DE102009022641A1 - Vorrichtung zur photovoltaischen Energieerzeugung - Google Patents

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Abstract

Die Vorrichtung dient zur photovoltaischen Energieerzeugung und weist ein flexibles Trägermaterial sowie eine photovoltaisch aktive Schicht auf. Die Vorrichtung ist mit einer Halteeinrichtung zur Montage im Bereich einer Grundstruktur versehen. Das Trägermaterial ist im Bereich einander gegenüberliegend angeordneter Seitenkanten jeweils mit einem biegsamen Halterungsprofil verbunden. Das Halterungsprofil ist zur Führung entlang einer schienenartigen Halteeinrichtung ausgebildet, die im Bereich der Grundstruktur fixierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur photovoltaischen Energieerzeugung, die ein flexibles Trägermaterial und eine photovoltaisch aktive Schicht aufweist, sowie die mit einer Halteeinrichtung zur Montage im Bereich einer Grundstruktur versehen ist.
  • Derartige Vorrichtungen zur photovoltaischen Energieerzeugung sind üblicherweise als Solarzellen oder Solarmodule ausgebildet, die auftreffende Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln. Überwiegend sind derartige Solarmodule als vergleichsweise massive und starre Bauelemente ausgeführt, die im Bereich von Gebäudedächern durch geeignete Haltevorrichtungen fixiert werden.
  • Ebenfalls ist es bereits bekannt, derartige Solarmodule mit biegsamen Eigenschaften zu versehen und hierdurch eine re lativ leichte und preiswerte Konstruktion zu unterstützen. Die bekannten Montagevorrichtungen, die eine ausreichende Steifigkeit der Solarmodule voraussetzen, sind zur Montage derartiger flexibler Solarmodule nicht geeignet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass eine zuverlässige Fixierung erreicht und zugleich eine einfache Montage und Demontage unterstützt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Trägermaterial im Bereich einander gegenüberliegend angeordneter Seitenkanten jeweils mit einem biegsamen Halterungsprofil verbunden ist, das zur Führung entlang einer schienenartigen Halteeinrichtung ausgebildet ist, die im Bereich der Grundstruktur fixierbar ist.
  • Durch die Verbindung der einander gegenüberliegenden Halterungsprofile des Trägermaterials mit den jeweils zugeordneten schienenartigen Halteelementen wird eine sichere und belastungsfähige Montage der Solarmodule unterstützt. Es wird eine flächige Befestigung bereitgestellt, die dem Modul eine mechanische Langlebigkeit verleiht. Die Leitungsprofile und die schienenartigen Halteeinrichtungen können in einfacher Weise zusammengefügt und wieder voneinander getrennt werden. Montagen und Demontagen sind hierdurch in kurzer Zeit durchführbar.
  • Darüber hinaus kann in einfacher Weise ein Diebstahlschutz realisiert werden, da es lediglich erforderlich ist, an den Enden der schienenartigen Halteeinrichtung ein Herausziehen der Halterungsprofile zu verhindern. Grundsätzlich ist es in einfacher Weise auch möglich, die Einrichtung in die Überwachung einer Alarmanlage mit einzubeziehen und Positi onsveränderungen zwischen der schienenartigen Halteeinrichtung und dem Halterungsprofil zu erfassen.
  • Eine einfache Positionierbarkeit und zugleich eine sichere Fixierung der Solarmodule wird dadurch unterstützt, dass eine Kontur der Halteeinrichtung an eine korrespondierende Kontur des Halterungsprofils angepaßt ist.
  • Eine leichtgängige Montage und Demontage wird dadurch unterstützt, dass die jeweiligen Konturen gerundet ausgebildet sind.
  • Gemäß einer massiven Ausführungsform ist daran gedacht, dass das Halterungsprofil stabartig ausgebildet ist.
  • Eine leichte Ausführungsform wird dadurch bereitgestellt, dass das Halterungsprofil rohrartig ausgebildet ist.
  • Eine kompakte Gestaltung wird dadurch erreicht, dass das Halterungsprofil mindestens bereichsweise als elektrischer Anschluß für ein vom flexiblen Trägermaterial und der photovoltaisch aktiven Schicht ausgebildetes Solarmodul ausgeführt ist.
