ES2382136T3

ES2382136T3 - Sistema de tablillas y método para montar el mismo

Info

Publication number: ES2382136T3
Application number: ES03710956T
Authority: ES
Inventors: Thomas L. Dinwoodie
Original assignee: SunPower Corp Systems
Current assignee: SunPower Corp Systems
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2012-06-05
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: JP2005518486A; EP1476614B1; EP1476614A1; WO2003072891A1; AU2003215139A1; EP1476614A4; US20030154666A1; ATE553502T1; US6883290B2

Abstract

Un sistema de tablillas, para usar en una superficie inclinada (14) que tiene un borde superior y un borde inferior, que comprende: varios conjuntos (12, 80) de tablillas, comprendiendo al menos algunas de dichos conjuntos de tablillas: un módulo fotovoltaico (22, 84) que tiene un borde superior y un borde inferior; una base (20, 82) resistente al agua; un soporte (24, 126, 128) de conexión que fija el módulo fotovoltaico (22, 84) a la base (20, 82) resistente al agua; y una zona (28) de ventilación definida entre el módulo fotovoltaico (22, 84) y la base (20, 82) resistente al agua y acoplada mediante fluido a la atmósfera ambiental para la regulación de la temperatura; dichos conjuntos de tablillas dispuestos en una primera fila superior de conjuntos de tablillas y una segunda fila inferior de conjuntos de tablillas; dichos bordes inferiores de los módulos fotovoltaicos de dicha primera fila de conjuntos de tablillas solapan con los bordes superiores de los módulos fotovoltaicos de la segunda fila de conjuntos de tablillas, y en donde dichas bases resistentes al agua tienen un primer (36, 38) y un segundo (38, 90) bordes opuestos que forman un primer y un segundo elementos interconectables respectivamente, en donde dicho primer borde (36, 38) de una base interconecta con dicho segundo borde (38, 90) de una base adyacente para oponer resistencia a la primera y segunda fuerzas de desconexión, estando dicha primera fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y estando dicha segunda fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base.

Description

Sistema de tablillas y método para montar el mismo

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Existen dos tipos principales de tablillas para tejados. Las del primer tipo son normalmente planas y están diseñadas de modo que haya una generosa cantidad de solapamiento entre tablillas adyacentes para crear juntas resistentes a las condiciones climáticas, con el fin de garantizar la impermeabilidad. Este primer tipo con solapamiento en los bordes puede ser flexible, como en las tablillas de composición común o de asfalto, o puede ser rígido, como en las tablillas de pizarra o en algunas tablillas de hormigón. Un segundo tipo de tablillas para tejados tiene bordes entrelazados para fijar los bordes uno con otro y ayudar a crear eficazmente juntas resistentes a las condiciones climáticas para proporcionar la impermeabilidad deseada. Los bordes entrelazados de este segundo tipo con bordes entrelazados pueden tener generalmente, por ejemplo, bordes en forma de U que crean juntas con solapa, pueden tener un tipo de bordes entrelazados de junta vertical, o pueden tener un tipo de bordes entrelazados de junta reforzada con un perfil, o una combinación de los mismos. Se han llevado a cabo muchos estudios para diseñar estos bordes entrelazados. Las tablillas se pueden fijar al sustrato del tejado utilizando, por ejemplo, adhesivos o dispositivos mecánicos tales como clips, que conectan los bordes de las tablillas, y clavos para tejados, que fijan los clips y/o la propia tablilla al sustrato del tejado. AT AS International, Inc. de Allentown, Pensilvania, fabrica varios tipos de tablillas de metal entrelazadas, incluidas tablillas con bordes entrelazados a lo largo de los cuatro lados. Owens Corning de Toledo, OH, también fabrica paneles para tejados de metal entrelazados que se venden bajo la marca registrada MiraVista®.

El documento EP 1 071 138 A2 está relacionado con tejas con módulos de baterías solares. Las tejas presentan una base en forma de cuerpo de teja que se asemeja a una placa. La teja también presenta una barrera en forma de módulo de batería solar. El módulo de la batería se encuentra en un rebaje del cuerpo de la teja. Este documento no muestra la función de un soporte de conexión que fije la barrera a la base. Este documento tampoco muestra las operaciones para fijar varias barreras a las bases utilizando el soporte de conexión. Este documento tampoco muestra que la operación de instalación comprende la interconexión del primer borde de una base con el segundo borde de una base adyacente con el fin de oponer resistencia a la primera y a la segunda fuerzas de desconexión, la primera fuerza de conexión está orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y la segunda fuerza de desconexión está orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base.

