DE102004057041A1 - Dachmontagesystem für Solarmodule - Google Patents

Dachmontagesystem für Solarmodule Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, bestehend aus einem c-förmigen Mittelstück, vorzugsweise zum Umgreifen einer Dachpfanne oder dergleichen, wobei ein erstes Ende eines ersten freien Schenkels des c-förmigen Mittelstücks zur Befestigung an einem Baukörper, z. B. einem Dachsparren, ausgebildet ist und ein zweites Ende des anderen freien Schenkels des c-förmigen Mittelstücks zur Befestigung eines Solarmoduls vorgesehen ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement und eine Montageschiene für Solarmodule anzugeben, die es erlauben, Solarmodule in Form einer Aufdachkonstruktion auf einem bestehenden Dach schneller zu montieren und die Gefahr von Beschädigungen des Daches zu verringern. Als Lösung wird vorgeschlagen, daß der obere freie Schenkel mindestens so lang ausgebildet ist wie der erste untere freie Schenkel.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement bestehend aus einem c-förmigen Mittelstück, vorzugsweise zum Umgreifen einer Dachpfanne oder dergleichen, wobei ein erstes Ende eines ersten freien Schenkels des c-förmigen Mittelstücks zur Befestigung an einem Baukörper, z.B. einem Dachsparren, ausgebildet ist, und ein zweites Ende des anderen freien Schenkels des c-förmigen Mittelstücks zur Befestigung eines Solarmoduls vorgesehen ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Montageschiene zum Halten von Solarmodulen, mit einer Befestigungsfläche auf einer ersten Seite zur Verbindung mit einem Befestigungselement und einer weiteren Befestigungsfläche auf einer zweiten Seite zur Befestigung eines Solarmoduls.
  • Derartige Befestigungselemente und Montageschienen sind beispielsweise aus der DE 103 44 202 A1 bekannt. Aus dieser Schrift ist sowohl eine Solarmodulbefestigung mit einem Gestell zur gemeinsamen Befestigung mindestens zweier Solarmodule als auch ein Verfahren zum Montieren einer Solaranlage sowie eine Anordnung aus einem Solarmodul und einem Solarmodulrahmen bekannt.
  • Eine besonders einfache Variante sieht beispielsweise vor, Querstreben in horizontaler Ausrichtung an Längsstreben auf dem Dach anzubringen und auf die Querstreben Solarmodule unmittelbar aufzulegen und anschließend mittels Klammern oder Laschen an den Querstreben zu befestigen.
  • Nachteilig ist jedoch bei dieser Art die aufwendige Montage, daß jede Klammer oder Lasche einzeln unmittelbar vor Ort zumindest verschraubt werden muß.
  • Aus der DE 197 29 309 A1 ist ein Sonnenkollektor beschrieben, der am unteren Ende ein Winkelprofil trägt, das nach unten von dem Sonnenkollektor vorsteht. Das freie Ende des Profils reicht in ein u-Profil, das sich über die gesamte untere Seite des Sonnenkollektors erstreckt.
  • Das u-Profil greift mittels zweier Laschen zumindest teilweise unter die Ziegel an eine Dachlatte eines Dachstuhls, wo es verschraubt ist und liegt darüber hinaus auf den Ziegeln des Dachstuhls auf.
  • Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Befestigungselemente insbesondere bei Windangriff oder Schneelasten diese Kräfte auf den Ziegeln abtragen und daß es dabei zu Spannungsspitzen in der spröden Ziegelkeramik kommt, die zu Rissen oder größeren Schäden der Dacheindeckung führen können. In der Folge können durch die Witterung dann erhebliche Vermögensschäden infolge des in den Baukörper eingetretenen Regenwassers auftreten.
