ES2619425T3

ES2619425T3 - Teja fotovoltaica para cubierta de tejado

Info

Publication number: ES2619425T3
Application number: ES10734265.1T
Authority: ES
Inventors: Alexandre Azoulay
Original assignee: Superdome Sarl
Current assignee: Superdome Sarl
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2017-06-26
Anticipated expiration: 2030-06-17
Also published as: EP2443668A1; PL2443668T3; US8776455B2; IL216988A0; FR2947099A1; US20120151856A1; WO2011004092A1; KR20120034740A; JP2012530201A; EP2443668B1; JP6389026B2; HK1170850A1; CN102460731B; CN105113722A; DK2443668T3; MA33406B1; KR20150111370A; KR101758777B1; CN102460731A; IL216988B

Abstract

Teja fotovoltaica para cubierta de tejado que incluye una pluralidad de dichas tejas en el que al menos dos tejas adyacentes se solapan al menos parcialmente, comprendiendo: - un cuerpo (12) que tiene unos bordes de solape que constituyen un borde de arriba (20) y un borde de abajo (22), estando conformado el borde de arriba (20) para recubrir el borde de abajo (22) de al menos 5 una de las tejas adyacentes, - una capa fotovoltaica (40) colocada sobre una parte libre de la cara superior del cuerpo fuera del borde de abajo y - unos conectores eléctricos (52) que se unen a la capa fotovoltaica (40) por medio de conductores eléctricos (54) para conectar eléctricamente entre sí las capas fotovoltaicas de al menos dos de las tejas (10) adyacentes de la cubierta de tejado, caracterizada porque los conectores eléctricos (52) se encierran retraídos en unos elementos de montaje (57, 58) por encaje dispuestos sobre los bordes de solapamiento (20, 22) para permitir a dichos bordes de solapamiento un posicionamiento mutuo durante la colocación de dos de las tejas (10) adyacentes de manera que simultáneamente, por el encaje de los elementos de montaje (57, 58), los conectores eléctricos (52) encerrados en estos elementos se pongan en contacto eléctrico entre sí, y porque los elementos de montaje por encaje comprenden por un lado al menos un pivote (57) que sobresale de uno del borde de arriba (20) o del borde de abajo (22) y por otro lado al menos una cavidad (58) retraída en el otro del borde de abajo (22) o del borde de arriba (20), estando retraídos los conectores eléctricos (52) en su pivote y su cavidad.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

DESCRIPCION

Teja fotovoltaica para cubierta de tejado

La presente invencion se refiere a las tejas fotovoltaicas para cubierta de tejado.

Mas particularmente, la invencion se refiere a una teja fotovoltaica para cubierta de tejado que incluye una pluralidad de dichas tejas en el que al menos dos tejas adyacentes se solapan al menos parcialmente, que comprende:

- un cuerpo que tiene unos bordes de solape que constituyen un borde de arriba y un borde de abajo, estando conformado el borde de arriba para recubrir al borde de abajo de al menos una de las tejas adyacentes,

- una capa fotovoltaica colocada sobre una parte libre de la cara superior del cuerpo fuera del borde de abajo y

- unos conectores electricos que se unen a la capa fotovoltaica por medio de conductores electricos para conectar electricamente entre ellas las capas fotovoltaicas de al menos dos de las tejas adyacentes de la cubierta de tejado.

Este tipo de teja es conocido por el documento NL1005287 o por el documento DE29915648 en cada uno de los que la teja fotovoltaica incluye unos conectores cuya conexion necesita una manipulacion precisa de las tejas para evitar su deterioro.

La presente invencion tiene principalmente por objetivo solucionar los inconvenientes de la tecnica anterior.

Con este fin, la invencion tiene por objeto una teja fotovoltaica para cubierta de tejado que incluye una pluralidad de dichas tejas de las que al menos dos tejas adyacentes se solapan al menos parcialmente, que comprende un cuerpo que tiene unos bordes de solapamiento que constituyen un borde de arriba y un borde de abajo, estando conformado el borde de arriba para recubrir el borde de abajo de al menos una de las tejas adyacentes, una capa fotovoltaica colocada sobre una parte libre de la cara superior del cuerpo fuera del borde de abajo y unos conectores electricos que se conectan a la capa fotovoltaica por medio de conductores electricos para conectar electricamente entre ellas las capas fotovoltaicas de al menos dos de las tejas adyacentes de la cubierta de tejado. En esta teja, los conectores electricos se disponen en unos elementos de montaje mediante encaje dispuestos sobre los bordes de solapamiento para permitir a dichos bordes de solapamiento un posicionamiento mutuo durante la colocacion de dos de las tejas adyacentes de manera que, mediante el encaje de los elementos de montaje, los conectores electricos se pongan en contacto electrico entre si.

Gracias a estas disposiciones, las mismas partes de la teja sirven tanto para la funcion de conexion electrica como para la funcion de sujecion en su posicion mutua de las tejas adyacentes.

En diversos modos de realizacion de la teja segun la invencion, se puede haber recurrido eventualmente ademas a una y/u otra de las disposiciones siguientes:

- los conductores son internos al cuerpo de la teja en su recorrido entre la capa fotovoltaica y su conector electrico;

- los elementos de montaje por encaje comprenden por un lado al menos un pivote que sobresale de uno del borde de arriba o del borde de abajo y por otro lado al menos una cavidad retraida en el otro del borde de abajo o del borde de arriba, estando los conectores electricos retraidos en su pivote y su cavidad;

- el pivote forma un enchufe saliente desde su borde de solapamiento y la cavidad forma una toma dispuesta retraida desde su borde de solapamiento;

- el pivote y la cavidad son sustancialmente perpendiculares al plano medio de la teja, estando previsto este plano para ser paralelo al plano de un panel de cubierta de tejado que recibe la teja;

- la capa fotovoltaica esta directamente en contacto con el ambiente;

