PT104408A

PT104408A - Sistema universal de estanqueidade para painéis fotovoltaicos

Info

Publication number: PT104408A
Application number: PT104408A
Authority: PT
Inventors: Sergio Francisco Da Silva Matos; Antoine Nogier; Christophe Moynat; Joaquim Jorge Leal Rodrigues
Original assignee: Modeling Project Sarl
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-06
Also published as: FR2941980A1; EP2394105A1; WO2010089469A1; FR2941980B1; EP2394105B1

Abstract

O presente invento diz respeito a um sistema universal de escanqueidade aplicável a todos os painéis fotovoltaicos. É constituído por dois subsistemas, um para as arcas intermédias e outro para as áreas periféricas dos painéis. Ao mesmo tempo que assegura a estanqueidade, permite o encaminhamento e aproveitamento das águas pluviais. Ambos os subsistemas possuem uma caleira longitudinal (1) com depressões (1-b) , plataformas laterais (1-a) e um dorso central (1-c) . As calhas transversais (2) assentam nas plataformas laterais da caleira e sob as calhas transversais assentam os painéis foto voltaicos (9). Ao longo e por cima das juntas dos referidos painéis coloca-se um topo longitudinal (4). Para efectuar a fixação e aperto do sistema, as ilhargas do topo (4-a) encaixam nas ilhargas (3-a) de uma peça de fixação (3) . O aperto é completado por parafusos (5) que seguram os topos às caleiras, existindo borrachas (6) entre os componentes para não existir atrito, sendo o sistema isolado (10) da estrutura em que assenta. Todo o sistema é modular, sendo simples e rcipida, quer a montagem, quer a desmontagem.

Description

DESCRIÇÃO "SISTEMA UNIVERSAL DE ESTANQUEIDADE PARA PAINÉIS POTOVOLTAICOS"

Domínio técnico 0 presente invento diz respeito a um sistema de estanqueidade para ser aplicado em painéis fotovoltaicos, vedando a entrada de agua e permitindo, inclusive, o seu aproveitamento.

Trata-se de um sistema flexível, de fácil e rápida montagem, utilizando reduzido número de peças e dispensando o uso das tradicionais borrachas como forma de impedir a intrusão da água, encaminhando e aproveitando as águas pluviais. 0 sistema inventado é modular, funcionando quase como um kit de peças simples de montagem e desmontagem sequencial, garantindo uma conexão hermética de todos os componentes e impedindo a entrada de água a partir da superfície, ao mesmo tempo que pode cumprir funções ambientais relevantes de aproveitamento das águas pluviais que escorrem nas superfícies expostas dos painéis. 1/16

Essencialmente, o invento resultou da preocupação em criar uma solução que fosse aplicável em todos os sistemas de painéis fotovoltaicos existentes no mercado e que prescindisse da utilização das comuns borrachas como vedantes.

Ao mesmo tempo, pretendeu-se criar um sistema que, de modo fácil, rápido e cómodo, permitisse a sua montagem e desmontagem. 0 invento reivindicado recorre a dois subsistemas complementares, um intermédio e um de extremidade, particularmente adequados aos sistemas de painéis foto voltaicos existentes no mercado. Assim, um subsistema é utilizado nas zonas de juntas ao longo da superfície do painel e outro nas zonas envolventes periféricas.

Ambos estes subsistemas são constituídos por um número reduzidos de peças, sendo que as peças de um, com excepção de uma única, são as mesmas peças do outro.

No essencial, trata-se de um primeiro subsistema de eotanqueidade - o intermédio - que assegura a conexão entre os painéis, no seu alinhamento longitudinal e transversal e de um segundo subsistema - o de extremidade - que garante a estanqueidade nos rebordos exteriores dos painéis. 2/16

Breve descrição das figuras A Figura 1 representa o subsistema intermédio de estanqueidade dos painéis fotovoltaicos; A Figura 2 representa o subsistema de extremidade a aplicar nos rebordos exteriores do conjunto de painéis foto voltaicos; A Figura 3 mostra uma peça quinada que serve, simultaneamente, de apoio aos painéis fotovoltaicos e como calha transversal de conduta da água para ae caleiras longitudinaiB;

