ES2897781T3 - Procedimiento de fabricación de un elemento de construcción prefabricado y fotovoltaico - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado (1) destinado a la construcción y a la producción de electricidad que comprende las etapas siguientes: - disponer de por lo menos un módulo fotovoltaico (2), presentando dicho por lo menos un módulo fotovoltaico (2) una cara delantera (2a) destinada a estar orientada hacia una fuente luminosa y una cara posterior (2b) opuesta a la cara delantera (2a), estando dicho módulo fotovoltaico recubierto con un polímero transparente, - disponer de un molde de encofrado (4), - introducir el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) en el molde de encofrado (4), para ello: - posicionar el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) contra una de las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d) del molde de encofrado (4), estando la cara delantera (2a) del por lo menos un módulo fotovoltaico (2) dispuesta frente a dicha pared (4a, 4b, 4c, 4d, 4e), estando el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) posicionado en vertical, y/o - remplazar una de las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d) del molde de encofrado (4) por la totalidad o parte del por lo menos un módulo fotovoltaico (2), estando la cara delantera (2a) del por lo menos un módulo fotovoltaico dispuesta frente a una zona del espacio (E) situada en el exterior del molde (4), estando el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) posicionado en vertical, - depositar un material adhesivo estructural (3) o una mezcla de materiales adhesivos estructurales (3) sobre la totalidad o parte del polímero transparente que recubre la cara posterior (2b) del por lo menos un módulo fotovoltaico (2) dispuesto frente a una zona del espacio (I) situada en el interior del molde (4), comprendiendo el material adhesivo estructural (3) por lo menos un polímero de la familia de los epóxidos, de los poliuretanos, de los acrílicos o de los estireno acrílicos, - verter hormigón fresco (6) en el molde de encofrado (4) de manera que recubra el material adhesivo estructural (3).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de fabricación de un elemento de construcción prefabricado y fotovoltaico
Contexto de la invención
La presente invención se refiere al campo técnico de la producción de electricidad a partir de energías renovables, en particular la energía solar, gracias al efecto fotovoltaico.
Más precisamente, la presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado destinado a la construcción y que comprende por lo menos un módulo fotovoltaico destinado a producir electricidad. La crisis energética y las consideraciones medioambientales motivan a los fabricantes a encontrar unas soluciones eficientes en materia de energía y respetuosas con el medio ambiente. Las soluciones fotovoltaicas pueden participar en este esfuerzo aportando unas soluciones innovadoras en numerosos campos, en particular el campo técnico del hormigón.
En efecto, las ciudades comprenden numerosos edificios, inmuebles, obras de arte o infraestructuras (en particular de transporte) realizados en hormigón y que ofrecen grandes capacidades de superficie que sería pertinente utilizar para producir electricidad a partir de la energía solar.
Es conocido instalar unos paneles fotovoltaicos en unas superficies de hormigón tras la construcción de estas superficies.
Sin embargo, dichas instalaciones necesitan previamente la instalación de una estructura portante que a veces requiere algunas adaptaciones para ajustarse a la superficie de hormigón sobre la que están destinados a ser instalados los paneles fotovoltaicos.
Por otro lado, dicha instalación requiere recurrir a una mano de obra especializada.
Así, parece interesante utilizar las superficies de hormigón disponibles en las ciudades y esto desde el momento de su construcción de manera que se limite el recurso posterior a unos recursos adicionales.
La solicitud de patente FR14/55388 describe un procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado de hormigón destinado a la realización de edificios, inmuebles, obras de arte o infraestructuras y capaz de producir electricidad.
Este elemento prefabricado comprende una capa fina fotovoltaica depositada sobre una de estas superficies, que no necesita recurrir a una estructura portante para fabricar un panel fotovoltaico a partir de una pluralidad de estos elementos.
Dicho procedimiento consiste en revestir la superficie de un hormigón endurecido con una película polimérica obtenida por polimerización bajo la acción de radiaciones, y después en depositar una capa fina fotovoltaica sobre esta película polimérica con la ayuda de técnicas cuyo principio de base consiste en depositar o en condensar el material de recubrimiento que forma la capa fina bajo vacío parcial, por ejemplo, utilizando una presión de entre 10-2 y 10-4 Torr (entre 1,36 y 1,39 kPa), mientras que el material de soporte se calienta a una temperatura constante.
