SK500592019U1 - Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells - Google Patents

Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells Download PDF

Info

Publication number
SK500592019U1
SK500592019U1 SK500592019U SK500592019U SK500592019U1 SK 500592019 U1 SK500592019 U1 SK 500592019U1 SK 500592019 U SK500592019 U SK 500592019U SK 500592019 U SK500592019 U SK 500592019U SK 500592019 U1 SK500592019 U1 SK 500592019U1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
inter
frame
construction
photovoltaic cells
window
Prior art date
Application number
SK500592019U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK8764Y1 (en
Inventor
Marián Flimel
Miroslav Rimár
Marcel Fedák
Original Assignee
Univ Kosiciach Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Kosiciach Tech filed Critical Univ Kosiciach Tech
Priority to SK50059-2019U priority Critical patent/SK8764Y1/en
Publication of SK500592019U1 publication Critical patent/SK500592019U1/en
Publication of SK8764Y1 publication Critical patent/SK8764Y1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Abstract

Konštrukcia medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami využiteľná v stavebníctve a energetike pozostáva z rámu (1) s upevňovacími úchytmi (3). Vnútri rámu (1) sú horizontálne nosníky (7) šikmo natočené, na ktorých sú umiestnené solárne články (8) vzájomne prepojené vodičmi (9). Predné vonkajšie sklo (10) je uchytené v ráme (1) prostredníctvom tesniaceho profilu (11) a pružného tmelu (12). V ráme (1) je upevnená aj stredná stena (6) a medzi ňou a zadnou stenou (2) je vložená tepelná izolácia (4) v paronepriepustnej fólii (5).The construction of an inter-window insulating insert with photovoltaic cells usable in construction and power engineering consists of a frame (1) with fastening clips (3). Inside the frame (1), the horizontal beams (7) are angled, on which the solar cells (8) are interconnected by conductors (9). The front outer glass (10) is fixed in the frame (1) by means of a sealing profile (11) and a flexible sealant (12). A central wall (6) is also mounted in the frame (1) and a thermal insulation (4) is inserted between it and the rear wall (2) in the vapor-permeable film (5).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka spôsobu riešenia konštrukcie medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami použiteľnej na fasádach budov medzi oknami. Technické riešenie je zamerané na dosiahnutie tepelnoizolačných vlastností konštrukcie na obvodovom plášti budovy a súčasne ako súčasť fotovoltického systému i na výrobu elektrickej energie získanej premenou solárnej energie.The technical solution relates to a method for solving the construction of an inter-window insulation insert with photovoltaic cells usable on building facades between windows. The technical solution is aimed at achieving the thermal insulation properties of the structure on the building envelope and at the same time as a part of the photovoltaic system and for the production of electricity obtained by the conversion of solar energy.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Energeticky efektívne budovy vyžadujú aplikácie obnoviteľných zdrojov energie, medzi ktorými má nezastupiteľné postavenie solárna energia. Výroba elektrickej energie zo solárnej energie v solárnych systémoch začína vo fotovoltickom paneli. V súčasnosti sú známe obvyklé konštrukčné prevedenia fotovoltických panelov určených hlavne na strešné konštrukcie alebo uložených na stojanové konštrukcie. Konštrukčné riešenie takýchto fotovoltických panelov spočíva zvyčajne z rámovej konštrukcie, z nosnej zadnej steny, systému vzájomne prepojených fotovoltických článkov uložených medzi vrstvami ochrannej fólie, vákuovaného priestoru a ochranného skla. Takéto riešenie sa vyznačuje tým, že jednotlivé fotovoltické články vytvárajú vzájomné rovinné zoskupenie. Pre zabezpečenie správnej montáže takýchto fotovoltických panelov je potrebné zvolenie takej orientácie panelu, aby slnečné lúče dopadali na fotovoltické články buď kolmo, alebo uhol slnečných lúčov voči normále fotovoltických článkov bol čo najmenší. Zabezpečenie tejto podmienky umožňuje inštalácia panelov na také konštrukcie, ktoré zvierajú uhol s rovinou horizontu. Uhol natočenia u statických systémov (nie aktívnych) závisí od zemepisnej polohy danej lokality. Fotovoltické panely sú umiestnené spravidla na strechách domov, u plochých striech na spomínaných doplnkových konštrukciách, na šikmých strechách uložené nad strešnou krytinou, alebo integrované v streche. Aplikácia komerčných fotovoltických panelov na stenách budov vertikálne je taktiež možná a aj sa realizuje, no vzhľadom na to, že solárne články spravidla nie sú kolmo na smer dopadu slnečných lúčov môžu byť riešenia neefektívne. Vertikálne umiestnené fotovoltické panely sú osadené na pomocných konštrukciách, alebo sú súčasťou sklených systémov. Navrhované riešenie konštrukcie medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami predstavuje viacúčelovú konštrukciu. Jedná sa o fotovoltický panel so šikmým uložením solárnych článkov v konštrukcii s možnou výrobou elektrickej energie, pričom konštrukcia je samonosná a súčasne je s potrebným zateplením, čím môže byť integrovaná medzi oknami. Medziokenné izolačné vložky sa nachádzajú medzi radom okien administratívnych, školských, výrobných, obytných, či iných budov, všade tam, kde stena, alebo priečka oddeľuje dve miestnosti a je spravidla osadená kolmo na vonkajší obvodový plášť. Ďalšia aplikácia medziokenných izolačných vložiek je tam, kde je potrebné prekryť v súvislom rade okien pilier, resp. nosný skelet budovy.Energy-efficient buildings require applications of renewable energy sources, among which solar energy plays an irreplaceable role. Electricity production from solar energy in solar systems starts in the photovoltaic panel. At present, conventional constructional designs of photovoltaic panels intended mainly for roof structures or mounted on floor structures are known. The design of such photovoltaic panels usually consists of a frame structure, a supporting rear wall, a system of interconnected photovoltaic cells interposed between the layers of the protective film, the vacuum space and the protective glass. Such a solution is characterized in that the individual photovoltaic cells form a planar grouping with each other. To ensure proper installation of such photovoltaic panels, it is necessary to select a panel orientation such that the sun's rays reach the photovoltaic cells either perpendicularly, or the angle of the sun's rays to the normal of the photovoltaic cells is as small as possible. Ensuring this condition allows the installation of panels on structures that clamp at an angle to the horizon plane. The rotation angle for static (not active) systems depends on the geographic location of the site. Photovoltaic panels are usually placed on the roofs of houses, on flat roofs on the mentioned additional constructions, on sloping roofs placed above the roof covering or integrated in the roof. The application of commercial photovoltaic panels vertically on the walls of buildings is also possible and is realized, however, since solar cells are generally not perpendicular to the direction of incidence of the sun's rays, the solutions may be ineffective. Vertically placed photovoltaic panels are mounted on auxiliary structures or are part of glass systems. The proposed solution of the construction of the inter-window insulation insert with photovoltaic cells represents a multipurpose construction. It is a photovoltaic panel with an inclined placement of solar cells in a structure with possible production of electricity, while the structure is self-supporting and at the same time with the necessary insulation, which can be integrated between the windows. Interiors are placed between a series of windows of office, school, manufacturing, residential, or other buildings, wherever a wall or partition separates two rooms and is usually mounted perpendicular to the outer cladding. Further application of inter-window insulating inserts is where it is necessary to cover in a continuous row of pillar windows, resp. load-bearing skeleton of the building.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Podstata technického riešenia spočíva v inovácii aplikácie súčasných komerčných fotovoltických panelov umiestňovaných na zvislé konštrukcie. Prioritou navrhovaného riešenia je umiestnenie fotovoltických článkov do uzavretej konštrukcie vytvorenej z konštrukčných prvkov ako sú rámv tvare obdĺžnika so zadnou doskou a predným zasklením Tieto prvky doskovitého tvaru sú z materiálov pevných, nenasiakavých a bezpečných, vhodných do exteriéru. Vzájomným fixovaním sa vytvorí pevná samonosná konštrukcia, ktorá je v rámovej časti s úchytmi, umožňujúcimi prichytenie medziokennej vložky k osteniu obvodového plášťa podobne ako u okien. Medzera medzi rámom medziokennej izolačnej vložky je vyplnená polyuretánovou penou a oplechovanie z exteriéru je obdobné ako u okien. Medziokenná izolačná vložka je rozdelená strednou stenou na dve časti.The essence of the technical solution lies in the innovation of the application of current commercial photovoltaic panels placed on vertical constructions. The priority of the proposed solution is to place the photovoltaic cells in a closed structure made of structural elements such as a rectangular frame with a back plate and a front glazing. These plate-shaped elements are made of solid, non-absorbent and safe exterior materials. Fixing to each other creates a rigid self-supporting structure, which is in the frame part with handles allowing the window liner to be attached to the lining of the cladding similar to windows. The gap between the window frame is filled with polyurethane foam and the exterior flashing is similar to that of windows. The window insulation is divided into two parts by the central wall.

