ПАНЕЛЬ, СБОРКА ПАНЕЛЕЙ И КРОВЛЯ
PANEL, PANEL ASSEMBLY AND ROOFING

Изобретение относится к панели, предназначенной для обшивки зданий и, в частности, для соединения с целью выполнения кровли зданий с расположенными на ней фотогальваническими элементами, хотя и не ограничивается этим применением.
Известно выполнение кровли крыши в виде ребристых панелей, например, из покрытой лаком оцинкованной стали, края которых перекрывают друг друга для обеспечения герметичности крыши.
Кроме того, из документа WO2009090347 известно присоединение к кровле зданий солнечных, в частности, фотогальванических модулей. В частности, речь может идти о модулях в виде гибких лент, наклеиваемых на поверхности впадин гофр ребристой панели. В будущем можно также предусмотреть фотогальванические устройства, выполняемые непосредственно на поверхности впадин гофр ребристой панели, в частности, при помощи способов нанесения в вакууме или при атмосферном давлении. Эти модули соединены между собой при помощи сети проводов, предпочтительно в основном расположенных на обратной стороне кровли, чтобы избегать преждевременного износа проводов и сохранять эстетичный вид здания.
Однако недостатком такого расположения является недостаточная герметичность кровли, поскольку прокладка проводов на задней стороне чаще всего требует сверления отверстия в цельной стороне ребристой панели.
Недостатком такого расположения является также необходимость наличия доступа к подшивке кровли для обеспечения соединения двух последовательных модулей на задней стороне ребристых панелей.
Недостатком такого расположения является также то, что часть фотогальванических элементов остается затененной ребрами ребристой панели, когда угол падения солнечных лучей на кровлю является небольшим. Это приводит к снижению эффективности фотогальванического устройства.
Кроме того, существует потребность в ребристых панелях фотогальванической кровли, облегчающих установку кровли и соединение проводами фотогальванических модулей.
Изобретение призвано решить вышеупомянутую проблему герметичности и предложить ребристую панель, профиль которой предусмотрен с возможностью сохранения герметичности и одновременно облегчает установку кровли и соединение проводами фотогальванических модулей.
Изобретение призвано также решить вышеупомянутые проблемы затенения и предложить ребристую панель, профиль которой предусмотрен таким образом, чтобы фотогальванические элементы на могли оказаться в тени ребер в большинстве условий освещения.
В связи с этим, первым объектом изобретения является панель, содержащая:
- верхний поперечный край, содержащий верхнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панелью,
- нижний поперечный край, содержащий нижнюю зону перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панели,
- первый продольный край, содержащий первое продольное ребро,
- центральную часть в продолжении первого продольного ребра, содержащую:
- углубление, находящееся в верхней зоне перекрывания и содержащее проем для установки электрической соединительной коробки,
- отверстие, выполненное в нижней зоне перекрывания для прохождения электрического соединителя,
- второй продольный край в продолжении центральной части, содержащий второе продольное ребро, при этом первое продольное ребро и второе продольное ребро имеют формы, обеспечивающие их соответствующее перекрывание.
