ITCR20090009A1 - Sistema per fissare moduli fotovoltaici ad un manto di copertura - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
SISTEMA PER FISSARE MODULI FOTOVOLTAICI AD UN MANTO DI COPERTURA
L’invenzione si rivolge al settore della costruzione di impianti fotovoltaici su edifici.
Più nel dettaglio, l’invenzione riguarda un sistema per fissare moduli fotovoltaici ad un manto di copertura di edifici, particolarmente del tipo a lastre grecate o ondulate in lamiera metallica, ma anche in fibrocemento, in resina composita, in cemento, in cotto o altro.
Secondo tecnica nota, i sistemi di fissaggio di pannelli fotovoltaici a manti di copertura di edifici civili o industriali realizzati con lastre di lamiera grecata o ondulata, semplici o composite, utilizzano tasselli a vite o sostegni puntuali da fissare con viti o rivetti sul colmo delle greche o delle ondulazioni delle lastre. Per evitare il passaggio di acqua dal foro di fissaggio si utilizzano normalmente guarnizioni in gomma.
Tali sistemi presentano alcuni limiti o svantaggi.
Il principale svantaggio deriva dal fatto che, essendo realizzati con fissaggi puntuali, tendono a concentrare in singoli punti il peso proprio dei moduli, ma soprattutto il sovraccarico dovuto alla neve, provocando fenomeni di schiacciamento della lamiera e della guarnizione e di affondamento delle viti nella struttura nella quale sono fissate, con successivo rialzamento quando il carico à ̈ terminato. Tali fenomeni provocano, uniti alle dilatazioni termiche indotte dal variare delle temperature, un deterioramento dei sistemi di fissaggio e di tenuta all’acqua, con conseguente possibilità di distacco dei pannelli per strappo o di infiltrazioni d’acqua nella struttura del tetto. Gli interventi di riparazione sono poi molto difficili a causa della presenza dei moduli, necessitano di costose opere provvisorie per rendere accessibile la zona di lavoro e determinano l’interruzione del funzionamento dell'impianto.
Ulteriore svantaggio à ̈ che non permettono di ottenere una regolare ventilazione dello spazio compreso tra i moduli fotovoltaici ed il manto di copertura. La ventilazione di tale spazio invece à ̈ importante per mantenere a livelli accettabili la temperatura dei moduli e garantirne sempre un alto rendimento di produzione elettrica.
Altri svantaggi consistono nel fatto che riducono la resistenza strutturale del manto di copertura, o comunque non collaborano ad aumentarla; nel fatto che rappresentano vincoli rigidi di fissaggio che non consentono di assecondare le dilatazioni termiche dei pannelli; e nel fatto che le viti di fissaggio sono difficilmente accessibili durante il
montaggio dei pannelli perchà ̈ le due file di pannelli da fissare devono essere già sistemate in posizione e c’à ̈ il rischio di perdere l’allineamento mentre si stringono le viti stesse.
L’invenzione si propone di superare questi limiti, realizzando un sistema con il compito di distribuire in modo uniforme il peso dell’impianto e di sovraccarichi accidentali sul manto di copertura, che sia durevole e affidabile nel tempo, che abbia una vita paragonabile a quella dell’impianto fotovoltaico, che mantenga l’impermeabilità del manto di copertura, che garantisca una corretta ventilazione dei pannelli, che compensi le dilatazioni termiche dei moduli, che permetta una facile messa in opera dell’impianto.
Tali scopi sono raggiunti con un sistema per fissare moduli fotovoltaici ad un manto di copertura a falda in pendenza composto da lastre grecate o ondulate provviste di una pluralità di colmi e canali alternati tra loro, caratterizzato dal fatto che comprende:
- un profilo sagomato ripartitore di carico disposto parallelamente alla pendenza della falda, fissabile con mezzi reversibili ai punti di colmo di dette lastre;
- staffe di fissaggio a morsa di detti moduli fotovoltaici a detto profilo sagomato,
in cui detto profilo sagomato comprende almeno due zone di appoggio continuo e fissaggio a due colmi di dette lastre ed almeno una zona piana posta in corrispondenza di un canale di dette lastre per l’appoggio dei moduli ed il fissaggio con mezzi reversibili di dette staffe.
Secondo un aspetto preferito dell'invenzione, detta zona piana à ̈ sopraelevata rispetto a dette due zone di appoggio a due colmi delle lastre.
