ES2881204T3 - Panel, montaje de paneles y tejado asociado - Google Patents
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Abstract
Panel (1) que comprende: - un borde transversal superior (4) que comprende una zona de recubrimiento superior (41) destinada a ser recubierta por un panel (1) adyacente, - un borde transversal inferior (5) que comprende una zona de recubrimiento inferior (51) destinada a recubrir un panel (1) adyacente, - un primer borde longitudinal (2) que comprende una primera nervadura longitudinal (7), - una parte central (6), en la extensión de la primera nervadura longitudinal, que comprende: - sucesivamente: - una primera zapata (13) de anchura L13, - al menos una parte saliente (14) que comprende una placa superior (16), de altura H16 y anchura L16, cubierta de células fotovoltaicas y de dos bandas laterales (17, 17') que extienden la placa superior a ambos lados de la misma y hacia abajo para formar un ángulo β con un plano P y 1 - una segunda zapata (15) de anchura L15, con la primera zapata y la segunda zapata que se ubican en el plano P, - un rebaje (22) ubicado en la parte de la placa superior (16) ubicada en la zona de recubrimiento superior (41) y que comprende una abertura (23) en la que se empotra una caja de conexiones eléctricas, - una perforación (24), ubicada en la zona de recubrimiento inferior (51) para el paso de un conector eléctrico, - un segundo borde longitudinal (3) en la extensión de la parte central (6) y que comprende una segunda nervadura longitudinal (10), con la primera nervadura longitudinal (7) y la segunda nervadura longitudinal (10) que presentan formas que permiten su recubrimiento respectivo.
Description
DESCRIPCIÓN
Panel, montaje de paneles y tejado asociado
[0001] La presente invención se refiere a un panel destinado a la producción de superficies envolventes de edificios, y más en particular, destinado a montarse de modo que se puedan construir tejados de edificios portadores de células fotovoltaicas, pero sin limitarse a ello.
[0002] Se sabe cómo realizar las cubiertas de techo con paneles nervados, por ejemplo, de acero galvanizado prelacado, cuyos bordes se superponen para asegurar la estanqueidad del tejado.
[0003] Se sabe además, en particular a partir del documento WO2009090347, cómo colocar módulos solares en la cubierta de los edificios, en particular fotovoltaicos. Puede tratarse en particular de módulos en forma de cintas flexibles adheridas en la superficie de los valles de onda del panel nervado. En el futuro, podría tratarse también de dispositivos fotovoltaicos realizados directamente en la superficie de los valles de onda del panel nervado en particular por procedimientos de deposición al vacío o a presión atmosférica. Estos módulos están conectados entre sí por una red de cables preferentemente situados mayoritariamente en la cara posterior de la cubierta de modo que se evite la degradación prematura de los cables y se conserve la estética del edificio.
[0004] Sin embargo, dicha disposición presenta el inconveniente de comprometer la estanqueidad del tejado, dado que el paso de los cables por la cara trasera suele requerir una perforación en toda la cara del panel nervado.
[0005] Dicha disposición presenta asimismo el inconveniente de que se necesita acceder a la parte bajo tejado para asegurar la conexión de dos módulos sucesivos en la cara trasera de los paneles nervados.
[0006] Dicha disposición presenta asimismo el inconveniente de dejar una parte de las células fotovoltaicas a la sombra de las nervaduras del panel nervado cuando el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre la cubierta es bajo. En consecuencia, se reduce el rendimiento del dispositivo fotovoltaico. Se conocen otros dispositivos por los documentos US2006/02466405 A1, WO2013/029793 A1, US2009/0255530 A1 o por el documento WO00/77860 A2.
[0007] Además, se necesitan paneles de cubierta fotovoltaica nervados que faciliten la instalación de la cubierta y el cableado de los módulos fotovoltaicos.
[0008] Uno de los propósitos de la invención es atenuar el problema de estanqueidad mencionado anteriormente, mediante un panel nervado cuyo perfil se configure de modo que la estanqueidad se conserve, a la vez que facilita la instalación de la cubierta y el cableado de los módulos fotovoltaicos.
[0009] Otro propósito de la invención es atenuar los problemas de las sombras proyectadas mencionados anteriormente mediante un panel nervado cuyo perfil se configure de modo que las células fotovoltaicas no puedan encontrarse a la sombra de las nervaduras en la gran mayoría de las condiciones de iluminación.
[0010] A tal efecto, la invención tiene como primer objeto un panel según la reivindicación 1.