Заявленная панель может также иметь следующие факультативные признаки, рассматриваемые отдельно или в комбинации:
- центральная часть является плоской,
- центральная часть содержит последовательно первую опорную часть шириной L13, по меньшей мере одну выступающую часть и вторую опорную часть шириной L15, при этом первая и вторая опорные части находятся в плоскости Р,
- выступающая часть содержит верхнюю площадку высотой Н16 и шириной L16 и две боковые стенки, продолжающие верхнюю площадку с двух сторон от нее и вниз, образуя угол β с плоскостью Р,
- первое продольное ребро содержит вершину ребра высотой Н8 и шириной L8 и две боковые полки, продолжающие вершину ребра с двух сторон от нее и вниз, при этом обе боковые полки образуют угол α с плоскостью Р, и второе продольное ребро содержит вершину ребра высотой Н11 и шириной L11 и две боковые полки, продолжающие вершину ребра с двух сторон от нее и вниз, образуя угол γ с плоскостью Р,
- значения ширины L13, L15, высоты Н8, Н11, Н16 и углов α, β, γ отвечают следующим отношениям:
Н16 / Н8 ≥ 0,4
Н16 ≥ ((Н8 х (ab-be) - L13 x abe) / (ae + ab))
Н16 ≥ ((Н11 х (cb-be) - L15 x cbe) / (ce + cb))
где а = tan α, b = tan β, c = tan γ и e = tan 20°,
- отношение длины L16 к длине L8 превышает или равно 5, и отношение длины L16 к длине L11 превышает или равно 5,
- центральная часть содержит по меньшей мере две выступающие части, разделенные двумя промежуточными опорными частями длиной L18, находящимися в плоскости Р и обрамляющими центральное ребро, содержащее вершину ребра высотой Н20 и две боковые полки, продолжающие вершину ребра с двух сторон от нее вниз и наружу, образуя угол δ с плоскостью Р,
- значения ширины L18, высоты Н16, Н20 и углов β и δ отвечают следующему отношению:
Н16 ≥ ((Н20 х (db-be) - L18 x dbe) / (de + db))
где b = tan β, d = tan δ и е = tan 20°,
- панель имеет ширину L1, и отношение суммы значений ширины L16 верхних площадок к ширине L1 панели превышает или равно 0,5,
- верхняя площадка покрыта фотогальваническими элементами,
- фотогальванические элементы объединены в виде гибких лент, приклеенных к верхней площадке,
- фотогальванические элементы выполнены непосредственно на верхней площадке при помощи способов вакуумного нанесения,
- углубление проходит до верхней поперечной кромки панели,
- углубление центровано в боковом направлении на верхней площадке,
- проем находится в верхней половине верхней зоны перекрывания,
- отверстие находится в нижней четверти нижней зоны перекрывания.
Вторым объектом изобретения является кровля, содержащая сборку с граничным перекрыванием по меньшей мере двух заявленных панелей.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания.
Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:
на фиг. 1 - заявленная панель, вид в перспективе;
на фиг. 2 – то же, вид в поперечном сечении;
на фиг. 3 – часть панели, изображенной на фиг. 2, вид в поперечном сечении;
на фиг. 4 - панель согласно варианту изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 5 – верхняя зона перекрывания панели согласно варианту изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 6 – верхняя зона перекрывания панели согласно другому варианту изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 7 – нижняя зона перекрывания панели согласно варианту изобретения, вид в перспективе.
Одни и те же элементы на каждой из фигур имеют одинаковые обозначения.
В дальнейшем тексте описания под панелью следует понимать элемент плоской формы, то есть имеющий небольшую толщину по сравнению со своими другими размерами. Панель может быть выполнена в виде пластины или листа из единого материала или в виде композитной сборки. В этом последнем случае панель представляет собой наложение друг на друга нескольких слоев одного материала или разных материалов. Материалом может быть, кроме всего прочего, металлический материал, полимер или керамика. В качестве не ограничительного примера металлических материалов можно указать сталь, алюминий, медь, цинк. Предпочтительно панель является металлическим листом. Предпочтительно речь идет о стали, оцинкованной и покрытой лаком, чтобы защищать ее от коррозии. В факультативном варианте панель может быть выполнена из пеноматериала.
В рамках изобретения предпочтительно панели сначала придают форму при помощи любого известного способа придания формы, среди которых можно указать, например, сгибание, профилирование, штамповку, формовку.
Это придание формы приводит, в частности, к получению ребер на поверхности панели. В дальнейшем тексте описания под ребром следует понимать выступ, сформованный на поверхности панели. Ребро может иметь трапециевидную форму, как в случае представленных примеров выполнения, или прямоугольную, волнистую, синусоидальную форму или, например, форму в виде Ω. Оно содержит вершину ребра и две боковые полки.
Чтобы получить крышу или фасад, панели соединяют между собой с граничным перекрыванием их продольных краев и их поперечных краев и крепят на несущей конструкции здания при помощи средств крепления, таких как винты, гвозди или заклепки.
