СОЛНЕЧНАЯ ОБЛИЦОВОЧНАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к устройствам генерации электрической энергии с использованием фотоэлектрических систем, выполняющих функции строительных конструкций. Панель для генерирования электрической энергии может применяться в качестве стеновых конструкций, кровельных элементов при строительстве зданий индивидуального и промышленного назначения, а также при сооружении ограждений.
Известны различные типы облицовочных конструкций, из листового металла, выполненные с установленными на них фотоэлектрическими батареями. Многие из них, например, конструкция, описанная в патенте РФ RU230832, выбранная в качестве наиболее близкого аналога, имеют недостатки, заключающиеся в том, что основным конструкционным элементом является несущий каркас или панель, а установка фотоэлектрических батарей на каркас осуществляется без учета совместимости указанных элементов. В результате несовместимости параметров, возможно отслоение фотоэлектрических батарей от элементов основания, повреждения печатных соединений при короблении конструкций. В связи с возможностью отслоения фотоэлектрических батарей от поверхности основания, дополнительная конструкционная прочность, вносимая фотоэлектрической панелью, не может быть учтена при проектировании зданий и сооружений.
Задача, решаемая при создании полезной, модели заключается в создании облицовочной панели, выполняющих функцию генерации электрической энергии, в которой фотоэлектрическая батарея выполняет функции усиления механической прочности панели, а конструкция панели, в целом, улучшает прочность и функциональность сооружений, при использовании панелей.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в улучшении конструкционных свойств солнечной панели, то есть в создании панелей, имеющих повышенную надежность и несущую способность.
Технический результат достигается за счет того, что солнечная облицовочная панель, выполнена в виде участка профилированного листа, один край которого выполнен со ступенькой, на внешнем краю которой сформирована первая плоская кромка, отогнутая перпендикулярно плоскости панели, в сторону от внешней поверхности панели; а
второй край листа выполнен со ступенькой, на внешнем краю которой расположен крепежный профиль, выполненный из краевого участка листа;
при этом крепежный профиль содержит вторую плоскую кромку, отогнутую перпендикулярно плоскости панели, в сторону от внешней поверхности панели;
на краю второй плоской кромки сформирована третья плоская кромка, отогнутая по направлению от первого края листа под острым углом к второй кромке;
край третьей кромки образован сложением листа в нижней части третьей кромки так, что поверхность продолжения листа соприкасается с поверхностями третьей и второй кромок и выходит за границу второй кромки перпендикулярно плоскости панели; и
второй край листа отогнут в сторону от первого края листа с формированием крепежного фланца по линии, находящейся в плоскости крепления панели;
суммарная ширина первой и третьей кромок больше ширины второй кромки, а ширина второй кромки больше ширины первой кромки,
при этом между участками переходов от поверхностей ступенек к поверхности средней части листа закреплена плоская гибкая солнечная фотоэлектрическая батарея с использованием слоя эластичного адгезива, расположенного между внешней поверхностью листа и поверхностью основания фотоэлектрической батареи таким образом. В частном случае реализации, границы слоя адгезива выступают за границы солнечной фотоэлектрической батареи, а толщина слоя адгезива на поверхности листа между краями больше расстояния между кромкой фотоэлектрической батареи и ближайшей к указанной кромке поверхности листа, для чего кромка фотоэлектрической батареи может быть расположена вблизи одного из участков перехода, либо вблизи двух участков перехода, которые могут быть наклонены относительно плоскости центральной части листа.
В частном случае реализации, сопряжение между второй и третьей кромками может выполнено в виде радиусного закругления и заполнено эластичным герметиком, а электрические терминалы фотоэлектрической батареи расположены на расстоянии не более 5 см от одной из линий, ограничивающей участок профилированного листа.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображены:
фиг. 1 - общий вид солнечной облицовочной панели;
фиг. 2 - вид солнечной облицовочной панели спереди;
фиг. 3 - вид солнечной облицовочной панели сбоку;
фиг. 4 - вид сверху солнечной облицовочной панели до установки фотоэлектрической батареи;
фиг. 5 - поперечный вид соединения двух панелей при их использовании;
фиг. 6 - изображение изделия, выполненного в соответствии с концепцией полезной модели.
