(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
長手方向の一方の端部に電極を含み、他方の端部に逆極性の電極を含む、少なくとも1つの太陽光発電モジュールを支持する建物外部の外装パネルのための電気接続箱(11)であって、
基部(15)と、
基部を取り囲み、基部に垂直に延在する側壁(16)であって、その外面に、外部の外装パネル上に生成された開口部内の定位置に電気接続箱を保持するための周縁肩部(17)を備える、側壁(16)と、
電気接続箱の側壁上に位置し、電気接続箱の中に回路遮断器(28)を挿入するように構成された揚蓋(18)と、
電気接続箱を、外装パネルによって支持される太陽光発電モジュールの電極に接続するように構成された、電気接続箱の部分に位置するケーブル出口(21)であって、電気接続箱の部分が周縁肩部の上方に位置する、と、
基部および側壁によって範囲を定められた内部空洞(22)とを備え、
内部空洞(22)は、
隣接する外部の外装パネルの裏側に位置する電気プラグ(13)を接続するように構成された、基部に垂直な軸線を含む電気端子(23)と、
電気端子をケーブル出口に接続し、揚蓋に面して位置する電気スイッチ(24)とを備える、電気接続箱(11)。
電気スイッチ(24)が、初期設定では互いに接触しており、かつ機械的作用によって互いから分離可能である2つの接触ブレード(25)を含む、機械的に作動される可撓性ブレードを含むスイッチである、請求項3から8のいずれか一項に記載の電気接続箱。
【背景技術】
【0003】
波形パネルを有する屋根葺きは、例えば屋根の水密性を保証するために縁部が重なり合っている、予め被覆された亜鉛めっき鋼板から製造され得ることが知られている。
【0004】
特に、W02009090347から、太陽光発電モジュールを一体に繋ぎ合わせて、太陽光発電モジュールで建物を覆うことができることも知られている。これらは、特に、波形パネルの波底の表面に接着剤で取り付けられた可撓性ストリップの形態のモジュールとすることができる。将来的には、それらは、特に、真空蒸着法または大気圧での蒸着によって、波形パネルの波底の表面に直接設置される太陽光発電装置であってもよい。これらのモジュールは、ケーブルのネットワークによって互いに接続されており、ケーブルの早期劣化を回避し、建物の審美的外観を保つために、その大部分が、好ましくは外装の裏面に配置される。
【0005】
しかしながら、このタイプの配置は、2つの連続するモジュールを波形パネルの裏側に接続するために下葺きに接近する必要があるという欠点を有する。
【0006】
JP10102708から、ケーブルの使用は、一方では、パネルの下方端付近および裏側に配置された雄型電気コネクタを用い、他方ではパネルの上端付近および上面に配置された雌型電気コネクタを用いることで回避できる。2つの長手方向に隣接する屋根パネルの組み立て中に、上部パネルの雄型電気コネクタは、下部パネルの雌型電気コネクタの中に挿入され、それによって、上部パネルの太陽光発電モジュールを下部パネルの太陽光発電モジュールに電気的に接続する。
【0007】
しかしながら、このタイプの配置は、例えば、煙突の出口、換気柱身、屋根裏部屋窓、天窓または
揚蓋のような屋根の特徴の場合には、太陽光発電設備の配線計画を適合させることができない。屋根内の特徴を迂回するために電気ケーブルを使用することは、雄型および雌型電気コネクタと相容れない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、パネルの組立および太陽光発電モジュールの配線を容易にする電気接続箱を提案することによって、上記の問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この目的のために、本発明の第1の目的は、その長手方向の一方の端部に電極を含み、他方の端部に1つの逆極性の電極を含む、少なくとも1つの太陽光発電モジュールを支持する建物外部の外装パネルのための電気接続箱であって、
基部と、
基部を取り囲み、基部に垂直に延在する側壁であって、その外面に、外部の外装パネル上に生成された開口部内の定位置に箱を保持するように意図された周縁肩部を備える側壁と、
