FR2964129A1

FR2964129A1 - Device for integrating photovoltaic solar panel on low slope roof of building for electric energy production system, has parts that are positioned one on another by sticking of one of parts to nose of spacer

Info

Publication number: FR2964129A1
Application number: FR1000773A
Authority: FR
Inventors: Patrick Saphy
Original assignee: DOME SOLAR
Current assignee: DOME SOLAR
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2012-03-02

Abstract

The device has a load-bearing structure with aluminum alloy sections, and a spacer (1) with a central core that is assembled to two laterally divergent wings. A fixation system is mounted on the spacer connected to a roof by clipping so as to establish complete connection between the spacer and photovoltaic panels. Parts (2, 3) are positioned one on another by sticking of one of the parts to a nose of the spacer so as to form a coupling link with a nut tightened after interlocking.

Description

-1 Domaine technique de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de fixation élémentaire permettant de réaliser une installation par intégration au bâti. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The object of the invention is to provide an elementary fastening device for carrying out an installation by integration with the frame.

L'invention concerne plus précisément un dispositif d'intégration de panneaux solaires photovoltaïques sur un toit à faible pente. Si l'intégration de panneaux solaires sur le toit de bâtiment est aujourd'hui de plus en plus courante, des difficultés liées à l'intégration et à l'étanchéité sont encore existantes. En effet, l'intégration des panneaux n'est pas toujours réalisée de manière idéale en ce sens où l'installateur doit trouver une solution qui lui est propre par manque de solution efficace et fiable sur le marché. Il en résulte que l'installation nécessite un temps long, et ainsi des coûts plus importants pour les utilisateurs, et aussi, de nombreux problèmes d'étanchéité si l'installateur n'a pas trouvé de solution efficace. The invention relates more specifically to a device for integrating photovoltaic solar panels on a low slope roof. While the integration of solar panels on the roof of building is today more and more common, difficulties related to the integration and the sealing are still existing. Indeed, the integration of panels is not always ideally made in the sense that the installer must find a solution of its own lack of effective and reliable solution on the market. As a result, the installation requires a long time, and thus higher costs for users, and also, many sealing problems if the installer has not found an effective solution.

Ces problèmes se rencontrent à la fois pour les bâtiments neufs ou existants. These problems are encountered for both new and existing buildings.

De plus, étant donné les nouvelles réglementations, les installateurs ont besoin d'avoir une solution permettant d'intégrer au mieux les panneaux solaires photovoltaïques sur le toit pour que ceux-ci fassent partie intégrante du toit. Ainsi, un objectif de l'invention est plus précisément de proposer un dispositif d'intégration de panneaux solaires sur le toit, pour une adaptation de type solaire photovoltaïque, permettant de résoudre ces problèmes. In addition, given the new regulations, installers need to have a solution to best integrate photovoltaic solar panels on the roof so that they are an integral part of the roof. Thus, an object of the invention is more specifically to provide a solar panels integration device on the roof, for a solar photovoltaic type of adaptation, to solve these problems.

25 Aussi, le système proposé permet d'installer les panneaux en les intégrant au bâti et en assurant l'étanchéité par l'ensemble de panneaux photovoltaïques. Also, the proposed system allows to install the panels by integrating them to the frame and sealing by the set of photovoltaic panels.

Plus généralement, l'invention pourra s'adapter à tout type de toit par différents formats du système et des profils adaptés de la pièce (1). L'objectif de l'invention est de proposer un ensemble formé par un panneau solaire et un dispositif de fixation selon l'invention. More generally, the invention can be adapted to any type of roof by different formats of the system and adapted profiles of the room (1). The object of the invention is to propose an assembly formed by a solar panel and a fixing device according to the invention.