Как показано на фиг. 1, солнечная облицовочная панель, которая может быть использована для покрытия кровли и фасадов зданий с целью утилизации солнечной энергии, может быть выполнена в виде участка профилированного листа. В качестве материала для изготовления панелей может быть использован медный лист, оцинкованный стальной лист, ламинированный металлический лист, а также другой материал, обычно используемый при формировании кровли. Использование полимерных листов также допустимо, однако при изготовлении панелей из пластика и сборки кровли, может потребоваться дополнительно нагревать изделия для обеспечения придания изделию устойчивой формы.
Для изготовления основания панели, лист любой длины может быть обработан на фальцепрокатной машине с последующей нарезкой готового профиля на участки требуемой длины, либо предварительно раскроенные в размер панели заготовки могут быть обработаны на зиговочной машине. Также возможны и другие способы изготовления панелей.
Как показано на чертежах, один, например, правый край листа на фиг. 1 и 2, выполнен со ступенькой 10, на внешнем краю которой сформирована первая плоская кромка 2, отогнутая перпендикулярно плоскости панели, в сторону от внешней поверхности панели. Края 3 ступенек могут быть выполнены вертикальными или располагаться под углом к фотоэлектрической батарее 1 и основной плоскости 25 (средней части листа) панели. Второй, левый на фиг. 2, край листа выполнен со ступенькой 11, на внешнем краю которой расположен крепежный профиль, выполненный из краевого участка листа, при этом крепежный профиль, как показано на фиг. 5, содержит вторую плоскую кромку 50, отогнутую перпендикулярно плоскости панели, в сторону от внешней поверхности панели, на краю второй плоской кромки сформирована третья плоская кромка 51, отогнутая по направлению от первого края листа под острым углом ко второй кромке, край 55 третьей кромки образован сложением листа по внешней границе третьей кромки так, что поверхность продолжения листа после линии сложения соприкасается с поверхностями третьей и второй кромок и выходит за границу второй кромки на участке 56 перпендикулярно плоскости панели. Второй край листа отогнут в сторону от первого края листа с формированием крепежного фланца 5 по линии 57, находящейся в плоскости крепления панели. Фланец 5 может быть выполнен с крепежными отверстиями 8, упрощающими монтаж панелей и обеспечивающими дополнительную стабильность структуры панели при ее установке.
Фотоэлектрическая батарея 52 крепится к поверхности 1 листа с использованием слоя 53 эластичного адгезива, предварительно нанесенного на тыльную поверхность пленочной фотоэлектрической батареи. Предпочтительным является крепление с исключением формирования пустот и каверн между листом 25 и батареей 52, поскольку в регионах с отрицательными сезонными температурами, заполнение пустот водой с последующим формирование льда, приводит к деформации соединения, снижению механической прочности конструкции, а также к выходцу из строя электрической части панели. Предложенная конструкция обеспечивает монолитное крепление батареи, поскольку размещение батареи в углублении между ступеньками позволяет воздействовать прижимными роликами на всю поверхность батареи, включая боковые кромки. При этом упругость листа позволяет эффективно прижимать батарею даже в том, случае, если суммарная толщина адгезива и пленочной батареи меньше высоты ступенек, однако выполнение слоев батареи и адгезива с суммарной толщиной, после крепления, большей или равной высоты ступенек, является предпочтительным.
Как показано на фиг. 6, готовая панель может быть выполнена с терминальной колодкой 60, расположенной, преимущественно, на расстоянии не более 5 см от края листа. Такое выполнение позволяет обеспечить защиту электрических соединений от погодных условий при размещении края панели, например, под коньком крыши.
