DE102012109880A1 - Hollow chamber profile - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hohlkammerprofil, insbesondere für den Rahmen eines Photovoltaikmoduls, wobei in dem Hohlraum des Hohlkammerprofils ein reversibel komprimierbarer Körper angeordnet ist.The invention relates to a hollow chamber profile, in particular for the frame of a photovoltaic module, a reversibly compressible body being arranged in the hollow space of the hollow chamber profile.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Hohlkammerprofil, welches insbesondere als Rahmen eines Photovoltaikmoduls ausgebildet ist. The invention relates to a hollow chamber profile, which is designed in particular as a frame of a photovoltaic module.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Hohlkammerprofile, welche insbesondere als Rahmen für Photovoltaikmodule verwendet werden, sind bekannt. So zeigt beispielsweise die Offenlegungsschrift WO 2008/157201 A2 ein Hohlkammerprofil, welches als Rahmen eines Photovoltaikmoduls verwendet wird. Hollow chamber profiles, which are used in particular as a frame for photovoltaic modules, are known. For example, the published patent application WO 2008/157201 A2 a hollow chamber profile, which is used as a frame of a photovoltaic module.

Hohlkammerprofile, welche in der Regel aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung gefertigt werden, haben den Vorteil einer hohen Verwindungssteifigkeit bei niedrigem Gewicht. Der Rahmen dient neben der Montage der mechanischen Stabilisierung des empfindlichen Laminats eines Photovoltaikmoduls, welches in der Regel zumindest ein Deckglas, Solarzellen, Einbett- und Isolationsmaterialien sowie elektrische Anschlüsse umfasst. Hollow chamber profiles, which are usually made of aluminum or an aluminum alloy, have the advantage of high torsional stiffness at low weight. The frame is used in addition to the assembly of the mechanical stabilization of the sensitive laminate of a photovoltaic module, which usually comprises at least a cover glass, solar cells, embedding and insulation materials and electrical connections.

Photovoltaikmodule sind für eine lange Lebensdauer ausgelegt und müssen daher für lange Zeit der Witterung standhalten. Photovoltaic modules are designed for a long service life and must therefore withstand the weather for a long time.

Es hat sich gezeigt, dass aufgrund von Undichtigkeiten Wasser in die Kammern des Hohlkammerprofils eindringen kann. Sind nunmehr die Außentemperaturen unter dem Gefrierpunkt, gefriert das Wasser zu Eis. Aufgrund der dadurch entstehenden Volumenausdehnung kann das Hohlkammerprofil aufgeweitet oder sogar aufgebrochen werden, was die mechanische Belastbarkeit des Rahmens stark beeinträchtigt. It has been shown that due to leaks water can penetrate into the chambers of the hollow chamber profile. Now the outside temperatures are below freezing, the water freezes to ice. Due to the resulting volume expansion, the hollow chamber profile can be widened or even broken, which greatly affects the mechanical strength of the frame.

Aus der Praxis ist es bekannt, Bohrungen in die Kammern des Hohlkammerprofils einzubringen, durch die eintretendes Wasser wieder ablaufen kann. From practice it is known to introduce holes in the chambers of the hollow chamber profile, can run through the incoming water again.

Das Einbringen von Bohrungen ist aber recht aufwändig und es besteht die Gefahr, dass die Bohrungen etwa durch Schmutz oder Insekten verstopfen und so ihre Eigenschaft als Ablauflöcher verlieren. Weiterhin können Teile des Rahmens von Solarmodulen, beispielsweise während der Schneeschmelze und bei ungünstiger Montage, in Wasser stehen, welches dann durch die Bohrungen oder an den Stoßkanten in die Hohlkammer eindringt. The introduction of holes is quite complex and there is a risk that the holes clogged by dirt or insects and so lose their capacity as drainage holes. Furthermore, parts of the frame of solar modules, for example, during snowmelt and unfavorable installation, can be in water, which then penetrates through the holes or at the abutting edges in the hollow chamber.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Hohlkammerprofil, insbesondere für den Rahmen eines Photovoltaikmoduls, bereitzustellen, bei welchem die Gefahr von Frostschäden auf einfache Weise reduziert wird. The invention is based on the object to provide a hollow chamber profile, in particular for the frame of a photovoltaic module, in which the risk of frost damage is reduced in a simple manner.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch ein Hohlkammerprofil sowie durch die Verwendung eines reversibel komprimierbaren Körpers nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. The object of the invention is already achieved by a hollow chamber profile and by the use of a reversibly compressible body according to one of the independent claims.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Preferred embodiments and further developments of the invention can be found in the subclaims.

