SK9054Y1 - Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells - Google Patents

Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells Download PDF

Info

Publication number
SK9054Y1
SK9054Y1 SK500592020U SK500592020U SK9054Y1 SK 9054 Y1 SK9054 Y1 SK 9054Y1 SK 500592020 U SK500592020 U SK 500592020U SK 500592020 U SK500592020 U SK 500592020U SK 9054 Y1 SK9054 Y1 SK 9054Y1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
building
construction
photovoltaic cells
facade
fixed
Prior art date
Application number
SK500592020U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK500592020U1 (en
Inventor
doc. Ing. CSc Flimel Marián
prof. Ing. CSc. Rimár Miroslav
Ing. PhD. Ing. Paed. IGIP Fedák Marcel
Original Assignee
Technická Univerzita V Košiciach
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 Technická Univerzita V Košiciach filed Critical Technická Univerzita V Košiciach
Priority to SK500592020U priority Critical patent/SK9054Y1/en
Publication of SK500592020U1 publication Critical patent/SK500592020U1/en
Publication of SK9054Y1 publication Critical patent/SK9054Y1/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
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

The construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells consists of metal horizontal beams (4) which are fixed perpendicularly above the walls (1) via metal plates (2) and anchoring elements (3) on the transparent building elements. The horizontal beams (4) are reinforced by rotated metal lamellas (5) with fixed solar cells (6), which are interconnected by electrical conductors (7).

Description

SK 9054 Υ1SK 9054 Υ1

Oblasť technikyField of technology

Technické riešenie sa týka spôsobu riešenia konštrukcie pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami umiestnenej nad transparentnými plochami. Technické riešenie je možné zaradiť do oblasti stavebníctva (architektúry) a energetiky budov.The technical solution relates to a method of solving the construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells placed above transparent surfaces. The technical solution can be included in the field of construction (architecture) and energy of buildings.

Doterajší stav technikyPrior art

Budovy 21. storočia sa vyznačujú rôznymi architektonickými štýlmi s využitím modernej technológie a moderných materiálov. Väčšina stavieb má čo najviac ohromiť ľudské oko, či už tvarom, výškou, či dispozičným riešením. Preferované fasádne materiály sú sklo, mramor, drevo, tehla, kov a hliník. Nosná konštrukcia je často skrytá za týmito rôznymi fasádnymi systémami. Okná vytvárajú svojím osadením a plochou výrazný architektonický prvok, ktoiý umožňuje vnikanie prirodzeného svetla do interiéru. Často sú používané zasklené steny, francúzske okná, panoramatické okná, čo umožňuje vytvárame veľkých vnútorných priestorov s variabilitou deliacich konštrukcií. Snaha o dominanciu, prestíž či imidž značky vedie k výstavbe výškových stavieb, mrakodrapov. Aplikácia sklených systémov do výšok a potreba energeticky úsporných budov vedie k tomu, že zasklené steny sú pevné - neotváravé, vetranie je nútené s rekuperáciou. Preslnenie interiérov je z hygienického hľadiska žiaduce, no pri aplikácii sklených systémov bez protislnečnej ochrany môže vznikať v interiéroch nežiaduci skleníkový efekt. Riešením je aplikácia špeciálnych sklených systémov s protislnečnou ochranou a tieniacich prvkov. Vhodným architektonickým prvkom tienenia sú rôzne radené clony či lamely pred týmito zasklenými stenami. Vonkajšie lamely, cieľom ktoiých je chrániť interiér pred slnečným žiarením, sú predsadené pred zasklenou stenou na rámových konštrukciách ako pevne osadené, resp. pohyblivé - ovládateľné aj motoricky. Medzi zasklením a vertikálnymi clonami - lamelami je vzduchová medzera, ktorá môže byť aj prielezná, kvôli údržbe, čisteniu okien a lamiel. Súčasná ponuka tieniacich exteriérových prvkov je bohatá na tvarové, rozmerové, materiálové (drevo, oceľ, hliník, plast či kompozit) a farebné riešenie. Rešpektuje nielen svetlotechnické a statické požiadavky, ale aj aerodynamické požiadavky pôsobenie vetra a iných exteriérových klimatických podmienok danej lokality. Horizontálne tieniace systémy sú ako konzoly umiestnené nad oknami či inými trasparentnými konštrukciami lokalizovanými na slnečnú stranu.21st century buildings are characterized by different architectural styles using modern technology and modern materials. Most buildings should impress the human eye as much as possible, whether in shape, height or layout. Preferred facade materials are glass, marble, wood, brick, metal and aluminum. The load-bearing structure is often hidden behind these different façade systems. The windows create a distinctive architectural element with their installation and area, which allows natural light to enter the interior. Glazed walls, French windows, panoramic windows are often used, which allows us to create large interior spaces with a variability of dividing structures. The pursuit of dominance, prestige or the brand's image leads to the construction of high-rise buildings, skyscrapers. The application of glass systems to heights and the need for energy-efficient buildings lead to the fact that the glazed walls are solid - unopened, ventilation is forced with recuperation. Overcrowding of interiors is desirable from a hygienic point of view, but when applying glass systems without sun protection, an undesirable greenhouse effect can occur in interiors. The solution is the application of special glass systems with sun protection and shading elements. A suitable architectural element of shading are various arranged curtains or slats in front of these glazed walls. The outer slats, the aim of which is to protect the interior from the sun's rays, are projected in front of the glazed wall on the frame structures as firmly mounted, resp. movable - controllable also by motor. There is an air gap between the glazing and the vertical slats - slats, which can also be transparent, for maintenance, cleaning of windows and slats. The current offer of shading exterior elements is rich in shape, dimensional, material (wood, steel, aluminum, plastic or composite) and color solutions. It respects not only the lighting and static requirements, but also the aerodynamic requirements of the wind and other outdoor climatic conditions of the site. Horizontal shading systems are like brackets placed above windows or other transparent structures located on the sunny side.

