FR2924729A1

FR2924729A1 - Support structure for e.g. monocrystalline photovoltaic solar panel on industrial building roof, has support rails mounted perpendicularly on industrial sections on which solar panels and accessories of panels are fixed

Info

Publication number: FR2924729A1
Application number: FR0759718A
Authority: FR
Inventors: Fabien Lhuillier; Yanis Desangles
Original assignee: MECOTECH
Current assignee: MECOTECH
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2009-06-12
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: FR2924729B1

Abstract

The structure has metallic adaptation sections constituted by symmetrical parts (2A, 2B) with lower parts, whose shapes are complementary to that of upper parts of industrial metallic sections of a frame of a roof for encasing the symmetrical parts on the upper parts. Module support rails (10) are mounted perpendicularly on the industrial sections on which solar panels (20) and accessories of the panels are fixed, where the rails are made of aluminum. A lateral sealing joint made of a synthetic material is glued on a flank of each panel by a self-adhesive strip.

Description

STRUCTURE SUPPORT DE PANNEAUX SOLAIRES A FIXER SUR UNE TOITURE DE BATIMENT DESCRIPTION Domaine de l'invention SUPPORT STRUCTURE OF SOLAR PANELS TO BE ATTACHED TO A BUILDING ROOF DESCRIPTION Field of the invention

L'invention concerne le domaine des habitations et des bâtiments et, plus particulièrement, des bâtiments devant recevoir des panneaux solaires sur leur toiture. L'invention s'applique, en particulier, au bâtiment industriel dont l'ossature de la toiture possède des éléments du type "IPN" composant, entre autres, la charpente de la toiture du bâtiment. Elle s'applique également, en particulier, au panneau solaire photovoltaiques monocristallin , polycristallin et amorphe. The invention relates to the field of homes and buildings and, more particularly, buildings to receive solar panels on their roof. The invention applies, in particular, to the industrial building whose roof frame has elements of the type "IPN" component, among others, the roof structure of the building. It also applies, in particular, to monocrystalline, polycrystalline and amorphous photovoltaic solar panels.

Art antérieur et problème posé Il a déjà été envisagé d'installer des panneaux solaires sur les toitures de bâtiments, tels que des hangars et bâtiments industriels dont la charpente de la toiture est constituée, entre autres, de profilés métalliques du type "IPN", c'est-à-dire en forme de "I". Dans ce cas, il est d'usage d'enlever les parties constitutives fonctionnelles de la toiture, c'est-à-dire les tuiles ou tôles constituant la protection proprement dite du bâtiment et de ne laisser que la structure porteuse de ces éléments couvrants. On se trouve donc en présence d'une charpente, le plus souvent métallique, et constituée de profilés métalliques, du type "IPN", utilisés, entre autres, comme pannes. Quoi qu'il en soit, il est nécessaire d'utiliser une structure intermédiaire porteuse entre la charpente ou l'ossature existante et les panneaux solaires qui, outre leur fonction de fourniture d'énergie par l'effet photovoltaïque, vont assurer la fonction de couverture sur au moins une partie de la toiture. Généralement, cette structure intermédiaire est constituée d'éléments en bois, du type latte ou chevron. Ces éléments sont fixés directement sur la structure métallique et il faut leur conférer une forme adaptée à la surface de base des panneaux solaires ou des éléments qui vont les supporter directement. Or, ces éléments de structure intermédiaire en bois sont relativement lourds, ce qui peut créer des problèmes de déséquilibre globale de la charpente. De plus, la durée d'installation de ce type d'élément en bois est relativement longue et s'avère donc coûteuse. Le but de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un autre type de fixation des panneaux solaires sur la charpente d'une toiture d'un bâtiment industriel, équipée de profilés métalliques. PRIOR ART AND POSSIBLE PROBLEM It has already been envisaged to install solar panels on the roofs of buildings, such as sheds and industrial buildings whose roof structure consists of, inter alia, metal profiles of the "IPN" type, that is to say in the form of "I". In this case, it is customary to remove the functional components of the roof, that is to say the tiles or sheets constituting the actual protection of the building and to leave only the supporting structure of these elements covering . We are therefore in the presence of a frame, usually metal, and made of metal profiles, type "IPN", used, among other things, as failures. Anyway, it is necessary to use an intermediate structure carrier between the existing framework or framework and the solar panels which, besides their function of supply of energy by the photovoltaic effect, will ensure the function of cover on at least part of the roof. Generally, this intermediate structure consists of wooden elements, batten type or chevron. These elements are attached directly to the metal structure and must be given a shape adapted to the base surface of the solar panels or elements that will support them directly. However, these elements of intermediate structure wood are relatively heavy, which can create problems of overall imbalance of the frame. In addition, the installation time of this type of wooden element is relatively long and is therefore expensive. The object of the invention is therefore to overcome these disadvantages by proposing another type of fixing solar panels on the roof structure of an industrial building, equipped with metal profiles.