В тексте описания под фотогальваническим модулем следует понимать совокупность фотогальванических элементов, соединенных между собой, предпочтительно последовательно, и изолированных снаружи защитным барьером. В качестве не ограничительного примера можно указать модуль в виде гибкой ленты, наклеенной на центральную часть панели, или модуль, выполненный непосредственно на центральной части панели путем последовательного нанесения слоев соответствующего состава при помощи способов нанесения в вакууме или при атмосферном давлении.
Внутри каждого фотогальванического модуля расположение и компоновка фотогальванических элементов не являются ограничительными. В качестве не ограничительного примера можно указать, что элементы могут быть расположены один под другим в один ряд или могут быть расположены в несколько рядов, при этом ряды соединены друг с другом таким образом, чтобы образовать подобие сложенной ленты. Предпочтительно, чтобы облегчить выполнение фотогальванических модулей непосредственно на панели при помощи способов нанесения в вакууме или при атмосферном давлении, элементы располагают в один ряд.
В рамках изобретения фотогальванический модуль содержит электрический полюс на одном из своих продольных концов и электрический полюс обратной полярности на другом конце.
Как показано на фиг. 1, панель 1 в основном содержит первый продольный край 2, второй продольный край 3, верхний поперечный край 4, нижний поперечный край 5, при этом все четыре края соединены центральной частью 6, покрываемой фотогальваническими модулями.
Верхний поперечный край 4 содержит верхнюю зону 41 перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панелью во время сборки кровли. Как правило, эта верхняя зона перекрывания имеет ширину, составляющую от 150 до 500 мм в зависимости, кроме всего прочего, от уклона ската крыши.
Нижний поперечный край 5 содержит нижнюю зону 11 перекрывания, предназначенную для перекрывания смежной панели во время сборки кровли. Как правило, эта нижняя зона перекрывания имеет ширину, составляющую от 150 до 500 мм в зависимости, кроме всего прочего, от уклона ската крыши.
Далее со ссылками на фиг. 2 и 3 следует описание первого продольного края 2 и второго продольного края 3. На этих фигурах панель 1 представлена в разрезе по поперечной линии А-А, показанной на фиг. 1. Этот разрез находится за пределами зон перекрывания 41 и 51.
Прежде всего первый продольный край 2 содержит первое продольное ребро 7, имеющее вершину 8 ребра высотой Н8 и шириной L8 и две боковые полки 9, 9’, продолжающие вершину 8 ребра с двух сторон от нее и вниз, образуя угол α с плоскостью Р. Под высотой Н8 в данном случае следует понимать расстояние между плоскостью Р и самой высокой точкой вершины ребра.
Плоскость Р является плоскостью, на которую опирается панель 1 после ее установки плашмя на опору.
В частности, первое продольное ребро 7 предназначено для обеспечения крепления панели на конструкции здания в вершине гофры панели, а не во впадине гофры. Это позволяет избегать застаивания воды вблизи креплений и, следовательно, возможного нарушения герметичности кровли.
В этом примере вершина 8 ребра является плоской, и боковые полки 9, 9’ имеют наклон, проходя вниз и наружу вершины 8 ребра, при этом угол α является острым. В рамках изобретения первое продольное ребро 7 может, разумеется, иметь другие формы, отличные от формы, указанной в этом примере. Боковая полка 9’ продольного ребра 7 может быть, в частности, усеченной, как показано на фиг. 2, или не усеченной в зависимости от требуемой механической прочности этой части панели.
Второй продольный край 3 содержит второе продольное ребро 10, имеющее вершину 11 ребра высотой Н11 и шириной L11 и две боковые полки 12, 12’, продолжающие вершину 11 ребра с двух сторон от нее и вниз, образуя угол γ с плоскостью Р. Под высотой Н11 в данном случае следует понимать расстояние между плоскостью Р и самой высокой точкой вершины ребра.