As Figuras 3-a e 3-b representam a peça da figura 3 (calha transversal) evidenciando-se a sua quinagem de modo a encostar no painel. A Figura 4 representa a peça quinada que funciona como caleira longitudinal do painel; A Figura 5 mostra a peça que funciona como topo e isolamento do sistema de estanqueidade, utilizando-se longitudinalmente, sobre as juntas dos painéis; A Figura 6 representa a peça de fixação do topo e dos painéis; 3/16 A Figura 7 mostra a peça a colocar no dorso da caleira e que ajuda na fixação de todo o sistema; A Figura 8 representa a peça utilizada subsistema de estanquidade utilizado nas extremidades, servindo como remate e isolante; A Figura 9 mostra, em detalhe, todo o subsistema intermédio de estanqueidade representando-se, em detalhe, o processo de montagem sucessiva A Figura 10 mostra, am detalhe, todo o subsistema de extremidade de eBtanqueidade representando-se, em pormenor, o processo de montagem sucessiva,

Estado actual da técnica A utilização de painéis fotovoltaicos no domínio das energias alternativas tem vindo a difundir-se.

Essencialmente, trata-se de alinhar um ou maís painéis de células foto voltaicas, de modo a conseguir uma superfície útil de área maior e, daí, conseguir uma maior área de exposição solar, o que potência uma maior produção de energia. 4/16

Actualmente, a solução utilizada passa pelo alinhamento de vários painéis, conseguindo um de maior superfície, encostando-se várias placas umas às outras e rematando-se exteriormente com uma moldura de borracha e polímeros ou materiais equivalentes.

As várias placas que constituem um painel são alinhadas e encostadas. Apenas a zona periférica do painel é emoldurada, Quer isto dizer que entre as placas não existe nenhum sistema de estanqueidade, correndo as águas pluviais por entre as juntas e por baixo das placas. A prazo, a água danifica toda a estrutura, que tem de ser sujeita a manutenção periódica. Além de que não existe aproveitamento das águas pluviais.

Por outro lado, temos de ter em atenção que, nas soluções actuais, as várias partes do painel são, simplesmente, encostadas, de modo que, além da água, infiltra-se lixo que, ao fim de um determinado período, ajuda a obstruir o corrimento das águas. A utilização das borrachas trás um inconveniente manifesto; a prazo - e porque se trata de uma área e material naturalmente exposto às variações climatéricas - a borracha deteriora-se, seca, estala, descola-se e finalmente, degrada-se completamente. 5/16 É, assim, necessária a manutenção periódica das juntas entre as placas dos painéis ou das respectivas molduras.

Por outro lado, ao longo de todo o sistema, existem infiltrações de água que contribuem para a corrosão de todos os componentes metálicos.

Finalmente, as soluções actualmente utilizadas não permitem o aproveitamento da água. E este é um aspecto muito importante: no âmbito das energias alternativas está muito presente a questão da manutenção dos recursos e sua utilização criteriosa.

De facto, o consumidor actual, além de variáveis como preço e qualidade de um produto, introduz outra cada vez mais importante: a preservação ambiental.

Ora, a utilização dos painéis fotovoltaicos como forma de produção de energia alternativa anda comummente associada a zonas de forte insolação onde a pluviosidade é menos abundante. A possibilidade de, complementarmente, se produzir energia eléctrica e se aproveitar a água que cai sobre os paneis é algo que, por ora, não é realizado. 6/16

Descrição do melhor modo de realização do invento 0 invento proposto ê constituído por dois conjuntos de peças, que designaremos por subsistemas, muito semelhantes entre si e partilhando a maioria das peças constituintes, sendo que a única diferença entre ambos radica no fim concreto a que se destinam; se para serem utilizados nas áreas intermédias (Fig.l) - zonas de união entre as várias placas dos painéis - se nas áreas periféricas ou de extremidade (Fig.2) - zonas periféricas ou de rebordo existindo uma peça suplementar (Fig.8) no segundo dos subsistemas.

Os sistemas de estanqueidade inventados funcionam como que "kits* de peças que se monta e desmontam sequencialmente. Âs Fig, 9 e 10 representam, em pormenor, os conjuntoB de peças constitutivas dos sistemas de estanqueidade a utilizar, respectivamente, nas zonas intermédias e de extremidade denotando, praticamente, a sequencialidade das operações de montagem ou desmontagem,

Os painéis fotovoltaicos (9) apoiam-se sobre as calhas transversais (2] que, por sua vez, estão suportadas pela caleira longitudinal (1). 7/16

As águas escorrem para as calhas transversais e, destas, para as caleiras, seguindo-se o seu eventual aproveitamento.