- la capa fotovoltaica es una pelicula adherida al cuerpo de la teja por medio de un adhesivo flexible que permite absorber unas dilataciones diferenciales entre el cuerpo y la pelicula;

- la pelicula que constituye la capa fotovoltaica se aloja en un rebaje retraido desde la cara superior del cuerpo en su parte libre, siendo la profundidad del rebaje tal que la cara superior de la pelicula esta enrasada con una parte periferica de la parte libre de la cara superior del cuerpo;

- la cara superior del cuerpo, en su zona recubierta por la pelicula fotovoltaica, esta al menos parcialmente grabada por canales de refrigeracion que permiten localmente un paso de aire entre el cuerpo y la pelicula fotovoltaica;

- los canales de refrigeracion son unos surcos y el cuerpo determina unos conductos de evacuacion de aire que desembocan por un lado en uno de los surcos y por otro lado en la cara inferior de la teja;

- la capa fotovoltaica es una capa de nanoparticulas fotovoltaicas;

- el cuerpo de la teja es de material a base de polimero, por ejemplo, de ceramica cargada, o de material a base de madera;

- el cuerpo es a base de material adaptado para polimerizar con la refrigeracion despues del moldeo o durante una formacion bajo presion;

- la cara superior del cuerpo de la teja esta recubierta por una capa mineral de proteccion principalmente a los rayos ultravioletas;

- la teja incluye una capa termicamente aislante sobre la cara inferior del cuerpo;

- la capa termicamente aislante esta recubierta de una capa de acabado inferior;

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

- el cuerpo incluye una semiconcha superior y una semiconcha inferior que determinan un espacio interior;

- el espacio interior entre la semiconcha superior y la semiconcha inferior se rellena de una espuma;

- el cuerpo encierra al menos una capa termicamente aislante interna;

- el cuerpo encierra una caja de electronica de convertidor de corriente continua en corriente alterna.

Por otro lado, la invencion tiene igualmente por objeto un procedimiento de fabricacion de una teja fotovoltaica de acuerdo con la invencion, incluyendo el procedimiento una etapa de posicionamiento en un molde de los conductores en los que al menos un extremo esta provisto con un conector electrico y una etapa de moldeo del cuerpo de la teja en el molde encerrando a los conductores.

Segun un modo de realizacion, este procedimiento incluye una etapa de posicionamiento de una capa fotovoltaica en el molde antes de la etapa de moldeo del cuerpo.

Segun otro modo de realizacion, este procedimiento incluye una etapa de posicionamiento de una capa fotovoltaica sobre la cara superior del cuerpo despues de la etapa de moldeo y despues de una etapa de desmoldeo del cuerpo.

Segun otras caracteristicas, el procedimiento incluye, despues de la colocacion sobre un panel de estructura de al menos una primera de dichas tejas una etapa de aproximacion de una segunda teja con el fin de posicionar su borde de arriba en frente del borde de abajo de la primera teja y una etapa de colocacion de la segunda teja adyacente a la primera teja aproximandola sustancialmente de modo perpendicular al plano de dicho panel de estructura con por un lado la superposicion del borde de arriba de la segunda teja sobre el borde de abajo de la primera teja y por otro lado el encaje sustancialmente de forma perpendicular a dicho panel de estructura de los elementos de montaje por encaje para sujetar mecanicamente dichas tejas y conectarlas electricamente.

Por otro lado, la invencion tiene igualmente por objeto un conjunto de recubrimiento para cubierta de tejado, que incluye una pluralidad de tejas fotovoltaicas de acuerdo con la invencion colocadas adyacentes, recubriendo el borde de arriba de una de las tejas el borde de abajo de al menos una de las tejas adyacentes teniendo sus conectores electricos conectados electricamente.

Surgiran otros objetos, caracteristicas y ventajas de la invencion en el transcurso de la descripcion que sigue de varios modos de realizacion, dados a titulo de ejemplo no limitativo, en relacion a unos dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de tipo vista aerea, de una teja fotovoltaica segun la invencion;

- la figura 2 es una vista en seccion longitudinal parcial de la teja de acuerdo con la invencion, segun la linea II-II de

la figura 1, que muestra sus elementos de montaje por encaje y sus conectores electricos;

- la figura 3 es una vista desde arriba de la teja de la figura 1;

- las figuras 4 a 6 son unas secciones transversales de la teja, respectivamente segun las lineas IV-IV a VI-VI de la figura 3;

- la figura 7 es una vista en perspectiva que muestra un montaje de una pluralidad de tejas tales como las representadas en la figura 1;

- la figura 8 es una vista en perspectiva de tipo vista en contrapicado, de la teja representada en la figura 1;

- la figura 9 es una vista parcial en perspectiva que muestra en detalle un conector electrico de la teja tal como la

representada en la figura 1;

- la figura 10 es una vista parcial en perspectiva que muestra en detalle un conector electrico de la teja tal como se ha representado en la figura 8;

- las figuras 11 y 12 son unas vistas que muestran las polaridades y el cableado de las tejas de acuerdo con la representada en las figuras 1 a 10;

- la figura 13 es una vista del tipo de la figura 3 para una variante de realizacion de los conductores internos de una teja segun la invencion;

- las figuras 14 y 15 son unas vistas que muestran las polaridades y el cableado de tejas de acuerdo con la representada en la figura 13;

- la figura 16 es una vista en perspectiva, de tipo vista aerea, de una variante plana de realizacion de la teja del tipo como el de la figura 1;

- la figura 17 es una vista en perspectiva, de tipo vista aerea, de una variante fina de realizacion de la teja del tipo como el de la figura 1;

- la figura 18 es una vista en seccion segun un plano longitudinal perpendicular a la cara fotovoltaica de una teja segun la invencion, mostrando una variante de realizacion del cuerpo de la teja y de sus conectores;

- la figura 19 es una vista parcial en perspectiva que muestra en detalle un conector electrico de la teja tal como se ha representado en la figura 18, en vista aerea;

- la figura 20 es una vista parcial en perspectiva que muestra en detalle un conector electrico de la teja tal como se ha representado en la figura 18, en contrapicado;

- las figuras 21 y 22 una vista en seccion segun un plano longitudinal perpendicular a la cara fotovoltaica de la teja, mostrando unas variantes de realizacion del cuerpo de la teja de la figura 18.