Un autre objectif est de proposer un toit comprenant au moins un tel ensemble. Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration 30 -2 Un autre objectif est encore de proposer un toit comprenant une pluralité de ces ensembles, disposés les uns à côté des autres. Pour atteindre ces objectifs, l'objet de l'invention est composé d'une pluralité de modules 5 photovoltaïques, et comprenant : - des panneaux solaires, munis d'un cadre aluminium dont le profil est conçu spécifiquement pour l'invention - d'une structure en liaison complète avec le toit, et comportant des entretoises, dont la conception dépend de l'application, et peut présenter au moins trois types de profils différents, 1O qui peuvent être adaptés suivant les applications. - d'un système de fixation, nommé fixation universelle, et qui permet d'établir une liaison complète entre l'entretoise reliée au bâti et le ou les modules photovoltaïques. 15 Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -3 Description sommaire des dessins Another objective is to propose a roof comprising at least one such assembly. Another goal is still to provide a roof comprising a plurality of these sets, arranged next to each other. To achieve these objectives, the object of the invention is composed of a plurality of photovoltaic modules, and comprising: solar panels, provided with an aluminum frame whose profile is designed specifically for the invention; a structure in complete connection with the roof, and comprising spacers, the design of which depends on the application, and may have at least three different types of profiles, which can be adapted according to the applications. a fastening system, called universal fastening, which makes it possible to establish a complete connection between the spacer connected to the frame and the photovoltaic module or modules. 15 Integration Solar Panel Fixture -3 Brief Description of Drawings

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et 5 représenté dans les dessins suivants. Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example, and shown in the following drawings.

o La figure 1 est une vue en coupe longitudinale représentant un pan de l'installation photovoltaïque, o La figure la montre une vue partielle de la figure 1 illustrant l'ensemble monté et fixé 10 avec un modèle d'entretoise selon la description de l'invention avec le système de fixation o La figure lb montre une vue partielle de la figure 1 et représente les modules assemblés et positionnés par un calibre lorsqu'ils ne sont pas maintenus par le système de fixation de la figure 1 a 15 o Les figures 2a, 2b et 2c représentent les formes des différents types d'entretoise préférentiellement installées avec le système. Leurs formes s'adaptent aux toits sur lesquels elles sont fixées. o La figure 3 représente une vue en coupe de la pièce 2 de la fixation universelle. o La figure 4 représente une vue en coupe la pièce 3 de la fixation universelle. 20 o La figure 5 représente une vue en coupe de la forme du cadre aluminium des panneaux photovoltaïques. La figure 6 représente le système de fixation maintenant un unique module photovoltaïque. o La figure 7 représente le système de fixation maintenant deux modules 25 photovoltaïques. Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration Description de l'invention 1 is a longitudinal sectional view showing a section of the photovoltaic installation, FIG. 1a shows a partial view of FIG. 1 illustrating the assembly mounted and fixed with a spacer model according to the description of FIG. FIG. 1b shows a partial view of FIG. 1 and shows the modules assembled and positioned by a template when they are not held by the fixing system of FIG. 1 to FIGS. 2a, 2b and 2c represent the shapes of the different types of spacer preferentially installed with the system. Their shapes adapt to the roofs on which they are fixed. FIG. 3 represents a sectional view of the part 2 of the universal fastener. FIG. 4 represents a sectional view of the part 3 of the universal fastener. FIG. 5 represents a sectional view of the shape of the aluminum frame of the photovoltaic panels. Figure 6 shows the fastening system holding a single photovoltaic module. Figure 7 shows the fastening system holding two photovoltaic modules. Device for fixing solar panels by integration Description of the invention

La présente invention consiste en un dispositif d'installation d'un système de production d'énergie électrique par panneaux photovoltaïques, intégré en toiture, incluant une étanchéité 5 de l'ensemble. The present invention consists of a device for installing an electrical energy production system by photovoltaic panels, integrated into the roof, including a seal 5 of the assembly.

Selon l'invention, le but atteint par elle permet d'assurer une étanchéité par une installation intégrée au bâti, grâce à un système permettant d'installer l'ensemble par clipsage et vissage. According to the invention, the purpose achieved by it provides a seal by an integrated installation to the frame, through a system for installing the assembly by clipping and screwing.

