DE10104297A1

DE10104297A1 - Ziegelanordnung für ein Dach oder eine Außenwand eines Gebäudes

Info

Publication number: DE10104297A1
Application number: DE10104297A
Authority: DE
Inventors: Sylvia Bold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2001-08-02

Abstract

Eine Ziegelanordnung (2) für ein Dach oder eine Außenwand eines Gebäudes besteht aus einer Vielzahl von Ziegeln (1) und einer Anzahl von parallel beabstandet zueinander angeordneten Latten (5), an denen die Ziegel (1) zueinander versetzt und in überlappender Weise befestigt sind. Jeder Ziegel (1) weist in seinem nicht überlappenden Bereich (6) eine Solarzelle (8) auf, die bei der Befestigung des Ziegels (1) an der Latte (5) mit einer in die Latte (5) integrierten elektrischen Kontaktleitung (10) in Verbindung kommt. Die Ziegelanordnung (2) dient zur Erzeugung von elektrischer Energie mit hohem Wirkungsgrad und kommt ohne störende Dachaufbauten aus.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ziegelanordnung für ein Dach oder eine Außenwand eines Gebäudes, die aus einer Vielzahl von Ziegeln aus Ton, Beton, Kunststoff oder der gleichen und einer Anzahl von parallel beabstandet zueinan der angeordneten Latten, an denen die Ziegel zueinander versetzt und in überlappender Weise befestigt sind, be steht.

Üblicherweise werden Gebäude mit einem Dach überdeckt. Da bei ist das Gebäude mit einem Dachstuhl versehen, der aus einem Lattengerüst besteht. Auf das Lattengerüst werden ei ne Vielzahl von Ziegeln versetzt zueinander und sich gegen seitig überlappend aufgelegt. In analoger Weise ist dies für Verkleidungen der Außenwände von Gebäuden bekannt.

Zur Voll- oder Teilversorgung eines Gebäudes mit elektri scher Energie zum Verbrauch derselben oder zur Bereitung von Warmwasser und dergleichen werden zunehmend Solarzellen bzw. Solarzellenfelder auf der Dachfläche oder an den Ge bäudeaußenwänden angebracht. Die Solarzellen bzw. Solarzel lenfelder sind an aufwendigen Konstruktionen befestigt, die wiederum am Dach oder an der Gebäudeaußenwand angeordnet sind. Dadurch wird in der Regel der optische Eindruck des Gebäudes verschlechtert. Darüber hinaus ist die verwendete Konstruktion, insbesondere der Traggerüste für die Solar zellen bzw. Solarzellenfelder sehr aufwändig herzustellen und zu montieren. Des Weiteren verursachen diese Konstruk tionen hohe Herstellungs- und Betriebskosten, wodurch der Wirkungsgrad sinkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ziegelanordnung der ein gangs genannten Art zu schaffen, die zur Erzeugung von elektrischer Energie mit hohem Wirkungsgrad dient und ohne störende Aufbauten auskommt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass jeder Ziegel in seinem nicht überlappenden Bereich eine Solarzelle aufweist, die bei der Befestigung des Ziegels an der Latte mit einer in die Latte integrierten elektrischen Kon taktleitung in Verbindung kommt.

Durch das Vorsehen jeweils einer Solarzelle an jedem der Ziegel in seinem freien, nicht überlappenden Bereich ent steht durch die Ziegelanordnung auf dem Gebäudedach und/oder an der Gebäudeaußenwand ein Solarzellenfeld, wobei die Solarzellen durch die Sonneneinstrahlung Sonnenenergie auf nehmen, die in elektrische Energie umgewandelt wird. Die gewonnene elektrische Energie wird über in die Latten inte grierte Kontaktleitungen aufgenommen und abgeführt. Die gleichmäßige Anordnung der Ziegel und damit der darin inte grierten Solarzellen ermöglicht ein optisch ansprechendes und als nicht störend empfundenes Aussehen des gesamten Da ches bzw. der Außenwand des Gebäudes. Die Anbringung der Solarzellen in den Ziegeln in dichter Anordnung und somit in unmittelbarer Nähe des Gebäudes selbst sorgt für einen hohen Wirkungsgrad der Energiegewinnung durch Sonnenein strahlung. Im übrigen sind unter Ziegel im Sinne der Erfin dung selbstverständlich auch Dachziegel und Dachsteine zu vrstehen.

Nach einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ziegelanord nung sind die elektrischen Kontaktleitungen einer Mehrzahl an dem Dach oder an der Außenwand angebrachten Latten mit einander verbunden. Diese Mehrzahl von Latten mit inte grierten Kontaktleitungen bildet sonach quasi eine großfor matige Leiterplatte, welche ein Netz von elektrischen Kon taktleitungen ergibt.

