DE10046134A1 - Dach- und Fassadenschindel - Google Patents

Abstract

Dach- und Fassadenschindel, umfassend eine im montierten Zustand die Dach- bzw. Fassadenoberfläche bildende, transparente Trägerplatte (12) für eine Photovoltaikzelle (14), die nach allen Seiten zumindest randbündig durch die Trägerplatte (12) abgedeckt ist sowie eine an der der Trägerplatte (12) gegenüberliegenden Seite der Photovoltaikzelle (14) angeordnete Abdeckung (18) für die Photovoltaikzelle (14), wobei die Trägerplatte (12) die Photovoltaikzelle (14) in mindestens einer Richtung überragt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dach- und Fassadenschindel umfassend eine im montierten Zustand außenseitige, transparente Trägerplatte für eine Photovoltaikzelle, eine Photovoltaikzelle, deren nach außen gerichtete und gegen die Trägerplatte anliegende Fläche durch die Trägerplatte zumindest randbündig (in einer Draufsicht) abgedeckt ist sowie eine dach- oder fassadenseitige, also auf der der Trägerplatte gegenüberliegenden Seite der Photovoltaikzelle angeordnete Abdeckplatte für die Photovoltaikzelle.

Die Photovoltaikzelle entspricht dabei stets der gesamten Solarzellenfläche. Diese kann z. B. bei Verwendung von (mono- oder poly-)Solarzellen aus mehreren Solarzellen bestehen, die miteinander über sogenannte Kontaktbändchen verschaltet werden. Dünnschicht-Solarzellen können dabei intern miteinander verschaltet werden.

Bei der Eindeckung bzw. Verkleidung von Dächern und Fassaden mit Solarstrommodulen besteht stets das Problem des Witterungsschutzes bzw. der Dichtfunktion gegen Regen.

Zur Eindeckung insbesondere von Dächern und gleichzeitigem Sicherstellen der Regendichtheit, ist es bisher bekannt, Standardsolarmodule auf ein fertiges Dach aufzuschrauben, als sogenannte "Aufdach-Lösung". Als dachintegrierte Lösung existieren weiterhin, Solarstrommodule, die auf spezielle Dichtwannen montiert sind, die zumeist aus Kunststoff bestehen, die dann die eigentliche Dichtfunktion übernehmen.

Die Solarmodule selbst bilden dabei keine regendichte Oberfläche. Weiterhin ist es bekannt, Solarstrommodule auf Trägerplatten bzw. Dachziegel aufzukleben. Mit diesen Dachziegeln wird dann das Dach eingedeckt, so daß auf diese Weise eine regendichte Oberfläche entsteht. Ein derartiges System ist beispielsweise das System der Firma Atlantis Solar Systeme AG aus der Schweiz, das diese unter dem Namen "Sunslate (R)" vertreibt.

Problematisch bei all diesen Modulen ist jedoch zum einen, daß neben der Herstellung der Solarmodule noch der Schritt der Integration in die Ziegel notwendig ist. Des weiteren sind die bekannten Systeme aufwendig in der Montage sowie in der Verkabelungstechnik der Solarstrommodule untereinander. Insbesondere ist hierbei zu beachten, daß, da die Verkabelung vor Befestigen der Solarstrommodule am Dach stattfinden muß, die Verlegung der Solarstrommodule nicht spannungslos erfolgen kann. Es ist daher für die Montage Vielfach neben dem Dachdecker ein Elektriker notwendig.

Darüber hinaus besitzen die Dachschindeln, wie sie z. B. von der Firma Atlantis Solar Systeme AG angeboten werden, den Nachteil, daß die vorgefertigten Solarmodule auf der Oberfläche herkömmlicher Dachschindeln angeordnet sind, so daß sich beim Verlegen, also Eindecken beispielsweise eines Daches, Spalte zwischen den einzelnen Dachziegeln bzw. Solarmodulen ergeben, in die Wasser hineinfließen kann bzw. die separat abgedichtet werden müssen. Die Dachziegel, also z. B. Eternitplatten, die unterhalb der Solarmodule angeordnet sind, lassen sich zwar auf herkömmliche Weise regendicht verlegen, die auf ihnen angeordneten Solarmodule, die erhaben hierauf angeordnet sind, zerstören jedoch die durchgehende Oberfläche wieder, von der Wasser, ohne in Rillen zu gelangen, abläuft. Neben dem schlechteren Ablauf von Regenwasser, das durch die Montage der Solarstrommodule auf der Außenseite der Schindel entsteht, wird hierdurch auch die Verschmutzungsgefahr erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dach- und Fassadenschindel bereitzustellen, die mechanisch und elektrisch einfach zu montieren ist, einen geringen Herstellungsaufwand besitzt und Regendichtheit sowie ein gutes Ablaufverhalten für Regenwasser gewährleistet.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Dach- und Fassadenschindel, bei der die transparente Trägerplatte die Photovoltaikzelle zur Bildung eines Überlappungsbereiches mit benachbarten Schindeln in mindestens einer Richtung überragt. Die Trägerplatte ist dabei mit der Photovoltaikzelle beispielsweise über eine Klebeverbindung oder andere übliche Verbindungsarten verbunden. Sie kann dabei an drei Seitenkanten der Photovoltaikzelle mit dieser im wesentlichen bündig abschließen, wobei sie in eine Richtung die Photovoltaikzelle überragt. Unter bündig soll hierbei stets auch eine Anordnung verstanden werden, bei der die Trägerplatte bzw. die Abdeckung die mit Solarzellen belegte Fläche um einen gewissen Betrag (ca. 10 bis 30 mm) bzw. einen Dichtrand überragt, um eine dichte Verkapselung sicherzustellen.