[0011] El panel según la invención puede comprender asimismo las siguientes características opcionales, tomadas de forma aislada o en combinación:
- la primera nervadura longitudinal comprende una cresta de nervadura de altura H8 y de anchura L8 y dos alas laterales que extienden la cresta de nervadura a ambos lados de la misma y hacia abajo, con las dos alas laterales que forman un ángulo a con el plano P y en la que la segunda nervadura longitudinal comprende una cresta de nervadura de altura H11 y de anchura L11 y dos alas laterales que extienden la cresta de nervadura a ambos lados de la misma y hacia abajo para formar un ángulo y con el plano P,
- las anchuras L13, L15, las alturas H8, H11, H16 y los ángulos a, p, y cumplen las relaciones siguientes:
con a = tan a, b = tan p, c = tan y y e = tan 20°,
- la razón entre la longitud L16 y la longitud L8 es mayor o igual que 5 y la razón entre la longitud L16 y la longitud L11 es mayor o igual que 5,
- la parte central comprende al menos dos partes salientes separadas por dos zapatas intermedias de longitud L18 ubicadas en el plano P que enmarcan una nervadura central que comprende una cresta de nervadura de altura H20 y
dos alas laterales que extienden la cresta de nervadura a ambos lados de la misma hacia abajo y hacia fuera para formar un ángulo 8 con el plano P,
- la anchura L18, las alturas H16, H20 y los ángulos p y 8 cumplen la relación siguiente:
con b = tan p, d = tan 8 y e = tan 20°,
- el panel presenta una anchura L1 y la razón entre la suma de las anchuras L16 de las placas superiores y la anchura L1 del panel es mayor o igual que 0,5,
- las células fotovoltaicas se montan en forma de cintas flexibles adheridas a la placa superior,
- las células fotovoltaicas se producen directamente en la placa superior mediante procedimientos de deposición al vacío,
- el rebaje se extiende hasta la arista transversal superior del panel,
- el rebaje está centrado lateralmente en la placa superior,
- la abertura se ubica en la mitad superior de la zona de recubrimiento superior,
- la perforación se ubica en el cuarto inferior de la zona de recubrimiento inferior.
[0012] Un segundo objeto de la invención es un tejado que comprende un montaje por recubrimiento marginal de al menos dos paneles según la invención.
[0013] Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes tras la lectura de la siguiente descripción.
[0014] La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la descripción siguiente, dada a modo explicativo pero no limitativo, con referencia a las figuras adjuntas que representan:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de un panel según la invención,
- la figura 2 es una sección transversal de un panel según la invención,
- la figura 3 es un detalle de la figura 2,
- la figura 4 es una vista en perspectiva de un panel según una variante de la invención, donde no se ilustran determinadas características como el rebaje y la abertura con caja,
- la figura 5 es una vista en perspectiva de la zona de recubrimiento superior de un panel según una variante de la invención,
- la figura 6 es una vista en perspectiva de la zona de recubrimiento superior de un panel según una variante de la invención,
- la figura 7 es una vista en perspectiva de la zona de recubrimiento inferior de un panel según una variante de la invención.
[0015] Los mismos números de referencia representan los mismos elementos en cada una de las figuras.
[0016] A lo largo del texto, se entenderá por panel un elemento con forma plana, es decir, de pequeño espesor en comparación con sus otras dimensiones. El panel puede presentarse en forma de una placa o de una lámina constituida por un material único o por un conjunto compuesto. En este último caso, el panel es una superposición de varias capas del mismo material o de materiales diferentes. El material en cuestión puede ser, entre otras cosas, un material metálico, un polímero o un producto cerámico. Se puede citar a modo de ejemplo no limitativo materiales metálicos como acero, aluminio, cobre o zinc. Preferentemente, el panel es una chapa metálica. Preferentemente, se trata de acero previamente galvanizado y prelacado con el fin de protegerlo frente a la corrosión. Opcionalmente, el panel puede ser espumado.
[0017] En el marco de la invención, el panel ha sido conformado previamente mediante cualquier procedimiento de conformación conocido, entre los cuales se citarán a modo de ejemplo no limitativo, el plegado, el perfilado, el embutido y el moldeo.
[0018] Esta conformación conduce en particular a la formación de nervaduras en la superficie del panel. A lo largo del texto, se entenderá por nervadura un saliente formado en la superficie del panel. La nervadura puede tener una forma trapezoidal, como en el caso de los ejemplos de realización presentados a continuación, o una forma rectangular, ondulada, sinusoidal o en forma de omega, por ejemplo. La misma comprende una cresta de nervadura y dos alas laterales.
[0019] Para formar un tejado o una fachada, los paneles son montados por recubrimiento marginal de sus bordes longitudinales y de sus bordes transversales y fijados a la estructura portadora del edificio a través de medios de fijación tales como tornillos, clavos o incluso remaches.
[0020] A lo largo del texto, se entenderá por módulo fotovoltaico, un conjunto de células fotovoltaicas interconectadas, preferentemente en serie, y aisladas del exterior por una barrera protectora. Puede tratarse, a modo
de ejemplo no limitativo, de un módulo en forma de cinta flexible adherido en la parte central del panel o de un módulo hecho directamente en la parte central del panel por deposiciones sucesivas de capas de naturalezas apropiadas por procedimientos de deposición al vacío o a presión atmosférica.
[0021] En cada módulo fotovoltaico, la disposición y la organización de las celdas fotovoltaicas no son limitativas. A modo de ejemplo no limitativo, las celdas pueden estar dispuestas unas debajo de otras en una única fila o pueden estar dispuestas en varias filas, estando las filas conectadas entre sí de modo que formen una especie de cinta plegada. Preferentemente, y con el fin de facilitar la producción de los módulos fotovoltaicos directamente en el panel mediante procedimientos de deposición al vacío o a presión atmosférica, las células están dispuestas en una única fila.
