UA48207C2

UA48207C2 - Дах з сонячними елементами

Info

Publication number: UA48207C2
Application number: UA98063234A
Authority: UA
Inventors: Маріо Познанскі
Original assignee: Атлантіс Золар Зюстеме Аг
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 2002-08-15
Also published as: US5990414A; EP0867040A1; AU720253B2; WO1998013883A1; JP2000501469A; TR199800909T1; MX9804000A; HUP9901088A2; DE29619119U1; KR19990071548A; IL124345A0; CN1207830A; BR9611753A; KR100314688B1; CA2238747A1; CZ159798A3; AU7488896A

Abstract

Цей винахід стосується покрівлі з сонячними елементами. Покрівля виконана з стандартних елементів 1, наприклад з шиферних пластин, без будь-яких конструктивних змін цих елементів. На елементах покрівлі укладені стандартні плоскі сонячні елементи 2, які закріплені на елементах покрівлі за допомогою клейового компаунду або затискачів. По краю кожного сонячного елемента 2 закріплена планка 3, на верхній поверхні якої розташований з'єднувач 4. З'єднувач має принаймні одне гніздо 5, в яке може бути вставлена несиметрична вилка 6, закріплена на кінцевій частині кабелю 7. Всі вищезгадані конструктивні елементи 2 ... 7 розташовані на елементах 1 покрівлі таким чином, що для електричних з'єднань не потрібно прокладати будь-які спеціальні труби для електропроводки. Наприклад, довгий кабель 17, призначений для з'єднання сонячного елемента, закріпленого на кінцевому елементі 1 покрівлі, з перетворювачем електричного струму або безпосередньо з обладнанням користувача, прокладають спочатку під далі розташованим елементом у ряду, а потім під покрівлею. Можливість паралельного або послідовного з'єднання окремих сонячних елементів 2 забезпечується схемою електричних з'єднань контактів з'єднувача 4. Елементи покрівлі і сонячні елементи може укладати покрівельник без спеціальних знань у галузі електротехніки.

Description

Опис винаходу

Изобретение относится к устройству для преобразования солнечной знергии в злектрический ток на крьішах 2 и фасадах или с их помощью согласно ограничительной части пункта 1 формуль! изобретения. Известнь многочисленнье устройства или злементь зтого рода.

В основу их создания положена идея, согласно которой целесообразно покрьітие или затенение поверхности использовать для установки на них фотогальванических (солнечньїх) злементов в качестве новьїх поверхностей в духе т.н. "солнечной оранжерей". Например, около 1095 всех криіш и фасадов уже достаточньі для получения 70 от фотогальванических источников около 2095 от общего количества производства злектрознергий в промьішленно развитой стране.

Рассматриваємьй уровень техники описан например в патентах ОЕ 4438858 (01), ЕК 2354430 ( 02) ЮР 07026664 ( 03), УР. 07062802 (04), УР. 05052004 (05), ОЕ 4227929 (06) и СЕ 4139753 (07).

В патенте 07 даньії лишь общие указания по способу применения, но отсутствуют конкретньюе сведения о 72 техническом осуществлений. В патенте Об описана кровельная черепица, пригодная для установки солнечньх злементов, но помимо затрат труда непосредственно на монтаж она требует еще больших затрат на изготовление необходимьїх подключательньх узлов. Аналогичньм образом система крьш с солнечньми злементами согласно патенту 01 требует больших расходов на создание предусматриваемьх для зтого кровельньїх черепиц. В патентах 02 - 05 описаньі специальнье способьі изготовления необходимого кровельного злемента, под которьім понимаєтся керамическая кровельная черепица или плоские кровельнье злементьі из керамики, стекла, волокнистого цемента или битуминозного соединительного материала; перечисленнье видьій не являются исчерпьівающими и их следует понимать лишь в качестве примера.