Die Erfindung betrifft ein Hohlkammerprofil, welches insbesondere als Rahmen für ein Photovoltaikmodul ausgebildet ist. The invention relates to a hollow chamber profile, which is designed in particular as a frame for a photovoltaic module.

Denkbar ist aber auch, die Erfindung für andere Rahmen zu verwenden, welche Temperaturen unter dem Gefrierpunkt bei gleichzeitiger Bewitterung ausgesetzt sind. It is also conceivable to use the invention for other frames, which are exposed to temperatures below freezing with simultaneous weathering.

Das Hohlkammerprofil ist vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. The hollow chamber profile is preferably formed of aluminum or an aluminum alloy.

Gemäß der Erfindung ist in dem Hohlraum des Hohlkammerprofils ein reversibel komprimierbarer Körper angeordnet. According to the invention, a reversibly compressible body is arranged in the cavity of the hollow chamber profile.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass über einen reversibel ausgebildeten Körper die Volumenzunahme beim Gefrieren von Wasser zu Eis kompensiert werden kann. The invention is based on the finding that the volume increase during freezing of water to ice can be compensated for by means of a reversibly formed body.

Der reversibel komprimierbare Körper ist also derart ausgebildet, dass er im Wesentlichen wasserdicht ist, dass Wasser also nicht in den Körper eindringt. The reversibly compressible body is thus designed such that it is substantially waterproof, so that water does not penetrate into the body.

Beim Gefrieren von Wasser stellt der reversibel komprimierbare Körper ein Puffervolumen bereit, welches die Volumenausdehnung des Wassers beim Gefrieren kompensiert. When freezing water, the reversibly compressible body provides a buffer volume that compensates for the volume expansion of the water during freezing.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt der reversibel komprimierbare Körper zumindest 5 %, vorzugsweise zumindest 10 % des Volumens des Hohlraums ein. In a preferred embodiment of the invention, the reversibly compressible body occupies at least 5%, preferably at least 10% of the volume of the cavity.

Bereits mit einem Volumen von 10 % kann die Volumenausdehnung vollständig kompensiert werden, selbst wenn der Hohlraum vollständig mit Wasser gefüllt ist. Already with a volume of 10%, the volume expansion can be fully compensated, even if the cavity is completely filled with water.

Vorzugsweise umfasst der reversibel komprimierbare Körper ein Material mit einem Elastizitätsmodul von weniger als 0,1 GPa. Preferably, the reversibly compressible body comprises a material having a modulus of elasticity of less than 0.1 GPa.

Der reversibel komprimierbare Körper besteht weiter vorzugsweise aus einem Material, welches sich im elastischen Bereich auf weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Viertel seines Ausgangsvolumens zusammendrücken lässt. The reversibly compressible body is further preferably made of a material which can be compressed in the elastic range to less than half, preferably less than a quarter of its original volume.

Das Kompressionsmodul liegt vorzugsweise bei Atmosphärendruck bei weniger als 1·106 Pa, vorzugsweise bei weniger als 2·105 Pa. The compression modulus is preferably less than 1 × 10 6 Pa, preferably less than 2 × 10 5 Pa, at atmospheric pressure.

Je nach Ausgestaltung des Rahmens können aber bereits relativ kleine komprimierbare Körper ausreichend sein, welche insbesondere in einem unteren Bereich des Rahmens eines Photovoltaikmoduls, in dem sich das Wasser sammelt, eingebracht sind. Depending on the configuration of the frame, however, relatively small compressible bodies may already be sufficient, which are introduced in particular in a lower region of the frame of a photovoltaic module in which the water collects.

Denkbar ist auch, den gesamten Hohlraum auszufüllen, so dass eine größere Menge Wasser erst gar nicht eindringen kann. It is also conceivable to fill the entire cavity, so that a larger amount of water can not even penetrate.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der reversibel komprimierbare Körper als geschlossenporiger Kunststoff ausgebildet. In a preferred embodiment of the invention, the reversibly compressible body is designed as a closed-cell plastic.