As ditas peças (1) são colocadas em sobreposição, em caimento, permitindo escoamento e impermeabilização, Esta solução também permite uma melhor adequação ao tamanho dos painéis, sobrepondo-se tantas mais unidades quanto maior dimensão tiver o painel. A Fig. 10 mostra o conjunto de peças a utilizar no subsistema de estanqueidade das extremidades, sendo que apresenta, como única diferença face ao subsistema das áreas intermédias (Fig 1), o remate exterior, efectuado com uma peça metálica (7) de quinagem adequada.

De um modo meramente indicativo, mas constituindo o melhor modo de realização do invento, o sistema de estanqueidade inventado deve ser construído em alumínio, dadas as características de durabilidade, maleabilidade e reduzido peso deste metal. O invento proposto tem como um dos objectivos, captar a água que cai sobre os painéis.

Assim, a utilização caleira (1] é fundamental: trata-se de uma peça com quinagem adequada, em segmentos sobrepostos em caimento, cuja função é, não só a de suportar os painéis B/16 que se apoiam no seu rebordo exterior(l-a) mas, também, a de servir como receptáculo e conduta da água aproveitada, dadas as depressões (1-b) que possui, podendo ser sobreposta para dar continuidade até ao comprimento pretendido.

As calhas transversais (2) conduzem a água para as caleiras longitudinais (1), sendo que aquelas primeiras assentam nas plataformas laterais (1-a) das segundas.

As ditas calhas transversais (2} são colocadas entre a caleira e o painel fotovoltaico. Possuem uma configuração que impede que o lixo se acumule e apenas a água circule.

De facto, como resulta das Fig 3-a e 3-b, a quinagem da peça permite que esta encoste no painel e impeça a intrusão de partículas ou lixo. As quinagens (2-b e 2-c) impedem que o indesejável "efeito gota" entre a calha e a caleira ocorra.

As calhas transversais são repetidas à medida que se acrescenta um módulo ao painel, produzindo O caimento das águas para a caleira e no sentido do rebordo frontal do sistema de painéis. A superfície visível do painel fotovoltaico vai apresentar a peça representada na Fig. S, ou seja, um topo longitudinal (4). 9/16 0 topo é o remate visível do sistema de estanqueidade e aparece colocado ao longo das juntas dos módulos dos painéis, encobrindo-as, e em acoplagem hermética com as peças que se encontram por baixo {Figs. 3 e 4). 0 topo possui configuração de perfil alongado, abaulado na superfície superior de modo a proporcionar um melhor acabamento e ergonomia. 0 sistema de encaixe e aperto é aspecto essencial do invento: 0 processo de fixação é o resultado conjugado do recurso a sistemas convencionais como o uso de parafusos (5) e da criação de peças específicas: a peça da Fig. 6 e a peça da Fig 7.

Sob o topo, em aperto, coloca-se a peça da Fig.6 Esta peça, em borracha, polímero ou outro material equivalente, cem configuração adequada a acoplar com os rebordos do topo. Este último possui dois rebordos (4-a) que se projectam no sentido oposto da sua superfície. Os ditos rebordos possuem uma guinagem adequada a acoplar nas ilhargas da peça de encaixe. 10/16

De facto, a referida peça de encaixe (Fig.6) possui duas ilhargas (3-a) projectadas no sentido do topo (4). As ditaB ilhargas possuem um quinagem que proporciona um encaixe adequado com o topo. Basta exercer pressão entre as duas peças (topo e peça de encaixe) para que as duas peças se unam. A peça da Fig.7 vem completar o sistema de aperto e fixação. Esta peça é construída em borracha, polímero ou ouro material equivalente. A aua configuração denota uma depressão na zona inferior, apta a assentar no dorso (1-c) da caleira longitudinal. A dita peça possui um furo central por onde passa o parafuso (5). A furação é de configuração cónica e rasgada para permitir um total isolamento do parafuso, evitando-se o contacto de componentes metálicos. ABsim, ao ser colocado o parafuso, a parte cónica abre de modo a formar um batente.