周縁肩部の下に位置する接続箱の部分上に位置し、接続箱の中に回路遮断器を挿入するように意図された
揚蓋と、
電気接続箱をパネルによって支持される太陽光発電モジュールの電極に接続するように意図された、周縁肩部の上方に位置する接続箱の部分内に位置するケーブル出口と、
基部および壁によって範囲を定められた内部空洞であって、
隣接する外部の外装パネルの裏側に位置する電気プラグの接続を意図された、基部に垂直な軸線を含む電気端子と、
電気端子をケーブル出口に接続し、
揚蓋に面して位置する電気スイッチと
を備える内部空洞と
を備える、電気接続箱である。
【0011】
本発明による箱は、個々に、または組み合わせて考えられる以下の任意選択の特徴を有することもできる。
【0012】
周縁肩部が、側壁の上3分の1に位置し、
周縁肩部が、側壁の周縁にわたって連続しており、
揚蓋が、側壁または基部よりも薄い領域によって範囲を定められており、
ケーブル出口が、周縁肩部に隣接しており、
ケーブル出口が、電気プラグに接続可能な電気端子の形態であり、
電気スイッチが、初期設定では互いに接触しており、かつ機械的作用によって互いから分離可能である2つの接触ブレードを含む、機械的に作動される可撓性ブレードを含むスイッチである。
【0013】
本発明の第2の目的は、建物外部の外装パネルであり、パネルが、
隣接するパネルによって覆われるように意図された上部オーバーラップ領域を含む上部横方向縁部と、
隣接するパネルに重なるように意図された下部オーバーラップ領域を含む下部横方向縁部と、
長手方向端部の一方に電極を含み、他方の端部に逆極性の電極を含む少なくとも1つの太陽光発電モジュールによって覆われた、横方向縁部を接続する中央部分と、
下部オーバーラップ領域に配置され、太陽光発電モジュールの2つの電極の一方を、下部オーバーラップ領域内のパネルの裏側に位置する電気プラグに接続する電気ケーブルによって横断される穿孔と、
電気ケーブルによって太陽光発電モジュールの他方の電極に接続された電気接続箱が内部に挿入される上部オーバーラップ領域に位置する開口部であって、接続箱が、
基部と、
基部を取り囲み、基部に垂直に延在する側壁であって、その外面に開口部内の定位置に箱を保持する周縁肩部を備える、側壁と、
周縁肩部の下に位置する接続箱の部分上に位置し、接続箱の中に回路遮断器を挿入するように意図された
揚蓋と、
電気接続箱を太陽光発電モジュールの他方の電極に接続するために、周縁肩部の上方に位置する接続箱の部分に位置するケーブル出口と、
基部および壁によって範囲を定められた内部空洞であって、
隣接する外部の外装パネルの裏側に位置する電気プラグの接続を意図された、基部に垂直な軸線を含む電気端子と、
電気端子をケーブル出口に接続し、
揚蓋に面して位置する電気スイッチとを備える内部空洞と
を備える開口部と
を備える。
【0014】
本発明によるパネルは、開口部を取り囲む凹部を含む任意選択の特徴を有することもできる。
【0015】
本発明の第3の目的は、本発明による電気接続箱と、回路遮断器とを備える電気接続アセンブリによって構成され、回路遮断器が、
回路遮断器を把持することを可能にする中央本体と、
一方の側で中央本体を延長し、それぞれ下部電気接触器および上部電気接触器の2つの電気接触器を表面上に担持するブレードと、
他方の側で中央本体を延長し、各電気ソケットが電気接触器に接続されている、2つの電気ソケットと
を含む。
【0016】
本発明の他の特徴および利点は、以下の説明を読めば明らかになるであろう。
【0017】
本発明を説明するために、試験が実施されており、特に限定しない例として、特に、表示される添付の図面を参照して説明される。
【0018】
本発明は、限定しない例として与えられる以下の説明を読むことにより、表示される添付の図面を参照してよりよく理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図面において、同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【0021】