Este procedimiento es satisfactorio en lo que se refiere a la adherencia de la capa fina fotovoltaica sobre la superficie del elemento de hormigón.
Sin embargo, dicho procedimiento necesita la implementación de técnicas complejas que son difíciles de dominar durante una producción de masa a escala industrial.
Presentación de la invención
La presente invención pretende resolver la totalidad o parte de los problemas expuestos anteriormente.
Por ello, el problema técnico que se propone resolver la presente invención consiste en simplificar el procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado destinado a la construcción y que comprende un módulo fotovoltaico destinado a producir electricidad.
Con este objetivo, la presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado destinado a la construcción y a la producción de electricidad según la reivindicación 1.
Un elemento prefabricado destinado a la construcción puede ser cualquier elemento o parte de un elemento de una construcción como por ejemplo un cimiento, una base, un muro, una viga, un pilar, un pilar de puente, un perpiaño, un bloque, un poste, una escalera, un panel, en particular un panel de fachada, una cornisa, una teja o una azotea.
Sin embargo, dicho elemento prefabricado está destinado asimismo a la producción de electricidad y por lo tanto, debe poder exponerse a una fuente luminosa, en particular al sol.
De manera inesperada, los inventores han demostrado que es posible que un módulo fotovoltaico se adhiera de manera conveniente en hormigón fresco utilizando un material adhesivo estructural que, contrariamente a un prejuicio, no pierde su adherencia debido a su utilización con hormigón fresco.
Este procedimiento permite simplificar considerablemente la fabricación de elementos prefabricados de hormigón que comprenden un módulo fotovoltaico.
En efecto, la colocación y el pegado del módulo fotovoltaico directamente en contacto con el módulo de encofrado permite una ganancia de tiempo muy apreciable, normalmente inferior a un día con respecto a unas etapas de encolado o de laminado de un módulo fotovoltaico sobre hormigón ya endurecido que necesitan habitualmente varios días.
Además, este procedimiento evita cualquier problema de desgasificación de agua y permite moldear más fácilmente la forma y las dimensiones de paneles de hormigón, previendo al mismo tiempo el espacio necesario para la salida de los conectores eléctricos.
Según una implementación del procedimiento que no forma parte de la invención, se posiciona el por lo menos un módulo fotovoltaico en horizontal contra una de las paredes del molde de encofrado, en particular la pared de fondo del molde de encofrado.
Esta disposición permite trasladar a una de las paredes del molde de encofrado más resistente la totalidad o parte de la fuerza que ejerce el hormigón fresco sobre el por lo menos un módulo fotovoltaico, lo cual conserva el módulo fotovoltaico.
Según una implementación del procedimiento, se posiciona el por lo menos un módulo fotovoltaico en vertical contra una de las paredes del molde de encofrado, en particular una pared lateral del molde de encofrado.
Esta disposición permite prever un elemento prefabricado que comprende varios módulos fotovoltaicos dispuestos en unos lados diferentes del elemento.
Según una implementación del procedimiento, el procedimiento comprende además una etapa previa de limpieza con chorro de arena de la cara posterior del por lo menos un módulo fotovoltaico.
Esta disposición permite aumentar la superficie específica de la cara posterior del por lo menos un módulo fotovoltaico y, por lo tanto, aumentar la adhesión del material adhesivo estructural.
Según una implementación del procedimiento, se aplica el material adhesivo estructural por pulverización, con la ayuda de un rodillo o con la ayuda de un pincel.
Esta disposición permite simplificar la aplicación del material adhesivo estructural.
Según una forma de realización del procedimiento, el material adhesivo estructural comprende por lo menos un polímero, por ejemplo de la familia de los epóxidos, de los poliuretanos, de los acrílicos o de los estireno-acrílicos. Según una implementación del procedimiento, el procedimiento comprende además una etapa de secado o de reticulación del polímero antes de la etapa que consiste en verter hormigón fresco.
Esta etapa se puede implementar por ejemplo cuando el material adhesivo estructural es un polímero de la familia de los estireno-acrílicos.
Según una implementación del procedimiento, el hormigón tiene una relación entre agua y cemento (E/C) de como máximo 1, preferentemente de entre 0,20 y 0,27.
Según una implementación del procedimiento, el hormigón es un hormigón de altas prestaciones, un hormigón de ultraaltas prestaciones, un hormigón autocompactante o un hormigón poroso.
Este tipo de hormigón se adhiere particularmente bien al material adhesivo estructural.
