KR100759166B1 - 내화성 ｐｖ 슁글 조립체 - Google Patents

Abstract

내화성 PV 슁글 조립체는 PV 본체와, 방화 실드 및 방화 실드를 PV 본체 아래에 연결하는 연결 부재와, 지지 및 상호 결합 부재를 포함하는 PV 조립체를 포함한다. 지지 및 상호 결합 부재는 PV 조립체에 장착되고, PV 조립체를 지지면 위에 지지하는 수직 지지 요소와, 상부 PV 에지를 향해 위치된 상부 상호 잠금 요소와, 하부 PV 에지를 향해 위치된 하부 상호 잠금 요소를 포함한다. 일 PV 슁글 조립체의 상부 상호 잠금 요소는 인접 PV 슁글 조립체의 하부 상호 잠금 요소와 상호 결합가능하다. 소정 실시예에서 PV 슁글 조립체는 PV본체 아래에 통기 경로를 포함할 수 있다. PV 본체는 PV 본체의 제거를 용이하게 하기 위해 연결 부재에 활주식으로 장착될 수 있다.

지지면, 슁글 조립체, 지지 브라켓, 방화 실드

Description

내화성 ＰＶ 슁글 조립체{FIRE RESISTANT PV SHINGLE ASSEMBLY}

본 발명은 캘리포니아 에너지 위원회(California Energy Commission) 계약 번호 제500-00-034호에 의해 캘리포니아주의 후원 하에 이루어진 것이다. 에너지 위원회는 본 발명에 대한 소정의 권리를 소유한다.

일반적으로 가정, 사업체 및 공장에 장착되는 광 발전(Photovoltalic, PV) 시스템을 광범위하게 사용하는 것은 바람직한 것으로 생각된다. PV 시스템의 수용에 있어서 특히 개인 자택 소유자에 의해 중요한 요소로 여겨지는 몇몇 인자가 있다. 상기 인자 중에서 가장 중요한 것은 설치의 용이성, 비용 및 심미성이다. 비용과 심미성을 동시에 해결하는 방법 중 하나는 광 발전 슁글(shingle) 조립체를 사용하는 것이었다. 이러한 슁글 조립체가 비용 문제를 해결하는 방법은 바람직하게는 유사한 장착 기술을 사용하여 종래의 슁글의 대체물로서 사용되는 것이다. 심미성 문제는 종래의 슁글 또는 지붕 기와와 유사한 구성 및 치수를 가지는 슁글 또는 지붕 기와 형태의 광 발전 조립체를 사용함으로써, 그리고 지붕 또는 다른 빌딩 표면에 심미적으로 만족스러운 시각적 외관을 제공하는데 기여하도록 적절한 색상 및 반사 특성을 이용함으로써 해결되기 시작하였다. 예컨대, 미국 특허 번호 제5,112,408호를 참조할 수 있다. 그렇지만, 광 발전 슁글 시스템은 기대했던 것만큼 널리 수용되지 않았는데, 그 이유는 1) 슁글로서 빌딩 지붕과 일체식으로 장 착된 PV는 고온에서 작동하여, 지붕 표면의 온도의 상승과 함께, 온도와 PV 효율 사이의 반비례 관계로 인한 PV 전기적 출력의 감소를 야기시키고, 2) 이러한 높은 작동 온도는 보증된 PV 작동 온도의 상한에 접근하거나 이를 초과하며, PV 슁글의 사용 수명을 단축시키는 역할을 하고, 3) 일부 제품은 슁글과 슁글 사이의 전기 연결이 지붕 데크 밑으로 이루어 질 것을 요구하는데, 이는 지붕 데크를 통해 구멍을 천공해야 하므로 누수의 가능성을 증가시키고, 4) 지붕의 비 PV 영역과 연관된 PV 슁글의 심미적 정합이 불량했고, 5) 일부 PV 슁글은 낮은 작동 효율을 겪는 아몰퍼스 실리콘 PV 기술에만 한정되어 있었고, 6) PV 슁글의 가치는 통상적으로 PV의 전기적 출력과 상기 제품이 종래 슁글을 대체할 때 대체된 종래 슁글의 재료 가치의 합으로 한정되었기 때문이다.

빌딩 지붕 상에 광 발전 모듈을 사용하는 것과 관련된 관심사 중 하나는 광 발전 모듈 내에는 잠재적인 발화원(fire ignition source) 및 빌딩 내 화재에 대한 잠재적인 연료원도 있다는 것이다. 이를 인식하여, 일부 제조사는 빌딩 코드 요구 조건에 부합하기위해 클래스 C 등급의 PV 모듈 아래에 아스팔트 슁글과 같은 클래스 A 등급 지붕 시스템을 설치한다. 다른 제조사는 이러한 등급을 달성하기 위해 [배면측 상의 테들라(Tedlar) 보다는] 적층물의 양측 상에 유리를 가지는 PV 모듈 구조체를 사용해왔다. 그렇지만, 이러한 접근 방법은 종래의 콘크리트 지붕 슁글과 일체화시키려고 의도된 PV 모듈 상에는 사용되지 않았다. 이들 중 어떠한 접근 방법도 PV 모듈로부터 지붕으로의 복사열 전달을 방지할 수 없다.

미국특허번호 제3,769,091호, 제4,001,995호, 제4,040,867호, 제4,189,881 호, 제4,321,416호, 제5,232,518호, 제5,575,861호, 제5,590,495호, 제5,968,287호, 제5,990,414호, 제6,061,978호, 제6,111,189호, 제6,584,737호, 및 제6,606,830호를 참조할 수 있다. 미국 특허 출원 공개 제US 2001/0050101호, 제US 2003/0154680호, 제US 2003/0213201호, 제US 2003/0217768호, 및 제US 2004/0031219호를 참조할 수 있다. 또한, EP1035591A1호 및 WO 96/24013호를 참조할 수 있다.

본원 발명은 예컨대 종래 지붕용 기와와 양호하게 일체화되는 심미적으로 만족스러운 구조체를 생성하기 위해 단순한 방식으로 경사형 지붕과 같은 지지 표면에 직접 경제적으로 장착될 수 있는 내화성 PV 슁글 조립체에 관한 것이다. 본 PV 슁글 조립체는 종래의 슁글을 대체하여, PV 슁글 조립체를 슁글식, 또는 다른 발수(water-shedding) 지붕 표면 위에 장착할 필요성을 제거하도록 구성될 수 있다. PV 슁글 조립체는 또한 PV 본체 하방에 적어도 부분적으로 방화 실드를 사용함으로써 클래스 A 화재 등급을 달성하도록 구성될 수 있다. PV 슁글 조립체는 또한 PV 본체의 작동 온도를 감소시킴으로써 근본적으로 에너지 변환률을 개선할 수 있도록 PV 본체 아래로 통기 경로를 제공하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제1 태양은 지지면에 장착되는 내화성 PV 슁글 조립체에 관한 것이다. 슁글 조립체는 PV 조립체와 지지 및 상호 결합 조립체를 포함한다. PV 조립체는 상부 PV 표면, 하부 PV 표면, 상부 PV 에지, 하부 PV 에지 및 측면 PV 에지를 가지는 PV 본체를 포함한다. 또한, PV 본체는 상부 방화 실드면 및 하부 방화 실드면을 포함하는 방화 실드와, PV 본체와 방화 실드를 서로 고정하는 연결 부재를 포함한다. 방화 실드는 하부 PV 표면의 하방에 위치된다. 지지 구조체는 PV 조립체를 지지 기능부에 장착하며 그 상부에 PV 조립체를 지지한다.