Por lo general, el uso generalizado de sistemas fotovoltaicos (PV) instalados en viviendas, empresas y fábricas se considera un objetivo deseable. Se cree que algunos factores pueden ser críticos para la aceptación de los sistemas PV, especialmente por parte del propietario de la vivienda. Los factores principales son los costes y la estética. Una manera de abordar tanto los costes como la estética ha sido mediante el uso de conjuntos de tablillas fotovoltaicas. Una de las maneras en las que tales conjuntos de tablillas hacen frente al problema de los costes es cuando se utilizan para reemplazar las tablillas convencionales, preferiblemente utilizando técnicas de instalación similares. La cuestión del aspecto estético ha empezado a abordarse mediante el uso de conjuntos fotovoltaicos en forma de tablillas o tejas con configuraciones y tamaños similares a las tablillas o a las tejas convencionales, y mediante el uso de colores y características reflectantes apropiados para ayudar a proporcionar un aspecto visual agradable, desde un punto de vista estético, al tejado u otra superficie del edificio. Véase, por ejemplo, la patente norteamericana US-5.112.408. Sin embargo, los sistemas de tablillas fotovoltaicas no han recibido la amplia aceptación que se esperaba, ya que 1) los componentes PV instalados integralmente con el tejado del edificio como tablillas funcionan a temperaturas más altas, lo que provoca una disminución en la producción eléctrica del componente PV debido a una relación inversa entre la temperatura y la eficiencia del componente PV; 2) las mismas temperaturas de funcionamiento más altas se aproximan o superan el límite superior de temperatura de funcionamiento permitida para el componente PV (normalmente 80 °C) y sirven para acortar la vida útil de la tablilla PV; 3) algunos productos requieren que se realicen conexiones eléctricas entre las tablillas bajo el soporte del tejado, en las que es necesario taladrar agujeros a través del soporte del tejado, lo que aumenta la probabilidad de que se produzcan fugas de agua; 4) ha habido una mala correspondencia estética entre las tablillas PV y las zonas no PV del tejado; 5) algunas tablillas PV se han limitado a la tecnología PV de silicio amorfo, que padece una baja eficiencia de funcionamiento; y 6) el valor de las tablillas PV se ha limitado normalmente a la potencia eléctrica del componente PV, además de al valor material de las tablillas convencionales sustituídas cuando el producto sustituye a las tablillas convencionales.

Véanse los números de patentes norteamericanas: 3.769.091; 4.001.995; 4.040.867; 4.189.881; 4.321.416; 5.232.518; 5.575.861; 5.590.495; 5.968.287; 5.990.414; 6.061.978; y 6.111.189. Véanse también los documentos EP1035591A1; y WO96/24013. El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de tablillas y un método de instalación mejorados. Este objeto es satisfecho con las características de las reivindicaciones 1 y 2.

Un primer aspecto de la invención se dirige a un sistema de tablillas para usar en una superficie inclinada, que comprende varios conjuntos de tablillas. Al menos algunos de los conjuntos de tablillas incluyen una base resistente al agua y una barrera, como un módulo PV, que tiene un borde superior e inferior y está fijado a la base mediante un soporte para crear el conjunto de tablillas. El conjunto de tablillas define una zona de ventilación entre la barrera y la base para la regulación de la temperatura. Los bordes inferiores de las barreras de una primera fila de conjuntos de tablillas se solapan con los bordes superiores de las barreras de la segunda fila de conjuntos de tablillas.

Un segundo aspecto de la invención se dirige a un método para instalar conjuntos de tablillas en una superficie inclinada. Se selecciona un conjunto de tablillas, que incluye una barrera, una base y un soporte de conexión para fijar la barrera a la base. En la superficie de apoyo se instalan varias bases a modo de tablillas, de modo que las bases de una fila se superpongan parcialmente sobre las bases de una fila de bases adyacente. Las operaciones de selección e instalación se llevan a cabo de modo que las filas de bases impermeabilicen esa parte de la superficie de apoyo que está cubierta por ellas. Posteriormente, se fijan varias barreras a las bases utilizando los soportes de conexión para crear filas de conjuntos de tablillas que definen zonas de ventilación entre las barreras y las bases para la regulación de la temperatura.

Varios aspectos de la presente invención proporcionan ventajas significativas para el usuario. Una de las principales ventajas está relacionada con la regulación de la temperatura, que en parte se consigue mediante el uso de una zona de ventilación entre la barrera y la base. La inclusión de una zona de ventilación ayuda a disminuir la temperatura del módulo PV, cuando la barrera comprende un módulo PV, que ayuda a aumentar la eficacia del módulo PV por encima de la eficiencia de un módulo PV instalado en una superficie de apoyo sin una zona de ventilación. Se ha descubierto que esta disminución de la temperatura en las condiciones de funcionamiento habituales en verano en el centro de California, tal como, por ejemplo, en Sacramento, es de aproximadamente 20° C, lo que representa aproximadamente un 10% de aumento en eficiencia de PV. Este aumento en la eficiencia contribuye a reducir el coste por unidad energética para el sistema. El uso de una zona de ventilación también ayuda a disminuir la temperatura de la superficie de apoyo, normalmente el tejado de un edificio. Esta disminución de la temperatura puede causar disminuciones muy significativas en la carga del sistema de aire acondicionado, debido a una disminución importante de la ganancia de calor a través del tejado. Se ha calculado que la disminución calculada en la carga del sistema de aire acondicionado debida a la ganancia de calor a través del tejado en un típico día de agosto en el centro de California es de aproximadamente un 90%. Se pueden obtener más ventajas térmicas mediante el uso de una barrera radiante entre la barrera y la base o haciendo que la base sea una base térmicamente aislante. También aumenta el ahorro de energía cuando la barrera es un módulo PV utilizado para la producción de energía.

