PT2132495E

PT2132495E - Dispositivo de fixação para módulos solares

Info

Publication number: PT2132495E
Application number: PT08734344T
Authority: PT
Inventors: Sven Bartelt-Muszynski
Original assignee: Haticon Gmbh
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2011-03-29
Also published as: DE502008002150D1; CA2681970C; ATE493619T1; CA2681970A1; CY1111381T1; IL201191A; MX2009010464A; PL2132495T3; HRP20110176T1; US20100083954A1; SI2132495T1; KR101416240B1; JP5465169B2; JP2010522861A; KR20100016132A; EP2132495B1; US8898967B2; DK2132495T3; WO2008119316A1; EP2132495A1

Description

ΡΕ2132495 1 DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE FIXAÇÃO PARA MÓDULOS SOLARES" O invento diz respeito a um dispositivo para a fixação de quadros exteriormente situados de módulos solares, em particular no que respeita aos troços terminais dos mesmos.

Quando da fixação dos quadros de módulos solares dispostos uns ao lado dos outros num perfil de montagem é feito uso de peças ou discos de aperto, os quais são centralmente unidos ao perfil de montagem por intermédio de um elemento de ligação, pressionando em simultâneo os quadros de encontro ao perfil de montagem (vd. entre outros os documentos DE 10 2005 001 654 B3 e DE 202006009871 Ul) a partir de cima. Esta técnica é contudo ineficaz no que respeita aos bordos externos dos diversos módulos solares adjacentemente dispostos, uma vez que nesse caso apenas se dispõe de um quadro enquanto apoio da peça de aperto. Por este motivo são adicionalmente montados, neste caso e em lugar do quadro ausente, elementos distanciadores ou meios análogos a fim de proporcionar à peça de aperto um apoio simétrico. Uma vez que esta medida, além de onerosa, é também opticamente não apelativa, procede-se a um recobrimento suplementar, por exemplo com recurso a peças de canto encaixáveis (vd. WO 03/098126 Al). 2 ΡΕ2132495

Também em DE 20 2006 013 261.9 foi dado a conhecer um dispositivo para a fixação de troços exteriores de quadros de módulos solares nas zonas terminais de perfis de suporte. As zonas terminais dos perfis de suporte exibem neste caso uma secção transversal com uma parte aberta na qual pode ser inserida uma peça expansível passível de, no que respeita à superfície frontal do perfil de suporte, ser ligada a um braço de uma peça terminal em forma de 'L', em que, quando do estabelecimento da ligação entre a peça terminal e a peça expansível inserida e em consequência da expansão desta última, é produzido no perfil de suporte um efeito de aperto. O outro braço do 'L' agarra superiormente o quadro do módulo solar, pressionando este de encontro ao perfil de suporte quando do estabelecimento da ligação entre a peça terminal e a peça expansível inserida.

Contudo, verificou-se que este dispositivo de fixação exige um dimensionamento muito rigoroso no que respeita ao quadro do módulo solar e à armação, requisito esse cujo cumprimento se revela difícil.

Em EP 1 767 719 A2 é descrito um dispositivo para a fixação de painéis solares numa calha de montagem cuja secção transversal tem a forma de um 'C'. O dispositivo de fixação é composto por um elemento de retenção em forma de ‘ Z' destinado ao painel solar e por uma peça que agarra por detrás a calha de montagem, em que o elemento de retenção e a peça que agarra por detrás a calha de montagem se encontram ligados entre si por intermédio de uma cavilha ros- 3 ΡΕ2132495 cada, podendo ser deslocados no sentido um do outro de modo a produzir um efeito de aperto com recurso a um aparafusa-mento da cavilha. Quando desta colocação sob tensão produtora de um aperto, a posição da peça que agarra por detrás a calha de montagem altera-se, passando o elemento de retenção a estar completamente encostado ao painel solar e sob a acção de um momento de flexão.

Subjazia ao presente invento a tarefa de, partindo deste estádio de desenvolvimento da técnica, disponibi-lizar um dispositivo de fixação terminal que fosse fácil de montar e opticamente atraente, além de capaz de compensar margens de tolerância quando montado, e que assegurasse em simultâneo as forças de fixação necessárias.

Este objectivo foi alcançado por via de um dispositivo de fixação dotado das características constantes da reividicação 1, formas de execução vantajosas do qual são objecto das reivindicações subsidiárias. A possibilidade da realização de deslocamentos segundo a direcção longitudinal do perfil de suporte permite, de um modo simples no que toca à montagem, compensar não só as margens de tolerância associadas à montagem e à própria estrutura de suporte como os desvios no que toca às dimensões dos módulos solares, ao mesmo tempo que permite assegurar a estabilidade da fixação.