Résumé de l'invention Summary of the invention

A cet effet, l'objet principal de l'invention est une structure support de panneaux solaires pour une toiture de bâtiment présentant une charpente comprenant au moins des pannes horizontales dont la section a une forme déterminée sur sa partie supérieure. Selon l'invention, la structure comporte, entre autres . - des profilés d'adaptation constitués de deux parties symétriques dont la forme de la partie inférieure est complémentaire de celle de la partie supérieure des pannes, afin de pouvoir fixer les profilés d'adaptation sur ces pannes ; et - des rails supports de modules montés fixes sur les pannes, de façon perpendiculaire à ces dernières et sur lesquels sont fixés les panneaux solaires et les accessoires de ces derniers. To this end, the main object of the invention is a support structure of solar panels for a building roof having a frame comprising at least horizontal failures whose section has a shape determined on its upper part. According to the invention, the structure comprises, among others. - Adaptation profiles consisting of two symmetrical parts whose shape of the lower part is complementary to that of the upper part of the purlins, in order to fix the fitting profiles on these purlins; and - module support rails mounted fixed on the purlins, perpendicular to the latter and on which are fixed the solar panels and accessories thereof.

Dans la réalisation mise en oeuvre pour l'application envisagée, les profilés d'adaptation sont métalliques. De même, il s'avère très avantageux de fournir des rails supports de modules en aluminium. In the implementation implemented for the intended application, the fitting profiles are metallic. Similarly, it is very advantageous to provide aluminum module support rails.

Dans une réalisation particulière et adaptée de l'invention, dans le cas où les pannes sont des profilés métalliques, du type "IPN", les deux pièces constituant les profilés d'adaptation ont une partie supérieure de forme de section identique à la partie supérieure des pannes de type "IPN" pour pouvoir être superposées les unes sur les autres par emboîtement. Dans la réalisation préférentielle des rails supports de modules, leur partie supérieure possède des gorges ouvertes vers le haut, avec un bord extérieur moins haut que le bord inférieur, pour pouvoir recevoir des tôles de rives constituant les côtés de la surface des panneaux solaires et les panneaux solaires par leur arête inférieure. Il est également envisagé d'utiliser des parcloses, à fixer par vissage sur la partie supérieure des rails supports de modules et chevauchant, soit deux panneaux solaires adjacents, soit un panneau solaire et une tôle de rives. La structure, selon l'invention, se complète avantageusement d'un joint d'étanchéité latérale en matériaux synthétique, à coller avec une bande autoadhésive sur le flanc des panneaux solaires. Un joint d'étanchéité latérale peut également être placé dans une gorge ménagée par une patte supérieure latérale d'un premier panneau solaire et une patte inférieure latérale d'un deuxième panneau solaire adjacent au premier. In a particular and adapted embodiment of the invention, in the case where the purlins are metal profiles, of the "IPN" type, the two pieces constituting the adaptation profiles have an upper portion of identical sectional shape to the upper part. failures of type "IPN" to be superimposed on one another by interlocking. In the preferred embodiment of the module support rails, their upper part has upwardly open grooves, with an outer edge less high than the lower edge, in order to be able to receive edge plates constituting the sides of the surface of the solar panels and the solar panels by their lower edge. It is also envisaged to use glazing beads, to be fixed by screwing on the upper part of the module support rails and overlapping either two adjacent solar panels, a solar panel and a sheet of banks. The structure according to the invention is advantageously completed by a lateral seal made of synthetic material, to be glued with a self-adhesive strip on the side of the solar panels. A lateral seal may also be placed in a groove formed by a lateral upper leg of a first solar panel and a lateral lower leg of a second solar panel adjacent to the first.

