ES2237397T3 - Elemento de construccion con un paso de hilos y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Elemento de construccion con un paso de hilos y procedimiento para su fabricacion.

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ES2237397T3 ES00403405T ES00403405T ES2237397T3 ES 2237397 T3 ES2237397 T3 ES 2237397T3 ES 00403405 T ES00403405 T ES 00403405T ES 00403405 T ES00403405 T ES 00403405T ES 2237397 T3 ES2237397 T3 ES 2237397T3
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Abstract

Elemento de construcción plano (1), en particular acristalamiento aislante, que se compone de, al menos, dos placas fijas (2, 3), y de un espaciador (4) que ensambla éstas sólidamente y con una separación predeterminada y que rodea con un enmarcado un espacio (5) comprendido entre las placas, en el cual, al menos, una de las placas fijas lleva elementos funcionales eléctricos (7), en particular células solares, cuyos hilos de conexión (9), que salen en el lado de la placa portadora vuelta hacia el espacio comprendido entre las placas, son llevados hacia el exterior a través de un agujero perforado (12) en la otra placa (2) y los hilos de conexión (9) se extienden a través del espacio (5) comprendido entre las placas rodeado por el espaciador en forma de marco (4), caracterizado porque estos están rodeados por un intercalar anular (10) que une las dos placas (2, 3) una a otra en la región del agujero perforado (12) y forma la cara lateral de un espacio interior (11).

Description

Elemento de construcción con un paso de hilos y procedimiento para su fabricación.
La invención se refiere a un elemento de construcción plano con un paso de hilos que presenta las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Por el documento DE 295 09 193 U1, se conoce un elemento de construcción plano con elementos funcionales eléctricos, en particular, células solares, cuyos hilos de conexión eléctrica son llevados hacia el exterior fuera del elemento de construcción. El elemento de construcción constituye globalmente un acristalamiento aislante compuesto de dos cristales transparentes ensamblados por medio de un espaciador en forma de marco. Un primer cristal de éste es un cristal compuesto de varias hojas, en el interior del cual están dispuestos los elementos funcionales eléctricos. En particular, las células solares están sumergidas en una capa de resina de moldeo, que llena la separación entre dos cristales paralelos.
Los hilos de conexión antes citados son llevados fuera del cristal compuesto, a través de un agujero perforado o fresado, que está previsto en el cristal exterior del cristal compuesto ensamblado con el espaciador, al exterior del espacio comprendido entre los cristales del acristalamiento circunscrito por el espaciador, a la proximidad del borde del elemento de construcción. Los hilos de conexión son conducidos después a través de un agujero perforado del segundo cristal del acristalamiento aislante, que se encuentra, igualmente, al exterior del espacio comprendido entre los cristales del acristalamiento circunscrito por el espaciador, a la proximidad de la arista exterior del cristal. El espacio formado en el borde del elemento de construcción entre el espaciador y las caras de los cristales vueltas una hacia otra está rellenado completamente de una masa de estanqueidad, que reviste, igualmente, los hilos. De este modo, los hilos salen al interior de una de las caras principales del elemento de construcción.
Esta disposición presenta la ventaja de que el espacio comprendido entre los cristales del acristalamiento aislante solamente está rodeado por caras (de vidrio) cerradas y por el espaciador, de modo que no es necesaria ninguna medida de estanqueidad complementaria. Un cierto inconveniente de esta configuración es la distancia relativamente grande del espaciador a la arista del cristal por la cual los hilos son conducidos al exterior. Hay, además, subestructuras destinadas a fijar tales elementos de construcción con las cuales la posición próxima del borde de la salida de los hilos fuera del elemento de construcción es desfavorable, porque no existe ninguna posibilidad de introducir los hilos en la subestructura. Además, el tramo de los hilos de conexión, que es conducido hasta el borde del elemento, puede, en ciertos casos, influir negativamente en el efecto visual estético del elemento de construcción, si éste no puede ser recubierto.