소정 실시예에서 PV 슁글 조립체는 하부 PV 에지로부터 방화 실드를 따라서 상부 PV 에지를 지나도록 연장하는 통기 경로를 포함한다. 지지 구조체는 지지면 위에 PV 조립체를 지지하는 수직 지지 요소, 상부 PV 에지를 향해 위치된 상부 상호 잠금 요소, 및 하부 PV 에지를 향해 위치된 하부 상호 잠금 요소를 포함하는 지지 및 상호 결합 조립체를 포함할 수 있다. 하나의 PV 슁글 조립체의 상부 상호 잠금 요소는 인접 PV 슁글 조립체의 상부 상호 잠금 요소와 상호 결합 가능할 수 있다. 통기 경로는 상부 및 하부 방화 실드면 중 하나 또는 양측을 따라서 연장할 수 있다. PV 본체는 PV 본체의 제거를 용이하게 하기 위해 연결 부재에 활주식으로 장착될 수 있다. 양호하게 방화 실드는 방화 실드 에지, 상부 방화 실드면 및 하부 방화 실드면을 가지는 강(steel)과 같은 판재를 포함하며, 판재는 30.5 cm × 30.5 cm × 5.7 cm의 치수 및 2500 g +/- 50 g의 중량을 가지는 목재 연소 블록을 구조적으로 지지할 수 있는 비인화성 재료이며, 상기 목재 블록은 537 ℃ 내지 815 ℃의 온도에서 연소한다. 상부 및 하부 상호 잠금 요소 중 선택된 하나는 탭 폭을 가지는 탭을 포함할 수 있고, 상부 및 하부 상호 잠금 요소 중 다른 하나는 슬롯 폭을 가지는 슬롯을 포함할 수 있으며, 슬롯 폭은 인접 슁글 조립체에 대한 하나의 슁글 조립체의 측방향 조정을 허용하기 위해 탭 폭에 비해 소정의 거리만큼 큰 치수를 가지며, 상기 소정 거리는 하부 PV 에지의 길이의 적어도 대략 20 %이다.

본 발명의 제2 태양은 PV 조립체, 지지 구조체 및 통기 경로를 포함하며, 지지면에 장착하기 위한 내화성 광 발전(PV) 슁글 조립체에 관한 것이다. PV 조립체는 상부 PV 표면, 하부 PV 표면, 상부 PV 에지, 하부 PV 에지 및 측면 PV 에지를 가지는 PV 본체를 포함하며, 상부 PV 표면은 불연성 표면을 포함한다. 지지 구조체는 PV 조립체를 지지 표면에 장착하고, PV 조립체를 지지 표면 상방에 지지한다. 통기 경로는 하부 PV 에지로부터 하부 PV 표면을 따라서 상부 PV 에지를 지나 연장한다. 소정 실시예에 따르면, 상부 및 하부 PV 표면은 불연성 유리층을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 PV 조립체는 그 지지 구조체에 의해 경사식 지지면에 고정될 수 있다. 제2 하부 슁글 조립체에 대한 통기 경로는 제1 상부 PV 슁글 조립체 하방 위치로 연장될 수 있다. 제1 상부 PV 슁글 조립체는 제1 상부 PV 조립체에 그 PV 하부 에지에서 장착된 하향 연장된 빗물받이를 포함할 수 있으며, 빗물받이는 제2 하부 PV 슁글 조립체의 PV 본체의 상부 PV 표면에 효과적으로 접촉한다.

본 발명의 제3 태양은 제1 상부 PV 슁글 조립체 아래에 놓인 제2 하부 PV 슁글 조립체의 상부 PV 에지로써 경사식 지지면에 고정된 제1 상부 및 제2 하부 PV 슁글 조립체를 포함하는 내화성 광 발전(PV) 슁글 조립체 설비에 관한 것이다. 제2 하부 PV 슁글 조립체에 대한 통기 경로는 제1 상부 PV 슁글 조립체의 하방 위치로 연장된다.

소정 실시예에서, 제1 상부 PV 슁글 조립체는 제1 상부 PV 조립체에 그 PV 하부 에지에서 장착된 하향 연장 빗물받이를 포함할 수 있고, 빗물받이는 제2 하부 PV 슁글 조립체의 PV 본체의 상부 PV 표면과 접촉한다.

본 발명의 제4 태양은 PV 조립체 및 지지 및 상호 결합 조립체를 포함하며, 지지 표면에 장착하기 위한 광 발전(PV) 슁글 조립체에 관한 것이다. PV 조립체는 PV 본체와, PV 본체가 장착된 장착 프레임을 포함한다. 지지 및 상호 결합 조립체는 PV 조립체에 장착되며, PV 조립체를 지지면 위로 지지하는 수직 지지 요소와, 상부 PV 에지를 향해 위치된 상부 상호 잠금 요소와, 하부 PV 에지를 향해 위치된 하부 상호 잠금 요소를 포함한다. 하나의 PV 슁글 조립체의 상부 상호 잠금 요소는 인접 PV 슁글 조립체의 하부 상호 잠금 요소와 상호 결합 가능하다. 상부 및 하부 상호 잠금 요소 중 선택된 하나는 탭 폭을 가지는 탭을 포함하고, 상부 및 하부 상호 잠금 요소 중 다른 하나는 슬롯 폭을 가지는 슬롯을 포함한다. 슬롯 폭은 인접 슁글 조립체에 대한 하나의 슁글 조립체의 측방향 조정을 허용하기 위해 탭 폭에 비해 소정의 거리만큼 큰 치수를 가진다. 상기 소정 거리는 하부 PV 에지의 길이의 적어도 대략 20 %이다.

본 발명의 제5 태양은 PV 조립체와 지지 및 상호 결합 조립체를 포함하며, 지지면에 장착하기 위한 광 발전(PV) 슁글 조립체에 관한 것이다. PV 조립체는 상부 PV 표면, 하부 PV 표면, 상부 PV 에지, 하부 PV 에지 및 측면 PV 에지를 가지는 PV 본체를 포함하며, 상부 및 하부 PV 표면은 PV 본체 평면을 한정한다. 또한, PV 조립체는 PV 본체가 장착되는 장착 프레임을 포함하며, 장착 프레임은 에지 요소를 포함하며, 에지 요소는 측면 PV 에지를 활주식으로 수용하는 홈을 포함한다. 또한 전방편이 에지 요소에 고정될 때, 에지 요소와 에지 요소 사이에 PV 본체를 보유하기 위해 PV 본체 평면 중 적어도 하나가 전방편과 교차하도록, 장착 프레임은 에지 요소에 제거가능하게 연결된 전방편을 포함한다. 전방편이 PV 본체 평면으로부터 이격될 때, PV 본체는 에지 요소들 사이로부터 제거가능하다. 지지 구조체는 PV 조립체를 지지면에 장착하고 PV 조립체를 지지면 상방에 지지한다. 소정 실시예에서 지지 구조체는, 하나의 PV 슁글 조립체의 상부 상호 잠금 요소가 인접 PV 슁글 조립체의 하부 상호 잠금 요소와 상호 결합가능할 수 있도록, PV 조립체를 지지면 상방에 지지하는 수직 지지 요소, 상부 PV 에지를 향해 위치된 상부 상호 잠금 요소, 및 하부 PV 에지를 향해 위치된 하부 상호 잠금 요소를 포함하는 지지 및 상호 결합 조립체를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 특징 및 이점이 첨부 도면과 관련해서 양호한 실시예가 상세하게 설명되어있는 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도1은 본 발명에 따라 만들어진 슁글 조립체의 배열체를 포함하는 지붕 시스템을 도시한 전체도이다.

도2 및 도3은 도1의 슁글 조립체를 도시한 상부 및 저부 등각도이다

도4는 도2의 슁글 조립체를 도시한 우측면도이다.

도5는 도1의 지붕 시스템의 슁글 조립체의 일 열을 도시한 측면도이다.

도6은 도5의 구조체의 일부를 도시한 확대도이다.

도7은 상부 및 하부 슁글 조립체의 지지 브라켓의 상부 및 하부 단부의 상호 잠금부를, 명확성을 위해 일부가 절취된 상태로 도시한 저면도이다.

도8은 상부 및 하부 슁글 조립체의 중첩 단부를 도시한 상면도이다.

도9는 측방향으로 인접한 슁글 본체의 측단부가 팬형 플래싱 요소의 분리기의 상부 단부에 인접하게 위치된 상태로 도시된, 도5 내지 도8의 팬형 플래싱 요소를 도시하는 도6의 선 9-9를 따라서 취한 단순화된 단면도이다.

도10 내지 도12는 도5 내지 도9의 팬형 플래싱 요소의 대체 실시예를 도시한 평면도, 측면도, 및 상부 사시도이다.

도13 및 도14는 도1 내지 도9의 슁글 조립체의 대체 실시예를 도시한, 도3 및 도5의 도면과 유사한 도면이다.

도15 내지 도27은 PV 본체의 하부 PV 표면에 대향하는 방화 실드를 사용하는 PV 슁글 조립체의 실시예를 도시한 도면이다.

도15는 상부 PV 표면상의 활성 영역이 일련의 장방형으로 도시된 다른 실시예를 도시한 상부 등각도이다.

도16은 전기 배선이 제1 슁글 조립체의 측면 에지로부터 연장하게 도시된, 지붕 시스템의 일부로서 슁글식 중첩 구성 내의 제1 및 제2 슁글 조립체를 도시한 상부 평면도이다.