Es ist dabei nicht erforderlich, daß weitere Schutzfolien bzw. Abdeckungen abgesehen von der Trägerplatte sowie der dachseitigen Abdeckung vorgesehen sind. Sofern im folgenden lediglich auf Dächer abgestellt wird, gilt dies auch für Fassaden.

Als Photovoltaikzellen können sämtliche Arten von kristallinen Solarmodulen sowie Dünnschichtsolarmodule und schließlich alle für die Herstellung von Photovoltaik-Modulen geeigneten Einbettungstechniken, z. B. Laminate mit PVB-, EVA- und PU- Folie sowie Gießharzeinbettungen zum Einsatz kommen.

Bei Dünnschichtsolarmodulen ist die CIS-Zelle als frontseitige Zelle besonders geeignet, weil sich bei diesem Typ die aktive Solarzellenfläche auf der Frontseite (d. h. der der Sonne zugewandten Seite) der Abdeckung (z. B. einer 3 mm dicken Glasscheibe) befindet. In diesem Fall kann die aktive Solarzellenfläche unmittelbar gegen die Trägerplatte angelegt werden. Bei anderen Solarmodulen mit auf der Rückseite der Abdeckung vorliegender aktiver Fläche aus beispielsweise amorphem Silizium wird neben der Abdeckung eine weitere Rückplatte benötigt.

Derartige Dachschindeln stellen einfach zu montierende Systeme dar, insbesondere da die Photovoltaikzellen auf der der Außenseite abgewandten Seite der Trägerplatte angeordnet sind, wobei die Trägerplatte die alleinig nach außen weist und somit die Dachoberfläche bzw. -außenseite bildet, eine durchgehende Oberfläche besitzt. Es wird somit eine ebene Fläche des Daches bzw. der Fassade erzielt. Die Photovoltaikzellen liegen damit beim gedeckten Dach unterhalb der Trägerplatte und werden durch diese geschützt.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß neben der Trägerplatte auch die Abdeckung, die dachseitig, also auf der der Trägerplatte abgewandten Seite der Photovoltaikzelle an dieser angeordnet ist, diese in mindestens eine Richtung überragt. Die Richtung der Abdeckplatte sowie der Trägerplatte, in der diese die Photovoltaikzelle überragt, sind dabei identisch, vorzugsweise können Träger- und Abdeckplatte fluchtend angeordnet sein.

Es sind dabei rechteckige, aber auch im wesentlichen rautenförmige Schindelformen möglich. Bei einer rechteckigen Grundform der Schindel kann vorgesehen sein, daß sich die Photovoltaikzelle in Längsrichtung höchstens über 3/4, vorzugsweise höchstens über die Hälfte der Schindel erstreckt. An den übrigen drei Seiten können dabei Photovoltaikzelle und Trägerplatte fluchtend übereinander angeordnet sein.

Bei der Vorsehung von im wesentlichen rautenförmigen Schindelformen kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Photovoltaikzelle ebenfalls rautenförmig ist, aber eine geringere Kantenlänge aufweist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß die Photovoltaikzelle mit ihrer einen Spitze in eine Spitze der rautenförmigen Schindel eingepaßt ist, so daß die Trägerplatte an zwei Kanten mit der Photovoltaikzelle fluchtet und im Bereich der übrigen zwei Kanten über diese hinausragt, d. h. an zwei Seitenkanten verlaufen Photovoltaikzelle und Trägerplatte in der Draufsicht randbündig.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, daß bei einer rautenförmigen Schindel alle Winkel 90° betragen.

Die Verschindelung erfolgt dabei sowohl bei rechteckigen als auch bei rautenförmigen Schindeln von unten nach oben, wobei jede Schindelreihe zu der nächsten um eine halbe Schindelbreite, seitlich versetzt ist. Es kann dabei vorgesehen sein, daß jede Schindelreihe die gleiche Anzahl von Schindeln aufweist bzw. es kann vorgesehen sein, daß sich jeweils Reihen mit weniger Schindeln mit Reihen mit mehr Schindeln abwechseln. Die Verschindelung erfolgt dabei stets so, daß der Photovoltaikbereich der Schindel nicht durch die darüberliegende Schindelreihe überdeckt wird und sich die Schindeln lediglich im Bereich der transparenten Trägerplatte überdecken.

Durch die unterhalb, d. h. die auf der in Richtung auf das Dach weisende Seite der Trägerplatten angeordneten Photovoltaikzellen wird eine flache durchgehende Dachfläche wie bei der Verschindelung mit normalen Dachpfannen erzielt.

Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Abdeckung auf der der Trägerplatte gegenüberliegenden Seite der Photovoltaikzelle durch eine Folie gebildet ist. Die transparente Trägerplatte selbst kann insbesondere aus Glas bestehen, denkbar sind jedoch auch Trägerplatten aus Plexiglas sowie anderen transparenten Materialien. Die Abdeckung kann sowohl aus transparenten als auch aus nichttransparenten Materialien bestehen.

Zur Befestigung der Dach- bzw. Fassadenschindel kann vorgesehen sein, daß die Schindel ein Befestigungsmittel zum Befestigen der Schindel an einer an einem Dach oder einer Fassade angeordneten Halteeinrichtung aufweist. Als Befestigungsmittel kommen hier insbesondere Bolzen, aber auch Haken, die entsprechende Vorsprünge hintergreifen, sowie Klipselemente in Frage. Alternativ kann als Befestigungsmittel auch eine Bohrung in der Schindel vorgesehen sein, die von einer Schraube oder einem Bolzen, der in entsprechende Halteeinrichtungen am Dach eingeschraubt wird bzw. eingreift, durchgriffen wird.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das Befestigungsmittel an der Trägerplatte festgelegt ist. Das Befestigungsmittel kann vorzugsweise in dem Bereich der Trägerplatte angesiedelt sein, in dem keine Photovoltaikzelle angeordnet ist. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise aus einer Metallschiene, mit Haken bzw. Klipsverbindungselementen, die an eine Trägerglasscheibe angeklebt ist, bestehen.

Weiterhin weisen die Schindeln elektrische Anschlüsse auf, wobei die Verbindung der elektrischen Anschlüsse mit den Photovoltaikzellen mittels Kontaktbändchen, d. h. in den Träger eingelegten bzw. auf den Träger aufgebrachten beispielsweise Alubändchen mit einer Dicke von 0,1 mm, verwirklicht ist. Die Kontaktbändchen sind Bestandteil jeder Schindel, unabhängig davon, ob Dünnschichtzellen oder kristalline Zellen verwendet werden.

Es ist dabei insbesondere vorteilhaft, wenn die mechanischen Befestigungsmittel bzw. Halteeinrichtungen mit den elektrischen Anschlüssen kombiniert sind. Hierdurch wird gleichzeitig bei der mechanischen Festlegung der Schindeln auf einem Dach bzw. an einer Fassade die elektrische Verbindung der Schindeln untereinander bzw. mit dem Stromnetz sichergestellt.

Es kann insbesondere auch vorgesehen sein, daß die einzelnen Schindeln selbst sowohl Bohrungen als auch Bolzen aufweisen, wobei die Bolzen einer Schindel in die Bohrungen einer oder mehrerer darunterliegender Schindeln eingreifen können. Die Schindeln können so, sofern die mechanische Befestigung die elektrischen Anschlüsse beinhaltet, automatisch zu Strängen verschaltet werden. Es kann dabei auch vorgesehen sein, daß die Schindeln einer Lage mit den Schindeln der übernächsten darüberliegenden Lage gekoppelt sind.

Als Halteeinrichtung kann insbesondere eine entsprechend geformte Montageschiene vorgesehen sein, hinter die Haken der Schindeln bzw. in die Bolzen der Schindeln eingreifen können. Als elektrische Anschlüsse können sowohl Drehstecker als auch Klemmstecker sowie Kontaktplättchen, die beim Einrasten der Schiene gegen entsprechende dachseitige Kontakte gedrückt werden, Verwendung finden. Zur Verschaltung der Solarmodule wird jeweils ein Gegenkontakt in der Montageschiene und einer an der Schindel montiert. Dies kann z. B. in Form von aufgeklebten bzw. geklebten oder auflaminierten Metallplättchen geschehen, die so angeordnet sind, daß die Modulbewegung bei der Montage durch entsprechende Flexibilität bzw. Beweglichkeit der Kontakte bzw. Gegenkontakte ausgeglichen wird. Weiterhin können Stecker/Buchsenverbindungen realisiert werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Dach- und Fassadenverkleidung, insbesondere aus Dach- und Fassadenschindeln der vorstehend beschriebenen Art, wobei die einzelnen Schindeln mechanisch und/oder elektrisch miteinander zu Strängen verbunden sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß sich die Schindeln im Bereich der transparenten Trägerplatte überlappen, wobei der Bereich der Trägerplatte, der dachinnenseitig durch die Photovoltaikzelle belegt ist, frei bleibt.

Im Rahmen der Dach- und Fassadenverkleidung können einzelne Schindeln parallel oder in Reihe zu Strängen verschaltet sein. Insbesondere bei Vorsehung einer Reihenschaltung kann es günstig sein, wenn jede Reihe die gleiche Schindelanzahl aufweist.

