PL249973B1 - Zestaw fotowoltaiczny do dachów membranowych oraz sposób montażu zestawu fotowoltaicznego na dachach membranowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia przedstawionym na rysunku jest zestaw paneli fotowoltaicznych gotowy do połączenia na gorąco z membraną dachową oraz sposób montażu paneli fotowoltaicznych na dachach membranowych. Zestaw fotowoltaiczny do dachów membranowych składający się z ultralekkiego panelu fotowoltaicznego, podstawy wykonanej z tworzywa sztucznego nadającego się do połączenia na gorąco z membraną dachową z PCV, charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden panel fotowoltaiczny jest przeklejony do podstawy, która ma kołnierz wystający poza obrys naklejonych paneli co najmniej na szerokość 20 mm.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zestaw paneli fotowoltaiczny gotowy do połączenia na gorąco z membraną dachową oraz sposób montażu paneli fotowoltaicznych na dachach membranowych.

Znane są rozwiązania dachu membranowych, których pokrycie dachu stanowi dedykowana membrana. Rozwiązania takie charakteryzują się lekkością dachu przy zachowaniu odpowiednich parametrów wytrzymałości na wilgotność i wiatr jednak o wadze większej niż 6 kg na m².

Z opisu patentowego US2009113822A1 znany jest system membran fotowoltaicznych. System membran fotowoltaicznych jest przewidziany do zastosowania na budynku i opcjonalnie wbudowany w przegrody zewnętrzne budynku. W górnej warstwie systemu znajduje się jedno lub więcej ogniw fotowoltaicznych. Bariera termiczna jest umieszczona pomiędzy jednym lub większą liczbą ogniw fotowoltaicznych a budynkiem, izolując je od siebie. Bariera termiczna może być zapewniona jako szereg klinów, które są ukształtowane i zorientowane w celu optymalizacji wydajności elektrycznej ogniw fotowoltaicznych. Zespół kanału powietrznego może być zastosowany do wentylacji ogrzanego powietrza spod jednego lub większej liczby modułów fotowoltaicznych z dala od systemu i budynku. System może być integralnie powiązany z budynkiem lub połączony z nim w sposób rozłączny. Komponenty mogą być dostarczone do montażu podczas instalacji lub wstępnie zmontowane moduły mogą być dostarczone do instalacji.

Z opisu CN114978000A znana jest metoda instalacji fotowoltaicznej na odsłoniętym polimerowym wodoodpornym dachu z rolowanego betonu. Wynalazek ujawnia sposób instalacji fotowoltaicznej dla odsłoniętego polimerowego wodoodpornego dachu z walcowanego betonu. Sposób montażu fotowoltaiki obejmuje następujące etapy: 1) przebijanie; 2) montaż śrub rozporowych; (3) zainstalowano pierwszą prefabrykowaną część; (4) instalowana jest druga prefabrykowana część; 5) montaż obudowy fotowoltaicznej; zgodnie z metodą instalacji fotowoltaicznej, zespół fotowoltaiczny może być montowany na dachu betonowym z odsłoniętymi polimerowymi, wodoodpornymi materiałami zwojowymi, nie ma konieczności prefabrykowania słupów betonowych służących do mocowania wspornika fotowoltaicznego na dachu, można zmniejszyć obciążenie dachu, metoda instalacji fotowoltaicznej jest tania, budowa jest wygodna, czas budowy można skrócić, a popularyzacja fotowoltaiki i zastosowanie dachu jest ułatwione.

Z opisu zgłoszenia CN114373815A znane jest elastyczny panel fotowoltaiczny. Wynalazek ujawnia półelastyczny lekki moduł fotowoltaiczny, który zawiera moduł fotowoltaiczny i konstrukcję montażową do montażu modułu fotowoltaicznego, moduł fotowoltaiczny zawiera przednią płytę o dużej masie cząsteczkowej, pierwszą warstwę kleju o dużej masie cząsteczkowej, ultracienkie szkło, drugą warstwę kleju o dużej masie cząsteczkowej, warstwę baterii, trzecią folię o dużej masie cząsteczkowej i tylną płytkę o dużej masie cząsteczkowej, które są kolejno układane od góry do dołu i poddawane jednorazowemu laminowaniu w maszynie do laminowania, oraz wielkocząsteczkowa płyta przednia jest połączona elektrycznie z warstwą elementu bateryjnego. Zgodnie z półelastycznym lekkim modułem fotowoltaicznym problem niskiego oporu gradowego elastycznego modułu fotowoltaicznego został rozwiązany poprzez strukturę i tryb instalacji, moduł fotowoltaiczny jest wygodniejszy w instalacji dzięki strukturze trybu instalacji. Problem polegający na tym, że nośność większości konstrukcji głównego korpusu dachu metalowego jest niewystarczająca, został rozwiązany poprzez zaprojektowanie lekkich produktów, a zgodnie z rzeczywistymi pomiarami odporność elastycznego modułu fotowoltaicznego na grad znacznie się poprawiła. A waga na metr kwadratowy wynosi 6,5 +/-0,5 KG/metr kwadratowy.