Prvá vonkajšia - exteriérová časť konštrukcie je vnútorne vystužená horizontálnymi nosníkmi, na ktorých sú solárne články. Kremíkové solárne články sú komerčne dostupné a je možné z nich vyskladať rôzne rozmerové riešenia. Dôležitým konštrukčným elementom je natočenie horizontálnych nosníkov spolu so solárnymi článkami prepojenými vodičmi tak, aby slnečné lúče v čase najväčšej dennej intenzity slnečného žiarenia dopadali na fotovoltické články spravidla kolmo. Z tohto dôvodu je možné vytvárať variabilné zostavy týchto panelov s tým, že solárne články budú šikmo natočené podľa toho, kde budú umiestnené. Zohľadní sa orientácia na svetové strany a zemepisná šírka lokality. Medziokenná izolačná vložka s fotovoltickými článkami má prednú stenu tvorenú transparentným bezpečnostným sklom, ktoré je uchytené v ráme prostredníctvom tesniaceho profilu a utesnené pružným tmelom. Druhá časť medziokennej izolačnej vložky - interiérová je riešená s vloženou tepelnou izoláciou medzi strednú a zadnú stenu zpevnej dosky, ktorá je obalená paronepriepustnou fóliou. Význam fólie spočíva v zamedzení kondenzácie vodných pár v tepelnej izolácii, čím by bol zachovaný súčiniteľ tepelnej vodivosti tepelnoizolačného materiálu. Hodnota tohto súčiniteľa iostatThe first exterior - exterior part of the structure is internally reinforced by horizontal beams, on which are solar cells. Silicon solar cells are commercially available and can accommodate various dimensional solutions. An important design element is the rotation of the horizontal beams together with the solar cells interconnected by conductors so that the rays of the sun are generally perpendicular to the photovoltaic cells at the time of the highest daily intensity of solar radiation. For this reason, it is possible to create variable assemblies of these panels, with the solar cells inclined according to where they are located. The orientation to the cardinal points and the latitude of the site shall be taken into account. The inter-window insulation insert with photovoltaic cells has a front wall formed by a transparent safety glass which is fixed in the frame by means of a sealing profile and sealed by a flexible sealant. The second part of the inter-window insulating insert - interior is designed with an inserted thermal insulation between the middle and rear wall of the reinforcing plate, which is wrapped with a vapor-permeable foil. The importance of the film is to prevent condensation of water vapor in the thermal insulation, thereby maintaining the coefficient of thermal conductivity of the thermal insulation material. The value of this coefficient iostat

S K 50059-2019 U1 ných vrstiev medziokennej izolačnej vložky spolu s hrúbkami materiálov v smere tepelného toku z interiéru do exteriéru spoluvytvárajú hodnotu tepelného odporu R [m2KW_1], respektíve súčiniteľa prechodu tepla U [WK_1nr2]. Uvedené hodnoty je potrebné navrhnúť v intenciách normy STN 73 0540-2/Z1 - Tepelná ochrana budov, Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov, časť 2: Funkčné požiadavky, Zmena 1.SK 50059-2019 The interlining layers of the inter-window insulating liner together with the thickness of the materials in the direction of heat flow from the interior to the exterior contribute to the value of the thermal resistance R [m 2 KW _1 ] or the heat transfer coefficient U [WK _1 nr 2 ]. These values must be designed in accordance with the standards of STN 73 0540-2 / Z1 - Thermal protection of buildings, Thermal technical properties of building structures and buildings, Part 2: Functional requirements, Amendment 1.

