MXPA04006204A

MXPA04006204A - Panel fotovoltaico de techo perfilado.

Info

Publication number: MXPA04006204A
Application number: MXPA04006204A
Authority: MX
Inventors: Leonie Arina Stigter
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-12-06
Also published as: CA2470855A1; ZA200405779B; AU2002358762A1; NL1019701C2; JP2005513801A; RU2303832C2; AU2002358762B2; KR20040068296A; CN100527426C; CN1606809A; EP1456886A1; WO2003054967A1; RU2004122434A; US20050012021A1

Abstract

La invencion se refiere a un panel fotovoltaico de techo, que comprende un portador y una unidad de celdas solares que es dividida en celdas solares individuales con por lo menos dos celdas solares siendo conectadas en serie, en donde por lo menos una celda solar es conectada en serie con una celda solar no adyacente; preferiblemente, cada celda en una conexion en serie suministrara esencialmente la misma cantidad de corriente; muy preferiblemente, la invencion se refiere a un panel fotovoltaico de techo, que comprende un portador y una cantidad de celdas solares, con el portador teniendo un perfil recurrente con una longitud de patron recurrente I y una longitud de perfil K con la longitud del perfil k siendo la longitud del perfil en la longitud de patron recurrente I, con el portador estando provisto de una unidad de celdas solares que, perpendicular a la longitud de patron recurrente I, se divide en celdas solares c1...cn que tiene una anchura w1...wn con la suma de w1...wn siendo igual a la longitud del perfil k y con por lo menos una celda c1...cn siendo conectada en serie con la celda c1...cn correspondiente de otro perfil recurrente; la invencion ademas se refiere a una lamina de celdas solares flexible que comprende una unidad de celdas solares dividida en celdas solares individuales con por lo menos dos celdas solares siendo conectadas en serie, en donde por lo menos una celda solar es conectada en serie a una celda solar no adyacente.

Description

WO 03/054967 Al ^lll 1 i II i 11 Hll 1 i llllil I II 111 II Mil III II II 11 MI For two-lelter codes and oíher abbreviaíions, refer lo Ihe "Guid-ance Noíes on Codes and Abbrevialions" appearing at the begin-ning of each regular issue ofthe PCT Gazette.

