RU2194827C2 - Roof panel with solar battery - Google Patents
Roof panel with solar battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194827C2 RU2194827C2 RU2001102215/03A RU2001102215A RU2194827C2 RU 2194827 C2 RU2194827 C2 RU 2194827C2 RU 2001102215/03 A RU2001102215/03 A RU 2001102215/03A RU 2001102215 A RU2001102215 A RU 2001102215A RU 2194827 C2 RU2194827 C2 RU 2194827C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar battery
- base
- roofing panel
- battery according
- roofing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройству кровли зданий и сооружений, включающей панели солнечных батарей (СБ). The invention relates to a device for roofing buildings and structures, including solar panels (SB).
Известны конструкции солнечных батарей, применяемые в технических устройствах и архитектуре (см., например, А.Э. Гутнов. "Мир архитектуры". - М.: "Молодая гвардия", 1985, стр. 58). При этом панели СБ, как правило, представляют собой независимые механические конструкции, соединяемые с кровлей посредством механических крепежных элементов (винтов, болтов и т.д.) либо склейкой. Famous designs of solar cells used in technical devices and architecture (see, for example, A.E. Gutnov. "World of Architecture". - M .: "Young Guard", 1985, p. 58). Moreover, SB panels, as a rule, are independent mechanical structures connected to the roof by means of mechanical fasteners (screws, bolts, etc.) or by gluing.
Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является панель с СБ, представленная в монографии Г. Раушенбаха. "Справочник по проектированию солнечных батарей". - М.: Энергоатомиздат, 1983, стр. 178, рис.3.41. The closest analogue of the proposed technical solution is the panel with the SB, presented in the monograph by G. Rauschenbach. "Solar Design Guide". - M .: Energoatomizdat, 1983, p. 178, Fig. 3.41.
Солнечные батареи ближайшего аналога размещены на криволинейной поверхности несущего основания за счет использования клеящего соединения. При этом электрокабели токосъема с фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), как правило, размещаются в защищенных гаргротах (коробах) также на внешней поверхности панели. The solar panels of the closest analogue are placed on the curved surface of the supporting base due to the use of an adhesive joint. At the same time, electric cables for current collection from photovoltaic converters (photoelectric converters), as a rule, are located in protected gargrot (boxes) also on the outer surface of the panel.
К недостаткам аналогов можно отнести недоиспользование механических (каркасирующих) качеств основания для защиты СБ от воздействия неблагоприятных (в т.ч. атмосферных) при длительной (годы) круглогодичной эксплуатации. The disadvantages of analogues include the underutilization of the mechanical (skeleton) qualities of the base to protect the SB from the effects of adverse (including atmospheric) during prolonged (years) year-round operation.
Целью предлагаемого изобретения является создание СБ, интегрированных в состав несущей кровельной панели (например, черепицы) таким образом, чтобы по прочности и долговечности соответствовать уровню основного материала кровли. The aim of the invention is the creation of SB, integrated into the composition of the supporting roofing panel (for example, tiles) in such a way that in strength and durability corresponds to the level of the main material of the roof.
Указанная цель достигается тем, что кровельная панель с СБ, которая включает несущее основание (в т.ч. в виде криволинейной поверхности, например, типа черепицы) и СБ (на базе полупроводниковых ФЭП) с электрокабелем токосъема, имеет не менее одной плоской площадки, утопленной относительно верхней поверхности основания на глубину до 20 мм: на плоскую площадку (площадки) уложена солнечная батарея с электрокабелем токосъема; СБ залита вплоть до верхней поверхности основания герметизирующей отверждающейся композицией с уровнем пропускания светового излучения не менее 30% (от располагаемого максимального уровня светового излучения в диапазоне работы СБ). This goal is achieved in that the roofing panel with SB, which includes a bearing base (including in the form of a curved surface, for example, a type of tile) and SB (based on semiconductor photovoltaic cells) with an electric current collection cable, has at least one flat platform, recessed relative to the upper surface of the base to a depth of 20 mm: a solar battery with a current collection electric cable is laid on a flat platform (s); SB is filled up to the upper surface of the base with a sealing hardening composition with a transmittance of light radiation of at least 30% (of the available maximum level of light radiation in the range of SB operation).