En las diferentes figuras, las mismas referencias designan elementos identicos o similares.

En los modos de realizacion de la invencion representados en las figuras, la teja fotovoltaica 10 incluye un cuerpo 12

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ondulado, cuyas caras extremas laterales derecha 16 e izquierda 14 cortan, a la mitad de su altura, un plano P medio de dicho cuerpo 12. La teja ondulada es sinusoidal, aunque el plano medio P pasa por el eje correspondiente al eje de las abscisas de esta sinusoide, es decir que el plano P esta a media altura de la teja y paralelo a los planos que pasan por los vertices de la teja. De ese modo, el plano P es paralelo al plano del panel de la estructura sobre la que se coloca la teja cuando se integra en una cubierta de tejado.

En unas partes de los extremos laterales, el cuerpo 10 incluye unos bordes de solapamiento que constituyen un borde de arriba 20 y un borde de abajo 22, estando conformado el borde de arriba para recibir el borde de abajo de al menos una de las tejas adyacentes de la cubierta de tejado. El borde de arriba 20 esta a la izquierda en la figura 1, y el borde de abajo 22 a la derecha en la figura 1. El grosor de la teja 10 en sus bordes 20 y 22 se reduce con relacion al grosor de la teja en su parte central entre los bordes de solapamiento.

El borde de arriba 20 incluye por un lado una nervadura 24 de bloqueo lateral cuyo extremo lateral es la cara 14 del extremo lateral izquierdo y, por otro lado, paralelamente a esta cara 14 y hacia el interior de la teja a partir de la nervadura 24 de bloqueo lateral, una ranura 25 de bloqueo lateral que desemboca en la cara 12A inferior del cuerpo 12.

El borde de abajo 22 incluye por un lado una nervadura 26 de bloqueo lateral cuyo extremo lateral es la cara 16 del extremo lateral derecho y cuya forma es complementaria con la de la ranura 25 de bloqueo lateral. El borde de abajo 22 incluye por otro lado, paralelamente a esta cara 16 y hacia el interior de la teja a partir de la nervadura 26 de bloqueo lateral, una ranura 27 de bloqueo lateral cuya forma es complementaria con la de la nervadura 24 de bloqueo lateral y que desemboca en la cara 12B superior del cuerpo 12.

La teja incluye, en la cara 12A inferior del cuerpo 12, un apoyo 30 (figura 2) de tope que determina una cavidad de tope 32 (figura 8) en un borde inferior del cuerpo. El grosor del cuerpo 12 va reduciendose regularmente desde el apoyo 30 hacia la cara del extremo superior 34 de la teja, correspondiendo la altura de esta cara 34 sustancialmente a la altura del apoyo 30. El apoyo 30 permite por un lado el soporte de las tejas de la alineacion horizontal inferior de la cubierta de tejado sobre una cuna de estructura, estando alojada la cuna en la cavidad de tope 32. El apoyo 30 permite por otro lado el soporte de las tejas de las otras alineaciones horizontales teniendo su apoyo 30 de tope apoyado sobre la cara 34 del extremo superior de la teja o de las tejas de la alineacion de la fila inferior. Un borde 36 del extremo superior de las tejas de la fila inferior se aloja en la cavidad de tope 32 de las tejas de la fila superior.

La teja 10 incluye una capa 40 fotovoltaica directamente en contacto con el ambiente.

La capa 40 fotovoltaica recubre la cara 12B superior del cuerpo 12 excepto sobre una banda de enmarcado que esta al menos a la derecha del borde de abajo 22 y del borde 36 del extremo superior, no estando estos dos bordes iluminados cuando las tejas se montan sobre una cubierta de tejado. Para maximizar la produccion de energia electrica maximizando la superficie de la capa fotovoltaica, esta ultima esta sobre una parte libre de la cara superior del cuerpo la mayor posible mientras pueda estar expuesta a la luz cuando la teja esta integrada en una cubierta de tejado.

En un modo de realizacion representado, la capa fotovoltaica 40 es una pelicula adherida a la teja por medio de un adhesivo flexible que permite absorber unas dilataciones diferenciales entre el cuerpo 12 y la pelicula 40. La pelicula es del tipo disponible comercialmente bajo la marca UNI-SOLAR y fabricada por la sociedad United Solar Ovonic, filial de la sociedad Energy Conversion Devices cuyas siglas son ECD. La pelicula puede ser tambien del tipo disponible por medio de la sociedad NANO-SOLAR, California o de la sociedad Ascent Solar, Colorado. En este caso, la pelicula fotovoltaica puede resistir las condiciones de utilizacion en exterior, por ejemplo, integrando una capa transparente de proteccion.

Como se ha representado en las figuras 3 a 6, la pelicula que forma la capa fotovoltaica 40 esta alojada en un rebaje 12C ahondado de la cara 12B superior del cuerpo y en la que el fondo incluye unos surcos 42 de paso de aire y unos conductos 44 de evacuacion de aire que desembocan por un lado en uno de los surcos 42 y por otro lado en la cara 12A inferior de la teja. Los surcos 42 de paso de aire y los conductos 44 de evacuacion de aire permiten la refrigeracion de la capa fotovoltaica 40 por circulacion local del aire entre la pelicula y el cuerpo de la teja.

Como variante no representada, el rebaje de refrigeracion ahondado en el cuerpo para permitir localmente un paso de aire entre el cuerpo y la pelicula fotovoltaica puede estar constituido, en sustitucion de los surcos, por unas micro- laminas o unas micro-perforaciones.