PANEL FOTOVOLTAICO DE TECHO PERFILADO MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un panel fotovoltaico de techo perfilado, muy particularmente, a un panel fotovoltaico de techo perfilado que comprende un portador y una unidad de celdas solares que comprende celdas solares conectadas en serie. La invención además se refiere a una lámina de celdas solares flexible que comprende por lo menos una unidad de celdas solares que comprende celdas solares individuales conectadas en serie de tal manera que después de ser montadas en un panel de techo perfilado, cada celda conectada en serie suministrará esencialmente la misma cantidad de corriente. En la presente descripción, el término unidad de celdas solares representa una unidad de celdas solares individuales de las cuales por lo menos dos están conectadas en serie. En la presente descripción, una lámina de celdas solares flexible comprende un portador flexible provisto de una o más unidades de celdas solares. Como regla general, las celdas solares comprenden una capa fotovoltaica compuesta de un material fotoeléctrico provisto entre un electrodo frontal (en la parte frontal de la celda) y un electrodo posterior (en la parte posterior de la celda). El electrodo frontal es ya sea transparente o tan pequeño como sea posible, permitiendo que la luz incidente alcance el material fotoeléctrico, en donde la radiación incidente es convertida a energía eléctrica. De esta manera la luz se puede usar para generar corriente eléctrica, ofreciendo una alternativa interesante a, por decir algo, los combustibles fósiles o energía nuclear. En la actualidad las celdas solares a menudo se usan en forma de láminas planas. Sin embargo, especialmente cuando se han de usar en las casas, puede ser conveniente, desde un punto de vista estético, usar las celdas solares en forma de un perfil, muy particularmente en forma de un perfil recurrente. De esta manera, el exterior de las celdas solares se puede integrar al exterior del resto del techo cubierto con, por ejemplo, tejas o láminas corrugadas. Para lograr este objetivo, el documento WO 99/66563 describe un panel de techo que tiene una forma de un número de hileras y/o columnas de tejas, en donde el panel de techo está provisto de por lo menos una celda solar. El documento US 4,670,293 describe un método para hacer una película semiconductora en un sustrato que tiene una superficie no plana, v.gr., una teja de techo. La película semiconductora se puede dividir en celdas solares individuales, conectadas en serie a celdas adyacentes de una manera convencional. El documento DE Offenlegungssch ft 3626450 describe una teja de techo de vidrio provista de una lámina de celdas solares flexible. Y. Ichikawa et al (Flexible a-Si based solar cells with plástic film substrate, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 577, pp. 703-712 (1999)) describe el uso de láminas de celdas solares flexibles en elementos de cubierta de techo. Las celdas solares están conectadas en serie a celdas adyacentes. El documento EP-A 884432 describe elementos de cubierta de techo curvos provistos de una lámina de celdas solares. Las celdas solares pueden estar conectadas en serie de una manera convencional. Un problema asociado con la aplicación de celdas solares o elementos de cubierta de techo perfilados es el hecho de que a una cierta posición del sol el ángulo o irradiación de la celda solar varía sobre su área de superficie con su posición en el perfil, un efecto que se denomina sombreado. Por lo tanto, no todas las partes de la celda solar recibe la misma cantidad de luz incidente y, como consecuencia, la corriente generada por las diversas partes de la celda solar variarán con la posición del perfil. Esto afecta de manera perjudicial a las propiedades generadoras de corriente de la unidad de celdas solares como un todo. De manera convencional, para incrementar el voltaje del módulo, las láminas de celdas solares se dividen en un número de celdas individuales, que son conectadas en serie al conectar el electrodo frontal de una celda con el electrodo posterior de la celda adyacente. También en este caso, el sombreado causa problemas para el rendimiento de la unidad de celdas solares, porque debido al perfil de la unidad en una cierta posición del sol no toda la celda recibe la misma cantidad de luz incidente. La celda que tiene la irradiación menor determina cuánta corriente se genera. Sin embargo, la celda que tiene la irradiación menor puede empezar a actuar como un resistor conectado en serie, haciendo que la salida de la unidad de la celda solar sea reducida de manera adicional. Por lo tanto, existe la necesidad de un panel fotovoltaico de techo perfilado que comprenda una unidad de celdas solares en la cual se hayan resuelto estos problemas. De conformidad con la invención, esto se logra al proveer un panel fotovoltaico de techo que comprende un portador y una unidad de celdas solares, la unidad de celdas solares siendo divididas en celdas solares individuales con por lo menos dos celdas solares siendo conectadas