DE102009016923A1

DE102009016923A1 - Konstruktive Maßnahmen zur Erzielung einer dachhautintegrierten, kostengünstigen Solaranlage

Info

Publication number: DE102009016923A1
Application number: DE102009016923A
Authority: DE
Inventors: Carsten Molsen
Original assignee: Molsen Carsten Dr
Current assignee: Molsen Carsten Dr
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-10-21

Abstract

Es wird ein gänzlich anderer Aufbau von thermischen Solarsystemen aus multiplen Einzelkomponenten und Varianten beschrieben, die baukastenmäßig aus Einzelteilen zusammengestzt werden können und nicht wie üblich weitestgehend durch Fertigbauelemente imponieren. Dadurch wird ein deutlich vereinfachter konstruktiver Aufbau dieser Systeme erreicht, selbst für Laien installierbar. Es ist deutlich kostengünstiger als herkömmliche Systeme, risikoärmer, weil ohne Dachdurchbruch auskommend, erheblich reparaturerleichternd, nachkontrollierbarer in seinen Leistungen und Risiken (bes. hinsichtlich eventuell eindringender Feuchtigkeit) und nicht zuletzt durch seinen baukastenähnlichen Aufbau auch zu einer ungleich besseren Dachausnutzung befähigt. Parallel ist dieses System eben durch diese Art des Aufbaues auch als Straßen-, Wege-, Terrassen- und Fassadenbekleidung zu nutzen.

Description

Diese Zielvorgaben werden erfindungsgemäß erreicht durch einen weitestgehend simplifizierten, modularen Aufbau des Solarsystems. Auf jegliche, stets risikobefrachtete Dachbrüche oder gar dachhautintegrierte Solarsysteme wird verzichtet – genauso wie auf wenig ästhetische Solarpaneele, die komplett aufs Dach, oberhalb der Pfannen, plattenweise montiert werden. Besonders eindrücklich ist die diesem system innewohnende enorme Steigerung der für Solarenergie nutzbaren Dachfläche. Bei Plattenkollektoren wird durch Fenster, Gauben, Schornsteine, unterschiedlichste Dachdurchbrüche jedweder Art und Firstanteilen die nutzbare Dachfläche häufig auf bis zu weniger als 20% der Gesamtdachfläche reduziert. Während also bei den üblichen, naturgemäß in sich unteilbaren Plattenkollektoren großflächige, ungeteilte und unverwinkelte Dachflächen zur Verfügung stehen müssen, ist bei den nachfolgend dargestellten Neuerungen eine Nutzung der gesamten Dachfläche möglich.
Dies alles kann erreicht werden durch einen grundsätzlich anderen Aufbau des Solarsystems mit zahlreichen konstruktiven Neuerungen:
davon ausgehend, daß eine im Solarsystem zirkulierende Flüssigkeit als wärmetragendes und wärmevermittelndes Medium durch die Kraft der Sonne erwärmt werden soll, sollte man natürlich zwecks Optimierung und maximaler Ausnutzung der Dachfläche am höchsten Punkt, also meist dem First mit dem System, sprich der Leitungsführung anfangen. Das ist in doppelter Hinsicht zweckmäßig, weil im Bereich des Dachfirst die Dachschalung in Längsachse des Dachfirstes unterhalb der Firstpfannen zumeist auf einigen Zentimetern Breite offen ist zwecks besseren Durchlüftung (Vermeidung von Staunässe/Schimmelbildung) der gesamten Dachkonstruktion. Selbst wenn unterhalb des First die Schalung oder eine analog aufgebrachte Folie diese konstruktive Offenheit nicht eingebaut ist, wäre dies möglich ohne Risiko von Nässeeintritt konstruktiv leicht herzustellen, u. U. mit nur etwas breiteren Firstpfannen. Diese Firstpfannen sollten aber bei der hier vorgestellten Neuerung sinnvollerweise schon in der Formgebung auf die Leitungsbahnen selbst, deren Abzweigungen in die Dachpfannenreihe und die nachfolgend beschriebenen Solardachpfannen ausgerichtet sein – siehe Zeichnung 1 (ohne zusätzliche Darstellung der Firstpfannen-integrierten Aufwölbungen für die Abgänge der Leitungen in die Dachpfannenreihe). Dies könnte wie folgt dargestellt werden:
Es werden die Firstpfannen so gefertigt, daß – PATENTANSPRUCH 1 – in die Dachpfanne direkt integriert oder darunter befindlich die Möglichkeit der Wasser- und/oder Flüssigkeitsführung durch Schläuche, Rohre oder dergleichen (am besten Rohr- und/oder Schlauchsysteme mit einer Wärmetauscher ähnlichen Form) existiert inkl. – PATENTANSPRUCH 2 – der dazugehörigen Befestigungsmöglichkeiten dieses Leitungssystems in diesen First- und Dachpfannen, Rohren oder dergleichen – in Längsachse und/oder besser, weil sinnvoller – PATENTANSPRUCH 3 – von der Firstpfanne seitlich abgehend – alles siehe Zeichnung 1.
Diese Rohr- und/oder Schlauchführungsmöglichkeit setzt sich damit also unterhalb der Firstpfanne seitlich abgehend, meist rechtwinkelig in die vertikal ausgerichteter, der Dachneigung entsprechende Achse der Dachpfannenreihe fort. Diese Dachpfannen verfügen innerhalb dieser Dachpfannen PATENTANSPRUCH 4 – analog den Firstpfannen über eine Schlauch- und/oder Rohrführung und/oder sind auf der Unterseite – PATENTANSPRUCH 5 – so geformt, daß auch auf der Pfannenunterseite eine selbige Raum vorgesehen ist. Dazu sind die Dachpfannen so geformt, daß diese Schlauch- und/oder Rohrführung in vertikaler Achse entsprechend der Dachneigung von Dachpfanne zu Dachpfanne – PATENTANSPRUCH 6 – „weitergereicht” werden können, so daß von der obersten bis zur untersten Pfanne, also vom Dachfirst bis zur Dachrinne die volle Höhe des Daches und seiner Pfannenreihe genutzt werden könnte für diese Leitungsführung und somit für diese Solartechnik – siehe Zeichnung 2. Im Bereich des unteren Dachüberstandes kann dann dieses Rohr und/oder Schlauch, also das Leitungssystem diese Pfannenführung wieder verlassen und mit den weiteren, zumeist analog geführten Schläuchen/Rohren zusammengeführt, d. h. gesammelt werden, um dann ohne Dachdurchbruch ins Haus zur Solarzentrale geführt werden zu können. Genauso ist es denkbar, Dachpfannen so zu fertigen, daß mit oben ausgeführten grundsätzlichen Inhalten innerhalb der vertikalen Dachpfannenreihe – PATENTANSPRUCH 7 – ein seitlicher Abgang und/oder Abknickungen ermöglicht werden. Damit könnten Fensterdurchbrüchen, Gauben, Schornsteine oder ähnliches umgangen werden, um die gesamte Dachfläche solartechnisch nutzen zu können – seitliche Abgänge dieser Solardachpfannen ohne separate Zeichnung.
Auf diese Weise jedenfalls kann mit den oben ausgeführten Möglichkeiten und Einzelelementen selbst ein handwerklich bescheiden Begabter sich ggf. seine Solaranlage selbst bauen, ohne zudem hoch risikobefrachtete Dachdurchbrüche hinnehmen oder riskieren zu müssen. Diese Risikominimierung kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden, weil ein schleichender Nässeeintritt in die Dachdämmung erst sehr spät bemerkt wird mit dann meist schon erheblichen, längst Realität gewordenen Folgeschäden.
Für diese zuvor beschriebene Art der Solartechnik sind also spezielle Dachpfannen erforderlich bzw. auf jeden Fall sinnvoll. Hierbei ist man in der ersten Variante auf die direkte Erwärmung der Dachpfanne an sich angewiesen, was aber in hinreichendem Maß eher nur in den Sommermonaten eintreten wird und zudem vom Wind abhängig ist, dessen kühlende Wirkung stets kontraproduktiv ist. Es sind dabei mehrere Varianten denkbar:

