DE102011003805A1

DE102011003805A1 - Dachaufsatz, Solardachaufsatz, Solaranlage und Verfahren zur Anbringung einer Dünnschichtsolarfolie auf einer Dachabdeckung

Info

Publication number: DE102011003805A1
Application number: DE102011003805A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-09

Abstract

Dachaufsatz mit einem Dachaufsatzrahmen, beispielsweise zur Aufnahme einer Lichtkuppel oder dergleichen, und einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch, der zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen einem Dachunterbau und einer Oberlage der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage anzuordnen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachaufsatzrahmen anderseits ein Aufnahmemittel zur Aufnahme eines Dünnschichtsolarfolie aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dachaufsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Dachaufsatzrahmen, der insbesondere beispielsweise auch oder alternativ zur Aufnahme einer Lichtkuppel oder dergleichen nutzbar ist, und einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch, der zum Anschluss an eine Dachabdeckung ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch einen Solardachaufsatz des Oberbegriffs des Anspruchs 9 und eine Solaranlage des Oberbegriffs des Anspruchs 13. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Realisierung eines Solardachaufsatzes auf einem Dach, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15 und eine Verwendung des Dachaufsatzes.
Dachaufsätze sind seit langem aus dem Stand der Technik, und beispielsweise auch aus dem Produktkatalog der Firma Eternit Flachdach GmbH bekannt. Sie dienen beispielsweise zur Aufnahme von Lichtkuppeln im Rahmen von Flachdachaufbauten. Der am Dachaufsatzrahmen des Dachaufsatzes befestigter Standflansch ist dabei zum Anschluss an eine Dachabdeckung derart ausgebildet, dass der Standflansch zwischen einer Unterlage und einer Oberlage der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung angeordnet wird. Dabei kann die Unterlage wiederum durch Verwendung einer Holzbohle mit Aufkantung vom Unterbau des Daches und damit im Wesentlichen vom Niveau der wasserführenden Linien beabstandet sein. Für die dabei verendeten Schichten der Dachabdeckung haben sich zum Beispiel Elastomerbitumen-Schweißbahnen sehr bewährt.
Ebenfalls sehr bewährt ist die Eindeckung von Flachdächern mittels Kunststoffbahnen, beispielsweise aus Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylchlorid (PVC) oder Ethylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk (EPDM). Bei dieser alternativen Eindeckungsart ist der am Dachaufsatzrahmen des Dachaufsatzes befestigte Standflansch zwischen einem Dachunterbau und der Oberlage der Dachabdeckung, angeordnet. Demzufolge ist die Dachabdeckung ohne eine Unterlage, d. h. einlagig, ausgeführt. Dabei überdeckt die Dachbahn, im konkreten Fall die Oberlage, den Standflansch und wird an diesem festgeschweißt. Alternativ dazu, sofern eine Verschweißen unmöglich oder nicht zweckmäßig ist, kann die Oberlage am Dachaufsatzrahmen hochgeführt und mit selbigem verklebt werden.
Durch die Anordnung des Standflansches zwischen einer Unterlage und einer Oberlage ist gewährleistet, dass der Übergang von Dachaufsatzrahmen zur Dachabdeckung gegen das Eindringen von Regenwasser fachmännisch und witterungsbeständig abgedichtet ist. Bei der alternativen Eindeckungsart ist die Abdichtung dadurch gegeben, dass die Kunststoffbahn über den Standflansch hinaus am Dachaufsatzrahmen empor geführt, und deutlich über der wasserführenden Linie am Dachaufsatzrahmen verklebt wird.
Ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt sind Dünnschichtsolarfolien. Diese weisen eine gewisse Flexibilität auf und können damit direkt auf eine Dachabdeckung aufgeklebt werden.
Allerdings erfordert diese Direktbefestigung besondere Eigenschaften der Dachabdeckung hinsichtlich Unebenheiten und thermischer Ausdehnung, sowie einen erhöhten Abstimmungsbedarf der Bauausführenden, namentlich Solarteur und Dachdecker, der unter Umständen mit höheren Anlagenkosten einhergeht. Nicht ganz unproblematisch ist auch der Aspekt der Wartung direktbefestigter, durch Anbringung innerhalb wasserführender Linien einer höheren Verschmutzung ausgesetzter Anlagen, da die verklebten Dünnschichtsolarfolien nicht ohne einen erhöhten Aufwand entfernt bzw. ausgetauscht werden können. Insbesondere ist aus den genannten Gründen auch eine Flachdachreparatur ohne ein aufwendiges Entfernen der verklebten Dünnschichtsolarfolien nicht möglich.
DE 10 2005 032 716 A1 zeigt ein glasloses, flexibles Solarstrom-Modul, wobei die Montage der Module am Bau, vorzugsweise durch Verkleben, erfolgt.
Die Firma Paul Bauder GmbH bietet ein Trägerelement für Leichtdächer zur Aufnahme von Solarmodulen an. Die Befestigung der Module erfolgt mit Klemmen und ist noch verbesserungswürdig. Insbesondere sind die Module noch vergleichsweise dick.
Die vielschichtige Problematik bei der Bereitstellung moderner Dünnschichtsolaranlagen zeigt sich auch aus kaufmännischer Sicht. So stellen fest mit einem Dachaufbau verbundene Dünnschichtsolarfolien ein einzelnes Investitionsgut, bestehend aus Dachaufbau und Dünnschichtsolarfolien, dar. Dies kann ein Investitionshemmnis darstellen. So fordern Solarfondsgesellschaften in der Regel eine vorrangige Dienstbarkeit um im Falle eine Zwangsversteigerung zu verhindern, dass die Dünnschichtsolarfolien, die fest auf dem zu versteigernden Gebäude installiert oder mit dessen Dachabdeckung verklebt sind, an einen anderen möglichen Gläubiger fallen. Auch ist durch die mangelnde Flexibilität hinsichtlich des Aufbringens der Dünnschichtsolarfolien, eine gestaffelte Investition oft nicht möglich.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass aus dem Stand der Technik keine Vorrichtung bekannt ist, die eine wiederlösbare Aufnahme von Dünnschichtsolarfolien erlaubt, und modernen Dichtigkeitsanforderungen genügt.
Weiterhin aus dem Stand der Technik bekannt sind Abschalteinrichtungen für Solarstromanlagen wie beispielsweise der Solarstrom-Lasttrennschalter „SOL30-Safety” der Firma Eaton Moeller. Im Brandfall stellen Gebäuden mit installierter Solarstromanlage ein hohes Sicherheitsrisiko, insbesondere für Löschkräfte, dar. Bereits eine Durchströmung des menschlichen Körpers mit 120 V Gleichspannung kann lebensgefährliche Folgen haben. Übliche Solaranlagen erreichen eine Gleichspannung von bis zu 1000 V. Gemäß Unfallverhütungsvorschriften der Feuerwehr dürfen nicht spannungsfrei geschaltete Gebäude nicht betreten werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Dachaufsatz bereitzustellen, der eine Aufnahme von Dünnschichtsolarfolien erlaubt, und modernen Dichtigkeitsanforderungen genügt. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen entsprechend verbesserten Solardachaufsatz und eine verbesserte Solaranlage anzugeben. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Realisierung eines Solardachaufsatzes anzugeben. Insbesondere soll eine vorteilhafte Verwendung eines Dachaufsatzes angegeben werden.
Die Aufgabe bezüglich des Dachaufsatzes wird erfindungsgemäß durch einen Dachaufsatz des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist dieser ein Aufnahmemittel zur Aufnahme einer Dünnschichtsolarfolie auf.
Der einseits angebrachte Standflansch ist insbesondere dachseitig vorgesehen. Das anderseitige Aufnahmemittel ist insbesondere an einem dem dachseitigen Ende des Dachaufsatzrahmens gegenüberliegenden Abschnitt, z. B. an einem luftseitigen Ende des Dachaufsatzrahmens, angebracht. Insbesondere ist das Aufnahmemittel zur Aufnahme der Dünnschichtsolarfolie ausgebildet; dies für eine allein am Dachaufsatzrahmen vorgesehene Dünnschichtsolarfolie oder gegebenenfalls für eine zusätzlich und/oder in Kombination mit der Dünnschichtsolarfolie vorgesehene Lichtkuppel oder dergleichen Lichteinlasskörper.
Die Aufgabe betreffend die Verwendung wir dadurch gelöst, dass ein für eine Lichtkuppel ausgebildeter Dachaufsatz erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 16 aufweist.
Auf Dächer aufgebrachte Dachaufsätze können zum Aufbau von Solaranlagen nun bedarfsweise mit Dünnschichtsolarfolien ausgestattet werden und zugleich ist modernen Dichtigkeitsanforderungen beim Anschluss an Dachabdeckungen genüge getan. Die Erfindung basiert insbesondere auf der Erkenntnis, dass Dünnschichtsolarfolien handhabbarer Größe trotz vorbekannter Flexibilität ein Maß an Eigenstabilität aufweisen, um in ein Aufnahmemittel beispielsweise eingeschoben zu werden.
Insbesondere ist unter einer Dünnschichtsolarfolie ein Dünnschichtsolarkörper zu verstehen, der Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie umwandelt und aufgrund seiner Materialeigenschaft und Aufbauhöhe ein hohes Maß an Biegsamkeit bzw. Flexibilität aufweist. Diese erweist sich als erheblich vorteilhaft, bei der Handhabung der Dünnschichtsolarfolie und andererseits hat die Dünnschichtsolarfolie ein gewisses Maß an Eigenstabilität, um in ein Aufnahmemittel des Dachaufsatzes eingebracht zu werden, beispielsweise eingeschoben zu werden. Der Dünnschichtsolarkörper kann beispielsweise durch ein biegsames Sandwichelement aus einer fotoelektrischen Schicht und einer Trägerschicht gebildet sein. Insbesondere ist unter einer Dünnschichtsolarfolie kein herkömmliches, starres Solarelement zu verstehen.
Die Erfindung hat unter anderem auch den Vorteil, dass die wiederlösbare Verbindung von Dachabdeckung und Dünnschichtsolarfolien es ermöglicht dieselben als zwei rechtlich eigenständige Güter zu behandeln. Damit können Solarfondsgesellschaften fremde Dachflächen zwecks wiederlösbarer Anbringung von Dünnschichtsolarfolien ohne die eingangs genannten rechtlichen Risiken anmieten oder pachten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und bilden das Konzept der Erfindung mit weiteren Vorteilen und Merkmalen weiter.
Das Aufnahmemittel kann derart gestaltet sein, dass die Dünnschichtsolarfolie wiederlösbar aufgenommen werden kann. Dies hat den Vorteil, dass eine im Aufnahmemittel befindliche, defekte Dünnschichtsolarfolie einfach und schnell ausgewechselt werden kann. Insbesondere kann der das Aufnahmemittel umfassende Dachaufsatzrahmen in Form eines Dachaufsatzkranzes gebildet sein. Es hat sich gezeigt, dass Dachaufsatzkränze eine gute Lastableitung und einen besonders sicheren Stand gewährleisten. Alternativ dazu kann der Dachaufsatzrahmen auch als einseitiger Dachaufsatzträger gebildet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Aufnahmemittel eine erste und zweite Schiene auf, die derart profiliert sein können, dass eine Dünnschichtsolarfolie zwischen die erste und die zweite Schiene eingebracht, insbesondere eingeschoben, werden kann und die Dünnschichtsolarfolie, wenigstens abschnittweise, formschlüssig umfasst ist. Die Schienen ermöglichen ein geführtes, knickfreies Einschieben der Dünnschichtsolarfolien, die formschlüssige Umfassung der Dünnschichtsolarfolie eine zweckmäßige, klemmenfreie Sicherung gegen das Verrutschen oder Ablösen der Folie durch beispielweise Windeinwirkung. Weiterhin können die erste und zweite Schiene auch Teil einen Klapprahmen bilden, der die Dünnschichtsolarfolie, wenigstens abschnittweise, formschlüssig umfasst. In diesem Fall ist die erste und/oder zweite Schiene derart ausgebildet, dass sie eine Rastposition, in der die Dünnschichtsolarfolie formschlüssig umfasst ist, und eine Öffnungsposition, in der die Dünnschichtsolarfolie einbringbar, insbesondere einlegbar ist, aufweist. Eine Sicherung der eingelegten, eingeschobenen oder eingebrachten Dünnschichtsolarfolie kann auch darin bestehen, dass das Aufnahmemittel eine Anzahl von Haltelementen aufweist, die in einen Perforationsbereich der Dünnschichtsolarfolie eingreifen. Weiterhin ist auch am Aufnahmemittel vorgesehenes Klemmmittel denkbar, dass auf einen dafür geeigneten Bereich der Dünnschichtsolarfolie wirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung spannen die erste und zweite Schiene des Aufnahmemittels eine plane Fläche auf. Diese Ausgestaltung ist aus fertigungstechnischer Sicht besonders kostengünstig. Alternativ dazu können die erste und zweite Schiene des Aufnahmemittels einer gewölbte Fläche aufspannen, falls dies aus baulicher oder ästhetischer Sicht zweckmäßig ist.
Um die eine schnelle und robuste Kontaktierung der Dünnschichtsolarfolien zu ermöglichen, kann eine Anschlussseite des Aufnahmemittels elektrische Kontakte aufweisen, die ausgebildet sind, die Dünnschichtsolarfolien elektrisch zu kontaktieren. Die Kontakte können dabei je nach Erfordernis flächig-kompakt oder flächig-bandförmig aufgeführt sein, eine Ausbildung der elektrischen Kontakte als Steckverbinder ist ebenfalls möglich. Es ist auch möglich, dass die Steckverbinder oder der Steckverbinder dabei werkseitig angebracht werden oder aber erst vor Ort bei Anordnung der Dünnschichtsolarfolie angeordnet werden. Ich beiden Fällen kann die Ausführung derart sein, dass der Steckverbinder oder die Steckverbinder durch eine Durchführungsöffnung im Aufnahmemittel oder durch eine Durchführungsöffnung im Dachaufsatzrahmen zum Aufnahmemittel geführt werden. Je nach konstruktiver Ausgestaltung der Dünnschichtsolarfolie kann es unter Umständen zweckmäßig sein, die elektrischen Kontakte auf mehreren Anschlussseiten des Aufnahmemittels vorzusehen.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist unter dem Aufnahmemittel ein Trägerelement zur Unterstützung der Dünnschichtsolarfolie angeordnet. Das Trägerelement kann sich dabei über einen überwiegenden Teil des durch den Dachaufsatzrahmen bestimmten Querschnitts erstecken. Das Trägerelement stellt eine glatte Auflagefläche für die Dünnschichtsolarfolie bereit und erleichtert damit das Einführen der Folie in das Aufnahmemittel unter Vermeidung unzulässiger Verbiegungen. Entsprechend bauphysikalischer Anforderungen kann das Trägerelement beispielweise aus einem Schaumstoff oder Kunststoff unterschiedlicher Festigkeitsklassen bestehen. Weiterhin kann das Trägerelement lichtdurchlässig oder durchsichtig sein, um funktionalen oder ästhetischen Anforderungen zu genügen. Weiterhin kann auch der Dachaufsatzrahmen lichtdurchlässig oder durchsichtig sein.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Dachaufsatz weiter ein Anstellmittel zum Anstellen des Aufnahmemittels. Dadurch wird entsprechend baulicher, geographischer und jahreszeitlicher Faktoren eine optimale Ausrichtung einer im Aufnahmemittel befindlichen Dünnschichtsolarfolie erreicht. Das Anstellen des Aufnahmemittels kann dabei manuell oder auch automatisiert erfolgen. Ein zwischen Aufnahmemittel und Dachaufsatzrahmen angeordnetes Gelenk ermöglicht dabei einen Anstellwinkel von 20 bis 60° zwischen Horizont und Aufnahmemittel. Neben der Ausrichtung des Aufnahmemittels aus solartechnisches Erwägungen kann das Anstellmittel auch zum Anschluss an eine Entrauchungsanlage eines Gebäudes oder ein anderes System zur Notöffnung weitergebildet sein. Eine sinnvolle Weiterbildung kann dabei die Integration einer Notfalldruckpatrone sein, die im Brandfall die für eine Betätigung des Anstellmittels erforderliche Energie bereitstellt.
Die Erfindung führt ferner auf einen Solardachaufsatz gemäß Anspruch 10, mit einem Dachaufsatzrahmen und einer in das Aufnahmemittel des Dachaufsatzrahmens eingeschobenen, insbesondere elektrisch kontaktierten, Dünnschichtsolarfolie. Der Dachaufsatzrahmen kann entsprechend einer der zuvor genannten Weiterbildungen weitergebildet sein.
In einer Weiterbildung kann die Dünnschichtsolarfolie auf eine Trägerplatte aufgebracht sein. Die Trägerplatte dient dabei in vorteilhafter Weise als nach der Montage zu entfernende Montagehilfe oder als im Aufnahmemittel verbleibende Ergänzung zum Trägerelement.
Vorteilhaft ist eine Abschalteinrichtung von Solarstromlasten vorgesehen. Insbesondere ist ein Solarstromabschaltmittel zur Anordnung an einem Solardachaufsatz vorgesehen, wobei das Solarstromabschaltmittel ausgebildet ist, den elektrischen Kontakt einer in das Aufnahmemittel des Dachaufsatzrahmens eingeschobenen und elektrisch kontaktierte Dünnschichtsolarfolie zu unterbrechen. Eine Unterbrechung der Solarstromlast erfolgt nun unmittelbar an der Stromquelle, d. h. der jeweiligen Dünnschichtsolarfolie. Das Solarstromabschaltmittel ist dabei in geeigneter Weise mit den bereits beschriebenen flächig-kompakten, flächig-bandförmigen oder als Steckverbinder ausgeführten Kontakten verbunden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Solarstromabschaltmittel weitergebildet, den elektrischen Kontakt einer Dünnschichtsolarfolie innerhalb eines ersten Lagebereichs aufrechtzuerhalten und innerhalb eines zweiten Lagebereichs zu unterbrechen. Damit kann auf einfache und sichere Art und Weise eine Zuschaltung und Abschaltung der Stromquelle in Abhängigkeit von der Position des Aufnahmemittels erreicht werden. Der erste und zweite Lagebereich des Solarstromabschaltmittels sind dabei im Wesentlichen durch die Position bzw. die aktuelle Schwenkstellung des Aufnahmemittels vorgegeben. So ist, bei optimaler Sonnenausrichtung der Dünnschichtsolarfolie mit einem Anstellwinkel von 20 bis 60° zwischen Horizont und Aufnahmemittel, die Dünnschichtsolarfolie dadurch kontaktiert, dass sich das Solarstromabschaltmittel innerhalb des ersten Lagebereichs befindet. Im Brandfall, bei Not-Offen-Stellung des Aufnahmemittels, befindet sich das Solarstromabschaltmittel innerhalb des zweiten Lagebereichs und trennt die Dünnschichtsolarfolie vom Netz. Das Solarstromabschaltmittel kann dabei konstruktiv durch einen Kontaktdorn und eine Kontaktdose realisiert sein. In diesem Fall ist der erste Lagebereich durch den Bereich definiert, indem der Kontaktdorn in die Kontaktdose eingreift. Entsprechend sind dabei Kontaktdorn und Kontaktdose so zu dimensionieren und zu platzieren, dass bei dem genannten Anstellwinkel von 20° bis 60° zwischen Horizont und Aufnahmemittel, eine elektrische Kontaktierung der Dünnschichtsolarfolie gewährleistet ist. Der zweite Lagebereich ist entsprechend durch den Bereich definiert, indem der Kontaktdorn nicht in die Kontaktdose eingreift. Dies kann beispielsweise in einem Winkelbereich von 70° bis 90° zwischen Horizont und Aufnahmemittel sein. In jedem Fall ist zu berücksichtigen, dass in einer „Not-Offen-Stellung” des Aufnahmemittels, d. h. einer Stellung in der eine Entrauchung oder ein Personenausstieg erfolgen kann, der zweite Lagebereich des Solarstromabschaltmittels erreicht und damit eine elektrische Trennung der Dünnschichtsolarfolie vom Netz gewährleistet ist.
Der erste und zweite Lagebereich des Solarstromabschaltmittels können auch verstellbar und je nach baulichen oder technischen Erfordernissen oder auch entsprechend eines Kundenwunsches eingerichtet sein. Insbesondere kann Solarstromabschaltmittel derart am Aufnahmemittel des Solardachaufsatzes angeordnet sein, dass es mit dem oben beschriebenen Anstellmittel verkoppelt ist. So ist es denkbar, dass die im Brandfall aktivierte Notfalldruckpatrone das Anstellmittel in die Not-Offen-Stellung bringt und damit gleichzeitig das Solarstromabschaltmittel in den zweiten Lagebereich, d. h. den Abschaltbereich, bringt.
Die Erfindung führt auf eine aus einer Mehrzahl von Solardachaufsätzen aufgebauten Solaranlage des Anspruchs 13. Vorteilhaft ist das Aufnahmemittel des Solardachaufsatzes von der Dachabdeckung beabstandet. Die in das Aufnahmemittel eingebrachte Dünnschichtsolarfolie ist damit von wasserführenden Linien der Dachabdeckung beabstandet. Der sich daraus ergebende Vorteil ist eine verschmutzungsunanfällige Anordnung der Solarfolie. Weiterhin wird ein unbeabsichtigtes Betreten der Solarfolie wirksam verhindert.
Die Erfindung führt auf ein Verfahren zur Anbringung einer Dünnschichtsolarfolie auf einer Dachabdeckung gemäß dem Anspruch 15. Das Verfahren weist erfindungsgemäß die folgenden Schritte auf:

– Bereitstellen eines Dachaufsatzes mit einem Dachaufsatzrahmen, beispielsweise zur Aufnahme einer Lichtkuppel oder dergleichen, und einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch, der zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen eine Dachunterbau und einer Oberlage der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung anzuordnen ist, und zunächst
– Anordnen des Standflansches zwischen dem Dachunterbau und der Oberlage der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlagen, sowie danach
– Einschieben eines Dünnschichtsolarmoduls in das Aufnahmemittel des Dachaufsatzrahmens.

Der Vorteil des Verfahrens ergibt sich insbesondere aus der Abfolge der Verfahrensschritte. So ermöglicht das zeitlich vorgelagerte Anordnen des Standflansches zwischen dem Dachunterbau und der Oberlage der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage, die vom Solarteur unabhängige Bereitstellung des den Standflansch umfassenden Dachaufsatzrahmens durch den Dachdecker, und damit zunächst eine fachmännische Abdichtung.
Das zeitliche nachgelagerte Einschieben des Dünnschichtsolarmoduls in das Aufnahmemittel des Dachaufsatzrahmens durch den Solarteur ermöglicht diesem in vorteilhafter, umgekehrter Weise, eine vom Dachdecker unabhängige Tätigkeit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
1 eine schematische Schnittdarstellung dreier Ausführungsformen eines Dachaufsatzes mit einem Dachaufsatzrahmen gemäß dem Stand der Technik mit einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch, der zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen einem Unterbau und einer Oberlage der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie eine der Lagen angeordnet ist;
2 eine schematische Darstellung der Ausführungsform des Dachaufsatzes mit einem Dachaufsatzrahmen, wobei der Dachaufsatzrahmen anderseits ein Aufnahmemittel zur Aufnahme einer Dünnschichtsolarfolie aufweist;
3 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Dachaufsatzes mit einem Dachaufsatzrahmen;
4 eine schematische Darstellung zweier weiterer alternativer Ausführungsformen eines Dachaufsatzes mit einem Dachaufsatzrahmen;
5 eine schematische Schnittdarstellung des Dachaufsatzes aus 2, sowie ein Detail der elektrischen Kontaktierung in Form eines symbolischen Kontaktsteckers;
6 in Ansicht (a), (b), (c) jeweils eine schematische Schnittdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines Dachaufsatzrahmens gemäß dem Konzept der Erfindung;
7 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform eines Dachaufsatzrahmens gemäß dem Konzept der Erfindung mit anstellbarem Aufnahmemittel;
8 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Solardachaufsatzes;
9 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Solaranlage bestehend aus einer Mehrzahl von Solardachaufsätzen aus 6;
10 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Anbringung einer Dünnschichtsolarfolie auf einer Dachabdeckung;
11 eine schematische Schnittdarstellung eines Solardachaufsatzes gemäß dem Konzept der Erfindung mit anstellbarem Aufnahmemittel und Solarstromabschaltmittel, sowie zwei Detailansichten des Solarstromabschaltmittels.
Der in 1a) gezeigter Dachaufsatz 99 gemäß des Standes der Technik weist einen Dachaufsatzrahmen 10 mit einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch 11 auf, wobei der Standflansch zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen einem Dachunterbau 12 und einer Oberlage 15 der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage angeordnet ist. Weiterhin ist zwischen Dachunterbau 12 und Standflansch 11 eine Unterlage 13 angeordnet. 1b) zeigt den Dachaufsatz 99 aus 1a) mit einer Holzbohle 17, die zusätzlich zwischen Dachunterbau 12 und Unterlage 13 angeordnet ist und dazu dient, den Standflansch aus der wasserführenden Linie herauszuheben. Um eine verbessertes Aufbringen der Unterlage 13 und der Oberlage 15 zu ermöglichen, ist eine an die Holzbohle 17 angrenzende Aufkantung 19 vorgesehen. Die in 1a) und 1b) gezeigte Unterlage 13 und Oberlage 15 sind Bitumendachbahnen. Der in 1c) gezeigte Dachaufsatz gemäß des Standes der Technik weist einen Dachaufsatzrahmen 10 mit einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch 11 auf, wobei der Standflansch zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen einem Dachunterbau 12 und einer Oberlage 15 der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage angeordnet ist. Die Oberlage 15, die eine Kunststoffdachbahn ist, ist dabei am Dachaufsatzrahmen 10 hochgeführt und mit diesem verklebt.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform eines Dachaufsatzes 100 weist einen in Form eines Dachaufsatzkranzes gebildeten Dachaufsatzrahmen 10 mit einem einseits quer angebrachten, umlaufenden Standflansch 11, und anderseits ein aus einer ersten Schiene 21 und einer zweiten Schiene 23 gebildetes Aufnahmemittel 21, 23 zur Aufnahme einer Dünnschichtsolarfolie auf. Die erste und zweite Schiene bilden eine plane Fläche und sind derart profiliert, dass sie eine drei Seiten des Dachaufsatzes umfassende Aufnahmenut 41 bilden, und damit ein Einschieben einer Dünnschichtsolarfolie zwischen die erste und zweite Schiene ermöglichen. Das sich über einen überwiegenden Teil des durch den Dachaufsatzkranz bestimmten Querschnitts erstreckende Trägerelement 27, das aus Deutlichkeitsgründen geschnitten dargestellt ist, unterstützt eine aufzunehmende Dünnschichtsolarfolie.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dachaufbaus 100 in einer alternativen Ausführungsform. Dabei ist das Aufnahmemittel 21, 23 als Klapprahmen, in 3 in offener Stellung gezeigt, ausgebildet, wobei erste Schiene 21 und zweite Schiene 23 des Aufnahmemittels über zwei Scharniere 22 verbunden sind. Die erste Schiene 21 weist 6 Halteelemente auf, die in den Perforationsbereich einer einzulegenden Dünnschichtsolarfolie (nicht gezeigt) eingreifen. Durch Schließen des Klapprahmens wird die Dünnschichtsolarfolie gesichert.
4a) zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dachaufbaus 100 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Dabei ist das Aufnahmemittel 21, 23 als Klapprahmen, in 4a) in offener Stellung gezeigt, ausgebildet, wobei erste Schiene 21 und zweite Schiene 23 des Aufnahmemittels über zwei Scharniere 22 verbunden sind. Die erste Schiene 21 weist zwei Klemmmittel 28 auf, die eine einzulegende Dünnschichtsolarfolie (nicht gezeigt) bei geschlossenem Klapprahmen fixieren.
4b) zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dachaufbaus 100 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Dabei ist das Aufnahmemittel 21, 23 als sprossenartiger Klapprahmen, in 4b) in offener Stellung gezeigt, ausgebildet, wobei erste Schiene 21 und zweite Schiene 23 des Aufnahmemittels über zwei Scharniere 22 verbunden sind. Der sprossenartige Klapprahmen ist derart ausgebildet, dass er auf einen dafür geeigneten Bereich einer Dünnschichtsolarfolie (nicht gezeigt) einwirkt.
In 5a), die eine schematische Schnittdarstellung des Dachaufsatzes 100 aus 2 darstellt, sorgt zusätzlich ein in einem zweiten Anschlussbereich der ersten Schiene 21 angeordneter zweiter flächig-kompakter elektrischer Kontakt 51 für die elektrische Kontaktierung einer Dünnschichtsolarfolie in aufgenommenem Zustand.
5b) zeigt aus Deutlichkeitsgründen lediglich einen Ausschnitt eines Dachaufsatzes 100 mit einer alternativen elektrischen Kontaktierung. Dabei ist ein Steckverbinder 54 (symbolhaft dargestellt) zur Kontaktierung einer Dünnschichtsolarfolie durch eine werkseitig im Aufnahmemittel 21, 23 angeordneten Bohrung 18 hindurchgeführt.
6 zeigt zweckmäßig gewählte Schnittdarstellungen dreier Dachaufsätze 100 zur Verdeutlichung der zwischen einer ersten und zweiten Schiene 21, 23 des Aufnahmemittels des Dachaufsatzrahmens 10 aufgespannten Fläche. Als Blickrichtung ist die Einschubrichtung der Dünnschichtsolarfolie entsprechend 2 gewählt. Die erste Schiene ist in der Darstellung durch das Trägerelement 27 verdeckt. Die sichtbare untere lange Kante der ersten Schiene ist eine Projektion der Fläche, die zwischen der ersten und zweiten Schiene des Aufnahmemittels aufgespannt ist. 4(a) ist eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Dachaufsatzes 100 aus 2, die Projektion der Fläche eine gerade Stecke. 4(b) ist eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dachaufsatzes 100. Auch hier ist die Flächenprojektion eine gerade Strecke, die Orientierung der zwischen der ersten und der Schiene des Aufnahmemittels aufgespannten Fläche hingegen eine andere. Auf diese Art und Weise kann ein anderer als durch 4(a) bewerkstelligter Anstellwinkel einer aufzunehmenden Dünnschichtsolarfolie realisiert werden. In 4(c), einer Schnittdarstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dachaufsatzes 100, ist die Flächenprojektion wiederum eine gekrümmte Strecke, was eine gekrümmte Aufnahme einer Dünnschichtsolarfolie ermöglicht.
Die in 7 gezeigte schematische Schnittdarstellungen einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Dachaufsatzes 100 weist ein anstellbares Aufnahmemittel 21, 23 auf. Zwischen einer ersten Kante des Dachaufsatzrahmens 10 und einer ersten Kante des Aufnahmemittels 21, 23 ist ein Gelenk 31 angeordnet, das eine Schwenkbewegung des Aufnahmemittels bezüglich des Dachaufsatzrahmens erlaubt. Angeordnet zwischen einer zweiten Kante des Dachaufsatzrahmens und einer zweiten Kante des Aufnahmemittels ist ein Rastelement 33, das in verschiedenen Positionen einrasten kann. Ein veränderbarer Anstellwinkel einer aufzunehmenden Dünnschichtsolarfolie ist somit ermöglicht.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines aus einem Dachaufsatz 100 und einer zwischen die Aufnahmemittel 21, 23 eingeschobener Dünnschichtsolarfolie 1 gebildeten, Solardachaufsatzes 200. In eingeschobenem Zustand ist die Dünnschichtsolarfolie durch die erste Schiene 21 und die zweite Schiene 23 abschnittsweise formschlüssig umfasst.
Eine beispielhafte Ausführungsform einer Solaranlage 300 ist in 9 schematisch dargestellt. Die Solaranlage ist aus einer Mehrzahl von auf einem Dachunterbau 12 angeordneten Solardachaufsätzen 200 aufgebaut. Die Oberlage 15 ist aus Gründen der Deutlichkeit nicht gezeigt.
In 10 ist ein Verfahren zur Anbringung einer Dünnschichtsolarfolie auf einer Dachabdeckung schematisch dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 101 erfolgt die Bereitstellung eines Dachaufsatzes 100 mit einem Dachaufsatzrahmen 10, einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch 11, der zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen einem Dachunterbau 12 und einer Oberlage 15 der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie eine der Lagen anzuordnen ist, und einem anderseits am Dachaufsatzrahmen angeordneten Aufnahmemittel 21, 23 zur Aufnahme eines Dünnschichtsolarfolie 1. In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird der Standflansche 11 zwischen dem Dachunterbau 12 und der Oberlage 15 der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie eine der Lagen, angeordnet. In einem dritten Schritt wird ein oder mehrere Dünnschichtsolarmodule 1 in das Aufnahmemittel 21, 23 des Dachaufsatzrahmens (10) eingeschoben.
11a) zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Solardachaufsatzes 200 mit einem anstellbaren Aufnahmemittel 21, 23, welches auf einen Anstellwinkel von 25° zwischen Horizont und Aufnahmemittel eingestellt ist. Zwischen erster Schiene 21 und zweiter Schiene 23 ist eine Dünnschichtsolarfolie 1, unterstützt von einem transparenten Trägerelement 27, angeordnet. Zwischen einer ersten Kante des Dachaufsatzrahmens 10 und einer ersten Kante des Aufnahmemittels 21, 23 ist ein Gelenk 31 angeordnet, das eine Schwenkbewegung des Aufnahmemittels bezüglich des Dachaufsatzrahmens erlaubt. Angeordnet zwischen einer zweiten Kante des Dachaufsatzrahmens und einer zweiten Kante des Aufnahmemittels ist ein Rastelement 33, das in verschiedenen Positionen einrasten kann. Unterhalb des Gelenks 31 ist ein Solarstromabschaltmittel 400 angeordnet, um die elektrische Kontaktierung der Dünnschichtsolarfolie 1 innerhalb eines ersten Lagebereichs des und innerhalb eines zweiten Lagebereichs zu unterbrechen.
11b) zeigt eine Detailansicht des Solardachaufsatzes 200 mit Solarstromabschaltmittel 400 aus 11a), wobei das Solarstromabschaltmittel einen Kontaktdorn 401 und eine Kontaktdose 402 umfasst. Da das Aufnahmemittel 21, 23 (dargestellt ist lediglich die erste Schiene 21) auf einen üblichen Anstellwinkel von 25° eingestellt ist, greift der Kontaktdorn 401 in die Kontaktdose 402 in einem ersten Lagebereich 403 ein. Damit ist die Dünnschichtsolarfolie 1 (nicht gezeigt) des Solardachaufsatzes 200 elektrisch kontaktiert.
11c) zeigt eine zweite Detailansicht des Solardachaufsatzes 200 mit Solarstromabschaltmittel 400, umfassend Kontaktdorn 401 und Kontaktdose 402, analog zu 11b). Jedoch ist ein Anstellwinkel von 90° eingestellt, der einer Not-Offen-Stellung des Aufnahmemittels entspricht. Wie aus 11c) ersichtlich, greift der Kontaktdorn 401 nicht in die Kontaktdose 402 ein, womit die elektrische Kontaktierung der Dünnschichtsolarfolie 1 (nicht gezeigt) des Solardachaufsatzes 200 unterbrochen ist. Der zweite Lagebereich 405, der dem Abschalt- oder Unterbrechungsbereich entspricht, ist in der Figur angedeutet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005032716 A1 [0007]

Claims

Dachaufsatz (100) mit einem Dachaufsatzrahmen (10), insbesondere zusätzlich oder alternativ zur Aufnahme einer Lichtkuppel oder dergleichen ausgebildet, und mit einem einseits quer am Dachaufsatzrahmen angebrachten Standflansch (11), der zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen einem Dachunterbau (12) und einer Oberlage (15) der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage (15) anzuordnen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachaufsatzrahmen (10) anderseits ein Aufnahmemittel (21, 23) zur Aufnahme einer Dünnschichtsolarfolie (1) aufweist.
Dachaufsatz (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel (21, 23) zur bedarfsweise wiederlösbaren Aufnahme der Dünnschichtsolarfolie (1) ausgebildet ist.
Dachaufsatz (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dachaufsatzrahmen (10) in Form eines ein Dachaufsatzkranzes (10) gebildet ist.
Dachaufsatz (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste (21) und eine zweite Schiene (23) des Aufnahmemittels (21, 23) derart profiliert sind, dass eine Dünnschichtsolarfolie (1) zwischen die erste (21) und zweite Schiene (23) einbringbar und im eingeschobenen Zustand, wenigstens abschnittsweise, formschlüssig umfasst ist.
Dachaufsatz (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, die erste Schiene (21) und zweite Schiene (23) eine gerade Fläche aufspannen.
Dachaufsatz (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlussseite des Aufnahmemittels eine Durchführung für elektrische Kontaktmittel oder unmittelbar elektrische Kontakte (51, 53, 54) aufweist, die ausgebildet sind, die Dünnschichtsolarfolie (1) elektrisch zu kontaktieren.
Dachaufsatz (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Aufnahmemittel (21, 23) ein Trägerelement (27) zur Unterstützung der Dünnschichtsolarfolie (1) angeordnet ist, wobei sich das Trägerelement (27) über einen überwiegenden Teil des durch den Dachaufsatzrahmen (10) bestimmten Querschnitts erstreckt.
Dachaufsatz (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Anstellmittel (33) zum Anstellen des Aufnahmemittels (21, 23), insbesondere zum Anstellen in einem wählbaren Winkel des Aufnahmemittels (21, 23) zum Dachaufsatzrahmen (10).
Solardachaufsatz (200), umfassend einen Dachaufsatz (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmemittel (21, 23) des Dachaufsatzrahmens (10) eine, insbesondere elektrisch kontaktierte, Dünnschichtsolarfolie (1) angeordnet ist.
Solardachaufsatz (200) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dünnschichtsolarfolie auf einer Trägerplatte aufliegt, insbesondere auf einer Trägerplatte des Aufnahmemittels.
Solardachaufsatz (200) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch ein Solarstromabschaltmittel (400), das ausgebildet ist, den elektrischen Kontakt einer in das Aufnahmemittel (21, 23) des Dachaufsatzrahmens (10) eingebrachten und elektrisch kontaktierten Dünnschichtsolarfolie (1) zu einem elektrischen Kontaktmittel zu. unterbrechen.
Solardachaufsatz (200) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarstromabschaltmittel (400) ausgebildet ist, den elektrischen Kontakt einer Dünnschichtsolarfolie (1) innerhalb eines ersten Lagebereichs (403) aufrechtzuerhalten und innerhalb eines zweiten Lagebereichs (405) zu unterbrechen.
Solaranlage (300) ausgebildet für ein Dach eines Gebäudes, mit einer Mehrzahl von Solardachaufsätzen (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Dach eine Dachabdeckung mit Dachunterbau (12) und Oberlage (15) aufweist, und der Standflansch (11) zwischen dem Dachunterbau (12) und der Oberlage (15) mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage (15) angeordnet ist.
Solaranlage (300) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmemittel (21, 23) des Solardachaufsatzes (200) von der Dachabdeckung beabstandet ist.
Verfahren (500) zur Realisierung eines Solardachaufsatzes auf einem Dach, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anbringung, einer Dünnschichtsolarfolie (1) auf einer Dachabdeckung die Schritte vorgesehen sind: – Bereitstellen eines Dachaufsatzes (100) mit einem Dachaufsatzrahmen (10), der einen einseits quer am Dachaufsatzrahmen (10) angebrachten Standflansch (11) aufweist und der zum Anschluss an eine Dachabdeckung zwischen einem Dachunterbau (12) und einer Oberlage (15) der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage (15) anzuordnen ist, mit und einem anderseits am Dachaufsatzrahmen (10) angeordneten Aufnahmemittel (21, 23) zur Aufnahme einer Dünnschichtsolarfolie (1), – zunächst Anordnen des Standflansches (11) zwischen dem Dachunterbau (12) und der Oberlage (15) der Dachabdeckung mit im Wesentlichen gleicher Ausrichtung wie die Oberlage (15), – danach Einbringen eines Dünnschichtsolarmoduls (1) in das Aufnahmemittel (21, 23) des Dachaufsatzrahmens (10).
Verwendung eines für eine Lichtkuppel ausgebildeten Dachaufsatzes (100) mit einem Dachaufsatzrahmen, der ein Aufnahmemittel aufweist, insbesondere eines Dachaufsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Aufnahme einer Dünnschichtsolarfolie (1).