DE202010014168U1

DE202010014168U1 - Roofing element with integrated solar cell laminate with rear ventilation

Info

Publication number: DE202010014168U1
Application number: DE202010014168U
Authority: DE
Original assignee: GRASER UWE; Graser Uwe Dipl-Ing
Current assignee: GRASER UWE; Graser Uwe Dipl-Ing
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2020-09-30

Abstract

Element zur Dacheindeckung mit integriertem Solarzellenlaminat zur direkten Erzeugung von Solarstrom und automatischer Hinterlüftung zur Wärmeabführung nach dem Kamineffekt. Der Grundkörper besteht aus einem geeigneten Trägermaterial, das die Festigkeit und Dichtheit des Daches gewährleistetRoof-covering element with integrated solar cell laminate for direct generation of solar power and automatic ventilation for heat dissipation after the chimney effect. The body consists of a suitable carrier material, which ensures the strength and tightness of the roof

Description

Definitiondefinition

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Dacheindeckungselementen aus speziellen Grundkörpern mit darauf dauerhaft und unlösbar befestigten Solarzellenlaminaten zur Integration in handelsübliche Dachdeckungssysteme, die durch die besondere Form des Grundkörpers und die daraus resultierende partielle Auflage der Solarzellen eine gute Hinterlüftung derselben gewährleisten.The invention relates to the production of roofing elements of special bodies with permanently and permanently attached solar cell laminates for integration into commercial roofing systems, which ensure the same due to the special shape of the body and the resulting partial support of the solar cells a good ventilation.

Einleitungintroduction

Der Zweck der Erfindung ist die Realisierung einer Möglichkeit zur Dachintegration von Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen) in neu zu errichtende oder bestehende herkömmliche und handelsübliche Dacheindeckungen unter Berücksichtigung der notwendigen Hinterlüftung zur Wärmeabführung und einer damit verbundenen Leistungssteigerung der PV-Anlagen.The purpose of the invention is the realization of a possibility for roof integration of photovoltaic (PV) systems in newly built or existing conventional and commercial roofing, taking into account the necessary ventilation for heat dissipation and an associated increase in performance of the PV systems.

Mit der Erfindung wird gewährleistet, dass sowohl die ursprüngliche Funktion des Daches (Schutz vor Nässe, Schnee, Kälte und Wind) als auch die effiziente Solarstromerzeugung realisiert werden können und zusätzlich sich die Elemente direkt in handelsübliche Systeme integrieren lassen.With the invention it is ensured that both the original function of the roof (protection from moisture, snow, cold and wind) and the efficient generation of solar power can be realized and additionally the elements can be integrated directly into commercially available systems.

Durch die kostengünstige Herstellungsmöglichkeit und die einfache Verlegungsart können darüber hinaus die Gesamtkosten einer PV-Anlage reduziert werden.In addition, the cost-effective production possibility and the simple method of laying down the total cost of a PV system can be reduced.

Erfindungsgemäße AufgabeTask according to the invention

Die Aufgaben der Erfindung bestehen in der Realisierung folgender Anforderungen:

1. Erfüllung der ursprünglichen Aufgaben eines Daches (Schutz vor Niederschlag, Kälte und Wind)
2. direkte Aufnahme und Befestigung von Solarzellenlaminaten
3. sichere Dachdurchführung der Anschlusskabel
4. ausreichende Hinterlüftung der Solarzellen zur Ertragssteigerung der PV-Anlage

The objects of the invention are to realize the following requirements:

1. Fulfillment of the original tasks of a roof (protection against precipitation, cold and wind)
2. direct reception and attachment of solar cell laminates
3. secure roof penetration of the connection cable
4. sufficient ventilation of the solar cells to increase the yield of the PV system

Stand der TechnikState of the art

Es sind bereits verschiedene Systeme zur Dachintegration von gerahmten und ungerahmten Solarmodulen bekannt, bei denen die Solarmodule teilweise auch direkt auf den Dacheindeckungselementen angebracht sind.There are already various systems for roof integration of framed and unframed solar modules are known in which the solar modules are partially mounted directly on the roofing elements.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art

Bei diesen „Indachsystemen” für gerahmte und ungerahmte Standard-Solarmodule sind meist spezielle Unterkonstruktionen oder zusätzliche Übergangselemente zum angrenzenden Dachbereich nötig, so dass sie einen hohen Montageaufwand erfordern.In these "in-roof systems" for framed and unframed standard solar modules, special substructures or additional transition elements to the adjacent roof area are usually necessary, so that they require a high assembly cost.