[0022] En el marco de la invención, el módulo fotovoltaico comprende un polo eléctrico en uno de sus extremos longitudinales y un polo eléctrico de polaridad inversa en el otro extremo.
[0023] Con referencia a la figura 1, el panel 1 está constituido principalmente por un primer borde longitudinal 2, un segundo borde longitudinal 3, un borde transversal superior 4, un borde transversal inferior 5, con los cuatro bordes conectados por una parte central 6 destinada a ser cubierta con módulos fotovoltaicos.
[0024] El borde transversal superior 4 comprende una zona de recubrimiento superior 41 destinada a ser recubierta por un panel adyacente durante el montaje del tejado. Esta zona de recubrimiento superior tiene generalmente una anchura comprendida entre 150 y 500 mm en función, entre otros, de la pendiente del tejado.
[0025] El borde transversal inferior 5 comprende una zona de recubrimiento inferior 51 destinada a recubrir un panel adyacente durante el montaje del tejado. Esta zona de recubrimiento inferior tiene generalmente una anchura comprendida entre 150 y 500 mm en función, entre otros, de la pendiente del tejado.
[0026] Con referencia a las figuras 2 y 3, ahora describimos el primer borde longitudinal 2 y el segundo borde longitudinal 3. El panel 1 se representa en este caso en vista transversal según la sección transversal A-A representada en la figura 1. Esta vista transversal se ubica fuera de las zonas de recubrimiento 41 y 51.
[0027] En primer lugar, el primer borde longitudinal 2 comprende una primera nervadura longitudinal 7 constituida por una cresta de nervadura 8 de altura H8 y de anchura L8 y por dos alas laterales 9, 9' que extienden la cresta de nervadura 8 a ambos lados de la misma y hacia abajo para formar un ángulo a con el plano P. Por altura H8 se entiende aquí la distancia entre el plano P y el punto más elevado de la cresta de nervadura.
[0028] El plano P es el plano en el que descansa el panel 1 cuando se coloca de manera horizontal sobre un soporte.
[0029] La primera nervadura longitudinal 7 tiene como función, en particular, asegurar la fijación del panel a la estructura del edificio en cresta de onda del panel y no en valle de onda. Esto permite evitar el estancamiento de agua junto a las fijaciones y evitar así un posible fallo de la estanqueidad del tejado.
[0030] En el caso de este ejemplo, la cresta de nervadura 8 es plana y las alas laterales 9, 9' están inclinadas, con lo que se extienden hacia abajo y hacia fuera de la cresta de nervadura 8, siendo el ángulo a agudo. En el marco de la invención, la primera nervadura longitudinal 7 puede presentar naturalmente otras formas distintas a la descrita en el caso de este ejemplo. El ala lateral 9' de la nervadura longitudinal 7 puede estar en particular truncada, como en el caso de la figura 2, o no, en función de la resistencia mecánica deseada para esta parte del panel.
[0031] El segundo borde longitudinal 3 comprende una segunda nervadura longitudinal 10 constituida por una cresta de nervadura 11 de altura H11 y de anchura L11 y dos alas laterales 12, 12' que extienden la cresta de nervadura 11 a ambos lados de la misma y hacia abajo para formar un ángulo a con el plano P. Por altura H11 se entiende aquí la distancia entre el plano P y el punto más elevado de la cresta de nervadura.
[0032] La función de la segunda nervadura longitudinal es ser cubierta por la primera nervadura longitudinal del panel adyacente durante el montaje de dos paneles. En consecuencia, la altura H11 es menor o igual que la altura H8 de la primera nervadura longitudinal. Las formas de la primera y segunda nervadura longitudinal se ajustan en consecuencia. Preferentemente, las formas se ajustan de modo que la estanqueidad al agua esté asegurada en caso de uso del panel en el tejado. Preferentemente, las dos nervaduras tienen forma y dimensiones idénticas para que el recubrimiento sea perfectamente continuo y por tanto perfectamente estanco. Sin embargo, en el marco de la invención, el recubrimiento puede ser continuo solo localmente. El experto en la materia que conoce estas cuestiones de estanqueidad sabrá adaptar las formas de las dos nervaduras longitudinales en función de la estética buscada a la vez que asegura la estanqueidad del montaje.
[0033] Según el ejemplo que se ilustra en las figuras 2 y 3, las dos nervaduras longitudinales 7, 10 tienen forma trapezoidal idéntica, con las alas laterales que se extienden hacia abajo y hacia fuera y las alas laterales 9, 12'
truncadas. De este modo, el recubrimiento de las dos nervaduras longitudinales se hace perfectamente continuo, lo que contribuye a la estanqueidad del tejado.
[0034] La parte central 6 se ubica en la extensión de la primera nervadura longitudinal 7 y de la segunda nervadura longitudinal 10. Según una primera variante no reivindicada, la parte central 6 es plana. Según una segunda variante no reivindicada, la parte central 6 es en su mayoría plana y comprende refuerzos longitudinales distribuidos regularmente en toda la parte central.