10 La pièce (1) est une entretoise conçue spécialement pour le type de toit qu'elle couvre. Sa forme s'adapte à la forme du toit. La pièce (1) est positionnée puis fixée par vis tout au long des ondes correspondantes des plaques du toit ou des pièces installées à cet effet. Les différents modèles d'entretoises sont visibles sur les figures 2a, 2b et 2c . L'extrémité supérieure de ces différents types d'entretoise est identique pour tous au niveau des encoches 15 qui la composent. Ces encoches permettent d'effectuer la liaison avec les pièces (2) et (3). The part (1) is a spacer specially designed for the type of roof it covers. Its shape adapts to the shape of the roof. The piece (1) is positioned and fixed by screws along the corresponding waves of the roof plates or parts installed for this purpose. The different models of spacers are visible in Figures 2a, 2b and 2c. The upper end of these different types of spacer is identical for all at the notches 15 that compose it. These notches make it possible to link with parts (2) and (3).

Les pièces (2), (3), (4), (5), (6), (7) et (8) sont assemblées avant le montage sur le toit. Les pièces (2) et (3) constituent la fixation universelle du système. Cette fixation est donc identique à tout type de toit. Cette fixation est l'objet principal de l'invention et permet ainsi 20 de relier la pièce (1) aux modules photovoltaïques (10) par l'intermédiaire de son cadre (9). Parts (2), (3), (4), (5), (6), (7) and (8) are assembled before mounting on the roof. Parts (2) and (3) constitute the universal fastening of the system. This attachment is identical to any type of roof. This attachment is the main object of the invention and thus makes it possible to connect the part (1) to the photovoltaic modules (10) via its frame (9).

Sur la figure 2a, le profilé de l'entretoise comporte une âme 40 centrale, qui peut avoir différentes formes (figure 2b et 2c). Cette âme centrale est réunie à deux ailes 41 et 42 latérales divergentes et symétriques par rapport au plan médian passant par l'âme 40. 25 L'extrémité de chaque aile 41 et 42 est dotée sur d'un rebord arrondi 43 et 44 et comprenant des gorges de rétrécissement 45 et 46 sur la longueur qui peuvent notamment être de forme semi-circulaire. Chaque aile 41 et 42 comprend une partie horizontale plane, dans le plan de l'âme, permettant de constituer une surface d'appui lors du clipsage de l'entretoise et de la fixation universelle. Les pattes 47 et 48 viennent s'adapter, sans se confondre, avec la forme 30 du toit ou du dispositif sur lequel est fixée l'entretoise. In Figure 2a, the profile of the spacer has a core 40, which may have different shapes (Figure 2b and 2c). This central core is joined to two wings 41 and 42 which are diverging and symmetrical with respect to the median plane passing through the core 40. The end of each wing 41 and 42 is provided with a rounded edge 43 and 44 and comprising shrink grooves 45 and 46 along the length which may in particular be semicircular in shape. Each wing 41 and 42 comprises a flat horizontal part, in the plane of the core, to form a bearing surface during the clipping of the spacer and the universal attachment. The tabs 47 and 48 come to fit, without being confused, with the shape of the roof or the device on which the spacer is fixed.