  • Geringe elektrische Verluste werden dadurch unterstützt, dass das Halterungsprofil mindestens bereichsweise aus Kupfer oder Aluminium ausgebildet ist.
  • Eine verbundartige Konstruktion kann dadurch erreicht werden, dass eine Kopplung zwischen dem Halterungsprofil und dem Solarmodul mindestens bereichsweise von einer Rückseitenfolie des Solarmoduls ausgebildet ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsvariante ist auch daran gedacht, dass eine Kopplung zwischen dem Halterungsprofil und dem Solarmodul mindestens bereichsweise von einer Vorderseitenfolie des Solarmoduls ausgebildet ist.
  • Eine zuverlässige mechanische Halterung wird dadurch erreicht, dass die Kopplung ein u-förmiges Halterungsprofil für das Solarmodul ausbildet.
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf ein Solarmodul mit seitlich angebrachten Halterungsprofilen und
  • 2 einen vergrößerten Querschnitt durch ein Halterungsprofil, das mit einem Solarmodul verbunden und in eine schienenartige Halteeinrichtung eingeführt ist.
  • Gemäß der Ausführungsform in 1 ist ein Solarmodul (1) im Bereich einander gegenüberliegend angeordneter Seitenkanten (2, 3) jeweils mit einem biegsamen Halterungsprofil (4, 5) versehen. Das Solarmodul (1) besteht aus einem flexiblen Trägermaterial, auf das eine photovoltaisch aktive Schicht aufgebracht ist. Die photovoltaisch aktive Schicht ist insbesondere als eine CIS-Schicht (Kupfer-Indium-Selen) ausgebildet.
  • Die Querschnittdarstellung in 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Halterungsprofil (10) entlang einer schienenartigen Halteeinrichtung (6) geführt ist. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Halterungsprofil (10) innerhalb der schienenartigen Halteeinrichtung (6) geführt ist. Grundsätzlich ist auch eine außenseitige Führung realisierbar.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der das Halterungsprofil (2) eine kreisähnliche Umfangskontur aufweist und mit einer massiven Ausbildung versehen ist. Grundsätzlich können auch andersartige gerundete oder kantige Querschnittstrukturen verwendet werden. Ebenfalls ist es möglich, statt einer massiven Ausbildung eine rohrartige Konstruktion zu realisieren.
  • Gemäß der Ausführungsform in 2 ist das Halterungsprofil (10) mit einer Kopplung (7) versehen, die die Verbindung zum Solarmodul (1) realisiert. Insbesondere ist daran gedacht, dass die Kopplung (7) ein U-förmiges Aufnahmeprofil (8) bereitstellt, in die das Solarmodul (1) eingeführt ist.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform für eine besonders einfache Konstruktion, bei der das Aufnahmeprofil (8) und die Kopplung (7) zum Halterungsprofil (10) aus einer Rückseitenfolie (11) des Solarmoduls (1) ausgebildet sind. Ebenso können das Aufnahmeprofil (8) und die Kopplung (7) aus einer Vorderseitenfolie (12) des Solarmoduls (1) ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist es möglich, das Halterungsprofil (4, 5) aus einem elektrisch leitfähigen Material auszubilden und zur Stromführung für das Solarmodul (1) zu nutzen. Bei einer derartigen Ausführungs form wird das Halterungsprofil (4, 5) vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium ausgebildet. Bevorzugt wird hierbei eine Ausbildung entsprechend von Kabellitzen realisiert, um die erforderliche Flexibilität bereitzustellen.
  • Durch die Einführung des Solarmoduls (1) in die Kopplung (7) oder die Umschlingung des Halterungsprofils (4, 5) mit der Rückseitenfolie (11) bzw. der Vorderseitenfolie (12) des Solarmoduls (1) wird eine Kantenabdichtung für das Solarmodul (1) erreicht, die einem Eindringen von Sauerstoff und Wasserdampf entgegenwirkt. Auch bei eventuellen Undichtigkeiten im jeweiligen Kontaktbereich wird eine räumlich lange Eindringstrecke für Feuchtigkeit bereitgestellt, die bereits selbst zu einer entsprechenden Dichtigkeit beiträgt.