[0035] Según una tercera variante según la invención, que se ilustra en las figuras 2 y 4, la parte central 6 comprende sucesivamente una primera zapata 13, al menos una parte saliente 14 y una segunda zapata 15. La primera zapata 13, de anchura L13, se ubica en el plano P en la extensión del ala lateral 9' de la primera nervadura longitudinal 7. La segunda zapata 15, de anchura L15, se ubica en el plano P en la extensión del ala lateral 12 de la segunda nervadura longitudinal 10. La parte saliente 14 comprende una placa superior 16 de altura H16 y de anchura L16 y dos bandas laterales 17, 17' que extienden la placa superior a ambos lados de la misma y hacia abajo para formar un ángulo p con el plano P. Por altura H16 se entiende aquí la distancia entre el plano P y el extremo lateral de la placa superior, es decir, el punto de intersección de la placa superior y una banda lateral.
[0036] La parte saliente 14 permite en particular integrar una caja de conexiones y/o conectores entre la placa superior 16 y el plano P. De este modo, al colocar el panel en la estructura portadora del edificio mediante el deslizamiento de las zapatas 13 y 15 sobre la estructura portadora, la caja de conexión y/o los conectores no obstruyen el deslizamiento.
[0037] Según el ejemplo que se ilustra en la figura 2, la parte central 6 comprende dos partes salientes 14 separadas por una zapata intermedia 18. Sin embargo, la parte central 6 puede comprender otro número de partes salientes 14, separadas por zapatas intermedias 18.
[0038] Según el ejemplo que se ilustra en la figura 4, la parte central 6 comprende dos partes salientes 14. Las mismas están separadas por dos zapatas intermedias 18, 18' de longitud L18 ubicadas en el plano P que enmarcan una nervadura central 19 que comprende una cresta de nervadura 20 de altura H20 y dos alas laterales 21, 21' que extienden la cresta de nervadura a ambos lados de la misma hacia abajo y hacia fuera para formar un ángulo 8 con el plano P. Esta nervadura central permite por una parte aumentar la resistencia mecánica del panel y por otra parte fijar el centro del panel a la estructura portadora del edificio, con las zapatas 13, 13' que constituyen puntos de apoyo del panel sobre dicha estructura.
[0039] La placa superior 16 está cubierta con células fotovoltaicas. Puede tratarse, por ejemplo, de módulos en forma de cintas flexibles adheridas a la superficie de la placa superior 16 o de módulos fotovoltaicos producidos directamente en la superficie de la placa 16 mediante procedimientos de deposición al vacío o a presión atmosférica. A tal efecto, y a fin de obtener una tasa de cobertura fotovoltaica significativa, la placa 16 es preferentemente de gran tamaño, si se compara con la cresta de nervadura 8, 11 de las nervaduras longitudinales, y ocupa una parte significativa del panel. De este modo, preferentemente:
- la razón entre la anchura L16 de la placa superior 16 y la anchura L8 de la cresta de nervadura 8 es mayor o igual que 5,
- la razón entre la anchura L16 de la placa superior 16 y la anchura L11 de la cresta de nervadura 11 es mayor o igual que 5.
[0040] Preferentemente, y siempre con el interés de obtener un panel ampliamente cubierto con células fotovoltaicas, la razón de la suma de las anchuras L16 de las placas superiores 16 del conjunto de partes salientes 14 de la parte central 6 y la anchura L1 del panel es mayor o igual que 0,5.
[0041] La orientación de las bandas laterales 17, 17' puede asimismo aumentar la tasa de cobertura fotovoltaica. En el caso de la figura 2, las alas laterales 17, 17' están inclinadas y se extienden hacia abajo y hacia fuera de la placa superior 16. Sin embargo, otras configuraciones son posibles; por ejemplo, las bandas laterales 17, 17 ' se pueden extender hacia abajo y hacia adentro de la placa superior 16, siendo el ángulo p obtuso, de modo que se minimice la distancia existente entre el extremo lateral de la placa superior 16 y el extremo lateral de la cresta de nervadura 8 u 11 y de este modo se maximice el área disponible para las células fotovoltaicas.
[0042] Con referencia a la figura 4, la porción de la parte central 6 ubicada en la zona de recubrimiento superior 41 comprende un rebaje 22 (que no se ilustra en la figura 4), es decir, una zona de la parte central ubicada por debajo de la superficie del resto de la parte central 6. Según la invención, la parte central comprende al menos una parte saliente 14, y el rebaje 22 se ubica en la parte de la placa superior 16 ubicada en la zona de recubrimiento superior 41.
[0043] Este rebaje tiene como finalidad permitir la integración del cableado eléctrico de los módulos fotovoltaicos sin comprometer la estanqueidad del montaje de dos paneles adyacentes. En particular, permite integrar
una caja de conexiones capaz de conectar eléctricamente, por una parte, un terminal eléctrico de un módulo fotovoltaico ubicado en la parte central 6 del panel, y por otra parte, el terminal eléctrico de polaridad opuesta de un módulo fotovoltaico ubicado en la parte central 6 del panel adyacente que cubre la zona de recubrimiento superior del primer panel. El rebaje 22 permite asimismo integrar las conexiones eléctricas, o conectores, correspondientes.