Второе продольное ребро должно перекрываться первым продольным ребром смежной панели во время сборки двух панелей. Следовательно, высота Н11 меньше или равна высоте Н8 первого продольного ребра. Соответственно выбирают формы первого и второго продольных ребер. Предпочтительно формы выбирают таким образом, чтобы обеспечивать водонепроницаемость в случае использования панели для кровли крыши. Предпочтительно оба ребра имеют идентичные форму и размеры, чтобы перекрывание было идеально плотным и, следовательно, идеально герметичным. Однако в рамках изобретения перекрывание может быть плотным только локально. Специалист в данной области, изучающий герметичность, сможет адаптировать формы двух продольных ребер в зависимости от искомого внешнего вида и одновременно обеспечить герметичность сборки.
Согласно примеру, представленному на фиг. 2 и 3, оба продольных ребра 7, 10 имеют идентичную трапециевидную форму, при этом боковые полки направлены вниз и наружу, и боковые полки 9, 12’ являются усеченными. Таким образом, перекрывание двух продольных ребер является исключительно плотным, что способствует герметичности кровли.
Центральная часть 6 находится в продолжении первого продольного ребра 7 и второго продольного ребра 10.
Согласно первому варианту изобретения, центральная часть 6 является плоской.
Согласно второму варианту изобретения, центральная часть 6 является в основном плоской и содержит продольные элементы жесткости, равномерно распределенные на всей центральной части.
Согласно третьему варианту изобретения, представленному на фиг. 2 и 4, центральная часть последовательно содержит первую опорную часть 13, по меньшей мере одну выступающую часть 14 и вторую опорную часть 15. Первая опорная часть 13 шириной L13 находится в плоскости Р в продолжении боковой полки 9’ первого продольного ребра 7. Вторая опорная часть 15 шириной L15 находится в плоскости Р в продолжении боковой полки 12 второго продольного ребра 10. Выступающая часть 14 содержит верхнюю площадку 16 высотой Н16 и шириной L16 и две боковые полки 17, 17’, продолжающие верхнюю площадки с двух сторон от нее и вниз, образуя угол β с плоскостью Р. В данном случае под высотой Н16 следует понимать расстояние между плоскостью Р и боковым концом верхней площадки, то есть точкой пересечения верхней площадки и боковой стенки.
Выступающая часть 14 позволяет, в частности, установить соединительную коробку и/или соединители между верхней площадкой 16 и плоскостью Р. Во время установки на место панели на несущей конструкции здания посредством перемещения скольжением опорных частей 13 и 15 по несущей конструкции соединительная коробка и/или соединители не образуют препятствия для перемещения скольжением.
Согласно примеру, представленному на фиг. 2, центральная часть 6 содержит две выступающие части 14, разделенные промежуточной опорной частью 18. Вместе с тем, центральная часть 6 может содержать другое количество выступающих частей, разделенных промежуточными опорными частями 18.
Согласно примеру, представленному на фиг. 4, центральная часть 6 содержит две выступающие части 14. Они разделены двумя промежуточными опорными частями 18, 18’ длиной L18, находящимися в плоскости Р и обрамляющими центральное ребро 19, содержащее вершину 20 ребра высотой Н20 и две боковые полки 21, 21’, продолжающие вершину ребра с двух сторон от нее вниз и наружу, образуя угол δ с плоскостью Р. Это центральное ребро позволяет, с одной стороны, повысить механическую прочность панели и, с другой стороны, зафиксировать центр панели на несущей конструкции здания, при этом опорные части 13, 13’ образуют точки опоры панели на эту конструкцию.
Верхняя площадка 16 предназначена для покрытия фотогальваническими элементами. Например, речь может идти о модулях в виде гибких лент, наклеиваемых на поверхность верхней площадки 16, или о фотогальванических модулях, выполняемых непосредственно на поверхности площадки 16 при помощи способов нанесения в вакууме или при атмосферном давлении. Для этого, чтобы получить большую степень фотогальванического покрытия, предпочтительно площадка 16 имеет большой размер по сравнению с вершинами 8, 11 продольных ребер и занимает значительную часть панели. Таким образом, предпочтительно:
- отношение ширины L16 верхней площадки 16 к ширине L8 вершины 8 ребра превышает или равно 5,
- отношение ширины L16 верхней площадки 16 к ширине L11 вершины 11 ребра превышает или равно 5.