Liste des figures List of Figures

L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement : - figure 1, en coupe, un des éléments principaux de la structure, selon l'invention, en l'occurrence le profilé d'adaptation ; -figures 2A et 2B, en coupe transversale, la structure porteuse selon l'invention ; 25 - figure 3, en coupe, le deuxième élément principal de la structure porteuse selon l'invention, à savoir un rail support de modules ; - figure 4, en coupe, un premier joint 5 latéral utilisé dans la structure selon l'invention ; et - figure 5, en coupe, un deuxième joint latéral utilisé dans la structure selon l'invention et monté entre deux panneaux. Description détaillée d'une réalisation de l'invention Sur la figure 1, on peut distinguer, en 15 coupe, un profilé métallique de type "IPN" 1, en forme de "I", sur la partie supérieure 1A duquel sont fixés deux couples de parties symétriques 2A et 2B d'un profilé d'adaptation selon l'invention. En effet, les parties symétriques 2A et 2B, métalliques, possèdent 20 chacune une partie inférieure 3A et 3B dont la forme recourbée est telle que la surface interne de ces parties inférieures 3A et 3B épouse exactement les formes de la partie supérieure 1A du profilé "IPN" 1. En correspondance, ces deux parties symétriques 2A et 25 2B possèdent chacune une partie supérieure 4A et 4B dont la forme externe est la réplique exacte de la partie supérieure 1A du profilé "IPN" 1. De ce fait, il est possible d'empiler par emboîtement un deuxième couple de deux parties 2A et 2B sur un premier couple 30 placé directement, en premier lieu, sur le profilé "IPN" 1.10 On notera que le caractère superposable de chaque couple de pièces asymétriques 2A et 2B, constituant chacun un profilé d'adaptation, permet de faire varier la hauteur à laquelle les panneaux solaires doivent être posés et fixés. En conséquence, il est ainsi possible de réaliser, sur toute la surface des panneaux solaires à poser, des écailles (permettant la ventilation des panneaux en créant une lame d'air entre chaque écaille) en faisant varier la hauteur de pose des panneaux solaires les uns par rapport aux autres. En d'autres termes, en utilisant un nombre différent de profilés d'adaptation les uns sur les autres, on peut réaliser ce système de recouvrement par décalage en hauteur de quelques centimètres des panneaux solaires sur les pannes concernées. Ces couples de parties symétriques 2A et 2B sont ensuite solidarisées, après avoir procédé à un maintien de celles-ci l'une par rapport à l'autre, au moyen de cales d'épaisseur, faisant office d'entretoises. La mise en place de telles parties symétriques sur les profilés "IPN" 1 peut se faire manuellement, au moyen d'un marteau, la fixation est réalisée à l'aide de vis autoforeuses. Ainsi, on constitue un profilé d'adaptation surmontant chaque profilé "IPN" 1 et destiné à recevoir plusieurs rails supports de modules, placés perpendiculairement au-dessus. En référence à la figure 2A, sur les profilés d'adaptation, constitués chacun par deux parties symétriques 2A et 2B, sont fixés, perpendiculairement par rapport au profilé d'adaptation, des rails supports de modules 10. Ces pièces sont donc longilignes et constituées d'une structure légère en aluminium dont la forme est détaillée sur la figure 3. La fixation de chaque rail et support de modules 10, sur un profilé d'adaptation se fait par vissage, notamment par l'intermédiaire de quatre vis placées à chaque intersection. Une gorge est prévue. Ces rails supports de modules peuvent avoir une longueur adaptée à la toiture sur laquelle ils doivent être montés et peuvent avoir différentes tailles de section, de manière à pouvoir s'adapter aux différents types de panneaux solaires. Ces rails supports de modules 10 possèdent, entre autres, deux gorges supérieures 15, longilignes, placées de part et d'autre de la partie supérieure de chaque rail support de modules 10 et dont les rebords peuvent accueillir chacun le coin inférieur d'un panneau solaire 20. La figure 2B montre les mêmes éléments du montage, à savoir un profilé d'adaptation représenté transversalement par ces deux parties symétriques 2A et 2B et un rail support de module 10. Sur ce montage, un seul panneau solaire 20 est placé sur le rail qui porte le module 10. Par contre, une tôle de rive 25 prend la place du deuxième panneau solaire de la figure 2A pour constituer le rebord de l'ensemble de panneaux solaires sur la toiture. Cette tôle de rive possède un grand côté vertical 26, s'étendant jusqu'à la surface supérieure du profilé d'adaptation, représenté par ces deux parties symétriques 2A et 2B. Chaque tôle de rives 25 possède également un petit côté 27 dont la partie inférieure a une forme correspondante à la gorge 15 de chaque rail de support de module 10. Une vis de fixation 31 permet de fixer une languette, appelée "parclose" 30, dont les pattes latérales 31 viennent, surmontées, soit le panneau solaire 20, soit la tôle de rives 25. Pour la pose de chaque parclose, il est intéressant d'utiliser des vis autoforeuses, qui traversent une parclose et le rail support de modules sur lequel cette dernière est fixée. La figure 3 montre en détails un rail support de modules 10. On y retrouve les deux gorges 15 possédant chacune un rebord intérieur 16 plus grand qu'un rebord extérieur 17. Chaque rail possède également deux pieds 12 destiné à prendre appui sur la partie supérieure des profilés d'adaptation et de participer à la fixation, au moyen de groupes de quatre vis non représentées. On comprend que, le rebord extérieur 17 étant plus petit que le rebord intérieur 16 de chaque gorge 15, un panneau solaire puisse être posé et maintenu en place sur le rebord extérieur 17 et contre le rebord intérieur 16 correspondant. De même, une tôle de rive 25 pourra être maintenue dans l'autre gorge 15 de la partie supérieure du rail support de modules 10. La structure, selon l'invention, se complète très avantageusement d'un joint 40, représenté en détails par la coupe constituée par la figure 4. Celui-ci est en matériaux synthétique, par exemple, du type de dénomination EPDM 60 ShA. Il est constitué d'un corps central 41 et de deux extrémités creuses de forme tubulaire 42. Sa fixation est réalisée au moyen d'une bande autoadhésive 45. Ce type de joint peut être découpé avec un cutter par l'opérateur qui effectue la pose du panneau, de manière à découper la longueur de joint correspondant à la longueur du panneau solaire sur le bord latéral duquel il doit être posé. Ce systéme de joint collé peu éventuellemnt etre remplacé par un joint d'étanchéité latérale 50 mis en place dans un module solaire 