[0044] A tal efecto, el rebaje 22 no sobresale de la zona de recubrimiento superior 41. De este modo, la lluvia que corre desde el tejado no puede penetrar en el rebaje.
[0045] Preferentemente, la profundidad del rebaje se ajusta a las dimensiones de la caja de conexión y de los conectores de modo que el panel 1 pueda ser cubierto de manera continua por un panel adyacente en la zona de recubrimiento superior 41. En particular, la profundidad del rebaje es tal que la parte superior de la caja de conexión y la parte superior de los conectores que conectan la caja de conexión a los módulos fotovoltaicos no exceden el contorno del rebaje.
[0046] El rebaje 22 comprende una abertura 23 destinada al empotramiento de una caja de conexión eléctrica. Las dimensiones de la abertura se adaptan a la caja de conexión eléctrica prevista a tal fin. En particular, las dimensiones se ajustan teniendo en cuenta las expansiones térmicas y las cargas que se pueden ejercer sobre el panel durante su uso. Según una variante de la invención, la abertura presenta dimensiones 2 mm mayores que la caja de conexión.
[0047] Preferentemente, el borde transversal inferior de la abertura 23 se ubica lo más cerca posible de la arista transversal superior del panel. De esta manera, la abertura se aleja al máximo del límite inferior de la zona de recubrimiento superior 41, lo que facilita el mantenimiento de una buena estanqueidad del tejado. En efecto, una eventual subida de agua por capilaridad no corre el riesgo de alcanzar la abertura en el intersticio formado por la zona de recubrimiento superior del panel inferior y por la zona de recubrimiento inferior del panel superior. Preferentemente, el borde transversal inferior de la abertura 23 se ubica en la mitad superior de la zona de recubrimiento superior 41. Más preferentemente, el borde transversal inferior de la abertura 23 se ubica a no más de 150 mm de la arista transversal superior del panel.
[0048] La forma del rebaje 22 no es limitativa. Según la variante que se muestra en la figura 5, el rebaje presenta forma de U. La abertura 23 está centrada transversalmente en la placa superior 16 y las patas de la U se extienden hasta la proximidad de las bandas laterales 17, 17'. Esta forma en U permite empotrar la caja de conexión en la parte central, es decir, centrarla transversalmente en la parte central 6, o en su caso en la placa superior 16, y conectar la caja a los bordes longitudinales de los módulos fotovoltaicos mediante conectores dispuestos en las patas de la U.
[0049] Según otra variante de la invención que se ilustra en la figura 6, el rebaje 22 presenta forma rectangular y está centrado transversalmente en la placa superior 16. Esta forma permite empotrar la caja de conexiones en la parte central y conectar la caja a las partes centrales de los módulos fotovoltaicos mediante conectores dispuestos asimismo en la parte central.
[0050] El rebaje 22 se puede obtener por embutido de la parte central 6 o mediante cualquier otra técnica de conformación conocida por el experto en la técnica y adaptada a la situación.
[0051] La abertura 23 puede obtenerse mediante cualquier técnica de corte conocida por el experto en la materia, entre las que se podrá citar, a modo de ejemplos no limitativos, el punzonado, el fresado, el corte mecánico, el corte por láser, el corte con agua y el oxicorte.
[0052] Con referencia a la figura 7, la porción de la parte central 6 ubicada en la zona de recubrimiento inferior 51 comprende una perforación 24, es decir una abertura efectuada en el espesor de la parte central. Según la invención, la parte central comprende al menos una parte saliente 14, y la perforación 24 se ubica en la parte de la placa superior 16 ubicada en la zona de recubrimiento inferior 51.
[0053] Esta perforación tiene como finalidad permitir la integración del cableado eléctrico de los módulos fotovoltaicos sin comprometer la estanqueidad del montaje de dos paneles adyacentes. En particular, la perforación 24 permite pasar por la cara posterior del panel la conexión eléctrica que conecta uno de los terminales eléctricos del módulo fotovoltaico a la caja de conexión empotrada en la abertura 23 del panel adyacente cuya zona de recubrimiento inferior se ubica debajo de la perforación.
[0054] A tal efecto, la perforación no sobresale de la zona de recubrimiento inferior 51. De este modo, si la lluvia que corre desde el tejado atravesara la perforación como consecuencia de una operación de estanqueidad deficiente de la misma, el agua quedaría contenida por la zona de recubrimiento superior 41 del panel adyacente y continuaría fluyendo a lo largo del tejado. Se conserva de este modo la estanqueidad del tejado.
[0055] Según una variante de la invención, la perforación 24 se ubica lo más cerca posible de la arista transversal inferior del panel, preferentemente en el cuarto inferior de la zona de recubrimiento inferior 51 del panel.