Desta união resulta um aperto hermético dos sistemas de estanqueidade. 0 dito sistema de fixação e aperto impede a possibilidade de corrosão galvânica (o "efeito pilha" que acontece por contacto entre o alumínio e o aço). De facto, os elementos 11/16 metálicos do sistema de fixação e aperto não se tocam em resultado, quer da acoplagem entre o copo (4) e o elemento de fixação (3), quer pelo recurso à peça da Fig.7, ambas em material não metálico.

Finalmente, todo o sistema fica apoiado na estrutura (ICO, sendo aconselhado o uso de borrachas para a superfície da caleira assentar, não directamente sobre metal (evitando o "efeito pilha") mas sobre um material isolante.

Deste modo eliminam-se os próprios ruídos metálicos. Aliás, que estão ausentes de todo o invento, dado não se tocarem elementos ou estruturas em metal.

Os topos (<i) , por sua vez, possuem rebordos exteriores (4-b] em toda a extensão que, após a fixação, ficam em tensão e em contacto com a superfície útil dos painéis. Desse modo, impede-se a intrusão de água nas juntas longitudinais.

Os topos são colocados longitudinalmente ao longo de cada um dos subsistemas de estanqueidade, acompanhando e isolando o conjunto das peças que os constituem.

Finalmente, a peça de remate lateral exterior (Fig.8) é, somente, utilizada no subsistema de estanquidade de extremidade (Fig. 2), nos flancos do painel, para fazer o remate exterior. 12/16 0 processo de montagem acha-se pormenorizadamente representado nas Figs. 9 e 10.

Tratando-se de um sistema modular, sendo o procedimento sequencial.

Em primeiro lugar, coloca-se a estrutura de isolamento (10) . Seguidamente, alinham-se as caleiras longitudinais (1) que vão sustentar as calhas transversais (2). As ditas calhas assentam nas plataformas laterais (1-a) das caleiras longitudinais e, sobre as estas, os painéis (9).

Individualmente, cada uma destas peças (1) possui depressões (1-b) e pequenas plataformas periféricas projectadas para o exterior (1-a) e uma plataforma central ou dorso (1-c).

As suas depressões são aptas a receber as águas que escorrem das calhas transversais (2); as plataformas latei-ais (1-a), por sua vez, servirão de apoio para os rebordos dos painéis solares (9) . Por seu turno, o seu dorso ou topo (1-c) destina-se a facilitar o aperto com os componentes que se lhe sobreporão. A peça da Fig. 4 é uma peça quinada longilínea e funciona como caleira transversal e apoia-se nas plataformas periféricas (1-b) da peça inferior (Figs. l e 2) para onde debita a água recolhida. 13/16

Assentes a caleira transversal (2) e os painéis (9), passa-se à fase de aperto e fixação dos subsistemas: nesta fase o topo (4) é alinhado longitudinalmente com as juntas dos painéis e vai acoplar hermeticamente num suporte de encaixe (3} cujas ilhargas (3-a) possuem forma adequada a acolherem as correspondentes ilhargas (4-a} do topo. 0 topo possui rebordos (4-b) que se projectam perpendicularmente à superfície na direcção das ilhargas do encaixe (3-a), sendo que as referidas peças (3) e (4) se posicionam orientadas em sentidos opostos. A total estanqueidade é potenciada com o facto de as ilhargas do topo (4-b) e do seu suporte (3-a) terem quinagem adequada, de modo que se unem após tensão exercida pelo topo, sendo que a eficácia da conexão é complementada pelo aperto efectuado através de recurso complementar a parafusos (5) que se projectam da peça (3) até à estrutura ou dorso da caleira (1-c), onde assenta a peça de aperto da Fig.7, apertando firmemente todo o sistema. 0 aperto vai, também, determinar que os rebordos da peça longitudinal do topo (4-b) fiquem adequadamente unidos à superfície dos painéis. Pelo que a água recolhida é, apenas, a que se introduz entre as uniões transversais (precipitando-se nas respectivas calhas e sendo conduzida para as caleiras longitudinais). 14/16

Do modo descrito, o processo de fixação torna-se suave e sem atrito e ruidos metálicos.

Para o subsistema de estanqueidade a utilizar nas extremidades (Figs.2 e 9), a alteração radica, unicamente, na utilização de uma peça quinada (7) que faz o remate exterior recorrendo, igualmente, ao aperto final por parafuso (Θ) que prenderá a referida peça à plataforma lateral (1-a) da peça de suporte.