도17은 도15의 슁글 조립체를 각 성분의 폭이 축소된 상태로 도시된 분해 등각도이다.

도18 및 도19는 도15의 슁글 조립체를 도시한 상부 평면도 및 정면도이다.

도20은 도19의 선 20-20을 따라서 취한 측단면도이다.

도21 및 도22는 제1 및 제2 상호 결합 에지 요소에 연결된 PV 본체 및 방화 실드를 도시한 도18의 선 21-21 및 선 22-22를 따라서 취한 확대 단면도이다.

도23은 도15의 슁글 조립체를 폭이 축소된 상태로 도시한 부분 우측, 상부, 정면 단면도이다.

도24는 전방편을 에지 요소에 고정하는 나사가 제거된 이후의 도15의 슁글 조립체를 에지 요소의 홈들 사이에 PV 본체가 활주하는 상태로 도시한 도면이다.

도25는 전방편 및 PV 본체의 제거 후의 도24의 구조체를 도시한 상부 평면도이다.

도26은 상호 결합 PV 슁글 조립체에 의해 형성된 통기 경로를 도시하는 도16의 선 26-26을 따라서 취한 확대 단면도이다.

도27은 통기 경로가 하부 방화 실드 표면을 따라서 연장하도록 방화 실드 및 하부 PV 표면 사이에 미소 간극이 있거나 간극이 없는 대체 실시예를 도시한 도22와 유사한 확대 단면도이다.

도28은 도15 내지 도27의 실시예에서와 같은 방화 실드를 사용하지 않는 PV 슁글 조립체의 대체 실시예를 도시한 상부 등각도이다.

도29는 도28의 조립체를 도시한 저부 등각도이다.

도30은 PV 모듈 조립체 및 조립체의 브라켓의 쌍을 도시하는 도29의 조립체의 부분 분해 저부 등각도이다.

도31은 도28의 조립체를 도시한 정면도이다.

도32는 도28의 2개의 슁글 조립체의 상호 결합을 도시한 단면도이다.

도1은 지붕 지지면(11)을 포함하는 지붕 시스템(10)을 도시하며, 지지면(11) 은 방수 및 복사 차단층(12)을 포함한다. 층(12)은 엘크 테크놀로지스 인크(Elk Technologies, Inc.)사의 버사실드 에스비2에스 파이어 배리어 패브릭(등록상표, VersaShield® SB2S Fire Barrier Fabric)과 같은 종래의 밑깔개(underlayment)일 수 있다. 일련의 측방향으로 연장하는 바텐(batten, 14)이 층(12) 위에 있는 지지면(11)에 장착된다. 지지면(12)은 캘리포니아주 얼바인 소재의 모니어라이프타일 엘엘씨(MonierLifetile LLC)사에 의해 판매되는 모니어라이프타일과 같은 종래의 콘크리트 기와(16)에 의해 덮여진다. 본 출원에서 사용된 바와 같이, 슁글은 벽 또는 경사식 지붕, 또는 다른 비수평면을 덮기 위해 사용되는 제품을 덮으며, 하나의 슁글의 하단부가 인접 슁글의 상단부를 중첩한다.

도2 및 도3은 도1에 도시된 슁글 조립체의 확대된 상부 및 저부 등각도이다. 각 슁글 조립체(18)는 상부 및 하부 표면(22, 24), 상부 에지(26), 하부 에지(28), 제1 측면 에지(30), 및 제2 측면 에지(32)를 가지는 슁글 본체(20)를 포함한다. 각 슁글 조립체(18)는 또한 상부와 하부 에지(26, 28) 사이에서 연장하는 한 쌍의 지지 브라켓(34)을 포함한다. 지지 브라켓(34)은 중앙부(40)에 의해 연결된 상부 및 하부 단부(36, 38)를 포함한다. 상부 단부(36)는 하부 표면(24)으로부터 하향으로 이격되어 연장하는 상부 지지 부분(42)을 포함한다. 부분(42)은 지지 브라켓(34) 및 이와 함께 슁글 본체(20)를 지붕용 못, 데킹용 나사 또는 다른 적절한 체결구(46)를 사용하여 지지면(11)에 고정하기 위해 사용되는 상부 지지 표면 결합부(44)를 포함한다. 접착제의 사용과 같은 다른 체결 시스템이 체결구를 대신하거나 이에 추가적으로 사용될 수 있다. 슁글 본체(20)의 상부 표면(22)은 상부 단 부(36)와 함께 정렬된 상부 에지(26)를 따라서 완충 부재(47)를 가진다. 하부 단부(38)는 슁글 본체(20)의 하부 에지(38)를 결합하는 클립(48)을 포함한다. 클립(48)이 강으로 만들어 진 경우와 같은 적절한 경우에, 고무 패드 또는 부틸 테이프와 같은 연성 폴리머 재료와 같은 보호 재료가 클립(48)과 슁글 본체(20) 사이에 위치될 수 있다. 브라켓(34)의 잔여부는 예컨대, 아연 도금강, 내후성 폴리머 또는 내후성 코팅을 구비한 폴리머로 만들어질 수 있다.

도5 내지 도8은 상부 슁글 조립체(50)의 하부 단부(54)가 하부 슁글 조립체(52)의 상부 단부(56)를 중첩하는 상태로 지지면(11)에 장착된 제1 상부 슁글 조립체(50) 및 제2 하부 슁글 조립체(52)를 도시한다. 지지 브라켓(34)의 하부 단부(38)는 하부 표면(24)으로부터 하향으로 이격되어 연장하는 하부 지지 부분(58)을 포함한다. 클립(48)은 자동 태핑 나사(self-tapping screw, 59), 또는 다른 적합한 수단에 의해 부분(58)에 고정된다. 부분(58)은 슁글 조립체(52)의 상부 에지(26)를 따라서 있는 완충 부재(47) 상에 놓여지는 한 쌍의 지지 부재(60)를 포함한다. 부분(50)은 또한 내부에 개구(64)가 형성되어 있는 하향 연장 탭(62)을 포함한다. 개구(64)는 지지 브라켓(34)의 상부 단부(36)로부터 연장하는 결합 요소(65)의 수용을 위해 치수화되고 위치설정된다.

지지 브라켓(34)의 상부 단부(36)는 하부 슁글 조립체(52)의 슁글 본체(20)의 상부 에지(26)를 지지면(11) 상방으로 제1 거리(66)에 위치설정하여, 이들 사이에 제1 간격(68)을 생성한다. 상부 슁글 조립체(50)의 슁글 본체(20)의 하부 에지(28)는 하부 슁글 조립체(52)의 슁글 본체(20)의 상부 표면(22)으로부터 이격되 어 이들 사이에 제2 간격(70)을 생성한다. 개방 영역(72)이 상부 슁글 조립체(50) 아래에 생성되고, 제1 및 제2 간격(68, 70)은 유체적으로 결합된다.

도7 내지 도9를 참조하면, 팬형 플래싱 요소(pan flashing element, 74)는 측방향으로 인접한 슁글 조립체(18)의 측면 에지(30, 32) 사이로 흐를 수 있는 빗물을 수집하기 위해 사용된다. 요소(74)는 기부(76) 및 기부로부터 제1 및 제2 측면 에지(30, 32) 사이의 위치까지 상향으로 연장하는 분리기(78)를 포함한다. 기부(76)는 분리기(78)의 한 측면 상에 제1 및 제2 빗물 유도부(80, 82)를 한정한다. 팬형 플래싱 요소는 위에 있는 기와의 중량 및 위에 있는 기와를 적소에 유지하는 체결구에 의해 생성된 힘에 의해 적소에 고정된다. 분리기(78)의 사용은 바람에 날려온 물질, 특히 빗물이 기부(76)의 빗물 유도부(80, 82) 내에 수집되는 것을 보장하는데 기여한다. 도5, 도6 및 도8을 참조하면, 개방 영역(72) 내로 공기의 이동을 허용하여, 슁글 본체(20)의 하부측을 냉각하고 과다한 습기가 축적되는 것을 방지하면서, 바람에 날려온 빗물 및 곤충의 침입, 새가 둥지를 트는 것, 및 다른 바람직하지 않은 상황을 방지하기 위해 공기 투과성 침입 차단부(84)가 제2 간격(70) 내부에 위치된다. 적합한 침입 차단부(84)는 코르-아-벤트(Cor-A-Vent)와 같은 인디아나주 미샤와카 소재의 코르-아-벤트 인크(Cor-A-Vent Inc.)사에 의해 판매되는 재료의 천공식 플라스틱 블록이다. 그 내구성 및 효과적인 불연성으로 인해 미네소타주 미니애폴리스 소재의 벨콤 테크놀로지스(Bellcomb Technologies)에 의해 판매되는 폴리카보네이트 허니콤(polycarbonate honeycomb)도 양호하다.