Se conoce, igualmente (véase el documento DE-1 278 292), llevar hilos eléctricos fuera del espacio comprendido entre los cristales de un elemento de construcción de vidrio aislante a través de un agujero perforado en uno de los cristales y que desemboca en este espacio o a través de un agujero perforado que atraviesa el propio espaciador. Sin embargo, estos agujeros perforados deben ser sellados con un gran cuidado además del pegado del espaciador, a fin de que las propiedades del acristalamiento aislante se mantengan permanente garantizadas.
Se conoce también (véase el documento EP-B1 0 192 472) fijar acristalamientos aislantes a una subestructura con anclajes denominados puntuales, en las que el anclaje penetra en el espacio comprendido entre los cristales. Uno o los dos cristales correspondientes están provistos con este objeto de un agujero, en el cual puede insertarse y fijarse un anclaje puntual con una holgura suficiente. Un intercalar anular pegado puede asegurar en este lugar una estanqueidad con respecto al espacio comprendido entre los cristales, cuya calidad corresponde a la estanqueidad periférica obtenida por el espaciador en forma de marco próximo al borde.
La invención tiene por objeto proponer un elemento de construcción del tipo mencionado en la introducción, en el cual el emplazamiento del paso de los hilos a través de una de las caras principales puede elegirse libremente.
De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue por las características de la reivindicación 1. Las características de las reivindicaciones secundarias divulgan variantes ventajosas de este objeto.
De acuerdo con la invención, las placas son, ventajosamente, cristales de un material opaco, traslúcido o transparente, inorgánico u orgánico, especialmente vidrio, y pueden ser monolíticas o laminadas, en acristalamiento simple o múltiple.
Debido a que los hilos de conexión se llevan a través del espacio comprendido entre las placas, rodeado por el espaciador en forma de marco, se admite, por una parte, que este espacio debe comprender una abertura para la salida de los hilos. Sin embargo, se puede disponer ya, con el intercalar anular en sí conocido, de un accesorio probado que asegura, con un coste relativamente bajo, una buena estanqueidad del espacio comprendido entre las placas con respecto al agujero perforado, por el cual los hilos de conexión salen del elemento de construcción. Naturalmente, el agujero perforado desemboca, igualmente, en el espacio interior circunscrito por el intercalar anular. Sin embargo, éste no debe estar situado forzosamente en el centro de este espacio. La dimensión interior libre del espacio interior puede ser, además, más grande que el diámetro del agujero perforado, de modo que el borde de éste forma una contradespulla utilizable para fijar el elemento de construcción.
Otra ventaja de esta configuración es que los hilos de conexión pueden ser conducidos de modo invisible por la cara trasera de los elementos funcionales eléctricos del elemento de construcción y no deben ser llevados primero hasta el borde de éste, donde, en general, se encuentran más elementos funcionales. Se contribuye, así, también, a la mejora del aspecto visual estético de los elementos de construcción correspondientes.
En una ejecución particularmente preferida del elemento de construcción de acuerdo con la invención, la placa portadora es un cristal compuesto de varias hojas en el cual están sumergidos los elementos funcionales. Un agujero de la placa del cristal compuesto vuelta hacia el espaciador comprendido entre las placas debe estar dispuesto de tal modo que los hilos de conexión penetren a través de ésta en el espacio rodeado por el intercalar anular. Este agujero no debe estar forzosamente en alineación con el agujero perforado en la otra placa. A este respecto, las tolerancias de fabricación pueden dimensionarse ampliamente. Después de la tirada de los hilos de conexión, el agujero es rellenado, preferentemente, de la misma masa de moldeo, que reviste, igualmente, los elementos funcionales eléctricos en el espacio intermedio de la placa laminada.
De manera general, la función asegurada por los elementos funcionales tiene solamente una función secundaria en el marco de esta invención. Estos pueden ser, por ejemplo, células solares fotovoltaicas y/o células de cristales líquidos que cumplen funciones de visualización o de sombra. En principio, pueden tomarse en consideración, igualmente, elementos de antena o de calentamiento, que, igualmente, deben ser puestos en contacto eléctrico hacia el exterior por medio de hilos de conexión.