De esta manera, la perforación se aleja al máximo de la arista transversal superior del panel adyacente parcialmente cubierto por la zona de recubrimiento inferior del panel, lo que facilita el mantenimiento de una buena estanqueidad del montaje de los paneles. En efecto, una eventual subida de agua por capilaridad desde la parte trasera de una perforación 24 con estanqueidad deficiente de un primer panel no corre el riesgo de alcanzar la abertura 23 de un segundo panel parcialmente cubierto por el primer panel por estar muy alejada.
[0056] Según otra variante de la invención, la perforación 24 se ubica en los dos tercios superiores de la zona de recubrimiento inferior 51 del panel. Por consiguiente, la perforación 24 queda ampliamente cubierta por las células fotovoltaicas, lo que contribuye a una buena estanqueidad en la perforación. Preferentemente, la perforación 24 se coloca de modo que ocupe la misma línea vertical de la abertura 23 de un panel adyacente cuando la zona de recubrimiento inferior 51 del panel se superpone a la zona de recubrimiento superior 41 del panel adyacente. Dicho posicionamiento permite conectar eléctricamente y de forma simple los dos paneles sin tener que recurrir a una conexión eléctrica sofisticada.
[0057] La geometría y las dimensiones de la perforación 23 no son limitativas. Las mismas se ajustan de modo que la perforación pueda ser cubierta:
- en la cara superior, mediante un módulo fotovoltaico, con la conexión entre la cara superior y el módulo fotovoltaico, a modo de adhesivo, que actúa como membrana de estanqueidad sobre el contorno de la perforación,
- en la cara inferior, mediante un conector, con la conexión entre la cara inferior y el conector, a modo de adhesivo, que actúa como membrana de estanqueidad sobre el contorno de la perforación,
[0058] Según una variante, la perforación es un pequeño rectángulo, cuyas dimensiones se adaptan a los conectores que ya existen en el mercado.
[0059] Preferentemente, el posicionamiento lateral de la perforación 23 se ajusta de modo que la perforación se encuentre en la misma línea vertical de un terminal eléctrico del módulo fotovoltaico que cubre la parte central 6 o, en su caso, la placa superior 16.
[0060] La perforación 23 se puede obtener mediante cualquier técnica de corte conocida por los expertos en la técnica, entre las que se pueden citar, a modo de ejemplos no limitativos, el punzonado, el fresado, el corte mecánico, el corte por láser, el corte con agua y el oxicorte.
[0061] Según la invención, la parte central 6 comprende al menos una parte saliente 14, y además el perfil del panel 1 está configurado de modo que las células fotovoltaicas no se puedan encontrar a la sombra de las nervaduras en la gran mayoría de condiciones de iluminación.
[0062] En particular, la altura de la placa superior, la altura de las partes centrales superiores, la anchura de las zapatas y los ángulos a, p y y están configurados de modo que ninguna porción de las células fotovoltaicas que cubren la placa superior se pueda encontrar a la sombra de la primera y de la segunda nervadura longitudinal cuando los rayos del sol forman un ángulo mayor o igual que 20° con el plano P. A tal efecto, en el marco de la invención:
H16 /H8 > 0,4 ( 1 )
H16 > ((H8 x (ab-be) - L13 x abe) / (ae ab)) (2)
-y
H16 > ((H11 x (cb-be) - L15 x cbe) / (ce cb)) (3)
con a = tan a, b = tan p, c = tan y y e = tan 20°
las inecuaciones (2) y (3) resultantes de la expresión de la tangente del ángulo de 20° tal como se representa en la figura 5.
[0063] El ángulo de 20° corresponde al límite aceptable en términos de pérdidas de energía debidas a la sombra; estas pérdidas solo representan por consiguiente un pequeño porcentaje de la energía recibida por las células fotovoltaicas.
[0064] Para una proporción H16/H8 menor que 0,4, respetar las inecuaciones (2) y (3) requiere que se utilicen zapatas 13 y 15 muy anchas, lo que resulta muy poco compatible con el interés de obtener un panel ampliamente cubierto de células fotovoltaicas.
[0065] Según una variante, las proporciones H16/H8 y H16/H11 son menores o iguales que 0,6, de modo que la mayor parte de la placa superior 16 no sobresale por encima de la cresta de nervadura 8, 11 incluso cuando la placa
superior es curva, como se describe más adelante. De este modo, se conserva mejor la estanqueidad del tejado, dado que el agua que fluye desde la placa superior no puede alcanzar los bordes longitudinales del panel, en el recubrimiento marginal entre dos paneles.
[0066] Preferentemente, las inecuaciones (2) y (3) se cumplen para e = tan 15° y aún más preferentemente para e = tan 10°. De este modo, las células fotovoltaicas que recubren la placa superior no se encuentran a la sombra de la primera y de la segunda nervadura longitudinal cuando los rayos del sol son particularmente oblicuos.