La presente invención es adecuada para nuevas construcciones y aplicaciones de remodelado sobre un tejado ya existente. En algunas aplicaciones de remodelado, como cuando un tejado ya existente tiene tejas de arcilla u hormigón, puede ser mejor quitar partes de las tejas existentes. Otras características y ventajas de la invención se mostrarán en la siguiente descripción en la que se han estipulado detalladamente las realizaciones preferidas junto con los dibujos que las acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1A es una representación simplificada de una agrupación de conjuntos de tablillas PV con los conjuntos de tablillas de una fila desplazados lateralmente de los conjuntos de tablillas de una fila adyacente;

La figura 1B es una representación simplificada de una agrupación de conjuntos de tablillas PV con los conjuntos de tablillas de una fila alineados lateralmente con los conjuntos de tablillas de una fila adyacente;

La figura 2 es una vista isométrica superior simplificada de un conjunto de tablillas PV con bordes entrelazados fabricada según la invención;

La figura 3 es una vista isométrica inferior simplificada del módulo PV y los soportes de la figura 2;

La figura 4 es una vista simplificada que muestra las interconexiones entre las extensiones de los bordes en forma de U de las bases de la figura 2;

La figura 5A es una vista lateral simplificada que muestra las interconexiones entre las filas adyacentes de los conjuntos de tablillas PV con bordes entrelazados con los bordes superior e inferior del módulo PV que generalmente están alineados con los bordes superior e inferior de la base;

La figura 5B es una vista lateral simplificada que muestra las interconexiones entre filas adyacentes de conjuntos de tablillas PV con bordes entrelazados con el borde superior del módulo PV replegado hacia dentro del borde superior de la base y el borde inferior del módulo PV sobresaliendo del borde inferior de la base;

La figura 5C es una vista lateral simplificada que muestra las interconexiones entre filas adyacentes de los conjuntos de tablillas PV con bordes entrelazados con el borde superior del módulo PV sobresaliendo el borde superior de la base y el borde inferior del módulo PV que generalmente está alineado con el borde inferior de la base;

La figura 6 muestra el uso de un clip recurvado clavado en una superficie de apoyo para fijar los bordes entrelazados de las bases adyacentes a la superficie de apoyo;

La figura 7 muestra una junta reforzada con perfil que incluye dos bordes que se extienden hacia arriba fijados a una superficie de apoyo mediante sujeciones, estando la junta cubierta con un perfil elástico generalmente en forma de U;

La figura 8 muestra un tipo de junta de bordes de junta vertical con un clip que aplica los bordes entrelazados, estando fijado el clip a la superficie de apoyo subyacente mediante una sujeción;

La figura 9 es una vista lateral simplificada que muestra tres filas de un tipo de conjuntos de tablillas PV con solapamiento en los bordes que incluye soportes entrelazados que van más allá de los bordes superiores e inferiores de los módulos PV para aplicarse a los soportes de las filas adyacentes de los módulos PV;

La figura 10 muestra el uso de un soporte de refuerzo en el solapamiento entre los módulos PV de las filas adyacentes de conjuntos PV;

La figura 11 es una vista lateral simplificada que muestra el uso de deflectores de viento en la arista de un edificio y en el borde de agrupaciones de conjuntos de tablillas para ayudar a estimular el flujo de aire adecuado a través de las zonas de ventilación entre las barreras y las bases de los conjuntos de tablillas;

La figura 12 es una vista isométrica simplificada de un conjunto de tablillas PV con solapamiento en los bordes en la que la base es una lámina de material flexible, resistente a las condiciones climáticas, y el módulo PV se muestra separado del borde inferior y el primer borde lateral de la base por las distancias a y b;

La figura 13 muestra cómo se puede plegar la base flexible de el conjunto de tablillas de la figura 12 sobre el módulo PV para su transporte;

La figura 14 muestra una agrupación desplazada lateralmente de conjuntos de tablillas con solapamiento en los bordes;

La figura 15 muestra una agrupación alineada lateralmente de conjuntos de tablillas con solapamiento en los bordes;

La figura 16 es una vista en planta superior de una agrupación de tablillas con solapamiento en los bordes que muestra determinados conectores eléctricos;

La figura 17 es una vista lateral del conjunto de la figura 16 tomada a lo largo de la línea 17-17;

La figura 18 es una vista lateral simplificada que muestra dos filas de tipo de conjuntos de tablillas PV con solapamiento en los bordes en las que la base incluye una barrera para el agua instalada sobre la parte superior de un bloque de aislamiento térmico;

La figura 19 muestra dos filas de conjuntos de tablillas PV con solapamiento en los bordes similares a las de la figura 18, pero con los módulos PV en un tipo de disposición de claraboya;

La figura 20 es una representación simplificada de tres filas de conjuntos de tablillas PV;