Secondo un aspetto ancor più preferito, dette almeno due zone di appoggio continuo comprendono un’ala, inclinata verso il canale della lastra, fungente da rompi goccia, o un’intercapedine di convogliamento umidità, acqua e condensa.
Secondo un ulteriore aspetto, la superficie di detta zona piana à ̈ preferibilmente provvista di un solco rettilineo longitudinale fungente da riferimento lineare di montaggio, o ancor più preferibilmente di una cavità a canale fungente anche da scolo per acqua d’infiltrazione. Secondo una variante dell’invenzione, detto profilo sagomato comprende due zone piane, poste in corrispondenza di un canale di dette lastre, collegate da una struttura continua comprendente almeno una faccia atta ad appoggiarsi in un canale delle lastre.
Secondo aspetti preferiti dette almeno due zone di appoggio continuo sono piane o curve.
Vantaggiosamente dette staffe di fissaggio a morsa comprendono profili sagomati ad omega comprendenti due montanti, due ali ed un’anima, disposti normalmente alla pendenza della falda.
Secondo un aspetto preferito, i due montanti sono di lunghezza diversa tra loro.
Secondo un aspetto ancor più preferito, dette staffe comprendono un materiale cedevole elasticamente applicato ad almeno un montante sulla faccia rivolta verso il modulo fotovoltaico.
Il materiale cedevole elasticamente à ̈ vantaggiosamente applicato al montante più lungo ed orientato verso il colmo del tetto.
Un modo preferito di realizzazione del profilo sagomato à ̈ quello di ottenerlo in alluminio con un processo di estrusione, anche se à ̈ possibile realizzarlo anche con altri metodi, ad esempio di piegatura partendo da una lamiera metallica.
L’invenzione presenta numerosi vantaggi:
- il peso dei moduli e della neve à ̈ ripartito in modo distribuito sulla copertura e à ̈ non concentrato sulle viti di fissaggio, che in tal modo lavorano solo a taglio e non di punta, resistendo perciò all’estrazione;
- il fissaggio dei moduli sui profili sagomati à ̈ indipendente dal fissaggio di questi ultimi sulle lastre di copertura e poiché avviene sopra i canali delle lastre, l’acqua che dovesse passare dai fori delle viti cadrebbe nei canali stessi e sarebbe allontanata con l’acqua piovana;
- la presenza di ali rompi goccia o di intercapedini del profilo consente di convogliare eventuali infiltrazioni di acqua o condense nei canali delle lastre di copertura, evitando che possano passare dai fori delle viti di fissaggio dei profili sagomati;
- il piano di fissaggio dei moduli à ̈ sopraelevato rispetto alla quota dei colmi delle lastre, consentendo la non interferenza dei moduli con le viti di fissaggio dei profili ed una notevole ventilazione al di sotto dei moduli stessi;
- il solco di riferimento lineare sopra i piani di fissaggio o la cavità a canale per accogliere viti di fissaggio delle staffe permette di mantenere un corretto allineamento delle file di moduli;
- le staffe di fissaggio ad omega con un montante più lungo dell’altro consentono di partire a fissare una fila di moduli sfruttando l’ala associata al montante più corto senza la necessità di posizionare la fila successiva che può essere collocata in un secondo tempo infilandola sotto l’ala dell’omega che risulta di poco più alta dello spessore di moduli stessi;
- la presenza di un materiale cedevole elasticamente sul montante più alto che viene a contatto con i pannelli fotovoltaici permette di assorbire eventuali dilatazioni termiche senza creare tensioni nella struttura di supporto dell’impianto fotovoltaico e di contribuire a mantenere in posizione i moduli senza che possano vibrare anche se uno dei montanti non stringe fortemente il modulo;
- la produzione del profilo sagomato mediante estrusione di alluminio permette di ottenere spessori variabili in posizioni opportune, conferendo resistenze strutturali ottimali che permettono di irrobustire anche copertura che si sta utilizzando come supporto per l'impianto fotovoltaico; permette di ottenere solchi e rigature longitudinali fungenti da linee di riferimento e di finitura superficiale; consente di ottenere profili con dimensioni e forme adattabili a quelle di qualsiasi lastra di copertura; permette di ottenere componenti perfettamente imputrescibili.