Специальнье исполнения для ограниченного применения являются, как правило, дорогостоящими и вьізьівают заметнье затруднения с точки зрения рассматриваемой здесь цели применения. Злектрические с 22 подключательнье узльї и соєдинения вьіше упомянутьх кровельньїх злементов с солнечньіми злементами Го) пропускают внутрь крьіши непосредственно или при помощи специальньїхх отверстий или проемов в кровельньїх злементах или приводятся в действие и осуществляются посредством контактньїх пластин и/или шин. Зто делается в стремлений разместить злектрические злементьії в защищенном от погодньїх влияний внутреннем пространстве криіши. Отверстия или иньіе проемь! в кровельньїх злементах являются с одной сторонь! тоже - 30 дорогостоящими специально вьіполняемьми участками, а с другой стороньії в принципе не обеспечивают Га») надлежащего уплотнения. Прижимнье контакть! на кровельньїх злементах тоже представляют собой дорогие, специально предусматриваемьге узльі и весьма заметно подвержень! коррозии. с

В целом всем вьішеупомянутьм решениям присущ тот недостаток, что необходимо иметь специальнье Ге) дорогие трудоемкие устройства, которье заметно превьшают обьчньй круг задач, стоящих перед 35 изготовителями кровельньїх злементов и по отношению к которьім больше думают об укладке крьіши, но не М учитьівают тот нередко встречающийся случай, когда отдельнье кровельнье злементь! надо заменить хотя бь потому, что вьішел из строя сам зтот злемент или находящийся на нем солнечньй злемент. Ни одно из известньїх решений до сих пор не привело к практическому изготовлению или появлению на рьінке устройств, «4, приемлемьіх с точки зрения их стоимости. З 70 Задача, которую должна решить патентуемая криша или фасад с солнечньіми злементами, заключает в том, с чтобьї независимо от конкретного специального исполнения кровельньх и фасадньх злементов путем з» достаточно приемлемого по себестоимости сочетания факторов, характеризующих фотогальваническое производство злектрознергии и охватьвающих монтаж, закрепление, поддержание и обеспечение прочности вьшускаемьх массовьм производством кровельньїх злементов, а также путем простого и надежного 45 здектрического подсоєдинения снизить стоимость создаваємьх фотогальваническим способом киловат/часов е до величиньі, при которой солнечная знергия при всестороннем учете всех факторов обходится не дороже о злектрознергии, производимой на тепловьїх или гидравлических злектростанциях. Кроме того, нужно обеспечить, чтобьі монтаж и ремонт патентуемой крьиіши или фасада могли осуществлять без дальнейшего ді увеличения затрат обьічнье исполнители кровельньїх и фасадньх работ. о 20 Решение поставленной задачи отражено в отличительной части пункта 1 формуль! изобретения с точки зрения основньїх признаков и в пунктах 2 - 15 с точки зрения других целесообразньїх исполнений. Идея т изобретения подробнее обьясняется на примере чертежей. В частности, показань: на фиг. 1 - первьій пример исполнения кровельного злемента с солнечньіми злементами; на фиг. 2 - продольньй разрез по первому патентуемому солнечному злементу; на фиг. З - продольньй разрез по второму патентуемому солнечному злементу;

ГФ) на фиг. 4 - вариант исполнения согласно фиг. 1; на фиг. 5 - несколько кровельньїх злементов с солнечньїми злементами в комплексе; о на фиг. 6 - часть крьіши с солнечньїми злементами; на фиг. 7 - частичньїй разрез по криіше с солнечньіми злементами; 60 на фиг. 8 - второй пример исполнения кровельного злемента с солнечньіми злементами; на фиг. 9 - третий пример исполнения кровельного злемента с солнечньіми злементами; на фиг. 10 - вариант исполнения согласно фиг. 1.