Numa forma vantajosa de execução do dispositivo 4 ΡΕ2132495 de fixação são tomadas providências para que o par de elementos de guiamento do suporte da peça de aperto, para o qual o perfil de suporte contribui com um dos elementos, consista, por um lado, em flanges longitudinais do perfil de suporte e, por outro, em protuberâncias ou filetes em cunha exibidos pelos braços laterais do suporte da peça de aperto, bem como para que se verifique um apoio do suporte da peça de aperto de encontro ao perfil de suporte. É preferido que estas flanges longitudinais tenham sido previstas no exterior do perfil de suporte e que estas protuberâncias ou estes filetes em cunha tenham sido previstos no interior dos braços laterais. Tanto estas flanges longitudinais como estas protuberâncias ou filetes em cunha deverão, depois de completada a montagem, estender-se paralelamente à direcção longitudinal do perfil de suporte.

Numa outra forma vantajosa de execução do dispositivo de fixação foi previsto que aquela das faces laterais do suporte da peça de aperto que defronta a superfície frontal do quadro do módulo solar forme um ângulo α com esta superfície frontal. Esta posição relativa pode ser alcançada se, visto de lado, o suporte da peça de aperto exibir uma secção transversal rombóide. Em consequência, os deslocamentos efectuados pela peça de aperto no plano do corte transversal do respectivo suporte quando da colocação sob tensão produtora do aperto permitem então que possa ser alcançado um apoio ou encosto óptimos da peça de aperto sobre ou de encontro ao quadro do módulo solar. 5 ΡΕ2132495

Uma tal peça de aperto foi configurada como perfil duplamente em ângulo provido de dois braços orientados em sentidos opostos de uma mesma direcção (perfil em forma de ' Z') em que o braço superiormente posicionado agarra por cima a secção do quadro do módulo solar e o braço inferior, cuja altura é regulável de modo guiado segundo a direcção vertical de deslocamento, se encontra disposto no interior do ou adjacente ao suporte da peça de aperto de modo a ser perpendicular à direcção longitudinal do perfil de suporte.

Ao configurar uma tal peça de aperto foi previsto de acordo com o invento que estivesse presente, para efeito da regulação da altura desta ao longo da direcção de deslocamento, quer uma cavilha roscada montada de modo a poder rodar numa rosca interiormente exibida pelo braço e apoiada sobre a cabeça do suporte da peça de aperto, quer uma cavilha roscada montada de modo a poder rodar numa rosca interiormente exibida pelo braço e apoiada sobre o braço.

Para permitir o aparafusamento da cavilha roscada, a cabeça do suporte da peça de aperto exibe de preferência um furo através do qual se pode então ter acesso à cavilha roscada.

Numa outra forma de execução foi previsto que, para viabilizar o apoio nele da cavilha roscada, a cabeça do suporte da peça de aperto fosse interiormente configurada como calha oca dobrada capaz de acolher a cabeça da cavilha roscada. 6 ΡΕ2132495

Uma porca disposta numa cavidade ou numa ranhura do braço ou da cabeça do suporte da peça de aperto pode servir de rosca interior do braço da peça de aperto ou da cabeça desta última.

Numa outra forma de execução do meio de fixação foi previsto que a zona correspondente aos braços laterais e à travessa de um suporte da peça de aperto no qual esta última se encontre inserida esteja envolvida por uma manga.

Esta manga exibe interiormente, e de preferência também exteriormente, a forma de um parelipipedo inclinado cujo ângulo de inclinação corresponde ao ângulo α ante-riormente referido. Este ângulo α foi calculado de modo a que um deslocamento da peça de aperto no interior do res-pectivo suporte quando da colocação sob tensão deste para efeito do aperto conduza a uma posição final óptima da travessa, nomeadamente um paralelismo ou quase paralelismo da mesma em relação à superfície frontal do quadro do módulo solar. Na posição final sob aperto, a travessa encontra-se encostada de encontro ao interior da manga no que respeita à zona fronteira ao braço inferior do 'Z'. Em consequência, os componentes encontram-se todos sob tensão, uns de encontro aos outros.

Nos desenhos encontram-se representados exemplos de execução dos componentes individuais do dispositivo de fixação. São mostrados: 7 ΡΕ2132495

Figura 1 peça de aperto e troço do quadro do módulo solar,

Figura 2 em dois cortes diferentes, o suporte da peça de aperto,

Figura 3 manga,

Figura 4 perfil de suporte.

