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Die Erfindung betrifft ein Dachkabelkanalsystem für Photovoltaikanlagen zur Aufnahme der elektrischen Leitungen von Photovoltaikelementen, die auf einem Dach eines Gebäudes montierbar sind.
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Die Verlegung von Photovoltaikelementen, im Allgemeinen mit Solarzellen bezeichnet, auf Gebäudedächern zur Gewinnung von Strom aus Sonnenenergie ist allgemein bekannt. Dabei werden die meist rechteckförmigen Photovoltaikelemente mit diversen Haltemitteln, meist in Form von profilierten Schienen, an einem bestehenden Dach eines Gebäudes montiert. Um die elektrischen Leitungen der Photovoltaikelemente, die den von der Sonne erzeugten Strom von den Photovoltaikelementen zu Umrichtern transportieren, geschützt zu verlegen, werden Kabelkanäle verwendet. Die Umrichter sind dabei meist im Bereich der Gebäudewand angebracht.
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Dabei werden die Kabelkanäle meist unter Anbohren des Daches auf dem selbigen verlegt. Die so angebrachten Kabelkanäle, die in der Regel parallel zu den rechteckförmigen Photovoltaikelementen verlaufen, sind entsprechend in Längs- und Querrichtung des Daches angeordnet. Die mit dem Dach verbundenen Kabelkanäle, die Quer zum Dachgefälle angebracht sind, bilden für den durch Regen aufkommenden Wasserfluss eine Barriere. Außerdem sind bisher verwendete Kabelkanäle hinsichtlich ihrer Stabilität, insbesondere beim Betreten derselben durch Menschen, bruchempfindlich.
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In der
DE 20 2009 007 419 U1 ist ein verbesserter Kabelkanal offenbart, der an den Haltemitteln für die Photovoltaikelemente angebracht ist. Nachteilig an diesem Kabelkanal ist, dass eine Demontage des Kabelkanals zum Zwecke der Reparatur bzw. Wartung der elektrischen Leitungen durch die schlechte Zugänglichkeit des Kabelkanals nur erschwert möglich ist.
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Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Dachkabelkanalsystem für Photovoltaikanlagen zur Verfügung zu stellen, das eine einfache Montage auf dem Dach zulässt und das eine bessere Wartung der elektrische Leitungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Dachkabelkanalsystem für Photovoltaikanlagen zur Aufnahme der elektrischen Leitungen von Photovoltaikelementen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Der Erfinder schlägt zu Lösung der Aufgabe vor: ein Dachkabelkanalsystem für Photovoltaikanlagen zur Aufnahme der elektrischen Leitungen von Photovoltaikelementen, die auf einem Dach eines Gebäudes montierbar sind, mit einem Hauptkanal, der quer zum Dachgefälle montierbar ist, und mindestens einem Seitenkanal, der quer zum Hauptkanal montierbar ist, wobei der Hauptkanal und der Seitenkanal jeweils mehrere in Längsrichtung verbindbare Hauptkanalteilsegmente bzw. Seitenkanalteilsegmente haben und jedes Hauptkanalteilsegment ein Bodenelement und ein Abdeckelement hat, wobei das Bodenelement und das Abdeckelement jeweils einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und das Bodenelement zumindest zwei als Vertiefungen ausgebildete Ausbuchtungen aufweist, wobei die Ausbuchtungen Verbindungsflächen zum Dach ausbilden und das Bodenelement mit dem Abdeckelement formschlüssig unter Ausbildung eines umfangseitig geschlossenen Querschnittes lösbar miteinander verbindbar sind, und wobei das Seitenkanalteilsegment einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei Schenkel des Querschnittes des Seitenkanalteilsegments seitliche Verbindungsflächen zum Dach ausbilden und das Seitenkanalteilsegment samt Verbindungsflächen mit einer Teilfläche des Daches unter Ausbildung eines umfangseitig geschlossenen Querschnittes fest miteinander verbindbar sind.