en serie, en donde por lo menos una celda solar es conectada en serie a una celda solar no adyacente. Preferiblemente, cada celda solar conectada en serie suministrará esencialmente la misma cantidad de corriente. Muy preferiblemente, la presente invención está dirigida a un panel fotovoltaico de techo que comprende un portador y una unidad de celdas solares, en donde el portador tiene un perfil recurrente con una longitud de patrón recurrente I y una longitud de perfil k, en donde la longitud de perfil k es la longitud del perfil en la longitud del patrón recurrente I, siendo el portador provisto de una unidad de celdas solares que, perpendicular a la longitud del patrón recurrente, se divide en celdas solares Ci...cn que tienen una anchura wi...wn, siendo la suma de wi...wn igual a la longitud k del perfil, y con por lo menos una celda Ci ...cn siendo conectada en serie con la celda ^ ...Cn correspondiente de otro perfil recurrente, siendo n un entero con un valor de 2 o más. Puesto que cada celda ci ...cn de cada perfil recurrente atrapa la misma cantidad de luz incidente que las celdas ci...cn correspondientes de cada uno de los otros perfiles recurrentes dentro de la unidad de celdas solares, la manera de conexión en serie usada en la presente invención asegura que las celdas que generan esencialmente la misma cantidad de corriente sean conectadas en serie. Con ello, los problemas en que se basa la presente invención han sido resueltos. A diferencia de los paneles de techo de la técnica anterior, en la unidad solar del panel de techo de conformidad con la invención, por lo menos una celda solar es conectada en serie a una celda solar no adyacente. Al dividir la unidad de celdas solares en celdas solares individuales en la dirección perpendicular a la longitud del patrón recurrente, una irradiación instantánea esencialmente homogénea sobre la superficie de la celda se efectúa para cada celda individual, lo que mejora las propiedades de generación de corriente de la celda. Por irradiación esencialmente homogénea sobre la superficie de la celda para cada celda individual se entiende en este caso que la desviación máxima en irradiación, expresada en W/m2, a través del área de superficie de la celda es cuando mucho 20% de la irradiación promedio a través del área de superficie entera de la celda, preferiblemente cuando mucho 10%, muy preferiblemente cuando mucho 5%, muy preferiblemente aún cuando mucho 1 %, muy preferiblemente todavía cuando mucho 0.5%. La conexión de por lo menos una celda Ci ...cn en serie con la celda c-| ...cn correspondiente de otro perfil recurrente hace que la celdas que reciben esencialmente la misma cantidad de luz y por lo tanto generan esencialmente la misma cantidad de corriente, sean conectadas en serie. Mediante la estipulación de que las celdas generarán esencialmente la misma cantidad de corriente, en este caso se entiende que la desviación máxima en una cantidad de corriente generada por celda, expresada en amperes, de las celdas conectadas en serie es cuando mucho 25% de la corriente promedio generada por las celdas conectadas en serie, preferiblemente cuando mucho 10%, muy preferiblemente cuando mucho 5%, muy preferiblemente aún cuando mucho 2%, muy preferiblemente todavía cuando mucho 1 %. Aunque el panel de la presente invención está indicado como un panel de techo, será evidente que se puede usar no sólo sobre techos sino también sobre paredes y en cualesquiera otras aplicaciones en donde el uso de paneles perfilados provistos de una unidad de celdas solares puede ser atractivo. La invención se ilustrará además con referencia a las figuras. La figura 1 muestra un dibujo en perspectiva de una sección de un panel de techo de conformidad con la invención en el cual se muestra la longitud del patrón recurrente I, la longitud perfilada k, las celdas ...cn y la anchura de las celdas wi ...wn. El panel de techo tiene un perfil sinusoidal. Por lo menos una de las celdas Ci...cn de la primera longitud de perfil está conectada en serie con las celdas Ci...cn de la longitud de perfil colindante por medio de cableado (no mostrado). La figura 2 muestra una sección transversal de una sección de panel de techo diferente de conformidad con la invención, una con un perfil de tipo de dientes de sierra. Se muestra la longitud de patrón recurrente I, la longitud del perfil k, y las anchuras de celdas wi ...wn de las celdas Ci...cn. Por lo menos una de las celdas ci ...cn de la primera longitud de perfil es conectada en serie con las celdas ci...cn de la longitud de perfil colindante. La figura 3 muestra una sección transversal de una sección de otro panel de techo más de conformidad con la invención que tiene nuevamente un perfil diferente. Se muestra la longitud de patrón recurrente I, la longitud de perfil k, y las anchuras de celdas w-|..wn de las celdas Ci...cn ¦ Por lo menos una de las celdas Ci...cn de la primera longitud de perfil es conectada en serie con las celdas c-i...cn de la longitud de perfil colindante. La figura 4 muestra una variación el panel de