Beispielsweise kann ein Zellkautschuk wie beispielsweise EPDM verwendet werden. Derartige geschlossenporige Kunststoffe haben eine hohe Dauerbeständigkeit. For example, a cellular rubber such as EPDM may be used. Such closed-cell plastics have a high durability.

Denkbar ist aber auch, hohle Formkörper wie Hohlkugeln, hohle Quader etc. aus elastischem Material zu verwenden. It is also conceivable, however, to use hollow shaped bodies such as hollow spheres, hollow cuboids, etc. of elastic material.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der reversibel komprimierbare Körper als Schüttgut in den Hohlraum eingebracht. In one embodiment of the invention, the reversibly compressible body is introduced as bulk material into the cavity.

Dies kann etwa automatisiert bei der Herstellung des Rahmens mittels einer Maschine erfolgen. Schüttgut kann den Vorteil haben, dass dieses dazu neigt, in tiefer gelegene Bereiche zu rieseln, in denen sich typischerweise auch das Wasser ansammelt. This can be done approximately automatically in the production of the frame by means of a machine. Bulk material may have the advantage that it tends to trickle into deeper areas where typically the water accumulates.

Insbesondere für ein manuelles Einbringen kann das Schüttgut auch beispielsweise in ein Netz eingebracht und sodann in das Profil eingeschoben werden. In particular, for a manual introduction, the bulk material can also be introduced, for example, in a network and then inserted into the profile.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der reversibel komprimierbare Körper als Stangenmaterial ausgebildet. Dieses kann bei der Herstellung des Rahmens in das Hohlkammerprofil eingeschoben werden. In a further preferred embodiment of the invention, the reversibly compressible body is formed as a rod material. This can be inserted in the manufacture of the frame in the hollow chamber profile.

Denkbar ist aber auch, bereits bei der Herstellung des Hohlkammerprofils dieses mit einem Stangenmaterial zu versehen. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn das Stangenmaterial mit einer Wand des Hohlraums verbunden wird, insbesondere durch Kleben. It is also conceivable to provide it with a rod material already in the production of the hollow chamber profile. In this case, it is advantageous if the rod material is connected to a wall of the cavity, in particular by gluing.

Beschreibung der Zeichnung Description of the drawing

Die Erfindung soll im Folgenden Bezug nehmen auf ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel und anhand der Zeichnungen 1 und 2 näher erläutert werden. The invention will in the following reference to a schematically illustrated embodiment and with reference to the drawings 1 and 2 be explained in more detail.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Photovoltaikmoduls 1. 1 shows a schematic view of a photovoltaic module 1 ,

Das Photovoltaikmodul 1 umfasst einen Rahmen 3, welcher aus einem Hohlkammerprofil besteht, mit dem ein Laminat 2, welches ein Deckglas, Solarzellen, Einbett- und Isolationsmaterialien sowie elektrische Anschlüsse umfasst, eingefasst ist. The photovoltaic module 1 includes a frame 3 , which consists of a hollow chamber profile, with which a laminate 2 , which includes a cover glass, solar cells, embedding and insulation materials and electrical connections.

2 zeigt eine schematische Ansicht des Hohlkammerprofils des Rahmens in einer Schnittansicht. 2 shows a schematic view of the hollow chamber profile of the frame in a sectional view.

Zu erkennen ist ein Rahmen 3 aus einem Hohlkammerprofil, welcher eine Aufnahme 4 für das Laminat 2, welches die Solarzellen umfasst, aufweist. To recognize is a frame 3 from a hollow chamber profile, which is a recording 4 for the laminate 2 comprising the solar cells.

Unter der Aufnahme 4 befindet sich ein Hohlraum 6. Under the recording 4 there is a cavity 6 ,

Es versteht sich, dass das Profil eine beliebige Form haben kann, insbesondere eine von der Rechteckform abweichende Form. It is understood that the profile can have any shape, in particular a shape deviating from the rectangular shape.

Weiter versteht sich, dass das Hohlkammerprofil auch mehrere Hohlräume aufweisen kann, welche durch eine Wand voneinander getrennt sind. It is further understood that the hollow chamber profile may also have a plurality of cavities, which are separated by a wall.