Плоские площадки могут быть выполнены прямоугольной и/или фигурной формы в плане (причем в первом случае целесообразно ориентировать площадки длинной стороной вдоль направления стока с кровли дождевой воды). От кромки (обреза) несущего основания до плоской площадки может быть выполнен паз (пазы) глубиной до 20 мм и шириной до 30 мм, в который укладывают электрокабель токосъема с СБ; электрокабель затем заливают вплоть до верхней поверхности несущего основания герметизирующей отверждающейся композицией (в данном случае уровень пропускания светового излучения композицией не оговаривается). При этом паз целесообразно располагать со стороны вышележащей кромки (иначе, обреза панели, ориентированного к вершине кровли, - с целью "спрятать" паз под вышележащую кровельную панель при их соединении внахлест). Flat platforms can be made rectangular and / or curved in plan view (moreover, in the first case it is advisable to orient the platforms with the long side along the direction of runoff from the rainwater roof). From the edge (cut-off) of the bearing base to a flat platform, a groove (s) with a depth of up to 20 mm and a width of up to 30 mm can be made, into which an electric cable for current collection with SB is laid; the electric cable is then poured down to the upper surface of the carrier base with a sealing curable composition (in this case, the transmission level of light radiation by the composition is not specified). In this case, it is advisable to place the groove from the side of the overlying edge (otherwise, the edge of the panel oriented to the top of the roof, in order to "hide" the groove under the overlying roof panel when they overlap).
Альтернативным вариантом вывода электрокабеля от СБ может быть выполнение в несущем основании (например, черепице) внутри периметра плоской площадки сквозного отверстия площадью до 10 см2.An alternative option for outputting the power cable from the SB can be the execution of a through hole with an area of up to 10 cm 2 in the carrier base (for example, tile) inside the perimeter of a flat platform.
Коммутация единичных СБ и в том, и в другом варианте токосъема осуществляется с внутренней (чердачной) стороны кровли, что следует признать оптимальным. Switching single SB in that, and in another version of the current collection is carried out from the inner (attic) side of the roof, which should be considered optimal.
Дополнительно СБ может быть скреплена со стеклянной пластиной или стеклопакетом из нескольких пластин (толщиной от 1 до 18 мм); в частности, соединение (сборка) "пластина - СБ" с несущим основанием может выполняться по типу "ласточкин хвост". Additionally, the SB can be bonded to a glass plate or a double-glazed unit of several plates (thickness from 1 to 18 mm); in particular, the plate-SB connection (assembly) with the supporting base can be carried out according to the dovetail type.
На фиг.1 показана принципиальная конструктивная схема сечения кровельной панели с СБ. Приняты обозначения:
1 - несущее основание;
2 - плоская площадка;
3 - солнечная батарея;
4 - герметизирующая композиция.Figure 1 shows a schematic structural diagram of a section of a roof panel with a SB. Designations accepted:
1 - bearing base;
2 - flat area;
3 - solar battery;
4 - sealing composition.
На фиг. 2 представлен вид панели с плоской площадкой прямоугольной в плане формы, ориентированной длинной стороной вдоль направления стока с кровли дождевой воды, с пазом под верхний обрез для вывода электрокабеля токосъема СБ. Здесь:
1 - несущее основание;
2 - плоская площадка (прямоугольной формы в плане);
5 - паз.In FIG. 2 is a view of a panel with a flat platform of a rectangular shape in plan, oriented by the long side along the direction of runoff from the rainwater roof, with a groove under the upper edge for outputting the power cable of the current collector SB. Here:
1 - bearing base;
2 - a flat area (rectangular in plan);
5 - groove.
На фиг. 3 приведен вид панели с плоской площадкой, фигурной в плане формы, со сквозным отверстием для вывода электрокабеля токосъема СБ. Здесь:
1 - несущее основание;
2 - плоская площадка (фигурной формы в плане);
6 - сквозное отверстие.In FIG. Figure 3 shows a panel with a flat platform, shaped in terms of shape, with a through hole for outputting the power cable of the current collector SB. Here:
1 - bearing base;
2 - a flat platform (curly shape in plan);
6 - through hole.