techo de la figura 3 con rebordes en la sección plana. La división en celdas es la misma que en la figura 3. La figura 5 muestra un panel de techo que adopta la forma de un número de hileras y columnas de tejas, con las hileras de tejas siendo provistas de una lámina de celdas solares. Se indica que estas figuras son esquemáticas por naturaleza. No proveen ninguna información sobre, por ejemplo, el número de celdas por longitud de patrón recurrente o sobre ya sea la longitud o la anchura de las celdas. Como se indicó anteriormente, la finalidad es que en el panel de techo de conformidad con la invención la irradiación sobre el área de superficie de cada celda será esencialmente homogéneo. Esto no significa que irregularidades en el área de superficie de las celdas sean completamente inadmisibles. Por lo tanto, la presencia de un reborde en las celdas c3 de la modalidad de la figura 4, dependiendo de la incidencia de luz, producirá un cierto efecto de sombra en las celdas c3, como resultado de lo cual no toda el área de superficie de las celdas c3 captará la misma cantidad de luz. Sin embargo, el reborde es suficientemente bajo para que las consecuencias de su presencia sean aceptables. Como se indicó en un principio, el panel de techo de conformidad con la invención comprende un portador y por lo menos una unidad de celdas solares. La unidad de celdas solares puede ser producida directamente sobre el portador, v.gr., por medio de precipitación directa de las diferentes capas de la unidad de celdas solares, tales como el electrodo posterior, la capa fotovoltaica y el electrodo anterior, sobre un portador de vidrio. Sin embargo, una opción más atractiva es que la unidad de celdas solares sea fabricada por separado en forma de una lámina de celdas solares flexible, que después se aplica sobre un portador. La ventaja de esto es que la fabricación de la lámina de celdas solares, incluyendo el establecimiento de la conexión en serie, se puede llevar a cabo con la lámina de celdas solares en una posición plana mientras la flexibilidad de la lámina de celdas solares permite su uso en un perfil. La invención por esa razón también se refiere a una lámina de celdas solares flexible provista de por lo menos una unidad de celdas solares dividida en conjuntos de celdas solares individuales c-i...cn que tiene una anchura w-t...wn, con por lo menos una celda solar c-|...ch siendo conectada en serie con la celda solar Ci...cn correspondiente, siendo n un entero con un valor de 2 o más. Esta conexión en serie puede ser estabilizada, v.gr., como un resultado de la unidad de celdas solares que es provista de un separador de aislamiento, con el cableado que lleva a cabo la conexión en serie siendo pasado a través del separador. Una opción preferida de esta modalidad se explica con más detalle más adelante. Obviamente, también es posible efectuar la conexión en serie a través del portador, es decir, con el cableado que lleva a cabo la conexión en serie siendo pasado a través del portador. El número de celdas solares ci ...cn dentro de una longitud de patrón recurrente I dependerá, entre otras cosas, de la longitud de patrón recurrente I, de la variación en el perfil de la longitud de patrón recurrente, y del tamaño deseado de las celdas Ci...cn. Como regla general, se sostiene que mientras más grande sea la longitud de patrón recurrente I y/o mientras más intrincado sea el perfil, mayor será el número de celdas deseadas por longitud de patrón recurrente I. El hecho de que un perfil más intrincado conduce a más celdas solares por longitud de patrón recurrente es para asegurar que la homogeneidad de la luz incidente a través de las celdas solares individuales permanezca dentro de límites aceptables. El tamaño de las celdas solares dependerá de la anchura w-|...wn, pero desde luego también de su longitud. La longitud apropiada de las celdas solares dependerá del perfil del panel de techo, ya que se prefiere que la unidad de celdas solares sea perfilada únicamente en una dirección, por ejemplo, en la dirección de la longitud de patrón recurrente I. El perfil de la unidad de celdas solares en dos direcciones es menos preferido debido a los requerimientos que pone sobre la celda solar. La longitud apropiada también dependerá de la anchura de la celda seleccionada y del área de superficie de la celda deseada. Como se estableció en un principio, la suma de las anchuras Wi ...wn de las celdas Ci ...cn debe ser igual a la longitud del perfil k. Cabe notar que en esta conexión la anchura de la conexión en serie se incluye en la anchura ?