Ademas de los aspectos esteticos, la pelicula alojada en su rebaje permite ventajosamente que su cara superior no sobrepase la cara 12B superior del cuerpo 12 en la periferia de la teja, por ejemplo, mediante el enrasado de dichas caras, lo que permite evitar un deterioro de la pelicula cuando las tejas se apilan para su almacenamiento.

El borde de arriba 20 y el borde de abajo 22 estan provistos de conectores electricos 52 que se conectan a la capa fotovoltaica 40 por medio de conductores 54 electricos horizontales y que permiten conectar electricamente entre ellas las capas fotovoltaicas 40 de las tejas 10 colocadas adyacentes sobre tejado.

Los conectores electricos 52 se disponen en unos elementos de montaje mediante encaje para que, mediante el

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

encaje de una teja 10 sobre otra teja 10 encajando los elementos de montaje del cuerpo, los conectores electricos 52 de las tejas 10 se pongan en contacto electrico entre si.

En el modo de realizacion representado en las figuras 1 a 10, los conectores electricos 52 forman parte de elementos de montaje constituidos por un lado por un pivote 57 que forma un enchufe saliente en la ranura 25 de bloqueo lateral y por otro lado mediante una cavidad 58 que forma una toma dispuesta retraida en la nervadura 26 de bloqueo lateral. Los pivotes 57 y las cavidades 58 se extienden sustancialmente de forma perpendicular al plano P mediano al cuerpo 12 de la teja 10, o de manera ligeramente inclinada con relacion al plano P, por ejemplo, en 10 o 20 grados.

En el modo de realizacion tal como se ha representado en las figuras 9 y 10, los pivotes 57 y las cavidades 58 de los conectores electricos 52 son del mismo material que el cuerpo 12 teniendo una seccion hexagonal que tiene dos lados opuestos de longitudes diferentes, superior a la longitud de los otros lados. Los pivotes 57 que forman unos enchufes y las cavidades 58 que forman unas tomas son de tipo que se asemejan a las tomas y enchufes utilizados generalmente para la alimentacion de la unidad central y pantallas de ordenador. Tres clavijas 58A que forman el elemento de conexion macho por ejemplo de cobre estan en cada cavidad 58, extendiendose paralelamente al eje de estos ultimos, perpendicularmente al plano P medio del cuerpo 12 de la teja 10. T res hendiduras 57A constituidas por unos elementos de conexion hembra conformados en dos semiconchas, por ejemplo, de cobre, se disponen en los pivotes 57. El numero de clavijas no esta limitado a tres y puede ser por ejemplo inferior a tres, pudiendo concebirse una unica clavija.

La boca de cada cavidad 58 y la raiz de cada pivote 57 incluyen respectivamente un canalillo 57B de estanqueidad y un burlete 58B de estanqueidad.

La altura de las clavijas 58A y de las hendiduras 57A esta adaptada al perfil ondulado de la teja y al grosor disponible en el cuerpo, siendo paralelos el extremo libre de los pivotes 57 y el fondo de las cavidades 58 al plano P de la teja.

Los conductores 54 estan conectados electricamente a las clavijas 58A y a las hendiduras 57A, como en unas tomas y enchufes de alimentacion de ordenador.

El cuerpo es de material de polimero obtenido por moldeo, por ejemplo, por inyeccion o por compresion, integrando una carga por ejemplo ceramica. El polimero es por ejemplo polipropileno (PP) o polietileno de alta densidad (PEHD) o polimetilmetacrilato (PMMA) o politetrafluoroetileno (PTFE) o cualquier otro material equivalente conveniente para resistir las condiciones atmosfericas en el exterior del edificio y suficientemente resistente para no quebrar en caso de granizo, por ejemplo.

Como otros materiales, el cuerpo puede ser de polimero tal como anteriormente, con una carga de madera, o de pasta de madera inyectado o conformado.

En el modo de realizacion representado en las figuras 1 a 8, los conductores electricos 54 y su conexion a las clavijas y hendiduras estan integrados en el cuerpo 12 de material moldeado, que sirve ventajosamente de aislante electrico.

Las dimensiones de la teja representada en la figura 1 son de alrededor de 1 metro de longitud y de 0,5 metros de anchura, para un grosor que varia en aproximadamente 25 milimetros en la parte mas delgada de la teja y 50 milimetros en el apoyo 30, pero la invencion puede aplicarse a unas tejas mas pequenas, por ejemplo, de la mitad en longitud y anchura, o mayores si fuera necesario.

En un modo de realizacion, la cara 12B superior del cuerpo 12 esta recubierta de una capa mineral de proteccion cuyo grosor es inferior a un milimetro, por ejemplo, una capa ultrafina de algunas micras, y que esta dirigida a proteger del desgaste con el tiempo del polimero cargado para que este ultimo no se envejezca prematuramente a causa por ejemplo de los rayos ultravioletas del sol. La capa mineral de proteccion puede aplicarse en el transcurso de la produccion del cuerpo o despues de la produccion del cuerpo, durante el acabado. La coccion de esta capa opcional de minerales sobre la teja se realiza a una temperatura compatible con los sistemas electricos integrados.

Ventajosamente, la teja 10 esta desprovista de la envolvente externa transparente de embalaje de la capa fotovoltaica 40 y del cuerpo 12 porque la capa fotovoltaica 40 es de naturaleza tal que sea naturalmente resistente al ambiente. En tanto que los conectores electricos 42 asi como los conductores electricos 44 estan protegidos por el cuerpo 12 de su teja o de las tejas adyacentes.

El funcionamiento y utilizacion de la teja 10 ha surgido ya en parte de la descripcion precedente y se va a detallar ahora.