本文を通して、パネルは、平坦な形状、すなわち、他の寸法と比較して薄い厚さを有する部品として定義される。パネルは、単一の材料または複合アセンブリによって構成されたプレートまたはシートの形態であることができる。後者の場合、パネルは、同じ材料または異なる材料の複数の層のスタックからなる。当該材料は、とりわけ、金属材料、ポリマーまたはセラミックであってもよい。限定しない例として、鋼、アルミニウム、銅および亜鉛のような金属材料を参照することができる。パネルは、好ましくは金属プレートである。それは、腐食に対して保護するために予め被覆された亜鉛めっき鋼であることが好ましい。パネルは、任意選択で内面上で発泡され、それによってサンドイッチパネルの外部外装を構成することができる。
【0022】
本発明に関連して、パネルは、任意の既知の成形プロセスによって予め形成されていることが好ましく、その中で、限定しない例として、曲げ、成形、スタンピングおよび鋳造を参照することができる。
【0023】
屋根またはファサードのような外部建物外装を形成するために、パネルは、それらの長手方向縁部およびそれらの横方向縁部の縁部の重なりによって組み立てられ、ボルト、釘あるいはリベットなどの締結手段によって建物の耐荷重構造に固定される。
【0024】
以下の説明では、本発明の理解を容易にするために、屋根のみを参照するが、本発明は任意の外部建物外装のためにも使用され得る。
【0025】
本文中、「太陽光発電モジュール」は、好ましくは直列に互いに接続され、保護バリアによって外部から絶縁された太陽光電池のアセンブリを意味する。限定しない例として、このような太陽光発電モジュールは、パネルの中央部分に接着された可撓性ストリップの形態、あるいは真空蒸着法または大気圧蒸着法によって、適切なタイプの層の連続的蒸着によってパネルの中央部分に直接構成されたモジュールの形態であってもよい。
【0026】
各太陽光発電モジュール内で、太陽光電池の配置および構成は限定的ではない。限定しない例として、セルは、単一の列の中に他方の下に配置されてもよく、または複数の列に配置されてもよく、列は、一種の折り畳まれたストリップを形成するように互いに接続される。好ましくは、真空蒸着法または大気圧での蒸着法によってパネル上に太陽光発電モジュールを直接製造することを容易にするために、セルは一列に配置される。
【0027】
本発明に関連して、太陽光発電モジュールは、その長手方向の一方の端部に電極を備え、他方の端部に逆極性の電極を備える。
【0028】
図1を参照すると、外部の建物外装パネル1は、第1の長手方向縁部2、第2の長手方向縁部3、上部横方向縁部4および下部横方向縁部5によって主に構成され、4つの縁部は、少なくとも1つの太陽光発電モジュール7によって覆われた中央部分6によって接続されている。
【0029】
上部横方向縁部4は、屋根の組み立て中に隣接するパネルによって覆われることを意図された上部オーバーラップ領域41を含む。この上部オーバーラップ領域は、とりわけ、屋根のピッチに応じて、概ね150から500mmの幅を有する。
【0030】
下部横方向縁部5は、屋根の組み立て中に隣接するパネルを覆うことを意図された下部オーバーラップ領域51を含む。この下部オーバーラップ領域は、とりわけ、屋根のピッチに応じて、概ね150から500mmの幅を有する。
【0031】
図2を参照すると、パネル1の上部オーバーラップ領域41は、電気接続箱を挿入するように意図された開口部8を含む。開口部の寸法は、この目的のために設けられる電気接続箱に適合される。特に、寸法は、使用中にパネルに及ぼされ得る熱膨張および荷重を考慮して適合される。
【0032】
開口部8は、限定しない例を挙げると、とりわけ、パンチング、フライス加工、機械的切断、レーザ切断、水切断または酸素アセチレン切断を含む、当業者に周知の任意の切断技術によって得ることができる。
【0033】
好ましくは、パネル1の上部オーバーラップ領域41は、開口部8を取り囲む凹部9をさらに備える。この凹部により、接続箱を凹部の周縁に比べて低く設定することができ、接続箱を太陽光発電モジュール7に接続する電気ケーブルを一体化することができる。凹部、接続箱、および電気ケーブルのそれぞれの寸法を適合させることによって、それにより、隣接するパネルの下部オーバーラップ領域51によって上部オーバーラップ領域41を覆う接合部を生成することが可能となる。この配置は、隣接する2つのパネルの組み立て中に、水密性シールを生成する点で有利である。
【0034】