Según una implementación del procedimiento, el procedimiento comprende además una etapa posterior de desmoldeo, preferentemente 18 horas después de la etapa de vertido del hormigón fresco.
Según una implementación del procedimiento, el procedimiento comprende además una etapa posterior de tratamiento térmico tras la etapa de desmoldeo.
Esta disposición permite mejorar la cohesión entre los diferentes materiales utilizados para realizar el elemento prefabricado.
Se describe asimismo un elemento prefabricado susceptible de ser obtenido mediante un procedimiento tal como el descrito anteriormente en el que por lo menos una parte del conexionado del por lo menos un módulo fotovoltaico se fragua en hormigón.
Presentación de figuras
En cualquier caso, la invención se comprenderá bien con la ayuda de la descripción siguiente, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos que representan, a título de ejemplo no limitativo, las diferentes etapas de un procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado.
La figura 1 ilustra la disposición entre el molde de encofrado y el módulo fotovoltaico según una primera implementación del procedimiento que no forma parte de la invención.
La figura 2 es una vista de perfil de un elemento prefabricado obtenido a partir de la primera implementación del procedimiento ilustrado en la figura 1.
La figura 3 ilustra la disposición entre el molde de encofrado y el módulo fotovoltaico según una segunda implementación del procedimiento según la invención.
La figura 4 es una vista de perfil de un elemento prefabricado obtenido a partir de la segunda implementación del procedimiento según la invención ilustrado en la figura 3.
Descripción detallada
Como se ilustra en las figuras 1 y 3, la implementación de un procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado 1 destinado a la construcción y a la producción de electricidad según la invención consiste en primer lugar en disponer de por lo menos un módulo fotovoltaico 2 destinado a producir electricidad.
En el ejemplo de las figuras 1 y 2, el elemento prefabricado 1 comprende un solo módulo fotovoltaico 2 mientras que en el ejemplo presentado en las figuras 3 y 4, el elemento prefabricado comprende dos módulos fotovoltaicos 2.
Evidentemente, la presente invención podría comprender un número diferente de módulos fotovoltaicos 2, siendo este número determinado según las aplicaciones previstas para el elemento prefabricado 1.
Un módulo fotovoltaico 2 comprende generalmente una pluralidad de células fotovoltaicas unidas eléctricamente entre sí en serie.
Las células fotovoltaicas pueden ser a base de compuestos minerales, de compuestos metálicos, de compuestos orgánicos o de compuestos híbridos orgánico-minerales denominados también células fotovoltaicas híbridas.
Los compuestos minerales o metálicos convenientes para realizar las células fotovoltaicas pueden ser a base de silicio amorfo, de silicio cristalino, de silicio policristalino, de silicio líquido, de teluro de cadmio, de cobre-indioselenio, de cobre-indio-galio-selenio, de cobre-indio-galio-diseleniuro-disufluro, de arseniuro de galio, de cobrezinc-estaño-selenio, de cobre-zinc-estaño-diseleniuro-disulfuro, de óxido de indio-estaño, de cobre, de molibdeno, de calcopirita o sus mezclas.
Los compuestos orgánicos convenientes para realizar las células fotovoltaicas pueden ser a base de dos compuestos, uno donante de electrones y el otro aceptor de electrones. Entre los donantes de electrones, se pueden citar los poliarilenos, los poli(arileno-vinilenos), los poli (arilenos-etinilenos) o sus mezclas.
A título de ejemplo, se puede citar el poli 3-hexiltiofeno (denominado también P3HT)) o el poli[2-metoxi-5-(3,7-dimetiloctiloxi)-1,4-fenileno-vinileno] (denominado también MDMO-PPV).
Entre los aceptores de electrones, se pueden citar los compuestos a base de fullereno tal como el [6,6]-fenil-C61-butanoato de metilo (denominado también PCBM).
También se puede prever que las células fotovoltaicas puedan estar compuestas por pigmentos fotosensibles; se habla entonces de célula con colorantes o célula de Graetzel (denominada también DSSC o DSC). Entre los pigmentos fotosensibles que componen las células fotovoltaicas con colorantes o de Graetzel, se puede citar el dióxido de titanio.
El conjunto de las células fotovoltaicas que forman un módulo fotovoltaico 2 están recubiertas con un polímero transparente resistente a las agresiones externas (agua, aire, UV, etc.).