На фиг. 1 показан на виде сверху первьій пример исполнения злемента патентуемого устройства. Цифрой 1 на разньїх проекциях обозначен вьіпускаемьй обьічно промьішленностью кровельньій злемент, например из 62 волокнистого цемента. Вместо кровельньїх злементов во всем дальнейшем описаний под зтим номером всегда имеется в виду также и фасадньй злемент. Кровельнье и фасаднье злементь! могут бьіть вьіполнень! и/или сформировань!ї сходньім или одинаковьм образцом; часто различается только техника закрепления в связи с тем, что иньіми являются статические направления действующих сил и отличаются условия, подпора или Капиллярньїх вод. Нижняя часть кровельного злемента несет солнечньй злемент, например из монокристаллического, поликристаллического или аморфного кремния. Конструкция самого солнечного злемента 2 изображена на фиг. 2.Солнечньйй злемент 2 встроен в кровельньй злемент 1. В данном исполнений он закреплен например на клею или скобами (на фиг. 1 не показань), которне находятся на кровельном злементе 1. В результате кровельньій злемент 1 и солнечньій злемент 2 образуют статическое единое целое в 7/0 том смьісле, что закрепительная функция вьіполняется в основном кровельньім злементом. На верхнем краю солнечньїй злемент 2 имеет например замькающий злемент 3, которьій является механическим узлом перехода от внутренних злектрических соединений к наружньім. На верхнем краю замькающего злемента З закреплена подключательная клемма 4. Она (по причине, описанной несколько ниже) смещена предпочтительно зксцентрично, например, влево от средней линии солнечного злемента 2. Как в примере исполнения согласно 7/5 фиг. 1, она имеет слева и справа по одной розетке 5, каждая из которьїх предназначена для ввода штепсельной вилки б, которая в свою очередь входит например в двухжильньй кабель 7. Тип подключения (последовательное или параллельное) отдельньїх солнечньїх злементов 2 обусловлен внутренней схемой соединения подключательной клеммь! 4. На нижнем краю кровельньй злемент 1 имеет например вьемку 14 для (неизображенного) крюка, закрепленного в опалубке, на которой лежат и закреплень! кровельнье злементь 1.

Изображенньй на фиг. 4 вариант состоит из подключательной клеммь! 4, снабженной только одной розеткой 5. Кабель 7, ведущий к соседнему солнечному злементу, закреплен без розеточного контакта прямо в подключательной клемме 4. Здесь понятия "вилка" и "розетка" в принципе следует понимать так, что их соединение осуществляется легко, тогда как расцепление производится только под действием некоторого злемента, которьій находится, например, на розетке 5. Следовательно, согласно изобретению соединение с об "Вилка-розетка" вьіполняется по типу "пружинного стяжного соединения".

На фиг. 2 показан продольньйй разрез по верхней части первого примера исполнения солнечного злемента і) 2. Тонкая прозрачная панель 8 из стекла (или стеклокерамики) служит носителем обозначенного цифрой 8 покрьтия из кремниевого полупроводника. На задней стороне полупроводниковое покрьтие 9 покрьшто многослойной ламинатной пленкой 10, которая содержит, по меньшей мере, алюминиевую или стеклянную ї- зо пленку в качестве защить! от паров различного рода. Зта ламинатная пленка может бьть нанесена путем приклеивания, сварки, наплавки или иньім подобньім способом. Полупроводниковое покрьітие 9 контактирует о известньмм образом и присоединено проводом 11 к двум втулкам 12, 13 розетки 5, причем здесь тип с подключения не рассматриваєется. Фольгирование при помощи ламинатной пленки имеет место вплоть до участка под подключательной клеммой 4, благодаря чему получается полностью плоский на нижней стороне со

Зв Злемент, которьїй охватьївает и подключательную клемму 4. Обе втулки 12, 13 на общем виде присоединень к «Е соответствующим вилкам б асимметрично; благодаря зтому соединение отдельньїх солнечньїх злементов 2 можно произвести только предусмотренньм образом. Асимметрию втулок 12, 13 можно осуществить с различньм расстоянием или формой, но также и таким образом, что неправильной вставке можно помешать при помощи соответствующего дефлектора. На верхнем (на чертеже - правом) конце солнечного злемента 2 « ламинатная пленка 10 охватьваєт, например стеклянную панель 8, замькающий злемент З плотно присоединен 7-3) с к ламинатной пленке 10 и стеклянной панели 8.

Во втором примере исполнения солнечного злемента согласно фиг. З присоединительная клемма 4 ;» присоединена вместе с розеткой 5 к розетке 5 гибким образом. Здесь замькающий злемент З отсутствует.

Фольгирование при помощи ламинатной пленки 10 одновременно вьіполняет функцию разгрузки от натяжения провода 11, которьй в примере исполнения согласно фиг. 2, как и в данном случає, вьіполнен гибким. ї5» На фиг. 5 показано несколько кровельньїх злементов 1 с солнечньмми злементами 2 и способ взаймного злектрического соединения при помощи вилок б и кабелей 7. Способ укладки кровельньїх злементов 1 со полностью соответствует обьічной практике: между двумя кровельньми злементами располагается всегда крюк ко 15 для следующего верхнего положения кровельного злемента 1; крюки 153аходят каждьйй раз в вьіемки 14.