Durante la colocacion de las tejas, tipicamente sobre una estructura provista de cabrios verticales sobre los que se fijan unos rastreles horizontales, se dispone una primera alineacion inferior de tejas con el apoyo 30 de tope de las tejas contra una cara vertical del rastrel inferior que esta alojado en la cavidad de tope 32. Estas tejas se clavan y atornillan sobre el segundo rastrel de la estructura por ejemplo haciendo pasar dicho clavo o dicho tornillo en una perforacion practicada en el borde del extremo superior 36 de las tejas.

A continuacion, las alineaciones superiores se disponen una a una sobre la estructura colocando, despues por

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

ejemplo del descenso vertical de las tejas, el plano medio P de cada teja 10 sustancialmente paralelo al plano de los rastreles, colocando posteriormente cada teja en un movimiento de descenso en una direccion perpendicular a dichos planos. Durante este ultimo movimiento de descenso, el apoyo 30 de la teja de la fila superior se llega a apoyar sobre la cara superior 34 del borde del extremo superior 36 de la teja o de las tejas de la fila inferior (figura 7). Durante este movimiento de descenso, los bordes de arriba 20 se ponen sobre los bordes de abajo 22, con encaje de las nervaduras 24 o 26 de bloqueo lateral en las ranuras 27 o 25 de bloqueo lateral correspondientes y encajando unos elementos de montaje para centrar las tejas unas con relacion a otras con el fin de que los conectores electricos 52 se pongan correctamente en contacto electrico entre si. En efecto, el centrado permite una buena colocacion mutua de las tejas para una conexion de los conectores electricos 52 sin deterioro de estos ultimos.

En el caso en que los pivotes 57 y las cavidades 58 se extiendan inclinados con relacion al plano P de la teja 10, la inclinacion se elige de manera que este ultimo movimiento de descenso sea segun una direccion mas proxima a la vertical que a la perpendicular al plano P, siendo el angulo de inclinacion del orden de la magnitud de la pendiente de la cubierta de tejado, por ejemplo, ligeramente inferior a esta ultima.

Ventajosamente, los elementos de montaje y su conector permiten una conexion electrica simultanea al montaje mecanico de las tejas, con el beneficio de la reduccion del tiempo de montaje de la cubierta de tejado y de ausencia de manipulacion delicada de las tejas. Los elementos de montaje permiten tambien mantener mecanicamente dichas tejas relativamente entre si desde su colocacion.

Para terminar la colocacion de cada teja, es suficiente clavar o atornillar la teja sobre su rastrel, sin necesidad de operacion especifica de cableado de las tejas fotovoltaicas adyacentes. El cableado de las tejas a la red electrica del edificio se efectua con la colocacion de las tejas por simple conexion sobre un conector correspondiente instalado sobre la estructura, siendo este conector del mismo tipo que el de las tejas y estando integrado en un circuito electrico del tipo como el representado en la figura 12.

El modo de cableado representado en la figura 12 corresponde a una conexion electrica de tejas adyacentes de lineas verticales, denominado por comodidad conexion serie de las tejas. Para este modo de cableado, como se ha representado en la figura 11, los conectores electricos 52 situados en la parte alta de su teja 10 se conectan por ejemplo al polo positivo de la capa fotovoltaica 40, que puede incluir tres modulos 40A. Los conectores electricos 52 situados en la parte baja de su teja 10 estan conectados al polo negativo de la capa fotovoltaica 40. Se conecta un convertidor continua - alterna 63 a cada linea de teja que se extiende tipicamente de arriba abajo de una cubierta de tejado, estando por ejemplo el polo negativo de la linea en la parte baja y el polo positivo en la alta. Por ejemplo, cada convertidor 63, de tipo estandar, se utiliza para de 16 tejas a 18 tejas de 100 voltios y 4 amperios.

Como variante de la teja representada en la figura 13, los conductores electricos son verticales, sin otro cambio para el resto de la teja.

Las tejas tales como las representadas en la figura 13 se conectan entre si mediante cableado tal como se ha representado en la figura 15, que corresponde a una conexion electrica de las tejas adyacentes en lineas horizontales, denominada por comodidad conexion paralelo de las tejas. En este caso, los conectores electricos 52 situados a la izquierda de su teja 10 se conectan por ejemplo al polo positivo de la capa fotovoltaica 40, que puede incluir tres modulos 40A, como se ha representado en las figuras. Los conectores electricos 52 situados a la derecha de su teja 10 se conectan al polo negativo (figura 14) de la capa fotovoltaica 40. Se conecta tambien un convertidor continua - alterna a cada linea de un grupo de tres tejas, estando por ejemplo el polo negativo de la linea a la izquierda de la linea y el polo positivo a la derecha.

Como variante de la teja representada en la figura 16, el cuerpo es plano en lugar de ser ondulado, sin otro cambio para el resto de la teja con respecto a la descrita en relacion con las figuras 1 a 12. Los conectores 52 son los mismos que los representados por ejemplo en la figura 9 y la figura 10, pero se representan en este caso de manera esquematica.

Como variante de la teja representada en la figura 17 sobre la base de la teja descrita en relacion con las figuras 1 a 12, el cuerpo de la teja es delgado y de grosor sustancialmente constante, en el sentido en el que no incluye ranuras y nervaduras de bloqueo laterales. Estas ultimas son sustituidas por un sistema de bordes de solapamiento lateral 68 planos, con apoyo de soporte lateral 70 del tipo al descrito para el soporte vertical de las tejas del modo de realizacion descrito en relacion con las figuras 1 a 12.

En este caso, el borde de arriba 20 y el borde de abajo 22 que incluyen los conectores electricos 52 son respectivamente los bordes inferior y superior de la teja. Unos pivotes y cavidades correspondientes, que estan representados de manera esquematica en la figura 17, sirven para crear un enlace mecanico entre las tejas de manera que las centre y de manera que evite que se deslicen relativamente entre si, mientras se integran los conectores a los que se unen los conductores. Los conectores son por ejemplo tales como los representados en las figuras 2, 9 y 10 o por ejemplo unas placas planas que recubren el extremo libre de los pivotes y el fondo de las cavidades.