51 dédié dont le cadre aluminium 52 dipose d'une gorge facilitant la mise en place de ce joint comme représenté sur la figure 5. La gorge est constituée par la combinaison d'une patte supérieure latérale 53 d'un des deux panneaux solaires 51 adjacents et une patte inférieure latérale 54 de l'autre panneau solaire 51. The invention and its characteristics will be better understood on reading the following description, accompanied by several figures respectively representing: FIG. 1, in section, one of the main elements of the structure, according to the invention, in this case the profile adaptation; FIGS. 2A and 2B, in transverse section, the support structure according to the invention; - Figure 3, in section, the second main element of the support structure according to the invention, namely a module support rail; - Figure 4, in section, a first side seal 5 used in the structure according to the invention; and - Figure 5, in section, a second lateral seal used in the structure according to the invention and mounted between two panels. DETAILED DESCRIPTION OF ONE EMBODIMENT OF THE INVENTION In FIG. 1, one can distinguish, in section, a metal section of the "IPN" type, in the form of an "I", on the upper part 1A of which two pairs are fixed. of symmetrical parts 2A and 2B of an adaptation section according to the invention. Indeed, the symmetrical parts 2A and 2B, metallic, each have a lower portion 3A and 3B whose curved shape is such that the inner surface of these lower portions 3A and 3B exactly matches the shapes of the upper portion 1A of the profile. IPN "1. In correspondence, these two symmetrical parts 2A and 2B each have an upper portion 4A and 4B whose outer shape is the exact replica of the upper part 1A of the profile" IPN "1. As a result, it is possible to stack by interlocking a second pair of two parts 2A and 2B on a first pair 30 placed directly, first, on the profile "IPN" 1.10 It will be noted that the superimposable character of each pair of asymmetrical parts 2A and 2B constituting each an adaptation profile, allows to vary the height at which the solar panels must be placed and fixed. As a result, it is thus possible to produce, over the entire surface of the solar panels to be installed, scales (allowing the ventilation of the panels by creating an air gap between each shell) by varying the installation height of the solar panels. one against another. In other words, by using a different number of fitting profiles on top of each other, this system of covering by height shift of a few centimeters of the solar panels can be realized on the failures concerned. These pairs of symmetrical portions 2A and 2B are then secured, after having proceeded to hold them relative to each other by means of shims, acting as spacers. The establishment of such symmetrical parts on the profiles "IPN" 1 can be done manually, by means of a hammer, the fixing is carried out using self-drilling screws. Thus, an adaptation section is formed surmounting each profile "IPN" 1 and intended to receive several module support rails, placed perpendicularly above. With reference to FIG. 2A, on the adaptation profiles, each constituted by two symmetrical parts 2A and 2B, are fixed, perpendicularly with respect to the fitting profile, rails for modules 10. These parts are thus elongated and made up of a light aluminum structure whose shape is detailed in Figure 3. The fixing of each rail and module support 10, on an adaptation profile is made by screwing, in particular by means of four screws placed at each intersection. A gorge is planned. These module support rails may have a length adapted to the roof on which they must be mounted and may have different section sizes, so as to adapt to different types of solar panels. These module support rails 10 have, among others, two upper grooves 15, elongated, placed on either side of the upper part of each module support rail 10 and whose flanges can each accommodate the lower corner of a panel 20. FIG. 2B shows the same elements of the assembly, namely an adaptation section shown transversely by these two symmetrical parts 2A and 2B and a module support rail 10. On this arrangement, a single solar panel 20 is placed on the rail carrying the module 10. On the other hand, a side plate 25 takes the place of the second solar panel of FIG. 2A to constitute the edge of the set of solar panels on the roof. This edge plate has a large vertical side 26, extending to the upper surface of the fitting section, represented by these two symmetrical parts 2A and 2B. Each edge sheet 25 also has a small side 27 whose lower part has a shape corresponding to the groove 15 of each module support rail 10. A fastening screw 31 makes it possible to fix a tongue, called "bead" 30, of which the lateral lugs 31 come, surmounted, either the solar panel 20 or the sheet of banks 25. For the installation of each bead, it is interesting to use self-drilling screws, which pass through a bead and the module support rail on which the latter is fixed. FIG. 3 shows in detail a support rail of modules 10. It contains the two grooves 15 each having an inner rim 16 larger than an outer rim 17. Each rail also has two legs 12 intended to bear on the upper part adaptation profiles and participate in the fixing, by means of groups of four screws not shown. It is understood that, the outer rim 17 being smaller than the inner rim 16 of each groove 15, a solar panel can be placed and held in place on the outer rim 17 and against the corresponding inner rim 16. Similarly, a rim plate 25 can be maintained in the other groove 15 of the upper part of the module support rail 10. The structure according to the invention is very advantageously completed by a seal 40, shown in detail in FIG. the section formed by FIG. 4. This section is made of synthetic material, for example, of the type of designation EPDM 60 ShA. It consists of a central body 41 and two hollow ends of tubular form 42. Its fixing is carried out by means of a self-adhesive strip 45. This type of seal can be cut with a cutter by the operator who performs the laying of the panel, so as to cut the length of joint corresponding to the length of the solar panel on the side edge of which it must be placed. This system of glued joint can not possibly be replaced by a lateral seal 50 placed in a dedicated solar module 51 whose aluminum frame 52 has a groove facilitating the installation of this joint as shown in FIG. 5 The groove is constituted by the combination of a lateral upper tab 53 of one of the two adjacent solar panels 51 and a lateral lower tab 54 of the other solar panel 51.