Es kann weiter vorgesehen sein, daß am Dach bzw. an der Fassade Kabel (für eine Reihenschaltung) bzw. Doppelkabel oder zwei separate Kabel (für eine Parallelschaltung) vorgesehen sind, wobei eines der Kabel Plus bzw. Minus entspricht, an die die Schindeln mittels Klemmvorrichtungen, wie sie an sich bekannte sogenannte "Abzweigklemmen" darstellen, angeschlossen werden. Der Vorteil hierbei ist, daß keine Durchtrennung der Kabel zum Anschließen erforderlich ist. Die Kabel zum Anklemmen der Abzweigklemmen können hierbei lose oder auch fixiert am Dach verlegt sein. Auf die Kabel können bereits Stecker (Buchsen) aufgeklemmt sein, so daß der Kontakt durch Einstecken der Buchse (Stecker), die an der Schindel befestigt ist, geschlossen wird, insbesondere kann das Schließen des Kontaktes gleichzeitig mit dem Einhängen der Schindel erfolgen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt:

Fig. 1 den Aufbau erfindungsgemäßer Schindeln,

Fig. 2 eine Eindeckung mit rechteckigen Schindeln in einer Draufsicht,

Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Eindeckung mit rautenförmigen Schindeln,

Fig. 5 elektrische und mechanische Anschlußmöglichkeit einer Schindel,

Fig. 6 eine alternative elektrische Anschlußmöglichkeit,

Fig. 7 eine weitere Anschlußmöglichkeit,

Fig. 8 eine weiter alternative elektrische und mechanische Anschlußmöglichkeit,

Fig. 9 die mechanische Befestigung von erfindungsgemäßen Schindeln,

Fig. 10 eine alternative mechanische Befestigung,

Fig. 11 ein parallel geschaltetes Schindelmodul,

Fig. 12 ein in Reihe geschaltetes Schindelmodul,

Fig. 13 Verbindungselemente zum Verbinden der einzelnen Schindeln,

Fig. 14 Verbindungselemente zum Verbinden der einzelnen Schindeln und

Fig. 15 elektrische Anschlußmöglichkeit für erfindungsgemäße Schindeln.

Fig. 1 zeigt in den Darstellungen a, b und c drei verschiedene Schindelaufbauten. Es sollen hierbei gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen versehen sein. A zeigt eine Schindel 10 mit einer Trägerplatte 12. Mit der Trägerplatte 12 ist eine Photovoltaikzelle 14 in Form eines CIS-Moduls verbunden. Zwischen Photovoltaikzelle 14 und Trägerplatte 12 ist eine Folie 16, die z. B. aus gehärtetem Gießharz bestehen kann, angeordnet. Das Dünnschichtmodul 14 ist hierbei auf einer Abdeckung 18, hier einem Glas, angebracht bzw. auf dieses aufgebracht. Die Trägerplatte 12 schließt an drei Seiten (z. T. nicht dargestellt) bündig mit der Abdeckung 18 sowie der Photovoltaikzelle 14 ab. In Richtung des Pfeiles 20 ragt sie über die Photovoltaikzelle 14 und die Abdeckung 18 hinaus. Die Trägerplatte 12 weist dabei in Richtung des Dachäußeren 22 und bildet die Dachaußenseite, wohingegen die Abdeckung 18 auf das Dach bzw. die Fassade 24 gerichtet ist.

B zeigt nun einen alternativen Schindelaufbau bestehend ebenfalls aus einer Trägerplatte 12, die in Richtung der Außenseite 22 weist. Zwischen Trägerplatte 12 und Photovoltaikzelle 14 ist wiederum eine Folie 16 angeordnet. Bei der Photovoltaikzelle 14 handelt es sich um eine Photovoltaikzelle (Solarzellenfläche) auf der Basis von amorphem Silizium bzw. CdTe. Die Photovoltaikzelle 14 ist dabei auf eine Trägerglasscheibe 15 rückseitig aufgebracht. Weiter in Richtung auf das Dach 24 schließt sich an das rückseitige Dünnschichtmodul eine Folie 17 an, hinter der wiederum eine Abdeckglasscheibe 18 angeordnet ist.

Unter c ist nun eine weitere alternative Schindelform unter Verwendung von kristallinen eingebetteten Solarmodulen gezeigt, wobei an die Trägerplatte 12 anschließend die Photovoltaikzelle 14 in Gießharzschichten 19 eingebettet und angeschlossen ist und das Ganze von hinten durch eine Abdeckung 18 geschützt wird.

Fig. 2 zeigt in schematisierter Darstellung eine Seite eines Daches 40, das abschnittsweise bereits mit Schindeln 10 eingedeckt ist. Bei den Schindel 10 handelt es sich um rechteckige Schindeln 10, die im wesentlichen zur Hälfte mit Photovoltaikzellen 14 bestückt sind. Exakt ist die Länge des Teils der Trägerplatte 12 ohne Photovoltaikzelle 14 ca. 10 bis 20% länger als der Teil der Trägerplatte 12 mit Photovoltaikzelle 14.

Die Eindeckung erfolgt dabei derart in Schindeltechnik, daß eine solche Überlappung erzielt wird, daß am Ende lediglich die mit Photovoltaikzellen 14 bestückte Fläche der Schindeln 10 sichtbar bleibt. Die Schindeln 10 werden dabei darüber hinaus seitlich von Reihe zu Reihe um eine halbe Schindelbreite versetzt.