Navrhovaným riešením vznikne integrovaná konštrukcia na transformáciu solárnej energie na elektrickú a súčasne konštrukcia obvodového plášťa umiestnená medzi oknami s požadovanými tepelnoizolačnými vlastnosťami.The proposed solution will create an integrated structure for the transformation of solar energy into electrical and at the same time a cladding structure located between windows with the required thermal insulation properties.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické riešenie je vysvetlené na výkresoch, pričom obrázok 1 znázorňuje rez a pohľad na konštrukciu medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami a obrázok 2 detail riešenia.The technical solution is explained in the drawings, wherein figure 1 shows a cross-section and a view of the construction of an inter-window insulation insert with photovoltaic cells and figure 2 a detail of the solution.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Na obrázkoch 1 a 2 je uvedený príklad uskutočnenia konštrukcie medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami, ktorého podstata spočíva v tom, že v ráme 1 medziokennej izolačnej vložky s upevňovacími úchytmi 3, sú medzi strednou stenou 6 a vonkajším bezpečnostným sklom 7, ktoré je uchytené v ráme 1 prostredníctvom tesniaceho profilu 11 a pružného tmelu 12, vložené solárne články 8 vzájomne prepojené vodičmi 9 na šikmo naklonených horizontálnych nosníkoch 7. Natočenie horizontálnych nosníkov 7 je také, aby bol optimalizovaný uhol dopadu slnečných lúčov na aktívnu plochu solárnych článkov 8. Medzi strednou stenou 6 a zadnou stenou 2 je vložená tepelná izolácia 4 obalená paronepriepustnou fóliou 5.Figures 1 and 2 show an exemplary construction of an inter-window insulating insert with photovoltaic cells, which is based on the fact that in the inter-window insulating insert frame with fixing brackets 3 there are between the middle wall 6 and the outer safety glass 7 which is mounted in of the frame 1 by means of a sealing profile 11 and a flexible mastic 12, inserted solar cells 8 interconnected by conductors 9 on inclined horizontal beams 7. The rotation of the horizontal beams 7 is such that the angle of incidence of sun rays on the active surface of solar cells 8 is optimized. 6 and the back wall 2 is inserted thermal insulation 4 wrapped with a vapor-permeable foil 5.

Priemyselná 'využiteľnosťIndustrial 'usability

Konštrukcia medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami umiestnená na fasáde budovy v rade medzi transparentnými okennými konštrukciami je využiteľná ako súčasť solárnych systémov na výrobu elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. Využitie slnečnej energie, ktorá sa vo fotovoltickompaneli ako časti konštrukcie medziokennej vložky a ďalších komponentoch solárneho systému transformuje na elektrickú energiu je možné pri decentrálnej výrobe elektrickej energie. Decentrálna výroba je v jednotlivých budovách, čím sa tieto budovy stávajú energeticky efektívnymi. Priemyselná využiteľnosť konštrukcie medziokennej izolačnej vložky so šikmo upevnenými fotovoltickými článkami je teda nielen v oblasti energetiky, ale aj v oblasti stavebníctva. Aplikácie medziokenných izolačných vložiek ako súčasti fasády radené medzi oknami umožňujú vhodnú architektonickú kompozíciu a nenarúšajú architektonický výraz budovy. Súčasne prispievajú k pozitívnej energetickej certifikácii budov. Popisované konštrukčné riešenie medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami je možné použiť pri rekonštrukciách i novostavbách budov.The construction of the inter-window insulation insert with photovoltaic cells placed on the building facade in a row between transparent window constructions is usable as a part of solar systems for the production of electricity from renewable sources. The use of solar energy, which is transformed into electricity in the photovoltaic panel as part of the construction of the window and other solar system components, is possible in decentralized power generation. Decentralized production is in individual buildings, making these buildings energy efficient. Thus, the industrial applicability of the construction of an inter-window insulating insert with obliquely mounted photovoltaic cells is not only in the field of energy, but also in the field of construction. The application of inter-window insulating inserts as part of a facade arranged between windows allows a suitable architectural composition and does not interfere with the architectural expression of the building. At the same time, they contribute to the positive energy certification of buildings. The described constructional solution of the inter-window insulation insert with photovoltaic cells can be used in reconstructions and new buildings.

