MD1761Z - Sistem de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperiş plat - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un sistem de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperişul plat al clădirilor şi poate fi aplicată pe clădirile industriale şi civile.Sistemul, conform invenţiei, constă din cadre metalice (2), confecţionate din profil tip cornier, pe care sunt fixate panouri fotovoltaice (1), totodată cadrele (2) sunt executate în formă de triunghi dreptunghic în secţiune longitudinală cu unghiul ipotenuzei faţă de orizontală de 30…40°. La bazele cadrelor (2) sunt fixaţi rigid stâlpi verticali (11). La capetele de sus ale cadrelor (2) şi stâlpilor (11) sunt executate adâncituri (10) pentru trasarea prin acestea a cablurilor (6) din oţel, destinate montării cadrelor (2) pe acoperişul plat (5) prin fixarea capetelor cablurilor (6) de parapet (7) cu ajutorul plăcilor de fixare (8) şi tensionarea cablurilor (6) cu ajutorul mecanismelor de tensionare (9).

Description

Invenţia se referă la un sistem de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperişul plat al clădirilor şi poate fi aplicată pe clădirile industriale şi civile.

Este cunoscut un sistem de montare a panourilor fotovoltaice, care este compus dintr-o carcasă metalică, pe care sunt montate panourile solare, totodată carcasa la bază este fixată pe perne de beton, care, de asemenea, sunt montate pe acoperişul clădirii [1].

Soluţia tehnică prezentată posedă, însă, o construcţie, care măreşte sarcina portantă pe acoperişul clădirii, deoarece pernele de beton armat, pe care ele sunt montate, sunt masive, iar numărul mare al lor micşorează capacitatea portantă a acoperişului.

De asemenea, este cunoscut un sistem de montare a panourilor fotovoltaice, care este compus dintr-o carcasă, pe care sunt fixate panourile solare. Carcasa este fixată de acoperişul clădirii prin intermediul buloanelor de fixare [2].

Dezavantajele acestui sistem constau în aceea că el nu poate fi montat pe acoperişul clădirii fără ai deteriora izolaţia sau chiar structura din beton armat, deoarece necesită găuri străpunse prin hidroizolare şi prin betonul armat. Aceasta coduce la apariţia microfisurilor şi fisurilor pe acoperişul clădirii, totodată există riscul de a dezermetiza acoperişul, ceea ce este o problemă, care poate fi reparată, dar nu şi înlăturată.

Cea mai apropiată soluţie este un sistem de montare a panourilor fotovoltaice, care este compus dintr-o carcasă metalică, pe care sunt montate panourile solare cu un unghi de 0....30º. Instalaţiile fotovoltaice sunt fixate pe perimetrul acoperişului cu ajutorul cablurilor de oţel, trasate prin cârlige de fixare, sudate la carcasa instalaţiei şi fixate la capetele ei, apoi tensionate. Datorită amplasării inferioare a punctelor de fixare ale cablurilor din oţel faţă de poziţia superioară a cârligelor de fixare, instalaţiile fotovoltaice sunt fixate de acoperişul clădirii prin tensionarea cablului din oţel [3].

Soluţia tehnică prezentată posedă dezavantajele, care constau în aceea că ancorarea se efectuează nemijlocit de acoperiş, ceea ce presupune găurirea lui şi distrugerea parţială a hidroizolaţiei. Totodată, unghiul relativ mic de poziţionare a panourilor fotovoltaice faţă de orizontală complică autocurăţarea suprafeţelor lor de praf, murdărie, chiar şi de zăpadă, întrucât ungiul mic nu permite alunecarea stratului de zăpadă de pe suprafaţa lor. Aceasta presupune sporirea complexităţii procesului de exploatare a lor, de asemenea, sporeşte riscul de a fi deteriorate, întrucât sub un strat cu înălţime sporită a zăpezii sarcina pe centimetru pătrat creşte, respectiv, structura portantă a panoului solar poate ceda şi se poate rupe.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia constă în excluderea deteriorării izolaţiei şi betonului armat din care este confecţionat acoperişul, simplificarea procesului de montare, sporirea posibilităţilor funcţionale prin posibilitatea autocurăţării de praf, murdărie şi stratului gros de zăpadă, stabilitate sporită la vânt puternic, posibilitatea montării pe acoperişul construcţiilor industriale şi civile fără a le deteriora stratul izolant, precum şi reducerea pierderilor de energie.

