través de la pared lateral (3b).
6. Teja generadora de electricidad según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde los cables
conectores de salida (8a, 8b) se conducen desde una superficie
lateral del lado de caballete de la caja de bornes (7).
7. Teja generadora de electricidad según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la concavidad de
recepción de la caja de bornes (3; 22) se provee en una parte
central transversal del cuerpo principal de teja (1), y la sección
de salida de cables (3a; 23) se comunica con una parte central
transversal de una pared lateral del lado de caballete de la
concavidad de recepción (2).
8. Teja generadora de electricidad según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que además comprende una
sección de drenaje (25) provista en una parte de borde del lado de
alero (16b) del cuerpo principal de teja (1), la sección de drenaje
(25) se comunica con la concavidad (2) y cruza la parte de borde del
lado de alero (16b).
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