Торцевые края панели могут быть выполнены с дополнительными отогнутыми кромками 6 и 7, упрощающими формирование фальцевого соединения при использовании панелей для защиты от неблагоприятных погодных явлений, таких как ветер и дождь.
Стык или линия сопряжения 4 между второй и третьей кромкой может быть выполнен в виде радиусного закругления, а сопряжение между указанными кромками может быть заполнено эластичным герметиком 58, выполненным в виде резинового или силиконового жгута.
При использовании панели, как это показано на фиг. 5, панель прикрепляется к несущему основанию с использованием фланца 5, путем закрепления фланца крепежными элементами, например, саморезами с плоской шляпкой на несущем основании. После этого, к установленной панели прикрепляется следующая панель, верхний край кромки 2 которой размещается в пространстве между кромками 50 и 51. При этом шляпка крепежного элемента не деформирует какую-либо из панелей, что повышает стабильность конструкции, в которой не возникают недопустимые напряжения. Вертикальные кромки 2 и 50 а также спуски 3 ступенек, формируют жесткую конструкцию, способную принимать на себя нагрузки от несущего основания. Ширина (расстояние по вертикали на фиг. 5) кромки 2 может быть выбрана такой, чтобы верхний край кромки соприкасался с герметиком 58, что с учетом возможности упругих деформаций соответствующей ступеньки, дополнительно повышает герметичность и прочность конструкции, выполненной из панелей. После установки кромка 55 может быть завальцована для создания герметичного шва между панелями. Вальцовка, при использовании панелей, является простой технологической операцией и может быть выполнена ручным инструментом.
При прикреплении фотоэлектрической батареи к материалу листа, кромка фотоэлектрической батареи устанавливается вблизи кромки листа или встык с указанной кромкой, поле чего осуществляется прижим фотоэлектрической панели к листу. За счет приложения давления, часть адгезива выдавливается за периметр фотоэлектрической панели. При этом обеспечивается герметизация адгезивом пространства между кромкой батареи и поверхностью листа. Важно, что при таком выполнении соединения, существенно уменьшается площадь открытой поверхности адгезива, подверженного воздействию окружающей среды, по сравнению с установкой батареи на плоскую поверхность, а также увеличивается прочность крепления краев листа.
Расположение фотоэлектрической батареи в углублении между ступеньками позволяет осуществить прикатку панели к листу валиком, ширина которого больше ширины листа батареи, что также повышает прочность готовой конструкции, по сравнению с конструкцией, где батарея располагается между вертикальными краями плоского листа. При этом относительное уменьшение площади солнечных батарей на листе не приводит к снижению реальной мощности, так как краевые участки панели затеняются вертикальными краями листа и их использование для размещения батарей не целесообразно.
Предпочтительным является размещение батареи так, что обе кромки батареи расположены встык с участками перехода, что не всегда достижимо в связи с наличием возможных допусков в размерах изделий при их изготовлении, тем не менее, размеры ступенек могут быть выбраны такими, чтобы расстояние между участками перехода равнялось ширине батареи, что обеспечивает максимальную прочность и надежность крепления батареи к листу основания. При этом наклон участков перехода дает возможность обеспечить надежное крепления батареи к листу, даже при отклонении в размерах батареи относительно заданных, в связи с тем, что эластичность адгезива обеспечивает надежное крепление при незначительных отклонениях поверхности основания от плоскости. Сужение слоя адгезива также увеличивает прочность конструкции, так как за сет капиллярного эффекта обеспечивается перемещение адгезива в сужающееся пространство, в результате снижается вероятность отслоение фотоэлектрической батареи от листа основания по краям батареи.
Следует отметить, что выбор выполнения листа со ступеньками также снижает вероятность коробления листа при установке, что дополнительно повышает прочность конструкции, так как исключается возможность механического повреждения проводящих дорожек и других элементов батареи, исключаются причины отделения батареи от поверхности листа, например, при длительном приложении усилия разрыва.