a) Natürlich sollten diese Dachpfannen zur optimierten Wärmeaufnahme und Weitergabe möglichst dunkel, am besten in schwarz ausgeführt sein oder
b) Zur besseren Wärmeübertragung bzw. Wärmeübergabe von der Dachpfanne zu diesen Rohr- und/oder Schlauchsystemen können in diese Dachpfannen – PATENTANSPRUCH 8 – Metallbänder und andere wärmeführende Elemente angebracht bzw. integriert, diese sollten temperaturgesteuert (z. B. Bimetall), um kühlende Effekte auszuschließen, sein zur besseren Wärmeübergabe der erhitzten Dachpfanne an dieses Leitungssystem und damit an die darin zirkulierende Solarflüssigkeit.
c) eventuell sogar mit gleichzeitiger Haltefunktion für dieses Rohr- und/oder Schlauchsystem. Der Einfachheit halber also – PATENTANSPRUCH 9 – könnten diese Dachpfannen auch so ausgeformt sein, daß diese Rohr- und/oder Schlauchsysteme direkter Klemmwirkung ausgesetzt sind, so daß keine zusätzlichen Haltesysteme erforderlich sind – siehe Zeichnung 3.

Mindestens genauso, aber sicher effektiver hinsichtlich der Wärmeausbeute ist es aber, diese Dachpfannen indirekt zu nutzen mit all ihren denkbaren Varianten und konstruktiven Inhalten wie zuvor ausgeführt, aber auch weiteren konstruktiven Neuerungen. Das heißt, daß es nicht auf die Erwärmung der Dachpfannen an sich ankommt, sondern daß diese Pfannen in Glas und/oder glasartigem Kunststoff (ergibt zumeist eine bessere isolierende Wirkung, auf die später noch eingegangen wird ...) auszuführen sind. Die Sonne könnte dann direkt auf diese solarflüssigkeitsführende Leitungssysteme scheinen, die zweckmäßigerweise nicht nur in Rohr- oder Schlauchform ausgeführt sein sollten, sondern im Sinne eines – siehe Anfang – rohr- oder schlauchartigen Wärmetauschers – PATENTANSPRUCH 10 – siehe Zeichnung 4. Dabei sollte in dieser Variante das mehrfach zuvor beschriebene Leitungssystem natürlich zweckmäßigerweise in schwarz oder ähnlichen, das Sonnenlicht absorbierbaren Farben, Oberflächen und Materialien ausgeführt werden. Bei diesen Glasvarianten ergibt sich die also zusätzliche Möglichkeit, in den konstruktiven Aufbau der Glasdachpfanne – PATENTANSPRUCH 11 – eine Art fortlaufende Lupe zu integrieren, die das Sonnenlicht auf diese Rohr- und/oder Schlauchführung – sinnvollerweise in Längsachse der Glasdachpfannen – bündelt und somit den Wärme – sprich Solareffekt deutlich verstärkt – siehe Zeichnung 5.
Als Restproblem bleibt dann noch, um den Wärmeverlust zu minimieren, die Isolierung, damit die eingefangene Wärme in diesem Rohr- und/oder Schlauchsystem möglichst optimal verbleibt. Das ist in Richtung Innenseite des Daches zum Haus hin genauso erforderlich wie besonders nach außen in Richtung der Dachpfannen. Bei den heute handelsüblichen, bisherigen konventionellen Systemen ist dies entweder direkt gelöst mit der sog. Vacuumröhrentechnik oder bei den Plattenkollektoren durch ein geschlossenes Kastensystem, das weitestgehend winddicht ist, wodurch die Sonnenwärme in diesem Plattenkollektor möglichst verbleiben soll. Die in diesem Plattenkollektor befindlichen, flüssigkeitsführenden Rohre werden dadurch erwärmt mit relativ geringem Wärmeverlust.
Diese Art der Winddichtigkeit der Plattenkollektoren kann bei dem hier dargestellten System, funktionierend bei allen zuvor vorgestellten Varianten, ebenfalls erzielt werden, indem eine Kunststoffbahn (immer sind in diesem Zusammenhang bei dieser Darstellung nicht nur einzelne Bahnen, sondern auch „flächige Elemente analoger Funktion” gemeint, PATENTANSPRUCH 12 – wenn auch nicht an jeder Stelle extra ausgeführt) die Unterseiten der Dachpfannen zur Dachschalung und -Lattung hin abdeckt – siehe Zeichnung 6 Diese Kunststoffbahn (wie gesagt an dieser Stelle sei es noch einmal genannt: flächige Elemente analoger Funktion – PATENTANSPRUCH 12) paßt zu der Unterseite der ineinander geführten Dachpfannen – PATENTANSPRUCH 13 – wie ein Schlüssel zum Schloß, also wie Patrize zur Matrize – weiterhin siehe Zeichnung 6. Diese Kunststoffbahn/-folie läßt nur etwas Platz und Raum für dieses solartechnische Leitungssystem zwischen ihr selbst und den Dachpfannen. Diese gleichzeitig Isolationswirkung erzielende Kunststoffbahn kann quasi vom First an auf der die Dachpfannen tragenden Lattung ausgerollt werden in vertikaler Achse zum Verlauf