I vantaggi dell’invenzione saranno maggiormente evidenti nel seguito, in cui vengono descritte modalità preferite di realizzazione, a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto delle figure dove: la Fig. 1 rappresenta, in vista assonometrica sezionata ortogonalmente alla pendenza della falda del tetto, un sistema per fissare moduli fotovoltaici ad un manto di copertura secondo l’invenzione;
la Fig. 2 rappresenta, in vista assonometrica sezionata parallelamente alla pendenza della falda del tetto e particolare ingrandito, il sistema di Fig. 1 ;
le Figg. 3 - 8 mostrano esempi di profili sagomati utilizzabili per il sistema di Figg. 1 - 2.
Con riferimento alle Fig. 1 e 2, à ̈ mostrato un sistema per fissare moduli fotovoltaici 1 ad un manto di copertura per tetti con falda in pendenza composto da lastre 2 grecate o ondulate provviste di una pluralità di colmi 3 e canali 4 alternati tra loro. Nella fattispecie, il sistema à ̈ costituito da un profilo sagomato 5 disposto in modo sostanzialmente continuo parallelamente alla pendenza della falda del tetto e da staffe di fissaggio 7 di detti moduli fotovoltaici 1 a detto profilo sagomato 5.
Il profilo sagomato 5 Ã ̈ fissabile alla copertura del tetto con viti 6 che attraversano le lastre in corrispondenza dei colmi 3 ed arrivano ad inserirsi negli stessi listelli di legno L che fungono normalmente da sistema di fissaggio delle lastre di copertura alla falda del tetto.
Il profilo sagomato 5 comprende almeno due zone 8 di appoggio continuo e fissaggio a due colmi 3 di dette lastre 2 ed almeno una zona piana 9 posta in corrispondenza di un canale 4 di dette lastre per l’appoggio dei moduli 1 ed il fissaggio con viti 10 di dette staffe 7. La zona piana 9 à ̈ sopraelevata rispetto a dette zone 8 di appoggio a due colmi 3 delle lastre 2.
Le due zone 8 di appoggio continuo e fissaggio riproducono la forma del colmo 3 della lastra 2 e possono comprendere un’ala 11 , inclinata verso il canale 4 della lastra 2, fungente da rompi goccia. In alternativa tali ali 11 possono essere assenti o collegate tra loro e formare un’intercapedine 19.
La zona piana 9 presenta, sulla sua superficie rivolta verso l’esterno, un piccolo solco rettilineo longitudinale 12 di riferimento di posa. In alternativa il solco 12 può essere sostituito da una struttura a canale 20 più ampia e profonda, fungente anche da scolo per l’acqua piovana d’infiltrazione.
Riferendosi alle Figg. 3 e 4, à ̈ illustrato il solo profilo sagomato, rispettivamente nella variante con ali 11 rompi goccia e solco 12 di riferimento e nella variante con intercapedini 19 di convogliamento umidità e cavità a canale 20.
Riferendosi in particolare alle Figg. 5 e 6, à ̈ illustrata una variante del profilo sagomato 5 che comprende due zone piane 9’, 9†poste in corrispondenza di un canale 4 di dette lastre 2, ove dette zone piane 9’, 9†sono collegate tra loro da una struttura continua comprendente almeno una faccia 13 atta ad appoggiarsi in un canale 4 delle lastre 2. Le Figg. 7 e 8 illustrano una variante del profilo sagomato 5 adatto per lastre di copertura ondulate anziché grecate, in cui le due zone 8 di appoggio continuo e fissaggio sono curve anziché provviste di una superficie piana.
Le staffe di fissaggio 7 di detti moduli fotovoltaici 1 a detto profilo sagomato 5 comprendono profili continui sagomati ad omega con due montanti 14, 15, due ali 16, 17 ed un’anima 18. Il montante 15 rivolto verso il colmo del tetto à ̈ più lungo del montante 14, di modo che l’ala 17 non si appoggi al pannello 1 , mentre l’ala 16 faccia presa come una morsa sul bordo del pannello stesso. Sulla faccia del montante 15 rivolta verso il pannello 1 à ̈ presente uno strato di materiale 21 cedevole elasticamente, sotto la spinta provocata dalle dilatazioni termiche cui à ̈ soggetto il pannello 1.