En un módulo solar, que puede ser representado como una aplicación preferida por un elemento de construcción de acuerdo con la invención, varias células solares fotovoltaicas de capa delgada o de cristales están conectadas en serie una con otra. Cada una de éstas tiene un diodo de derivación que une directamente sus dos polos. Durante una sombra local de una de las células, ésta puede adquirir una alta resistencia óhmica y, así, bloquear el flujo de corriente del conjunto del montaje en serie. Si se autoriza una circulación de corriente de las otras células hacia esta célula en sombra, ésta podría calentarse muy por encima de su temperatura normal bajo el efecto de la potencia aplicada. Para impedir este efecto, el diodo de derivación autoriza un flujo de corriente de cortocircuito cuando la resistencia interna de la célula solar excede de la caída de tensión en el diodo. Se impide, así, de modo seguro, un daño persistente de células individuales. Aguas debajo de los diodos de derivación de todas las células del módulo, hay solamente dos hilos de conexión para la transmisión de la potencia total. Para la manipulación de tales elementos de construcción, puede ser, así, ventajoso reducir al mínimo el número de hilos de conexión ya en el propio elemento por una disposición adecuada de los diodos de derivación o de los elementos de construcción comparables.
Para conseguir esta ventaja, entre el espacio rodeado por el intercalar anular pueden estar dispuestos otros componentes eléctricos, como captadores o transformadores de medición y, en particular, en un módulo solar, los diodos de derivación antes citados para la protección de las células solares, de acuerdo con otra variante ventajosa del elemento de construcción de acuerdo con la invención.
Si es necesario, el espacio rodeado por el intercalar anular se rellenará parcial o totalmente con una masa de estanqueidad. Se evitan, así, los ataques de corrosión en el lugar en que los hilos de conexión penetran en el citado espacio. Es posible, igualmente, cubrir el agujero de salida con un recubrimiento separado, por ejemplo una caja y, así, protegerle contra influencias directas del medio ambiente.
En una variante siguiente y ventajosa, un elemento de anclaje puntual se fija de modo en sí conocido, en la región intercalar anular, a una o a las dos placas del elemento de construcción. De acuerdo con la invención, el elemento de anclaje puntual está provisto, para otra función, de un paso para los hilos de conexión. Esto puede realizarse, por ejemplo, perforando un agujero en el elemento de anclaje puntual a lo largo de su eje central. Puede preverse, igualmente, que los hilos sean introducidos primero en el interior del elemento de anclaje puntual a través de la placa (trasera) del elemento de construcción y a continuación radial o lateralmente fuera del propio elemento de construcción. Si el elemento de anclaje puntual es ensamblado a dos placas del elemento de construcción, los hilos se introducirán, entonces, en dirección radial en el paso. En todos los casos, el elemento de anclaje puntual puede proteger eficazmente los hilos de conexión en la región crítica de la salida fuera del elemento de construcción, contra los daños mecánicos durante la manipulación en la obra.
Evidentemente, pueden estar previstos varios pasos de este tipo en un solo elemento de construcción, si el número de los elementos funcionales eléctricos y/o su repartición en la cara del elemento de construcción lo exigieran. Además de la fabricación de componentes estándar, en los cuales la subestructura puede estar dimensionada previamente, es posible, igualmente, respetar exigencias individuales de modo relativamente simple en razón de la variabilidad de acuerdo con la invención del emplazamiento del paso de los hilos.
Para la fabricación de un elemento de construcción de este tipo, se procederá del modo siguiente:
En primer lugar, los elementos funcionales son ensamblados a la placa portadora y sus hilos de conexión son conducidos fuera de la placa portadora al interior de la cara que formará posteriormente un lado del espacio comprendido entre las placas. La otra placa está provista del agujero perforado de tal manera que, durante el ensamblaje posterior, éste se encuentra, al menos aproximadamente, frente al emplazamiento en que los hilos de conexión abandonan la placa portadora. A continuación, se reúnen las dos placas por medio del espaciador en forma de marco, estando dispuesto el intercalar anular entre las dos placas y siendo ensamblado a éstas, de tal modo que los hilos de conexión que abandonan la placa portadora penetren en el espacio rodeado por el espaciador y salgan después de éste a través del agujero perforado de la otra placa, encontrándose, tanto el agujero perforado de la otra placa, como la derivación de los hilos de conexión con respecto a la placa portadora, completamente en el interior de la superficie formada por el perímetro interior del intercalar anular y herméticamente aislada del espacio comprendido entre las placas. De acuerdo con el modelo, puede fijarse, además, en la región del agujero perforado de la otra placa, un anclaje puntual que presenta un agujero de paso y los hilos de conexión se llevan hacia el exterior, a través del agujero de paso, fuera del elemento de construcción.