На фиг. 4, 5, 6, 7 показаны варианты кровельной панели с СБ и дополнительным введением в состав конструкции стеклянной пластины (стеклопакета). Приняты обозначения:
1 - несущее основание;
2 - плоская площадка;
3 - солнечная батарея;
4 - герметизирующая композиция;
7 - стеклянная пластина (стеклопакет);
8 - клей-герметик.In FIG. 4, 5, 6, 7 show options for a roofing panel with SB and an additional introduction to the structure of a glass plate (glass packet). Designations accepted:
1 - bearing base;
2 - flat area;
3 - solar battery;
4 - sealing composition;
7 - a glass plate (glass packet);
8 - adhesive sealant.
Устройство по предлагаемому техническому решению имеет следующие характерные особенности. The device according to the proposed technical solution has the following characteristic features.
Несущее основание дорабатывается таким образом, чтобы на выпуклой (и/или вогнутой, в т.ч. боковой) его внешней поверхности образовать плоские площадки глубиной до 20 мм (размер выбран из условий технико-экономической целесообразности конструктивно-компоновочной схемы изделия с учетом реальных толщин СБ, уровня пропускания герметизирующей композиции и защитных накладок (экранов), прочностных характеристик доработанного основания, ремонтопригодности и т.п.). The carrier base is being finalized in such a way that on a convex (and / or concave, including lateral) external surface it forms flat areas up to 20 mm deep (the size is selected from the conditions of technical and economic feasibility of the structural layout of the product, taking into account real thicknesses SB, the transmission level of the sealing composition and protective pads (screens), the strength characteristics of the modified base, maintainability, etc.).
Монтаж СБ осуществляется промышленным способом на специализированном производственном участке: из единичных стандартизированных ФЭП формируется СБ заданной геометрии, собранная СБ размещается на плоской площадке несущего основания, при этом электрокабель токосъема с СБ выводится через специализированный паз (либо специализированное сквозное отверстие) за контур кровельной панели. Ширина паза (до 30 мм), а также площадь отверстия (до 10 см2) выбраны из условия гарантированного вывода электрокабеля в защитной изоляции любого применяемого ныне типа. Далее, указанная сборка заливается до верхней поверхности основания (чтобы исключить скапливание на пути принимаемого СБ лучистого потока воды, грязи, пыли, снега и т.п.) герметизирующей отверждающейся композицией. Признано целесообразным - с учетом технико-экономических критериев "стоимость-эффективность" для современных и перспективных технологий - установить уровень пропускания герметизирующей композицией светового излучения на СБ не ниже 30% номинального значения (принимаемого "чистой" СБ при аналогичной ориентации) в диапазоне работы солнечной батареи. Собранные кровельные панели с СБ по традиционной методике устанавливаются на здания, сооружения и постройки. Электрокабели токосъема каждой единичной СБ коммутируются в общую электрическую сеть для использования в системе общего и/или автономного электроснабжения здания (сооружения, постройки).SB installation is carried out industrially at a specialized production site: SB of a given geometry is formed from single standardized photomultipliers, the assembled SB is placed on a flat platform of the bearing base, while the power supply cable from the SB is routed through a specialized groove (or specialized through hole) for the roof panel contour. The width of the groove (up to 30 mm), as well as the area of the hole (up to 10 cm 2 ), are selected from the condition of guaranteed output of the electric cable in the protective insulation of any type currently used. Further, this assembly is poured to the upper surface of the base (to prevent the accumulation of radiant water flow, dirt, dust, snow, etc.) on the path of the SB received by the sealing curing composition. It has been recognized that it is expedient, taking into account the cost-effectiveness technical and economic criteria for modern and promising technologies, to establish the transmittance of the light radiation on the SB as a sealant composition not lower than 30% of the nominal value (received by a “clean” SB with a similar orientation) in the range of the solar battery . The assembled roof panels with SB according to the traditional method are installed on buildings, structures and constructions. The current collection electric cables of each individual power supply are switched into a common electric network for use in the building’s general and / or autonomous power supply system (structure, construction).