Význam týchto exteriérových tieniacich prvkov spočíva v zabezpečení nielen tienenia pred nežiaducou slnečnou radiáciou, ale aj v zabezpečení vizuálnej ochrany súkromia. Energeticky efektívne budovy vyžadujú aplikácie obnoviteľných zdrojov energie, medzi ktoiými má nezastupiteľné postavenie solárna energia. Výroba elektrickej energie zo solárnej energie v solárnych systémoch začína vo fotovoltickom paneli. V súčasnosti sú známe obvyklé konštrukčné vyhotovenia fotovoltických panelov určených hlavne na strešné konštrukcie alebo uložených na stojanové konštrukcie. Konštrukčné riešenie takýchto fotovoltických panelov je 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 zvoliť takú orientáciu panelu, aby slnečné lúče dopadali na fotovoltické články buď kolmo, alebo uhol slnečných lúčov proti kolmici fotovoltických článkov bol čo najmenší. Uhol natočenia pri statických systémoch (nie aktívnych) závisí od zemepisnej polohy danej lokality.The importance of these exterior shading elements lies in providing not only shading from unwanted sunlight, but also in providing visual privacy protection. 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 the photovoltaic panel. At present, the usual constructional versions of photovoltaic panels intended mainly for roof structures or mounted on rack structures are known. The design of such photovoltaic panels is usually a frame construction, a supporting rear wall, a system of interconnected photovoltaic cells placed between the layers of protective foil, vacuum space and protective glass. Such a solution is characterized in that the individual photovoltaic cells form a mutually planar grouping. To ensure the correct installation of such photovoltaic panels, it is necessary to choose the orientation of the panel so that the sun's rays hit the photovoltaic cells either vertically or the angle of the sun's rays against the perpendicular of the photovoltaic cells is as small as possible. The angle of rotation for static systems (not active) depends on the geographical location of the site.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Navrhované riešenie pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami predstavuje viacúčelovú konštrukciu. Ide o clonu so šikmým uložením solárnych článkov v konštrukcii s možnou výrobou elektrickej energie, pričom konštrukcia je samonosná a konzolovite umiestnená pred zasklenou stenou fasády alebo okna nad horným ostením. Táto konštrukcia svojou hmotou a medzerami medzi jednotlivými lamelami so solárnymi článkami nielen tieni, ale aj prepúšťa časť denného svetla do interiéru.The proposed solution of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells represents a multi-purpose construction. It is a screen with an inclined placement of solar cells in a structure with possible production of electricity, while the structure is self-supporting and cantilevered in front of the glazed wall of the facade or window above the upper lining. With its mass and the gaps between the individual slats with solar cells, this construction not only shades, but also lets part of the daylight into the interior.