Предпочтительно, чтобы получить панель, в значительной степени покрытую фотогальваническими элементами, отношение суммы значений ширины L16 верхних площадок 16 всех выступающих частей 14 центральной части 6 к ширине L1 площадки превышает или равно 0,5.
Ориентация боковых полок 17, 17’ тоже может позволить увеличить степень фотогальванического покрытия. В случае на фиг. 2 боковые полки 17, 17’ имеют наклон и проходят вниз и наружу верхней площадки 16. Вместе с тем, можно предусмотреть и другие конфигурации: например, боковые полки 17, 17’ могут проходить вниз и внутрь верхней площадки 16, при этом угол β является тупым, что позволяет минимизировать расстояние между боковым концом верхней площадки 16 и боковым концом вершины 8 или 11 ребра и максимально увеличить, таким образом, поверхность для фотогальванических элементов.
Как показано на фиг. 4, участок центральной части 6, находящийся в верхней зоне 41 перекрывания, содержит углубление 22, иначе говоря, зону центральной части, находящуюся под поверхностью остальной части центральной части 6. В случае варианта, в котором центральная часть содержит по меньшей мере одну выступающую часть 14, углубление 22 находится в части верхней площадки 16, находящейся в верхней зоне 41 перекрывания.
Это углубление предназначено для облегчения прокладки электрических проводов соединения фотогальванических модулей без ущерба для герметичности сборки двух смежных панелей. В частности, оно позволяет установить соединительную коробку, соединяющую электрически, с одной стороны, электрическую клемму фотогальванического модуля, находящегося на центральной части 6 панели, и, с другой стороны, электрическую клемму противоположной полярности фотогальванического модуля, находящегося на центральной части 6 смежной панели, перекрывающей верхнюю зону перекрывания первой панели. Углубление 22 позволяет также прокладывать соответствующие электрические соединения или соединители.
Для этого углубление 22 не заходит за верхнюю зону 41 перекрывания. Таким образом, дождевая вода, стекающая по кровле, не может попасть в углубление.
Предпочтительно глубину углубления приводят в соответствие с размерами соединительной коробки и соединителей таким образом, чтобы панель 1 могла плотно перекрываться смежной панелью на уровне верхней зоны 41 перекрывания. В частности, глубину углубления определяют таким образом, чтобы верх соединительной коробки и верх соединителей, соединяющих соединительную коробку с фотогальваническими модулями, не выступал из контура углубления.
Углубление 22 содержит проем 23, предназначенный для установки электрической соединительной коробки. Размеры проема соответствуют предусмотренной для этого электрической соединительной коробке. В частности, размеры определяют с учетом тепловых расширений и нагрузок, которые могут действовать на панель во время ее использования. Согласно варианту изобретения, проем имеет размеры, на 2 мм превышающие размеры соединительной коробки.
Предпочтительно нижний поперечный край проема 23 находится как можно ближе к верхней поперечной кромке панели. Таким образом, проем максимально удален от нижней границы верхней зоны 41 перекрывания, что позволяет сохранять хорошую герметичность кровли. Действительно, вода, которая может подниматься за счет капиллярности в промежуток, образованный верхней зоной перекрывания нижней панели и нижней зоной перекрывания верхней панели, не может достичь проема. Предпочтительно нижний поперечный край проема 23 находится в верхней половине верхней зоны 41 перекрывания. Еще предпочтительнее нижний поперечный край проема 23 находится не ближе 150 мм от верхней поперечной кромки панели.
Форма углубления 22 не является ограничительной. Согласно варианту, представленному на фиг. 5, углубление имеет U-образную форму. Проем 23 центрован поперечно на верхней площадке 16, и ветви U проходят до боковых стенок 17, 17’. Эта U-образная форма позволяет установить соединительную коробку в центральной части, иначе говоря, центровать ее поперечно на центральной части 6 или, в случае необходимости, на верхней площадке 16 и соединить коробку с продольными краями фотогальванических модулей при помощи соединителей, расположенных в ветвях U.