Otros detalles y otras ventajas del objeto de la invención se pondrán de manifiesto en los dibujos de dos ejemplos de realización y en su descripción detallada que sigue.
En estos dibujos, en representación esquemática:
- la figura 1 ilustra en corte una primera forma de realización, en la cual los hilos de conexión salen directamente por un agujero perforado en una placa del elemento de construcción; y
- la figura 2 ilustra en corte una segunda forma de realización, en la cual los hilos de conexión son llevados hacia el exterior a través de un anclaje puntual indicado solamente de modo esquemático.
De acuerdo con la figura 1, un elemento de construcción 1 está fabricado a la manera de un acristalamiento aislante a partir de un cristal monolítico 2, de un cristal compuesto 3 (cristal laminado), así como de un espaciador 4 en forma de marco que ensambla sólidamente uno a otro los dos cristales 2 y 3. Este último está pegado herméticamente del modo habitual a la periferia de los dos cristales 2 y 3 por medio de un adhesivo, por ejemplo, una cola butilo. Éste circunscribe la superficie lateral de un espacio 5 comprendido entre los cristales, cuyas caras principales están formadas por los lados internos de los dos cristales 2 y 3, y discurre a una distancia pequeña del borde exterior de los dos cristales, paralelamente a sus aristas. La ranura periférica que subsiste se rellena de la manera habitual con una masa de estanqueidad 4', por ejemplo, polisulfuro.
El cristal compuesto 3 sirve, además, de cristal portador 6 de elementos funcionales eléctricos 7, aquí en forma de células solares fotovoltaicas. Estos están dispuestos de modo en sí conocido entre dos cristales 3.1 y 3.2 y están unidos eléctricamente en serie uno con otro. El espacio que acoge los elementos funcionales entre los cristales 3.1 y 3.2 está, igualmente, de modo en sí conocido, rellenado por medio de una masa de moldeo endurecida muy transparente 3.3, que reviste las células solares y constituye una capa de cola que une uno a otro de modo inseparable los dos cristales 3.1 y 3.2. La capa de resina de moldeo está representada aquí con un espesor exagerado, para mostrar más claramente la posición de montaje de los elementos funcionales 7 y la disposición de las conexiones de los hilos.
En la posición de montaje del elemento de construcción 1, en la cual éste está mantenido con elementos de anclaje, no representados aquí, por ejemplo, a una construcción de pared o de techo, el cristal compuesto 3 con los elementos funcionales eléctricos 7 forma, en general, el lado exterior, mientras que el cristal monolítico 2 está vuelto hacia la subestructura. En este caso de aplicación, solamente el cristal externo 3.1 del cristal compuesto 3 debe ser, además, tan transparente como sea posible, mientras que los cristales 3.2 y 2 pueden tener un revestimiento opaco, tintado o coloreado. Sin embargo, con toda generalidad, para todos estos cristales se utiliza vidrio claro o un material sintético correspondiente.
El espesor del espacio 5 comprendido entre los cristales es de, aproximadamente, 1,5 cm, el cristal compuesto 3 con los elementos funcionales 7 tiene, igualmente, un espesor de, aproximadamente, 1,5 cm, y el conjunto del elemento de construcción 1 tiene un espesor de, aproximadamente, 3,5 cm. Su superficie puede variar en amplios límites en función de las exigencias respectivas, lo mismo que el número de los elementos funcionales eléctricos incorporados. Los elementos de anclaje mencionados pueden estar dispuestos en la superficie del elemento de construcción (en forma de anclajes puntuales) y/o en el borde de éste.