Membrany dachowe powstałe na bazie tworzyw sztucznych są wykonane głównie z plastyfikowanego PVC. PVC jest najprawdopodobniej najbardziej uniwersalnym tworzywem sztucznym na obecnym rynku i ma 25% udziału w produkcji tworzyw sztucznych w Europie. PVC stosuje się w wielu różnych gałęziach przemysłu takich jak: budownictwo, medycyna, przemysł samochodowy, sport/rozrywka czy przemysł odzieżowo-tekstylny. Sektor budownictwa jest największym odbiorcą materiałów z PVC. Produktami, które dominują na tym rynku są rury, ramy okienne, membrany dachowe oraz wykładziny podłogowe PVC i tapety. PVC znajduje tak szerokie spektrum zastosowań z powodu swoich różnorodnych właściwości. PVC użyte do produkcji rur może być sztywne i twarde, podczas gdy PVC użyte do produkcji membran dachowych jest miękkie i elastyczne. Takie zróżnicowanie właściwości materiałowych osiąga się dzięki dodawaniu do PVC różnych materiałów, takich jak plastyfikatory, wypełniacze, stabilizatory i funkcjonalne pigmenty. Znaczącym składnikiem membran dachowych są plastyfikatory, które zapewniają odpowiednią elastyczność i giętkość w niskich temperaturach. PVC jest termoplastyczne. Oznacza to, że materiał topi się w wysokiej temperaturze. Ta cecha jest niezwykle korzystna dla produkcji przemysłowej, ponieważ dzięki niej można wytłaczać, kalandrować i formować materiał oraz poddawać go obróbce termicznej w temperaturze w przedziale 150-200°C. PVC może być także zgrzewane różnymi metodami, na przykład gorącym powietrzem i indukcyjnie. PVC można także kleić.

Problemem technicznym przy montażu systemu fotowoltaicznych na dachach membranowych jest konieczność zachowania szczelności membrany i nie wpływanie na przyspieszenie degradacji membrany. W znanych rozwiązaniach konstrukcja nośna paneli fotowoltaicznych jest przykręcana do dachu, takie rozwiązanie nie jest jednak możliwe do zastosowania w przypadku dachu membranowych ponieważ następuje ingerencja w poszycie membranowe dachu. Innym rozwiązaniem jest możliwość ułożenia paneli fotowoltaicznych na dachu z balastem bez ich fizycznego montażu do powierzchni dachu. Takie rozwiązanie jest jednak ryzykowne z uwagi na możliwość przesuwania paneli w przypadku dużych powierzchni paneli oraz wgnieceń w miejscach umieszczenia balastu i większym obciążeniem dachu.

Wynalazek rozwiązuje te problemy poprzez zgrzewanie z membraną dachu paneli klejonych do elementu mocującego wykonanego z tworzywa, które może być zgrzane z membraną nie niszcząc pokrycia dachowego a wręcz dodatkowo je wzmacniając.

Zestaw fotowoltaiczny do dachów membranowych według wynalazku składający się z ultralekkiego panelu fotowoltaicznego, podstawy wykonanej z tworzywa sztucznego nadającego się do połączenia na gorąco z membraną dachową z PCV charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden panel fotowoltaiczny jest przeklejony do podstawy która ma kołnierz wystający poza obrys naklejonych paneli co najmniej na szerokość 20 mm.

Alternatywnie panel fotowoltaiczny jest mocowany do profilu pośredniego klejonego o podstawy tworzącego dystans do podstawy o wysokości umożliwiającej stosowanie dolnych wyjść z paneli fotowoltaicznych.

Sposób montażu zestawu fotowoltaicznego na dachach membranowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że ultralekki panel fotowoltaiczny klei się do podstawy wykonanej z tworzywa sztucznego nadającego się do połączenia na gorąco z membraną dachową z PCV po czym zgrzewa się gorącym powietrzem z dachem wykonanym z membrany PCV co najmniej dwoma bokami podstawy o szerokości zgrzewu wynoszącej co najmniej 20 mm.

Alternatywnie panel mocuje się do profilu pośredniego klejonego o podstawy tworzącego dystans do podstawy o wysokości umożliwiającej stosowanie dolnych wyjść z paneli fotowoltaicznych.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na wcześniejsze przygotowanie zestawu fotowoltaicznego do montażu. Istotną cechą tak przygotowanych modułów według wynalazku jest waga nie przekraczająca obciążenia 4,8 kg na m². Korzyścią jest możliwość instalacji fotowoltaiki nawet na dachach membranowych o niskiej nośności.