Согласно другому варианту изобретения, представленному на фиг. 6, углубление 22 имеет прямоугольную форму и центровано поперечно на верхней площадке 16. Эта форма позволяет установить соединительную коробку в центральной части и соединить коробку с центральными частями фотогальванических модулей при помощи соединителей, тоже расположенных в центральной части.
Углубление 22 можно получить посредством штамповки центральной части 6 или при помощи любой другой технологии формования, известной специалисту в данной области и адаптированной к ситуации.
Проем 23 можно получить при помощи любой технологии резания, известной специалисту в данной области, в качестве не ограничительных примеров которой можно указать пробивку, фрезерование, механическое резание, лазерное резание, водяное резание, кислородное резание.
Как показано на фиг. 7, участок центральной части 6, находящийся в нижней зоне 51 перекрывания, содержит отверстие 24, выполненное в толще центральной части. В случае варианта, в котором центральная часть содержит по меньшей мере одну выступающую часть 14, отверстие 24 находится в части верхней площадки 16, расположенной в нижней зоне 51 перекрывания.
Это отверстие обеспечивает прокладку электрической проводки фотогальванических модулей без ущерба для герметичности сборки двух смежных панелей. В частности, отверстие 24 позволяет пропустить на заднюю часть панели электрическое соединение, соединяющее электрические клеммы фотогальванического модуля с соединительной коробкой, установленной в проеме 23 смежной панели, нижняя зона перекрывания которой находится под отверстием.
Для этого отверстие не выступает за пределы нижней зоны 51 перекрывания. Таким образом, если стекающая по кровле дождевая вода проходит через отверстие вследствие его плохого уплотнения, она оказывается изолированной в верхней зоне 41 перекрывания смежной панели и продолжает стекать вдоль кровли. Таким образом, сохраняется герметичность кровли.
Согласно варианту изобретения, отверстие 24 находится как можно ближе к нижней поперечной кромке панели, предпочтительно в нижней четверти нижней зоны 51 перекрывания панели. Таким образом, отверстие максимально удалено от верхней поперечной кромки смежной панели, частично перекрытой нижней зоной перекрывания панели, что позволяет сохранять хорошую герметичность сборки панелей. Действительно, вода, которая может подниматься за счет капиллярности от обратного конца отверстия 24 с недостаточной герметичностью первой панели, не доходит до очень удаленного проема 23 второй панели, частично перекрытой первой панелью.
Согласно другому варианту изобретения, отверстие 24 находится в двух верхних третях нижней зоны 51 перекрывания панели. В этом случае отверстие 24 в значительной степени перекрыто фотогальваническими элементами, что способствует хорошей герметичности на уровне отверстия. Предпочтительно это отверстие 24 располагают таким образом, чтобы оно оказалось вертикально на одной линии с проемом 23 смежной панели, когда нижняя зона 51 перекрывания панели перекрывает верхнюю зону 41 перекрывания смежной панели. Такое расположение обеспечивает простое электрическое соединение двух панелей без применения сложного электрического соединительного устройства.
Геометрия и размеры отверстия 23 не являются ограничительными. Их выбирают таким образом, чтобы отверстие могло быть перекрыто:
- на верхней стороне - фотогальваническим модулем, при этом соединение между верхней стороной и фотогальваническим модулем, такое как адгезивное соединение, выполняет роль уплотнительной прокладки на контуре отверстия,
- на нижней стороне - соединителем, при этом соединение между нижней стороной и соединителем, такое как адгезивное соединение, выполняет роль уплотнительной прокладки на контуре отверстия.
Согласно варианту, отверстие представляет собой небольшой прямоугольник, размеры которого соответствуют размерам соединителей, уже существующих на рынке.
Предпочтительно, боковое расположение отверстия 23 определяют таким образом, чтобы отверстие находилось вертикально на одной линии с электрической клеммой фотогальванического модуля, покрывающего центральную часть 6 или, в случае необходимости, верхнюю площадку 16.