Когда уложен ряд кровельньїх злементов 1 или часть их (а также и во время укладки), каждьй раз укладчик о вставляет вилку 6 (в данном случає) левого кровельного злемента 1 в находящуюся в подключительной клемме

І 4 розетку 5 (в данном случає) правого кровельного злемента 1. Для зтого не требуется знать никакие особнье правила. На фиг. 6 изображена часть крьіши, покрьїтой патентуемьіми кровельньми злементами. Верхний ряд кровельньїх злементов 1 перекрьшваєт каждьй раз замькающие злементьії З ниже расположенного ряда. в симметричное расположение подключательньх клемм 4 оберегаєт их от прямого воздействия дождевой водь, которая попадает в промежуточное пространство между двумя соседними кровельньми злементами.

Ф) Замькающие злементь! 3, как показано на фиг. 2 штриховой линией 16, скошень! кверху, благодаря чему ка дождевая вода перетекает через них. Разумеется, подключательнье клеммь! вьполняются водонепроницаемьми. У правого края фиг. б показано, как подключательньй кабель первого кровельного бо злемента 1, обозначенньій цифрой 17 и оснащенньй солнечньїм злементом 2, проведен в промежуточном пространстве между двумя кровельньми злементами вверх и под крьішу. Благодаря зтому становится ненужньіїм дополнительное отверстие в кровельньїх злементах. Под крьішей кабели 17 монтируются по предусмотренной схеме и на одном или нескольких инверторах вьіводятся в батарею или прямо к потребителю. 65 На фиг. 7 показано продольное сечение по изображению согласно фиг. 6. Здесь подробности, относящиеся к известньім техническим решениям кровельного покрьттия, опущеньї или изображеньї упрощенно.

Все, что сказано относительно кровельньїх злементов, относится также и к фасадньм злементам. Часто фасаднье злементь имеют больший формат чем кровельньеєе, как видно из фиг. 8 и 9. Зтому требованию можно удовлетворить, соединяя (см. фиг. 8) несколько солнечньїх злементов 2, показанньїх на предьудущих чертежах,

Как относящиеся к кровельньм злементам, или вьіполняя их тоже в большом формате (см. фиг.7).

Закрепительнье средства фасадньїх злементов являются в целом такими же, как в кровельньїх злементах; одинаковой в принципе является и техника монтажа. Кровельньій злемент 1 согласно фиг. 8 имеет два солнечньїх злемента 2 описанного рода. Здесь тоже каждьй замькающий злемент З несет подключательную клемму 4, из которьїх, однако только левая снабжена розеткой 5. Обе подключательнье клеммь! соединень 7/0 между собой неподвижно смонтированньмм кабелем 18. В варианте показанного примера исполнения правьй подключательньйй злемент тоже имеет розетку 5; тогда соответствующий кабель 7 несет вилку б на каждом из своих концов.

На фиг. 9 изображен кровельньій злемент большего формата, применяемьй предпочтительно в фасадах и несущий солнечньій злемент 2 соответственно более крупного формата; соединения вьіполнень! так, как /5 описано для фиг. 1, 4, 5. На фиг. 10 показан вариант монтажа согласно фиг. 1. Здесь замькающий злемент З сокращен до двух коротких замьікающих злементов 31. Каждьй из них несет подключательную клемму 41.

Соединение с соседним солнечньім злементом 2 происходит опять при помощи кабелей 7, которьіе могут бьіть вьіполненьії с возможностью ввода с одной или двух сторон. На фиг. 10 правая подключательная клемма 41 имеет розетку 5 с вилкой 6, а левая соединена прямо с кабелем 7.

Преимущества и признаки патентуемой крьіши сводятся в основном к следующему.

Сам кровельньій злемент представляет собой по существу неизменньій продукт массового производства, которьїй может бьіть получен в различньїх форматах, размерах, материалах и цветах.