Andere dachintegrierte Systeme benötigen dagegen besondere Solarmodule, die wiederum höhere Anschaffungskosten bedingen.Other roof-integrated systems, however, require special solar modules, which in turn require higher initial costs.

Ein besonders großer Nachteil von einigen bekannten Systemen ist vor allem die mangelnde Hinterlüftung der Solarzellen.A particularly big disadvantage of some known systems is above all the lack of ventilation of the solar cells.

Dies führt zu einer Temperaturerhöhung bei starker Sonneneinstrahlung und beeinflusst dadurch den Ertrag der PV-Anlage, besonders im Sommer, negativ.This leads to an increase in temperature during strong sunlight and thus affects the yield of the PV system, especially in summer, negative.

Auch der Einsatz Wärme leitender Materialien bringt in der Regel nicht den gewünschten Effekt bzw. erhöht außerdem den Herstellungspreis des Systems unverhältnismäßig.The use of heat conductive materials usually does not bring the desired effect or also increases the production price of the system disproportionately.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Die erfindungsgemäße Aufgabe ist dadurch gelöst, dass bei der Herstellung des Grundkörpers (Solarmodulträger) erhabene Bereiche zur Modulauflage (2, Ziff. 1) vorgesehen werden, so dass das Solarlaminat nicht vollflächig aufliegt. Es entstehen dadurch Lufteintrittsöffnungen im unteren Randbereich des Elements und außerdem gibt es zusätzliche Abluftöffnungen (2, Ziff. 2), so dass durch den sogenannten Kamineffekt eine gute Hinterlüftung erreicht wird.The object of the invention is achieved in that in the production of the main body (solar module carrier) raised areas for module support ( 2 , Para. 1 ) are provided so that the solar laminate does not rest on the entire surface. This results in air inlet openings in the lower edge region of the element and also there are additional exhaust air openings ( 2 , Para. 2 ), so that by the so-called chimney effect a good ventilation is achieved.

Der Grundkörper besteht aus einem geeigneten Material, das sich durch hohe Festigkeit und geringes Gewicht auszeichnet, wie zum Beispiel Kunststoff oder Polymerbeton.The main body is made of a suitable material, which is characterized by high strength and low weight, such as plastic or polymer concrete.

Die Form des Grundkörpers wird so ausgebildet, dass die Randbereiche (2, Ziff. 4 u. Ziff. 5) so geformt oder mit Nuten und Nasen bzw. Falzen versehen sind, dass sie zum jeweiligen Dachsystem passen und eine wasserdichte Eindeckung bewirken.The shape of the base body is formed so that the edge regions ( 2 , Para. 4 u. Para. 5 ) are formed or provided with grooves and noses or folds that they fit to the respective roof system and cause a waterproof covering.

Das Solarzellen-Glaslaminat wird auf den vorhandenen Erhebungen des Grundkörpers befestigt und die Anschlusskabel werden durch entsprechende Öffnungen (2, Ziff. 3) ins Gebäudeinnere durchgeführt.The solar cell glass laminate is mounted on the existing elevations of the body and the connecting cables are through appropriate openings ( 2 , Para. 3 ) performed inside the building.

Verbesserungen des Standes der TechnikImprovements to the state of the art

Gegenüber den bekannten Einrichtungen ermöglicht die Erfindung eine optimale Hinterlüftung der Solarzellen, damit diese vor Erwärmung und damit verbundenem Leistungsverlust geschützt werden.Compared to the known devices, the invention enables optimal ventilation of the solar cells, so that they are protected from heating and associated loss of power.

So wird einerseits eine günstige und montagefreundliche Indach-Lösung für PV-Anlagen erreicht und andererseits die nachteilige Überhitzung bekannter Systeme dieser Art vermieden.So on the one hand a cheap and easy to install in-roof solution for PV systems is achieved and on the other hand avoided the adverse overheating of known systems of this type.