Este polímero servirá de soporte predilecto para un material adhesivo estructural descrito más adelante en el texto. El módulo fotovoltaico 2 tiene la forma de un panel rectangular con una cara delantera 2a y una cara posterior 2b. La cara delantera 2a está destinada a estar orientada hacia una fuente luminosa de manera que las células fotovoltaicas generen el efecto fotovoltaico.
La cara posterior 2b es, por su parte, opuesta a la cara delantera 2a.
Además, el módulo fotovoltaico 2 comprende dos conectores eléctricos C1, C2 que sobresalen de la cara posterior 2b. Estos conectores eléctricos C1, C2 se utilizan para recuperar la electricidad producida por el módulo fotovoltaico 2. La segunda etapa del procedimiento de fabricación según la invención consiste en disponer de un molde de encofrado 4.
En el ejemplo propuesto, el molde de encofrado 4 tiene la forma general de un paralelepípedo que comprende varias paredes, incluyendo cuatro paredes laterales 4a, 4b, 4c, 4d posicionadas verticalmente y una pared de fondo 4e posicionada horizontalmente.
Estas paredes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e definen dos zonas del espacio, una primera zona del espacio situada en el interior del molde de encofrado 4, denominada zona interior I del molde de encofrado 4, y una segunda zona del espacio situada en el exterior del molde de encofrado 4, denominada zona exterior E del molde de encofrado 4.
Además, el molde de encofrado comprende asimismo una abertura 5 dispuesta frente al fondo 4e, y utilizada en una etapa posterior para la introducción de hormigón fresco 6 en el molde del encofrado 4.
El molde de encofrado 4 utilizado puede estar realizado a partir de varios materiales, tales como la madera baquelizada, el policloruro de vinilo (PVC), el polidimetilsiloxano (PDMS) o también el acero.
Después de esta etapa, se pueden prever varias variantes para introducir el molde fotovoltaico 2 en el molde de encofrado 4.
Una primera de estas variantes consiste en posicionar el por lo menos un módulo fotovoltaico 2 contra una de las paredes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e del molde de encofrado 4, estando la cara delantera 2a del módulo fotovoltaico 2 dispuesta frente a dicha pared 4a, 4b, 4c, 4d, 4e.
Preferentemente, el módulo fotovoltaico 2 está dimensionado de manera que su cara delantera 2a recubra totalmente la cara interior de la pared 4a, 4b, 4c, 4d, 4e contra la cual está posicionado.
En el ejemplo ilustrado en las figuras 1 y 2 y que no forma parte de la invención, se ha posicionado el módulo fotovoltaico 2 contra la pared de fondo 2e.
Una segunda de estas variantes consiste en reemplazar una de las paredes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e del molde de encofrado por la totalidad o parte del por lo menos un módulo fotovoltaico 2, estando la cara delantera 2a del módulo fotovoltaico 2 dispuesta frente a una zona situada en el exterior del molde de encofrado 4.
En el ejemplo ilustrado en las figuras 3 y 4, el elemento prefabricado 1 comprende dos módulos fotovoltaicos 2, ambos dispuestos verticalmente y que reemplazan dos paredes laterales 4a, 4b, 4c, 4d opuestas.
Los dos módulos fotovoltaicos 2 se utilizan así como unos encofrados perdidos.
En esta variante, unas partes extremas de la cara posterior 2b pueden estar posicionadas frente al flanco de otras paredes adyacentes del molde de encofrado 4.
La colocación de una junta estanca entre estas partes extremas de la cara posterior 2b del módulo fotovoltaico 2 y una pared 4a, 4b, 4c, 4d, 4e del molde de encofrado 4 o unas partes extremas de la cara posterior 2b de otro módulo fotovoltaico 2, potencialmente reforzado por un marco de metal dispuesto alrededor del molde de encofrado 4 y que actúa como un tensor de encofrado, se podrá utilizar para asegurar la cohesión entre las diferentes paredes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e del molde de encofrado 4.
Una combinación de estas dos variantes puede estar prevista asimismo, por ejemplo posicionando la cara delantera de un módulo fotovoltaico 2 contra una pared 4a, 4b, 4c, 4d, 4e del molde de encofrado 4, y reemplazando otra de estas paredes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e por un módulo fotovoltaico 2, cuya cara delantera estaría orientada frente a la zona exterior E del molde de encofrado 4.