der ineinandergreifenden Dachpfannen von oben nach unten. Dabei kann die Verankerung der Dachpfannen in der Lattung sichergestellt sein durch entsprechende – PATENTANSPRUCH 14 – Aussparungen in dieser Folie oder analoge Halteelemente in die Folie integriert, also als Teil der Folie selbst – PATENTANSPRUCH 15 – (was ggf. die ganze Lattung als Trägerelement der Dachpfannen einspart). Diese Folie kann als Kunststoffbahn oder flächig aufzubringende Folie ausgeführt werden mit einer mehr oder weniger isolierenden Funktion als Neben- und/oder Haupteffekt. Dabei ist es wie gerade ausgeführt denkbar, daß diese Art Folie die Funktion einer Lattung generell übernimmt und diese Lattung überflüssig macht – s. o.. Dabei wäre dann die exakte Verlegung der Dachpfannen kinderleicht, was sogar ohne solartechnische Inhalte beim normalen Dachaufbau von Vorteil wäre. Diese Folie würde dann die bisherigen Folien o. ä., die oberhalb der Dachschalung unterhalb der Lattung aufgebracht werden, sogar ersetzen können und mithin wie zuvor dargestellt gleich mehrere Funktionen übernehmen inkl. der ergänzenden Funktion, daß diese Folie gleich die Klemmelemente für dieses solare Leitungssystem in sich trägt – PATENTANSPRUCH 16.
Die vielbeschriebene Rohr- und/oder Schlauchführung befindet sich dann also oberhalb dieser Kunststoffbahn, also zwischen dieser Kunststoffbahn bzw. Folie und der Unterseite der Dachpfannen. Der Dachaufbau sieht dann wie folgt aus: nach der Dachschalung (und nur noch nach gewählter Art des Dachaufbaues ggf. eine Dachlattung) wird dann in vertikaler Längsachse diese Kunststoffbahn ausgerollt und Folie aufgebracht, dann das Rohr- und/oder Schlauchsystem und zuoberst die Dachpfannen selbst. Diesem konstruktiven Aufbau folgend ist aber auch eine Variante denkbar, bei der eine zweite, dieses Mal klarsichtige Kunststofffolie eingesetzt wird zum Abdecken dieses solaren Leitungssystems unterhalb der Dachpfannen, weil die Isolationswirkung von gläsernen Dachpfannen allein suboptimal ist.
Der solartechnische Dachaufbau sähe dann folgendermaßen von unten/innen nach oben/außen aus: Dachschalung (sinnvollerweise, weil einfacher ohne Lattung), die dunklen Kunststoffbahnen oder Folien, darin wie zuvor in mehreren Varianten beschrieben eingebettet das solare Leitungssystem und darüber mit dementsprechend bedarfsgerecht – PATENTANSPRUCH 17 – geformten Abstandshaltern eine weitere, dieses Mal UV-stabil in Klarsicht gefertigte Kunststoffbahn/-folie und darüber abschließend die Glas- oder Kunststoffdachpfannen, welche sich dann auf diese zur Sonne hin abschließende Kunststoffbahn/-folie exakt und positionsstabil – PATENTANSPRUCH 18 – einklinken können – ggf. auf diesen zuvor beschriebenen Abstandshaltern – PATENTANSPRUCH 19 – siehe Zeichnung 7. Um die nötige Winddichtigkeit zu erzielen wäre es sinnvoll, die korrespondierenden dunklen und klarsichtigen Kunstststoffbahnen/-folien mit dem dazwischen befindlichen solaren Leitungssystem gegeneinander abzudichten, was einfach mit einer seitlichen, Klemmwirkung schaffenden Formgebung darzustellen ist – siehe Frischhaltebeutel – bekannt sind – PATENTANSPRUCH 20 –.
Dabei ist es einerlei, ob die Befestigung für das Rohr- und/oder Schlauchsystem in eine dieser Kunststoffbahnen integriert – siehe erneut PATENTANSPRUCH 16 – ist (was aber prinzipiell zweckmäßiger ist) oder in den Dachpfannen direkt wie zuvor beschrieben. Wichtig ist auf jeden Fall aber, daß bei dieser Abdichtung der Pfannenunterseite mit dem Solarflüssigkeit führenden Leitungssystem weitestgehende Winddichtigkeit erzielt wird. Auch bei diesen am besten in schwarz ausgeführten Kunststoffbahnen ist es sinnvoll, die Möglichkeiten der Wärmeübergabe in dieses Leitungssystem zu optimieren. Das kann erzielt werden durch per se Wärme leitende Kunststoffbahnen wie zuvor beschrieben oder durch beispielsweise durch in diese Kunststoffbahn integrierte – PATENTANSPRUCH 21 – Metallklammern o. ä., gleichzeitig zur Stabilisierung und Halten – PATENTANSPRUCH 22 – dieses schon mehrfach beschriebenen Leitungssystems, aber auch ggf. der Dachpfannen – PATENTANSPRUCH – 23. Zentraler Punkt ist dabei natürlich wie bei jedem Solarsystem, die Sonnenwärme mit größtmöglicher Effizienz in dieses Leitungssystem/Flüssigkeit zu überführen und dort möglichst verlust- und rückabgabefrei zu konzentrieren.