Nas Figuras 1-4 encontram-se individualmente representados os componentes do dispositivo para a fixação de troços exteriores de quadros 1 de módulos solares num perfil de suporte 2, dispositivo esse que é composto por um suporte 3 de uma peça de aperto passível de deslocamentos guiados pelo perfil de suporte 2 segundo a direcção longitudinal 8 deste e de, juntamente com um troço do quadro 1 do módulo solar e com uma peça de aperto 4 a que o res-pectivo suporte 3 serve de guia, ser colocado sob tensão produtora de aperto.

Na Figura 1 é mostrada a posição da peça de aperto 4 relativamente ao troço do quadro 1 do módulo solar. A peça de aperto 4 foi configurada como perfil duplamente em ângulo provido de braços 4.1, 4.2 orientados em sentidos opostos de uma mesma direcção, em que o braço 4.1 superiormente posicionado agarra por cima o troço 1 do quadro do módulo solar e o braço inferior 4.2, cuja altura é regulável de modo guiado, se encontra disposto segundo a direcção vertical de deslocamento 7 no interior do e adjacente ao ΡΕ2132495 suporte 3 da peça de aperto. A regulação da altura da peça de aperto 4 ao longo da direcção de deslocamento 7 é possibilitada pela presença de uma cavilha roscada 12 passível de rotação no interior de uma rosca internamente exibida pelo braço 4.2, cavilha essa que se apoia na parte superior ou elemento de topo 13 do suporte 3 da peça de aperto (Figura 2). A rosca interiormente exibida pelo braço 4.2 consiste numa porca disposta numa cavidade (canal) exibida pela perfuração de lado a lado de que o braço 4.2 é provido.

Na Figura 2 é mostrado o suporte 3 da peça de aperto, o qual exibe uma secção tranversal rombóide quando visto de lado. 0 suporte 3 da peça de aperto é por sua vez composto por uma parte superior ou elemento de topo 13, dois braços laterais 11 e uma peça de união entre os braços laterais 11, a qual serve de apoio 16 sobre o perfil de suporte 2. 0 par de elementos de guiamento lateral 9, 10 do suporte 3 da peça de aperto, para o qual o perfil de suporte 2 contribui com o outro dos elementos, consiste, por um lado, em flanges longitudinais 9 do perfil de suporte 2 (Figura 4) e, por outro, em filetes em cunha 10 exibidos pelos braços laterais 11 do suporte 3 da peça de aperto.

Após o encaixe simples ou elástico do suporte 3 da peça de aperto no perfil de suporte 2, tanto o par de elementos de guiamento lateral 9, 10 como o apoio 16 proporcionam um modo simples e estável de execução de desloca- 9 ΡΕ2132495 mentos segundo a direcção longitudinal 8 do perfil de suporte, admitindo forças de tensão elevadas segundo a direcção de deslocamento 7 da peça de aperto 4. Quando se pretende colocá-la sob tensão, a peça de aperto 4 é introduzida no respectivo suporte 3, sendo guiada entre os dois braços laterais 11.

Tal como já se aludiu quando da descrição da Figura 1, a regulação em altura, segundo a direcção de deslocamento 7, da peça de aperto 4 é realizada com recurso a uma cavilha roscada 12 disposta de modo a poder rodar no interior de uma rosca internamente exibida pelo braço 4.2 e apoiada no elemento de topo 13 do suporte 3 da peça de aperto. Este apoio é viabilizado pela configuração interna do elemento de topo 13 como régua oca dobrada em forma de calha 15 que acolhe a cabeça da cavilha roscada 12. 0 elemento de topo 13 do suporte exibe ainda um furo 14, através do qual é possivel ter acesso à cabeça da cavilha roscada 12 de modo a aparafusá-la por intermédio de uma chave para efeito da sua colocação sob tensão.

Pelo facto de o suporte 3 da peça de aperto exibir um corte transversal rombóide, a superfície frontal do quadro 1 do módulo solar e aquele dos planos laterais do suporte 3 da peça de aperto que é fronteiro à superfície frontal do quadro 1 formam entre si um ângulo a. Em consequência, a peça de aperto 4 inserida no respectivo suporte 3 para efeito da colocação sob tensão deste encontra-se igualmente numa posição inclinada relativamente à super- ίο ΡΕ2132495 fície frontal do quadro 1. Esta posição relativa é intencional, uma vez que, quando da colocação sob tensão da peça de aperto 4 cujo guiamento se processa apenas lateralmente por via dos braços laterais 11 (superfícies de guiamento 6) do respectivo suporte, ocorre um deslocamento não só segundo a direcção de deslocamento 7, mas também no sentido da superfície frontal do quadro 1, este último em resultado da presença necessária de uma margem de manobra. Por esse motivo, o valor do ângulo α foi calculado de modo a que de um deslocamento da peça de aperto 4 no interior do respectivo suporte 3 para efeito da colocação sob tensão deste resulte uma posição final da travessa 4.3 essencialmente paralela à superfície frontal do troço do quadro 1. Este condicionalismo geométrico da regulação e da fixação é intensificado pela presença de uma manga (Figura 3).