Sistemul de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperiş plat, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că constă din cadre metalice, confecţionate din profil tip cornier, pe care sunt fixate panouri fotovoltaice, cadrele metalice fiind executate în formă de triunghi dreptunghic în secţiune longitudinală cu unghiul ipotenuzei faţă de orizontală de 30…40°; cabluri din oţel, dotate cu mecanisme de tensionare; precum şi plăci de fixare a cablurilor; la bazele cadrelor metalice, opus unghiului drept al triunghului dreptunghic, sunt fixaţi rigid stâlpi verticali, înâlţimea cărora este egală cu înălţimea laturii verticale a triunghiului dreptunghic; la capetele de sus ale cadrelor metalice şi stâlpilor verticali sunt executate adâncituri pentru trasarea prin acestea a cablurilor, destinate montării cadrelor metalice pe acoperişul plat prin fixarea capetelor cablurilor de parapet cu ajutorul plăcilor de fixare şi tensionarea cablurilor cu ajutorul mecanismelor de tensionare; înălţimea locului de fixare a capetelor cablurilor de parapet este selectată astfel, încât aceasta să fie egală cu 1/3…2/3 din înălţimea totală a cadrelor metalice; totodată lăţimea profilului de tip cornier a părţii inferioare a cadrului metalic este cu 40 % mai mare decât lăţimea celorlalte profiluri ale cadrului metalic.

Rezultatul tehnic obţinut de invenţie constă în aceea că sistemul de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperiş plat este caracterizat prin simplitate în construcţie, simplitate a procesului de montare, datorită ancorării sale doar prin cabluri din oţel şi trasarea lor nu prin orificii, dar prin adâncituri de fixare. Rezultatul tehnic mai constă în excluderea deteriorării izolaţiei şi betonului armat ale acoperişului, panourile fotovoltaice fiind montate pe acesta cu ajutorul cablurilor din oţel, capetele cărora se fixează pe parapetul acoperişului, sporirea posibilităţilor funcţionale prin posibilitatea autocurăţării de praf, murdărie şi stratului gros de zăpadă, datorită unghiului de amplasare faţă de orizontală de 30…40º, stabilitatea sporită la vânt puternic, posibilitatea montării pe acoperişul construcţiilor industriale şi civile fără a le deteriora stratul izolant, precum şi repartizarea lor pe întreaga suprafaţă a acoperişului în rânduri şi coloane, ceea ce măreşte cosiderabil eficienţa utilizării suprafeţei acoperişului clădirii, respectiv, şi creşterea randamentului de captare a energiei solare raportată la metru pătrat de acoperiş. De asemenea, confecţionarea părţii inferioare a cadrului metalic din profil tip cornier cu o lăţime cu 40 % mai mare decât lăţimea celorlalte profiluri ale cadrului metalic conduce la mărirea suprafeţei de contact dintre cadrul metalic şi acoperişul clădirii, respectiv, scade presiunea pe suprafaţa dintre cadrul metalic şi izolaţia acoperişului, ceea ce exclude deteriorarea ei, datorită greutăţii sistemului montat pe acoperiş, totodată profilurile de tip cornier de dimensiuni mai mari, aflate la baza cadrului metalic, apropie centrul de greutate al lui de acoperişul clădirii, ceea ce conduce la sporirea stabilităţii cadrelor metalice, aflate pe acoperiş.

Învenţia se explică prin desenele din fig. 1-5, care reprezintă:

- fig. 1, vederea frontală a sistemului de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperişul plat;

- fig. 2, vederea generală a sistemului;

-fig. 3, vederea locală din stânga a sistemului;

-fig. 4, vederea unui panou fotovoltaic fixat pe cadrul metalic cu stâlpii verticali;

-fig. 5, vederea cadrului metalic cu stâlpii verticali.

Sistemul de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperiş plat (fig. 1-5) constă din cadrele metalice 2, confecţionate din profil tip cornier, pe care prin intermediul dispozitivelor de fixare 3 şi găurilor de montare 4 sunt fixate panourile fotovoltaice 1. Cadrele 2 sunt executate în formă de triunghi dreptunghic în secţiune longitudinală cu unghiul ipotenuzei faţă de orizontală de 30…40°. Sistemul mai include cablurile 6 din oţel, dotate cu mecanismele de tensionare 9, şi plăcile de fixare 8 a cablurilor 6. La bazele cadrelor 2, opus unghiului drept al triunghului dreptunghic, sunt fixaţi rigid stâlpii verticali 11, înâlţimea cărora este egală cu înălţimea laturii verticale a triunghiului dreptunghic. La capetele de sus ale cadrelor 2 şi stâlpilor 11 sunt executate adânciturile 10 pentru trasarea prin acestea a cablurilor 6. Cablurile sunt destinate montării cadrelor 2 pe acoperişul plat 5 prin fixarea capetelor cablurilor 6 de parapetul 7 cu ajutorul plăcilor 8 şi tensionarea cablurilor 6 cu ajutorul mecanismelor 9. Înălţimea locului de fixare a capetelor cablurilor 6 de parapetul 7 este selectată astfel, încât aceasta să fie egală cu 1/3…2/3 din înălţimea totală a cadrelor 2. Lăţimea profilului de tip cornier a părţii inferioare a cadrului 2 este cu 40 % mai mare decât lăţimea celorlalte profiluri ale acestuia.

Sistemul de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperiş plat, conform invenţiei, poate fi realizat în felul următor:

Etapa I prevede amplasarea cadrelor 2 în linii şi coloane pe acoperişul plat 5 al clădirii.