Membrany dachowe są zgrzewane gorącym powietrzem, z użyciem narzędzi ręcznych lub zgrzewarki automatycznej. W przykładzie realizacji sposobu ultralekki panel fotowoltaiczny klei się do podstawy wykonanej z tworzywa sztucznego nadającego się do połączenia na gorąco z membraną dachową z PCV po czym zgrzewa się gorącym powietrzem z dachem wykonanym z membrany PCV co najmniej dwoma bokami podstawy o szerokości zgrzewu wynoszącej co najmniej 20 mm. Obie strony podgrzewa się do temperatury topienia (ok. 570°C) i sprasowuje ze sobą za pomocą wałka dociskowego. Zaletą zgrzewania gorącym powietrzem jest to, że metodę tę można z łatwością dostosować do różnych warunków klimatycznych, regulując ciepło, natężenie przepływu powietrza i tempo przejazdu maszyny.

Możliwe jest zgrzewanie podczas deszczu. Gorące powietrze osusza zgrzewaną powierzchnię przed stopieniem i sprasowaniem ze sobą arkuszy membrany dachowej. Szerokość prawidłowego minimalnego zgrzewu wykonanego w trakcie testu powinna wynosić 20 mm.

W przykładzie wykonania zestawu fotowoltaicznego zestaw dwóch paneli fotowoltaicznych o wadze 7,2 kg został połączony i przyklejony do 5,5 m² podstawy wykonanej z membrany PCV Protan 1,5 mm o wadze 10 kg co dało sumaryczne obciążenie 4,44 kg/m². W innym przykładzie wykonania ultralekkie panele fotowoltaiczne klei się do profili o wysokości min. 20 mm a następnie te profile klei się do podstawy (warstwy pośredniej) i całość zgrzewa do właściwej membrany. W tym wykonaniu można stosować dolne wyjścia z paneli fotowoltaicznych.

Przykład wykonania pokazano na rysunkach gdzie fig. 1 przedstawia przekrój przez przykład w którym panel fotowoltaiczny 4 jest montowany do profilu 3 który jest mocowany do podstawy 1. Fig. 2 przedstawia rzut izomeryczny na taki zestaw fotowoltaiczny wskazując na miejsca klejenia 2 paneli fo

PL 249973 BI towoltaicznych 4 do profilu 3 i dalej profilu do podstawy 1. Rozwiązanie nie ogranicza możliwości i sposobów mocowania elementów paneli podstawy i profilu niemniej klejenie tych elementów najmniej uszkadza ich powierzchnię i wydaje się być rozwiązaniem najkorzystniejszym.

Rozwiązanie według wynalazku eliminuje wpływ warunków pogodowych na jakość wykonania połączenia klejonego, które jest wykonane w stabilnych warunkach produkcyjnych. Większość klei wymaga stabilnej temperatury i wilgotności w czasie wiązania, który trwa do 48 godzin. Cały zestaw fotowoltaiczny może być przygotowany i transportowany na miejsce montażu. Kolejną zaletą jest możliwy szybki montaż paneli na dachu za pomocą zgrzewarek automatycznych.

Claims (4)

1. Zestaw fotowoltaiczny do dachów membranowych składający się z ultralekkiego panelu fotowoltaicznego, podstawy wykonanej z tworzywa sztucznego nadającego się do połączenia na gorąco z membraną dachową z PCV, znamienny tym, że co najmniej jeden panel fotowoltaiczny jest przeklejony do podstawy która ma kołnierz wystający poza obrys naklejonych paneli co najmniej na szerokość 20 mm.

2. Zestaw fotowoltaiczny według zastrz. 1, znamienny tym, że panel fotowoltaiczny jest mocowany do profilu pośredniego klejonego o podstawy tworzącego dystans do podstawy o wysokości umożliwiającej stosowanie dolnych wyjść z paneli fotowoltaicznych.

3. Sposób montażu zestawu fotowoltaicznego na dachach membranowych, znamienny tym, że ultralekki panel fotowoltaiczny klei się do podstawy wykonanej z tworzywa sztucznego nadającego się do połączenia na gorąco z membraną dachową z PCV po czym zgrzewa się gorącym powietrzem z dachem wykonanym z membrany PCV co najmniej dwoma bokami podstawy o szerokości zgrzewu wynoszącej co najmniej 20 mm.

4. Sposób montażu według zastrz. 3, znamienny tym, że panel mocuje się do profilu pośredniego klejonego o podstawy tworzącego dystans do podstawy o wysokości umożliwiającej stosowanie dolnych wyjść z paneli fotowoltaicznych.