凹部9は、パネルのスタンピングまたは当業者に周知であり、状況に適した他の成形技術によって得ることができる。
【0035】
図3を参照すると、下部オーバーラップ領域51は、穿孔10、すなわちパネルの厚さ上に形成された開口部を含む。穿孔10は、太陽光発電モジュール7に接続された電気ケーブルをパネルの裏面上で通すことを可能にする。
【0036】
穿孔10は、限定しない例によって、パンチング、フライス加工、機械的切断、レーザ切断、水切断または酸素アセチレン切断を含む、当業者に周知の任意の切断技術によって得ることができる。
【0037】
図4を参照すると、パネル1は、上部オーバーラップ領域41のパネル1内に形成された開口部8に挿入された接続箱11をさらに含む。接続箱11は、太陽光発電モジュール7に接続され、特に、その上端に位置するその電極に、電気ケーブル12によって接続される。
【0038】
図5を参照すると、パネル1は、下部オーバーラップ領域51のパネルの裏側に位置する電気プラグ13をさらに含む。電気プラグ13は、太陽光発電モジュール7(
図5には見えない)に接続されており、特に、電気ケーブル14によってその下端に位置する電極に接続されている。電気ケーブル14は、穿孔10と同じ高さでパネル1を横切る(図面には見えない)。
【0039】
電気プラグを支持するパネルの下部オーバーラップ領域51が隣接パネルの上部オーバーラップ領域41を覆う場合、電気プラグ13は、隣接パネル1の接続箱に接続されるように意図される。このようにして、これら2つのパネルによって支持された太陽光発電モジュールは電気的に接続される。
【0040】
図6を参照すると、接続箱11が第1の実施形態で説明されている。
【0041】
第1に、接続箱は、基部15を含み、基部は基部に対して垂直に立ち上がる側壁16によって境を成す。
【0042】
好ましくは、接続箱の適切な水密性を促進するために、基部15は開口部を全く含まない。
【0043】
好ましくは、基部15は、接続箱によって占有される空間を最小にし、かつ2つの隣接する外部の外装パネルの間のオーバーラップ領域と同じ高さでその適切な挿入を可能にするために平坦である。
【0044】
図示された変形形態では、側壁16は、矩形断面を有し、したがって4つの横の側壁によって形成される。しかしながら、本発明の枠組みにおいては、他の壁部分もまた可能である。
【0045】
基部および側壁は、好ましくは、例えば合成材料、特にプラスチックの鋳造によって、絶縁材料で作製される。
【0046】
側壁16は、その外面に周縁肩部17を含む。
【0047】
箱、特に側壁が、外部の外装パネルに形成された開口部8の中に挿入された場合、周縁肩部17は、外部の外装パネルに対して接続箱を支持することを可能にする。
【0048】
好ましくは、周縁肩部17は、接続箱の側壁と同じ材料で作製された膨出部によって構成されている。肩部は、例えば鋳造によって、側壁と同時に製造されることも可能である。
【0049】
周縁肩部17は、好ましくは、側壁の上3分の1に位置し、最も好ましくは側壁の上部縁と同じ高さに位置しており、その結果、接続箱は、外部の外装パネルの上面を越えて、わずかしか突出しない。このタイプの構成により、長手方向に隣接する2つの外部の外装パネルの適切な重なりを保証することができる。
【0050】
周縁肩部17は、好ましくは、側壁の周縁にわたって連続している。これにより、接続箱と外部の外装パネルとの間の防水シールの実現を容易にすることができる。しかしながら、良好なシールがこの同じ高さで必要ではない場合、不連続な周縁肩部を設けることが可能である。
【0051】
防水の同じ理由から、周縁肩部の下面にシールを設けることが可能である。このシールは、箱がパネルに取り付けられる場合、接続箱とパネルとの間に押し込められるであろう。このシールは、接続箱を外部の外装パネルに接続する接着剤によって構成され得る。
【0052】
接続箱11は、接続箱の側壁に位置する
揚蓋18をさらに備える。
揚蓋は、側壁の残りの部分から取り外すことができる側壁の一部によって画定される。
【0053】
本発明の一変形形態では、
揚蓋18は、側壁よりも薄い領域によって範囲を定められている。したがって、オペレータにとって、より薄い領域を切断するためにカッターを使用し、それによって接続箱の内部に接近することが容易になる。