Закрепительнье злементьі устанавливаются не на солнечньх злементах, а на обьічньїх кровельньх злементах. с - Статическая прочность обусловлена не солнечньмми злементами, а обьічньім кровельньїм злементом, т.е. о солнечньій злемент вьіполнен тонкостенньм и характеризуется минимальньм расходом материала таким образом, что механические нагрузки всех видов могут восприниматься кровельньім злементом.

Предусмотреннье солнечнье злементь! могут бьїть изготовленьі в нескольких распространенньіїх видах в качестве продуктов массового производства. ї- зо Солнечнье злементь! соединяются с кровельньім злементом в процессе массового производства. - Образованньй таким образом кровельньійПзлемент с солнечньми злементами монтируется о кровельщиками, обладающими нормальньм профессиональньм опьтом и по известньм им правилам; су дополнительньм является только стьковое соединение отдельньїх злектрических подключений, для чего не требуются никакие специальнье инструменть! или технические познания. со - Злектрические подключения каждого отдельного кровельного злемента с солнечньми злементами «г находятся на самом кровельном злементе; проводки не предусмотреньі. Только соединение с потребителем (инверторьі, батарей, прямой потребитель) проходит внутрь; как правило, здесь предусматривается одно соединение для ряда кровельньїх или фасадньїх злементов. Соединение можно осуществить без отверстия в кровельньїх злементах, проведя длинньіїй кабель вверх между кровельньіми злементами. «

Кабели, розеточнье соединения и злектрическая проводка располагаются с обеспечением защить! под в с лежащими на них и перекривающимися кровельньіми злементами. - Благодаря зтому замена отдельньїх кровельньїх или фасадньїх злементов тоже легко возможна, поскольку ;» не требуется размькать и вновь замькать ни одно из лежащих под крьішей злектрических соединений. - Все затратьь на сооружение, а также на оборудование для обеспечения прочности и закрепления обусловленьй и без того необходимьми крьшами или фасадами, что по сравнению с устройствами типа ї5» "солнечньїх оранжерей" или дополнительно монтируемьїх фотогальванических установок позволяет достигнуть весьма заметной зкономии средств. со - Благодаря одновременному применению кровельньх и фасадньх злементов данное изобретение

ГІ позволяет в максимальной степени использовать возможность снижения расходов на сооружение фотогальванических систем и тем самьм создать возможность при соответствующем серийном вьпуске о производить зкономически вьгодньм образом злектрознергию из солнечньх лучей. Зто существенное

І снижение себестоимости обеспечивается патентуемьмм устройством благодаря устранению всех дополнительньїх затрат на монтажное оборудование и монтажную технологию.

Claims

Формула винаходу

Ф) ГІ 1. Крьіша или фасад с солнечньми злементами с перекрьивающимися кровельньми злементами (1), например из керамики, стекла, волокнистого цемента, металла или битуминозньїх соединительньїх материалов,

бо М встроенньїх в них солнечньїх злементов (2), отличающаяся тем, что кровельньій злемент (1), служащий носителем для солнечного злемента (2), является продуктом массового производства, укладьшваемьм по правилам изготовителя криіш или фасадов, предусмотренньій солнечньій злемент (2) состоит из стеклянной панели (8), на нижней стороне которой находится полупроводниковое покрьтие, с нанесенной на него ламинатной пленкой (10), снабженной по меньшей мере одним слоем паровой защитьі, предохраняющим

65 полупроводниковое покрьітие от паров всех видов, стеклянная панель (8) солнечного злемента (2) вьіполнена такой тонкой, что механические нагрузки всех видов воспринимаются в основном кровельньїм злементом

(1), предусмотрена подключательная клемма (4), соединенная с солнечньім злементом (2) проводником (11) в соответствий со схемой включения солнечного злемента (2), причем по меньшей мере на одной стороне клеммьї, обращенной к соседнему солнечному злементу (21), имеется розетка (5) для ввода вилки (б), которой Заканчивается по меньшей мере один конец кабеля (7), предназначенного для злектрического соединения двух соседних солнечньїх злементов (2), солнечньїй злемент (2) покрьівает только часть кровельного злемента (1), а кровельнье злементь (1) перекрьіваются между собой так, что в основном только солнечнье злементь (2) не перекрьваются каким-либо другим кровельньм злементом (1), все связаннье с солнечньім злементом (2) злементь (4-11) находятся только на внешней стороне кровельного злемента (1), причем кровельньій злемент 7/0 М) не имеет никаких отверстий и проемов, которне связань! с солнечньім злементом (2), и все злектрические части за исключением солнечного злемента сами располагаются под перекрьтием, только большее число злектрически связанньїх между собой солнечньїх злементов (2) соединень! посредством более длинного в связи с зтим кабеля (17) с предусмотренньім потребителем, причем зтот кабель (17) вьіведен вверх между двумя соседними кровельньми злементами (1), причем в кровельном злементе (1) отсутствует отверстие или проем /5 ДЛЯ зтой цели.