선적 및 설치 과정에서 브라켓을 적소에 유지하기 위해 지지 브라켓(34)과 슁글 본체(20)의 하부 표면(24) 사이에 소정 유형의 접착제가 사용될 수 있다. 최근 양호한 접착제로는 전체적으로 연성이며 접착성을 유지하는 부틸 테이프가 있다. 팬형 플래싱 요소(74)는 24 게이지 아연 도금강과 같은 적절한 소정의 재료로 만들어질 수 있다.

도10 내지 도12는 구체적으로 모니어라이프타일 제품의 기와(16)와 함께 사용되도록 설계된 도5 내지 도9의 플래싱 팬 요소(74)의 대체 실시예를 유사한 요소는 유사한 도면 부호로 지시된 상태로 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 플래시 팬 요소(74)의 본 실시예의 코너부에 절결부(86)가 존재한다.

도13 및 도14는 도2 내지 도4의 슁글 조립체의 대체 실시예를 유사한 요소는 유사한 도면 부호로 지시된 상태로 도시한다. 주요한 차이점은 개구(64)가 지지 브라켓(34)의 (이전의 실시예에서는 하부 단부(38)이었던 것과는 반대로) 상부 단부(36)에 형성되어 있다는 것과 결합 요소(66)가 지지 브라켓(34)의 하부 단부(38)의 일부라는 점이다.

콘크리트 기와(16)를 사용할 때, 설치는 종래의 콘크리트 기와 지붕 설치와 같이, 기와(16)가 우측에서 좌측으로 진행하면서 (열이) 지붕의 저부로부터 상부를 향해 놓여지는 상태(모든 방향은 지붕을 대면했을 때의 방향)로 진행될 것이다. 통상적으로 기와(16)는 바텐(14) 상에 후크되는 립부(도시 안됨)를 가진다. 콘크리트 기와(16)는 일반적으로 각 열이 그 아래의 열로부터 기와 폭의 1/2 만큼 편향되도록 지그재그식으로 된다. PV 슁글 조립체(18)가 설치되어야 할 곳에, 저부 우측 기와의 우측 기와(16)는 콘크리트 톱에 의해 절단될 것이다. 만일 슁글 조립 체(18)의 에지가 밑의 기와의 중간에 위치하면, 인접하는 전체 기와의 걸친 부분(underhanging tongue)은 절단될 것이다. 그렇지 않으면, 절단 에지가 대략 밑의 2개의 기와 사이에 대략 정렬되도록 기와는 절반으로 절단될 수 있다. 이후에 이중 팬형 플래싱(74)이 분리기(78)와 함께, 기와의 측면 에지에 실제적으로 인접하게 인접 콘크리트 기와의 하방에 위치된다. 이후, PV 슁글 조립체 배열체의 전체 폭은 이중 팬형 플래싱(74)의 분리기(78)용 공간과 함께 PV 슁글 조립체(18) 사이의 간격을 포함하여 구획된다. 각 PV 슁글 조립체(18)는 양호하게 4개 등과 같이 콘크리트 기와의 전체 수에 걸치도록 설계된다. 슁글 조립체(16)의 배열체의 좌측에는 1/2 기와 또는 전체 기와(걸쳐진 설부가 절단되지 않은) 중 하나가 타일(16)의 에지에 가능한 한 인접하게 분리기(78)를 구비한 이중 팬형 플래싱(74)과 함께 설치될 수 있다. 2개의 팬형 플래싱(74) 사이의 거리는 이후에 정확한 거리가 되도록 확인된다. 일단 이것이 달성되면, 브라켓(34)의 제1 저부 열이 정확한 간격으로 지지면(11) 내로 통과하는 체결구(46)로써 설치된다. 브라켓(34)의 제1 열은 콘크리트 기와(16)의 상부 에지에 대향하여 위치된 지지 부재(60)를 가진다. PV 슁글 조립체(18)의 제1 열은 이후에 브라켓(34)의 제1 열과 상호 결합된다. 이중 팬형 플래싱(74)은 열을 이루는 각각의 PV 슁글 조립체(18) 사이에 위치된다. 일단 PV 슁글 조립체(18)의 제1 저부 열이 완성되면, 콘크리트 기와(16)의 잔여부가 종래대로 설치된다. 이후 콘크리트 기와(16)의 다음 열이 시작된다. PV 슁글 조립체 영역에 도달하면, 설치는 각 브라켓(34)의 지지 부재(60)가 아래 놓인 브라켓(34)의 상부 단부(36)와, 상부 에지(26)에서 슁글 본체(20)에 접착된 완충 부 재(47)와 상호 결합하는 것을 제외하면 전술된 바와 같이 진행된다. 본 설치 프로세스의 과정에서, PV 슁글 조립체(18)는 일렬로 함께 배선되고 접지 점퍼는 모든 금속 부품[팬 플래싱(74) 및 브라켓(34)] 사이에 설치된다. 모든 가정용 배선(home runs)은 PV 슁글 조립체(18) 아래에 설치되며, 하나의 관통을 필요로 하면서 밀봉된 출구 박스를 통해 지지면(11)을 통과해 지나간다.

전술된 실시예에 다른 변경 및 변동이 이루어질 수 있다. 예컨대, 2개 이상 또는 미만의 지지 브라켓(34)이 사용될 수 있다. 각 지지 브라켓은 중앙 부분을 포함하지 않을 수 있다. 또한 단일 지지 브라켓이 하나 이상의 상부 단부(36) 및/또는 하부 단부(38)를 가질 수 있다. 전술된 것이 아닌 다른 설치 방법이 또한 사용될 수 있다.

도15 내지 도27은 본 발명의 또 다른 실시예를 유사한 요소는 유사한 도면 부호로 지시된 상태로 도시한다. 도17 및 도20을 참조하면, 각각의 상기 실시예에서 PV 슁글 조립체(18)는 PV 본체(20)의 하부 PV 표면(24)에 대향하는 방화 실드(90)를 사용한다. 도15는 상부 PV 표면(22) 상의 활성 영역(92)이 2열의 장방형으로 도시된 PV 슁글 조립체(18)의 상부 등각도이다. 활성 영역(92) 상부의 개방된, 비활성화 영역은 PV 조립체(18)의 중첩을 수용한다. 도16은 지붕 시스템(10)의 일부로서 슁글화, 중첩 구성에서 제1 및 제2 슁글 조립체(50, 52)의 상부 평면도이다. 도16에 도시된 전기 배선(94)은 제1 슁글 조립체(50)의 측면 에지(30, 32)로부터 연장한다.

PV 슁글 조립체(18)는 PV 조립체(95)와 지지 및 상호 결합 조립체(97)를 포 함한다. 조립체(97)는 PV 조립체(95)를 지지면(11) 상에 지지하기 위해 사용된다. 조립체(97)는 또한 인접 PV 슁글 조립체(18)를 서로 상호 결합하기 위해 사용된다. 도17을 참조할 수 있다. PV 조립체(95)는 PV 본체(20), 방화 실드(90) 및 연결 부재(94)로 지칭되는 것을 포함한다. 도17 및 도18을 참조하면, 연결 부재(94)는 전방편(104)에 의해 에지 요소(96, 98)의 하부 단부(100, 102)에서 서로 고정되는 제1 및 제2 상호 결합식 에지 요소(96, 98)를 포함한다. 한 쌍의 나사(106)가 전방편(104)을 통과해 지나가고, 전방편(104)을 에지 요소(96, 98)에 고정한다. 발포 테이프(108)의 띠가 전방 편(104)과 하부 PV 에지(28) 사이에 위치되어서 PV 본체(20)가 손상되는 것으로부터 보호되도록 기여한다. 낮은 마찰 활주 테이프(110)가 PV 본체(20)의 제1 및 제2 측면 에지(30, 32)에 장착된다. 도21 및 도22를 참조하면, 활주 테이프가 덮인 에지(30, 32)는 제1 및 제2 에지 요소(96, 98) 내부에 형성된 홈(112, 114) 내부에 위치된다. 이하에서 도24를 참조하여 논의될 바와 같이, 활주 테이프(110)는 에지 요소(96, 98)의 홈(112, 114) 내부에 PV 본체(20)의 제1 및 제2 측면 에지(30, 32)의 활주식 결합을 촉진한다. 방화 실드(90)는 방화 실드(90)를 통과하여 에지 요소(96, 98) 내로 지나가는 나사(120)에 의해 에지 요소(96, 98)의 하부 단부(100, 102) 및 상부 단부(116, 118)에 고정된다.

