DE102017112011A1

DE102017112011A1 - Rahmen für ein Photovoltaik-Modul sowie Photovoltaik-System

Info

Publication number: DE102017112011A1
Application number: DE102017112011.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rahmen (3) zur Aufnahme wenigstens eines Photovoltaik-Moduls (2) mit wenigstens zwei Profilstreben (5), insbesondere Quer- und/oder Längsstreben (6; 7), die jeweils einen Pfad (15) zum Führen und Ableiten von Wasser, insbesondere Regenwasser, aus dem Rahmen (3) aufweisen, und einem Verbindungsstück (8) zum Verbinden der zumindest zwei Profilstreben (5) miteinander. Erfindungsgemäß weist das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) ein Hohlprofil (16) mit einem Ausflussabschnitt (19) auf, welches zwischen den Profilstreben (5) eingefügt ist, wobei das von den Profilstreben (5) geführte Wasser über den Ausflussabschnitt (19) des Verbindungsstücks (8a; 8b; 8c; 8d) ableitbar ist, und die Profilstreben (5) und das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Photovoltaik-System (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rahmen für ein Photovoltaik-Modul, mit wenigstens zwei Profilstreben, insbesondere Quer- und/oder Längsstreben, die jeweils einen Pfad zum Führen und Ableiten von Wasser, insbesondere Regenwasser, aus dem Rahmen aufweisen, und mindestens einem Verbindungsstück zum Verbinden der zumindest zwei Profilstreben miteinander. Ferner betrifft die Erfindung ein Photovoltaik-System mit einem aus Profilstreben aufgebauten Rahmen, ein Verbindungsstück sowie eine Profilstrebe.
Aus der DE 10 2008 045 510 A1 ist ein Rahmen für ein Solarmodul bekannt, der mehrere Aluminium-Stangenpressprofile aufweist. Die Stangenpressprofile sind mit elektrisch leitenden Verbindern elektrisch verbunden. Ein E-ckelement wird auf den Verbinder geschoben, um die Stangenpressprofile miteinander zu verbinden. Mit dem vorgeschlagenen Rahmen ist es nicht möglich, mehrere Solarmodule miteinander zu verbinden. Bei Solarmodulen muss zudem vermieden werden, dass ein Erdungsschluss entsteht, bei dem der erzeugte Solarstrom des Solarmoduls nicht mehr über die Anschlussleitungen abfließt, sondern eine leitende Verbindung zwischen dem Solarmodul und dem Rahmen entsteht. Bei mehrteiligen Systemen müssen die einzelnen Rahmenteile daher zum Potentialausgleich zusätzlich elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Alle elektrisch leitfähigen Teile des Systems müssen geerdet werden. Nachteilig ist es, dass die Erdung sowie auch die Montage eines mehrteiligen Photovoltaik-Systems äußerst aufwendig sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen Rahmen für ein Photovoltaik-Modul bereitzustellen, welcher eine einfache Montage erlaubt.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Vorgeschlagen wird ein Rahmen für ein Photovoltaik-Modul, der wenigstens zwei Profilstreben aufweist, die mit einem Verbindungsstück miteinander verbunden sind. Die Profilstreben weisen jeweils einen Pfad zum Führen und Ableiten von Wasser, insbesondere Regenwasser, aus dem Rahmen auf. Die beiden Profilstreben sind vorzugsweise die quer laufenden Querstreben und/oder die längs laufenden Längsstreben. Das erfindungsgemäße Verbindungsstück umfasst ein Hohlprofil mit einem Ausflussabschnitt, welches zwischen den Profilstreben eingefügt ist. Das Hohlprofil bildet vorzugsweise einen durchgehenden Kanal zwischen den zwei Profilstreben aus, wobei der Ausflussabschnitt von diesem Hohlprofil vorzugsweise abzweigt. Durch den Ausflussabschnitt ist das von den Profilstreben geführte Wasser aus dem Verbindungsstück ableitbar. Die Profilstreben und das Verbindungsstück sind aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet, vorzugsweise aus Aluminium.
Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, dass der Rahmen zum einen derart ausgebildet ist, dass sich auf der Oberfläche des Photovoltaik-Moduls kein Wasser sammeln kann. Vielmehr wird das an der Oberfläche entlang laufende Wasser durch den in den Profilstreben angeordneten Pfad abgeleitet. Der Pfad erstreckt sich vorzugsweise von der Oberseite eines Verbunds des Photovoltaik-Moduls bis in einen Hohlraum der einzelnen Profilstreben hinein. Der Pfad ist vorzugsweise derart in vertikaler Richtung nach unten geschlossen, so dass das Wasser in die in horizontaler Richtung zu den Profilstreben angeordneten Verbindungsstücke abgeleitet wird. Dort wird das Wasser durch den Abflussabschnitt aus dem Photovoltaik-Modul geführt, so dass sich kein Wasser aufgrund einer fehlerhaften Dichtung zwischen dem Rahmen und dem Verbund sammeln kann, wodurch ein Erd- oder Kurzschluss verursacht werden könnte. Das Wasser kann nun vielmehr zum äußeren Rand des Verbundes laufen, dort in eine Profilstrebe eindringen und innerhalb dieser Profilstrebe des Rahmens durch den Ausflussabschnitt in dem Verbindungsstück ablaufen. Diese Profilstrebe wird vorzugsweise von einer quer laufenden Profilstrebe ausgebildet, die bei Aufstellung des Photovoltaik-Moduls auf einem Schrägdach o.ä. waagerecht verläuft.
Zum anderen ist durch die elektrisch leitenden Profilstreben und das Verbindungsstück ein wirksamer Potentialausgleich geschaffen, um beispielsweise Menschen vor einem elektrischen Schlag zu schützen. Der Potentialausgleich bewirkt, dass die sich durch die Reihenschaltung der verschiedenen Module ergebenen Potentialunterschiede ausgeglichen werden. Vorzugsweise sind alle zugänglichen Bauteile des Rahmens und/oder des wenigstens einen Photovoltaik-Moduls elektrisch leitend miteinander verbunden. Der durch den Potentialausgleich geerdete Rahmen ist vorzugsweise mit einem Potentialausgleichssystem, insbesondere einem Schutzleiter, verbunden, so dass eine Bildung von Leiterschleifen und elektromagnetischer Induktion gering gehalten wird.
Das Verbindungsstück weist vorteilhafterweise wenigstens einen ersten Verbindungsabschnitt zum formschlüssigen Umgreifen und/oder Anordnen in einem freien Ende der Profilstrebe auf. Vorzugsweise sind an dem Verbindungsstück zwei erste Verbindungsabschnitte angeordnet, um zwei Querstreben Wasser-leitend miteinander zu verbinden. Der erste Verbindungsabschnitt erstreckt sich vorteilhafterweise in Längsrichtung des Hohlprofils, wobei der Ausflussabschnitt in einem Winkel von mehr als 0 Grad, vorzugsweise kleiner als 90 Grad, zu dieser Längsrichtung angeordnet ist. Wenn der erste Verbindungsabschnitt in dem freien Ende der Querstrebe angeordnet ist, schließt das Hohlprofil des Verbindungsstücks vorzugsweise bündig mit der Querstrebe ab, so dass der Kanal und der Pfad unmittelbar aneinander anliegen bzw. anschließen. Somit kann kein Wasser zwischen das Verbindungsstück und die Profilstrebe dringen, so dass einem erhöhten Verschleiß wirksam vorgebeugt ist. Es kann hilfreich sein, zwischen dem Verbindungsstück und der Profilstrebe jeweils ein elektrisch leitendes Dichtelement anzuordnen, sofern der Potentialausgleich dadurch nicht bedeutend gemindert wird.
Alternativ oder zusätzlich ist es von Vorteil, wenn das Verbindungsstück einen oder zwei erste Verbindungsabschnitte sowie einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweist, wobei diese im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Der zweite Verbindungsabschnitt ist vorzugsweise zur Kopplung mit einer Längsstrebe vorgesehen und nicht wasserleitend mit dem Kanal des Verbindungsabschnitts verbunden. Durch die variable Ausbildung des Verbindungsstücks in T-Form, L-Form oder I-Form können unterschiedlichste Rahmenformen einfach realisiert werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Photovoltaik-System mit einem aus Profilstreben aufgebauten Rahmen und wenigstens einem am Rahmen befestigten Photovoltaik-Modul. Das Photovoltaik-Modul weist einen Verbund auf, der eine Vielzahl von Photovoltaik-Zellen sowie zumindest eine auf den Photovoltaik-Zellen aufgebrachten transparenten Schicht und/oder eine transparente Glasscheibe umfasst. Die transparente Schicht ist vorzugsweise eine EVA-Schicht. Der Rahmen ist gemäß der vorangegangenen oder nachfolgenden Beschreibung ausgebildet, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in Kombination vorhanden sein können.