Es besteht natürlich die Möglichkeit, alle oder Teile dieser konstruktiven Inhalte in toto in diese Pfannen in einer Art – PATENTANSPRUCH 24 – „Dachpfannenmodul” schon bei der Herstellung zu integrieren, so daß diese Art von Dachpfannen bei der Verlegung/Montage nur noch modular zusammengesteckt und am oberen und unteren Ende mit den jeweiligen Rohrführungen verbunden werden müssen.
Dabei wäre es auch denkbar, die besagten Dachpfannen sogleich in einer Art isolierender Sandwich-Technik – PATENTANSPRUCH 25 – zu erstellen. Diese Glasdachpfannen – wenn nicht gleich in witterungsstabilem Kunststoff hergestellt – mit ihrer konstruktionsbedingt eher schlechten Isolationswirkung wären dann an ihrer Unterseite mit Klarsichtkunststoff, je nach gewünschter Isolationswirkung folienartig oder massiver, beschichtet, um eine deutlich optimierte Isolationswirkung darzustellen. Bei der UV-Einstrahlung auf das solare Leitungssystem, verbunden mit hohen Temperaturen, ist genauso darüber nachzudenken, ob nicht in diese Beschichtung der Dachpfannen – innen oder außen – einen UV-Filter o. ä. – PATENTANSPRUCH 26 – mit beinhalten sollte, da Kunststoffe und ihre Bestandteile unter UV-Belastung einer deutlich verstärkten Verwitterung/Alterung ausgesetzt sind – siehe Zeichnung 8.
Auf jeden Fall kommt dieser Verhinderung von Wärmerückstrahlung hochrangige Bedeutung zu. Insofern muß der Winddichtigkeit hohes Gewicht beigemessen werden. Um dies darzustellen ist es wichtig, die Übergänge der Dachpfannen in ihrer vertikalen Ausrichtung und vertikalen Übergängen abzudichten, besonders wenn man keine Klarsichtfolie oberhalb dieses solaren Leitungssystems unterhalb der Dachpfannen einsetzt. Dies ist möglich durch schon in die Pfannen integrierte – PATENTANSPRUCH 27 – Dichtstreifen, aber auch gesondert einzulegende Dichtstreifen mit dafür vorgesehenen Nuten schon in den Dachpfannen – PATENTANSPRUCH 28 – würden ihren Zweck erfüllen, solange diese gegen ein Verrutschen gesichert sind, was also konstruktiv sicher erfüllt sein muß. Theoretisch ist auch denkbar, daß diese Dichtstreifen Teil dieser oben beschriebenen Kunststoffbahn oder -folie sein kann, die beim Verlegen jeweils zwischen die Dachpfannen geklappt werden und somit Winddichtigkeit erreicht wird.
In dieser gesammelten variantenreichen Betrachtung, die einmal von einer möglichst einfachen und preiswerten Erstellung und Konstruktion eines Solarsystems ausging, kann kein Zweifel darüber bestehen, daß die absolut einfachste Variante darin besteht, diese vor allem unter Ansprüchen 11 bis 16 beschriebene Kunststoffbahn/-folie direkt mit einem Wärmetauscher ähnlichen Leitungssystem (am besten fokussiert und achsenähnlich im Bereich dieser lupenähnlichen Brennwirkung) auszustatten – PATENTANSPRUCH 29 siehe Zeichnung 9. Das heißt also, einen wärmetauscher-ähnlichen Schlauch mit seitlichen Flügeln auf voller Länge, wie z. B. in der Natur eine Meerschlange – entfernt – aussieht. Dann hätte man nur noch diese Kunststoffbahn/folie vom First hinab auszurollen, müßte im Firstbereich die jeweiligen Anschlüsse verbinden, schrauben oder wie auch immer und dann die vielbeschriebenen, selbstisolierenden (siehe Anspruch 20 bis 28) Dachpfannen verlegen wie immer und am unteren Ende das solare Leitungssystem wieder bündeln mit Leitungsführung zur Solarzentrale.
Dieses ganze solare System läßt sich natürlich analog als Fassaden- und Fußbodensystem vorstellen. So wie eine Terrasse möglichst zur Sonne ausgerichtet ist, könnte man diese Dachpfannenelemente mit den diversen, zuvor ausgeführten Möglichkeiten mit einer zweiten, je nach Bedarf planen Deckfläche versehen – PATENTANSPRUCH 30 – und als Fußbodenbelag einer Terrasse, Haus- und/oder Garageneinfahrt, Fassade und ähnlichem nutzen – siehe Zeichnung 10. Die Details der konstruktiven Inhalte bleiben im Prinzip davon unberührt, allein die Oberfläche muß dem jeweiligen Einsatzgebiet entsprechend geformt sein, was aber den integrativ einbebauten konstruktiven Elementen nicht entgegensteht.