Para proceder à desmontagem do sistema de estanqueidade inventado baBta proceder ao caminho inverso da montagem (Figs. 1 e 2), desapertando os parafusos e, retirado o topo (4) , aceder a todos os outros componentes.

Todo o sistema assenta sobre uma estrutura metálica que suporta os painéis. 0 apoio é efectuado através das depressões das caleiras (1) que, por sua vez, assentam em Buportes (10} que isolam o contacto dos elementos metálicos, potenciando a suavidade e eliminando ruídos metálicos prevenindo a corrosão.

Trata-se, assim, de um invento que traduz mais-valias em sede de estanqueidade dos painéis foto voltaicos e facilidade de aplicação, além de transportar um inovador conceito de aproveitamento de recursos: 15/16 - Porque composto por um número reduzido de peças simples e de aplicação fácil, não exige especiais conhecimentos para a 3ua instalação, podendo o consumidor não especializado proceder a tal tarefa; - É mais eficaz que as soluções existentes, dispensando a manutenção periódica para corrigir o desgaste produzido nos actuais sistemas em resultado, quer da introdução de lixo e humidade, quer da deterioração inerente de elementos metálicos ou outros; - Proporciona a condução e posterior aproveitamento de águas pluviais, respondendo a uma cada vez maior preocupação dos consumidores actuais; - Impede a corrosão galvânica dos materiais utilizados, ao lançar mão de um sistema de fixação e aperto onde os elementos metálicos não se tocam.

Porto, 5 de Fevereiro de 2009, 16/16

Claims

REIVINDICAÇÕES 1 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos caracterizado por ser constituído por dois subsistemas modulares, um para as áreas intermédias e outro para as áreas periféricas dos painéis, sendo ambos essencialmente constituídos por caleiras longitudinais (1) e calhas transversais (2), ambas colocadas perpendicularmente sob os painéis, possuindo topos (4) alinhados longitudinalmente sobre as juntas dos painéis e calhas longitudinais, possuindo ambos os subsistemas mecanismos de fixação e aperto, não existindo qualquer contacto entre elementos metálicos e não metálicos nos sistemas.
2 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por as caleiras longitudinais U) possuírem depressões (1-b), uma plataforma central ou dorso (l-c) e duas plataformas laterais (l-a),
3 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o topo longitudinal (4) possuir ilhargas quinadas {4-a) projectadas no sentido das caleiras e pequenos rebordos (4-b) projectados lateralmente no sentido da superfície dos painéis. 1/4
4 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por o topo (4) ser fixado às caleiras longitudinais {1} através de uma peça de fixação (3) quinada.
5 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o peça de fixação (3) possuir ilhargas quinadas (3-a) projectadas no sentido do topo, onde este encaixa, possuindo rebordos projectados lateralmente (3-b}.
6 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo com a reivindicação l, caracterizado por possuir calhas transversais (2) , alinhadas perpendicularmente com as caleiras (l) em cujas plataformas laterais (1-a) ao ditas calhas assentam.
7 - Sistema universal de estanqueidade para painéis fotovoltaicos, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por os ditos painéis (9) assentarem nas calhas transversais (2). 2/4 θ - Sistema universal de estanqueidade para painéis fotovoltaicos, de acordo cora a reivindicação anterior, caracterizado por as calhas transversais (2) possuírem ilhargas assimétricas, sendo que uma se prolonga para a zona superior, paralelamente à base da calha.
9 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por o sistema de fixação poder ser completado com o recurso a parafusos (5) que fixam o encaixe (3) à borracha (6) sobre o dorso da caleira e todo o sistema à estrutura.
10 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo cora as reivindicações anteriores, caracterizado por utilizar, sobre o dorso da caleira, uma borracha (6) com concavidade na zona posterior.
11 - Si3tema universal de estanqueidade para painéis fotovoltaicos, de acordo cora a reivindicação anterior, caracterizado por a peça de fixação (6) possuir uma furação cónica da área plana para a zona côncava.
12 - Sistema universal de estanqueidade para painéis foto voltaicos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir, no subsistema periférico de estanqueidade, uma peça quinada (7) de remate exterior.
13- Sistema universal de estanqueidade para painéis fotovoltaicos, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por possuir apoios (10) entre a base da caleira (1) e a estrutura (li) em que assentara. Porto, 5 de Fevereiro de 2009. 4/4