【0054】
本発明の別の変形形態では、
揚蓋18は、ネジによって定位置に保持されるカバーである。オペレータにとって、ネジを緩めてカバーを取り外し、それによって接続箱の内部に接近することが容易である。
【0055】
揚蓋18は、接続箱の側壁上に、好ましくはパネルの上部横方向縁部4に向かって配向されるように意図される側壁側に、配置されている。これにより、接続箱が、それ自体が屋根に設置されるパネル1の中に挿入される場合、接近することが容易になる。その結果、オペレータは
揚蓋に接近するために下葺きに接近する必要はない。
揚蓋に接近するために必要とされるのは、パネル1の上部横方向縁部4に接近することだけである。
【0056】
凹部9の深さ、および/または周縁肩部17の位置に応じて、
揚蓋は周縁肩部の上方または下方に配置され得る。
【0057】
この
揚蓋により、屋根の特徴に応じて太陽光発電設備の配線プランを適合させることができる。
図7に示すように、煙突柱身19のような屋根の特徴の場合、屋根の特徴に隣接するパネル1によって支持される太陽光発電モジュール7は、パネル1’の電気プラグ13’をパネル1の接続箱11の中に単に差し込むことによっては、屋根の特徴の他方の側に位置するパネル1’に電気的に接続されることができない。その場合、接続箱11の
揚蓋のおかげで、電気ケーブル20の一端を屋根の特徴に隣接するパネル1の接続箱に電気的に接続することができる。電気ケーブル20の他方の端部は、屋根の特徴の他方の側に位置するパネル1’の電気プラグ13’に接続される。
【0058】
接続箱8への電気ケーブル20の電気的接続の詳細は以下に説明される。
【0059】
揚蓋18の位置を所与として、使用される電気ケーブル20は、パネル1の下側上に配置される。これにより、ケーブルの早期劣化を防ぎ、建物の美観を維持することが可能になる。
【0060】
図6を参照すると、一旦接続箱11がパネルの開口部8に挿入されると、接続箱は、周縁肩部17の上方にある接続箱の部分、すなわち、パネル1の上面から利用可能な箱の部分に配置されたケーブル出口21をさらに含む。
【0061】
このケーブル出口21は、電気ケーブル12を経て太陽光発電モジュールの上部電極を接続箱に接続することを可能にする。
【0062】
ケーブル出口21が周縁肩部17の上方の接続箱の部分に配置されるという事実により、電気ケーブル12の通過を可能にするためにパネルを穿孔する必要がなくなる。
【0063】
本発明の一変形形態では、ケーブル出口21は周縁肩部に隣接している。この配置は、電気ケーブルがパネル1と同一平面になることを可能にする。ケーブルは、パネルに接着されることもでき、その小さなサイズは、隣接するパネルによるパネルの重なりを容易にする。
【0064】
本発明の一変形形態では、ケーブル出口21は、太陽光発電モジュール7の上部電極を接続箱11に接続するように意図される電気ケーブル12の先端に配置された電気プラグに接続され得る電気端子の形態である。電気端子は、雄型端子または雌型端子とすることができる。電気ケーブル12の電気プラグのタイプは、容易に適切に調整されるであろう。
【0065】
別法として、ケーブル出口21は、
図8に示すように、接続箱の内部に直接接続された電気ケーブルの通過を可能にする。
【0066】
図6を参照すると、基部15および側壁16は、内部空洞22を画定する。
【0067】
内部空洞22は、第1に、基部に垂直な軸線を有する電気端子23を含む。
【0068】
電気端子23は、2つの隣接するパネルの組み立て中に、第1のパネル1の接続箱を第2のパネル1の電気プラグ13に電気的に接続することを可能にする。特に、上部パネルの下部オーバーラップ領域51が下部パネルの上部オーバーラップ領域41上に配置される場合、パネルの平面に対して垂直な並進運動により、下部パネルの接続箱の電気端子23および上部パネルの電気プラグ13が一体に嵌合される。
【0069】
電気端子23は、雄型端子または雌型端子とすることができる。電気プラグ13のタイプは、容易に適切に適合されるであろう。
【0070】
当業者は、電気端子23および電気プラグ13の幾何学的形状およびそれぞれの寸法を調整して、電気端子23および電気プラグ13が一体に嵌合された後、良好な電気的接続および良好な防水を保証する方法を知っているであろう。