Die den Rahmen ausbildenden Profilstreben des Photovoltaik-Systems sind zum einen elektrisch leitend und zum anderen Wasser leitend miteinander verbunden. Hierzu sind zwischen den einzelnen Streben die besagten Verbindungsstücke angeordnet, durch welche die das Wasser von dem Verbund ableitenden Pfade miteinander verbunden sind. Das Wasser kann durch den Ausflussabschnitt aus dem Rahmen austreten, wodurch einem Kurzschluss durch Wasseransammlung auf dem Verbund effizient vorgebeugt ist. Ferner sind die, vorzugsweise aus Aluminium hergestellten, Profilstreben derart elektrisch durch die vorzugsweise ebenfalls aus Aluminium hergestellten Verbindungstücke miteinander verbunden, dass der zum Personenschutz zwingend erforderliche Potentialausgleich gewährleistet ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls Verbindungsstücke sowie Profilstreben, wie sie oben beschrieben sind.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

1 eine Draufsicht auf ein Photovoltaik-System,
2 eine Explosionsdarstellung eines Verbindungsstücks mit einer auf das Verbindungsstück aufzusetzenden Profilstrebe,
2a eine Schnittdarstellung des Verbindungsstücks gemäß der 2 entlang I-I,
3 eine Vorderansicht auf eine Längsstrebe,
4 eine zweite Ausführungsform des Verbindungsstücks in einer perspektivischen Darstellung, und
5 eine dritte Ausführungsform des Verbindungsstücks in einer perspektivischen Darstellung.

Die 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Photovoltaik-System 1 mit mehreren nebeneinander angeordneten Photovoltaik-Modulen 2. Die Photovoltaik-Module 2 umfassen jeweils einen umlaufenden Rahmen 3 und einen im Rahmen 3 eingefassten Verbund 4. Der Verbund 4 weist bekanntermaßen in einer Ebene angeordnete Photovoltaik-Zellen auf, auf denen üblicherweise eine EVA-Folie und auf dieser eine Glasscheibe angeordnet ist. Auf der Unterseite der Zellen kann eine Tedlar-Folie angebracht sein. Vorliegend ist in den Figuren nur der Verbund 4 als Ganzes in gestrichelten Linien wiedergegeben, d.h. dessen Elemente (Zellen, Folien, Glasscheibe) sind nicht im Detail dargestellt. Randseitig liegt der Verbund 4 auf miteinander verbundenen Profilstreben 5, und zwar quer verlaufenden Querstreben 6 und längs verlaufenden Längsstreben 7, des Rahmens 3 auf. Eine Querstrebe 6 wird vorliegend als diejenige definiert, die bei Aufstellung des Photovoltaik-Systems 1 auf einem Schrägdach o.ä. dessen waagerechte Unterkante bildet. Wasser, das auf das Photovoltaik-System 1 trifft, läuft demnach auf dem Verbund 4 schwerkraftgerichtet in Richtung der unteren Querstreben 6.
Zwischen mindestens jeweils zwei Profilstreben 5 sind Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c oder 8d angeordnet, um die Profilstreben 5 miteinander zu verbinden. In 1 sind die Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c oder 8d rein exemplarisch umlaufend an verschiedenen Stellen des Rahmens 3 angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c oder 8d jedoch jeweils an der Unterkante und/oder den unteren Ecken des Photovoltaik-Systems 1 ausgebildet, da an diesen Stellen der erwünschte Wasserablauf erfolgen soll. Dementsprechend sind die in der 1 eingezeichneten oberen Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c üblicherweise nur an der Unterseite des Photovoltaik-Systems 1 angeordnet.