2. Криша с солнечньми злементами по п. 1, отгличающаяся тем, что имеется замькающий злемент (3), которьій проходит по всей ширине солнечного злемента (2), перекрьивая стеклянную панель (8), и служит носителем для подключательной клеммь! (4).

З. Криіша с солнечньіми злементами по п. 1, отгличающаяся тем, что имеются два коротких замиікающих 2о злемента (31), каждьй из которьїх посажен сбоку на одном конце верхнего края стеклянной панели (8) и служит носителем для подключательной клеммь! (4), причем по меньшей мере один из них имеет розетку (5) для вилки

(6).

4. Крьіша с солнечньіми злементами по п. 1, отличающаяся тем, что имеется один замькающий злемент (3), которьій проходит только вдоль части ширинь! солнечного злемента (2), перекрьівая стеклянную панель (8) и с об спужит носителем для подключательной клеммиьі (4).

5. Крьіша с солнечньіми злементами по п. 1, отличающаяся тем, что розеточное соединение, состоящее из і) розетки (5) и вилки (6), вьіполнено таким образом, что розетка (5) имеет злемент, на которьій нужно воздействовать, чтобьі расцепить соединение.

б. Криша с солнечньми злементами по п. 1, отличающаяся тем, что ламинатная пленка (10) окружает М зо проводник (11) и проходит вплоть до подключательной клеммь! (4), которая благодаря зтому прикреплена к солнечному злементу (2) гибким образом. о

7. Крьиіша с солнечньмми злементами по п. 17, отличающаяся тем, что солнечньій злемент (2) целиком с приклеен к кровельному злементу (1), в результате чего кровельньй злемент (1) и солнечньій злемент образуют единое статическое целое. со

8. Крьіша с солнечньмми злементами по п. 1, отличающаяся тем, что солнечньїй злемент (2) закреплен на «Е кровельном злементе (1) скобами.

9. Криїіша с солнечньіми злементами по п. 1, З или 4, отличающаяся тем, что подключательнье клеммь! (4) имеют по две розетки (5), а кабель (7), сосединяющий два соседних солнечньїх злемента (2), имеет на каждом своем конце вилку (6), вводимую в розетку (5). «

10. Крьіша с солнечньіми злементами по п. 1, отличающаяся тем, что подключательнье клеммь! (4) имеют ств) с только одну розетку (5), а кабель (7), соединяющий два соседних солнечньїх злемента (2), закреплен Й односторонне в подключательной клемме (4) и имеет на своем свободном конце вилку (Є), вводимую в розетку "» (5).

11. Крьішша с солнечньмми злементами по п. 9У или 10, отличающаяся тем, что розетки (5) имеют по две Втулки (12, 13) разного размера. їх 12. Крьіша с солнечньіми злементами по п. 9 или 10, отличающаяся тем, что розетки (5) имеют по одному дефлектору, которьй позволяет ввести вилку (6) только в предусмотренной ориентации. со 13. Крьіша с солнечньїми злементами по п. 1, отличающаяся тем, что подключательная клемма (4) каждого ГІ солнечного злемента (2) расположена на замьікающем злементе (3) асимметрично относительно средней линии 5р болнечного злемента (2). о 14. Крьїіша с солнечньіми злементами по п. 2, отличающаяся тем, что замьікающий злемент (3) вьіполнен І скошенньїм вверх таким образом, что дождевая вода перетекает Через него и за ним не остается вода.

15. Крьіша с солнечньіми злементами по п. 2, отличающаяся тем, что кровельньй злемент (1) несет больше одного солнечного злемента (2), причем зти солнечнье злементь (2) злектрически непосредственно соединень АРрУГ с другом. Ф) іме) 60 б5