La figura 21 muestra la agrupación de la figura 20 de la que se han quitado los módulos PV;

La figura 22 es una vista general de una de las bases de la figura 21 que muestra un par de elementos de soporte inferiores; y

La figura 23 es una vista isométrica inferior simplificada de un módulo PV de la figura 20 que muestra un par de elementos de soporte superiores tipo clip fijados al mismo.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES ESPECÍFICAS

La presente invención está dirigida a conjuntos de tablillas que se pueden instalar en superficies inclinadas, tales como el tejado de un edificio, con los conjuntos de tablillas en una fila desplazados lateralmente o alineados lateralmente con los conjuntos de tablillas en filas adyacentes. La figura 1A muestra una agrupación 10 de conjuntos 12 de tablillas PV instaladas en un tejado inclinado 14 con las filas 16 de conjuntos 12 de tablillas desplazadas lateralmente una de otra. La figura 1B muestra una agrupación 18 de conjuntos 12 de tablillas PV también instaladas en un tejado inclinado 14 con las filas 16 de conjuntos 12 de tablillas alineadas lateralmente con los conjuntos de tablillas en una fila adyacente. Aunque la presente invención se referirá normalmente a la superficie de apoyo inclinada tal como el tejado 14, también se pueden utilizar otras superficies de apoyo inclinadas, como cobertizos, terrazas, cubiertas de pasillos, estructuras de celosía. A continuación, se describen varias realizaciones de conjuntos de tablillas con elementos similares a los que se hace referencia con números de referencia similares.

Las figuras 2 y 3 muestran un conjunto 12 de tablilla PV de bordes entrelazados que comprende una base 20, un módulo PV 22 y un par de soportes 24 que fijan el módulo PV 22 a la superficie superior 26 de la base 20. Entre el módulo PV 22 y la base 20 se define una zona 28 de ventilación. La disposición de una zona 28 de ventilación proporciona varias ventajas, entre las que se incluye moderar la temperatura del módulo PV 22 y disminuir la cantidad de calor que pasa a través del tejado 14 hacia dentro del edificio subyacente. La eficiencia de los módulos PV 22 convencionales se puede aumentar disminuyendo la temperatura de los módulos PV. Disminuyendo la cantidad de calor que pasa al edificio mediante el uso de módulos PV 12, se puede disminuir significativamente la carga de aire acondicionado. Además, se puede conseguir un aislamiento térmico adicional haciendo la base 20 de un material aislante térmico (o uniéndola a un material aislante térmico) y utilizando uno o más elementos 30 de baja emisividad, normalmente en la superficie interior 32 del módulo PV 22, en la superficie superior 26 de la base 20 o en una posición en algún punto entre las mismas. En la figura 5C se han sugerido tres posiciones diferentes para los elementos 30.

El conjunto 12 de tablillas utiliza el módulo PV 22 como su barrera. Sin embargo, se pueden utilizar otros tipos de barreras, atles como un panel aislante térmico, en lugar del módulo PV 22. El módulo PV 22 puede ser de un tipo convencional disponible comúnmente, como el comercializado por Shell Solar, BP Solar, Kyocera, Astropower, Sharp, Photowatt o Uni-Solar, o un tipo de módulo PV no convencional, fabricado o adaptado especialmente.

La base 20 del conjunto 12 de tablillas tiene bordes recurvados convencionales para facilitar la impermeabilización y la interconectividad entre los conjuntos de tablillas PV adyacentes. Específicamente, la base 20 tiene un borde superior 36 curvado hacia arriba, un borde inferior 38 curvado hacia abajo, un primer borde lateral 40 curvado hacia abajo y un segundo borde lateral 42 curvado hacia arriba. Cada uno de estos bordes laterales recurvados tiene generalmente forma de U. También se pueden utilizar otros bordes interconectables convencionales o no convencionales, y los bordes recurvados 40 y 42 se podrían eliminar para simplificar el solapamiento de los bordes laterales. La figura 4 muestra la interconectividad de los bordes superior e inferior 36, 38 interconectables y del primer y segundo bordes laterales 40, 42. Téngase en cuenta que los módulos PV 22, los soportes 24 y algunas de las extensiones de los bordes en forma de U no se muestran en la figura 4 para mayor claridad. La interconectividad de los bordes 36, 38 opone resistencia a las fuerzas de desconexión a lo largo de la línea 44, es decir a lo largo de una línea orientada perpendicularmente a los bordes 36, 38 y a lo largo de un plano orientado paralelamente a las bases 20 (generalmente orientado paralelamente con respecto al tejado). La interconectividad de los bordes 36, 38 también opone resistencia a las fuerzas de desconexión a lo largo de la línea 46, es decir a lo largo de una línea orientada perpendicularmente a los bordes 36, 38 y a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a las bases 20 (generalmente orientado perpendicularmente con respecto al tejado). La interconectividad de los bordes proporciona juntas resistentes a las condiciones climáticas en los bordes y contribuye a estabilizar la agrupación contra la fuerza ascendente del viento al conectar los conjuntos de tablillas adyacentes unos con otros.