Und zu allen zuvor genannten Varianten ist noch eine u. U. sinnvolle Ergänzung denkbar: dieses solare Leitungssystem ist in seiner Effizienz von einer guten Dämmung abhängig, die den Wärmeverlust soweit als möglich verhindert bzw. reduziert. So wäre es z. B. auch denkbar, daß dieses ganze solare Leitungssystem in ein zweites, schlauchartiges System eingebettet wird, welches gegen Kollabierung konstruktiv gesichert ist, wie bei sog. Saugschläuchen bekannt. Dieses saugstabile Zweitsystem ummantelt dann in einem definierten Abstand dieses solare Leitungssystem weitestgehend winddicht. Bei Anspringen der Solaranlage, wenn also die Sonneneinstrahlung schon genügend Wärme produziert hat, springt parallel eine Unterdruckpumpe (ggf. gleich systemintegriert photovoltaisch energetisch versorgt) an und minimiert mit wenig Aufwand ohne Anspruch auf ein „ewig währendes Vakuum” dann den Luftinhalt dieses Systems – siehe Zeichnung 11. In der Folge wäre eine deutlich verbesserte Effizienz des Systems – PATENTANSPRUCH 31 – gegeben, weil die Wärmerückstrahlung vermindert ist je nach Umfang der gewünschten und optimierten Unterdruckleistung. Damit hätte man mit wenig Aufwand etwas ähnliches erreicht wie bei der Vakuumröhrentechnik, bei der es sehr aufwendig ist, dieses Vakuum unter den unterschiedlichsten klimatischen Bedingungen über Jahre aufrecht zu erhalten – was im übrigen essentiell für die Wirksamkeit dieser Systeme ist, aber nur schwer kontinuierlich zu kontrollieren.
Um am Ende eine möglichst hohe oder die gewünschte Temperatur der zirkulierenden Flüssigkeit in diesem Solarsystem zu erzielen, sind ebenfalls mehrere Varianten denkbar. Sinnvollerweise löst sich dieses Thema über die Durchflußmenge, sprich Fließgeschwindigkeit. Verbleibt diese Solarflüssigkeit als Wärmeträger länger in diesem System, wird die Wärmeübergabe anhaltender sein und demzufolge die Erwärmung stärker. Das läßt sich extrem einfach, am besten pro vertikaler Leitungsbahn über ein Bimetall gesteuertes Ventil – PATENTANSPRUCH 32 – darstellen, das automatisch die Durchflußmenge reguliert bis zur optimalen Temperatur. Diese konstruktiv äußerst einfache Steuerung der Durchflußmenge sollte zweckmäßigerweise pro einzelner Fließbahn, noch vor dem eventuellen Zusammenfluß mehrerer, installiert werden, um die zu erzielende Temperatur zu optimieren. Oft ist auf einem Dach nicht auszuschließen, daß eine Teilverschattung stattfindet durch Bäume, Schornsteine oder vielem derartigen mehr und dann so wie oben ausgeführt, individuell ausgeglichen werden kann – was im übrigen mit den heute üblichen Plattenkollektoren kaum bzw. wenn überhaupt nur ansatzweise möglich ist. Auch hier ist das hier vorgeführte System den herkömmlichen überlegen.
Präziser, aber in seiner Montage aufwendiger, weil Strom erfordernd, ist ein elektrischer Meßfühler pro vertikale Fließbahn oder in toto. Diese elektrisch betriebenen Meßfühler steuern mit ihren gewonnenen Daten dann kleine Ventile, die die Durchflußmenge dem Temperaturbedarf und/oder Sollwerten analog der Bimetall gesteuerten Variante anpassen.
Alle diese zuvor beschriebenen konstruktiven Elemente lassen sich teilweise oder vollständig miteinander kombinieren, wofür in jedweder teilweisen oder vollständigen Nutzung, Anordnung – PATENTANSPRUCH 33 – erhoben wird.
Da wie oben beschrieben gefertigte Dachpfannen kaum teurer sind als herkömmliche, die darunter reziprok passende und isolierende Kunststoffbahn ebenfalls äußerst preiswert zu beschaffen bzw. zu produzieren ist genauso wie diese vielzitierten Rohr- und/oder Schlauchsysteme, ergibt sich ein extrem preiswertes Solar-Kollektorsystem – zugleich mit ungleich variableren Montagemöglichkeiten als es starre Platten- und/oder Vacuumröhrenkollektoren je sein können. Dies ist zusätzlich verbunden mit einer ungewöhnlich einfachen Montage, langfristiger bzw. grundsätzlicher Sicherheit und Kontrolle gegen eindringende Feuchtigkeit, Isolationsmängel, Alterungsprozesse wie auch verdeckte Fehler oder Mängel, die der Effizienz eines Solarsystems besonders in der langfristigen Betrachtung entgegenstehen. Dieses System besticht durch eine extrem vereinfachte Reparaturfreudigkeit und eine maximale Ausnutzung aller Dachflächenbereiche inkl. einer einfachen, selektiven, aber wirkungsvollen Steuerung bei sonnenstandsbedingt wechselnden Teilverschattungen, womit eine auch eine bessere Solarnutzung möglich ist als bei herkömmlichen Plattenkollektoren.