Il profilo sagomato 5 à ̈ preferibilmente fabbricabile con processo di estrusione di alluminio attraverso una matrice negativa che ne determina forma e spessore senza lo stress provocato da piegature, anche se, ovviamente, un modo più semplice e rudimentale di ottenere profili simili, ma meno solidi, à ̈ quello di partire da lamiera e di effettuare piegature con presse di tipo noto.
L’utilizzo del sistema à ̈ descritto di seguito.
Si fissano i profili sagomati 5 ripartitori di carico parallelamente alla pendenza della falda con viti 6 sui colmi 3 delle lastre in corrispondenza dei listelli L. La distanza tra le superfici piane di appoggio 9 delle file di profili 5 à ̈ mantenuta pari alla lunghezza (o larghezza) dei pannelli fotovoltaici. Partendo dal basso si avvitano con viti 10 sulle zone piane di appoggio 9 le staffe 7 ad omega di fissaggio senza ancora sistemare i pannelli fotovoltaici, quindi si inserisce la prima fila di pannelli sotto l’ala più alta 15 delle staffe ad omega. Si procede quindi al fissaggio della prima fila di pannelli con altre staffe ad omega poste tra la prima e la seconda fila di pannelli, sfruttando il montante 14 più corto che stringe come in una morsa il bordo del pannello. Si procede quindi ad infilare la seconda serie di pannelli sotto l’ala 17 del montante 15 più alto del profilo 7 ad omega e si ripete l’operazione già descritta fino alla fine delle strisce di pannelli. Naturalmente, i particolari di costruzione, le dimensioni, gli spessori e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione, così come descritto, illustrato e rivendicato.

Claims (13)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per fissare moduli fotovoltaici (1) ad un manto di copertura a falda in pendenza composto da lastre (2) grecate o ondulate provviste di una pluralità di colmi (3) e canali (4) alternati tra loro, caratterizzato dal fatto che comprende: - un profilo sagomato (5) ripartitore di carico disposto parallelamente alla pendenza della falda, fissabile con mezzi reversibili (6) ai punti di colmo (3) di dette lastre (2); - staffe di fissaggio (7) a morsa di detti moduli fotovoltaici (1) a detto profilo sagomato (5), in cui detto profilo sagomato (5) comprendente almeno due zone (8) di appoggio continuo e fissaggio a due colmi (3) di dette lastre (2) ed almeno una zona piana (9) posta in corrispondenza di un canale (4) di dette lastre (2) per l’appoggio dei moduli (1) ed il fissaggio con mezzi reversibili (10) di dette staffe (7).
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta zona piana (9) Ã ̈ sopraelevata rispetto a dette zone di appoggio (8) a due colmi (3) delle lastre (2).
  3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette almeno due zone (8) di appoggio continuo comprendono un’ala (11), inclinata verso il canale (4) della lastra (2), fungente da rompi goccia.
  4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto profilo sagomato (5) comprende intercapedini (19) di convogliamento umidità.
  5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la superficie di detta zona piana (9) comprende un solco rettilineo (12) longitudinale fungente da riferimento lineare di montaggio.
  6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la superficie di detta zona piana (9) comprende una cavità a canale (20) fungente sia da riferimento lineare di montaggio che da scolo per l’acqua d’infiltrazione.
  7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto profilo sagomato (5) comprende due zone piane (9’, 9†), poste in corrispondenza di un canale (4) di dette lastre (2), collegate da una struttura continua comprendente almeno una faccia (13) atta ad appoggiarsi in un canale (4) delle lastre (2).
  8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette almeno due zone (8) di appoggio continuo e fissaggio sono piane o curve.
  9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette staffe (7) di fissaggio a morsa comprendono profili sagomati ad omega con due montanti (14, 15), due ali (16, 17) ed un’anima (18).
  10. 10. Sistema secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che i due montanti (14, 15) sono di lunghezza diversa tra loro.
  11. 11. Sistema secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che dette staffe (7) comprendono un materiale (21) cedevole elasticamente applicato ad almeno un montante sulla faccia rivolta verso il modulo fotovoltaico.
  12. 12. Sistema secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il materiale (21) cedevole elasticamente à ̈ vantaggiosamente applicato al montante (15) più lungo ed orientato verso il colmo del tetto.
  13. 13. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto profilo sagomato (5) Ã ̈ ottenuto per estrusione.
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