지지 및 상호 결합 조립체(97)는 지지면(11) 상에 PV 조립체(95)를 수직으로 지지하기 위한 수직 지지 구조체(122)를 포함한다. 구조체(122)는 한 쌍의 테이퍼진 중앙 지지부(124)를 포함한다. 중앙 지지부(124)는 상부 PV 에지(26) 및 하부 PV 에지(28) 사이에서 연장하는 선을 따라서 연장한다. 이러한 선을 따르는 중앙 지지부(124)의 길이는 양호하게 상부 및 하부 에지(26, 28) 사이의 거리의 적어도 50 %이다. 중앙 지지부(124)는 전체적으로 U자형 단면 형상을 가지며 각 단부에 장착 탭(126)을 가진다. 중앙 지지부(124)의 상부 단부(128)는 도24 및 도25에 도시된 바와 같이 방화 실드(90) 내에 형성된 개구(130)를 통과해 지나간다. 장착 탭(126)은 도26에 도시된 바와 같이 리벳(132)에 의해 방화 실드(90)에 고정된다. 한 쌍의 탄성, 통상 고무 패드(134)가 각 중앙 지지부(124)의 상부 단부(128)와 하부 PV 표면(24) 사이에 위치된다. 중앙 지지부(124)는 방화 실드(90)와 패드(134)와 함께 방화 실드, 중앙 지지부(124)에 장착된 다양한 구조체를 지지할 뿐만 아니라, 예컨대, 위로 사람이 걸어갈 때 PV 본체(20)의 과도한 변형을 방지하는 데 기여하기도 한다.

수직 지지 구조체(122)는 또한 지지면(11)에 대향하여 놓여지고 못, 나사 및 접착제를 포함하는 통상적인 또는 비통상적인 구조체에 의해 지지면(11)에 체결되는 기부(138)를 각각 가지는 한 쌍의 상부 장착 브라켓(136)을 포함한다. 장착 브라켓(136)은 또한 방화 실드(90)의 상향 절곡된 에지(142)가 리벳(144)에 의해 고정되는 직립부(140)를 가진다. 직립부(140)는 또한 내부에 상부 PV 에지(26)가 수납되는 전체적으로 U자형 클립(146)을 포함한다. 클립(146)은 PV 본체(20)가 에지 요소(96, 98) 사이에서 삽입되는 깊이 정도를 한정한다. 따라서, PV 조립체(95)는 주로 중앙 지지부(124) 및 장착 브라켓(136)에 의해 지지되며, 이들은 모두 방화 실드(90)에 결합한다.

지지 및 상호 결합 조립체(97)는 또한 상부 및 하부 상호 잠금 요소를 포함 한다. 상부 장착 브라켓(136)은 직립부(140)로부터 연장하는 탭(148)을 포함한다. 탭(148)은 상부 상호 잠금 요소로서 기능한다. 하부 상호 잠금 요소(150)는 본체(152)의 단부를 통해, 방화 실드(90)를 통과하여 단부 요소(96, 98)의 내부로 지나가는 나사(156)를 사용하여 방화 실드(90)의 하부 표면(154)에 인접하게 고정되는 긴 L자형 본체(152)를 포함한다. 본체(152)는 탭(148)의 수용을 위해 치수화된 다수의 슬롯(158, 159, 160)을 가진다. 슬롯(158, 159, 160)의 전체 폭은 탭(148)의 폭에 비해 소정 거리만큼 큰 치수를 가진다. 이는 슁글 조립체가 인접 슁글 조립체에 대한 상대적인 위치의 범위에 걸쳐 측방향으로 지그재그식이 될 수 있게 한다. 이러한 유연성은 예컨대, 슁글 조립체(18)가 모임 지붕(hip roof)의 외형을 따를 수 있게 하기위해 중요하다. 본 개시된 실시예에서 소정 거리는 하부 PV 에지(28)의 길이의 적어도 대략 20 %이다.

도20 및 도26에 도시된 바와 같이, 통기 경로(162)는 하부 PV 에지(28)에 있는 전방편(104)으로부터, 방화 실드(90) 내의 통기 입구 개구(164)를 통해, 방화 실드(90)의 상부 표면(168)과 PV 본체(20)의 하부 표면(24) 사이에 한정된 개방 영역(166)을 통해 연장된다. 통기 경로(162)는 방화 실드(90) 내의 통기 출구 개구(170) 및 방화 실드(90)의 상향 절곡된 에지(142) 사이를 통해 개방 영역(166)으로 빠져나간다. 이후 통기 경로(162)는 상부 PV 에지(26)를 지나 연장되고 인접 상류 PV 슁글 조립체(18)의 방화 실드(90)의 하부 표면(154) 아래 영역(169)으로 진입한다. 통기 경로(162)를 따르는 공기의 유동은 PV 본체(20)를 냉각시키는데 기여하며 따라서 에너지 변환 효율을 증가시킨다. 지지면(11)의 경사는 굴뚝 효과 로 인해 통기 경로(162)를 따르는 공기를 당기는 데 기여한다. 개방 영역(166)을 통과하는 모든 공기, 또는 적어도 실질적인 모든 공기가 지붕 시스템(10)의 다른 PV 슁글 조립체(18)의 개방 영역을 지나온 것이 아니라는 사실을 인식하는 것이 중요하다. 공기가 하나의 조립체(18)의 통기 출구 개구(170)를 통과한 후에, 신선하고 상대적으로 시원한 공기가 조립체(18)의 통기 입구 개구(164)로 진입하도록, 상기 공기는 상류 조립체의 방화 실드(90) 밑으로 지나간다.

PV 슁글 조립체는 콘크리트 기와(16)와 동일한 방식으로 지지면(11)에 대해 발수 슁글로서 기능한다는 것이 중요하다. 발수(rain-shedding) 특징은 통상적으로 대략 7.5 cm(3 인치) 만큼 하부 슁글 조립체(52)에 상부 슁글 조립체(50)를 중첩함으로써 제공된다. 발수 특징은 또한 제1 상호 결합가능한 에지 요소(96) 아래에 제2 상호 결합가능한 에지 요소(98)의 연장부(171)를 배치함으로써 측방향으로 인접한 조립체(18) 사이에서도 제공될 수 있다. 도21 및 도22에 도시된 바와 같이, 에지 요소(96, 98)는 또한 측면 에지(30, 32) 및 홈(112, 114) 사이에서 샐 수 있는 어떤 물도 수집하도록 내부 드레인 도관(173)을 포함할 수 있다.

도26에 도시된 바와 같이, 제1 상부 슁글 조립체(50)의 전방편(104)과 제2 하부 슁글 조립체(52)의 슁글 본체(20) 사이에 간격(172)이 존재한다. 간격(172)은 통기 경로(162)의 시작 부분으로서 기능한다. 그렇지만, 적어도 빗물이 날려오는 것, 또는 그렇지 않으면 간격(172)을 통해, 슁글 조립체(52)의 상부 PV 에지(26)를 지나 지지면(11)상으로 지나가는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이를 방지하기 위해, 방화 실드(90)의 하부 표면(154)에 인접한 PV 슁글 조립체의 전체 폭을 따라서 빗물받이(174)가 장착된다. 빗물받이(174)는 빗물받이의 일단부에 있는 구멍을 통해, 방화 실드(90)를 통과하여, 에지 요소(96, 98) 내로 지나가는 나사(120)에 의해 적소에 고정된다. 도26에서 탄성 패드(176)가 빗물받이(174)의 하부 다리부(178)와 PV 본체(20)의 상부 표면(22) 사이에 위치된다. 그렇지만, 많은 혹은 대부분의 경우에 패드(176)를 생략하고 하부 다리부(178)의 말단부(180)가 표면(22)에 효과적으로 접촉하도록, 즉, 빗물받이(174)가 표면(22)에 접촉하여 여전히 효과적인 빗물받이로서 기능할 수 있을 정도로 충분히 표면(22)에 밀접하도록 빗물받이(174)를 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 비록 빗물받이(174)와 상부 PV 에지(26) 사이에서 표면(22) 상에 수집될 수 있는 소량의 빗물이 빗물받이(174)와 표면(22) 사이에서 표면(22) 아래로 새는 것을 허용할 수 있지만, 이는 빗물받이(174)와 표면(22) 사이로 빗물이 날아오는 것을 방지하기에 충분한 밀봉을 제공할 것이다.