Claims (2)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Konštrukcia medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z rámu (1) s upevňovacími úchytmi (3), kde vnútri rámu (1) sú v prednej časti osadenéStructure of an inter-window insulating insert with photovoltaic cells, characterized in that it consists of a frame (1) with fastening clips (3), where the inside of the frame (1) are fitted in the front part 5 horizontálne nosníky (7), na ktorých sú umiestnené solárne články (8) vzájomne prepojené vodičmi (9), chránené vonkajším sklom (10), upevnenom v ráme (1) prostredníctvom tesniaceho profilu (11) a pružného tmelu (12), pričom medzi zadnou stenou (2) a strednou stenou (6) je vložená tepelná izolácia (4) uzatvorená v paronepriepustnej fólii (5).5 horizontal beams (7) on which the solar cells (8) are interconnected by conductors (9), protected by an outer glass (10), fixed in the frame (1) by means of a sealing profile (11) and a flexible mastic (12), between the rear wall (2) and the middle wall (6) is a thermal insulation (4) enclosed in a vapor-permeable film (5). 2. Konštrukcia medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami podľa nároku 1, vyznalo čujúca sa tým, že na natočených horizontálnych nosníkoch (7) sú umiestnené solárne články (8) vzájomne spojené vodičmi (9).The photovoltaic cell inter-window insulator insert according to claim 1, characterized in that solar cells (8) connected to each other by conductors (9) are arranged on the rotated horizontal beams (7).
SK50059-2019U 2019-08-05 2019-08-05 Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells SK8764Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50059-2019U SK8764Y1 (en) 2019-08-05 2019-08-05 Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50059-2019U SK8764Y1 (en) 2019-08-05 2019-08-05 Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK500592019U1 true SK500592019U1 (en) 2019-12-02
SK8764Y1 SK8764Y1 (en) 2020-05-04

Family

ID=68654913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50059-2019U SK8764Y1 (en) 2019-08-05 2019-08-05 Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK8764Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK8764Y1 (en) 2020-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4932179B2 (en) Exterior wall structure, roof structure
US20090095284A1 (en) Solar Module System With Support Structure
US8833012B2 (en) Transparent sustainable wall system
US20120167492A1 (en) Solar Panel Modules Having Structural Properties
EP3203533B1 (en) A laminated thermally insulating photovoltaic module
KR200420311Y1 (en) Insulated Glass PV
JPH09119202A (en) High-rigidity solar cell module
JPWO2009019874A1 (en) Building with air insulation
SK500592019U1 (en) Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells
KR20070074439A (en) Integral multilayer glass PV for building exterior
Heim et al. The integration of selected technology to energy activated ETICS-theoretical approach
KR20070020320A (en) Structure of external wall or roof having permeable layer for reducing transmission of radiation heat and acquisition of solar radiation heat and external material for external wall or roofing material
SK500022020A3 (en) Photovoltaic panel construction with obliquely mounted photovoltaic cells for vertical installations
SK500472019U1 (en) Photovoltaic panel construction with obliquely mounted photovoltaic cells for vertical installations
CN217079446U (en) Solar panel device combining sun shading and photovoltaic power generation
JP3509328B2 (en) Architectural exterior panel with power generation function
JP3528409B2 (en) Roof panel with photovoltaic function
JP3500759B2 (en) Architectural exterior panel with power generation function
CN217353071U (en) Can keep warm type solar curtain
JP3448974B2 (en) Solar cell module
JP3456251B2 (en) Architectural panel with power generation function
Pokorny et al. Performance analysis of glazed PVT collectors for multifamily building
WO2024136654A1 (en) A wall element for a modular façade construction of a building, a modular façade construction for a building and a building provided with the modular façade construction
JP2000087514A (en) Roof structure for attaching solar generation panel
Memari New developments in curtain wall and glazing systems