  • Schließlich ist aus der DE 202 05 349 U1 eine Befestigungsvorrichtung für Solarkollektoren bekannt, die zusätzliche Montageschienen aufweist, die zwischen dem Dach und den eigentlichen Solarmodulen montiert werden. Diese Montageschienen werden mittels Befestigungselementen an Dachsparren oder Dachlatten montiert. Die Bauhöhe der gesamten Befestigungseinrichtung erlaubt eine vorteilhafte Hinterlüftung der Solarmodule, die dadurch im Betrieb eine niedrigere Temperatur und damit einen höheren Wirkungsgrad aufweisen. Die Befestigungselemente müssen zumindest teilweise unter die Ziegel greifen, um sie auf einer Dachlatte oder einem Sparren festzuschrauben. Dabei können die unter die Ziegel greifenden Schenkel der Befestigungsprofile wiederum mit der Oberfläche der Ziegel in Kontakt treten, so daß die erwähnten Schäden auftreten können.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement und eine Montageschiene für Solarmodule anzugeben, die es erlauben, Solarmodule in Form einer Aufdachkonstruktion auf einem bestehenden Dach schneller zu montieren und die Gefahr von Beschädigungen des Daches verringern.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Befestigungselement bestehend aus einem c-förmigen Mittelstück, vorzugsweise zum Umgreifen einer Dachpfanne oder dergleichen, wobei ein erstes Ende eines ersten freien Schenkels des c-förmigen Mittelstücks zur Befestigung an einem Baukörper, z.B. einem Dachsparren, ausgebildet ist, und ein zweites Ende des anderen freien Schenkels des c-förmigen Mittelstücks zur Befestigung eines Solarmoduls vorgesehen ist, dadurch gelöst, daß der zweite freie Schenkel mindestens so lang ausgebildet ist, wie der ersten freie Schenkel. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des c-förmigen Mittelstücks, stellt das Befestigungselement eine Biegefeder für die Befestigung von Solarmodulen zur Verfügung, die das freie Ende von Dachziegeln umgreifen kann. Bei einer senkrecht zur Dachhaut gerichteten Belastung, entsteht, bezogen auf das freie Ende des unteren Schenkels kein Drehmoment, das den unteren Schenkel in Richtung auf die Oberfläche eines Dachziegels verschieben könnte. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der obere Schenkel in seiner Länge die Länge des unteren Schenkels übersteigt. In einem solchen Falle ergibt sich bei der genannten Belastung ein Moment, das den Abstand des unteren Schenkels sogar von der Oberfläche eines Dachziegels vergrößert. Der Abstand der freien Schenkel des c-förmigen Mittelstücks übersteigt selbstverständlich in ausreichendem Maße die Dicke des Dachziegels. Von Vorteil ist, wenn der längere freie Schenkel etwa doppelt so lang ist wie der kürzere.
  • Dadurch daß, der erste freie Schenkel ein erstes Befestigungsende zur Befestigung am Baukörper aufweist, das zum freien Schenkel etwa rechtwinkelig nach außen weisend ausgerichtet ist, kann das Befestigungselement am Dachsparren angreifen und somit die Dicke einer Dachlatte und eines zusätzlichen Ziegels bzw. Dachpfanne überbrücken. Auf diese Weise werden die auftretenden Windkräfte und Schneelasten in den stabileren Sparren anstatt der Dachlatte eingeleitet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, daß der zweite freie Schenkel ein zweites Befestigungsende zur Befestigung eines Solarmoduls oder einer Montageschiene aufweist, das zum anderen freien Schenkel etwa rechtwinkelig nach außen weisend ausgebildet ist. Auf diese Weise können das Befestigungsende durchsetzende Schrauben leichter eingesetzt werden. Sie sind von außen sichtbar und deshalb besser zugänglich.
  • Die genaue Lage von Montageschienen läßt sich besonders bequem einstellen, wenn das zweite Befestigungsende ein Langloch aufweist.
  • Eine besonders feste Verankerung des Befestigungselements am Dachsparren läßt sich dadurch erzielen, daß das erste Befestigungsende in einer Kopflatte mit Befestigungsöffnungen endend ausgebildet ist.
  • Die Aufgabe wird auch bei einer Montageschiene zum Halten von Solarmodulen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 6, dadurch gelöst, daß die Befestigungsflächen rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wobei die Montageschiene vorzugsweise horizontal, insbesondere entlang einer Höhenlinie eines geneigten Solarprofils, angeordnet ist. Dadurch liegt nämlich die Fläche auf der das Solarmodul sich abstützt leicht zugänglich oben, während dazu rechtwinklig, ebenfalls leicht zugänglich die Befestigungsfläche für ein Befestigungsende des Befestigungselements seitlich liegt.
  • Insbesondere in Verbindung mit der Maßnahme, die Befestigungsfläche der Schiene Nuten mit Hintergriffen für Köpfe von Schrauben ausweist, sind die Gewinde der Schrauben leicht zugänglich, so daß die für die Befestigung notwendigen Muttern einfach auf die Gewindeschäfte aufzuschrauben sind. Die Schrauben lassen sich durch Verschieben in den Nuten leicht an unterschiedliche Abmessungen von Solarmodulen anpassen.
  • Die Anzahl der Befestigungspunkte zum Baukörper hin wird vorteilhaft dadurch verringert, daß die Schiene ein Profil aufweist, das höher als breit insbesondere aus Aluminium als Strangpreßprofil, ausgebildet ist. Die auf diese Weise erhöhte Biegefestigkeit der Montageschiene erlaubt die vorteilhafte Reduktion der Befestigungselemente.