Na Figura 3 é mostrada uma manga 5 que exibe interna e externamente a forma de um paralelipípedo inclinado. O ângulo de inclinação do paralelipípedo corresponde ao ângulo a. Esta manga envolve o suporte 3 no qual se encontra inserida a respectiva peça de aperto 4 na zona correspondente aos braços laterais 11 do suporte e à travessa 4.3 da peça de aperto antes da colocação sob tensão. Em consequência, a peça de aperto 4 é alvo de um guiamento adicional, além de ficar limitada no que respeita ao seu deslocamento no sentido da superfície frontal do quadro 1. Na sua posição final sob tensão, a travessa 4.3 encontra-se encostada à zona interior da manga que defronta o braço 4.2. Simultaneamente, a manga 5 recobre o lado visível do 11 ΡΕ2132495 suporte 3 da peça de aperto.

No que toca à montagem, o suporte 3, a peça de aperto 4 provida da cavilha roscada 12 e a manga 5 são montadas de modo a formarem uma unidade. Estas unidades deixam-se então — mesmo em condições de montagem difíceis, tais como as presentes sobre um telhado — encaixar normal ou elasticamente sem dificuldade no perfil de suporte 2 (constituição do par de elementos de guiamento 9, 10), dispor de modo a que o braço 4.1 agarre por cima o troço do quadro 1 e fixar mediante o aparafusamento firme da cavilha roscada 12.

Na Figura 4 é mostrado um perfil de suporte 2 utilizado em conjunto com o dispositivo de fixação. Trata-se de preferência de um perfil oco fabricado num processo contínuo a partir de alumínio extrudido, perfil esse que é provido de flanges longitudinais 9 dispostas superiormente, além de lateralmente no que toca à superfície de apoio 18 do quadro 1 do módulo solar, as quais se estendem paralelamente à direcção longitudinal 8 do perfil de suporte. Cada uma das flanges longitudinais 9 do perfil de suporte 2 forma, em conjunto com os filetes em cunha 10 de que é provido cada um dos braços laterais 11 do suporte 3 da peça de aperto, um par de elementos de guiamento 9, 10 dispostos entre o suporte 3 da peça de aperto e o perfil de suporte 2. Além disso, o apoio 16 do suporte 3 da peça de aperto apoia-se sobre a superfície de apoio 19 do perfil de suporte 2. 12 ΡΕ2132495 0 perfil de suporte 2 dispõe ainda de meios de conexão laterais 17 destinados a sua fixação no telhado.

Além das propriedades mencionadas, como as suas solidez e facilidade de montagem, os componentes utilizados, nomeadamente o perfil de suporte 2, a peça de aperto 4 com o respectivo suporte 3 e a manga 5, caracterizam-se por terem por base perfis ocos fabricados num processo continuo a partir de aluminio extrudido, sendo produzidos exclusivamente mediante o corte à medida dos perfis correspondentes. Trata-se de um processo de produção extraordinariamente vantajoso em termos tecnológicos e económicos.

Lista dos números de referência 1 quadro do módulo soolar 2 perfil de suporte 3 suporte da peça de aperto 4 peça de aperto 4.1 braço da peça de aperto 4.2 braço da peça de aperto 4.3 travessa da peça de aperto 5 manga 6 superfície de guiamento do suporte da peça de aperto 7 direcção de deslocamento da peça de aperto 8 direcção longitudinal do perfil de suporte 9 flanges longitudinais 10 protuberâncias ou filetes em cunha braço lateral do suporte da peça de aperto 11 13 ΡΕ2132495 12 cavilha roscada 13 elemento de topo do suporte da peça de aperto 14 furo exibido pelo elemento de topo do suporte da peça de aperto 15 calha oca dobrada em ângulo 16 apoio 17 meio de conexão para efeito da fixação no telhado 18 superfície de apoio