В качестве дополнительного защитного экрана СБ в настоящем техническом решении предлагается установить либо поверх отверждающейся композиции поз.4 (см. фиг. 4), либо непосредственно поверх ФЭП СБ поз.3 (см. фиг.5, 6, 7) стеклянную пластину (либо стеклопакет из нескольких пластин) поз.7 толщиной от 1 до 18 мм (толщина стеклянной пластины (стеклопакета) выбрана из соображений оптимизации уровня пропускания светового потока СБ, прочностных и защитных характеристик, используемого технологического сортамента). При этом сборка "стеклянная пластина (стеклопакет) - солнечная батарея" с целью ее дополнительной защиты герметизируется по контуру периметра клеем-герметиком поз.8 (см. фиг.5, 6, 7), что, в принципе, позволяет при соединении с несущим основанием по типу "ласточкин хвост" обойтись без герметизирующей композиции поз. 4 (см. фиг. 6, 7). Отметим, что соединение типа фиг.6, 7 требует лишь простейших механических операций сборки и монтажа (демонтажа) СБ на несущее основание кровельной панели. As an additional SB security shield in this technical solution, it is proposed to install either a glass plate (either above the curable composition, pos. 4 (see Fig. 4), or directly above the solar cells of the pos. double-glazed window from several plates) pos. 7 with a thickness of 1 to 18 mm (the thickness of the glass plate (double-glazed window) was selected for reasons of optimizing the level of transmission of the light flux of the SB, strength and protective characteristics, and the technological range used). At the same time, the assembly "glass plate (double-glazed window) - solar battery" for the purpose of its additional protection is sealed around the perimeter with adhesive-sealant pos. 8 (see Figs. 5, 6, 7), which, in principle, allows connecting to the carrier the basis of the type of "dovetail" to do without a sealing composition pos. 4 (see Fig. 6, 7). Note that the connection of the type of Fig.6, 7 requires only the simplest mechanical operations of assembling and assembling (disassembling) the SB on the supporting base of the roof panel.
Следует отметить, что в предлагаемом техническом решении долговечность кровельных панелей с СБ уже в настоящее время обеспечивается на уровне традиционных кровельных материалов (деградация ФЭП СБ под воздействием радиации и иных неблагоприятных факторов для существующей элементной базы составляет 15-40% за 25 лет, перспективной элементной базы - 10-25% за 25 лет эксплуатации; даже через 150-200 лет интегрированные в кровлю СБ в состоянии обеспечить токосъем, достаточный, например, для работы систем охранной сигнализации и аварийного освещения). Снежный покров на кровле незначительно снижает токосъем с СБ. It should be noted that in the proposed technical solution, the durability of roofing panels with SB is already provided at the level of traditional roofing materials (degradation of solar cells under the influence of radiation and other adverse factors for the existing element base is 15-40% over 25 years, a promising element base - 10-25% for 25 years of operation; even after 150-200 years, SBs integrated in the roof are able to provide current collection, sufficient, for example, for the operation of alarm systems and emergency lighting). Snow cover on the roof slightly reduces current collection with SB.
Применение в конструкциях предложенных кровельных панелей с интегрированными СБ удачно подобранных материалов и комплектующих (по градиентам температурного расширения, прочности и долговечности, экологической безопасности, удачному включению в общий архитектурный ансамбль застройки и т.д.) позволяет считать данное техническое решение одним из перспективных направлений формирования облика жилища XXI века. The use of successfully selected materials and components (according to the gradients of thermal expansion, strength and durability, environmental safety, successful inclusion in the general architectural ensemble of buildings, etc.) in the constructions of the proposed roofing panels with integrated safety systems allows us to consider this technical solution as one of the promising areas of formation 21st century dwelling appearance.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102215/03A RU2194827C2 (en) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | Roof panel with solar battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102215/03A RU2194827C2 (en) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | Roof panel with solar battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2194827C2 true RU2194827C2 (en) | 2002-12-20 |
RU2001102215A RU2001102215A (en) | 2003-01-10 |
Family