Zur Umsetzung der durch die Sonneneinstrahlung auf die So larzellen gewonnenen elektrischen Energie ist bevorzugt der Verbund der Kontaktleitungen einer Mehrzahl von Latten mit einem Stromspeicher und/oder einem elektrischen Verbraucher verbunden. Im Stromspeicher kann elektrische Energie bis zu einem Zeitpunkt gespeichert werden, zu dem sie benötigt wird, beispielsweise zur Warmwasserbereitung am frühen Mor gen. Darüber hinaus kann die gewonnene elektrische Energie auch direkt zu elektrischen Verbrauchern, wie Glühlampen, Wärmepumpen, Gartenpumpen, Haushaltgeräten usw. transpor tiert werden.

Zur Gewährleistung der Übertragung der elektrischen Energie zu den durch die Latten gebildeten Verbund weist jede So larzelle Kontakte zur elektrischen Verbindung mit der Kon taktleitung der Latte auf. Wird sonach ein Ziegel in über lappender Weise auf einen anderen Ziegel und auf die Latten aufgelegt, gelangen die an der Solarzelle ausgebildeten Kontakte automatisch in Verbindung mit der Kontaktleitung der jeweiligen Latte. Zweckmäßigerweise hat jeder Ziegel an seiner Rückseite zumindest einen Steg zum Einhängen in die Latte, so dass der Ziegel auf der Latte festgelegt ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung besteht der Ziegel aus einem Kunststoffmaterial. Das Kunst stoffmaterial ist besonders zur einfachen Herstellung der Ziegel durch Spritzgusstechnik geeignet und ist sehr wider standsfähig gegen Umwelteinflüsse, wie Feuchtigkeit und Wärme. Darüber hinaus ist Kunststoff ein schlechter Wärme leiter, so dass die Sonneneinstrahlung besonders auf die Solarzelle im Ziegel konzentriert wird.

Es gibt verschiedenen Möglichkeiten, eine Solarzelle mit dem Ziegel zu verbinden. Nach einer bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung weist der Ziegel eine Ausbuchtung zur Aufnahme einer Solarzelle auf. Bei der Herstellung oder Montage des Ziegels auf dem Dachstuhl oder an der Außenwand eines Gebäudes wird die Solarzelle einfach in die Ausbuch tung des Ziegels eingelegt und gegebenenfalls darin verra stet oder verklebt.

Eine andere Ausführungsform der Kombination des Ziegels mit der Solarzelle besteht darin, dass der Ziegel durch Um spritzung der Solarzelle mit dem Kunststoffmaterial gebil det ist. Diese Fertigung des Ziegels wird bevorzugt bereits herstellerseitig vorgenommen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedan kens weist der Ziegel in seinem Inneren eine Ringkühlung auf, die über ihre ins Freie ragenden Anschlüsse mit einem Wärmetauscher gekoppelt ist. Die durch die Sonneneinstrah lung hervorgerufene Wärmeenergie, die im Ziegel gespeichert ist, wird über die Ringkühlung, in der ein Wärmeträgermedi um zirkuliert, dem Ziegel entzogen und über den Wärmetau scher beispielsweise an einen Warmwasserkreislauf übertra gen.

Bei einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Solarzelle eine quadratische oder rechteckige Form auf. Darüber hinaus kann die Solarzelle eine der Kon tur des nicht überlappenden Bereichs des Ziegels entspre chende Form einnehmen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom binationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegen den Erfindung zu verlassen.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispie les, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrie ben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei sich überlappende Ziegel einer erfindungsgemäßen Ziegelanordnung für ein Gebäudedach,

Fig. 2 die aus einer Vielzahl von Ziegeln nach Fig. 1 gebildeten Ziegelanordnung und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Ziegels gemäß Fig. 1.

Die beiden Ziegel 1 nach Fig. 1 sind Bestandteile der in Fig. 2 gezeigten Ziegelanordnung 2. Jeder aus einem Kunst stoffmaterial bestehende Ziegel 1 weist an seiner Rückseite 3 im oberen Bereich einen einstückig angeformten Steg 4 auf, der zum Einhängen des Ziegels 1 in eine horizontal verlaufende Latte 5 dient. Mehrere dieser Latten 5 bilden einen nicht näher dargestellten Dachstuhl eines Gebäudeda ches.

Im vorderen freien, nicht von einem anderen Ziegel 1 über lappten Bereich des Ziegels 1 ist eine Ausbuchtung 7 ausge formt, in die eine Solarzelle 8 eingesetzt ist. Die Form und Tiefe der Ausbuchtung 7 entspricht der Form und Dicke der Solarzelle 8. Die Solarzelle 8 weist zwei elektrische Steckkontakte auf, die durch den Ziegel 1 hindurch führen und aus dessen Rückseite 3 herausragen.