Lisboa, 22 de Março de 2011

Claims

ΡΕ2132495 1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a fixação de secções exteriores (1) de quadros de módulos solares num perfil de suporte (2), com recurso ao qual é possível estabelecer uma união sob tensão entre, por um lado, uma peça de aperto (4) passível de deslocamentos realizados segundo a direcção longitudinal (8) do perfil de suporte que lhe serve de guia e no exterior deste e, por outro, o perfil de suporte (2), de modo a incluir um troço do quadro (1) do módulo solar, em que a peça de aperto (4) foi configurada como perfil duplamente em ângulo composto por uma travessa (4.3) e por braços (4.1, 4.2) que se estendem em sentidos opostos de uma direcção comum, onde o braço (4.1) superiormente posicionado agarra por cima o troço do quadro (1) do módulo solar e a altura do braço inferior (4.2) é regulável segundo a direcção vertical de deslocamento (7), caracterizado por o dispositivo de fixação incluir um suporte (3) da peça de aperto (4), por o braço (4.2) da peça de aperto (4) se encontrar disposto no interior do suporte (3) da peça de aperto, o qual lhe serve de guia, e por, para efeito do deslocamento em altura da peça de aperto (4) segundo a direcção de deslocamento (7), se encontrar presente ou uma cavilha roscada (12) disposta de forma a poder rodar no interior de uma rosca internamente exibida pelo braço (4.2) e apoiada na parte superior ou elemento de topo (13) do suporte (3) do componente de aperto, ou uma cavilha roscada (12) disposta de modo a poder rodar no interior de uma 2 ΡΕ2132495 rosca internamente exibida pelo elemento de topo (13)e apoiada no braço (4.2), e por o suporte (3) da peça de aperto ser deslocável segundo a direcção longitudinal (8) do perfil de suporte, sendo esse deslocamento realizado no âmbito de um par de elementos de guiamento, dos quais um é providenciado pelo próprio suporte, sendo o outro providenciado pelo perfil de suporte (2).
2. Dispositivo para a fixação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o par de elementos de guiamento do suporte (3) da peça de aperto, para o qual o perfil de suporte (2) contribui com o outro dos elementos, consistir, por um lado, em flanges longitudinais (9) exibidas pelo perfil de suporte (2) e, por outro, em protuberâncias ou filetes em cunha (10) exibidos pelos braços laterais (11) do suporte (3), além de por ter sido providenciado um apoio (16, 18) do suporte (3) sobre o perfil de suporte (2).
3. Dispositivo para a fixação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as flanges longitudinais (9) e as protuberâncias ou filetes em cunha (10) se estenderem paralelamente à direcção longitudinal (8) do perfil de suporte.
4. Dispositivo para a fixação de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por aquela das faces laterais do suporte (3) da peça de aperto que é fronteira à superfície frontal do quadro 81) do módulo solar 3 ΡΕ2132495 formar com esta última um ângulo a.
5. Dispositivo para a fixação de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o suporte (3) da peça de aperto exibir uma secção transversal rombóide quando visto de lado.
6. Dispositivo para a fixação de a cordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o elemento de topo (13) do suporte da peça de aperto exibir um furo (14) através do qual se tem acesso à cavilha roscada (12).
7. Dispositivo para a fixação de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o elemento de topo (13) ser interiormente configurado como régua dobrada em forma de calha oca (15) destinada a acolher a cabeça de uma cavilha roscada (12) .
8. Dispositivo para a fixação de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a rosca interna do braço (4.2) da peça de aperto ou do elemento de topo (13) do suporte desta consistir numa porca disposta numa cavidade ou ranhura exibida pelo braço (4.2) ou elemento de topo (13).
9. Dispositivo para a fixação de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a zona correspondente aos braços laterais (11) de um suporte (3) no qual se encontra inserida uma peça de aperto (4) e à travessa 4 ΡΕ2132495 (4.3) desta última se encontrar envolvida por uma manga (5) .
10. Dispositivo para a fixação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a manga (5) possuir interiormente, e de preferência também exteriormente, a forma de um paralelipípedo inclinado.
11. Dispositivo para a fixação de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o ângulo de inclinação da manga (5) corresponder ao ângulo a.
12. Dispositivo para a fixação de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o ângulo α ter sido calculado de modo a que um deslocamento da peça de aperto (4) no interior do respectivo suporte (3) quando da colocação sob tensão deste para efeito do aperto conduza a uma posição final da travessa (4.3) paralela à superfície frontal do quadro (1) do módulo solar.
13. Dispositivo para a fixação de acordo com uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por, na posição final sob tensão, a travessa (4.3) encontra-se encostada de encontro ao interior da manga (5) no que respeita à zona fronteira ao braço (4.2). Lisboa, 22 de Março de 2011