[0067] Aún más preferentemente, las células fotovoltaicas que recubren la placa superior no se encuentran nunca a la sombra de la primera y de la segunda nervadura longitudinal, sea cual sea la incidencia de los rayos solares. Esta condición se cumple cuando la altura H16 de la placa superior 16 es mayor o igual que la altura H8 de la cresta de nervadura 8 y es mayor o igual que la altura H11 de la cresta de nervadura 11. Es decir, esta condición se cumple cuando las inecuaciones (1) a (3) se reemplazan por las inecuaciones siguientes:
-H16 > H8 (4)
-y
- H16 > H11 (5)
[0068] Aún más preferentemente, la altura H16 de la placa superior 16 es estrictamente mayor que la altura H8 de la cresta de nervadura 8 y es estrictamente mayor que la altura H11 de la cresta de nervadura 11. Es decir, esta condición se cumple cuando las inecuaciones (1) a (3) se reemplazan por las inecuaciones siguientes:
- H16 > H8 (6)
-y
- H16 > H11 (7)
[0069] De este modo, no solo las células fotovoltaicas que cubren la placa superior no se encuentran nunca a la sombra de la primera y de la segunda nervadura longitudinal, sea cual sea la incidencia de los rayos solares, sino que además dicha configuración permite prever la adición de células fotovoltaicas en la parte superior de las bandas laterales 17, 17' de la parte saliente 14, es decir, en la parte de las bandas laterales que nunca se encuentra a la sombra de las nervaduras longitudinales. De esta manera, se logra aumentar la tasa de cobertura fotovoltaica del panel. Además, la limpieza de las células fotovoltaicas se ve facilitada por el hecho de que las nervaduras longitudinales no son un obstáculo entre las células fotovoltaicas de dos placas adyacentes.
[0070] Según la variante de la invención según la cual la parte central 6 comprende dos partes salientes 14 separadas por dos zapatas 18, 18' y una nervadura central 19, las zapatas y la nervadura central están configuradas preferentemente de modo que las células fotovoltaicas que cubren la placa superior 16 no se puedan encontrar a la sombra de la nervadura central cuando los rayos del sol forman un ángulo mayor o igual que 20° con el plano P. A tal efecto, la anchura L18, las alturas H16, H20 y los ángulos p y 8 cumplen la relación siguiente:
H16 > ((H20 x (db-be) - L18 x dbe) / (de db)) (8)
con b = tan p, d = tan 8 y e = tan 20°
[0071] Según una variante, la proporción H16/H20 es mayor que 0,4, lo que evita tener que recurrir a zapatas 18 demasiado anchas.
[0072] Según una variante, la proporción H16/H20 es menor o igual que 0,6, de modo que la mayor parte de la placa superior no sobresale por encima de la cresta de nervadura 20 de la nervadura 19 incluso cuando la placa superior 16 es curva. De este modo, se conserva mejor la estanqueidad del tejado, dado que el agua que fluye desde la placa superior no puede alcanzar la cresta de nervadura 20, donde se ubican los medios de fijación del panel a la estructura portadora del edificio.
[0073] Preferentemente, la inecuación (8) se cumple para e = tan 15°, y aún más preferentemente para e = tan 10°. De este modo, las células fotovoltaicas que recubren la placa superior no se encuentran a la sombra de la nervadura central cuando los rayos del sol son particularmente oblicuos.
[0074] Aún más preferentemente, las células fotovoltaicas que recubren la placa superior no se encuentran nunca a la sombra de la nervadura central, sea cual sea la incidencia de los rayos del sol. Esta condición se cumple cuando la inecuación (8) se expresa de la manera siguiente:
[0075] aún más preferentemente, la altura H16 de la placa superior 16 es estrictamente mayor que la altura H20 de la cresta de nervadura 20. De este modo, no solo las células fotovoltaicas que recubren la placa superior no se encuentran nunca a la sombra de la nervadura central, sea cual sea la incidencia de los rayos solares, sino que además dicha configuración permite prever la adición de células fotovoltaicas en la parte superior de las bandas laterales 17, 17' de la parte saliente 14, es decir, en la parte de las bandas laterales que no se encuentra nunca a la sombra de la nervadura central. De esta manera, se logra aumentar la tasa de cobertura fotovoltaica del panel. Además, la limpieza de las células fotovoltaicas se ve facilitada por el hecho de que la nervadura central 19 no es un obstáculo entre las células fotovoltaicas de dos placas adyacentes.
[0076] En el ejemplo que se ilustra en la figura 4, la cresta de nervadura 20 de la nervadura central tiene la misma altura que la cresta de nervadura 8 de la primera nervadura longitudinal.
[0077] Preferentemente, y siempre con el interés de evitar las sombras proyectadas sobre las células fotovoltaicas, la placa superior 14 es plana y horizontal, como se ilustra en la figura 2. De este modo, se garantiza que ninguna porción de la placa haga sombras a otra porción de la placa. Sin embargo, en el marco de la invención, la placa solo puede ser aproximadamente plana, es decir, ligeramente cóncava o ligeramente convexa. Por «ligeramente cóncava» y «ligeramente convexa» se entiende aquí que el curvado de la placa es tal que ninguna porción de la placa hace sombras sobre otra porción de la placa cuando los rayos del sol forman un ángulo mayor o igual que 20° con el plano P. Esto corresponde a un radio de curvatura de la placa mayor o igual que 1,4 veces la anchura L14 de la placa superior, dígase por ejemplo, un radio de curvatura de 400 mm para una anchura L14 del orden de los 275 mm. Este curvado de la placa permite fortalecer la resistencia mecánica de la parte saliente. La placa superior está reforzada para que de este modo no se hunda en caso de carga.