Die Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c oder 8d sind vorzugsweise einstückig aus Aluminium, Stahl oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Die einzelnen Photovoltaik-Module 2 des Photovoltaik-Systems 1 werden alle vom gleichen Strom durchflossen, wobei sich die Spannung jedoch mit jedem zusätzlichen Photovoltaik-Modul 2 erhöht und eine Potentialdifferenz entsteht. Zum Potentialausgleich, welcher aus Sicherheitsgründen notwendig ist, sind die Verbindungsstücke 8a - 8d und die Profilstreben 5 aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt, so dass das gesamte Photovoltaik-System 1 elektrisch leitend miteinander verbunden ist. Bei herkömmlichen Systemen gestaltet sich die leitende Verbindung der einzelnen Rahmenteile meist äußerst schwierig, weshalb zum Teil jedes einzelne Photovoltaik-Modul einzeln geerdet wird. Die Verbindungsstücke 8a - 8d erlauben eine konstruktiv einfache elektrisch leidende Verbindung des gesamten Rahmens 3, so dass eine zentrale Erdung ausreichend ist. Vorzugsweise sind der Rahmen 3 und die Verbindungsstücke 8a - 8d aus Aluminium hergestellt und wenigstens an einer Stelle geerdet.
Das Photovoltaik-System 1 weist mehrere Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c, 8d auf, welche die Struktur des Rahmens 3 definieren. Ein Verbindungsstück 8a ist einerseits zwischen zwei benachbarten Querstreben 6 ausgebildet. Andererseits ist ein Verbindungsstück 8b zwischen einer Längsstrebe 7 und einer Querstrebe 6 angeordnet. Durch ein Verbindungsstück 8c können bis zu drei Profilstreben 5, vorzugsweise zwei Querstreben 6 und eine Längsstrebe 7, stabil miteinander verbunden werden. Die Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c können jeweils mit einem weiteren Verbindungsstück 8d gekoppelt sein, um mehrere Photovoltaik-Module 2 nebeneinander anzuordnen. Das Verbindungsstück 8d ist dabei derart ausgebildet, dass ein Teil des anderen Verbindungsstücks 8a, 8b, 8c darin aufgenommen oder von diesem umgriffen wird.
Die hohe Stabilität erlaubt es, dass zwischen zwei Längsstreben 7 mehrere Verbunde 4 verschiedener Photovoltaik-Module 2 unmittelbar nebeneinander angeordnet werden können (in 1 sind zwei solche Photovoltaik-Module 2 gestrichelt nebeneinander in einem Rahmen 3 dargestellt). Das heißt, dass zwei Verbunde 4 gemeinsam von zwei Längsstreben 7 und vier Querstreben 6 umrahmt werden.
Die Form der Verbindungsstücke 8a, 8b, 8c, 8d variiert in Abhängigkeit der Anzahl und der Art der zu koppelnden Profilstreben 5. Wenn zwei Querstreben 6 miteinander verbunden werden sollen, ist das Verbindungsstück 8a I-förmig und im Wesentlichen geradlinig ausgebildet (vgl. 5). Zur Verbindung zweier Querstreben 6 mit einer Längsstrebe 7 ist das Verbindungsstück 8c T-förmig ausgebildet (vgl. 2). Um eine Querstrebe 6 mit einer Längsstrebe 7 zu verbinden, ist das Verbindungsstück 8b L-förmig ausgebildet (vgl. 4). Ein L-förmiges Verbindungsstück 8b schließt den Rahmen 3 ab, so dass keine weiteren Profilstreben 5 - zumindest nicht ohne weiteren Vorbereitungen - zum modularen Aufbau des Photovoltaik-Systems 1 angebracht werden können. Um den Rahmen zu erweitern, ist das L-förmige Verbindungsstück 8d ausgebildet, um einen Teil eines anderen Verbindungsstücks 8a, 8b, 8c aufzunehmen.
Zwischen zwei benachbarten Längsstreben 7 und/oder benachbarten Verbunden 4 kann eine nicht dargestellte Gummilippe zur Abdichtung angeordnet sein.
Die 2 zeigt eine perspektive Darstellung eines Verbindungsstücks 8c, welches ausgebildet ist, um zwei Querstreben 6 und eine Längsstrebe 7 (vgl. 3) miteinander zu verbinden. In 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine Profilstrebe 5, nämlich eine Querstrebe 6, dargestellt.