Podstata technického riešenia spočíva v inovácii súčasných pevných horizontálnych žalúzií do exteriéru s integráciou solárnych článkov na lamely. Kremíkové solárne články sú komerčne dostupné a je možné z nich vyskladať rôzne rozmerové riešenia. Prioritou navrhovaného riešenia je umiestnenie fotovoltických článkov zhora na lamelu v smere spravidla kolmého dopadu slnečných lúčov. Tieto lamelové prvky doskovitého tvaru sú z materiálov pevných, nenasiakavých a bezpečných, vhodných do exteriéru. Vzájomným fixovaním fotovoltických článkov na lamely a ich spojením s konzolovitými nosníkmi sa vytvorí pevná samonosná konštrukcia, ktorá je cez platničky kotvená k stene budovy. Vysunutie, resp. dĺžka vyloženia horizontálnej konzoly (d) nad ostením okna či zasklenej steny závisí od potreby tienenia v závislosti od lokality aThe essence of the technical solution lies in the innovation of the current fixed horizontal blinds to the exterior with the integration of solar cells on the slats. Silicon solar cells are commercially available and various dimensional solutions can be assembled from them. The priority of the proposed solution is to place the photovoltaic cells on top of the lamella in the direction of the generally perpendicular impact of the sun's rays. These lamellar elements are made of strong, non-absorbent and safe materials, suitable for the exterior. By fixing the photovoltaic cells to the lamellas and connecting them to the cantilever beams, a solid self-supporting structure is created, which is anchored to the wall of the building via plates. Ejection, resp. the length of the horizontal bracket (d) above the window or glazed wall depends on the need for shading depending on the location, and

SK 9054 Υ1 orientácie na svetovú stranu. Dĺžku vyloženia je možné variabilné prispôsobovať počtom lamiel s fotovoltickými článkami, ktoré budú šikmo natočené v požadovanom uhle podľa toho, kde budú umiestnené.SK 9054 Υ1 world orientation. The length of the unloading can be variably adjusted by the number of lamellas with photovoltaic cells, which will be rotated obliquely at the required angle, depending on where they will be placed.

Konštrukcia clony ohraničená dĺžkou (d) a šírkou (š) umožňuje jej skladanie a fixovanie k nosnej stene do rôznych tvarov. Clona môže byť ako solitér len nad jedným oknom alebo nad celým radom okien spojená do jednej súvislej clony, pričom k vodorovným nosníkom sa budú pripájať jednotlivé lamely s fotovoltickými článkami. Tieto konštrukcie je možné osadiť na každé podlažie nad horné ostenia okna či zasklených stien alebo ich riešiť ako predĺžené rímsy strechy. Vhodná je orientácia týchto konštrukcií na juhovýchodnú, južnú, juhozápadnú a západnú svetovú stranu podľa potreby tienenia a možnosti optimálneho využitia slnečnej energie na výrobu elektrickej energie. Kompozične sa môžu tieto horizontálne clony so solárnymi článkami podľa potreby striedať aj s komerčnými clonami bez solárnych článkov a vytvárať zaujímavé architektonické riešenia fasád.The construction of the screen, limited by length (d) and width (w), allows it to be folded and fixed to the load-bearing wall in various shapes. The screen can be combined as a solitaire over only one window or over a number of windows into one continuous screen, while the individual beams with photovoltaic cells will be connected to the horizontal beams. These structures can be installed on each floor above the upper linings of windows or glazed walls or they can be solved as extended roof ledges. The orientation of these structures to the southeast, south, southwest and west of the world is suitable according to the need for shading and the possibility of optimal use of solar energy for electricity production. Compositionally, these horizontal blinds with solar cells can also alternate with commercial blinds without solar cells as required and create interesting architectural solutions for facades.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings

Technické riešenie je vysvetlené na výkresoch, pričom obr. 1 znázorňuje horný pohľad na konštrukciu pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami a obr. 2 znázorňuje rez konštrukciou. Obr. 3 znázorňuje horný pohľad na konštrukciu pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami spolu s rezom konštrukciou.The technical solution is explained in the drawings, while FIG. 1 shows a top view of the construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells, and FIG. 2 shows a section through the structure. FIG. 3 shows a top view of the construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells together with a section of the structure.