^ . , . ??. Dependiendo del perfil del panel de techo, las anchuras w^ .w,, de las celdas pueden ser las mismas o no. Como se estableció en un principio, es importante que la homogeneidad de la incidencia de luz a través de la celda individual permanezca dentro de límites aceptables. Por esa razón, puede ser aconsejable algunas veces usar celdas solares más estrechas sobre secciones agudamente curvas del panel de techo, mientras que las secciones menos curvas permiten el uso de celdas más anchas. Sin embargo, si el perfil es adecuado, se prefiere, por razones de procesamiento, seleccionar Wi ...wn de celdas constantes. La longitud de patrón recurrente I del panel de techo generalmente será entre 5 y 100 cm, preferiblemente entre 10 y 60 cm, muy preferiblemente entre 15 y 45 cm. El número de celdas n por longitud de patrón recurrente generalmente será entre 2 y 100, preferiblemente entre 5 y 50. En el caso de paneles de techo que tienen un perfil tal que, en ciertas secciones del perfil las celdas adjuntas tienen la misma irradiación, las celdas adjuntas con la misma irradiación pueden ser conectadas en serie, y este conjunto de celdas conectadas en serie a su vez pueden ser conectadas con un conjunto de celdas correspondientes conectas en serie de una sección correspondiente del perfil. En la terminología de esta descripción, las celdas adjuntas con la misma irradiación se pueden indicar como subceldas si ...sm. El conjunto de celdas Si ...sm conectadas en serie en ese caso corresponde a una celda c que tiene una anchura w del conjunto c-| ...cn que tiene una anchura w-| ...wn. El panel de techo de la presente invención comprende un portador y una unidad de celdas solares provista de celdas solares conectadas en serie de una manera específica. El portador puede constituir uno o más sub-paneles, y el panel de techo puede comprender una o más unidades de celdas solares. El panel de techo de conformidad con la invención puede estar compuesto de unidades separadas con una anchura de una longitud de patrón recurrente I que están provistas de celdas solares, con la conexión en serie entre por lo menos una de las celdas Ci ...cn en una unidad y las celdas Ci ...cn correspondientes en la otra unidad siendo establecida cuando las unidades se tienden en un techo. El que esta modalidad sea o no atractiva dependerá en gran parte del tamaño de la unidad. Si la unidad es del tamaño de una teja de techo convencional, los costos de mano de obra asociados con la conexión de cada unidad pueden ser prohibitivos. Por otra parte, para unidades grandes, v.gr., las unidades con una anchura de por lo menos 15 cm y una longitud de por lo menos un metro, preferiblemente con una longitud que es igual a la longitud del techo desde el reborde hasta el canal, ésta puede ser una modalidad preferida de la presente invención. Otra modalidad de la presente invención es un panel de techo que tiene una anchura de por lo menos dos veces la longitud de patrón recurrente I, muy preferiblemente, un panel de techo que tiene una anchura de cuatro a veinte veces la longitud de patrón recurrente I. El panel de techo preferiblemente tiene una anchura de 30-250 cm, preferiblemente 30-150 cm. A través de su anchura, el panel de techo puede ser cubierto con varias unidades de celdas solares, pero si las unidades de celdas solares están presentes en una lámina de celdas solares, se prefiere cuando el panel de techo está cubierto a través de su anchura con una lámina de celdas solares que comprende a través de la anchura del panel una unidad de celdas solares con celdas solares conectadas en serie. La lámina puede ser provista de varias unidades a través de la altura del panel de techo. Por la anchura del panel de techo se entiende dentro del contexto de la presente descripción, la anchura del panel de techo en la dirección del perfil. La altura del panel de techo es la dirección perpendicular a la anchura. La altura del panel de techo de conformidad con la invención no es crítica y, como regla general, dependerá de los tamaños de construcción convencionales. El número de unidades de celdas solares provistas a lo largo sobre el panel de techo puede variar dependiendo de la situación. Cuando el panel de techo tiene forma de, por decir algo, una tira de tejas, una altura de unidad de celdas solares probablemente se considerará suficiente. Cuando el panel de techo es más alto, por decir algo, en el caso de perfiles de techo de lámina corrugada o aluminio, puede desearse proveer más unidades de celdas solares a lo largo de la altura del panel. Esto puede ser deseado debido a que cuando la altura de las unidades de celdas solares lo requiere. Alternativamente, se puede desear cuando el panel de techo tiene un perfil en esa dirección también, v.gr., debido a que el panel de techo tiene la forma del número de hileras de tejas una por arriba de otra. Especialmente en el caso de paneles de techo más altos, puede ser atractivo hacer uso de una lámina de celdas solares flexible provista de un número de unidades de celdas solares. Una modalidad preferida del panel de techo de conformidad con la invención es un panel de techo que tiene la forma de una o más hileras o columnas de tejas con por lo menos una hilera o columna de tejas siendo provista de una unidad de celdas solares conectada en serie de conformidad con la invención. Esta modalidad se ilustra en la figura 5. Esta figura muestra un panel de techo en donde el exterior adopta la forma de cinco hileras cada una con una unidad de celdas solares de cinco tejas de longitud