Zur Eindeckung werden hierbei Montageschienen 42 verwendet, die sowohl zur mechanischen Befestigung dienen als auch die elektrischen Kontakte 44 aufnehmen. Die Montageschienen 42 haben gleichzeitig die Aufgabe, Unebenheiten der Unterkonstruktion, wie sie gerade vielfach bei alten Dächern 40 vorkommen, auszugleichen. Das Schließen der Kontakte 44 zwischen Schindel und Montageschiene 42 erfolgt beim Einhängen der Schindeln 10 in die Montageschiene 42. Eine Kabelführung (nicht dargestellt) ist in die Montageschiene 42 integriert. Die Montageschiene 42 selbst ist auf der Unterkonstruktion, d. h. den Dachsparren und Dachlatten (nicht dargestellt) befestigt.

In den Randbereichen werden spezielle Randstücke 46 verwendet, um eine am Ende rechteckige Fläche zu erhalten. Die entsprechenden Kontakte 44 in der Montageschiene 42 werden über Kabel mit einem Wechselrichter 48 verbunden.

Fig. 3 zeigt eine derartige Anordnung in einer geschnittenen Seitendarstellung, wobei auf den Dachsparren 50 Dachlatten 52 befestigt sind und an den Dachlatten 52 die zuvor beschriebenen Montageschienen 42. In die Montageschienen 42 werden nun die Schindeln 10 eingehängt. Es kann gut die überlappende Anordnung der Schindeln erkannt werden. Um ein direktes Aufliegen der aus Glas bestehenden Trägerplatten 12 aufeinander zu verhindern, sind Abstandshalter 54 beispielsweise aus Silikon oder Kautschuk zwischen den verschiedenen Schindeln angeordnet, so daß die Schindeln 10 nicht unmittelbar aufeinander aufliegen.

Fig. 4 zeigt nun eine Eindeckung mit im wesentlichen rautenförmigen Schindeln 60, wobei die einzelne Schindel 60 mit jeweils gleichseitig rautenförmigen Solarmodulen 62 bestückt ist, die sich vollständig in die Ecke 68s der Trägerplatte 68 einschmiegen. Die Trägerplatte 68 steht an den beiden Kanten 62i und 62ii über die Photovoltaikzelle 62 hinweg. An den übrigen Seiten 62iii und 62iv schließt die Trägerplatte 68 in der Draufsicht bündig mit der Photovoltaikzelle 62 ab. Es kann gut ersehen werden, wie die einzelnen Schindeln 60 überlappend in Schindeltechnik angeordnet sind. Dabei sind entlang der Kanten 68i und 68ii der Trägerplatte 68 Dichtlippen 70 vorgesehen, um die Regendichtheit des so eingedeckten Daches weiter zu erhöhen.

Fig. 5 zeigt eine elektrische und mechanische Anschluß- und Verbindungsvariante für hier rechteckige Schindeln 10. An der Dachlatte 52 sind hierbei Montageschienen 42 angebracht, die einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt besitzen, wobei der Schenkel 42i der Montageschiene 42, mit dem diese an der Dachlatte 52 befestigt ist, länger ausgebildet ist als der gegenüberliegende Schenkel 42ii. An dem längeren Schenkel 42ii ist an seinem freien Ende 42f eine in Richtung auf den Schenkel 42ii weisende Nase 42n angebracht.

Auf der Trägerplatte 12 einer Dachschindel 10 sind Kontakte, d. h. sowohl ein Plus- als auch ein Minus-Kontakt, in Form eines aufgeklebten Metallplättchens 70 vorgesehen. Das Metallplättchen 70 befindet sich dabei auf der dachabgewandten Seite S der Schindel 10. Auf der dachzugewandten Seite D der Schindel 10 ist ein Haken 72 aufgeklebt, der aus einem Metallmaterial gebildet ist. Wird nun die Schindel 10 wie dargestellt entlang des Pfeils 74 in die Montageschiene 42 eingeschoben, so wird sie durch das Gummielement 76 gegen den Schenkel 42i der Montageschiene 42 gedrückt. Hierdurch wird der sichere Eingriff des Hakens 72 hinter die Nase 42n gewährleistet. Am Schenkel 42ii der Montageschiene 42 ist ein federnder Gegenkontakt 78 vorgesehen, der durch die eingefügte Schindel 10 so belastet wird, daß er mit dem Kontakt 70 der Schindel in Verbindung tritt. Die elektrische Verbindung ist dadurch sichergestellt.

Fig. 6 zeigt eine im wesentlichen analoge elektrische Verbindung, wobei die mechanische Verbindung identisch realisiert ist. Bei der Schindel 10 gemäß Fig. 6 sind sowohl auf der dachabgewandten Seite S der Schindel 10 eine Kontaktplatte 70 als auch auf der Dachseite D eine Kontaktplatte 80 angeordnet. Diese wirken mit federnden Gegenkontakten 78 und 82 der Montageschiene 42 zusammen, sobald die Schindel 10 in die Montageschiene 42 eingeschoben worden ist. Ein Herausrutschen der Schindel 10 aus der Montageschiene 42 wird wiederum durch das Gummielement 76, durch das die Schindel 10 in Richtung des Schenkels 42i der Montageschiene 42 gedrückt wird, sichergestellt.