Los módulos PV 22 pueden solaparse a modo de tejas para permitir que la lluvia se desplace hacia abajo desde un módulo PV 22 a otro sin impedir el flujo de aire a través de la zona 28 de ventilación. La figura 5 A muestra una realización en la que el borde superior 50 del módulo PV 22 está generalmente alineado con el borde superior 36 de la base 20 y el borde inferior 52 del módulo PV 22 está generalmente alineado con el borde inferior 38 de la base 22. Sin embargo, debido a la interconectividad de los bordes superior e inferior 36, 38 de las bases 20, el borde inferior 52 de un módulo PV en pendiente ascendente se solapa con el borde superior 50 de un módulo PV 22 en pendiente descendente. Se puede colocar una tira 48 permeable al aire a lo largo de la entrada 47 de la zona de ventilación para que ayude a evitar la entrada de residuos en la zona 28 de ventilación, y a la vez facilite el flujo de aire a la zona 28. La tira 48 puede estar fabricada, por ejemplo, de tela metálica, rejilla o láminas de metal o plástico en lamas o perforadas de otro modo. La colocación de tablillas de los módulos PV 22 se puede realizar de otras maneras, como cuando, como se muestra en la figura 5B, el borde superior 50 se coloca hacia atrás y hacia dentro del borde superior 36 de la base 20 y el borde inferior 52 del módulo PV 22 sobrevuela el borde inferior 38 de la base 20. También, la figura 5C muestra una realización en la que el borde superior 50 sobrevuela el borde superior 36 mientras los bordes inferiores 52, 38 están generalmente alineados. También es posible realizar otras disposiciones y configuraciones de colocación de tablillas. La entrada 47 de la zona de ventilación tiene preferiblemente una altura media de aproximadamente 0,1-5 cm, más preferiblemente de aproximadamente 0,6-5 cm y aún más preferiblemente de aproximadamente 0,6-1,9 cm.

Los soportes 24 separan el módulo PV 22 de la base 20 en una distancia media de aproximadamente 0,6 cm - 10 cm, y preferiblemente de aproximadamente 1,2 cm - 5 cm, y más preferiblemente de aproximadamente 1,9 cm - 3,8 cm. Como se ha indicado en las figuras 5A-5C, la separación entre el módulo PV 22 y la base 20 puede variar para crear una zona 28 de ventilación estrechada. Esta variación en la separación permite que el borde inferior 52 del módulo PV 22 solape el borde superior 50 de un módulo PV adyacente.

Los conjuntos 12 de tablillas se pueden fijar al tejado 14 utilizando métodos y estructuras convencionales o no convencionales. Uno de estos métodos se muestra en la figura 6, en la que un clip 54, que tiene un extremo 56 recurvado en forma de U, aplica los bordes superior e inferior 36, 38 interconectados de la base 20. El clip 54 está fijado al tejado 14, u otra superficie de apoyo, por un clavo 58 u otra sujeción adecuada. También se puede utilizar adhesivo además o en lugar de sujeciones mecánicas.

La figura 7 muestra una realización alternativa en la que el primer y segundo bordes laterales extendidos hacia arriba definen una junta 60 reforzada con perfil generalmente convencional mediante la cual los bordes se interconectan y se fijan al tejado. La junta 60 reforzada con perfil incluye un primer y un segundo bordes 62, 64 extendidos hacia arriba que están fijados conjuntamente y al tejado 14 con clips 66 y con un perfil 68 elástico generalmente en forma de U. Los clips 66 están fijados al tejado 14 con clavos 58. La figura 8 muestra otra realización alternativa en la que los bordes laterales 70, 72 extendidos hacia arriba definen una junta vertical generalmente convencional. Los bordes 70, 72 están configurados para aplicarse uno a otro con el borde 72 cubriendo al borde 70; un clip 74 se fija a la superficie de apoyo con una sujeción 76 y está configurado para aplicarse a la parte superior del borde 70 y para ser cubierto por el borde 72. También se pueden utilizar otros tipos de construcciones de junta reforzada con perfil y junta vertical convencionales y no convencionales. Las construcciones de junta reforzada con perfil y junta vertical se utilizarán normalmente para unir los bordes laterales de los conjuntos de tablillas; sin embargo, en algunos casos se pueden utilizar juntas que se extienden hacia arriba para unir los bordes superior e inferior de los conjuntos de tablillas adyacentes, tal como a lo largo de la línea de cresta de un tejado. La base 20 es preferiblemente una base resistente al agua, o más preferiblemente, una base impermeable. La base 20 y los soportes 24 pueden estar fabricados de diversos materiales, incluidos metal, metal recubierto, plástico, materiales cerámicos, hormigón, hormigón reforzado con fibras, fieltro, asfaltos, elastómeros vulcanizados, EPDM, poliestireno, poliestireno recubierto, neopreno, CSPE, CPE, PIB, NBE, termoplásticos, PCV y EIP.