siendo provista en cada hilera (líneas entrecruzadas). La división en celdas y la conexión en serie no se muestran. La ventaja de esta modalidad es que en términos de exterior se ajusta bien con el exterior de techos cubiertos por tejas convencionales, mientras que su tamaño ayuda a un fácil montaje. La inclusión de hileras y columnas individuales con una unidad de celdas solares impide que la unidad de celdas solares despliegue un perfil en dos direcciones. Para paneles de techo d este tipo generalmente para facilidad de manejo se da preferencia a paneles de 1 -10 "tejas" de ancho y 1 -8 "tejas" de altura, con el número total de tejas siendo preferiblemente por lo menos 4, muy preferiblemente por lo menos 8, muy preferiblemente aún por lo menos 12. El máximo preferido para el número de "tejas" depende del tamaño de las "tejas'' y el tamaño deseado de la unidad final. El punto crucial de la conexión en serie en el panel de techo de conformidad con la invención es la selección de las celdas que han de ser conectadas en serie. La conexión en serie como tal simplemente comprende conectar el electrodo posterior de una celda con el electrodo frontal de la otra celda. Está dentro de la competencia de un experto diseñar y montar el cableado requerido. Como se estableció anteriormente, la invención también se refiere a una lámina de celdas solares flexible provista de por lo menos una unidad de celdas solares dividida en celdas solares individuales, con las celdas solares siendo conectadas en serie de tal manera que después de ser montadas en un panel de techo perfilado, cada celda en una conexión en serie suministrará esencialmente la misma cantidad de corriente. Una forma atractiva de establecer una conexión en serie es por medio de una capa de interconexión. Las capas de interconexión, cuyo principio se conoce de la industria de semiconductores, consiste de un patrón de tiras conductoras mutuamente aisladas. Por lo menos una celda del conjunto de celdas Ci ...cn es conectada a través de una tira conductora en la capa de interconexión con el electrodo posterior de la celda c-| ...cn correspondiente del conjunto colindante de celdas. Las celdas Ci correspondientes son conectadas a través de una primera tira de la capa de interconexión, las celdas c2 correspondientes son conectadas a través de una segunda tira, etc. A fin de evitar que la TCO de una celda sea conectada con el electrodo posterior de la misma celda, las tiras conductoras en la capa de interconexión son interrumpidas por material eléctricamente aislante. Esta interrupción puede ser afectada cortando las tiras o proveyendo por separado un material aislante. Por lo tanto, la invención también se refiere a una lámina de celdas solares provista de una unidad de celdas solares dividida en conjuntos de celdas solares individuales Ci ...cn que comprenden, del lado de la luz solar incidente hacia abajo, un electrodo frontal, una capa fotovoltaica, un electrodo posterior, y una capa de interconexión que comprende tiras conductoras Pi ...pn provistas de un material eléctricamente aislante, con por lo menos una celda Ci ...cn siendo conectada en serie a través de una de las tiras conductoras Pi...pn con la celda Ci ...cn correspondiente, siendo n un entero con un valor de la capa de interconexión de 2 o más. Una simple modalidad de esta lámina de celdas solares es una lámina en donde las tiras de la capa de interconexión están a un ángulo con respecto a la división de la lámina de celdas solares. El ángulo preferiblemente es entre 60 y 120°, muy preferiblemente entre 80 y 100°, muy preferiblemente aún entre 88 y 92°. Muy preferiblemente, las tiras de la capa de interconexión son esencialmente perpendiculares a la división de unidad de celdas solares. En esta modalidad la conexión en serie se puede establecer simplemente "sacando" conexiones conductoras entre la capa de TCO de una celda Ci...cn y la capa de interconexión y el electrodo posterior de la celda Ci ...cn correspondiente del conjunto colindante de celdas y la capa de interconexión. Otra manera de efectuar la conexión en serie es por medio de tiras conductoras cubiertas o cable que se conectan al electrodo frontal de una celda y pasan a lo largo del lado de la unidad de celdas solares a la celda a la cual ha de ser conectada. El material del portador del panel de techo de conformidad con la invención no es crítico. Cuando el portador es transparente, v.gr., de vidrio o material sintético, la unidad de celdas solares opcionalmente puede ser provista en el fondo del portador, asegurando que la protección apropiada contra el exterior influya para la unidad de celdas solares. Cuando la unidad de celdas solares se provee sobre la parte superior del portador, el portador no necesita ser transparente. Los materiales adecuados en ese caso incluyen los materiales de techo convencionales, entro otros, materiales de cerámica, tales como concreto, piedra, etc., y materiales sintéticos, opcionalmente sobre la base de material sintético reciclado, y metales tales como acero, zinc y aluminio.