Înetapa a II-a se efectuează găurirea parapetului 7 şi fixarea plăcilor 8 cu mecanismele 9 şi cu capetele cablurilor 6, ulterior acestea fiind trasate prin adâciturile 10, executate în partea de sus a cadrului 2 şi stâlpului 11, care este fixat rigid de cadrul 2 prin sudare.

Etapa a III-a prevede întinderea cablurilor 6 cu ajutorul mecanismelor 9.

După etapele enumerate mai sus urmează montarea panourilor 1 pe cadrele 2 prin intermediul dispozitivelor 3 şi găurilor 4.

Exemplu de realizare a invenţiei

Pentru realizarea sistemului de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperişul 5 cu parapetul 7, iniţial este confecţionat cadrul 2, care este compus la bază din patru profiluri de tip cornier de 70x70 mm, iar restul profilurilor de tip cornier (stâlpii 11, profilurile oblice şi verticale) au dimensiunile de 50x50 mm. Unghiul de înclinare a părţii, pe care se fixează panoul 1, este cuprins între valorile 30…40°, în dependenţă de unghiul pantei acoperişului 5, unde este amplasat sistemul, care poate varia între 1,5…3 %. În profilurile înclinate de tip cornier de 50x50 mm sunt executate câte patru găuri 4 pentru fixarea panoului 1 de cadrul 2 prin intermediul dispozitivelor 3. La bază cadrele 2 au lăţimea de 1010 mm şi lungimea de 1590 mm, iar înălţimea lor este de 1350 mm. Pe un acoperiş plat 5 cu două pante cu lăţimea de 5000 mm fiecare şi lungimea de 18000 mm, se încadrează 60 de panouri 1 cu lăţimea de 1000 mm şi lungimea de 2000 mm. Poziţia fixă a panourilor 1 pe acoperişul 5 al clădirii este asigurată de cablul 6 cu o grosime de 10 mm, capetele căruia sunt fixate de parapetul 7 al clădirii prin intermediul plăcilor 8, care sunt amplasate de o parte şi de alta a parapetului 7, cablul 6 fiind tensionat cu ajutorul mecanismului 9.

Cablul 6 este trasat prin adâciturile 10, executate în partea de sus a cadrului 2 şi stâlpului 11, sudat la baza cadrului 2. Ulterior panourile 1 sunt montate pe cadrele 2 prin intermediul dispozitivelor 3 şi găurilor 4. Izolaţia acoperişului 5 este confecţionată din materiale polimerice şi este aplicată în 3-4 straturi.

1. Монтаж Солнечной Панели На Крыше/Система Монтажа На Плоской Крыше, 2020, URL <https://ru.jesferindustry.com/flat-roof-mounting-system_c43> (regăsit în Internet la data de 2024.04.01)

2. Монтаж солнечных батарей на плоской крыше, 2018, URL <http://vestem.ru/catalog/montazh-solnechnykh-batarey-na-ploskoy-kryshe.php> (regăsit în Internet la data de 2024.04.01)

3. SunNet Roof - Steel Cable-Made Mounting System for Rooftop Photovoltaic Plants, 2017, URL <https://www.energy-xprt.com/products/sunnet-roof-steel-cable-made-mounting-system-for-rooftop-photovoltaic-plants-334284> (regăsit în Internet la data de 2024.04.01)

Claims (1)

1. Sistem de montare a panourilor fotovoltaice pe acoperiş plat, care constă din cadre metalice (2), confecţionate din profil tip cornier, pe care sunt fixate panouri fotovoltaice (1), cadrele metalice (2) fiind executate în formă de triunghi dreptunghic în secţiune longitudinală cu unghiul ipotenuzei faţă de orizontală de 30…40°; cabluri (6) din oţel, dotate cu mecanisme de tensionare (9); precum şi plăci de fixare (8) a cablurilor (6); la bazele cadrelor metalice (2), opus unghiului drept al triunghului dreptunghic, sunt fixaţi rigid stâlpi verticali (11), înâlţimea cărora este egală cu înălţimea laturii verticale a triunghiului dreptunghic; la capetele de sus ale cadrelor metalice (2) şi stâlpilor verticali (11) sunt executate adâncituri (10) pentru trasarea prin acestea a cablurilor (6), destinate montării cadrelor metalice (2) pe acoperişul plat (5) prin fixarea capetelor cablurilor (6) de parapet (7) cu ajutorul plăcilor de fixare (8) şi tensionarea cablurilor (6) cu ajutorul mecanismelor de tensionare (9); înălţimea locului de fixare a capetelor cablurilor (6) de parapet (7) este selectată astfel, încât aceasta să fie egală cu 1/3…2/3 din înălţimea totală a cadrelor metalice (2); totodată lăţimea profilului de tip cornier a părţii inferioare a cadrului metalic (2) este cu 40 % mai mare decât lăţimea celorlalte profiluri ale cadrului metalic (2).