Sur la figure 3, le profilé de la fixation universelle (2) est composé d'une âme 60 de forme plane, et qui permet un contact appui plan avec le module photovoltaïque (10). L'extrémité 61 est réalisée en forme de crochet. Ce crochet présente un espacement de la largeur de la patte -4 Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -5 71 de la pièce 3 (figure 4) pour permettre le positionnement de la pièce (3) dans la pièce (2). Le profilé comporte également une butée 62 dirigée vers l'intérieur pour permettre d'avoir une surface d'appui et de positionnement des pièces (2) et (3) constituant la fixation universelle. La position de cette butée 62 permet d'avoir un espacement entre la butée 62 et l'intérieur de l'extrémité 61 de la longueur de la pièce (3). L'autre extrémité de la pièce est conçue pour s'adapter à la forme de l'entretoise (1). Ainsi, la surface 63 permet d'avoir une surface de contact avec la surface 41 de l'entretoise (1) de la figure 2a. La surface 65 a une forme identique en opposition à la gorge 45 de l'entretoise (1) (fig 2a).La surface intérieure 64 a également une forme adaptée à la patte 43 de l'entretoise (1) (fig 2a). La surface plane 66 permet d'y accoler la pièce (3). In Figure 3, the profile of the universal attachment (2) is composed of a core 60 of planar shape, and which allows a plane contact contact with the photovoltaic module (10). The end 61 is made hook-shaped. This hook has a spacing of the width of the tab -4 Fixing solar panels by integration -5 71 of the part 3 (Figure 4) to allow the positioning of the part (3) in the room (2). The profile also comprises a stop 62 directed inwards to allow to have a bearing surface and positioning parts (2) and (3) constituting the universal attachment. The position of this stop 62 makes it possible to have a spacing between the stop 62 and the inside of the end 61 of the length of the piece (3). The other end of the part is designed to fit the shape of the spacer (1). Thus, the surface 63 makes it possible to have a contact surface with the surface 41 of the spacer (1) of FIG. 2a. The surface 65 has an identical shape in opposition to the groove 45 of the spacer (1) (FIG. 2a). The inner surface 64 also has a shape adapted to the tab 43 of the spacer (1) (FIG. 2a). The flat surface 66 allows to join the piece (3).

Sur la figure 4, l'aile 71 a une forme identique par opposition à la surface 61 de la pièce (2) (fig 3). La surface 70 est la plus plane possible de manière à assurer une bonne liaison de surface avec la pièce (2). Les encoches 73 et 74 permettent de maintenir l'écrou dans le système lorsque celui-ci est dévissé, de manière à ne pas perdre l'écrou pendant le montage ou le démontage. L'extrémité de la pièce 72 a une forme adaptée à l'aile 42 de l'entretoise afin de réaliser le clipsage par la suite. In Figure 4, the flange 71 has an identical shape as opposed to the surface 61 of the workpiece (2) (Figure 3). The surface 70 is as flat as possible so as to ensure a good surface connection with the part (2). The notches 73 and 74 allow to keep the nut in the system when it is unscrewed, so as not to lose the nut during assembly or disassembly. The end of the piece 72 has a shape adapted to the flange 42 of the spacer in order to effect clipping thereafter.

Sur la figure 5, le cadre aluminium a la partie inférieure 80 de son profil qui effectue un décrochement. Cela permet de remplir un double usage. Cela permet de positionner l'ensemble de la fixation universelle par serrage. Cela permet également, avec le décrochement 81, de maintenir un calibre (12) (figure lb) qui a pour objet de positionner un panneau photovoltaïque par rapport à un autre. La forme 82 permet de maintenir le vitrage du panneau photovoltaïque. Le rebord 83 est destiné à empêcher le joint (11) une fois installé, d'être retiré de l'ensemble afin d'assurer l'étanchéité du système. In Figure 5, the aluminum frame has the lower portion 80 of its profile which makes a recess. This makes it possible to fulfill a dual use. This makes it possible to position the assembly of the universal fastening by clamping. This also allows, with the recess 81, to maintain a gauge (12) (Figure lb) which is intended to position a photovoltaic panel relative to another. The shape 82 makes it possible to maintain the glazing of the photovoltaic panel. The flange 83 is intended to prevent the seal (11) once installed, to be removed from the assembly to ensure the tightness of the system.