본 설계의 이점 중 하나는 간단히 나사(106)를 제거함으로써 전방편(104)이 에지 요소(96, 98)사이로부터 제거될 수 있고, 도24에서 제시된 바와 같이 이후 PV 본체(20)가 간단한 활주에 의해 에지 요소(96, 98) 사이로부터 제거될 수 있다는 점이다. 만일 필요하다면, PV 슁글 조립체(18)가 인접 조립체(18)로부터 연결 해제될 수 있고 PV 본체(20)가 완전히 제거되도록 전기 연결이 방화 실드(90) 내의 통기 출구 개구(170)를 통해 접근될 수 있다. 이는 조사, 시험, 세척, 수리 또는 교체 중 하나 이상의 이유로 PV 슁글 조립체(18)의 배열체로부터 PV 본체의 제거를 가능하게 한다.

본 설계의 다른 이점은 방화 실드(90)의 사용을 통해 발생한다. 방화 실드(90)를 포함하는 PV 슁글 조립체(18)의 설계는 종래의 PV 슁글 조립체보다 우수한 소정의 화재 안전성 개선점을 제공한다.

종래의 PV 본체(20)는 통상적으로 하부 표면(24)으로 연장하는 가연성 폴리머 함유 기판을 덮는 불연성 유리 상부 표면(22)을 포함한다. 화재 발생시에, PV 본체(20)는 통상적으로 하부 표면(24)에 가연성 가스를 발생시킨다. 방화 실드(90)를 사용하지 않는다면, 산소가 이용되어 상기 가연성 가스를 연소시킬 수 있고, 따라서, PV 본체(20)는 급속하게 연소된다. 방화 실드(90)를 사용하면, 개방 영역(166) 및 하부 표면(24)으로의 산소의 접근을 방지함으로써, 연소율이 감소된다. 이러한 가연성 가스는 이후 통기 개구(164, 170)를 통해 지나가면서 개방 영역(166)으로부터 우회된다. 에지 요소(96, 98)는 에지 요소 및 개방 영역(166) 내외로 지나가는 공기 또는 다른 기체의 유동을 방지하기 위한 공기 유동 차단부로서 기능한다. 통기 입구 개구(164)를 통해 지나가는 우회된 기체는 일반적으로 측면 슁글 조립체(18)에서 또는 상부에서 연소된다. 통기 출구 개구(170)를 통해 지나가는 가연성 가스는 방화 실드(90)와 지지면(11) 사이의 영역(169) 내의 상대적인 산소의 비활용성으로 인해 보다 느린 속도로 연소된다. 그러므로, 방화 실드(90)는 PV 본체(20)의 연소 속도를 저감시킴으로써 화재 안전성을 증진시키는데 기여한다.

지붕 시스템의 화재율을 결정하기 위해 사용된 종래의 시험은 30.5 cm × 30.5 cm × 5.7 cm(12" × 12" × 2.25")의 치수 및 2500 g +/- 50 g의 중량을 가 지는 목재 연소 블록을 사용하며, 상기 목재 블록은 537 ℃ 내지 815 ℃(1000 ℉ 내지 1500 ℉)의 온도에서 연소한다. 지붕 표면이 그 구조적 일체성을 유지하는지 여부를 알아보기 위해 목재 연소 블록이 지붕 구조체 위에 배치된다. 양호하게 방화 실드(90)는 상기 시험을 통과하도록 설계된다. 양호한 일 실시예에서, 방화 실드(90)는 적어도 0.61 mm(0.024") 두께의 강판이다.

방화 실드(90)의 효과를 유지하는 데 기여하기 위해, 하부 PV 표면(24)의 면적에 대한 상부 방화 실드 표면(68)의 면적비는 적어도 0.7 내지 1.0인 것이 양호하다. 또한, 방화 실드로부터 지지면(11)으로의 열 에너지의 복사를 최소화시키기 위해 방화 실드(90)는 복사 차단부로서 기능하는 것이 양호하다. 금속판의 방화 실드(90)를 만드는 것은 본질적으로 그 바람직한 복사 차단부 특징을 제공한다.

도27은 방화 실드(90A)와 하부 PV 표면(24) 사이에 미소 간극이 있거나 간극이 없는 대체 실시예의 도22와 유사한 확대 단면도이다. 상기 실시예로써, 통기 경로(162)가 하부 방화 실드면(154) 아래로 통과하도록 방화 실드(90A)는 통기 입구 개구(164)를 가지지 않는다. 비록 상기 실시예가 도15 내지 도26의 이전 실시예의 경우와 같이 PV 본체(20)를 냉각하는 수준을 제공하지 않지만, 방화 실드(90)의 상부 표면(68)에 고가의 감열성 팽창 페인트를 사용할 근본적인 필요성을 제거한다. 즉, 도15 내지 도26의 넓은 간격을 가지는 방화 실드(90)의 상부 표면(68) 상에 감열성 팽창 페인트등과 같은 것을 사용하여 개방 영역(166)을 차단하거나 충진하는 것이 바람직하거나 필수적일 수 있다. 그러므로, 도15 내지 도26의 넓은 간격 실시예에 대해서 낮은 작동 온도와 높은 전기적 발전 효율과 도27의 미소 간 격 실시예에 대해서 높은 작동 온도와 낮은 전기적 발전 효율이 맞교환될 수 있다.

다양한 부품이 실외 환경에서 사용되기에 적합한 통상적인 또는 비통상적인 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 양극처리되거나 페인트 마감된 압출 알루미늄이 에지 요소(96, 98)용으로 사용될 수 있고, 아연도금, 글라바륨(Glavalume, 등록상표), 또는 알루미늄 도금 강이 중앙 지지부(124), 장착 브라켓(136) 및 하부 상호 잠금 요소(150)용으로 사용될 수 있는 한편, 양극처리되거나 페인트 마감된 알루미늄판이 빗물받이(174) 용으로 사용될 수 있다.

도28 내지 도32는 PV 슁글 조립체(18)의 대체 실시예를 유사한 요소는 유사한 도면 부호로 지시된 상태로 도시한다. 본 실시예는 도15 내지 도27의 실시예에서와 같이 방화 실드를 사용하지 않으며, 따라서 저가용 대체물이 될 수 있다. 본 실시예는 PV 본체(20)가 실질적으로 비인화성일 때 매우 유용할 수 있다. 실질적인 비인화성 PV 본체(20)의 일예로는 일 측면 상에 유리층을 가지는 적층물이 있다.

도28 내지 도32의 PV 슁글 조립체(18)는 PV 모듈 조립체(186) 및 한 쌍의 브라켓 조립체(188)를 포함한다. PV 모듈 조립체는 허니콤 재료의 블록으로 만들어진 빗물받이(190)를 포함한다. 허니콤 재료는 그 축들이 정렬되도록 하나로 접합된 플라스틱 스트로우와 같은 것으로 생각될 수 있다. 허니콤 재료를 통과해 지나가는 통로의 단면 직경은 양호하게 3 내지 6 mm의 범위이다. 통로는 원형, 육각형, 또는 다른 장방형 또는 동일하거나 상이한 직경을 가지는 불규칙한 단면 형상을 가질 수 있다. 통로의 축은 에지 요소(96, 98)에 대해 전체적으로 평행하다. 시험은 표면장력으로 인해 상기 통로를 통해서 미량의 빗물이 통과하거나 통과하지 못한다는 것을 보여주었다. 이는 물이 빗물받이(190)를 통해서 이동하는 것을 방지한다. 그렇지만, 도31을 참조하면, 비가 없는 조건하에서 본체(20)를 냉각시키도록 빗물받이(190)를 통한 공기 유동에 대해 전체 전방면(192)은 실질적으로 개방된다.

개시된 실시예에서, 빗물받이(190)는 통상적으로 접착제에 의해 하부 표면(24)에 고정된다. 빗물받이(190)는 상부 에지(26)를 따라서 PV 본체(20)의 상부 표면(22)에 고정될 수 있다. 또한, 빗물받이(190)는 지지면(11)에 PV 조립체가 장착된 후에 인접 PV 조립체(18)의 중첩부 사이에 고정되는 별개 성분일 수 있다.

도30을 참조하면, PV 모듈 조립체(186)는 또한 각 브라켓 조립체(188)에 대해 PV 본체920)의 하부 표면에 접착된 장착 브라켓(194)을 포함한다. 장착 브라켓(194)은 브라켓 조립체(188)의 하부 상호 잠금 요소(150)를 도시 안 된 통상적인 나사를 사용하여 PV 본체(20)의 하부 표면(24)에 고정하기위해 사용된다. 일단 지지면(11) 상에 장착되면, PV 모듈 조립체(186)는 장착 브라켓(194)으로부터 연결 해제될 수 있고, 지지면(11)에 고정된 장착 브라켓(136)을 떠나 제거될 수 있다.