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Die Ausbuchtungen, die Verbindungsflächen zum Dach ausbilden, können ohne Anbohren der Dachhaut, vorzugsweise durch Klebung des Systems auf der Dachhaut angebracht werden. Da das Bodenelement mit dem Abdeckelement formschlüssig unter Ausbildung eines umfangseitig geschlossenen Querschnittes lösbar miteinander verbindbar ist, kann das Abdeckelement reversibel am Bodenelement angebracht werden, was die Wartbarkeit verbessert. Insbesondere können am Bodenelement und/oder am Abdeckelement Ausbuchtungen und Langlöcher angeordnet sein, die formschlüssig ineinander greifen.
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Der Wasserablauf bei Regen ist auch bei quer zum Dachgefälle verlegtem Hauptkanal möglich, da dieser nur mit den Ausbuchtungen aufgeklebt ist und ähnlich einer Brücke entsprechende Wasserdurchlässe hat.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Seitenkanal zwischen zwei Ausbuchtungen eines Bodenelementes anordenbar und eine anzubringende Öffnung, vorzugsweise durch vorgefertigte Perforationen, bildet am Bodenelement und an einer Oberseite des Seitenkanalteilsegments eine Durchführung für die elektrischen Leitungen der Photovoltaikelemente aus. Eine Öffnung ist somit an der Unterseite des Bodenelementes, die andere an der Oberseite des Seitenkanalteilsegmentes angebracht, wodurch das Eindringen von Regenwasser erschwert bzw. verhindert wird.
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Es ist von Vorteil, wenn zwischen den Verbindungsflächen des Bodenelementes und zwischen den Verbindungsflächen des Seitenkanalteilsegments eine Klebeverbindung, vorzugsweise ein Kleber auf Silikon-Basis, ausgebildet ist. Die Klebeverbindung kann erst bei der Montage des Kabelkanalsystems auf dem Dach aufgebracht werden oder es ist bereits eine Klebeverbindung, zum Beispiel ein doppelseitiges Klebeband an den Verbindungsflächen vorhanden.
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In einer weiteren Ausführung des Dachkabelkanalsystems sind zwischen zwei benachbarten und entsprechend beabstandeten Seitenkanalteilsegmenten Abzweigelemente anordenbar, die zumindest eine Öffnung für die Durchführung der elektrischen Leitungen der Photovoltaikelemente links- und/oder rechtsseitig zum Seitenkanal ausbildet, wobei das Abzweigelement mit den zwei Seitenkanalteilsegmenten eine lösbare formschlüssige Verbindung ausbildet. Als formschlüssige Verbindung eignen sich ebenfalls am Seitenkanalteilsegment und/oder am Abzweigelement angeordnete Ausbuchtungen und Langlöcher, die formschlüssig ineinander greifen. In die seitliche(n) Öffnung(en) der Abzweigelemente kann eine jeweilige Klemmdose der Photovoltaikelemente eingeführt werden.
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Es ist von Vorteil, wenn die Abzweigelemente Schrägungsflächen aufweisen, die als Führungsflächen für die elektrischen Leitungen der Photovoltaikelemente und gleichzeitig bei auftretendem Regen als Wasserleitflächen im Seitenkanal für eingedrungenes Wasser fungieren.
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In einer optionalen Ausführung ist an zumindest einer Seitenwandung, vorzugsweise diagonal gegenüberliegend an beiden Seitenwandungen, der Ausbuchtung der Bodenelemente zumindest eine Öffnung angeordnet. So kann im Hauptkanal, der quer zum Dachgefälle verläuft, eventuell eingedrungenes Wasser herauslaufen.