La pièce (2) et la pièce (3) sont positionnées l'une sur l'autre. L'aile 71 de la pièce (3) (fig (4)) est placée au creux 61 de la pièce (2) (fig (3)).La surface 70 de la pièce (3) est accolée en appui plan à la surface 66 de la pièce (2) (fig (3)). Le ressort (6) est positionné dans la pièce (3) entre les encoches 73 et 74 prévues à cet effet (fig 4). Elles sont ensuite maintenues ensemble par une vis (5), qui permet de maintenir en même temps la bride double (7), la rondelle (8) et le ressort (6). La rondelle (8) est positionnée dans la vis (5). Puis la vis s'insère dans la bride double (7). La pièce (2) est ensuite insérée dans Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -6- l'ensemble par l'orifice prévu à cet effet. La pièce (3) est ensuite insérée dans l'ensemble par l'orifice également prévu à cet effet avec l'écrou (4) déjà placé dans la pièce (3). Le tout est maintenu par l'écrou (4) qui n'est pas serré au moment de l'installation du système. Le jeu de l'ensemble de ces pièces doit être supérieur à l'épaisseur du décrochement inférieur du cadre du module photovoltaïque (9) (épaisseur de la partie 80, figure 5). The workpiece (2) and the workpiece (3) are positioned one on the other. The flange 71 of the workpiece (3) (Fig. 4) is placed in the hollow 61 of the workpiece (2) (Fig. 3). The surface 70 of the workpiece (3) is contiguous in plane support to the surface 66 of the piece (2) (fig (3)). The spring (6) is positioned in the part (3) between the notches 73 and 74 provided for this purpose (FIG. 4). They are then held together by a screw (5), which keeps at the same time the double flange (7), the washer (8) and the spring (6). The washer (8) is positioned in the screw (5). Then the screw is inserted into the double flange (7). The piece (2) is then inserted into the solar panel fixing device by integration -6- together by the orifice provided for this purpose. The piece (3) is then inserted into the assembly through the hole also provided for this purpose with the nut (4) already placed in the piece (3). The whole is held by the nut (4) which is not tight at the time of installation of the system. The set of all these parts must be greater than the thickness of the lower recess of the frame of the photovoltaic module (9) (thickness of the part 80, Figure 5).

Lorsque cet assemblage est effectué, il est alors possible d'assembler cette fixation universelle à l'entretoise (1) déjà installée sur le toit du bâti. Cet assemblage est effectué par clipsage. Pour réaliser ce clipsage, la pièce (2) est positionnée de manière à coincer le bec 41 (fig 2a) de l'entretoise (1) dans l'extrémité de la pièce (2), accolée à la surface 64 (fig 3). Puis l'on vient positionner le bec 42 (fig 2a) de l'entretoise (1) dans la pièce (3) qui garde une mobilité du fait que l'écrou ne soit pas resserré. Les formes permettent d'effectuer le clipsage. L'écrou peut alors être serré. La pièce (2), la pièce (3), le ressort (6), la bride double (7) et la rondelle (8) sont alors maintenus par serrage autour de la partie 80 du module (9) (fig 5). Si le système se trouve à une extrémité de l'installation solaire, à un bord ou sur une dernière rangée ou ligne de panneaux, alors l'écrou (5) n'est resserré que sur un module (9). Si il se trouve en dehors des bords, le système est donc conjoint à deux modules (9). Dans ce cas, la bride (7) se positionne sur les deux modules (9) et la pièce (2) s'appuie contre deux modules (9) également. L'écrou (5) permet de joindre cet ensemble. When this assembly is performed, it is then possible to assemble this universal attachment to the spacer (1) already installed on the roof of the frame. This assembly is done by clipping. To achieve this clipping, the workpiece (2) is positioned so as to wedge the spout 41 (FIG. 2a) of the spacer (1) into the end of the workpiece (2), contiguous to the surface 64 (FIG. 3). . Then it is positioned the spout 42 (Fig 2a) of the spacer (1) in the room (3) which maintains mobility because the nut is not tightened. The shapes make it possible to perform the clipping. The nut can then be tightened. The piece (2), the piece (3), the spring (6), the double flange (7) and the washer (8) are then clamped around the portion 80 of the module (9) (Figure 5). If the system is at one end of the solar installation, at an edge or on a last row or line of panels, then the nut (5) is only tightened on a module (9). If it is outside the edges, the system is therefore joint two modules (9). In this case, the flange (7) is positioned on the two modules (9) and the part (2) rests against two modules (9) also. The nut (5) joins this set.