Zeichnung 1:

1a: Dachpfanne
1b: Firstpfanne
1c: Dachsparren
1d: Lattung
1e: Raum unterhalb der Firstpfannen, für Leitungen zur Verfügung stehend

Zeichnung 2:

2a: Dachpfanne, Draufsicht
2b: Schnitt Dachpfanne mit Darstellung Raum für Leitungen in der Pfanne
2c: Schnitt Dachpfanne mit Darstellung Raum für Leitungen unterhalb einer Dachpfanne

Zeichnung 3:

3a: Schnitt Dachpfanne: dachpfannenintegrierte Halteelemente

Zeichnung 4:

4a: Querschnitt eines Leitungssystems mit Wärmetauschercharakter

Zeichnung 5:

5a: Querschnitt Dachpfanne mit integrierter Lupe in Längsachse

Zeichnung 6:

6a: flächige Draufsicht Kunststoffbahn/-folie mit Halteelementen
6b: Schnitt, seitlich, Halteelement
6c: Schnitt, Halteelement in Längsachse

Zeichnung 7:

7a: Schnitt Abstandshalter für obere und untere Kunststoffbahn/-folie an sich
7b: Schnitt für Klemmfunktion innerhalb dieses Halters
7c: Schnitt abdeckender Bügel zur positionssicheren Halterung der abdeckenden Kunststoffbahn/-folie
7d: Darstellung der Befestigungselemente dieser Halterung auf der Lattung, Dachschalung

Zeichnung 8:

8a: Querschnitt einer Dachpfanne mit Isolationswirkung verbessernder Beschichtung durch (ggf. UV-stabile) Folie o. ä.