El cristal 3.2 vuelto hacia el espacio 5 comprendido entre los cristales está provisto de un agujero 8 en la región de la cara trasera de uno de los elementos funcionales 7. Por éste, hilos de conexión 9 que parten de los elementos funcionales son introducidos en el espacio 5 comprendido entre los cristales a partir del espacio intermedio del cristal compuesto relleno de la masa de moldeo 3.3. El agujero 8 se obtura con la misma masa de moldeo 3.3 después de la tirada de los hilos 9. En la región del agujero 8, está fijado un intercalar anular 10 entre los dos cristales 2 y 3 del elemento de construcción 1 del mismo modo que el espaciador en forma de marco 4. Éste forma la cara lateral de un espacio interior 11, en el cual, por una parte, desemboca el agujero 8 y, por otra, se introducen directamente los hilos de conexión 9 que salen del cristal compuesto 3. El intercalar anular puede asegurar, como tal, la estanqueidad del espacio 11. Si es necesario, puede preverse nuevamente un cordón de masa de estanqueidad 4' para asegurar una estanqueidad suplementaria de este intercalar anular. Esta disposición puede estar prevista en toda la zona del espacio 5 comprendido entre los cristales, que, por consiguiente, rodea por todos los lados, radialmente hacia el exterior, el intercalar anular.
Para simplificar, solamente se han representado aquí dos hilos de conexión. Estos están constituidos, preferentemente, por hilos planos aislados eléctricamente. Como ya se ha indicado, es posible, igualmente, introducir en el espacio interior 11 un mayor número de hilos de conexión, separándose de la variante representada, y, además, instalar, también, en éste, otros elementos funcionales eléctricos. Preferentemente, el intercalar es circular, lo que, sin embargo, no es forzosamente necesario. Los intercalares anulares 10 están disponibles en varios tamaños. Los diámetros interiores disponibles están comprendidos actualmente entre 3 cm y 7 cm. Naturalmente, si es necesario, podrían fabricarse, también, anillos mayores, en particular, para recibir otros componentes eléctricos.
En el cristal monolítico 2, está previsto, igualmente, un agujero perforado (fresado) 12, que desemboca en el espacio interior 11 definido por el intercalar anular 10 y que permite la salida de los hilos de conexión 9 fuera del elemento de construcción 1. Si es necesario, todo el espacio interior 11 se rellena de una masa de estanqueidad, no representada aquí, que representa una protección suplementaria contra los ataques de corrosión en el paso de los hilos de conexión. El agujero 8, el eje central del intercalar anular 10 y el agujero perforado 12 no deben estar dispuestos concéntricamente uno con otro.
En la variante de la figura 2, con una estructura fundamentalmente inalterada con respecto a la figura 1, un anclaje puntual metálico 13 indicado solamente de modo esquemático se fija, a modo de componente adicional, en la región del intercalar anular 11, al elemento de construcción 1, respectivamente, al agujero perforado 12 del cristal monolítico 2. De modo habitual, capas intermedias sintéticas impiden el contacto directo entre el cristal (de vidrio) 2 y el material del anclaje puntual 13. Otros detalles de construcción de ésta, así como su fijación al elemento de construcción son fundamentalmente interesantes desde el punto de vista del paso de los hilos de conexión 9. En particular, el anclaje puntual puede sostener, también, de modo conocido, los dos cristales 2 y 3, a diferencia de la variante simplificada representada aquí. Los hilos 9 deben ser, entonces, introducidos en éste, eventualmente, en dirección radial y continuar de acuerdo con el modo representado.
En el caso de aplicación ilustrado aquí, un agujero de paso 14 se extiende a lo largo del eje central del anclaje puntual. Éste atraviesa, tanto la zona articulada 15 de este anclaje, como su vástago 16 - provisto de un filete exterior. El agujero de paso 14 es suficientemente grande para recibir los hilos de conexión 9, que son llevados después hacia el exterior a través del vástago 16 del anclaje puntual 13 y a través del extremo libre de éste. Asimismo, los hilos son suficientemente flexibles, para poder acompañar los movimientos de compensación de la zona articulada 15. La amplitud regular de los movimientos de ésta es, por otra parte, demasiado pequeña para poder dañar los hilos de conexión 9, por ejemplo, por rotura de plegado.