Claims

1. Support structure of solar panels for building roof having a frame comprising at least horizontal failures whose section has a shape determined for their upper part (1A), characterized in that it comprises, inter alia. - Two symmetrical parts (2A, 2B) of an adaptation section whose shape of the lower part (3A and 3B) is complementary to that of the upper part (1A) of the failure to be fixed on it by interlocking; and - module support rails (10) mounted fixedly and perpendicularly to the purlins and on which are fixed solar panels (20) and accessories thereof.

2. Support structure according to claim 1, characterized in that the matching profiles are metallic.

3. Support structure according to claim 1, characterized in that the module support rails (10) are made of aluminum.

4. Support structure according to one of the preceding claims intended to be mounted on purlins consisting of profiles "IPN" (1), characterized in that the two symmetrical parts (2A and 2B) constituting each fitting section have a part upper section (4A, 4B) identical to the upper part of the profiles "IPN" (1) to be superimposed on each other.

5. Support structure according to claim 1, characterized in that each module support rail has an upper portion having two grooves (15), longitudinal and open upwards, with an outer edge (17) less than one edge interior (16) so as to receive edge plates (25) and the solar panels (20) at their lower edge.

6. Support structure according to claim 5, characterized in that it comprises glazing beads (30) to be fixed by screwing on the upper part of a module support rail (10) and overlapping, or two adjacent solar panels (20). a solar panel (20) and a bank plate (25).

7. Support structure according to claim 1, characterized in that it comprises a lateral seal (40) of synthetic material, to be adhered by means of a self-adhesive strip (45) on the side of the solar panels (20) .

8. Support structure according to claim 1, characterized in that it comprises a lateral seal (50) placed in a groove formed by a lateral upper tab (53) of a first solar panel (51) and a tab lower side (54) of a second solar panel (52) adjacent to the first.