Fig. 7 zeigt nun eine weitere elektrische Kontaktierung, wobei lediglich an den dachseitigen Seiten D Kontakte 80 und 82 vorgesehen sind. Die mechanische Festlegung erfolgt wie in Fig. 5 und 6 beschrieben.

Fig. 8 zeigt eine mechanische Befestigung der Schindel 10 an einer Montageschiene 42, die einen L-förmigen Querschnitt aufweist und an einer Dachlatte 52 befestigt ist. Die Schindel 10 weist hierbei ein Befestigungsmittel in Form eines Bolzens 90 auf, der in Pfeilrichtung 92 eine Öffnung 94 in der Montageschiene 42 durchgreift. Durch Einstecken des Bolzens 90 in die Öffnung 94 der Montageschiene 42 wird neben der mechanischen Befestigung zugleich der elektrische Kontakt geschlossen.

In den Haltebolzen 90 ist hierzu ein elektrischer Kontakt integriert und der Gegenkontakt ist in der Montageschiene 42 beeinhaltet.

Zwei weitere mechanische Verbindungsarten sind in den Fig. 9 und 10 dargestellt, wobei die elektrische Verbindung der in Fig. 5 gezeigten entspricht.

Fig. 9 zeigt eine Halteschiene 42 mit im wesentlichen U- förmigem Querschnitt, wobei der Schenkel 42i, d. h. der an der Dachlatte 52 befestigte Schenkel der Halteschiene 42, länger als der vom Dach abgewandte Schenkel 42ii der Halteschiene 42 ist. Der Schenkel 42i der Halteschiene 42 weist hierbei in dem Bereich, in dem er den Schenkel 42ii überragt, eine Bohrung 42b auf, die bei in die Halteschiene 42 eingeschobener Schindel 10 mit einer Bohrung 10b in der Schindel 10 korrespondiert und mit dieser fluchtet. Bei in die Halteschiene 42 eingeschobener Schindel 10 kann durch beide Bohrungen hindurch ein Bolzen 100 eingeführt werden, der gegebenenfalls bis in die Dachlatte 52 eingesteckt werden kann.

Eine alternative Befestigungsmethode zeigt Fig. 10, wobei die Halteschiene 42 wie in den Fig. 5 bis 7 beschrieben gestaltet ist. Die Schindeln weisen dabei ebenso wie die Schindeln gemäß Figure 9 eine Bohrung 10b auf, die von einem Stift 102 durchgriffen wird, wobei der Stift in die Öffnung 10b eingeschraubt oder eingesteckt ist. Der Stift 102 steht dabei auf der dachseitigen Seite D der Schindel 10 über die Oberfläche 10o der Schindel 10 hinüber und liegt mit diesem überstehenden Stück 102ü auf der Nase 42n der Montageschiene 42 auf, so daß die Schindel 10 gehalten ist.

Fig. 11 zeigt nun Schindeln 10 von der Rückseite, wobei in die Schindeln 10 Kontaktbändchen 110 bestehend aus Aluminiumfäden eingelassen sind. Das Kontaktbändchen 110a stellt dabei den positiven Pol und das Kontaktbändchen 110b den negativen Pol dar. Die Kontaktbändchen sind über in die Schindel 10 integrierte Leitungen 112 mit Steckern 114 auf ihrer einen Seite und Buchsen 116 auf ihrer anderen Seite verbunden. Die einzelnen nebeneinander angeordneten Schindeln 10 können hierdurch miteinander seitlich verbunden werden, indem sie einfach zusammengesteckt werden. Hierdurch wird eine Parallelschaltung der einzelnen Schindeln 10 verwirklicht. Alternativ können die Schindeln 10 wie in Fig. 12 gezeigt in Reihe geschaltet werden, wobei das Kontaktbändchen 110a mit dem Stecker 114 und das Kontaktbändchen 110b mit der Buchse 116 in Kontakt stehen.

Darüber hinaus können auch Verschaltungen von übereinander liegenden Schindeln 10 parallel Oder in Reihe vorgesehen sein.

Fig. 13 zeigt nun eine Verbindung der einzelnen Schindeln 10 durch seitliches Zusammenstecken. Es handelt sich dabei um eine Steckverbindung, wie sie z. B. die Fig. 11 und 12 zeigen. Um einzelne Schindeln 10 im Reparaturfall auszutauschen, kann vorgesehen sein, den Steckverbinder zu durchtrennen und zu entfernen. Zum erneuten Verbinden mit einer Schindel 10 können dann zwei halbe Steckverbinderbolzen 120 statt eines einzigen Steckverbinderbolzens 118 verwendet werden. Diese zwei Steckverbinderbolzen 120 (Reparaturbolzen) weisen an ihren aufeinander zuweisenden Enden 120e einen T- förmigen Querschnitt auf. Die Reparaturbolzen 120 werden mittels Klemmschalen 122, die von beiden Seiten auf die T- förmigen Endstücke 120e aufgesetzt werden und jeweils einen U- förmigen Querschnitt aufweisen, verbunden. Die Darstellung e) zeigt einen Schnitt entlang der Linie e-e durch die Darstellung d). Die Klemmschalen werden hierbei aufgepreßt bzw. aufgeschmolzen und verbinden so die beiden Reparaturstecker 120 wieder derart miteinander, daß die elektrische Verbindung der einzelnen Schindeln 10 untereinander sichergestellt ist.