El procedimiento según la invención comprende asimismo una etapa que consiste en depositar un material adhesivo estructural 3 sobre la totalidad o parte de la cara posterior 2b del por lo menos un módulo fotovoltaico 2 dispuesta frente a la zona interior I del molde de encofrado 4.
Este material adhesivo estructural 3 se puede aplicar sobre la cara posterior 2b del módulo fotovoltaico 2 por pulverización, con la ayuda de un rodillo o con la ayuda de un pincel.
Esta etapa se puede realizar antes o después de la introducción del panel fotovoltaico 2 en el molde de encofrado 4. El material adhesivo estructural 3 es preferentemente un polímero, por ejemplo una cola epóxida o también una cola acrílica.
Según una variante de la invención, el procedimiento puede comprender una etapa previa de limpieza con chorro de arena de la cara posterior 2b del módulo fotovoltaico 2.
Esta etapa de limpieza con chorro de arena permite aumentar la superficie específica de la cara posterior 2b del módulo fotovoltaico 2, lo cual favorece la adherencia del polímero.
Esta etapa puede, llegado el caso, estar seguida de una limpieza con un paño embebido en disolvente para retirar el polvo y facilitar la aplicación del polímero.
El procedimiento comprende a continuación una etapa que consiste en verter hormigón fresco 6 en el molde de encofrado 4 de manera que recubra el material adhesivo estructural 3.
El hormigón fresco 6 es introducido en el molde de encofrado 4 por la abertura 5 hasta que se alcance la forma definitiva del elemento prefabricado 1.
El hormigón fresco es preferentemente un hormigón de altas prestaciones o un hormigón de ultraaltas prestaciones.
Sin embargo, unas pruebas han demostrado que otras formulaciones de hormigón permitían asimismo fabricar un elemento prefabricado 1 que comprende un módulo fotovoltaico 2, en particular un hormigón autocompactante u hormigón poroso.
En el caso de una utilización de material adhesivo estructural 3 del tipo cola epóxida, entonces el hormigón es introducido justo cuando la cola epóxida todavía es fluida, normalmente al cabo de 15 minutos tras la aplicación de la cola.
El pegado se realiza a temperatura ambiente y la aportación de calor realizada por la reacción de hidratación del hormigón acelera el pegado.
En el caso de una utilización de material adhesivo estructural 3 del tipo cola acrílica, entonces el hormigón se introduce únicamente una vez que la cola se ha secado y ha reticulado, normalmente después de 15 a 30 minutos según la temperatura ambiente, sabiendo que cuanto más elevada es la temperatura ambiente, menor será el tiempo de reticulación.
Una vez que la cola ha reticulado, el hormigón fresco 6 puede ser vertido en el molde de encofrado 4 hasta un período que puede alcanzar las 48 horas.
El procedimiento según la invención se podría utilizar eventualmente para la fabricación de elementos prefabricados 1 denominados finos, por ejemplo aquellos que tienen una relación entre la longitud y el espesor superior a aproximadamente 10, que tienen generalmente un espesor de 10 a 30 mm, por ejemplo unos elementos de revestimiento de fachada.
Dichos elementos de revestimiento de fachada se fabrican preferentemente según la implementación del procedimiento ilustrado en las figuras 1 y 2, que no forma parte de la invención, en la que se coloca el módulo fotovoltaico 2 horizontalmente contra la pared de fondo 2e del molde de encofrado 4.
Unos elementos prefabricados 1 más estructurales se fabrican preferentemente, por su parte, según la implementación del procedimiento ilustrado en las figuras 3 y 4 en la que se coloca el módulo fotovoltaico 2 verticalmente contra una pared lateral 2a, 2b, 2c, 2d del molde de encofrado 4.
Aunque la invención se ha descrito en relación con unos ejemplos particulares de realización, resulta evidente que no está limitada de ninguna manera a los mismos y que comprende todos los equivalentes técnicos de los medios descritos, así como sus combinaciones, permaneciendo al mismo tiempo dentro del alcance de la protección tal como la definida por las reivindicaciones.
A continuación se describirán unos ejemplos que ilustran la invención sin limitar su alcance de protección.
Ejemplos
En los diferentes ejemplos siguientes, los porcentajes están expresados como porcentajes en masa.
Los ejemplos siguientes muestran cómo fabricar un elemento prefabricado de hormigón destinado a la construcción y a la producción de energía directamente después del desmoldeo.