도28 내지 도32의 PV 슁글 조립체(18)의 접근가능한 부분, 특히 에지 요소(96, 98) 및 빗물받이(190)는 비전도성 재료로 만드는 것이 양호하다. 그렇게 함으로써, 접지할 필요성을 제거할 수 있고, 이는 큰 이점이 될 수 있다. 에지 요소(96, 98) 및 빗물받이(190)는 양호하게 또한 낮은 인화성을 가진다. 또한, 바람직하게 에지 요소(96, 98)는 양호한 내후성을 가진다. 에지 요소(96, 98)용으로 양호한 재료로는 티에스이 인더스트리스(TSE Industries)사로부터 입수가능한 것과 같은 등록상표 도우-코닝 실라스틱(Dow-Corning Silastic®) 21180, 연소 지연제 EPDMs, 및 세라믹과 같은 소정 실리콘 고무와 같은 재료가 포함된다. 등록상표 지이 렉산(GE Lexan®) 950, 950A, 953과 같은 소정의 폴리카보네이트는 빗물받이용으로 양호한 재료라는 것을 발견하였다.

이하의 청구범위에서 한정된 바와 같은 본 발명의 주제로부터 벗어나지 않고 다른 변경 및 변형이 개시된 실시예에 이루어 질 수 있다. 예컨대, 각 조립체918)의 하부 에지를 지지면에 고정할 필요성을 제거하면서 PV 슁글 조립체(18)가 서로 상호 체결하게 하는 대신에, 각 조립체(18)는 상부 에지와 마찬가지로 하부 에지를 따라서도 예컨대, 못 또는 나사로써 적절한 지지 구조체를 사용하여 지지면(11)에 체결될 수 있다. 즉, 각 PV 슁글 조립체(18)는 통상 그 상부 및 하부 에지 또는 그 측면 에지를 따라서 지지면에 독립적으로 고정될 수 있다. 또한, 전방편(104)은 방화 실드(90)에 해제가능하게 고정되는 등에 의해, 에지 요소(96, 98)에 간접적으로 연결 또는 결합될 수 있다. 또한, 전방편(104)은 에지 요소(96, 98) 및 방화 실드(90) 중 하나, 일부 또는 전체와 결합하는 하나 이상의 클립과 같은, 하부 PV 에지(28)의 전체 길이를 따라서 연장하지 않는 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 전방편(104)은 예컨대, 에지 요소(96, 98)로부터 해제된 이후에 PV 본체(20)에 고정된 상태로 남아있을 수 있다.

상기 본 명세서에 참조된 일부 및 모든 특허, 특허 출원 및 간행물은 참조로서 합체된다.

Claims (27)

1. 지지면에 장착되기 위한 슁글 시스템이며,

   제1 상부 및 제2 하부 슁글 조립체를 포함하고,

   각각의 제1 및 제2 슁글 조립체는,

   지지 브라켓과,

   상부 표면, 하부 표면, 및 제1 및 제2 측면 에지에 의해 연결된 상부 및 하부 에지를 포함하며 지지 브라켓에 고정된 슁글 본체를 포함하고,

   상기 지지 브라켓은 상부 및 하부 단부를 포함하고,

   상부 단부는 하부 표면으로부터 이격되어 연장되는 상부 지지부를 가지고, 상부 지지부는 슁글 본체의 상부 에지가 지지 표면으로부터 제1 거리에 위치될 수 있어서 그들 사이에 제1 간격을 생성하도록 지지 표면과 결합가능한 상부 지지-표면-결합부를 가지며,

   하부 단부는 하부 표면으로부터 이격되어 연장되는 하부 지지부를 가지며,

   제1 및 제2 슁글 조립체가 서로 중첩하도록, 제1 슁글 조립체의 하부 에지를 따르는 슁글 본체의 부분은 제2 슁글 조립체의 상부 에지를 따르는 슁글 본체의 부분을 중첩하고,

   제2 슁글 조립체와 결합 가능한 제1 슁글 조립체의 지지 브라켓의 하부 지지부는 제2 슁글 조립체의 슁글 본체의 상부 표면으로부터 이격되게 제1 슁글 조립체의 슁글 본체의 하부 에지를 위치설정하여, (1) 제1 슁글 조립체의 슁글 본체의 하부 표면과 제2 슁글 조립체의 슁글 본체의 상부 표면 사이에 제2 간격과, (2) 제1 슁글 조립체의 아래에 제1 및 제2 간격을 유체적으로 연결하는 개방 영역을 생성하고,

   (1) 제1 슁글 조립체의 지지 브라켓의 하부 단부와 (2) 제2 슁글 조립체의 지지 브라켓의 상부 단부 중 선택된 하나는 제1 슁글 조립체의 슁글 본체로부터 이격되어 제2 슁글 조립체의 슁글 본체의 상부 표면의 하방 위치까지 하향으로 연장하는 탭을 포함하고, 탭은 그 내부에 형성된 개구를 가지며,

   (1) 제1 슁글 조립체의 지지 브라켓의 하부 단부와 (2) 제2 슁글 조립체의 지지 브라켓의 상부 단부 중 다른 하나의 지지 브라켓의 상부 단부는 상기 개구 내부에 결합되어 개구에 의해 완전히 둘러싸여지는 결합 요소를 포함하는 슁글 시스템.
2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 슁글 조립체는 광 발전(PV) 슁글 조립체인 슁글 시스템.
3. 제1항에 있어서, 지지 브라켓은 상부 및 하부 단부를 연결하는 중앙부를 포함하는 슁글 시스템.
4. 제1항에 있어서, 탭 내의 개구는 슁글 본체의 하부 에지에 대해 평행하게 연장되며, 결합 요소는 슁글 본체의 하부 에지에 수직으로 연장되는 슁글 시스템.
5. 제1항에 있어서, 제1 슁글 조립체의 상부 지지-표면-결합부는 지지 표면-결합 체결구를 포함하고, 지지 표면-결합 체결구는 제1 슁글 조립체의 구조체 위에 놓이지 않는 슁글 시스템.
6. 제1항에 있어서, 지지 브라켓의 하부 단부는 슁글 본체의 하부 에지와 결합하는 슁글 시스템.
7. 제1항에 있어서, 지지 브라켓의 하부 단부는 슁글 본체의 하부 에지와 결합하는 클립을 포함하는 슁글 시스템.
8. 제1항에 있어서, 각각의 제1 및 제2 슁글 조립체는 제1 및 제2의 상기 지지 브라켓을 포함하고, 상기 제1 및 제2 지지 브라켓은 측방향으로 이격되어있는 슁글 시스템.
9. 제1항에 있어서, 지지 브라켓은 제1 및 제2 측면 에지로부터 기격되어 있는 슁글 시스템
10. 제1항에 있어서, 제2 간격 내부에 위치된 공기 투과성 빗물 침입 차단부를 더 포함하는 슁글 시스템.
11. 빌딩 표면과,

    빌딩 표면에 장착된 제1항에 따른 슁글 시스템을 포함하는 빌딩 표면 조립체.
12. 제11항에 있어서, 빌딩 표면에 장착된 제3 상부 및 제4 하부 슁글 조립체를 도 포함하고, 제3 및 제4 슁글 조립체의 슁글 본체의 제2 측면 에지는 각각 제1 및 제2 슁글 조립체의 슁글 본체의 제1 측면 에지와 대향하여 위치되는 빌딩 표면 조립체.
13. 제11항에 있어서, 빌딩 표면은 방수 및 복사 차단부를 포함하는 빌딩 표면 조립체.
14. 제11항에 있어서, 빌딩 표면에 장착된 복수개의 슁글 기와를 더 포함하며, 슁글 기와의 적어도 일부는 슁글 조립체에 인접하는 빌딩 표면 조립체.
15. 지지면에 장착하기 위한 광 발전(PV) 슁글 조립체이며,

    상부 PV 표면, 하부 PV 표면, 상부 PV 에지, 하부 PV 에지 및 측면 PV 에지를 가지는 PV 본체, 및 PV 본체가 장착되는 장착 프레임을 포함하는 PV 조립체와,