Fig. 14 zeigt nun schließlich eine weitere Kontaktierungsmöglichkeit mittels Drehstecker 130 und zugeordneter Drehbuchse 140. Die Darstellung a) zeigt dabei die beiden Teile Drehstecker 130 und Drehbuchse 140, wobei die Darstellung b) die beiden Kontaktteile noch außer Eingriff an zwei Schindeln 10 befestigt zeigt und Darstellung c) die geschlossene Kontaktierung.

Beide Drehstecker 130 und Drehbuchse 140 weisen dabei ein Drehgelenk um eine Achse 132 bzw. 142 auf. Der Drehstecker 130 besitzt dabei an seinem freien Ende einen Vorsprung 134, der mit einer Öffnung 144 in der Drehbuchse 140 korrespondiert. Der Vorsprung 134 ist dabei mit der Achse 132 zum Drehen des Drehsteckers 130 über eine flexible Verbindung 136 verbunden. Eine ebensolche flexible Verbindung 146 verbindet die am freien Ende der Drehbuchse 140 angeordnete Öffnung 144 mit der Drehachse 142 der Drehbuchse 140. Durch diesen flexiblen Verbindungen 136 und 146 können Montage- und Bautoleranzen beim Herstellen der Verbindungen ausgeglichen werden.

Darstellung b zeigt nun die Anordnung von Drehstecker 130 und Drehbuchse 140 jeweils an einer Schindel 10. Zum Verbinden von weiteren Schindeln 10 mit den beiden gezeigten Schindeln 10 sind weitere nicht dargestellte Drehstecker 130 und Drehbuchsen 140 an den Kanten 10a und 10b vorgesehen. Durch Drehen von Drehstecker 130 und Drehbuchse 140 aufeinander zu um die Drehachsen 132 und 142 wird der Kontakt geschlossen.

Durch Verwendung derartiger Spezialstecker können herkömmliche Standardunterkonstruktionen zum Einsatz kommen, da die elektrische Verbindungstechnik auf den Solarstromschindeln 10 selbst integriert ist. Es ist lediglich eine Zu- bzw. Ableitung zu der mit den Schindeln 10 eingedeckten Fläche erforderlich. Die Spezialstecker können ein- oder mehrpolig (für Reihen- oder Parallelschaltung) ausgeführt sein. Sie sind nach der mechanischen Montage der Schindeln 10 von der Frontseite aus, und zwar durch die zwischen den einzelnen Schindeln 10 verbleibende Fuge 150 von einigen Millimetern zu bedienen. Hierzu können Montagebohrungen 138 und 148 vorgesehen sein, in die mit entsprechendem Werkzeug eingegriffen werden kann.

Die letzte Fig. 15 sieht nun die Verbindung der Schindeln 10 über Doppelkabel 160 vor. Die elektrischen Kontakte zwischen den Schindeln 10 und dem Doppelkabel 160 können dabei unterschiedlich hergestellt werden, wie in den Darstellungen A), B) und C) dargestellt ist. Es ist in keinem der drei Beispiele eine Durchtrennung der Kabel 160 zum Verbinden des Steckers (Buchse) mit dem Kabel 160 notwendig.

Abbildung A) zeigt hierbei die Verwendung von Abzweigklemmen 162, die entweder zweimal einpolig oder einmal zweipolig gestaltet sein können und an der Schindel 10 befestigt sind. Sie werden bei der Schindelmontage auf das in der Unterkonstruktion befestigte, durchgehende Doppelkabel 160 aufgeklemmt. Die Klemmschrauben (nicht dargestellt) der Abzweigklemmen 162 können dabei insbesondere so angeordnet sein, daß sie durch die Stoßfugen 150 zwischen den Schindeln 10 zu bedienen sind. Vor oder nach der mechanischen Montage wird über diese Klemmschrauben die Abzweigklemme 162 am Kabel 160 befestigt. Der Abstand zwischen den einzelnen Klemmen 162 kann etwas mehr als der Abstand der Schindeln 10 untereinander betragen, um Toleranzen etc. aufzunehmen. Die Klemmschrauben der Abzweigklemmen 162 weisen dabei Zähne auf, die beim Anziehen der Schrauben die Kabelisolierung des Doppelkabels 160 durchdringen und so den Kontakt herstellen.

Darstellung B) zeigt dabei ein lose an der Unterkonstruktion (nicht dargestellt) hängendes Doppelkabel 160, an dem Abzweigklemmen 162 befestigt sind. Vor der mechanischen Montage der Schindel wird jede Abzweigklemme 162, die eine Buchse (nicht dargestellt) aufweist, mit einem entsprechenden an der Schindel 10 befestigten Stecker 164 verbunden und so der Kontakt hergestellt. Bei dieser Variante läßt sich die Verbindung gegenüber Variante A) noch leichter herstellen, da die Abzweigklemmen 162 bereits vormontiert sind und nur noch eine einfache Steckverbindung hergestellt werden muß.