Ventajosamente, las tejas tales como las descritas en el presente documento anteriormente permiten tanto un montaje

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

alineado de las tejas como un montaje al tresbolillo.

En un modo de realizacion no representado, la teja 10 incluye una capa termicamente aislante sobre la cara 12A inferior del cuerpo 12. La capa termicamente aislante es por ejemplo fibra o espuma o de material hibrido de espuma y fibra, respectivamente de tipo por ejemplo lana de roca o poliuretano. La capa termicamente aislante esta recubierta por una capa de acabado inferior, por ejemplo, una placa o una pelicula de polimero que permite proteger la capa termicamente aislante de los choques durante la manipulacion de la teja y si fuera necesario de la humedad.

En un modo de realizacion no representado, la capa fotovoltaica es una capa de nanoparticulas fotovoltaicas del tipo de las utilizadas en las tintas y peliculas conocidas bajo nombre “Nanosolar” indicado en el presente documento anteriormente.

Se va a detallar ahora el procedimiento de fabricacion de una teja 10 segun la invencion.

Inicialmente, la capa fotovoltaica 40 bajo la forma de pelicula, conectada a los conductores electricos 54, se presiona en el fondo de una base de un molde y los conductores 54 se colocan en el molde y mantienen por medio de guias tales como unos pivotes o unas inserciones solidarias con la base y por ejemplo solidarias con los conectores electricos 52 presentes en el extremo libre de los conductores 54.

Despues del cierre del molde que mantiene dichos conductores 54 y conectores 52, el material de polimero y su carga se inyectan en el molde para constituir el cuerpo 12 y sumergir los conductores 54 en este ultimo. La teja se desmolda entonces y esta lista para el empleo, sin coccion posterior a una temperatura superior a la de fusion de los conectores y conductores integrados. En efecto, el modelo debe permitir que el material del cuerpo 12 se inyecte a una temperatura a la que los conductores y los conectores no se deterioran.

En una variante del procedimiento, el material no se moldea por inyeccion, sino que se moldea por formacion mediante compresion en frio o en caliente, sin cambiar las etapas descritas anteriormente.

Ventajosamente, la polimerizacion de un material de polimero de ese tipo se realiza directamente en el molde y/o en la formacion, durante la refrigeracion del material a desmoldear, sin coccion como es el caso para una teja clasica de tierra cocida. Su material se adapta a una polimerizacion en la refrigeracion despues del moldeo o formacion en frio.

En una variante del procedimiento, la capa fotovoltaica 40 bajo la forma de pelicula no esta presente en el molde durante el moldeo, sino que se une a los conectores 40 despues del desmoldeo, durante su adhesion al cuerpo provisto de sus conductores. Se preven unos organos de conexion por ejemplo de tipo borne en la interfaz de los conductores y de la capa fotovoltaica 40.

Como variante del procedimiento, si la teja esta provista de una capa mineral de proteccion, esta ultima se aplica por ejemplo alrededor de la capa fotovoltaica. Como variante, se aplica la capa mineral de proteccion sobre el cuerpo antes de la adhesion de la capa fotovoltaica sobre el cuerpo de la teja, solapandose si fuera necesario con la capa mineral de proteccion.

Como variante del procedimiento, cuando la teja 10 incluye una capa termicamente aislante, esta ultima se inyecta en sobremoldeo sobre el cuerpo o se adquiere sobre el cuerpo, uniendose la capa de acabado inferior a continuacion si fuera necesario igualmente por sobremoldeo o adhesion.

En una variante del procedimiento, se crean unos buses en el cuerpo durante el moldeo, por ejemplo, previendo unas gavetas en el molde, y se insertan los conductores en los buses despues del desmoldeo del cuerpo y antes de la conexion a la capa fotovoltaica. Estos canales pueden cerrarse a continuacion o permanecer abiertos.

Las figuras 18 a 21 muestran una variante de realizacion de la teja 10 cuyo cuerpo 12 incluye una semiconcha 120A superior y una semiconcha 120B inferior que determinan un espacio interior. Las semiconchas se encajan en sus paredes laterales, teniendo la semiconcha 120A superior sus paredes laterales que recubren las paredes laterales de la semiconcha 120B inferior.

En este modo de realizacion, en la figura 19 y en la figura 18 teniendo en consideracion la teja 10 representada a la izquierda, es evidente que el borde de abajo 22 presenta una ranura 27 de bloqueo lateral en dos canales paralelos 127A y 127B separados por una nervadura 127C rectilinea. El canal 127B, mas proximo a la nervadura 24 de bloqueo lateral, recibe una junta 127D plana de estanquidad.

En este modo de realizacion cada pivote 57 y cada cavidad 58 determinan un volumen delimitado por las paredes de contorno oblongo y que encierran dos conectores 52 de tipo coaxial provistos de elementos cilindricos.

El burlete 58B de estanquidad, en la embocadura de la cavidad 58, es de contorno oblongo sobresaliendo de la nervadura 26 de bloqueo lateral del borde de abajo 22. En el interior de la cavidad 58, la semiconcha 120A superior determina dos barriletes 158D se reciben cada uno un casquillo 158A en el interior del que se extiende una clavija 58A de conector 52. Uno de los casquillos 158A se representa desmontado de su teja en la figura 19 y, en la figura 20, listo para conectarse.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Cada pivote 57 incluye en este caso una hendidura 57A que encierra un casquillo 157A de conexion en el que llega a alojarse la clavija 58A correspondiente. Cada pivote 57, en la conexion mecanica y electrica de las tejas adyacentes, tiene su pared delimitando su hendidura 57A que coopera con un acoplamiento con la pared que delimita la cavidad 58 correspondiente. De ese modo, el burlete 58B de esta pared se acopla en el canalillo de estanquidad 57B que le corresponde. Uno de los casquillos 157A se representa listo para ser conectado en la figura 20. Los casquillos 157A se representan montados en su teja, montada en su pivote 57, en la figura 19.