  • Die Verkabelung bzw. Verrohrung von Solarmodulen wird besonders erleichtert, wenn an die Montageschiene eine oben geöffnete Nut angeformt ist, zur Aufnahme von Kabeln und dergleichen. In dieser Nut sind die Kabel oder Rohre dreiseitig geschützt und geführt, was auch das optische Erscheinungsbild der Gesamtlage verbessert.
  • Wenn in der Nut eine Engstelle für Kabel oder dergleichen vorgesehen ist, bleibt unterhalb der Kabel ausreichend Raum, die Kabel zu belüften und Wasser abzuführen.
  • Zu diesem Zweck ist auch mit Vorteil vorgesehen, daß mindestens eine der Nuten der Schiene Abflußöffnungen aufweist.
  • Wenn Haltepratzen vorgesehen sind, die die Solarmodule auf der Schiene festspannen, lassen sich die Module besonders exakt in einer gemeinsamen Ebene befestigen, welche die Schienen festlegen.
    •
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert:
    Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:
  • 1 einen Vertikalschnitt durch ein mittels den erfindungsgemäßen Befestigungselementen und den Montageschienen auf einem Dach befestigten Solarmoduls,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Befestigungselementes und
  • 3 einen Schnitt durch das Profil einer erfindungsgemäßen Montageschiene.
  • In 1 ist ein Vertikalschnitt durch einen Baukörper mit einem darauf befestigten Solarmodul als Vertikalschnitt gezeigt. Die normale Dacheindeckung besteht aus einem Sparren 5, auf dem horizontal verlaufende Dachlatten befestigt sind. Die Dachlatten 22 halten schuppenartig übereinanderliegende Dachpfannen 3, die mir ihrer Haltekante 23 die Dachlatten 22 oben hintergreifen. Ein Befestigungselement 1 ist mittels Holzschrauben 24, die geeignete Löcher in der Kopflatte 12 durchdringen, auf dem Sparren 5 befestigt. Mit der Kopfplatte 12 ist das abgewinkelte erste Ende des freien Schenkels 7 verbunden. Das andere Ende 6 des anderen freien Schenkels 8 dient zur Befestigung der Montageschiene 10. Auf dieser Montageschiene 10 ist schließlich das Solarmodul 9 befestigt. Die Anlagefläche des Moduls 9 und des Endes 6 sind rechtwinklig zueinander angeordnet. Zur Befestigung der unterschiedlichen Teile der Schiene 10 sind die Köpfe von Schrauben 25 in den Nuten der Montageschiene verdrehsicher eingeführt, so daß die Gewindeenden nach außen weisen. Auf diese können dann zum Verspannen die Muttern 26 aufgeschraubt werden.
  • Das Befestigungselement 1 ist in 2 in perspektivischer Ansicht detaillierter dargestellt. Dadurch, daß im zweiten Ende 6 ein Langloch 11 vorgesehen ist, kann die Schiene 10 auch bei unebenen Dächern exakt geradlinig verlegt werden. Da der obere freie Schenkel 8 des c-förmigen Mittelsteils 2 länger ist als der untere freie Schenkel 7, wird bei einer Last in Richtung des Endes 6 auf den Fußpunkt des ersten Endes 4 ein Moment ausgeübt. Der Hebelarm entspricht dem Abstand der Ebenen, in denen die Enden 4 und 6 liegen. Bei einer Kraft in Richtung auf die Fußplatte 12 führt dieses Moment dazu, daß sich der freie Schenkel 7 nicht auf einer Dachpfanne 3 abstützt, sondern trotz Last sich abhebt. Auf diese Weise wird eine punktförmige Belastung der spröden Dachpfanne vermieden. Die ursprüngliche Dacheindeckung bleibt lastfrei und wird durch die Montage der Solarmodule nicht beeinträchtigt.