    PV 조립체에 장착되는 지지 및 상호 결합 조립체를 포함하며,

    지지 및 상호 결합 조립체는,

    PV 조립체를 지지면 상에 지지하는 수직 지지 요소와,

    상부 PV 에지를 향해 위치된 상부 상호 잠금 요소와,

    하부 PV 에지를 향해 위치된 하부 상호 잠금 요소를 포함하며,

    하나의 PV 슁글 조립체의 상부 상호 잠금 요소는 인접 PV 슁글 조립체의 하부 상호 잠금 요소와 상호 결합가능하며,

    상부 및 하부 상호 잠금 요소 중 선택된 하나는 탭 폭을 가지는 탭을 포함하고, 상부 및 하부 상호 잠금 요소 중 다른 하나는 슬롯 폭을 가지는 슬롯을 포함하며, 인접 슁글 조립체에 대한 하나의 슁글 조립체의 측방향 조정을 허용하기 위해 슬롯 폭은 탭 폭에 비해 소정의 거리만큼 큰 치수를 가지며, 상기 소정 거리는 하부 PV 에지의 길이의 적어도 대략 20 %인 슁글 조립체.
16. 제15항에 있어서, PV 조립체는 하부 PV 에지를 향하여 하부 PV 표면 아래에 위치된 빗물받이를 포함하고, 빗물받이는 하부 PV 표면 아래의 개방 영역 내로 개방하는 관통 구멍을 가지는 재료를 포함하며, 관통 구멍은 이를 통한 공기의 실질적인 자유 유동을 허용하는 한편, 이를 통해 바람에 날린 빗물이 통과하는 것을 적어도 실질적으로 방지하도록 구성된 슁글 조립체.
17. 제15항에 있어서, 장착 프레임은 에지 요소를 포함하고, 에지 요소는 측면 PV 에지를 활주식으로 수용하는 홈을 포함하며, 장착 프레임은, 전방편이 에지 요소에 고정될 때, 에지 요소 사이에 PV 본체를 보유하기 위해 PV 본체 평면 중 적어도 하나가 전방편과 교차하도록, 장착 프레임에 제거가능하게 결합된 전방편을 더 포함하고, 전방편이 장착 프레임으로부터 결합 해제될 때 PV 본체는 결합 요소 사이로부터 제거가능한 슁글 조립체.
18. 지지면에 장착하기 위한 광 발전(PV) 슁글 조립체이며,

    PV 조립체와,

    PV 조립체를 지지면에 장착하고, PV 조립체를 지지면 위에 지지하기 위한 지지 구조체를 포함하며,

    PV 조립체는,

    상부 PV 표면, 하부 PV 표면, 상부 PV 에지, 하부 PV 에지 및 측면 PV 에지를 가지며, 상부 및 하부 PV 표면은 PV 본체 평면을 한정하는 PV 본체와,

    PV 본체가 장착되는 장착 프레임이며, 장착 프레임은 에지 요소를 포함하고, 에지 요소는 측면 PV 에지를 활주식으로 수용하는 홈을 포함하며, 장착 프레임은 전방편이 장착 프레임에 고정될 때, 에지 요소 사이에 PV 본체를 보유하기 위해 PV 본체 평면 중 적어도 하나가 전방편과 교차하도록 장착 프레임에 제거가능하게 결합된 전방편을 더 포함하는 장착 프레임을 포함하며,

    PV 본체는 전방편이 장착 프레임으로부터 결합 해제될 때 에지 요소 사이로부터 제거가능한 슁글 조립체.
19. 제18항에 있어서, 지지 구조체는 PV 조립체에 장착되는 지지 및 상호 결합 조립체를 포함하고,

    지지 및 상호 결합 조립체는,

    PV 조립체를 지지면 상에 지지하는 수직 지지 요소와,

    상부 PV 에지를 향해 위치된 상부 상호 잠금 요소와,

    하부 PV 에지를 향해 위치된 하부 상호 잠금 요소를 포함하며,

    하나의 PV 슁글 조립체의 상부 상호 잠금 요소는 인접 PV 슁글 조립체의 하부 상호 잠금 요소와 상호 결합가능한 슁글 조립체.
20. 지지면에 장착하기 위한 내화성 광 발전(PV) 슁글 조립체이며,

    상부 PV 표면, 하부 PV 표면, 상부 PV 에지, 하부 PV 에지 및 측면 PV 에지를 가지는 PV 본체,

    상부 방화 실드면 및 하부 방화 실드면을 포함하는 방화 실드, 및

    PV 본체와 방화 실드를 서로 결합하는 연결 부재를 포함하는 PV 조립체와,

    PV 조립체를 지지면에 장착하고, PV 조립체를 지지면 위에 지지하기 위한 지지 구조체를 포함하며,

    방화 실드는 하부 PV 표면 아래에 위치된 슁글 조립체.
21. 제20항에 있어서, PV 조립체는 하부 PV 에지로부터, 방화 실드를 따라, 상부 PV 에지를 지나서 연장되는 통기 경로를 더 포함하는 슁글 조립체.
22. 제21항에 있어서, 방화 실드는 하부 PV 표면으로부터 이격되고 이들 사이에 개방 영역을 한정하며, 통기 경로는 개방 영역을 통해 연장되는 슁글 조립체.
23. 제20항에 있어서,

    방화 실드는 측면 방화 실드 에지를 포함하고,

    방화 실드 에지는 에지 요소에 고정되고,

    에지 요소는 측면 PV 에지를 활주식으로 수용하는 홈을 포함하고,

    상부 및 하부 PV 표면은 상부 및 하부 PV 본체 평면을 한정하고,

    연결 부재는, 전방편이 방화 실드 및 에지 요소 중 적어도 하나에 제거가능하게 연결될 때, 에지 요소 사이에 PV 본체를 유지하기 위해 PV 본체 평면 중 적어도 하나는 전방편과 교차하도록, 방화 실드 및 에지 요소 중 적어도 하나에 제거가능하게 연결되는 전방편을 포함하며, 전방편이 상기 방화 실드 및 에지 요소 중 적어도 하나로부터 연결 해제될 때 PV 본체는 에지 요소 사이로부터 제거가능한 슁글 조립체.
24. 제20항에 있어서, 하부 PV 표면과 상부 방화 실드면 사이에 감열성 팽창 재료를 더 포함하며, 화재 시에 팽창 재료가 부풀어 올라 개방 영역의 유효 체적을 감소시킬 수 있어서 PV 하부 표면에서의 연소를 지연시키는데 기여하는 슁글 조립체.
25. 내화성 광 발전(PV) 슁글 조립체 설비이며,

    경사 지지면과,

    제21항에 따라 제조된 제1 상부 및 제2 하부 PV 슁글 조립체를 포함하며,

    제1 및 제2 PV 슁글 조립체의 지지 구조체는 제1 및 제2 PV 슁글 조립체를 경사 지지면에 고정하고,

    제2 하부 PV 슁글 조립체에 대한 통기 경로는 제1 상부 PV 슁글 조립체 하방 위치로 연장되는 슁글 조립체 설비.
26. 제25항에 있어서, 제1 및 제2 PV 슁글 조립체에 대해서,

    방화 실드는 하부 PV 표면으로부터 이격되며, 이들 사이에 개방 영역을 한정하고,

    통기 경로는 개방 영역을 통해 연장되고,

    방화 실드는 각각 상부 및 하부 PV 에지를 향하는 통기 입구 및 통기 출구 개구를 포함하며, 통기 입구 및 통기 출구 개구는 개방 영역을 통해 연장되는 통기 경로 부분의 단부를 한정하고,

    상기 지점은 제1 상부 PV 슁글 조립체의 방화 실드의 통기 입구 및 통기 출구 개구 사이에 존재하며, 이로 인해, 제2 하부 PV 슁글 조립체의 개방 영역을 통과하는 통기 경로를 따르는 공기 유동은 실질적으로 제1 상부 PV 슁글 조립체의 개방 영역을 통해 지나가지 않는 슁글 조립체 설비.
27. 지지면에 장착되기 위한 내화성 광 발전(PV) 슁글 조립체이며,

    상부 PV 표면, 하부 PV 표면, 상부 PV 에지, 하부 PV 에지 및 측면 PV 에지를 가지는 PV 본체를 포함하는 PV 조립체와,

    PV 조립체를 지지면에 장착하고, PV 조립체를 지지면 위에 지지하기 위한 지지 구조체와,

    하부 PV 에지로부터, 하부 PV 표면을 따라, 상부 PV 에지를 지나서 연장되는 통기 경로를 포함하며,

    하부 PV 표면은 불연성 표면을 포함하는 슁글 조립체.

Images