La unidad de celdas solares usada en el panel de techo de conformidad con la invención comprende, de atrás hacia delante, un electrodo posterior, una capa fotovoltaica y un electrodo frontal. Frecuentemente, un portador también está presente para dar a la unidad de celdas solares resistencia inherente. La naturaleza de estos materiales no es critica para el panel de techo de conformidad con la invención. La descripción sirve sólo para propósitos de ilustración. El portador de la unidad de celdas solares, si está presente, puede ser cualquier portador conocido. Cuando el portador está presente en el lado del electrodo frontal, debe ser transparente. El portador puede hacerse de, v.gr., vidrio, o de un polímero transparente. Cuando el portador está dispuesto en el lado del electrodo posterior, puede ser transparente o no dependiendo del uso contemplado de la unidad de celdas solares. Los materiales adecuados incluyen materiales flexibles adecuados para usarse en procedimientos de rollo a rollo, tales como láminas poliméricas o láminas metálicas. El electrodo frontal generalmente es un óxido conductor transparente (TCO). Los TCOs adecuados incluyen óxido de indio-estaño, óxido de zinc, óxido de zinc impurificado con aluminio, flúor o boro, sulfuro de cadmio, óxido de estaño, Sn02 impurificado con F. La capa fotovoltaica puede comprender cualquier sistema adecuado conocido por un experto en la técnica, v.gr., silicio amorfo (a-Si:H), silicio microcristalino, silicio policristalino, silicio monocristalino, carburo de silicio amorfo (a-SiC) y SiC:H. silicio-germanio amorfo (a-SiGe) y a-SiGe:H, a-S¡Sn:H, a-SiSn:H. También se puede usar CIS (diselénido de cobre-indio, CulnSe2), telúrido de cadmio, Cu(ln,Ga)Se, ZnSe/CIS, ZnO/CIS, y Mo/CIS/CdS/ZnO. El uso de celdas solares de película delgada de, por decir algo, silicio amorfo o microcristalino es preferido. El electrodo posterior, que dependiendo del uso de la unidad de celdas solares, también puede servir como reflector, puede hacerse, v.gr., de aluminio, plata, o una combinación de los dos. Si se desea, la unidad de celdas solares puede comprender componentes conocidos adicionales como encapsulantes para proteger la unidad contra efectos ambientales. Si, como es preferido, una lámina de celdas solares flexible provista de una unidad de celdas solares se usa en el panel de techo de conformidad con la invención, ésta preferiblemente es una lámina de celdas solares fabricada por medio de un procedimiento continuo, preferiblemente un procedimiento de rollo a rollo. Las láminas de celdas solares fabricadas como se describe en el documento WO 98/13882 o WO 99/49483 son especialmente preferidas. Estas publicaciones, por lo tanto, se incorporan por referencia en la presente descripción en lo que respecta al procedimiento para fabricar las láminas de celdas solares y los materiales usados en la misma, con la condición de que los métodos de conexión en serie en dichas publicaciones no sean adecuados para usarse en la unidad de celdas solares en el panel de techo de conformidad con la invención.