  • In 3 ist das Profil der Montageschiene detaillierter dargestellt. Die Schiene weist im wesentlichen einen rechteckiges Profil auf. An der rechteckigen vertikalen Seite 13 ist eine Nut 17 vorgesehen, deren seitliche Begrenzungsstege Hintergriffe 19 für den Kopf von Befestigungsschrauben 25 bereitstellen. Die Weite des Kanals ist so gewählt, daß der Kopf einer eingeführten Schraube verdrehsicher gehalten wird. In entsprechender Weise befindet sich oben eine weitere Nut mit Hintergriffen 19 zur analogen Befestigung von Haltepratzen 21 mittels derer ein Solarmodul 9 auf der Befestigungsfläche 18 der Seite 14 gespannt wird. Die Befestigungsflächen 18 der Seiten 13 und 14 liegen rechtwinklig zueinander. Dadurch sind die freien Enden der eingeführten Schrauben 25 leicht zugänglich, um beispielsweise aufgeschraubte Muttern anziehen zu können. Wie in 3 erkennbar, ist das rechteckige Profil der Montageschiene höher als breit. Seitlich ist zusätzlich eine Nut 15 angeformt. In dieser Nut können Kabel oder Rohrleitungen verlegt werden. Zur besseren Belüftung ist eine Engstelle 16 vorgesehen. Eindringendes Wasser kann so in den unteren Teil der Nut 15 gelangen und dort durch geeignet vorgesehene Öffnungen abfließen, während Kabel etc. von der Engstelle zurückgehalten werden.
  • Auf diese Weise lassen sich auf bestehenden Ziegeldächern schnell, bequem und exakt Solarmodule verlegen, ohne daß die bestehende Dacheindeckung belastet wird.
    • 1
    Befestigungelement
    2
    Mittelstück
    3
    Dachpfanne
    4
    Erstes Ende
    5
    Baukörper, Dachsparren
    6
    Zweites Ende
    7
    Freier Schenkel (anderer)
    8
    Freier Schenkel (erster)
    9
    Solarmodul
    10
    Montageschiene
    11
    Langloch
    12
    Kopfplatte
    13
    Erste Seite
    14
    Zweite Seite
    15
    Nut
    16
    Engstelle
    17
    Nut
    18
    Befestigungsfläche
    19
    Hintergriff
    20
    Abflußöffnung
    21
    Haltepratze
    22
    Dachlatten
    23
    Haltekante
    24
    Schraube
    25
    Schraube
    26
    Mutter

Claims (12)

  1. Befestigungselement (1) bestehend aus einem c-förmigen Mittelstück (2), vorzugsweise zum Umgreifen einer Dachpfanne (3) oder dergleichen, wobei ein erstes Ende (4) eines ersten freien Schenkels (7) des c-förmigen Mittelstücks (2) zur Befestigung an einem Baukörper (5), z.B. einem Dachsparren, ausgebildet ist, und ein zweites Ende (6) des anderen freien Schenkels (8) des c-förmigen Mittelstücks (2) zur Befestigung eines Solarmoduls (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der andere freie Schenkel (8) mindestens so lang ausgebildet ist wie der erste freie Schenkel (7).
  2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste freie Schenkel (7) ein erstes Befestigungsende (4) zur Befestigung am Baukörper (5) aufweist, das zum freien Schenkel (7) etwa rechtwinkelig nach außen weisend ausgerichtet ist.
  3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite freie Schenkel (8) ein zweites Befestigungsende (6) zur Befestigung eines Solarmoduls (9) oder einer Montageschiene (10) aufweist, das zum anderen freien Schenkel (8) etwa rechtwinkelig nach außen weisend ausgebildet ist.
  4. Befestigungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Befestigungsende (6) ein Langloch (11) aufweist.
  5. Befestigungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Befestigungsende (4) in einer Kopfplatte (12) mit Befestigungsöffnungen endend ausgebildet ist.
  6. Montageschiene (10) zum Halten von Solarmodulen (9), mit einer Befestigungsfläche (18) auf einer ersten Seite (13) zur Verbindung mit einem Befestigungselement (1) und einer weiteren Befestigungsfläche (18) auf einer zweiten Seite (14) zur Befestigung eines Solarmoduls (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungeflächen (18) rechtwinklig zu einander angeordnet sind, wobei die Montageschiene (10) vorzugsweise horizontal, insbesondere entlang einer Höhenlinie eines geneigten Solarmoduls (9), angeordnet ist.
  7. Montageschiene nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsfläche (18) der Schiene (10) Nuten (15), (17) mit Hintergriffen (19) für Köpfe von Schrauben (24, 25) aufweist.
  8. Montageschiene nach Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (10) ein Profil aufweist, das höher als breit, insbesondere aus Aluminium als Strangpreßprofil, ausgebildet ist.
  9. Montageschiene 10 nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an die Montageschiene (10) eine, vorzugsweise oben geöffnete Nut (15) angeformt ist, zur Aufnahme von Kabeln und dergleichen.
  10. Montageschiene nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nut (15) eine Engstelle für Kabel oder dergleichen vorgesehen ist.
  11. Montageschiene nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Nuten (15, 17) der Schiene (10) Abflußöffnungen (20) aufweist.
  12. Montageschiene nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Haltepratzen (21) vorgesehen sind, die das Solarmodul (9) auf der Schiene (10) festspannen.
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