Begriffsdefinitiondefinition of Terms

Zur besseren Erfassung der Beschreibungsinhalte werden nachfolgend die verwendeten Fachbegriffe definiert:

1. Dacheindeckungselement: Bauelement in der Art eines Dachziegels oder Beton-Dachsteins (Frankfurter Pfanne, Biberschwanz etc.), auch in der Größe mehrerer handelsüblicher Dachsteine
2. Solarzellenlaminat: Rahmenloses Glas-Folie- oder Glas-Glas-Laminat zur direkten Stromerzeugung aus Sonnenlicht
3. Photovoltaikanlage (PV-Anlage): Energieerzeugungsanlage, die mit Hilfe des Sonnenlichtes direkt Strom erzeugt
4. Polymerbeton: Beton aus einem Polymer als Bindemittel und einem Kies-Sand-Gemisch als Zuschlagstoff

To better capture the description contents, the technical terms used are defined below:

1. Roofing element: Component in the manner of a roof tile or concrete roof tile (Frankfurter Pfanne, Biberschwanz etc.), also in the size of several commercially available roof tiles
2. Solar Cell Laminate: Frameless glass-foil or glass-glass laminate for direct power generation from sunlight
3. Photovoltaic system (PV system): Power generation plant that generates electricity directly using sunlight
4. Polymer concrete: Concrete made of a polymer as a binder and a gravel-sand mixture as an aggregate

Zeichnungsbeschreibungendrawing descriptions

Fig. 1:Fig. 1:

1 zeigt ein einzelnes Dacheindeckungselement mit Solarmodul 1 shows a single roofing element with solar module

Fig. 2:Fig. 2:

2 zeigt den Grundkörper des Dacheindeckungselementes ohne Laminat 2 shows the main body of the roofing element without laminate

2, Ziff. 1 zeigt die Auflager des Solarzellenlaminats (Abstandhalter für Hinterlüftung) 2 , Para. 1 shows the supports of the solar cell laminate (spacer for rear ventilation)

2, Ziff. 2 zeigt die oberen Abluftöffnungen 2 , Para. 2 shows the upper exhaust air openings

2, Ziff. 3 zeigt die Aussparung für die Anschlussdose und die Kabeldurchführung 2 , Para. 3 shows the recess for the junction box and the cable gland

2, Ziff. 4 zeigt die seitliche Profilierung (Deck- und Wasserfalz) 2 , Para. 4 shows the lateral profiling (cover and water rebate)

2, Ziff. 5 zeigt die obere und untere Profilierung 2 , Para. 5 shows the upper and lower profiling

Fig. 3Fig. 3

3 zeigt einen Schnitt durch das Dacheindeckungselement mit Laminat 3 shows a section through the roof covering element with laminate

3, Ziff. 1 zeigt die Auflager des Solarzellenlaminats (Abstandhalter für Hinterlüftung) 3 , Para. 1 shows the supports of the solar cell laminate (spacer for rear ventilation)

3, Ziff. 2 zeigt das Solarzellenlaminat 3 , Para. 2 shows the solar cell laminate

3, Ziff. 3 zeigt die oberen Abluftöffnungen (Warmluftauslass) 3 , Para. 3 shows the upper exhaust air openings (warm air outlet)

3, Ziff. 4 zeigt den unteren Lufteinlass (Zuluft) 3 , Para. 4 shows the lower air inlet (supply air)

3, Ziff. 5 zeigt die obere und untere Profilierung 3 , Para. 5 shows the upper and lower profiling

3, Ziff. 6 zeigt den Luftspalt unter dem Laminat 3 , Para. 6 shows the air gap under the laminate

3, Ziff. 7 zeigt die obere Abdichtung (Silikon) 3 , Para. 7 shows the upper seal (silicone)

Fig. 4Fig. 4

4 zeigt eine Dachansicht System „Frankfurter Pfanne” 4 shows a roof view system "Frankfurter Pfanne"

Claims

Roof-covering element with integrated solar cell laminate for direct generation of solar power and automatic ventilation for heat dissipation after the chimney effect. The body consists of a suitable carrier material, which ensures the strength and tightness of the roof

Solar roofing element according to claim 1 in various sizes of one to several commercially available tiles or roof tiles for various materials of the base body (such as, for example, clay, concrete, plastic, polymer concrete, recycled material, etc.)

Solar roof element according to claim 1 for all commercial designs of molded bricks (such as eg Frankfurter Pfanne, Taunus-Pfanne, Biberschwanz, Linea etc.)