【0071】
図8を参照すると、接続箱11の内部空洞22は、電気端子23をケーブル出口21に接続する電気スイッチ24をさらに含む。
【0072】
電気スイッチ24は、電気端子23とケーブル出口21との間の電気回路を開くことを可能にする。電気回路が開かれる場合、2つの隣接するパネル1によって支持される2つの太陽光発電モジュール7の間の電気的接続はもはや不可能である。他方では、そのとき
図7に示すように、電気ケーブル20を介して離れたパネルによって支持された太陽光発電モジュールを電気的に接続することが可能である。
【0073】
図示された変形形態では、電気スイッチ24は、機械的に作動される可撓性接触器を有するスイッチの形態である。これは、初期設定では互いに接触し、機械的作用、例えば回路遮断器の挿入によって互いから分離され得る2つの接触ブレード25を含む。第1の接触ブレードは、電気端子23に電気的に接続されている。第2の接触ブレードは、ケーブル出口21に電気的に接続されている。
【0074】
各接触ブレードは、他方の接触ブレードの中央部分と電気的に接触可能な中央部分26を含む。中央部分は、良好な電気的接触を促進するために好ましくは平らである。
【0075】
各中央部分26は、可撓性脚部27によっていずれかの側に延在しており、その可撓性により、回路遮断器が挿入される場合、中央部分26の変位が可能になる。
【0076】
電気スイッチ24は、
揚蓋18に面して配置されている。後者が開かれると、次いで
図9および
図10に示すように、接続箱内に回路遮断器28を挿入することができる。
【0077】
図9に示すように、回路遮断器28は、
回路遮断器が把持されることを可能にする中央本体29と、
一方の側で中央本体を延長し、それぞれ上面および下面に2つの電気接触器31を有するブレード30と、
他方の側で中央本体を延長する2つの電気ソケット32と
を備える。
【0078】
各電気接触器31は、電気ソケット32に接続されている。
【0079】
図10に示すように、回路遮断器27が、
揚蓋と同じ高さで、接続箱内に挿入されると、回路遮断器のブレードが、接続箱の電気スイッチの2つの接触ブレード25を分離する。次いで、上部電気接触器31が、上部接触ブレード25と再び電気的に接触する。このようにして、電気端子23は、2つの電気ソケット32の一方と電気的に接触する。下部電気接触器31は、その一部分が再び下部接触ブレード25と電気的に接触する。このようにして、ケーブル出口21は、第2の電気ソケット32と電気的に接続される。
【0080】
電気スイッチに付随するこの回路遮断器のおかげで、
図7に示すような電気ケーブル20が、第2の電気ソケット32に接続されて、パネル1上に位置し、ケーブル出口21に接続されている太陽光発電モジュール7に設備の残りの部分を電気的に接続することができる。
【0081】
好ましくは、電気スイッチ24が機械的に作動される可撓性ブレードを有するスイッチの形態である場合、接触器31のそれぞれが、接触ブレードの中央部分26と同様の形状を有して、回路遮断器28が接続箱11の中に挿入される場合、接触ブレード25と接触器31との間の良好な電気接触を可能にする。
【0082】
回路遮断器を挿入する代わりに、
揚蓋18および電気スイッチ24は、追加機能を接続箱の中に組み込むことを可能にする他の電子装置を接続箱に接続することを可能にする。限定しない例として、これらは電子制御ユニット、マイクロコンバータなどであることができる。
【0083】
図11を参照して、接続箱11の第2の実施形態が以下に説明される。
【0084】
この第2の実施形態では、接続箱11は、以下に記載される特徴を除いて、第1の実施形態による接続箱の全ての特徴を備えている。
【0085】
ケーブル出口21は、基部に垂直であり、内部空洞22内に位置する軸線を有する電気端子の形態である。この配置により、太陽光発電モジュール7の上部電極を、接続箱11に接続するように意図される電気ケーブル12(図面に図示せず)の先端に配置された電気プラグをパネル1の上側から接続することができる。
【0086】
内部空洞22は、電気端子23およびケーブル出口21の上端部を除いて、空洞を閉じるカバー33によって部分的に閉鎖される。