In dem Hohlraum 6 befindet sich ein reversibel komprimierbarer Körper 5, welcher in diesem Ausführungsbeispiel als Stangenmaterial aus einem Zellkautschuk ausgebildet ist. In the cavity 6 there is a reversibly compressible body 5 , which is formed in this embodiment as a rod material made of a cellular rubber.

Der reversibel komprimierbare Körper wird vor der Fertigung des Rahmens in das Hohlkammerprofil eingebracht. The reversibly compressible body is introduced into the hollow chamber profile before production of the frame.

Wird nun das Hohlkammerprofil undicht, so dass Wasser in den Hohlraum 6 eindringt, so kann dieses nicht das gesamte Volumen des Hohlraums 6 einnehmen. Will now the hollow chamber profile leaking, leaving water in the cavity 6 it does not penetrate the entire volume of the cavity 6 taking.

Sobald das Wasser friert, stellt der reversibel komprimierbare Körper 5 ein Puffervolumen bereit, welches die Volumenzunahme durch Eisbildung ausgleicht. As soon as the water freezes, the body is reversibly compressible 5 a buffer volume that compensates for the volume increase due to ice formation.

Wenn das Wasser abtaut, dehnt sich der reversibel komprimierbare Körper 5 wieder im Wesentlichen auf seine Ursprungsgröße aus. As the water thaws, the reversibly compressible body expands 5 again essentially based on its original size.

Der reversibel komprimierbare Körper kann Additive zur Vermeidung von Algenbildung und Schimmel enthalten. The reversibly compressible body may contain additives to prevent algae formation and mold.

Weiter kann auf das Einbringen von Bohrungen in das Profil zur Ausbildung von Ablauflöchern verzichtet werden. Next can be dispensed with the introduction of holes in the profile to form drain holes.

Durch die Erfindung können auf einfache Weise Frostschäden an Rahmen insbesondere von Photovoltaikmodulen und thermischen Solarkollektoren verhindert werden. The invention makes it possible to easily prevent frost damage to frames, in particular of photovoltaic modules and thermal solar collectors.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Photovoltaikmodul  photovoltaic module
22
Laminat  laminate
33
Rahmen  frame
44
Aufnahme  admission
55
reversibel komprimierbare Körper  reversibly compressible body
66
Hohlraum  cavity

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2008/157201 A2 [0002] WO 2008/157201 A2 [0002]

Claims (8)

Hohlkammerprofil, insbesondere ausgebildet als Rahmen, wobei in dem Hohlraum des Hohlkammerprofils ein reversibel komprimierbarer Körper angeordnet ist.  Hollow chamber profile, in particular designed as a frame, wherein in the cavity of the hollow chamber profile, a reversibly compressible body is arranged. Hohlkammerprofil nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der reversibel komprimierbare Körper zumindest 5 %, vorzugsweise zumindest 10 % des Volumens des Hohlraums einnimmt. Hollow chamber profile according to the preceding claim, characterized in that the reversibly compressible body occupies at least 5%, preferably at least 10% of the volume of the cavity. Hohlkammerprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der reversibel komprimierbare Körper wasserdicht ist. Hollow chamber profile according to one of the preceding claims, characterized in that the reversibly compressible body is waterproof. Hohlkammerprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der reversibel komprimierbare Körper als geschlossenporiger Kunststoff ausgebildet ist. Hollow chamber profile according to one of the preceding claims, characterized in that the reversibly compressible body is designed as a closed-cell plastic. Hohlkammerprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der reversibel komprimierbare Körper als Schüttgut eingebracht ist. Hollow chamber profile according to one of the preceding claims, characterized in that the reversibly compressible body is introduced as bulk material. Hohlkammerprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der reversibel komprimierbare Körper als Stangenmaterial ausgebildet ist. Hollow chamber profile according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reversibly compressible body is formed as a rod material. Photovoltaikmodul, umfassend einen Rahmen mit einem Hohlkammerprofil nach einem der vorstehenden Ansprüche.  Photovoltaic module, comprising a frame with a hollow chamber profile according to one of the preceding claims. Verwendung eines reversibel komprimierbaren Körpers in einem Hohlkammprofil zur Vermeidung von Frostschäden. Use of a reversibly compressible body in a hollow comb profile to prevent frost damage.
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