[0078] Según el ejemplo que se ilustra en la figura 4, la placa superior es ligeramente cóncava con un radio de curvatura de la placa aproximadamente igual a 1,8 veces la anchura L16 de la placa superior.
[0079] Es evidente que las características presentadas en apoyo de las variantes son independientes unas de otras y que en consecuencia, son posibles otras combinaciones de estas características, es decir, otros perfiles de panel, dentro de los límites definidos por las reivindicaciones.
Claims (14)
1. Panel (1) que comprende:
- un borde transversal superior (4) que comprende una zona de recubrimiento superior (41) destinada a ser recubierta por un panel (1) adyacente,
- un borde transversal inferior (5) que comprende una zona de recubrimiento inferior (51) destinada a recubrir un panel (1) adyacente,
- un primer borde longitudinal (2) que comprende una primera nervadura longitudinal (7),
- una parte central (6), en la extensión de la primera nervadura longitudinal, que comprende:
o sucesivamente:
■ una primera zapata (13) de anchura L13,
■ al menos una parte saliente (14) que comprende una placa superior (16), de altura H16 y anchura L16, cubierta de células fotovoltaicas y de dos bandas laterales (17, 17') que extienden la placa superior a ambos lados de la misma y hacia abajo para formar un ángulo p con un plano P y 1
■ una segunda zapata (15) de anchura L15, con la primera zapata y la segunda zapata que se ubican en el plano P,
o un rebaje (22) ubicado en la parte de la placa superior (16) ubicada en la zona de recubrimiento superior (41) y que comprende una abertura (23) en la que se empotra una caja de conexiones eléctricas,
o una perforación (24), ubicada en la zona de recubrimiento inferior (51) para el paso de un conector eléctrico, - un segundo borde longitudinal (3) en la extensión de la parte central (6) y que comprende una segunda nervadura longitudinal (10), con la primera nervadura longitudinal (7) y la segunda nervadura longitudinal (10) que presentan formas que permiten su recubrimiento respectivo.
2. Panel según la reivindicación 1, en el que la primera nervadura longitudinal (7) comprende una cresta de nervadura (8) de altura H8 y anchura L8 y dos alas laterales (9, 9') que extienden la cresta de nervadura a ambos lados de la misma y hacia abajo, con las dos alas laterales que forman un ángulo a con el plano P y en el que la segunda nervadura longitudinal (10) comprende una cresta de nervadura (11) de altura H11 y de anchura L11 y dos alas laterales (12, 12') que extienden la cresta de nervadura a ambos lados de la misma y hacia abajo para formar un ángulo y con el plano P.
3. Panel según la reivindicación 2 en el que las anchuras L13, L15, las alturas H8, H11, H16 y los ángulos a, p, y cumplen las relaciones siguientes:
con a = tan a, b = tan p, c = tan y y e = tan 20°.
4. Panel según la reivindicación 2 en el que la razón entre la longitud L16 y la longitud L8 es mayor o igual que 5 y la razón entre la longitud L16 y la longitud l 11 es mayor o igual que 5.
5. Panel según la reivindicación 1 en el que la parte central (6) comprende al menos dos partes salientes (14) separadas por dos zapatas intermedias (18, 18') de longitud L18 ubicadas en el plano P que enmarcan una nervadura central (19) que comprende una cresta de nervadura (20) de altura H20 y dos alas laterales (21, 21') que extienden la cresta de nervadura a ambos lados de la misma hacia abajo y hacia fuera para formar un ángulo 8 con el plano P.
6. Panel según la reivindicación 5 en el que la anchura L18, las alturas H16, H20 y los ángulos p y 8 cumplen la relación siguiente:
con b = tan p, d = tan 8 y e = tan 20°.
7. Panel según una de las reivindicaciones 1 a 6, que presenta una anchura L1, en el que la razón de la
suma de las anchuras L16 de las placas superiores (16, 16') y la anchura L1 del panel es mayor o igual que 0,5.
8. Panel según la reivindicación 1 en el que las células fotovoltaicas se montan en forma de cintas flexibles adheridas a la placa superior (16).
9. Panel según la reivindicación 1 en el que las células fotovoltaicas se producen directamente sobre la placa superior (16) mediante procedimientos de deposición al vacío.
10. Panel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el rebaje (22) se extiende hasta la arista transversal superior del panel.
11. Panel según la reivindicación 1 en el que el rebaje (22) está centrado lateralmente en la placa superior (16).
12. Panel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la abertura (23) se ubica en la mitad superior de la zona de recubrimiento superior (41).
13. Panel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la perforación (24) se ubica en el cuarto inferior de la zona de recubrimiento inferior (51).
14. Tejado que comprende un montaje por recubrimiento marginal de al menos dos paneles según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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