SK8764Y1 - Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells - Google Patents
Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells Download PDFInfo
- Publication number
- SK8764Y1 SK8764Y1 SK50059-2019U SK500592019U SK8764Y1 SK 8764 Y1 SK8764 Y1 SK 8764Y1 SK 500592019 U SK500592019 U SK 500592019U SK 8764 Y1 SK8764 Y1 SK 8764Y1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- frame
- construction
- photovoltaic cells
- window
- inter
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000005336 safety glass Substances 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
Abstract
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 of solving the construction of an inter-window insulation insert with photovoltaic cells usable on building facades between windows. The technical solution is focused on achieving the thermal insulation properties of the structure on the building envelope and at the same time as a part of the photovoltaic system also on the production of electricity obtained by the conversion of solar energy.
Doterajší stav technikyPrior art
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. Na 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 vzhľadom na normálu fotovoltických článkov bol čo najmenší. Zabezpečenie tejto podmienky umožňuje inštalácia panelov na také konštrukcie, ktoré zvierajú uhol s rovinou horizontu. Uhol natočenia pri statických systémoch (nie aktívnych) závisí od zemepisnej polohy danej lokality. Fotovoltické panely sú umiestnené spravidla na strechách domov, pri plochých strechách 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 nato, 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. Ide 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 the application of renewable energy sources, among which solar energy has an irreplaceable position. The production of electricity from solar energy in solar systems begins in a photovoltaic panel. At present, the usual constructional designs of photovoltaic panels intended mainly for roof structures or mounted on rack 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 placed between the layers of protective film, the vacuum space and the protective glass. Such a solution is characterized in that the individual photovoltaic cells form a mutually planar array. To ensure the correct installation of such photovoltaic panels, it is necessary to select the orientation of the panel so that the sun's rays fall on the photovoltaic cells either perpendicularly or the angle of the sun's rays with respect to the normal of the photovoltaic cells is as small as possible. Ensuring this condition allows the installation of panels on such structures that form an angle with the plane of the horizon. The angle of rotation for static systems (not active) depends on the geographical location of the site. Photovoltaic panels are usually placed on the roofs of houses, with flat roofs on the mentioned additional structures, on sloping roofs placed above the roof covering or integrated in the roof. The application of commercial photovoltaic panels on the walls of buildings vertically is also possible and is realized, but due to the fact that solar cells are generally not perpendicular to the direction of the sun's rays, the solutions can be inefficient. Vertically placed photovoltaic panels are mounted on auxiliary structures or are part of glass systems. The proposed solution of the construction of the window insulation insert with photovoltaic cells represents a multi-purpose 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. Window insulation inserts are located between a series of windows of administrative, school, production, residential or other buildings, wherever a wall or partition separates two rooms and is usually mounted perpendicular to the outer perimeter. Another application of window insulation inserts is where it is necessary to cover in a continuous row of windows pillars, respectively. 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 rám v 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 pri oknách. Medzera medzi rámom medziokennej izolačnej vložky je vyplnená polyuretánovou penou a oplechovanie z exteriéru je obdobné ako pri oknách. 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 structures. 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 front glazing. These plate-shaped elements are made of strong, non-absorbent and safe materials, suitable for exterior. Fixing each other creates a solid self-supporting structure, which is in the frame part with handles, allowing the attachment of the window insert to the lining of the perimeter cladding, similar to windows. The gap between the frame of the window insulation insert is filled with polyurethane foam and the cladding from the exterior is similar to windows. The window insulation insert is divided by a middle wall into two parts.
Prvá vonkajšia - exteriérová časť konštnrkcie 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 i ostat2The first external - external part of the structure is internally reinforced with horizontal beams on which are solar cells. Silicon solar cells are commercially available and various dimensional solutions can be assembled from them. An important structural element is the rotation of the horizontal beams together with the solar cells connected by conductors so that the sun's rays fall on the photovoltaic cells, usually perpendicularly, 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 being rotated obliquely according to where they are located. World orientation and latitude of the site shall be taken into account. Inter-window insulation insert with photovoltaic cells has a front wall formed by transparent safety glass, which is fixed in the frame by means of a sealing profile and sealed with a flexible sealant. The second part of the inter-window insulation insert - interior is solved with inserted thermal insulation between the middle and rear wall vapor-permeable foil. The significance of the film lies in the prevention of condensation of water vapor in the thermal insulation, which would preserve the coefficient of thermal conductivity of the thermal insulation material. The value of this factor and others2
S K 8764 Υ1 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_1m·2]. 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 8764 Υ1 layers of the window insulation insert together with the thicknesses of materials in the direction of heat flow from the interior to the exterior co-create the value of thermal resistance R [m 2 KW _1 ], or the heat transfer coefficient U [WK _1 m · 2 ]. The stated values must be designed with the intentions of the standard 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 the construction of the perimeter cladding placed between the windows with the required thermal insulation properties.
Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in 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, where Figure 1 shows a section and a view of the construction of an inter-window insulating insert with photovoltaic cells and Figure 2 a detail of the solution.
Príklady uskutočneniaExamples of embodiments
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 example of an embodiment of the construction of a window insulating insert with photovoltaic cells, the essence of which consists in that in the frame 1 of the window insulating insert with fastening brackets 3 there are between the middle wall 6 and the outer safety glass 7 which is held in the frame 1 by means of a sealing profile 11 and a flexible sealant 12, interposed solar cells 8 interconnected by conductors 9 on obliquely inclined horizontal beams 7. The rotation of the horizontal beams 7 is such as to optimize the angle of incidence of the sun's rays on the active surface of the solar cells 8. and a thermal insulation 4 wrapped in a vapor-permeable foil 5 is inserted through the rear wall 2.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability
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 fotovoltickom paneli 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. Prie my s elná 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 architektonicky výraz budovy. Súčasne prispievajú k pozitívnej energetickej certifikácii budov. Opisované konštrukčné riešenie medziokennej izolačnej vložky s fotovoltickými článkami je možné použiť pri rekonštrukciách i novostavbáchbudov.The construction of the window insulation insert with photovoltaic cells placed on the facade of the building in a row between the transparent window constructions can be used 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 insert and other components of the solar system, is possible in the decentralized production of electricity. Decentralized production is in the individual buildings, making these buildings energy efficient. The direct applicability of the construction of the window insulation insert with obliquely mounted photovoltaic cells is therefore not only in the field of energy, but also in the field of construction. Applications of window insulation inserts as part of the façade arranged between the windows enable a suitable architectural composition and do not disturb the architectural expression of the building. At the same time, they contribute to the positive energy certification of buildings. The described construction solution of the window insulation insert with photovoltaic cells can be used in reconstructions and new constructions of buildings.
Claims (2)
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 SK500592019U1 (en) | 2019-12-02 |
| SK8764Y1 true 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) |
-
2019
- 2019-08-05 SK SK50059-2019U patent/SK8764Y1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK500592019U1 (en) | 2019-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090095284A1 (en) | Solar Module System With Support Structure | |
| US20120167492A1 (en) | Solar Panel Modules Having Structural Properties | |
| US8833012B2 (en) | Transparent sustainable wall system | |
| WO2011101682A2 (en) | Concentrating evacuated photovoltaic glazing panel | |
| EP3203533B1 (en) | A laminated thermally insulating photovoltaic module | |
| KR200420311Y1 (en) | Insulated Glass PV | |
| Kirankumar et al. | Investigation of various low emissivity glass materials for green energy building construction in Indian climatic zones | |
| CN104221109A (en) | Hybrid solar cells integrated glassblock and prestressed panel made of dry-assembled glassblocks for construction of traslucent building envelopes | |
| JPWO2009019874A1 (en) | Building with air insulation | |
| SK8764Y1 (en) | Construction of inter-window insulation insert with photovoltaic cells | |
| KR20070074439A (en) | Integral multilayer glass PV for building exterior | |
| JP2014175402A (en) | Solar cell module | |
| SK500022020A3 (en) | Photovoltaic panel construction with obliquely mounted photovoltaic cells for vertical installations | |
| SK8763Y1 (en) | Photovoltaic panel construction with obliquely mounted photovoltaic cells for vertical installations | |
| Mocerino | High Performance and Intelligence of Glass Technologies in Architecture | |
| CN217079446U (en) | Solar panel device combining sun shading and photovoltaic power generation | |
| Memari | New developments in curtain wall and glazing systems | |
| Kayali et al. | Comparison of different solar thermal energy collectors and their integration possibilities in architecture | |
| WO2011081606A2 (en) | A glazing system | |
| CN217353071U (en) | Can keep warm type solar curtain | |
| Pokorny et al. | Performance analysis of glazed PVT collectors for multifamily building | |
| JP3448974B2 (en) | Solar cell module | |
| SK500072020U1 (en) | Construction of a fixed vertical screen on the facade of a building with photovoltaic cells | |
| 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 | |
| Pokorny et al. | Design and monitoring of energy-active facade module |