Zeichnung 9:

9a: Querschnitt wärmetauscherähnliches Leitungssystem mit Flügeln

Zeichnung 10:

10a: Querschnitt Dachpfanne mit zusätzlicher planer Deckschicht
10b: Querschnitt Dachpfanne, „normaler Anteil”

Zeichnung 11:

11a: Schnitt Gesamtansicht einer vakuumtauglichen Hülle für ein solares Leitungssystem
11b: dazu Schnitt Außenhülle
11c: dazu Schnitt integrierter Abstandshalter zur positionssicheren Halterung des solaren Leitungssystems in dieser vakuumtauglichen, röhrenartigen Hülle
11d: Schnittdarstellung des solaren Leitungssystems an sich in dieser Hülle

Claims

Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß Firstpfannen so gefertigt werden, daß direkt darunter oder in diese Art Pfannen integriert die Möglichkeit einer Leitungsführung besteht für Rohre, Schläuche oder dergleichen
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen wie unter Anspruch „1/2” dargestellt, aber mit Befestigungsmöglichkeiten dieser Leitungssysteme in die entsprechenden First- und „normale” Dachpfannen.
Konstruktive Maßnahmen wie unter „1” beschrieben für Leitungssysteme mit zusätzlicher Abzweigungsmöglichkeit in die Dachpfannenreihe
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen wie vor allem in „1” dargestellt, aber nicht in die Firstpfannen, sondern in die Dachpfannen selbst integriert.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb dieser Pfannen Platz vorgehalten wird für diese zuvor beschriebenen Leitungssysteme.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen wie zuvor dargestellt dadurch gekennzeichnet, daß es konstruktiv bei entsprechender Pfannengestaltung räumlich möglich ist, diese Leitungssysteme in vertikaler Richtung und Dachneigung von Pfanne zu Pfanne weiterzureichen.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen wie zuvor dargestellt dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur in den Firstpfannen, sondern auch in den Dachpfannen seitliche Abzweigungen möglich sind – wie analog Anspruch „3” für die Firstpfannen.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in die Dachpfannen oder die Halteelemente wärmeführende Elemente integriert sind zur besseren Wärmeübertragung an das Solarflüssigkeit führende Leitungssystem.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß diese Pfannensysteme dieses zuvor beschriebene Leitungssystem einer direkten Klemmwirkung ausgesetzt ist und somit eine gesonderte Befestigungsnotwendigkeit entfällt.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß dieses solare Leitungssystem – gültig für jedwede zuvor und/oder danach dargestellte Variante – als rohr-/schlauchartiger Wärmetauscher ausgeführt wird.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in diese glasartige Dachpfanne eine Art fortlaufende Lupe in Längsachse integriert ist, die das Sonnenlicht bündelt, verstärkt und somit die wärmespendende Solarwirkung auf das Solarleitungssystem – zweckmäßigerweise wie eine Wärmetauscher geformt – verstärkt.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß eine ggf. auch wärmeabsorbierende und isolierende Kunststoffbahn die Unterseite dieser Dachpfannen paßgenau – Matritzen-/Patritzenprinzip – und möglichst winddicht abdeckt unter Raumlassung zwischen dieser Kunststoffbahn und den darüber liegenden Dachpfannen für die zuvor beschriebenen Varianten von Leitungssystemen, daß diese Kunststoffbahn als flächige Folie ausgeführt ist.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß diese Kunststoffbahn/Folie komplementär zu den Dachpfannen paßt – Prinzip von Matrize/Patrize – unter Raumlassung für dieses solare Leitungssystem.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen wie unter „12 + 13” dargestellt dadurch gekennzeichnet, daß diese Kunststoffbahnen/Folie den Dachpfannen trotzdem ermöglichen, in die dafür vorgesehene Lattung eingehängt zu werden.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen wie unter „12/13” dargestellt dadurch gekennzeichnet, daß direkt in dieser zuvor beschriebenen Folie, Kunststoffbahn oder ähnlichem Halteelemente für Dachpfannen vorgesehen sind – was generell schlußendlich jegliche Lattung als Halteelement und andere Abdeckungen der Dachschalung unterhalb eben dieser Lattung für Dachpfannen überflüssig machen würde.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Kunststoffbahn/Folie auch Halteelemente für dieses solare Leitungssystem integriert/vorgesehen sind.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß spezielle Halterungen auf der zuvor beschriebenen unteren Kunststoffbahn/-folie, aber oberhalb des solaren Leitungssystems in der Lage sind, eine abdeckende UV-stabile Klarsichtkunststoffbahn/-folie darüber – unterhalb dieser nun schon mehrfach beschriebenen Dachpfannen positionsstabil zu tragen.