In zumindest einer der Latten 5, an welcher der Ziegel 1 anliegt, nämlich an der Stelle, an der die Steckkontakte 9 der Solarzelle 8 hervorragen, ist eine zweiadrige, vorzugs weise aus Kupfer bestehende elektrische Kontaktleitung 10 eingebracht. Beim Auflegen des Ziegels 1 auf die Latte 5 bzw. beim Einsetzen der Solarzelle 8 in die Ausbuchtung 7 des Ziegels 1 kommen die Steckkontakte 9 der Solarzelle 8 in elektrische Verbindung mit der Kontaktleitung 10 der Latte 5. Die von der Solarzelle 8 aufgenommene Sonnenener gie wird in elektrische Energie umgewandelt und über die Steckkontakte 9 an die Kontaktleitung 10 der Latte 5 abge geben.

Die eine Kontaktleitung 10 aufweisenden Latten 5 sind elek trisch miteinander verbunden, wie das in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Diese Verbindungsleitung 11 führt zu einer nicht dargestellten, elektrischen Strom verbrauchenden Ein richtung oder zu einem Stromspeicher.

Fig. 2 zeigt eine Vielzahl von zu einer Ziegelanordnung 2 eines Daches verbundener Ziegel 1, die versetzt zueinander und sich überlappend angeordnet sind. Die schematische Dar stellung der Ziegelanordnung 2 verdeutlicht, dass der nicht überlappte Bereich der Ziegel 1 mit einer Solarzelle 8 ver sehen ist, die eine unterschiedliche geometrische Form auf weisen kann. So kann die Solarzelle 8 beispielsweise qua dratisch oder rechteckig oder korrespondierend zur Kontur des nicht überlappten Bereichs 6 des Ziegels 1 ausgebildet sein. Des weiteren können auch standardisierte Solarzellen 8 in die Ziegel 1 eingesetzt werden. Darüber hinaus können bereits bestehende Ziegelanordnungen 2 durch Ziegel 1 mit adaptierten Solarzellen 8 auf einfache Weise durch Aus tausch der Ziegel 1 ersetzt werden. Hierfür werden auch die herkömmlichen Latten durch solche mit integrierter Kontakt leitung ersetzt, indem diese am Dachgerüst angeschraubt werden.

In den Ziegel 1 nach Fig. 3 ist eine Ringkühlung 12 inte griert, deren Anschlüsse 13 durch den Steg 4 auf der Rück seite 3 des Ziegels 1 ins Freie ragen. Die Anschlüsse 13 selbst sind mit einem nicht dargestellten Rohrleitungs kreislauf für ein Wärmeträgermedium verbunden, der mit ei nem Wärmetauscher gekoppelt ist. Über den Wärmetauscher lässt sich Brauchwasser erwärmen.

Liste der Bezugszeichen

1

Ziegel

2

Ziegelanordnung

3

Rückseite

4

Steg

5

Latte

6

nicht überlappender Bereich

7

Ausbuchtung

8

Solarzelle

9

Steckkontakt

10

Kontaktleitung

11

Verbindungsleitung

12

Ringkühlung

13

Anschluss

Claims

1. Ziegelanordnung für ein Dach oder eine Außenwand eines Gebäudes, die aus einer Vielzahl von Ziegeln (1) aus Ton, Beton, Kunststoff oder dergleichen und einer An zahl von parallel beabstandet zueinander angeordneten Latten (5), an denen die Ziegel (1) zueinander ver setzt und in überlappender Weise befestigt sind, be steht, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ziegel (1) in seinem nicht überlappenden Bereich (6) eine Solar zelle (8) aufweist, die bei der Befestigung des Zie gels (1) an der Latte (5) mit einer in die Latte (5) integrierten elektrischen Kontaktleitung (10) in Ver bindung kommt.

2. Ziegelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die elektrischen Kontaktleitungen (10) einer Mehrzahl von an dem Dach oder an der Außenwand ange brachten Latten (5) miteinander verbunden sind.

3. Ziegelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Verbund der Kontaktleitungen (10) einer Mehrzahl von Latten (5) mit einem Strom speicher und/oder einem elektrischen Verbraucher ver bunden ist.

4. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass jede Solarzelle (8) Kontak te (9) zur elektrischen Verbindung mit der Kontaktlei tung (10) der Latte (5) aufweist.

5. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der Ziegel (1) vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht.

6. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass der Ziegel (1) eine Aus buchtung (7) zur Aufnahme der Solarzelle (8) aufweist.

7. Ziegelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass die Solarzelle (8) in die Ausbuchtung (7) des Ziegels (1) eingesteckt ist.

8. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass der Ziegel (1) durch Um spritzung der Solarzelle (8) mit dem Kunststoffmaterial gebildet ist.

9. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (8) eine quadratische oder rechteckige Form aufweist.

10. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (8) eine der Kontur des nicht überlappenden Bereichs (6) des Zie gels (1) entsprechende Form aufweist.

11. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, dass der Ziegel (1) in seinem Inneren eine Ringkühlung (12) aufweist, die über ihre ins Freie ragenden Anschlüsse (13) mit einem Wärmetau scher gekoppelt ist.

12. Ziegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, dass der Ziegel (1) an seiner Rückseite (6) in einem Bereich zumindest einen Steg (4) zum Einhängen in die Latte (5) aufweist.