Pour répondre aux problématiques de dilatation des changements de température, les panneaux photovoltaïques sont montés sur des cadres aluminium dont le profil est spécialement conçu. Ainsi, en cas de dilatation, la partie inférieure du cadre (9), vient alors comprimer le ressort (6), qui peut supporter une petite compression dans le sens perpendiculaire à ses spires. To meet the problem of expansion of temperature changes, photovoltaic panels are mounted on aluminum frames whose profile is specially designed. Thus, in case of expansion, the lower part of the frame (9), then compresses the spring (6), which can withstand a small compression in the direction perpendicular to its turns.

Le système de fixation peut se mettre en place entre deux modules (9) ou au niveau d'un seul module (9) et le long de celui-ci. S'il s'agit d'un module positionné à l'extrémité de l'ensemble, au bord du toit, le système ne maintiendra qu'un seul module (fig 6). Si le système se trouve entre deux modules situés au milieu de l'installation, il pourra alors maintenir ces ceux modules (fig 7). Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration -7 Cet ensemble est répété de manière régulière tout le long de l'installation photovoltaïque, de manière à transmettre le poids du panneau, fixer l'ensemble au bâti par intégration, et avoir un système adapté à chaque type de toit. The fastening system can be placed between two modules (9) or at a single module (9) and along it. If it is a module positioned at the end of the assembly, at the edge of the roof, the system will maintain only one module (Figure 6). If the system is between two modules located in the middle of the installation, it can then maintain these modules (fig 7). Solar panel fixing device by integration -7 This set is repeated regularly throughout the photovoltaic installation, so as to transmit the weight of the panel, fix the assembly to the frame by integration, and have a system adapted to each type of roof.

Lorsqu'il ne semble pas nécessaire de mettre en place la fixation, selon les calculs d'efforts, ou lorsque les modules se rencontrent en dehors des ondes du toit, il est alors recommandé de les maintenir en position par un système de calibre (12). Comme représenté selon la figure lb, le calibre est adapté à la forme du module (9), et permet ainsi de positionner les modules selon le même axe et en maintenant un espace identique entre chaque modules (9) de l'installation. When it does not seem necessary to install the fastener, according to the calculations of efforts, or when the modules meet outside the waves of the roof, it is then recommended to keep them in position by a system of caliber (12 ). As shown in FIG. 1b, the gauge is adapted to the shape of the module (9), and thus makes it possible to position the modules along the same axis and to maintain an identical space between each module (9) of the installation.

Une fois le système installé, le joint (11) est positionné et coincé entre deux modules photovoltaïques, au niveau supérieur des cadres de module (9). Il est recommandé de vulcaniser le joint pour assurer une étanchéité la plus parfaite possible. Once the system is installed, the seal (11) is positioned and wedged between two photovoltaic modules at the top level of the module frames (9). It is recommended to vulcanize the seal to ensure the most perfect seal possible.

Dispositif de fixation de panneaux solaires par intégration Fixing device for solar panels by integration

Claims

CLAIMS1) A solar panel integration device on a roof, in particular for solar photovoltaic, characterized in that it comprises: a supporting structure based on aluminum alloy profiles; o spacers having a central core joined to two laterally diverging wings having at each end a flange for clipping. o A fastening system that is positioned by clipping and tightening by screwing in the vertical direction, the positioning of the parts being done thanks to the outside of the part (2) in which is wedged the spout of the spacer to form a connection coupling with a tight nut after interlocking.

2) Device according to claim 1, characterized in that the fastening system is mounted by clipping on spacers secured to the roof.

3) Device according to claim 1, characterized in that the fixing comprises interlocking means with the spacer, which comprise: two pieces (2) and (3) constituting the fastener, positioned one by one; other by a fitting and a stop o A system for holding these parts in position in the system and one to the other by screwing.

4) Device according to claims 1 and 2 and 3, comprising spacers which are secured to the frame by screwing.

5) Device according to claim 1, the module shape allows the positioning of a gauge so as to maintain an equal distance between each module of the installation, and a positioning of the modules relative to each other. Fixation device for solar panels by integration25