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß dieses solare Leitungssystem mit einer zweiten, klarsichtigen, sinnvollerweise UV-stabilen Kunststofffolie abgedeckt werden kann.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß dies in den unter „17” beschriebenen Halterungen möglich ist.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß diese unterhalb und oberhalb des solaren Leitungssystems befindlichen Kunststoffbahnen/Folien möglichst winddicht durch eine Art Klemmwirkung miteinander verbunden werden können.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß diese Kunststoffbahn/Folie selbst mit darin integrierten konstruktiven Inhalten, Metallbänder o. ä. wärmeleitend wird, wodurch die volle Breite der Wärmeeinwirkung besser nutzbar wird und dem solaren Leitungssystem zugeführt werden kann.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß separate Halterungen dieses solaren Leitungssystems gleichzeitig zur Wärmeleitung geeignet sind wie auch:
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in diese zuvor beschriebenen Kunststoffbahnen/-folien oberhalb oder unterhalb dieser solaren Leitungssysteme Halteelemente integriert sind – siehe unter „22” – für das Befestigen von Dach- und Firstpfannen wie zuvor schon beschrieben, siehe oben „2/4/14/16” und somit keine gesonderten Halteelemente notwendig sind.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß die zuvor beschriebenen Einzelelemente modulartig – alle oder teilweise – in Dachpfannen als quasi Fertigpfannen integrativ zusammengefaßt sind und diese Dachpfannen nur noch in entsprechender Länge und Form zusammengesteckt werden müssen.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß diese Dachpfannen schon zuunterst teilweise oder vollständig, einfach und/oder mehrfach beschichtet sind mit isolierenden Materialien, Kunststoffbahnen oder -folien, um einem Wärmerückverlust entgegenzuwirken.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in die beschriebenen Kunststoffbahnen, Folien, Dachpfannenbeschichtungen UV-Filter konstruktiv mit integriert werden.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in diese Dachpfannen Dichtstreifen integriert sind, um einem Wärmerückverlust optimiert entgegenzuwirken.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in diese Dachpfannen schon Nuten integriert sind für die Aufnahme – positionsstabil – von Dichtstreifen.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß diese jetzt schon mehrfach beschriebenen Kunststoffbahnen/-folien schon direkt integrativ mit Leitungssystemen ausgestattet sind, so daß kein spezielles solares Leitungssystem mehr an- und aufgebracht werden muß. Diese hier beschriebene Kunststoffbahn/folie ist somit mit mehreren Funktionen ausgestattet, nämlich isolierende Kunststoffbahn (sinnvollerweise in einer zu den Dachpfannen passenden Breite) und Leitungssystem in einem. Im Querschnitt sähe diese Kunststoffbahn aus wie ein Rochen, mittig ein Leitungssystem mit folienartiger Verbreiterung auf voller Länge durchlaufend. Das alles ließe sich natürlich auch konstruktiv in Folien integrieren, die gleich mehrere Dachpfannenbreiten abdecken – was aber das Verlegen nicht zuletzt hinsichtlich des Gewichts und der Präzision schwierig macht.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß alle diese zuvor beschriebenen konstruktiven Inhalte und Module auch mit einer zusätzlichen Oberflächenschicht – z. B. flächig/planen – hergestellt werden können, damit alle diese beschriebenen konstruktiven Inhalte auch für Fußbodenbeläge (Terrassen, Garageneinfahrten, Straßen generell u. ä.) genutzt werden könnten oder auch als Fassadenelemente.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß dieses zuvor beschriebene solare Leitungssystem in einen kollabierungsgesicherten Saugschlauch als Zweitsystem ummantelnd und weitestgehend luftdicht eingebettet wird. Der Luftraum um dieses solare Leitungssystem herum in diesem Zweitsystem wird bei Anspringen der Solaranlage, wenn sich die Temperatur der Solarflüssigkeit also genügend erhöht hat, weitestgehend luftleer gepumpt, damit die Wärmerückstrahlung vermindert und damit die Effizienz des Systems erheblich erhöht.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß diesem ganzen System Ventile zugeordnet sind – mit Steuerung durch Bimetalle oder elektrisch – die automatisch die Durchflußmenge diese Solarleitungssystem steuern, um die Temperatur der Flüssigkeit dieses Solarsystems dem gewünschten Optimum anpassen zu können.
Konstruktive Maßnahmen oder dergleichen dadurch gekennzeichnet, daß in einer beliebigen Kombination der zuvor beschriebenen Einzelelemente und -maßnahmen Teile, Einzelbereiche oder alles einer solartechnischen Nutzung zugeführt wird.