Claims

19 NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un panel fotovoltaico de techo, que comprende un portador y una unidad de celdas solares, la unidad de celdas solares dividida en celdas solares individuales con por lo menos dos celdas solares siendo conectadas en serie, en donde por lo menos una celda solar es conectada en serie con una celda solar no adyacente.

2.- El panel fotovoltaico de techo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque cada celda en una conexión en serie suministrará esencialmente la misma cantidad de corriente.

3.- El panel fotovoltaico de techo de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque comprende un portador y una unidad de celdas solares, con el portador teniendo un perfil recurrente con una longitud de patrón recurrente I y una longitud del perfil k, con la longitud del perfil k siendo la longitud del perfil en la longitud de patrón recurrente I, con el portador siendo provisto de una unidad de celdas solares que, perpendicular a la longitud de patrón recurrente I, se divide en celdas solares ci ...cn que tienen una anchura ?^ ., .??? con la suma de wi ...wn siendo igual a la longitud del perfil k y con por lo menos una celda Ci ...cn siendo conectada en serie con la celda c-| ...cn correspondiente de otro perfil recurrente, siendo n un entero con un valor de 2 o más. 20

4. - El panel de techo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la unidad de celdas unitarias comprende una lámina de celdas solares flexible.

5. - El panel de techo de conformidad con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado además porque la anchura de la celda w-| ...wn es constante.

6. - El panel de techo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3-5 anteriores, caracterizado además porque está hecho de unidades separadas con una anchura de una longitud de patrón recurrente I.

7. - El panel de techo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3-5 anteriores, caracterizado además porque tiene una anchura de por lo menos dos veces longitud de patrón recurrente I, muy preferiblemente una anchura de cuatro a veinte veces la longitud de patrón recurrente I.

8. - El panel de techo de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque a través de su anchura está cubierta con una unidad de celdas solares que comprende una lámina de celdas solares con celdas solares conectadas en serie.

9. - El panel de techo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque tiene la forma de una o más hileras de columnas de tejas, con por lo menos una hilera o columna de tejas siendo provista de una unidad de celdas solares.

10. - El panel de techo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9 anteriores, caracterizado además porque dentro de una 21 unidad de celdas solares todas las celdas Ci ...cn están conectada en serie con todas las celdas Ci ...cn correspondientes dentro de dicha unidad de celdas solares. 1 1 . - El panel de techo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 10 anteriores, caracterizado además porque por lo menos una celda c del conjunto ci ...cn está compuesta de un conjunto de subceldas adjuntas Si . ..sm conectadas en serie. 12. - Una lámina de celdas solares flexible que comprende una unidad de celdas solares dividida en celdas solares individuales con por lo menos dos celdas solares siendo conectadas en serie, en donde por lo menos una celda solar es conectada en serie a una celda solar no adyacente. 13. - Una lámina de celdas solares flexible que comprende una unidad de celdas solares dividida en celdas solares individuales, con las celdas solares siendo conectadas en serie de tal manera que después de ser montada en un panel de techo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, cada celda en una conexión en serie suministrará esencialmente la misma cantidad de corriente. 14. - Una lámina de celdas solares flexible que comprende una unidad de celdas solares dividida en conjuntos de celdas solares individuales c-i ...cn que tienen una anchura wi ...wn con por lo menos una celda ^ . . .Cn siendo conectada en serie con la celda c-| ...cn correspopndiente, siendo n un entero con un valor de 2 o más. 1 5. - La lámina de celdas solares de conformidad con cualquiera 22 de las reivindicaciones 12-14 anteriores, caracterizada además porque está provista de un separador de aislamiento, con el cableado que establece la conexión en serie siendo pasado a través del separador. 16. - Una lámina de celdas solares flexible que comprende una unidad de celdas solares dividida en conjuntos de celdas solares individuales Ci ...cn que comprenden, del lado de la luz solar incidente hacia abajo, un electrodo frontal, una capa fotovoltaica, un electrodo posterior, y una capa de interconexión que comprende tiras conductoras p-i ....pn mutuamente aisladas, provistas de un material eléctricamente aislante, con por lo menos una celda Ci .. .cn siendo conectada en serie a través de una de las tiras conductoras Pi ...pn con la celda Ci ...cn correspondiente, siendo n un entero con un valor de 2 o más. 17. - La lámina de celdas solares de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque las tiras de la capa de interconexión son esencialmente perpendiculares a la división de unidad de celdas solares y en donde la conexión en serie se establece "sacando" conexiones conductoras entre la capa de TCO de una celda Ci ...cn y la capa de interconexión y el electrodo posterior de la celda Ci ...cn correspondiente del conjunto colindante de celdas y la capa de interconexión.