Príklady uskutočneniaExamples of embodiments

Na obr. 1 a obr. 2 je uvedený príklad zhotovenia konštrukcie pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami, ktorého podstata spočíva v tom, že nad transparentnou plochou - zasklenou stenou či oknom, nad horným ostením 1 sú osadené na okrajoch clony vodorovné nosníky 4, ktoré sú cez kovové platničky 2 a kotevné prvky 3 fixované kolmo na stenu budovy. Tieto vodorovné nosníky 4 sú stužené priečne lamelami 5 natočenými v optimálnom uhle dopadu slnečných lúčov v danej lokalite a na ne sú upevnené solárne články 6 vzájomne pospájané elektrickými vodičmi 7, ktoré sú napojené na fotovoltický systém budovy.In FIG. 1 and FIG. 2 shows an example of the construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells, the essence of which consists in the fact that above the transparent surface - glazed wall or window, above the upper lining 1 horizontal beams 4 are mounted on the edges of the screen. 2 and anchoring elements 3 fixed perpendicular to the wall of the building. These horizontal beams 4 are reinforced transversely by lamellae 5 rotated at the optimal angle of incidence of the sun's rays in a given locality and solar panels 6 are mounted on them and interconnected by electrical conductors 7 which are connected to the building's photovoltaic system.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Konštrukcia pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami je využiteľná ako súčasť solárnych systémov na výrobu elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. Využitie slnečnej energie, ktorá sa vo fotovoltických článkoch ako súčasti pevnej horizontálnej clony a v 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 pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami je teda nielen v oblasti energetiky, ale aj v oblasti stavebníctva a architektúry budov. Riešenie súčasne prispieva k pozitívnej energetickej certifikácii budov výrobou elektrickej energie a clony tienia pri nadmernej insolácii. Opisované konštrukčné riešenie je vhodné nad transparentnými plochami pri rekonštrukciách i pri novostavbách budov.The construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells can be used as part of solar systems for the production of electricity from renewable sources. The use of solar energy, which is transformed into electricity in photovoltaic cells as part of a fixed horizontal screen and in other components of the solar system, is possible in decentralized electricity generation. Decentralized production is in the individual buildings, making these buildings energy efficient. The industrial applicability of the construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells is therefore not only in the field of energy, but also in the field of construction and architecture of buildings. At the same time, the solution contributes to the positive energy certification of buildings by generating electricity and screening for excessive insulation. The described construction solution is suitable over transparent surfaces during reconstructions and new constructions of buildings.

Claims (2)

SK 9054 Υ1SK 9054 Υ1 NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS Konštrukcia pevnej horizontálnej clony na fasáde budovy s fotovoltickými článkami, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z kovových vodorovných nosníkov (4), ktoré sú cez kovové platničky (2) a 5 kotevné prvky (3) fixované kolmo nad osteniami (1) transparentných prvkov budovy, pričom vodorovné nosníky (4) sú priečne stužené kovovými lamelami (5) s pevne fixovanými solárnymi článkami (6), ktoré sú vzájomné spojené elektrickými vodičmi (7).Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells, characterized in that it consists of metal horizontal beams (4) which are fixed perpendicularly above the walls (1) of transparent building elements via metal plates (2) and 5 anchoring elements (3) , wherein the horizontal beams (4) are transversely reinforced by metal lamellas (5) with firmly fixed solar cells (6), which are interconnected by electrical conductors (7). 2 výkresy2 drawings
SK500592020U 2020-06-17 2020-06-17 Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells SK9054Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK500592020U SK9054Y1 (en) 2020-06-17 2020-06-17 Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK500592020U SK9054Y1 (en) 2020-06-17 2020-06-17 Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK500592020U1 SK500592020U1 (en) 2020-11-03
SK9054Y1 true SK9054Y1 (en) 2021-02-24

Family

ID=73014088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK500592020U SK9054Y1 (en) 2020-06-17 2020-06-17 Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK9054Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK500592020U1 (en) 2020-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roberts et al. Building integrated photovoltaics: a handbook
EP1920120B1 (en) Double-skin and moveable- sunshade facade system
CN107208423B (en) High-rise large-sized external solar protection devices
GB2568427A (en) Energy-saving solar panel
SK9054Y1 (en) Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells
CN216305166U (en) Sunshade type daylighting roof
SK500652020A3 (en) Construction of a fixed horizontal screen on the facade of a building with photovoltaic cells
SK500072020U1 (en) Construction of a fixed vertical screen on the facade of a building with photovoltaic cells
SK500562020A3 (en) Construction of a fixed vertical screen on the facade of a building with photovoltaic cells
JP6872874B2 (en) building
SK500582020A3 (en) Construction of a sliding vertical screen on a facade of a building with photovoltaic cells
SK9017Y1 (en) Construction of a sliding vertical screen on a facade of a building with photovoltaic cells
KR101670251B1 (en) Fixed type longitudinal shading device and installation method thereof
JP6828270B2 (en) Building exterior system
CN217680107U (en) Roofing photovoltaic structure and building
CN208702040U (en) Gate structures with light transmission and light decoration
CN219733258U (en) Outer sunshade system suitable for arc transparent curtain wall
KR102512761B1 (en) Structures of bidirectional reflective photovoltaic system
Kraus et al. Energy performance of the commercial buildings with the glass facades
CN214658093U (en) Energy-saving curtain wall
Krippner et al. OPV-Façades–Students design concepts of multi-functional solar façades
Tombazis Recent works of AN Tombazis and associates architects
Masera Behind the curtain wall-Safety
Lawson Renovation of buildings using steel technologies (ROBUST)
KR100540985B1 (en) Light shielding member for building material