La figura 9 muestra una realización alternativa de la invención que incluye conjuntos 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes. Cada conjunto 80 de tablillas PV incluye una base 82 generalmente plana a la que se fija el módulo PV 84 mediante soportes 86. En la realización de la figura 9, los soportes 86 son soportes entrelazados que ayudan a estabilizar los conjuntos de tablillas. La figura 9 muestra cómo se solapan uno con otro los bordes superior e inferior 88, 90 de las bases 82 para proporcionar juntas resistentes a las condiciones climáticas. La figura 10 muestra otro conjunto de tablillas con solapamiento en los bordes en la que se utilizan uno o más soportes 92 de refuerzo entre los bordes superior e inferior 94, 96 superpuestos del módulo PV 84. Se pueden utilizar los soportes 92, además de los soportes 86 o, en los casos en los que sea adecuado, estos pueden actuar como soportes. Los soportes 92 pueden venir fijados previamente a la barrera 84 o a la base 82, y pueden incorporar las conexiones eléctricas cuando la barrera 84 sea un módulo PV.

La figura 11 muestra el uso de deflectores 97 adyacentes a los bordes superiores 50 de los módulos PV 22. Los deflectores 97 están separados de los módulos PV 22 para facilitar una correcta circulación del aire, evitar la entrada de residuos y por motivos estéticos. Los bordes superiores 98 de los deflectores 97 están generalmente alineados con los módulos PV 22 y pueden solapars, como se muestra en la figura 11, a los bordes adyacentes de los módulos PV 22. Los deflectores 97 ayudan a reducir las fuerzas ascendentes del viento en los módulos PV 22, y ayudan a evitar que entren residuos, tales como hojas o acículas, en la zona 28 de ventilación. Los deflectores 97 están mostrados a lo largo de los bordes superiores 50 de los módulos PV 22; se pueden utilizar a lo largo de la totalidad o parte de los bordes superior e inferior 50, 52 y de los bordes laterales 99, 100 del módulo PV 22. Asimismo, los deflectores 97 se pueden utilizar con conjuntos 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes, así como con conjuntos 12 de tablillas PV con los bordes entrelazados como se muestra en la figura 11. Los deflectores 97 pueden tener formas distintas a las que se han mostrado en la figura 11, y pueden estar fabricados con material macizo o poroso, tal como metal en láminas, plástico, fibra de vidrio, u otro material adecuado. Se pueden utilizar tiras 48 permeables al aire junto con los deflectores 97.

La figura 12 es una vista simplificada de un conjunto 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes que incluye un módulo PV 84 instalado en una base flexible 82. La base 82 y el módulo PV 84 tienen las siguientes alturas y anchuras: H1, H2 y W1, W2. La anchura W2 puede ser de aproximadamente 102-200% de la anchura W1 y la altura H1 puede ser de aproximadamente 110-220% de la altura H2. Preferiblemente, la anchura W2 es de aproximadamente 102-150% de la anchura W1 y la altura H1 es de aproximadamente 110-150% de la altura H2. Más preferiblemente, la anchura W2 es de aproximadamente 120-150% de la anchura W1 y la altura H1 es de aproximadamente 120-150% de la altura H2. El borde lateral 102 de la base 82 está separado del borde lateral 104 del módulo PV 84 por una distancia b, mientras que el borde inferior 90 de la base 82 está separado del borde inferior 96 del módulo PV 84 por una distancia a. Preferiblemente, la distancia a es de aproximadamente 0-5 cm y la distancia b es de aproximadamente 3-50 mm. Más preferiblemente, la distancia a es de aproximadamente 0-2,5 cm y la distancia b es de aproximadamente 3-13 mm. La base 82 es, en la realización de las figuras 12 y 13, flexible para permitir que la base 82 se pliegue sobre la parte superior del módulo PV 84, como se ha sugerido en la figura 13, para su transporte y almacenamiento. La resistencia a las condiciones climáticas entre las bases 82 adyacentes es proporcionada por uno o más, por ejemplo, solapamientos de las bases, tira adhesiva en la parte inferior de las bases (especialmente cerca y en paralelo al borde superior 88), u otros medios. Preferiblemente, la base 82 es al menos algo flexible o amoldable y puede ser fabricada con diversos materiales como EPDM, fieltro, fibra de vidrio, asfaltos, elastómeros vulcanizados, metal en láminas, metal recubierto, plástico, materiales cerámicos, hormigón, neopreno, CSPE, CPE, PIB, NBE, termoplásticos, PCV y EIP.

La figura 14 muestra tres conjuntos 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes que forman una agrupación desplazada lateralmente de conjuntos 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes. El orden de colocación de los conjuntos 80 de tablillas de la figura 14 se indica en la figura mediante las indicaciones 1º, 2º y 3º. Por lo tanto, los conjuntos 80 de tablillas de la figura 14 están instaladas en la estructura de soporte de fila en fila, como es habitual. La figura 15 muestra tres conjuntos 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes que forman una agrupación alineada lateralmente de conjuntos 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes. El orden de colocación de los conjuntos 80 de tablillas de la figura 15 también se ha mostrado en la figura mediante las indicaciones 1º, 2º y 3º. El orden de colocación de los conjuntos 80 de tablillas segundo y tercero de la figura 15 se puede invertir de modo que el orden de colocación sea el mismo que el de la figura 14. Como se puede ver comparando las figuras 14 y 15, no hay diferencia en la impermeabilización a lo largo de los bordes laterales superpuestos. Tampoco hay una diferencia significativa entre el solapamiento de los bordes superior e inferior; la principal diferencia es la estética.