Отверстие 23 можно получить при помощи любой технологии резания, известной специалисту в данной области, в качестве не ограничительных примеров которой можно указать пробивку, фрезерование, механическое резание, лазерное резание, водяное резание, кислородное резание.
Согласно варианту выполнения, в котором центральная часть 6 содержит по меньшей мере одну выступающую часть 14, профиль панели 1 определяют также таким образом, чтобы фотогальванические элементы не оказались в тени ребер в большинстве условий освещения.
В частности, высоту верхней площадки, высоту верхних центральных частей, ширину опорных частей и углы α, β и γ определяют таким образом, чтобы ни один участок фотогальванических элементов, покрывающих верхнюю площадку, не мог оказаться в тени первого и второго продольных ребер, когда солнечные лучи образуют угол, превышающий или равный 20°, с плоскостью Р. Для этого в рамках изобретения:
- Н16 / Н8 ≥ 0,4 - (1)
- Н16 ≥ ((H8 x (ab-be) - L13 x abe) / (ae + ab)) - (2)
- Н16 ≥ ((H11 x (cb-be) - L15 x cbe) / (ce + cb)) - (3)
где a = tan α, b = tan β, c = tan γ и e = tan 20°, при этом неравенства (2) и (3) вытекают из выражения тангенса угла 20°, как показано на фиг. 5.
Угол 20° соответствует допустимому пределу с точки зрения энергетических потерь, связанных с затенением; эти потери составляют при этом лишь небольшую часть энергии, получаемой фотогальваническими элементами.
При соотношении Н16/Н8 менее 0,4 соблюдение неравенств (2) и (3) требует применения опорных частей 13 и 15 большой ширины, что трудно совместить с необходимостью получения панели, в значительной степени покрытой фотогальваническими элементами.
Согласно варианту, соотношения Н16/Н8 и Н16/Н11 меньше или равны 0,6, поэтому основная часть верхней площадки 16 не выступает над вершиной 8, 11 ребра, даже если верхняя площадка изогнута, как будет описано ниже. Таким образом, герметичность кровли сохраняется лучше, и вода, стекающая с верхней площадки, не может достичь продольных краев панели на уровне граничного перекрывания между двумя панелями.
Предпочтительно неравенства (2) и (3) соблюдаются при e = tan 15° и еще предпочтительнее при e = tan 10°. Таким образом, фотогальванические элементы, покрывающие верхнюю площадку, не оказываются затененными первым и вторым продольными ребрами, когда солнечные лучи распространяются почти по касательной.
Еще предпочтительнее фотогальванические элементы, покрывающие верхнюю площадку, никогда не оказываются затененными первым и вторым продольными ребрами при любом угле падения солнечных лучей. Это условие соблюдается, когда высота Н16 верхней площадки 16 превышает или равна высоте Н8 вершины 8 ребра и превышает или равна высоте Н11 вершины 11 ребра. Иначе говоря, это условие соблюдается, если заменить неравенства (1)-(3) следующими неравенствами:
- Н16 ≥ Н8 - (4)
- и Н16 ≥ Н11 - (5)
Еще предпочтительнее высота Н16 верхней площадки 16 строго превышает высоту Н8 вершины 8 ребра и строго превышает высоту Н11 вершины 11 ребра. Иначе говоря, это условие соблюдается, если заменить неравенства (1)-(3) следующими неравенствами:
- Н16 > Н8 - (6)
- и Н16 > Н11 - (7)
Таким образом, фотогальванические элементы, покрывающие верхнюю площадку, не только никогда не оказываются затененными первым и вторым продольными ребрами при любом угле падения солнечных лучей, но такая конфигурация позволяет также добавить фотогальванические элементы в верхней части боковых стенок 17, 17’ выступающей части 14, то есть в части боковых стенок, которая никогда не находится в тени продольных ребер. Это позволяет увеличить степень фотогальванического покрытия панели. Кроме того, облегчается очистка фотогальванических элементов, поскольку продольные ребра не образуют препятствий между фотогальваническими элементами двух смежных панелей.