  • Insbesondere ist daran gedacht, das Halterungsprofil (4, 5) als eine sogenannten Keder auszubilden, die über eine als Kederfahne ausgebildete Kopplung (7) mit dem Solarmodul (1) verbunden ist. Die Randversiegelung des Solarmoduls (1) wird hierbei von der Kederfahne durchgeführt.
  • Eine Montage des Solarmoduls (1) unter Verwendung der schienenartigen Halteeinrichtungen (6) im Bereich einer Grundstruktur erfolgt typischerweise derart, dass zunächst eine Halteeinrichtung (6) im Bereich der Grundstruktur fixiert wird. Anschließend wird das Solarmodul (1) mit seinem Halterungsprofil (4) in die schienenartige Halteeinrichtung (6) eingezogen. Das andere Halterungsprofil (5) des Solarmoduls wird alsdann in eine weitere Halteeinrichtung (6) gezogen. Diese Halteeinrichtung (6) kann über weitere Schienen verfügen, in die weitere Solarmodule (1) eingezogen werden können. So ist die schnelle Montage mehrerer Solarmodule (1) in einer Reihe möglich. Die Reihe wird durch eine Halteeinrichtung (6) mit nur einer Schiene abgeschlossen. Alle Halteeinrichtungen (6) werden in der Grundstruktur verankert. Die Verankerung kann derart erfolgen, dass die Halteeinrichtungen (6) in Richtung der Reihe der Solarmodule (1) frei beweglich sind. In diesem Fall wird anschließend die Solarmodulreihe durch eine entsprechende Vorrichtung verspannt. Die Verspannung kann einseitig oder zweiseitig erfolgen. Eine Verspannung der Solarmodulreihe hat den Vorteil, dass die Solarmodule trotz einer möglichen temperaturbedingten Ausdehnung immer gespannt bleiben. Abschließend erfolgt die elektrische Verschaltung der Solarmodule (1) und gegebenenfalls die Aktivierung einer Diebstahlsicherung.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur photovoltaischen Energieerzeugung, die ein flexibles Trägermaterial und eine photovoltaisch aktive Schicht aufweist, sowie die mit einer Halteeinrichtung zur Montage im Bereich einer Grundstruktur versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial im Bereich einander gegenüberliegend angeordneter Seitenkanten (2, 3) jeweils mit einem biegsamen Halterungsprofil (4, 5) verbunden ist, das zur Führung entlang einer schienenartigen Halteeinrichtung (6) ausgebildet ist, die im Bereich der Grundstruktur fixierbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur der Halteeinrichtung (6) an eine korrespondierende Kontur des Halterungsprofils (4, 5) angepaßt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Konturen gerundet ausgebildet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) in der schienenartigen Halteeinrichtung (6) geführt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) stabartig ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) rohrartig ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) als Keder ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) mindestens bereichsweise als elektrischer Anschluß für ein vom flexiblen Trägermaterial und der photovoltaisch aktiven Schicht ausgebildetes Solarmodul (1) ausgeführt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) mindestens bereichsweise aus Kupfer ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) mindestens bereichsweise aus Aluminium ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplung (7) zwischen dem Halterungsprofil (4, 5) und dem Solarmodul (1) mindestens bereichsweise von einer Rückseitenfolie des Solarmoduls (1) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplung (7) zwischen dem Halterungsprofil (4, 5) und dem Solarmodul (1) mindestens bereichsweise von einer Vorderseitenfolie des Solarmoduls (1) ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung (7) ein u-förmiges Halterungsprofil für das Solarmodul (1) ausbildet.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsprofil (4, 5) und die Kopplung (7) zum Solarmodul (1) die Funktion einer Randabdichtung des Solarmoduls (1) gegen Sauerstoff und Wasserdampf übernimmt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verwendung von Halteeinrichtungen (6) mit mehr als einer Schiene mehrere Solarmodule (1) in einer Reihe montiert werden können.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Halteeinrichtung (6) in der Grundstruktur derart erfolgt, dass die Halteeinrichtung (6) in Richtung des Solarmoduls (1) frei beweglich bleibt.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Ausdehnung einer Reihe von Solarmodulen (1) dadurch kompensiert wird, dass die Reihe von Solarmodulen (1) ein- oder zweiseitig verspannt wird.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (6) nach der Montage des Solarmoduls (1) derart verändert wird, dass das Solarmodul effektiv vor einem Diebstahl geschützt ist.
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