Las figuras 16 y 17 muestran un conjunto 80 de tablillas con solapamiento en los bordes que incluye una base 82 y un módulo PV 84. El módulo PV 84 se sostiene por encima de la base 82 mediante soportes 86. La figura 16 sugiere que el módulo PV 84 incluye una agrupación de 12 celdas PV 106 separadas. Las celdas PV 106 están conectadas eléctricamente una con otra a través de conexiones internas, tal como se ha sugerido por los conductores eléctricos

108. De forma alternativa, como ocurre con algunos módulos PV de película fina, no habría celdas PV 106 discretas ni lengüetas 108. El módulo PV 84 se acopla eléctricamente a módulos PV adyacentes a través de conectores eléctricos 112. Mientras que los conectores 112 están mostrados como cables discretos con extremos conectores, los conectores 112 pueden estar embebidos o integrados de otro modo a la base 82, al espaciador 86 o al módulo PV 84. Las zonas 114 de ventilación están definidas entre el módulo PV 84 y la base 82. El borde inferior 96 del módulo PV 84 sobrevuela, es decir, se extiende más allá del borde inferior 90 de la base 82 para permitir que los módulos PV 84 de los conjuntos 80 de tablillas de la figura 16 y 17 se dispongan de forma similar a los módulos PV 22 de la figura 5B. De forma alternativa, el espaciador 86 puede tener tal forma que la superficie superior de los módulos PV 84 sea coplanaria a través del conjunto 80 de tablillas y presente un aspecto similar a una claraboya en lugar de un aspecto de tablilla similar al que se muestra en las figuras 9 y 19.

La figura 18 muestra dos filas de conjuntos 80 de tablillas PV con solapamiento en los bordes similares a los conjuntos de las figuras 9 y 10. La principal diferencia está relacionada con la base 82. La base 82 incluye una barrera para el agua 118 que se encuentra encima de un bloque aislante 120. Las partes inferior y superior 121, 123 de las barreras 118 para el agua tienen zonas inferiores y superiores 122, 124 interconectadas, generalmente en forma de U, que se interconectan para crear barreras para el agua para el sistema. Se pueden utilizar materiales de sellado y/o adhesivos además o en lugar de las zonas 122, 124. La figura 19 muestra otra realización similar a la de la figura 18, pero con las siguientes diferencias. Los módulos PV 84 están alineados con los bordes 94, 96 espaciados y uno frente a otro para crear un aspecto similar al de una claraboya, en comparación con el aspecto de tablilla de la figura 18. Además, las zonas inferiores 122 tienen generalmente forma de L en la realización de la figura 19. Las bases, tales como las bases 20, 82 de otras realizaciones se pueden modificar para que incluyan una capa que aísle térmicamente.

Los conjuntos 12, 80 de tablillas PV se instalan normalmente como una unidad. Sin embargo, en algunos casos, puede ser deseable instalar la base y, a continuación, el módulo PV u otra barrera. Las figuras 20-23 muestran dicho sistema. Los módulos PV se diferenciarán de los módulos PV de la figura 2 principalmente en que los soportes 24 comprenden elementos 128 de soporte superiores y elementos 126 de soporte inferiores de tipo clip. Esto permite que las bases 20 y los elementos 126 de soporte instalados en los mismos se puedan instalar en el tejado 14 u otra superficie de apoyo, después de lo cual los módulos PV 22 se pueden fijar a las bases 20 utilizando elementos inferiores y superiores 126, 128 de apoyo. Los módulos PV 22 se pueden instalar en las bases 20 solo después de que se hayan instalado todas las bases 20 en la superficie de apoyo, o después de que una o varias bases se hayan instalado en la superficie de apoyo. También se pueden utilizar varios tipos de soportes de conexión distintos a los que se muestran en las figuras 22 y 23. La instalación de conjuntos PV 22 en las bases 20 después de que se hayan instalado una o más bases en la superficie de apoyo tiene varias ventajas: 1) se pueden colocar las tablillas en el tejado y, por lo tanto, impermeabilizado antes de comprar y transportar el componente PV, que es relativamente caro, 2) el control de la seguridad del componente PV es mejor, puesto que la preparación previa de las bases subyacentes garantizaría que no sería necesario almacenar en la obra de construcción el componente PV durante períodos de tiempo prolongados, 3) la minimización del almacenamiento del componente PV en la obra de construcción garantizaría que no sufriría daños causados por los trabajadores o residuos transportados por el aire, y 4) la instalación de las bases antes del componente PV permitiría que otros sectores de la construcción accedieran a las zonas del tejado antes de conectar el componente PV, sin poner en peligro ni dañar el componente PV.