Cada conector 52 incluye unas patillas 152 en cuarto de circulo que se conectan a los conductores que se extienden entre las semiconchas 120A y 120B representadas.

El borde de arriba 20 incluye, ademas de sus pivotes 57, una ranura 124 rectilinea dispuesta en su nervadura 24 de bloqueo lateral para relacionarse con la nervadura 127C rectilinea situada entre los canales paralelos 127A y 127B correspondientes. Una parte de esta nervadura 24 de bloqueo lateral llega a apoyarse sobre la junta plana 127D.

En este modo de realizacion, el espacio interior entre las semiconchas 120A y 120B se rellena por ejemplo con la espuma de poliuretano 159, despues del montaje de los conectores. De ese modo, la espuma de relleno del espacio interior evita la condensacion en el cuerpo de la teja y participa en sus propiedades de aislamiento termico.

Para la fabricacion de la teja, el procedimiento comprende el moldeo mediante inyeccion o mediante compresion de las semiconchas 120A y 120B, siendo por ejemplo estas conchas a base de polimero cargado de ceramica o madera como en los modos de realizacion anteriores. A continuacion, se montan los conectores en su semiconcha, por ejemplo, por engaste o atornillado. Los conductores se conectan entonces a los conectores y a la capa fotovoltaica. Las semiconchas 120A y 120B, equipadas electricamente y no ensambladas, se colocan entonces en un molde para la inyeccion de la espuma de poliuretano y posteriormente el cierre de la teja por aproximacion de dichas semiconchas. La junta plana 127D se adhiere a continuacion en su ranura.

En la variante de realizacion representada esquematicamente en la figura 21, se dispone una capa termicamente aislante interna 160 entre las semiconchas 120A y 120B. Esta capa 160 se mantiene por ejemplo paralelamente al fondo de la semiconcha 120B inferior por medio de fichas 162 procedentes del moldeo con dicha semiconcha, de manera que deje un espacio entre la semiconcha y la capa termicamente aislante interna para el rellenado de la teja por la espuma 159 de poliuretano.

La capa termicamente aislante, que permite el paso de los conductores y/o su sujecion, es por ejemplo un aislante encapsulado bajo vacio, tipicamente unas fibras, o un nido de abeja. Su material se elige para que tenga un poder aislante termico varias veces superior al de la espuma de poliuretano.

Se presenta una caja de conexiones 164 en la semiconcha 120A superior, encastrada en una abertura de esta ultima. La caja de conexiones permite recuperar la energia de la capa fotovoltaica 40 para conectar esta ultima a los conectores 52 a traves de los conductores 54.

Para esta variante, antes de la inyeccion de la espuma de poliuretano de rellenado, se pone en su sitio la capa 160 termicamente aislante en la semiconcha 120B inferior y la caja 164 de conexion se coloca en su lugar en la semiconcha 120A superior.

En una variante no representada de la realizacion mostrada esquematicamente en la figura 21, se dispone una pluralidad de capas termicamente aislantes paralelamente entre si y unidas entre si.

En una variante no representada, se preve una capa termicamente aislante interna al cuerpo de la teja en una teja completa como la representada por ejemplo en la figura 2. En este caso, el caso de la teja se moldea alrededor de la capa termicamente aislante para servir de soporte para los conductores electricos y/o los conectores.

En una variante de realizacion representada esquematicamente en la figura 22, se monta una caja 170 de electronica entre la capa 160 termicamente aislante interna y el fondo de la semiconcha 120B inferior. Esta caja 170 de electronica es un convertidor de corriente continua en corriente alterna que hace a la teja 10 en electricamente autonoma para su conexion a las otras tejas y/o al circuito electrico del edificio.

Esta caja 170 de electronica es de forma paralelepipedica rectangular relativamente plana. Se mantiene paralelamente al fondo de la semiconcha 120B inferior por medio de piezas 172 procedentes del moldeo con dicha semiconcha, de manera que deje un espacio entre la semiconcha y la capa termicamente aislante interna para el rellenado de la teja por la espuma 159 de poliuretano.

Para su funcion electrica, la caja 170 incluye en la entrada dos conectores para la conexion mediante conductores a la capa fotovoltaica 40 a traves de la caja 164 de conexiones y en la salida dos conectores para la conexion de los conductores a los conectores dispuestos en los elementos de montaje de la teja. La expresion convertidor de corriente continua en corriente alterna se entiende tambien un ondulador que permite controlar y alisar la energia electrica en la salida de la teja.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Teja fotovoltaica para cubierta de tejado que incluye una pluralidad de dichas tejas en el que al menos dos tejas adyacentes se solapan al menos parcialmente, comprendiendo:

- un cuerpo (12) que tiene unos bordes de solape que constituyen un borde de arriba (20) y un borde de abajo (22), estando conformado el borde de arriba (20) para recubrir el borde de abajo (22) de al menos una de las tejas adyacentes,