Los componentes siguientes, que se utilizan para fabricar dos formulaciones distintas de hormigón, están disponibles en los proveedores siguientes:
(1) Cemento Portland blanco: Lafarge-France Le Teil
(2) Cemento Portland gris: Lafarge-France Val d'Azergues
(3) Relleno calcáreo DURCAL 1: OMYA
(4) Relleno calcáreo BETOCARB HP Orgon: OMYA
(5) Caliza precipitada SOCAL31: SOLVAY
(6) Humos de sílice MST: SEPR (Société Européenne des Produits Réfractaires)
(7) Arena BE01: Sibelco France (Cantera de SIFRACO BEDOIN)
(8) Arena 0/4 mm: Lafarge France (St Bonnet La Petite Craz)
(9) Grava 5/10 mm: Lafarge France (St Bonnet La Petite Craz)
(10) Adyuvante Ductal F2: Chryso
(11) Adyuvante Optima 203: Chryso
(12) Adyuvante EPB 530-027: Chryso
(13) Mapeair LA/L: Mapeí
Los cementos Portland utilizados son del tipo CEM I 52.5 según la norma EN 197-1 de febrero de 2001. El humo de sílice tiene un tamaño medio de partículas de aproximadamente 1 micrómetro.
Los módulos fotovoltaicos y los materiales adhesivos estructurales del tipo polimérico, utilizados para ejemplificar la invención, están disponibles en los proveedores siguientes:
(1) Módulos fotovoltaicos de polímeros orgánicos (OPV): Disasolar
(2) Módulos fotovoltaicos de silicio policristalino Solarmodul 4V/250mA: Conrad
(3) Módulos fotovoltaicos de silicio policristalino Solarmodul 6V/450mA: Conrad
(4) Módulos fotovoltaicos flexibles y semitransparentes de silicio policristalino Solarmodul 6V/400mA: Conrad (5) Módulos fotovoltaicos flexibles PVL-68 de silicio amorfo 12V/4,1A: Solariflex
(6) Polímero a base de estireno-butadieno INDIL: INDILATEX
(6) Polímero a base de estireno-acrílico Acronal S790: BASF
(7) Polímero a base de epoxi Resipoly Chrysor C6123: Chryso
Formulación (1) de hormigón de ultraaltas prestaciones:
La formulación (1) de hormigón de ultraaltas prestaciones utilizada para realizar los ensayos se describe en la tabla (1) siguiente:
Tabla (1): formulación (1) de hormigón
Figure imgf000007_0001
La relación agua/cemento es de 0,26. Se trata de un hormigón que tiene una resistencia a la compresión a 28 días superior a 100 MPa.
El hormigón de ultraaltas prestaciones según la formulación (1) se realizó por medio de una amasadora de tipo RAYNERI. El conjunto de la operación se realizó a 20°C. El procedimiento de preparación comprende las etapas siguientes:
- En T = 0 segundos: poner el cemento, el relleno calcáreo, los humos de sílice y la arena en la cubeta de la amasadora y amasar durante 7 minutos (15 rpm);
- En T = 7 minutos: añadir el agua y la mitad de la masa de adyuvante y amasar durante 1 minuto (15 rpm); - En T = 8 minutos: añadir el adyuvante restante y amasar durante 1 minuto (15 rpm);
- En T = 9 minutos: amasar durante 8 minutos (50 rpm);
- En T = 17 minutos: amasar durante 1 minuto (15 rpm).
- En T = 18 minutos: verter el hormigón de plano en el o los moldes previstos a tal efecto.
Formulación (2) de hormigón autocompactante:
La formulación (2) de hormigón autocompactante utilizada para realizar los ensayos se describe en la tabla (2) siguiente:
Tabla (2): formulación (2) de hormigón
Figure imgf000008_0001
La relación agua/cemento es de 0,49. Se trata de un hormigón que tiene una resistencia a la compresión a 28 días superior a 25 MPa.
El hormigón autocompactante según la formulación (2) se realiza por medio de una amasadora de tipo SIPE. El conjunto de la operación se realiza a 20°C. El procedimiento de preparación comprende las etapas siguientes: - En T = 0 segundos: poner la grava y la arena en la cubeta de la amasadora y amasar durante 20 segundos; - En T = 20 segundos: añadir el cemento y el relleno y amasar durante 15 segundos (140 rpm); y
- En T = 35 segundos: añadir agua y el adyuvante y amasar durante 180 segundos (140 rpm) (T0 para el procedimiento de medición del tiempo de mezclado/fraguado).