Согласно варианту изобретения, в котором центральная часть содержит две выступающие части 14, разделенные двумя опорными частями 18, 18’ и центральным ребром 19, предпочтительно опорные части и центральное ребро выполнены таким образом, чтобы фотогальванические элементы, покрывающие верхнюю площадку 16, не могли оказаться в тени центрального ребра, когда солнечные лучи образуют угол, превышающий или равный 20°, с плоскостью Р. Для этого ширина L18, значения высоты Н16, Н20 и углы β и δ должны соблюдать следующее отношение:
Н16 ≥ ((H20 x (db-be) - L18 x dbe) / (de + db)) - (8)
где b = tan β, d = tan δ и e = tan 20°.
Согласно варианту, соотношение Н16/Н20 превышает 0,4, что позволяет не применять опорные части 18 слишком большой ширины.
Согласно варианту, соотношение Н16 / Н20 меньше или равно 0,6, поэтому основная часть верхней площадки не выступает над вершиной 20 ребра 19, даже если верхняя площадка 16 является изогнутой. Таким образом, герметичность кровли сохраняется лучше, и вода, стекающая по верхней площадке, не может достичь вершины 20 ребра, где находятся средства крепления панели на несущей конструкции здания.
Предпочтительно неравенство (8) соблюдается при e = tan 15° и еще предпочтительнее при e = tan 10. Таким образом, фотогальванические элементы, покрывающие верхнюю площадку, не оказываются затененными центральным ребром, когда солнечные лучи распространяются почти по касательной.
Еще предпочтительнее фотогальванические элементы, покрывающие верхнюю площадку, никогда не оказываются затененными центральным ребром при любом угле падения солнечных лучей. Это условие соблюдается, когда неравенство (8) имеет следующий вид:
- Н16 ≥ Н20
Еще предпочтительнее высота Н16 верхней площадки 16 строго превышает высоту Н20 вершины 20 ребра. Таким образом, фотогальванические элементы, покрывающие верхнюю площадку, не только никогда не оказываются затененными центральным ребром при любом угле падения солнечных лучей, но такая конфигурация позволяет также добавить фотогальванические элементы в верхней части боковых стенок 17, 17’ выступающей части 14, то есть в части боковых стенок, которая никогда не оказывается в тени центрального ребра. Это позволяет увеличить степень фотогальванического покрытия панели. Кроме того, облегчается очистка фотогальванических элементов, поскольку центральное ребро не образуют препятствия между фотогальваническими элементами двух смежных панелей.
В примере, представленном на фиг. 4, вершина 20 центрального ребра имеет такую же высоту, как и вершина 8 первого продольного ребра.
Предпочтительно, чтобы избежать затенения фотогальванических элементов, верхняя площадка 14 является плоской и горизонтальной, как показано на фиг. 2. Таким образом, ни один участок площадки не затеняет другой участок площадки. Однако, в рамках изобретения площадка может быть лишь приблизительно плоской, то есть слегка вогнутой или слегка выпуклой. Выражения «слегка вогнутая» и «слегка выпуклая» означают, что изогнутость площадки являются такой, чтобы ни один участок площадки не затенял другой участок площадки, когда солнечные лучи образуют угол, превышающий или равный 20°, с плоскостью Р. Это соответствует радиусу кривизны площадки, превышающему или равному 1,4 ширины L14 верхней площадки, то есть, например, радиусу кривизны 400 мм при ширине L14 порядка 275 мм. Эта изогнутость площадки позволяет повысить механическую прочность выступающей части. Таким образом, верхняя площадка имеет достаточную жесткость и не проседает в случае нагрузки.
Согласно примеру, представленному на фиг. 4, верхняя площадка является слегка вогнутой с радиусом кривизны площадки, приблизительно составляющим 1,8 ширины L16 верхней площадки.
Разумеется, отличительные признаки, представленные для описания вариантов, не зависят друг от друга и, следовательно, можно предусмотреть другие комбинации этих признаков, то есть другие профили панели.