- una capa fotovoltaica (40) colocada sobre una parte libre de la cara superior del cuerpo fuera del borde de abajo

y

- unos conectores electricos (52) que se unen a la capa fotovoltaica (40) por medio de conductores electricos (54) para conectar electricamente entre si las capas fotovoltaicas de al menos dos de las tejas (10) adyacentes de la cubierta de tejado,

caracterizada porque los conectores electricos (52) se encierran retraidos en unos elementos de montaje (57, 58) por encaje dispuestos sobre los bordes de solapamiento (20, 22) para permitir a dichos bordes de solapamiento un posicionamiento mutuo durante la colocacion de dos de las tejas (10) adyacentes de manera que simultaneamente, por el encaje de los elementos de montaje (57, 58), los conectores electricos (52) encerrados en estos elementos se pongan en contacto electrico entre si, y porque los elementos de montaje por encaje comprenden por un lado al menos un pivote (57) que sobresale de uno del borde de arriba (20) o del borde de abaio (22) y por otro lado al menos una cavidad (58) retraida en el otro del borde de abajo (22) o del borde de arriba (20), estando retraidos los conectores electricos (52) en su pivote y su cavidad.
2. Teja segun la reivindicacion 1, caracterizada porque los conductores (54) son internos al cuerpo de la teja en su recorrido entre la capa fotovoltaica (40) y su conector electrico (52).
3. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los conectores electricos incluyen unos elementos de conexion macho y hembra en los elementos de montaje por encaje.
4. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el pivote (57) forma un enchufe saliente desde su borde (20) de solapamiento y la cavidad (58) forma una toma dispuesta retraida desde su borde (22) de solapamiento.
5. Teja segun la reivindicacion 4, caracterizada porque el pivote (57) y la cavidad (58) son sustancialmente perpendiculares al plano medio (P) de la teja (10), estando previsto este plano para ser paralelo al plano de un panel de cubierta de tejado que recibe la teja.
6. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa fotovoltaica (40) esta directamente en contacto con el ambiente.
7. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa fotovoltaica (40) es una pelicula adherida al cuerpo (12) de la teja (10) por medio de un adhesivo flexible que permite absorber unas dilataciones diferenciales entre el cuerpo (12) y la pelicula.
8. Teja segun la reivindicacion 7, caracterizada porque la pelicula que constituye la capa fotovoltaica (40) se aloja en un rebaje (12C) retraido desde la cara superior del cuerpo (12) en su parte libre, siendo la profundidad del rebaje tal que la cara superior de la pelicula esta a ras con una parte periferica de la parte libre de la cara superior del cuerpo.
9. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, caracterizada porque la cara superior del cuerpo (12), en su zona recubierta por la pelicula fotovoltaica (40), esta al menos parcialmente grabada por canales (42) de refrigeracion que permiten localmente un paso de aire entre el cuerpo y la pelicula fotovoltaica.
10. Teja segun la reivindicacion 9, caracterizada porque los canales (42) de refrigeracion son unos surcos y el cuerpo (12) determina unos conductos (44) de evacuacion de aire que desembocan por un lado en uno de los surcos (42) y por otro lado en la cara (12A) inferior de la teja (10).
11. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la capa fotovoltaica (40) es una capa de nanoparticulas fotovoltaicas.
12. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el cuerpo (12) de la teja (10) es de material a base de polimero.
13. Teja segun la reivindicacion 12, caracterizada porque el cuerpo (12) de la teja (10) de material de polimero esta cargado con ceramica.
14. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13, caracterizada porque el cuerpo (12) de la teja (10) es de material a base de madera.
15. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque su cuerpo (12) es a base de

5

10

15

20

25

30

35

material adaptado para polimerizar con la refrigeracion despues del moldeo o durante una formacion bajo presion.
16. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque la cara (12B) superior del cuerpo (12) de la teja (10) esta recubierta por una capa mineral de proteccion principalmente a los rayos ultravioletas.
17. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la teja (10) incluye una capa termicamente aislante sobre la cara (12A) inferior del cuerpo (12).
18. Teja segun la reivindicacion 16, caracterizada porque la capa termicamente aislante esta recubierta de una capa de acabado inferior.
19. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque su cuerpo (12) incluye una semiconcha (120A) superior y una semiconcha (120B) inferior que determinan un espacio interior.
20. Teja segun la reivindicacion 19, caracterizada porque el espacio interior entre la semiconcha (120A) superior y la semiconcha (120B) inferior se rellena de una espuma.
21. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque su cuerpo (12) encierra al menos una capa termicamente aislante interna (160).
22. Teja segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque su cuerpo (12) encierra una caja (170) de electronica de convertidor de corriente continua en corriente alterna.
23. Procedimiento de fabricacion de una teja fotovoltaica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 22, incluyendo el procedimiento una etapa de posicionamiento en un molde de los conductores (54) en los que al menos un extremo esta provisto con un conector (52) electrico y una etapa de moldeo del cuerpo (12) de la teja (10) en el molde encerrando a los conductores.
24. Procedimiento segun la reivindicacion 23, caracterizado porque incluye una etapa de posicionamiento de una capa fotovoltaica (40) en el molde antes de la etapa de moldeo del cuerpo (12).
25. Procedimiento segun la reivindicacion 23, caracterizado porque incluye una etapa de posicionamiento de una capa fotovoltaica (40) sobre la cara (12B) superior del cuerpo (12) despues de la etapa de moldeo y despues de una etapa de desmoldeo del cuerpo.
26. Procedimiento de recubrimiento de una estructura mediante unas tejas fotovoltaicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, incluyendo el procedimiento, despues de la colocacion sobre un panel de estructura de al menos una primera de dichas tejas (10), la aproximacion de una segunda teja (10) con el fin de posicionar su borde de arriba (20) en frente del borde de abajo (22) de la primera teja (10), la colocacion de la segunda teja (10) adyacente a la primera teja (10) aproximandola sustancialmente de modo perpendicular al plano de dicho panel de estructura con por un lado la superposicion del borde de arriba (20) de la segunda teja sobre el borde de abajo (22) de la primera teja y por otro lado el encaje sustancialmente de forma perpendicular a dicho panel de estructura de los elementos (57, 58) de montaje por encaje para sujetar mecanicamente dichas tejas y conectarlas electricamente.
27. Conjunto de recubrimiento para cubierta de tejado, que incluye una pluralidad de tejas fotovoltaicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, recubriendo el borde de arriba (20) de una de las tejas (10) el borde de abajo (22) de al menos una de las tejas (10) adyacentes teniendo sus conectores (52) electricos conectados electricamente.