Darstellung C) zeigt eine Variante, bei der die einzelnen Abzweigklemmen 162 des Kabels 160 im Abstand der Schindeln 10 an der Unterkonstruktion fixiert sind. Die Beabstandung der Abzweigklemmen 162 erfolgt derart, daß bei Einrastung und damit mechanischer Befestigung der Schindeln 10 automatisch der an den Schindeln 10 befestigte Stecker 164 in die Buchsen der Abzweigklemme 162 einrastet.

Die Kontaktierung in Fig. 15 erfolgt hierbei an der Rückseite der Schindeln 10.

Claims (22)

1. Dach- und Fassadenschindel umfassend eine im montierten Zustand die Dach- bzw. Fassadenoberfläche bildende, transparente Trägerplatte (12) für eine Photovoltaikzelle (14), die nach allen Seiten zumindest randbündig durch die Trägerplatte (12) abgedeckt ist sowie eine an der der Trägerplatte (12) gegenüberliegenden Seite der Photovoltaikzelle (14) angeordnete Abdeckung (18) für die Photovoltaikzelle (14), wobei die Trägerplatte (12) die Photovoltaikzelle (14) in mindestens einer Richtung überragt.

2. Dach- und Fassadenschindel nach Anspruch 1, wobei die Trägerplatte (12) und die Abdeckung (18) die Photovoltaikzelle (14) in mindestens einer Richtung überragt.

3. Dach- und Fassadenschindel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trägerplatte (12) und/oder die Abdeckung (18) aus Glas besteht.

4. Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schindel (10) eine rechteckige Grundform aufweist.

5. Dach- und Fassadenschindel nach Anspruch 4, wobei die Photovoltaikzelle (14) in Längsrichtung höchstens über 3/4, vorzugsweise über weniger als die Hälfte der Schindel (10) erstreckt.

6. Dach- und Fassadenschindel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schindel (60) eine im wesentlichen rautenförmige Grundform aufweist.

7. Dach- und Fassadenschindel nach Anspruch 6, wobei die Photovoltaikzelle (62) rautenförmig ist und mit ihrer einen im montierten Zustand traufenseitigen Spitze (62s) in eine Spitze (68s) der Schindel (60) eingepaßt ist.

8. Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (18) durch eine Folie gebildet ist.

9. Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an der Schindel (10), insbesondere an der Trägerplatte (12) ein Befestigungsmittel (72, 106) zum Befestigen der Schindel (10) an einer an einem Dach oder einer Fassade angeordneten Halteeinrichtung (42a, 42b) vorgesehen ist.

10. Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Befestigungsmittel Haken (72) oder Stifte (102) oder Bolzen (90, 100) vorgesehen sind.

11. Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an den Schindeln (10), insbesondere an der Trägerplatte (12) elektrische Anschlüsse (70, 78, 80, 82, 114, 116, 130, 140) vorgesehen sind, die über Kontaktbändchen (110) mit den Photovoltaikzellen (14) in Verbindung stehen.

12. Dach- und Fassadenschindel nach Anspruch 10, wobei die elektrischen Anschlüsse in die Befestigungsmittel (90) und Halteeinrichtungen (94) integriert sind.

13. Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Photovoltaikzelle (14) ein Dünnschichtmodul ist.

14. Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Photovoltaikzelle (14) ein frontseitiges Modul ist.

15. Dach- und Fassadenverkleidung mit einer Dach- und Fassadenschindel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die einzelnen Schindeln (10) mechanisch miteinander verbunden sind und sich die Trägerplatten (12) der Schindeln (10) in ihrem über die Photovoltaikzellen (14) überstehenden Bereich überlappen.

16. Dach- und Fassadenverkleidung nach Anspruch 15, wobei die einzelnen Schindeln (10) elektrisch miteinander zu Strängen verbunden sind.

17. Dach- und Fassadenverkleidung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die einzelnen Schindeln (10) parallel oder in Reihe zu Strängen verschaltbar sind.

18. Dach- und Fassadenverkleidung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (114, 116, 130, 140) an der Abdeckung (18) bzw. der der Abdeckung (1() zugewandten Seite der Trägerplatte (12) angeordnet sind und die elektrischen Anschlüsse (114, 116, 130, 140) von der Dach- bzw. Fassadenaußenseite her verbindbar sind.

19. Dach- und Fassadenverkleidung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schindeln (10) einzeln montier- und demontierbar sind.

20. Dach- und Fassadenverkleidung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schindeln (10) spannungs- bzw. stromfrei montierbar sind.

21. Dach- und Fassadenverkleidung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei am Dach bzw. an der Fassade Kabel (160) vorgesehen sind, an die die Schindeln (10) mittels Klemmvorrichtungen (162) anklemmbar sind.

22. Dach- und Fassadenverkleidung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Halteeinrichtung eine Montageschiene (42) ist, die mit der Dach- bzw. Fassadenkonstruktion (50, 52) zusammenwirkt.