Formulación (3) de hormigón poroso:
La formulación (3) de hormigón poroso utilizada para realizar los ensayos se describe en la tabla (3) siguiente:
Tabla (3): formulación (3) del hormigón poroso
Figure imgf000008_0002
Se realiza una argamasa que contiene cemento, Socal 31, un adyuvante EPB 530-017 y agua con la ayuda de una amasadora Perrier para mortero y cemento normalizados según la norma EN-196-1 de abril de 2006. La relación agua/cemento es de 0,30. El procedimiento de preparación de la argamasa comprende las etapas siguientes: - En T = 0 segundos: poner el cemento y el Socal 31 en la cubeta de amasado y amasar durante 1 minuto; - En T = 1 minuto: añadir el agua que contiene EPB 530-027 lentamente en 2 minutos (140 rpm); y - En T = 4 minutos: amasar durante 180 segundos (280 rpm)
Esta argamasa se amasa a continuación manualmente con una espuma acuosa realizada a partir de una solución de Mapeair LA/L con un contenido de 25 g/l. La espuma acuosa se realiza con la ayuda de un espumador en el que la solución se mezcla con aire para obtener una espuma acuosa de densidad 0,045.
La densidad fresca del hormigón poroso es de 393 kg/m3, lo cual corresponde a una densidad seca de 350 kg/m3. La resistencia a la compresión a los 28 días es superior a 0,8 Mpa.
Procedimiento de encofrado con un módulo fotovoltaico colocado en horizontal y un hormigón de formulación (1) (que no forma parte de la invención):
Se realizaron unas placas por encofrado del hormigón fresco según la formulación (1) en unos moldes de madera baquelizada sin agente de desencofrado. En contacto con los moldes, se colocaron claramente en horizontal diferentes tipos de módulos fotovoltaicos tales como los descritos en la tabla (4). En la cara posterior de cada módulo fotovoltaico, se aplicaron con pincel diferentes tipos de polímero tales como los descritos en la tabla (4). El espesor de polímero aplicado es de aproximadamente 1 mm.
En algunos casos, la cara posterior del módulo fotovoltaico ha sido previamente limpiada con chorro de arena durante algunas decenas de segundos utilizando arena SIBELCO BE01.
El hormigón fresco de formulación (1) se vertió después en el interior del molde, 15 minutos después de la aplicación del polímero.
Cada placa de hormigón según la formulación (1) se desmoldeó 18 horas después del mezclado del cemento. Después del desmoldeo según la invención, el módulo fotovoltaico se adhería bien con el hormigón endurecido y era funcional, suministrando un voltaje medible, tal como se describe en la tabla (4) bajo una iluminación de 100000 Lux.
La adherencia entre el módulo fotovoltaico y el polímero era más importante si la cara posterior del módulo se había limpiado previamente con chorro de arena.
En comparación, los módulos fotovoltaicos colocados en contacto con el molde y no recubiertos con polímero (procedimiento de comparación) no tenían adherencia con el hormigón endurecido después del desmoldeo.
Tabla (4)
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000010_0001
Procedimiento de encofrado con un módulo fotovoltaico colocado en vertical con hormigón de formulación (2): Se realizaron unas placas por moldeo del hormigón según la formulación (2) en unos moldes verticales de acero sin agente de desencofrado. En contacto con los moldes de acero, se colocaron claramente diferentes tipos de módulos fotovoltaicos tales como los descritos en la tabla (5). En la cara posterior de cada módulo, se aplicaron con pincel varios tipos de polímeros tales como los descritos en la tabla (5).
El espesor de polímero aplicado es de aproximadamente 1 mm.
En algunos casos, la cara posterior del módulo fotovoltaico ha sido previamente limpiada con chorro de arena durante algunas decenas de segundos utilizando arena SIBELCO BE01. El hormigón fresco de formulación (2) se vertió después en el interior del molde, 15 minutos después de la aplicación del polímero.
Se desmoldeó cada placa de hormigón según la formulación (2) 20 horas después del mezclado del cemento. Después del desmoldeo, el módulo fotovoltaico se adhería bien con el hormigón endurecido y era funcional, suministrando una tensión medible, tal como se describe en la Tabla (5) bajo una iluminación de 100000 Lux. La adherencia entre el módulo fotovoltaico y el polímero era más importante si la cara posterior de la célula había sido previamente limpiada con chorro de arena.