Se pueden realizar modificaciones y variaciones en las realizaciones descritas sin apartarse del tema de la invención, según se ha definido en las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, el conjunto 80 de tablillas puede consistir en barreras 84 que pueden ser tanto fotovoltaicas como no fotovoltaicas en un solo conjunto; la base 82 puede tener barreras 84 conectadas en algunos lugares dentro del conjunto 80 de tablillas, pero no en otros lugares; el módulo PV 84 puede ser un módulo PV flexible, y el soporte 24 puede formar parte integral de la base 20 y/o la barrera 32 o estar previamente formado con ellas.

Claims

REIVINDICACIONES

Un sistema de tablillas, para usar en una superficie inclinada (14) que tiene un borde superior y un borde inferior, que comprende:

varios conjuntos (12, 80) de tablillas, comprendiendo al menos algunas de dichos conjuntos de tablillas:

un módulo fotovoltaico (22, 84) que tiene un borde superior y un borde inferior;

una base (20, 82) resistente al agua;

un soporte (24, 126, 128) de conexión que fija el módulo fotovoltaico (22, 84) a la base (20, 82) resistente al agua; y

una zona (28) de ventilación definida entre el módulo fotovoltaico (22, 84) y la base (20, 82) resistente al agua y acoplada mediante fluido a la atmósfera ambiental para la regulación de la temperatura;

dichos conjuntos de tablillas dispuestos en una primera fila superior de conjuntos de tablillas y una segunda fila inferior de conjuntos de tablillas;

dichos bordes inferiores de los módulos fotovoltaicos de dicha primera fila de conjuntos de tablillas solapan con los bordes superiores de los módulos fotovoltaicos de la segunda fila de conjuntos de tablillas, y en donde dichas bases resistentes al agua tienen un primer (36, 38) y un segundo (38, 90) bordes opuestos que forman un primer y un segundo elementos interconectables respectivamente, en donde dicho primer borde (36, 38) de una base interconecta con dicho segundo borde (38, 90) de una base adyacente para oponer resistencia a la primera y segunda fuerzas de desconexión, estando dicha primera fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y estando dicha segunda fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base.
2. Un método para instalar un sistema de tablillas según la reivindicación 1, en una superficie (14) de apoyo inclinada que comprende:

la instalación a modo de tejas de varias bases resistentes al agua de los conjuntos de tablillas en la superficie

(14) de apoyo, de modo que las bases (20, 82) resistentes al agua de una fila de bases se superpongan parcialmente sobre las bases resistentes al agua de una fila adyacente de bases;

teniendo cada base (20, 82) de los conjuntos de tablillas un primer (36, 88) y un segundo (38, 90) bordes opuestos, que forman un primer y un segundo elementos interconectables y en donde las operaciones de instalación comprenden la interconexión de dicho primer borde (36, 88) de una base con dicho segundo borde (38, 90) de una base adyacente para oponer resistencia a la primera y segunda fuerzas de desconexión, estando dicha primera fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado paralelamente a la base, y estando dicha segunda fuerza de desconexión orientada perpendicularmente a dichos bordes a lo largo de un plano orientado perpendicularmente a la base

la operación de instalación llevada a cabo de modo que dichas filas de bases (20, 82) impermeabilicen esa parte de la superficie (14) de apoyo cubierta por las mismas; y

fijando posteriormente varios módulos fotovoltaicos (22, 84) a las bases (20, 82) resistentes al agua utilizando los soportes de conexión para crear filas de conjuntos (12, 80) de tablillas que definen zonas (28) de ventilación entre los módulos fotovoltaicos y las bases resistentes al agua para la regulación de la temperatura.
3.

El método según la reivindicación 2, en el que la operación de instalación comprende fijar las bases (20, 82) a la superficie de apoyo.
4.

El método según la reivindicación 2, en el que la operación de instalación se lleva a cabo utilizando adhesivo.
5.

El método según la reivindicación 3, en el que la operación de instalación se lleva a cabo utilizando sujeciones configuradas para penetrar tanto en la base (20, 84) como en la superficie (14) de apoyo.
6.

El método según la reivindicación 2, en el que la operación de fijación de la barrera es una operación de fijación sin herramientas que se lleva a cabo sin utilizar herramientas.
7.

El método según la reivindicación 1, en el que la operación de fijación se lleva a cabo de modo que los módulos fotovoltaicos (22, 84) de una de dichas filas de conjuntos (12, 80) de tablillas solapen parcialmente a los módulos fotovoltaicos (22, 84) de una adyacente de dichas filas de conjuntos de tablillas.
8.

El método según la reivindicación 2, en el que el módulo fotovoltaico comprende un elemento de conexión eléctrica que comprende un cable y un conector en dicha zona de ventilación.
9.

El método según la reivindicación 1, en el que el módulo fotovoltaico comprende un elemento de conexión eléctrica que comprende un conector eléctrico formado íntegramente con al menos uno, bien del módulo PV, bien de la base resistente al agua y bien de un soporte de conexión.