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In einer möglichen Ausführung der Erfindung sind die Hauptkanalteilsegmente (Bodenelement und Abdeckelement), die Seitenkanalteilsegmente und die Abzweigelemente aus einem UV-resistentem ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), vorzugsweise in der Farbe Lichtgrau. ABS lässt sich als Kunststoff gut verkleben. In der Farbe Lichtgrau werden die Kanäle durch die Sonne nur in geringem Maße aufgeheizt, im Bereich von ca. +50° Celsius. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Hauptkanalteilsegmente (Bodenelement und Abdeckelement), die Seitenkanalteilsegmente und die Abzweigelemente bevorzugt als Tiefziehteile oder Spritzgussteile gefertigt sind.
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Es ist von Vorteil, wenn die Hauptkanalteilsegmente und/oder die Seitenkanalteilsegmente und/oder die Abzweigelemente zumindest an einem Ende eine Querschnittsaufweitung aufweisen. In diese Querschnittsaufweitung kann das Ende (ohne Querschnittsaufweitung) eines zweiten Hauptkanalteilsegments und/oder Seitenkanalteilsegments und/oder Abzweigelements eingeführt werden und die Elemente im Prinzip endlos verlängert werden.
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Um die Stabilität beim Betreten des Kabelkanals zu erhöhen, können an den Abdeckelementen Versteifungselemente, wie Rippen oder Ein-/Ausbuchtungen, ausgebildet sein.
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Um weiterhin eine mögliche Scharfkantigkeit der Abzweigelemente zu entschärfen, ist es vorteilhaft, wenn an den Abzweigelementen Auflageflächen zum Dach ausgebildet sind. Die Abzweigelemente liegen mit einer größeren Auflagefläche A auf der Dachhaut bzw. dem Seitenkanalteilsegment auf. Hierdurch wird der Druck p bei gleicher Auflagekraft F verringert, da der Druck p = F / A = Kraft / Fläche ist, so dass die Dachhaut bzw. das Modul nicht beschädigt wird, was bei einer schmalen Endabschlusskante zur Dachhaut möglicherweise der Fall wäre.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1: Seitenansicht eines Hauptkanalteilsegments (Bodenelement und Abdeckelement),
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2: Perspektivische Ansicht auf ein Hauptkanalteilsegment mit einem verbundenen Bodenelement,
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3: Perspektivische Ansicht auf einen Hauptkanal mit einem Seitenkanal,
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4: Draufsicht auf ein Dachkabelkanalsystem mit Photovoltaikelementen.
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Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
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Die 1 zeigt in einer Seitenansicht ein Hauptkanalteilsegment 4.1 eines Dachkabelkanalsystems, welches aus einem Bodenelement 4.2 (im Bildhintergrund), und einem Abdeckelement 4.3 (im Vordergrund) besteht. Mehrere solcher Hauptkanalteilsegmente 4.1 bilden den Hauptkanal des Dachkabelkanalsystems und dieser wird quer zum Dachgefälle verlegt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass bei Dächern ohne Dachgefälle eine Montage des Dachkabelkanalsystems in beiden Orthogonalrichtungen möglich ist. In diesem Hauptkanal können die elektrischen Leitungen zu den Frequenz- bzw. Gleichstromumrichtern der Photovoltaikanlage verlegt werden. Das Bodenelement 4.2 hat einen U-förmigen Querschnitt (Schnitt in Zeichenebene) und in dieser Ausführung drei Ausbuchtungen 4.4. Der Boden der Ausbuchtungen 4.4 bildet die Verbindungsflächen 4.5 zum Dach bzw. der Dachhaut. An diesen Verbindungsflächen 4.5 ist oder wird ein Kleber aufgebracht, mit dem das Bodenelement 4.2 am Dach befestigt wird. Vorteilhaft an den Ausbuchtungen 4.4 des Bodenelementes 4.2 ist, das zwischen diesen – beim Einbau quer zum Dachgefälle – mögliches Regenwasser durchfließen kann. In dieser Ausführung des Bodenelementes 4.2 ist an dessen Seitenwand 4.6 jeweils eine Öffnung 4.7 im Bereich der Ausbuchtungen 4.4 angebracht. Über diese Öffnungen 4.7 kann eventuell in das Hauptkanalteilsegment 4.1 eingedrungenes Wasser wieder abfließen. Das im Vordergrund abgebildete Abdeckelement 4.3 hat ebenfalls einen U-förmigen Querschnitt und wird formschlüssig und reversibel mit dem Bodenelement 4.2 verbunden. Am Abdeckelement 4.3 sind in dieser Ausführung Versteifungselemente 4.8, hier in Form von Erhebungen angeformt, die die Trittsteifigkeit bzw. generell die Verwindungssteifigkeit des Abdeckelementes 4.3 erhöhen. Abdeckelement 4.3 und Bodenelement 4.2 haben am rechten Ende jeweils eine Querschnittaufweitung 9, damit diese mit einem weiteren Abdeckelement 4.3 und einem weiteren Bodenelement 4.2 quasi zu einem endlosen Hauptkanal verbunden werden können.
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Die 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Hauptkanalteilsegment 4.1 mit einem verbundenen Bodenelement 4.2. Im linken Teil der 2 ist das Hauptkanalteilsegment 4.1 dargestellt. Hierbei sind im Gegensatz zu 1 das Bodenelement 4.2 mit dem Abdeckelement 4.3 zusammengeklipst. Das Abdeckelement 4.3 zeigt im oberen Bereich ebenfalls die Versteifungselemente 4.8. Rechts in 2 ist ein mit dem Hauptkanalteilsegment 4.1 an der Querschnittaufweitung 9 verbundenes Bodenelement 4.2 dargestellt. Das Hauptkanalteilsegment 4.1 mit verbundenem rechtem Bodenelement 4.2 (und später auch darauf aufgeklipstem Abdeckelement 4.3) bilden so den Hauptkanal 4 des Dachkabelkanalsystems. In dieser Darstellung ist am rechten Bodenelement 4.2 an dessen Seitenwand 4.6 die Öffnung 4.7 noch deutlicher zu erkennen. Diese Öffnung 4.7 kann als eine oder mehrere Bohrung(en) oder aber ein oder mehrere Schlitze im Bereich der tiefsten Stelle der Ausbuchtung 4.4 ausgebildet sein. Im Bereich der Verbindungsflächen 4.5 ist oder wird ein Kleber aufgebracht, mit dem das Bodenelement 4.2 am Dach befestigt wird. Alternativ kann der Kleber selbstverständlich im Abstandverhältnis der Ausbuchtungen 4.4 zuerst auf dem Dach aufgebracht werden und dann die Verbindungsflächen 4.5 auf die beklebten Dachflächen angedrückt werden.
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Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf ein Dachkabelkanalsystem 1 bestehend aus einem Hauptkanal 4 und einem Seitenkanal 6. Der Aufbau des Hauptkanals 4 wurde bereits in den 1 und 2 und dazugehöriger Beschreibung detailliert erläutert. Der Seitenkanal 6 besteht in dieser Ausführung aus drei Seitenkanalteilsegmenten 6.1, wobei das Seitenkanalteilsegment 6.1, das den Hauptkanal 4 kreuzt, zwischen zwei Ausbuchtungen 4.4 verläuft. Die Seitenkanalteilsegmente 6.1 bestehen aus einem im Querschnitt U-förmigen Profilkörper, wobei am rechten und linken Schenkel 6.2 Verbindungsflächen 6.3 zum Dach ausgebildet sind. Im Bereich der Verbindungsflächen 6.3 ist oder wird ein Kleber aufgebracht, mit dem das Seitenkanalteilsegment 6.1 am Dach befestigt wird. Zwischen zwei beabstandeten Seitenkanalteilsegmenten 6.1 ist ein Abzweigelement 8 angeordnet.
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Das in 3 ganz rechts abgebildete Abzweigelement 8 ermöglicht über eine daran vorgesehene Öffnung 8.1 die Herausführung der im Seitenkanalteilsegment 6.1 verlaufenden elektrischen Leitung (nicht in 3 gezeigt) nur nach rechts (in Richtung oberen Bildrand) zur Klemmdose eines dort angrenzenden Photovoltaikelements (in 3 nicht gezeigt). Eine nicht dargestellte spiegelbildliche Ausführung dieses einfach abzweigenden Abzweigelements 8 kann bei Bedarf vorgesehen werden, um die elektrische Leitung nur nach links (in Richtung unteren Bildrand) zur Klemmdose eines dort angrenzenden Photovoltaikelements (in 3 nicht gezeigt) herauszuführen. Die beiden links in 3 abgebildeten jeweils doppelt abzweigenden Abzweigelemente 8 ermöglichen über zwei jeweils daran vorgesehene Öffnungen 8.1 die Herausführung der elektrischen Leitung nach rechts und links zur jeweiligen Klemmdose zweier angrenzender Photovoltaikelemente (in 3 nicht gezeigt).
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Schrägungsflächen 8.3 am Abzweigelement 8 dienen zum einen als Kabelführung und zum anderen als Wasserleitflächen, so dass eventuelles Regenwasser abgeführt wird. Am Abzweigelement 8 sind in dieser Ausführung vier Auflageflächen 8.2 zum Dach ausgebildet. Die Abzweigelemente 8 liegen jeweils mit einer größeren Auflagefläche A auf der Dachhaut bzw. dem jeweils angrenzenden Photovoltaikelement auf.
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Die 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Dachkabelkanalsystem 1 mit Photovoltaikelementen 3. Die Photovoltaikelemente 3, umgangssprachlich mit Solarzellen bezeichnet, werden orthogonal am Dach mit diversen Befestigungsmitteln befestigt. Damit die elektrischen Leitungen 2 von mechanischen und Witterungseinflüssen geschützt von den Photovoltaikelementen 3 zu den Umrichtern, die in 4 nicht dargestellt sind, verlegt werden können, ist das Dachkabelkanalsystem 1 auf dem Dach verlegt. Quer zum Dachgefälle 5 ist der Hauptkanal 4 angebracht. Und quer zum Hauptkanal 4 verläuft der Seitenkanal 6.
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Die zu den Photovoltaikelementen 3 gehörenden Klemmdosen, aus denen eine jeweilige elektrische Leitung 2 herausgeführt ist, sind in ihrem jeweils zugehörigen Abzweigelement 8 untergebracht und damit gegen Witterungseinflüsse und beschädigende Kräfte geschützt. Über eine Öffnung 7, die als Bohrung durch eine Unterseite eines Bodenelements 4.2 des Hauptkanals 4 und durch eine Oberseite des den Hauptkanal 4 kreuzenden Seitenkanalteilsegments 6.1 ausgeführt sein kann, werden die zu einer sogenannten Stringleitung zusammengefassten elektrischen Leitungen 2 vom Seitenkanal 6 aus in den Hauptkanal 4 überführt und bilden dort eine Hauptleitung bzw. Sammelleitung zu einem oder mehreren Umrichtern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dachkabelkanalsystem
- 2
- elektrische Leitung
- 3
- Photovoltaikelement
- 4
- Hauptkanal
- 4.1
- Hauptkanalteilsegment
- 4.2
- Bodenelement
- 4.3
- Abdeckelement
- 4.4
- Ausbuchtungen
- 4.5
- Verbindungsflächen
- 4.6
- Seitenwand
- 4.7
- Öffnung
- 4.8
- Versteifungselement
- 5
- Dachgefälle
- 6
- Seitenkanal
- 6.1
- Seitenkanalteilsegment
- 6.2
- Schenkel
- 6.3
- Verbindungsflächen
- 7
- Öffnung
- 8
- Abzweigelement
- 8.1
- Öffnung
- 8.2
- Auflagefläche
- 8.3
- Schrägungsflächen
- 9
- Querschnittaufweitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009007419 U1 [0004]