En comparación, los módulos fotovoltaicos colocados en contacto con el molde y no recubiertos con polímero (procedimiento de comparación) no se habían adherido con el hormigón endurecido después del desmoldeo.
Tabla (5)
Figure imgf000010_0002
Procedimiento de encofrado con un módulo fotovoltaico colocado en vertical con un hormigón de formulación (3): Se realizó una placa por moldeo del hormigón según la formulación (3) en un molde cúbico de poliestireno y sin agente de desencofrado. En contacto con las paredes del molde de poliestireno, se colocaron unos módulos fotovoltaicos tales como los descritos en la tabla (6).
En la cara posterior de cada módulo, se aplicó con pincel un polímero tal como el descrito en la tabla (6).
El espesor de polímero aplicado es de aproximadamente 1 mm.
El hormigón fresco según la formulación (3) se vertió después en el molde, 15 minutos después de la aplicación del polímero.
Se desmoldeó el hormigón según la formulación (3) 20 horas después del mezclado del cemento. Después del desmoldeo, los módulos fotovoltaicos se adherían bien con el hormigón endurecido y eran funcionales, suministrando una tensión medible, tal como se describe en la Tabla (6) bajo una iluminación de 100000 Lux.
Tabla (6)
Figure imgf000011_0001

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de fabricación de un elemento prefabricado (1) destinado a la construcción y a la producción de electricidad que comprende las etapas siguientes:
- disponer de por lo menos un módulo fotovoltaico (2), presentando dicho por lo menos un módulo fotovoltaico (2) una cara delantera (2a) destinada a estar orientada hacia una fuente luminosa y una cara posterior (2b) opuesta a la cara delantera (2a), estando dicho módulo fotovoltaico recubierto con un polímero transparente, - disponer de un molde de encofrado (4),
- introducir el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) en el molde de encofrado (4), para ello:
- posicionar el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) contra una de las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d) del molde de encofrado (4), estando la cara delantera (2a) del por lo menos un módulo fotovoltaico (2) dispuesta frente a dicha pared (4a, 4b, 4c, 4d, 4e), estando el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) posicionado en vertical, y/o
- remplazar una de las paredes laterales (4a, 4b, 4c, 4d) del molde de encofrado (4) por la totalidad o parte del por lo menos un módulo fotovoltaico (2), estando la cara delantera (2a) del por lo menos un módulo fotovoltaico dispuesta frente a una zona del espacio (E) situada en el exterior del molde (4), estando el por lo menos un módulo fotovoltaico (2) posicionado en vertical,
- depositar un material adhesivo estructural (3) o una mezcla de materiales adhesivos estructurales (3) sobre la totalidad o parte del polímero transparente que recubre la cara posterior (2b) del por lo menos un módulo fotovoltaico (2) dispuesto frente a una zona del espacio (I) situada en el interior del molde (4), comprendiendo el material adhesivo estructural (3) por lo menos un polímero de la familia de los epóxidos, de los poliuretanos, de los acrílicos o de los estireno acrílicos,
- verter hormigón fresco (6) en el molde de encofrado (4) de manera que recubra el material adhesivo estructural (3).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material adhesivo estructural es del tipo cola epóxida, y se vierte el hormigón fresco justo cuando la cola epóxida está fluida todavía.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material adhesivo estructural es del tipo cola acrílica, y el procedimiento comprende además una etapa de secado o de reticulación de la cola acrílica antes de la etapa que consiste en verter el hormigón fresco (6).
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además una etapa previa de limpieza con chorro de arena de la cara posterior (2b) del por lo menos un módulo fotovoltaico (2).
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se aplica el material adhesivo estructural (3) por pulverización, con la ayuda de un rodillo o con la ayuda de un pincel.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el hormigón (6) tiene una relación entre agua y cemento de como máximo 1, preferentemente de entre 0,20 y 0,27.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una etapa posterior de desmoldeo, preferentemente 18 horas después de la etapa de vertido del hormigón fresco (6).
8. Procedimiento según la reivindicación 7, que comprende además una etapa posterior de tratamiento térmico después de la etapa de desmoldeo.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el hormigón (6) es un hormigón de altas prestaciones, un hormigón de ultraaltas prestaciones, un hormigón autocompactante o un hormigón poroso.
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