En otra variante no representada, el paso de los hilos de conexión 9 al interior del anclaje puntual 13 puede, igualmente, describir un ángulo. Podría, así, ciertamente, llevarse los hilos en posición centrada a través del agujero perforado 12 al interior del anclaje puntual y hacia el exterior a través del plano del cristal 2 y, no obstante, conducirlos, en su trayectoria posterior, radialmente hacia el exterior a un lugar adecuado (por ejemplo, a la transición entre la zona articulada y el vástago). Según el caso de aplicación, esta solución puede presentar ventajas con respecto a la realización ilustrada en la figura, en lo que concierne al guiado posterior de los hilos de conexión en la subestructura.

Claims (8)

1. Elemento de construcción plano (1), en particular acristalamiento aislante, que se compone de, al menos, dos placas fijas (2, 3), y de un espaciador (4) que ensambla éstas sólidamente y con una separación predeterminada y que rodea con un enmarcado un espacio (5) comprendido entre las placas, en el cual, al menos, una de las placas fijas lleva elementos funcionales eléctricos (7), en particular células solares, cuyos hilos de conexión (9), que salen en el lado de la placa portadora vuelta hacia el espacio comprendido entre las placas, son llevados hacia el exterior a través de un agujero perforado (12) en la otra placa (2) y los hilos de conexión (9) se extienden a través del espacio (5) comprendido entre las placas rodeado por el espaciador en forma de marco (4), caracterizado porque estos están rodeados por un intercalar anular (10) que une las dos placas (2, 3) una a otra en la región del agujero perforado (12) y forma la cara lateral de un espacio interior (11).
2. Elemento de construcción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la dimensión interior libre del intercalar anular (10) que define el espacio interior (11) es mayor que el diámetro del agujero perforado (12).
3. Elemento de construcción de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la placa portadora (6) es un cristal compuesto de varias hojas (3), en el cual están sumergidos los elementos funcionales (7), y cuya hoja (3, 2) orientada hacia el espacio (5) comprendido entre las placas presenta un agujero perforado (8) destinado a conducir los hilos de conexión (9) fuera del cristal compuesto al espacio interior (11) rodeado por el intercalar anular (10).
4. Elemento de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque otros elementos de construcción, en particular diodos de derivación de células solares, están dispuestos en el espacio interior (11) rodeado por el intercalar anular (10).
5. Elemento de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espacio interior (11) rodeado por el intercalar anular está relleno, al menos en parte, de una masa de estanqueidad.
6. Elemento de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un anclaje puntual (13) provisto de un paso (14) para los hilos de conexión (9) está fijado a una u otra de las dos placas (2, 3) del elemento de construcción (1) en la región del intercalar anular (10).
7. Procedimiento para la fabricación de un elemento de construcción plano compuesto de dos placas ensambladas una a otra por un espaciador en forma de marco que crea un espacio comprendido entre las placas rodeado por éste, de las cuales una lleva elementos funcionales eléctricos, cuyos hilos eléctricos de conexión que abandonan la placa portadora son llevados fuera del elemento de construcción a través de un agujero perforado en la otra placa, caracterizado por las operaciones siguientes:
- los hilos de conexión eléctrica son conducidos a partir de la placa portadora al interior de la cara de ésta que forma un lado del espacio comprendido entre las placas;
- el agujero perforado en el otro cristal está dispuesto en un lugar correspondiente al interior de la cara de ésta que forma el otro lado del espacio comprendido entre las placas;
- además del espaciador en forma de marco, un intercalar anular está dispuesto entre las placas en el interior del espacio comprendido entre las placas y está unido a éstas, de tal modo que los hilos de conexión que abandonan la placa portadora penetran en el espacio interior rodeado por el intercalar y salen de éste a través del agujero perforado de la otra placa, encontrándose, tanto el agujero perforado de la otra placa, como la derivación de los hilos de conexión, con respecto a la placa portadora, completamente en el interior de la superficie formada por el perímetro interior del intercalar anular.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque un anclaje puntual con un paso que forma guía está fijado a una u otra de las dos placas del elemento de construcción en la región del agujero perforado de la otra placa y porque los hilos de conexión son conducidos hacia el exterior, fuera del elemento de construcción, a través de este paso.
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