ID=20245226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001102215/03A RU2194827C2 (en) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | Roof panel with solar battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194827C2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493338C2 (en) * | 2008-01-28 | 2013-09-20 | Тегола Канадезе Спа | Photoelectric bitumen tiles, method to manufacture photoelectric bitumen tiles and method to lay photoelectric roof |
WO2014124505A3 (en) * | 2013-02-18 | 2014-12-31 | Metev Georgi | Tile for roofing buildings |
RU2557272C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-07-20 | Дмитрий Семенович Стребков | Roofing solar panel |
US9577128B2 (en) | 2010-04-20 | 2017-02-21 | Italcementi S.P A. | Cementitious product suitable in particular as substrate for a thin film photovoltaic module, and method of production thereof |
RU2612725C1 (en) * | 2016-03-28 | 2017-03-13 | Дмитрий Семенович Стребков | Hybrid roof solar panel |
RU2670820C1 (en) * | 2015-05-26 | 2018-10-25 | Арселормиттал | Panel, panel assembly and roofing |
RU2681748C2 (en) * | 2014-03-10 | 2019-03-12 | Снк Йап | Improved plate for installing photovoltaic panels |
RU188073U1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-03-28 | ФГБНУ "Федеральный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Thermophotoelectric planar roofing panel |
RU2738738C1 (en) * | 2020-08-20 | 2020-12-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Planar roof panel with corrugated thermal photodetector |
-
2001
- 2001-01-24 RU RU2001102215/03A patent/RU2194827C2/en active
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493338C2 (en) * | 2008-01-28 | 2013-09-20 | Тегола Канадезе Спа | Photoelectric bitumen tiles, method to manufacture photoelectric bitumen tiles and method to lay photoelectric roof |
US9577128B2 (en) | 2010-04-20 | 2017-02-21 | Italcementi S.P A. | Cementitious product suitable in particular as substrate for a thin film photovoltaic module, and method of production thereof |
WO2014124505A3 (en) * | 2013-02-18 | 2014-12-31 | Metev Georgi | Tile for roofing buildings |
RU2681748C2 (en) * | 2014-03-10 | 2019-03-12 | Снк Йап | Improved plate for installing photovoltaic panels |
RU2681748C9 (en) * | 2014-03-10 | 2019-04-22 | Снк Йап | Improved plate for installing photovoltaic panels |
US10742159B2 (en) | 2014-03-10 | 2020-08-11 | Snc Yap | Plate for installing photovoltaic panels |
RU2557272C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-07-20 | Дмитрий Семенович Стребков | Roofing solar panel |
RU2670820C1 (en) * | 2015-05-26 | 2018-10-25 | Арселормиттал | Panel, panel assembly and roofing |
RU2670820C9 (en) * | 2015-05-26 | 2018-11-28 | Арселормиттал | Panel, panel assembly and roofing |
RU2612725C1 (en) * | 2016-03-28 | 2017-03-13 | Дмитрий Семенович Стребков | Hybrid roof solar panel |
RU188073U1 (en) * | 2018-09-21 | 2019-03-28 | ФГБНУ "Федеральный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Thermophotoelectric planar roofing panel |
RU2738738C1 (en) * | 2020-08-20 | 2020-12-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Planar roof panel with corrugated thermal photodetector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2975998B1 (en) | Solar cell roof structure | |
US7614183B2 (en) | Complex system of vegetation and solar cell | |
US8857124B2 (en) | Weatherproof building envelope | |
WO1994016170A1 (en) | Roof installed with solar batteries | |
JP2000087522A (en) | Photovoltaic power generation device | |
RU2194827C2 (en) | Roof panel with solar battery | |
AU2015203159A1 (en) | Photovoltaic assembly | |
JP4738669B2 (en) | Solar cell roofing material | |
RU2215100C2 (en) | Process of manufacture of roof panel with solar battery | |
JP3679158B2 (en) | Solar cell panel mounting structure on the building roof | |
JP3640501B2 (en) | Roof tile with solar cell | |
JP2592400B2 (en) | Building roof ridge structure | |
JP2509959Y2 (en) | Thatched roof of power generation tile | |
JP2001182262A (en) | Roof with solar battery | |
JP2587133Y2 (en) | Roof panel with solar cells | |
JP2002371678A (en) | Roof tile with solar battery | |
JP5458408B2 (en) | Installation structure of the take-out member, construction method, mounting structure of the external member, and repair structure | |
JP2501724B2 (en) | Roof panel with solar cells | |
JP2562279Y2 (en) | Roof with solar cells | |
EP0646682B1 (en) | Roof installed with solar batteries | |
JP4799781B2 (en) | Solar cell roofing material | |
JP2559186B2 (en) | Roof panel with solar cells | |
JP2629140B2 (en) | Installation structure of solar energy utilization equipment on the roof | |
JP2581869B2 (en) | Roof panel with solar cells | |
JP3119817B2 (en) | Solar cell panel mounting structure and solar cell panel mounting method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |