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Die Erfindung betrifft ein Solardach gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Heutzutage sind Solardächer bekannt, bei denen die Solarmodule in Reihen, welche einander überlappen, angeordnet sind.
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Hierzu werden die Solarmodule, bei denen es sich insbesondere um Fotovoltaik-Module handelt, die jeweils in einem Metallrahmen aufgenommen sind, in aufwändiger Weise auf einer Unterkonstruktion befestigt, die zuvor auf einem Gebäudedach oder auch in einer Freilandanlage montiert wird.
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Für eine Montage der Module auf Schrägdächern ist es hierbei erforderlich, zunächst für jedes Modul auf dem Dach einen Dachhalter zu befestigen, was üblicher Weise mithilfe von Schrauben erfolgt. Im Anschluss daran, werden an den Dachhaltern Querprofile montiert und die Module auf dem Trägersystem aus Längs- und Querprofilen festgeschraubt. Bei der zuvor beschriebenen Montageweise sind die einzelnen Module nicht in feuchtigkeitsdichter Weise miteinander verbunden, so dass sich keine gegen eindringendes Wasser abgedichtete zusammenhängende Dachfläche aus Solarmodulen ergibt.
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Bei der Montage von Solarmodulen auf Flachdächern werden diese bekanntermaßen mithilfe von zusätzlichen Aufständerungen in einem Winkel von ca. 30 Grad mehr oder weniger optimal zur Sonne auf dem Flachdach befestigt. Die Aufständerungen werden in der Regel über Schrauben mit dem Flachdach verbunden, wozu die auf Flachdächern angeordneten Dichtfolien, die ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Flachdach verhindern, durchtrennt werden müssen. Da zwischen den Aufständerungen zur Vermeidung von Verschattungen mehr oder minder große Abstände erforderlich sind, ist es mit den üblicherweise auf Flachdächern eingesetzten Montageverfahren nicht möglich, die Flachdächer über einen langen Zeitraum hinweg gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit zu schlitzen, da an den Stellen, an denen die Dichtfolien durchtrennt werden, nach mehreren Jahren in der Regel Undichtigkeiten entstehen.
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Im Falle einer ebenfalls bekannten Montage von Solarmodulen in Freilandanlagen, die in ähnlicher Weise wie die zuvor beschriebene Montage auf Flachdächern erfolgt, werden die Aufständerungen in der Regel mit Hilfe von Fundamenten im Boden verankert, was ebenfalls einen erheblichen Montageaufwand darstellt.
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Bei den zuvor beschriebenen Solarmodulen stellt es ein weiteres Problem dar, dass sie Module in der Regel von Staub, Laub und Vogelkot etc. gereinigt werden, damit die Effektivität der Stromerzeugung wieder steigt.
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Im Falle von einzelnen Modulen ist die Reinigung sehr aufwändig und muss in regelmäßigen Abständen wiederholt werden. Das bei der Reinigung der Module eingesetzte Wasser läuft dabei in der Regel am Modul herab und versickert im Bodenbereich. Die Reinigung der Module in größeren Solaranlagen, in denen mehrere 100 Module einzeln über entsprechende Aufständerungen geneigt und im Abstand zueinander aufgestellt sind, ist daher in Wüstengegenden äußert problematisch, da hier auch das für die Reinigung benötigte Wasser knapp und kostbar ist.
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Aus der
US 7, 012, 188 B2 ist ein Solardach bekannt, das eine Vielzahl von Solarmodulen umfasst, die in mehreren horizontal verlaufenden und an ihren Unterseiten überlappenden Reihen nach Art von Dachziegeln angeordnet sind. Jedes Solarmodul ist dabei in einem Rahmen aufgenommen, der zwei seitliche Profilleisten aufweist, die über ein erstes zweiteiliges abwärtiges Querprofil sowie ein an der aufwärtigen Stirnfläche des Moduls verlaufendes zweites Querprofil miteinander verbunden sind, welche sich auf parallel zu den Querprofilen erstreckenden Hauptträgern abstützen. Die einander überlappenden unteren und oberen Querprofile sind dabei lediglich aufeinandergelegt und mittels Schrauben verbunden, die von den Seitenprofilen her in entsprechende Aufnahmen in die Querprofile eingeschraubt werden. Durch die zweiteilige Ausgestaltung der abwärtigen Querprofile und die zur Verbindung der beiden Profilteile vorgesehenen Rastverbindungen ist die Fertigung der Module vergleichsweise aufwändig und teuer, und die Verschraubungen der lediglich plan übereinander liegenden Querprofile von der Seite her erhöht den Montageaufwand erheblich und gestartet es nicht, ein beschädigtes Modul in einer Dachfläche einzeln im Nachhinein zu demontieren, um dieses z. B. auszutauschen.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Solardach zu schaffen, welches eine schraubenlose Montage der einzelnen Module zu einer zusammenhängenden Dachfläche erlaubt, und welches ohne zusätzliche Sicherungsmittel einen erhöhten Schutz gegen ein Lösen der Module bei Sturm oder Starkwind gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Solardach mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Weiter Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Solardach eine Vielzahl von Solarmodulen, die in in horizontaler Richtung verlaufenden, an ihren Unterseiten überlappenden Reihen nach Art von Ziegeln miteinander zu einer Dachfläche verbindbar sind. Jedes Solarmodul ist in einem Rahmen aufgenommen, der zwei seitliche Profilleisten aufweist, die über ein an der abwärtigen Stirnfläche eines Solarmoduls verlaufendes erstes Querprofil sowie ein an der aufwärtigen Stirnfläche des Moduls verlaufendes zweites Querprofil miteinander verbunden sind. Die ersten und zweiten Querprofile stutzten sich dabei auf parallel zu den Querprofilen verlaufenden Hauptträgern ab, die auf einem Gebäudedach, z. B. auf einem Flachdach, oder auch auf einem Schrägdach montiert werden, welches von dem erfindungsgemäßen Solardach überspannt werden soll. Ebenso ist jedoch auch die Montage der Hauptträger auf geeigneten Freilandflächen möglich. Das jeweilige Solar-Paneel eines Moduls, welches den elektrischen Strom erzeugt, wird bevorzugt lediglich mit Hilfe von Silikon im Randbereich in einen U-förmigen Aufnahmeabschnitt an den Querprofilen und den seitlichen Profilleisten eingefasst. Somit ist die Dichtheit der Module, bzw. genau genommen der fotovoltaischen Solar-Paneele, gegenüber dem Rahmen gegeben, und Wasser kann über die gesamte Dachfläche ablaufen, ohne in den Bereich unterhalb der Module zu gelangen. Anders ausgedrückt weisen die Modulrahmen in der horizontalen Verlegerichtung oben und unten Querprofile auf die maulartig ineinander greifen, wobei die Modulreihen nach Art von Dachziegeln jeweils so miteinander verlegt werden, dass das Querprofil am unteren Ende eines oberen Moduls auf der oberen Seite des Querprofils des darunter liegenden Moduls aufliegt. Hierbei entsteht durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Querprofile eine Verzahnung, die selbständig eingerastet, wenn die jeweiligen oberen Module beim Aufbau des Dachs von unten nach oben hin nach dem Auflegen auf die Module der benachbarten unterhalb liegenden Modulreiche zu diesen hin verschoben werden.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Querprofil eine erste nutartige Vertiefung mit einer im Querschnitt maulförmigen Öffnung aufweist, die an der Unterseite durch einen ersten unteren Vorsprung und an der Oberseite durch eine sich im Winkel zum ersten Vorsprung erstreckende Ableitfläche begrenzt wird. Das zweite Querprofil besitzt demgegenüber eine Ausnehmung, die an ihrer Oberseite durch einen zweiten Vorsprung begrenzt wird und in der – bei verlegten Modulen – der erste Vorsprung des ersten Querprofils des angrenzenden Solarmoduls formschlüssig und bevorzugt mit axialem Spiel so aufgenommen wird, dass sich die Ableitfläche des angrenzenden Solarmoduls unmittelbar auf der Oberseite des zweiten Querprofils abstützt. Letztere ist bevorzugt die Außenseite des zweiten Vorsprungs.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die erfindungsgemäße zusammenhängende Dachfläche den darunter liegenden Bereich zuverlässig gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit schützt, so dass mit dem erfindungsgemäßen Solardach im Nachhinein ausgerüstete undichte Gebäudedächer keiner weiteren Sanierung bedürfen. Hierbei stellt es einen besonderen Vorteil dar, dass die Querprofile aus Metall gefertigt werden können und die Verbindung der überlappenden Module ohne dazwischen angeordnete Dichtungen erfolgt, die üblicherweise durch den UV-Anteil im Sonnenlicht nach einigen Jahren porös und undicht werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich das Dach wie ein Ziegeldach von unten nach oben hineindecken lässt, und dass sich die einzelnen Module trotz des erhöhten Sturmschutzes im Falle einer Beschädigung bei Bedarf sehr leicht von Hand austauschen lassen, indem der Rahmen des beschädigten Moduls sowie der Rahmen des darüberliegenden Moduls von Hand in Richtung zum Dachfirst hin verschoben werden und das beschädigte Modul im Anschluss daran aus der Dachfläche in vertikaler Richtung herausgehoben wird. Bei einer entsprechenden Dimensionierung der Profile der jeweiligen Rahmen ist es ferner in vorteilhafter Weise möglich, die gesamte Dachfläche begehbar zu gestalten, wodurch sich der zuvor beschriebene Austausch von beschädigten Modulen abermals vereinfacht. Die Profile bestehen bei der bevorzugten Ausführungsform aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder verzinktem Stahlblech, wodurch sich der weitere Vorteil ergibt, dass diese – im Gegensatz zu Kunststoffprofilen oder Gummiprofilen – nahezu keiner nennenswerten Alterung durch Sonnenlicht sowie die sich im Hochsommer entwickelnde Hitze unterliegen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Vorsprung eine Nase auf, die sich von der Oberseite des zweiten Querprofils weg erstreckt und eine Höhe von z. B. 1,5 bis 5 nun oder mehr besitzen kann. Durch die Nase, die bevorzugt integral mit dem zweiten Vorsprung geformt ist, wird Feuchtigkeit, die insbesondere durch Windeinwirkung in die maulförmige Öffnung hinein gedrückt wurde, in vorteilhafter Weise abgeleitet und gelangt nicht in den Bereich der Unterseite der Solarmodule.
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Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken besitzt der erste Vorsprung am abwärtigen Querprofil, d. h. bei dem Querprofil, welches bei einer geneigten Dachfläche auf der Oberseite des unterhalb angeordneten Solarmoduls aufliegt, eine geneigt verlaufende Kontaktfläche, die sich an einer von der Neigung her angepassten inneren Wandfläche der Ausnehmung abstützt. Der Neigungswinkel der Kontaktfläche sowie auch der Neigungswinkel der bevorzugt entsprechend geneigten Wandfläche – jeweils bezogen auf die Unterseite des Solarmoduls – liegt vorzugsweise in einem Bereich von 70°, wodurch die Kontaktfläche in Richtung zur Unterseite des zweiten Querprofils hin abgeleitet wird, wenn der erste Vorsprung gegen die innere Wandfläche der Ausnehmung gedrängt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die ersten Querprofile, die zum Ausgleich von temperaturbedingten Längenänderungen mit ausreichend Spiel von z. B. 0,2 bis 2 cm maulartig in die zweiten Querprofile eingreifen, in Richtung zum darunter liegenden Querträger hin verschoben werden, wenn das Modul auf einer geneigten Dachfläche aufgrund seiner Gewichtskraft in lateraler Richtung auf das weiter unten liegende Modul zu verschoben wird. Hierdurch entsteht eine gewisse Selbsthemmung, die dazu führt, dass sich die Module nach ihrer Verlegung selbständig durch ihre Gewichtskraft verriegeln und in dieser Position nicht durch eine in Normalenrichtung wirkende Kraft, wie sie insbesondere durch Windsog erzeugt wird, von den Querträgern abgehoben werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an der Unterseite des zweiten Querprofils ein Eingriffsabschnitt geformt, der zur Montage der Solarmodule in einen der Form her angepassten Eingriffsabschnitt des Hauptträgers insbesondere mit Spiel einhakbar ist. Die Eingriffsabschnitte weisen dabei in lateraler Richtung, sowie bevorzugt gleichzeitig auch in Normalenrichtung der Moduloberflächen verlaufende Vorsprünge oder Schenkel auf, die sich bevorzugt über die gesamte Länge des ersten Querprofils hinweg erstrecken. Die Vorsprünge besitzen dabei eine solche Länge, dass sie ein Verschieben der auf die Querträger aufgelegten Module in Längsrichtung der Module aus einer Freigabeposition, in der die Module in Normalerrichtung von den Querträgern abgehoben werden können, in eine Eingriffsposition erlauben, in der die in lateraler Richtung verlaufenden Vorsprünge/Schenkel der Eingriffabschnitte einander überdecken und ein Abheben der Module verhindern.
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Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform der Erfindung besitzt der Hauptträger die Form eines stehenden, zum First des Solardachs hin geöffneten „C”, und der Eingriffsabschnitt des zweiten Querprofils weist bevorzugt die Form eines liegenden, zur Unterseite des Solarmoduls hin geöffneten „C” auf, dessen unterer Schenkel sich durch die Öffnung des Hauptträgers hindurch in diesen hinein erstreckt. Durch diese Querschnittform der Querträger und Eingriffsabschnitte des zweiten Querprofils ergibt sich eine Dachkonstruktion, die zum einen ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweist, zum anderen jedoch aufgrund der bevorzugt auch rechtwinkligen C-Form und der damit verbundenen hohen Flächenträgheitsmomente der betroffenen Profile eine hohe Steifigkeit besitzt, ohne dass die zum Einrasten/Freigeben der Module erforderliche Funktionalität nachteilig beeinträchtigt wird.
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Nach einem einer weiteren Erfindung zu Grunde liegenden Gedanken besitzt die eine der beiden seitlichen Profilleisten des Rahmens, in welchem die eigentlichen fotovoltaischen Solar Paneele aufgenommen sind, einen nach oben hin geöffneten U-förmigen Ablaufkanal für Wasser. Die andere seitliche Profilleiste weist demgegenüber einen in der Ebene des Solarmoduls verlaufenden Abdeckabschnitt auf, in dem ein Steg geformt ist, der beispielsweise eine Länge von 1 mm bis 5 mm besitzen kann und sich in Abwärtsrichtung von der Oberseite der Module weg in Richtung zu Oberseite des Gebäudedaches oder des Bodens hin erstreckt. Der Abdeckabschnitt besitzt dabei eine solche Breite, dass er den U-förmigen Ablaufkanal eines angrenzenden Solarmoduls in einer horizontalen Reihe von Solarmodulen teilweise überdeckt, derart, dass sich der Steg in den U-förmigen Ablaufkanal des benachbarten Moduls hinein erstreckt und zwischen dem Steg und dem anderen Schenkel des seitlichen Profils ein horizontaler Abstand verbleibt, durch den Regenwasser in den U-förmigen Kanal eindringen kann. Der horizontaler Abstand zwischen dem modulseitigen Wandabschnitt des U-frömigen Kanals der seitlichen Profilleiste weist bevorzugt eine Größe im Bereich von 5 mm und 2 cm auf, um sicherzustellen, dass Temperatur bedingte Ausdehnungen der Rahmen mit den darin aufgenommenen Modulen durch eine relative Verschiebung des U-förmigen Kanals und des Abdeckabschnitts ausgeglichen werden können. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des bei einer geneigten Dachfläche in vertikaler Richtung verlaufenden U-förmige Ablaufkanals und des Abdeckabschnitts des benachbarten Moduls Profils stellt ebenfalls sicher, dass bauliche Toleranzen, beispielweise Höhenänderungen, wie sie bei leicht gewölbten Gebäudedachflächen auftreten, ebenfalls ohne zusätzliche Maßnahmen wie Dichtungen etc. ausgeglichen werden können.
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Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es von besonderem Vorteil, wenn die den U-förmigen Ablaufkanal aufweisenden seitlichen Profilleisten an ihrem unteren Ende im Bereich des ersten Querprofils eine Ausklinkung, das heißt einen ausgenommenen Abschnitt, aufweisen, in die sich der U-förmige Ablaufkanal einer seitlichen Profilleiste des unterhalb liegenden benachbarten Solarmoduls hinein erstreckt, da hierdurch auf einfache Art und Weise der Abfluss von Wasser entlang der U-förmigen Ablaufkanäle über die gesamte Dachfläche hinweg ermöglicht wird, ohne dass es zusätzlicher Abdichtungselemente aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff Bedarf.
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Nach einem weiteren der Erfindung zu Grunde liegenden Gedanken ist an dem untersten Querträger eines erfindungsgemäßen Solardaches eine Auffangrinne angeordnet, in die die U-förmigen Ablaufkanäle sämtlicher benachbarter Solarmodule der untersten Reihe von Solarmodulen einmünden.
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Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, dass das über die U-förmigen Ablaufkanäle von der gesamten Dachfläche des erfindungsgemäßen Solardachs abfließende Wasser aufgefangen werden kann, um dieses gegebenenfalls zum Reinigen der Solarmodule oder auch zum Kühlen derselben über eine entsprechend im Bereich des Firsts des Daches angeordnete Zulaufleitung nach einer Aufbereitung wieder auf die Dachfläche aufzubringen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Auffangrinne oder Regenrinne über eine Rücklaufleitung und eine Pumpe mit einer im oberen Bereich des Solardachs angeordneten Zufuhrleitung verbunden, die Austrittsöffnungen, bevorzugt in Form von Düsen, aufweist, durch die hindurch das in der Auffangrinne aufgefangene Wasser mit Hilfe der Pumpe auf die Solarmodule aufgebracht werden kann, um diese bei Bedarf zu kühlen und/oder zu reinigen. Das in der Auffangrinne aufgefangene Wasser wird dabei bevorzugt in einem Filter gefiltert und anschließend in einem Vorratsgefäß gesammelt, aus dem es mittels der Pumpe und die Rücklaufleitung bei Bedarf zum Reinigen und/oder zum Kühlen der Solarmodule wieder entnommen werden kann.
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Die Zufuhrleitung besitzt in vorteilhafter Weise mehrere strömungsmäßig getrennte Zufuhrleitungsabschnitte, die jeweils eine Breite im Bereich der Breite der jeweiligen Solarmodule aufweisen, und die über bevorzugt elektrisch betätigbare Ventile mit der Rücklaufleitung verbindbar sind. Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, die gesamte von der Pumpe geforderte Wassermenge über einen einzigen Zufuhrleitungsabschnitt auszubringen, um einen Wasserschwall zu erzeugen, der ausschließlich im Bereich der Breite einer vertikalen Reihe von Modulen über die Dachfläche hinab in Richtung zur Auffangrinne hin abläuft und die Module kühlt und/oder reinigt. In Verbindung mit den seitlichen Ablaufkanälen ergibt sich hierbei der besondere Vorteil, dass überschüssiges Wasser eines Wasserschwalls im oberen Bereich der Dachfläche auf direktem Wege in die seitlichen Ablaufrinnen eintritt und von dort aus über die Auffangrinne zur erneuten Verwendung umgehend in das Vorratsgefäß gelangt.
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Insbesondere bei Freilandanlagen, bei denen die Module bisher mit Hilfe von mobilen Fahrzeugen, die das Wasser zum Reinigen der Module in Wassertanks mitführen, gereinigt werden, ergibt sich durch die Erfindung eine erhebliche Einsparung an Wasser und Arbeitsaufwand zum Reinigen der Module.
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Bevorzugt kommen bei dem erfindungsgemäßen Solardach zwei Vorratsbehälter zum Einsatz, von denen ein Vorratsbehälter ein Reinwasserbehälter ist, der über einen Filter mit einem zweiten Schmutzwasserbehälter verbunden ist. Das Regenwasser, das über die Auffangrinne über das erfindungsgemäße Solardach aufgefangen wird, wird bevorzugt zur Nachfüllung des Schmutzwasserbehälters verwendet. Der oder die Vorratsbehälter befinden sich bevorzugt im Erdreich, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass das aufgefangene Wasser, welches erneut auf die Solarmodule aufgebracht wird, im Sommer kühl bleibt und im Winter nicht gefriert.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens einer der Hauptträger mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen versehen ist, durch welche hindurch der zwischen dem Gebäudedach und den Solarmodulen definierte Luftraum hinterlüftbar ist. Durch die Hinterlüftung des Luftraums ergibt sich der Vorteil, dass bei hoher Sonneneinstrahlung die Temperatur der Solarmodule abgesenkt wird, was in vorteilhafter Weise wiederum zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades für die elektrische Energieerzeugung führt. Hierbei kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die Durchtrittöffnungen im jeweils letzten Hauptträger durch bevorzugt motorisch betätigte Schieber oder Ventile im Bereich des Dachfirsts oder im Bereich des unteren Endes der Dachfläche verschließbar sind, um im Falle von starkem Wind einem Abheben der Module entgegenzuwirken. Im Winter lasst sich durch das Schließen der Durchtrittöffnungen eine zusätzliche stehende Luftschicht als Isolation zwischen der Gebäudedachfläche und dem erfindungsgemäßen Solardach und den Solarmoduldach erzeugen, die dazu führt, dass sich die fotovoltaischen Solarmodule schneller über den Gefrierpunkt hinaus erwärmen, so dass auf den Solarmodulen befindlicher Schnee schneller abtauen oder abrutschen kann, was wiederum die Effizienz der Stromerzeugung erhöht.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Solardach mit vier Solarmodulen,
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2 eine schematische räumliche Schnittdarstellung zweier ineinander greifender Solarmodule im Bereich eines Hauptträgers, und
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3 eine schematische räumliche Darstellung zweier benachbarter nebeneinander liegender Solarmodule im Bereich der unteren ersten Querprofile.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein erfindungsgemäßes Solardach 1 eine Vielzahl von Solarmodulen 2, die nach Art von Dachziegeln in horizontal verlaufenden Reihen 4, die an ihren Unterseiten 5 miteinander überlappen, zu einer geschlossenen Dachfläche 6 verbunden sind. Jedes der Solarmodule 2 ist in einem Rahmen 8 aufgenommen, der zwei seitliche Profilleisten 10a und 10b umfasst, die durch ein erstes Querprofil 12a sowie ein zweites Querprofil 12b miteinander verbunden sind. Im Falle einer z. B. um einen Winkel von 8° geneigten Dachfläche befinden sich die ersten Querprofile 12a an der zum unteren Ende 14 des Solardachs 1 gerichteten Stirnseite der Rahmen 8, wohingegen sich die zweiten Querprofile 12b auf der zum oberen Ende, bzw. zum Dachfirst 16 hin weisenden Stirnseite der Solarmodule 2 befinden. Die Solarmodule 2 sind bevorzugt fotovoltaische Dünnschicht-Solarmodule, die im Randbereich mit Hilfe von Silikon, oder aber auch mit Hilfe von Gummidichtungen in bekannter Weise dichtend in entsprechende Nuten 13 in den Seiten- und Querprofilen des jeweiligen Rahmens 8 aufgenommen sind, wie dies in 2 angedeutet ist.
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Wie der Darstellung der 1 und 2 weiterhin zeigen, stützen sich die Solarmodule 2 mit ihren zweiten Querprofilen 12b auf bevorzugt horizontal verlaufenden Hauptträgern 18 ab, die z. B. mit Hilfe von Schrauben auf einem Gebäudedach 20 befestigt sind. Die Hauptträger 18 sind mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 19 versehen, durch die hindurch der zwischen dem Gebäudedach 20 und den Solarmodulen 2 definierte Luftraum insbesondere zum Zwecke der Kühlung der Solarmodule bei hoher Sonneneinstrahlung hinterlüftet werden kann.
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Wie den Darstellungen der 2 und 3 weiterhin im Detail entnommen werden kann, weist das erste Querprofil 12a an der unteren Seite eines verlegten Solarmoduls 2 eine erste nutartige Vertiefung 22 auf, die eine im Querschnitt maulförmige Öffnung 24 Besitz. Die maulförmige Öffnung 24 wird an der Unterseite durch einen ersten unteren Vorsprung 26 begrenzt, und weist an der Oberseite eine sich im Winkel zum ersten Vorsprung erstreckende Ableitfläche 28 auf, die sich – in der Ebene der Solarmodule 2 betrachtet – über den ersten Vorsprung 26 hinaus erstreckt. Das zweite Querprofil 12b weist eine Ausnehmung 30 auf, die an ihrer Oberseite durch einen zweiten Vorsprung 32 begrenzt wird. Die Ausnehmung 30 besitzt dabei eine solche Tiefe, dass der erste Vorsprung 26 des ersten Querprofils 12a des oberhalb liegenden Solarmoduls 2 formschlüssig in der Ausnehmung 30 aufgenommen wird und sich die Ableitfläche 28 dabei gleichzeitig auf der Oberseite, bzw. der bevorzugt ebenen Außenfläche 34 des zweiten Querprofils 12b abstützt, wie dies in 2 und 3 im Detail gezeigt ist. Die Außenfläche 34 des zweiten Querprofils 12b geht in den zweiten Vorsprung 32 über und endet an einer Nase oder einem Steg 36, der sich in senkrechter Richtung von der Außenfläche 34 weg nach oben erstreckt. Der Steg 36 verhindert, dass Feuchtigkeit, die über die linienförmige Kontaktfläche, entlang welcher der Ableitabschnitt 28 auf der Außenfläche 34 aufliegt, innerhalb der maulförmigen Öffnung 24 aufsteigen und in den unterhalb der Solarmodule 2 liegenden Bereich auf das Gebäudedach 20 gelangen kann.
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Das erste und zweite Querprofil 12a, 12b sind vorzugsweise als Strangpressprofile aus einem eigensteifen Werkstoff, bevorzugt aus Aluminium, gefertigt und besitzen eine solche Materialstärke, dass sich die Module entlang der Profile begehen lassen.
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Wie der Darstellung von 2 und 3 weiterhin im Detail entnommen werden kann, besitzt der erste Vorsprung 26 eine geneigt verlaufende Kontaktfläche 38, die sich an einer von der Neigung her angepassten inneren Wandfläche 40 der Ausnehmung 30 in der Weise abstützt, dass die Kontaktfläche in Richtung auf den Hauptträger 18 zu abgeleitet wird, wenn der erste Vorsprung 26 gegen die innere Wandfläche 40 der Ausnehmung 30 gedrängt wird.
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Der Hauptträger 18 weist bevorzugt die Form eines stehenden, zum oberen Ende 16 des Solardachs 1 hin geöffneten „C” auf und besitzt eine im Wesentlichen parallel zu den Solarmodulen 2 verlaufende obere Auflagefläche 42, auf der das zweite Querprofil 12b mit einer unteren Auflagefläche 44 lose aufliegt, wie dies in 2 angedeutet ist. An der Unterseite des zweiten Querprofils 12b ist ein Eingriffsabschnitt 46 geformt, der die Form eines liegenden, zur Unterseite des Solarmoduls 2 hin geöffneten „C” aufweist, dessen unterer Schenkel 46a sich durch die Öffnung 18a des Hauptträgers 18 hindurch in diesen hinein erstreckt. Am freien Ende des unteren Schenkels 46a ist ein in Richtung zur oberen Auflagefläche weisender Steg oder Vorsprung 46b geformt, und am Ende der unteren Auflagefläche 42 des Hauptträgers 18 befindet sich ein in Richtung zum Gebäudedach 20 hin weisender Steg oder Vorsprung 18b. Die Stege 18b und 46b besitzen eine solche Länge, z. B. 1 bis 3 cm, dass zwischen den Enden der Stege und dem unteren Schenkel 46a, bzw. der Unterseite der Auflagefläche 42 ein Abstand von z. B. 2 bis 5 cm verbleibt, der ein Anheben des ersten und zweiten Querprofils 12a, 12b in Richtung von der Auflagefläche 44 weg ermöglicht, dieses jedoch im angehobenen Zustand gegen ein Verschieben in der lateralen Richtung sperrt. Hierdurch wird das Solarmodul 2 wirksam gegen ein Herausheben durch Sogwirkung bei Starkwind gesichert, lässt sich jedoch samt dem ersten Querprofil 12a in der aufgelegten Position in Aufwärtsrichtung, d. h. in Richtung zum zweiten Ende 16 des Solardachs 1 hin soweit verschieben, dass das Modul im Falle eines Defekts aus dem Solardach entnommen werden kann.
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Wie weiterhin aus der Darstellung der 3 ersehen werden kann, besitzt die seitliche Profilleiste 10a einen nach oben hin geöffneten U-förmigen Ablaufkanal 48 für Wasser, der einen freien Wandabschnitt 48a besitzt, welcher im verlegten Zustand der Module nach oben weist. Die andere seitliche Profilleiste 10b umfasst einen sich in der Ebene des Solarmoduls 2 erstreckenden Abdeckabschnitt 50, an dem ein sich nach unten hin erstreckenden Steg 50a geformt ist. Die Breite des Abdeckabschnitts 50 sowie die Höhe des freien Wandabschnitts 48a sowie die Steges 50a ist dabei so gewählt, dass Abdeckabschnitt 50 den U-förmigen Ablaufkanal 48 eines angrenzenden Solarmoduls in einer Reihe von Solarmodulen mit Ausnahme eines Spaltbereichs 54 von z. B. 2 bis 10 mm überdeckt. Der Steg 50a erstreckt sich dabei von oben her in den U-förmigen Ablaufkanal 48 hinein und hintergreift den freien Wandabschnitt 48a, so dass in Querrichtung der Solarmodule 2 betrachtet eine gewisse Verschiebung der Profilleisten 10a, 10b gegeneinander möglich ist, die z. B. maximal 2,5 cm betragen kann und dazu dient, Toleranzen auszugleichen, die sich bei Unebenheiten des Gebäudedachs 20 ergeben. In gleicher Weise ist die Länge des Stegs 50a und des freien Wandabschnitts 48a des U-förmigen Ablaufkanals 48 bevorzugt 1 bis 5 mm geringer als die Tiefe des U-förmigen Ablaufkanals 48, so das der Abdeckabschnitt 50 nicht in direktem mechanischen Kontakt mit den Innenflächen des U-förmigen Ablaufkanals 48 steht und die beiden seitlichen Profilleisten 10a, 10b mit einem gewissen Spiel in der vertikalen Richtung relativ zueinander bewegbar sind. Hierdurch lassen sich Höhentoleranzen bei der Montage der Hauptträger 18, die z. B. durch eine Krümmung des Gebäudedachs 20 hervorgerufen werden, sowie auch thermisch bedingte Ausdehnungen der Rahmen 8 ausgleichen.
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Gemäß der Darstellung von 1 kann bei einer geneigten Ausführung des erfindungsgemäßen Solardachs 1 am Hauptträger 18 des unteren Endes 14 eine Auffangrinne 52 angeordnet werden, in die die U-förmigen Ablaufkanäle 48 benachbarter Solarmodule 2 einmünden. Die Auffangrinne 52 kann hierzu anstelle eines Solarmoduls 2 in der Nut 13 des abschließenden zweiten Querprofils 12b am unteren Ende 14 des Solardachs 1 aufgenommen sein und steht über eine Rücklaufleitung 54 und eine Pumpe 56 mit einer am oberen Ende 16 des Solardachs 1 angeordneten Zufuhrleitung 58 in Verbindung die mehrere Zufuhrleitungsabschnitte 58a, 58b aufweist, in denen Austrittsöffnungen 60 in Form von Düsen geformt sind, durch die hindurch das in der Auffangrinne 52 aufgefangene Wasser mit Hilfe der Pumpe 56 auf die Solarmodule 2 aufgebracht wird, um diese zu kühlen und zu reinigen. Das in der Auffangrinne 52 aufgefangene Wasser wird dabei bevorzugt in einem Filter 62 gefiltert und anschließend in einem Vorratsgefäß 64 gesammelt, aus welchem es mittels der Pumpe 56 bei Bedarf zum Reinigen und/oder zum Kühlen der Solarmodule 2 entnommen werden kann.
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Die Zufuhrleitung besitzt in vorteilhafter Weise mehrere strömungsmäßig getrennte Zufuhrleitungsabschnitte 58a, 58b, die jeweils eine Breite im Bereich der Breite der jeweiligen Solarmodule 2 aufweisen und über elektrisch betätigt bare Ventile 66 mit der Rücklaufleitung 54 verbindbar sind. Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, die gesamte von der Pumpe 56 geforderte Wassermenge lediglich über einen einzigen Zufuhrleitungsabschnitt 58a oder 58b auszubringen, um einen Wasserschwall zu erzeugen, der ausschließlich im Bereich der Breite einer vertikalen Reihe von Modulen 2 über die Dachfläche hinab in Richtung zur Auffangrinne 52 hin abläuft und die Module kühlt und/oder reinigt
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Solardach
- 2
- Solarmodul
- 4
- Reihen
- 5
- Unterseite
- 6
- Dachfläche
- 8
- Rahmen
- 10a
- seitliche Profilleiste mit U-förmigem Ablaufkanal
- 10b
- seitliche Profilleiste mit Abdeckabschnitt
- 12a
- erstes Querprofil
- 12b
- zweites Querprofil
- 13
- Nuten zur Aufnahme der Ränder in den Rahmenprofilen
- 14
- unteres Ende des Solardachs
- 16
- oberes Ende des Solardachs/Dachfirst
- 18
- Hauptträger
- 18a
- Öffnung in Hauptträger
- 18b
- Steg oder Vorsprung
- 19
- Durchtrittsöffnungen
- 20
- Gebäudedach
- 22
- nutartige Vertiefung
- 24
- maulförmige Öffnung
- 26
- erster Vorsprung
- 28
- Ableitfläche
- 30
- Ausnehmung im zweiten Querprofil, die ersten Vorsprung aufnimmt
- 32
- zweiter Vorsprung
- 34
- Außenfläche
- 36
- Steg
- 38
- Kontaktfläche
- 40
- innere Wandfläche der Ausnehmung
- 42
- obere Auflagefläche am Hauptträger
- 44
- unteren Auflagefläche am zweiten Querprofil
- 46
- Eingriffsabschnitt
- 46a
- unterer Schenkel
- 46b
- Steg/Vorsprung
- 48
- U-förmiger Ablaufkanal
- 48a
- freier Wandabschnitt des U-förmigen Ablaufkanals
- 50
- Abdeckabschnitt
- 50a
- Steg am Abdeckabschnitt
- 52
- Auffangrinne
- 54
- Rücklaufleitung
- 56
- Pumpe
- 58
- Zufuhrleitung
- 58a
- Zufuhrleitungsabschnitt
- 58b
- Zufuhrleitungsabschnitt
- 60
- Austrittsöffnung
- 62
- Filter
- 64
- Vorratsbehälter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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