Prinzipiell weisen die Profilstreben 5, unabhängig davon, ob sie als Querstrebe 6 oder als Längsstrebe 7 ausgebildet sind, im Wesentlichen einen ähnlichen geometrischen Querschnitt auf. Die Profilstrebe 5 umfasst jeweils ein Hohlprofilbauteil 9, wobei dieses bei der Längsstrebe 7 (vgl. 3) geschlossen und bei der Querstrebe 6 durch eine sich entlang des Profils 6 erstreckende spaltförmige Öffnung 10 der Spaltbreite d geöffnet ist. Damit die Profilstrebe 5 mit einem Verbindungsstück 8a - 8d gekoppelt werden kann, weist es einen Komplementärbereich 12 auf. Der Komplementärbereich 12 ist jeweils komplementär zu einem dafür vorgesehenen Bereich des Verbindungsstücks 8a - 8d ausgebildet, so dass die Profilstrebe 5 auf das Verbindungsstück 8a - 8d aufgeschoben, insbesondere gepresst, werden kann.
Die Querstrebe 6 weist einen durch die spaltförmige Öffnung 10 zugänglichen Pfad 15 zum Führen und Ableiten von Wasser auf. Der Pfad 15 kann dabei einen runden oder eckigen Querschnitt aufweisen. Im montierten Zustand ist das Photovoltaik-Modul 2 vorzugsweise leicht schräg angeordnet, so dass Wasser, beispielsweise Regenwasser oder Tauwasser, auf dem Verbund 4 in Richtung der die Unterkante des Photovoltaik-Modul 2 bildenden Querstrebe 6 und von dort aus in den Pfad 15 geleitet wird.
Die Profilstrebe 5 weist jeweils eine Auflage 11 zur Aufnahme des Verbunds 4 des Photovoltaik-Moduls 2 auf (in 2 teilweise gestrichelt dargestellt). Entsprechend der dargestellten Ausrichtung ist die Profilstrebe 5 nach oben durch eine Überdeckung 13 und nach unten durch ein Schutzblech 14 begrenzt. Die Überdeckung 13 überragt den Verbund 4 in seinem Randbereich und ist beabstandet zu diesem angeordnet.
Das die beiden Querstreben 6 und die Längsstrebe 7 zu dem Rahmen 3 koppelnde Verbindungsstück 8c umfasst ein Hohlprofil 16. Das Hohlprofil 16 weist beispielsweise einen rechteckigen oder hohlzylindrischen Querschnitt ausgebildet und weist in seinem Inneren einen Kanal 17 auf. Der Kanal 17 erstreckt sich durchgehend entlang einer Längsachse 18 des Hohlprofils 16 zwischen zwei Querstreben 6. Der durchgehende Kanal 17 verläuft linear in Richtung der Erstreckung der miteinander verbundenen Querstreben 6 (vgl. 1). Der Kanal 17 ist im Wesentlichen fluchtend zu dem Pfad 15 der Querstrebe 6 ausgebildet. Von dem Kanal 17 zweigt ein Ausflussabschnitt 19 ab. Der Ausflussabschnitt 19 erstreckt sich vorzugsweise senkrecht (s. 2 und 3) oder schräg zu dem Kanal 17 (nicht dargestellt), so dass Wasser aus dem Hohlprofil 16 geleitet werden kann. Der Kanal 17 kann dabei im Wesentlichen senkrecht, parallel oder schräg zum Verbund 4 angeordnet sein.
Ferner weist das Verbindungsstück 8c einen ersten Verbindungsabschnitt 20 zum formschlüssigen Anordnen mit einer Querstrebe 6 auf. Um zwei Querstreben 6 miteinander verbinden zu können, umfasst das Verbindungsstück 8c zwei erste Verbindungsabschnitte 20, die in entgegengesetzte Richtungen weisend entlang der Längsachse 18 des Verbindungsstücks 8c angeordnet sind. Der erste Verbindungabschnitt 20 ist von dem Hohlprofil 16 des Verbindungsstücks 8c ausgebildet. Zur Verbindung des Verbindungsstücks 8c mit der Querstrebe 6 wird der erste Verbindungsabschnitt 20 in ein freies Ende 21 der zugeordneten Querstrebe 6 geschoben und dort kraftschlüssig gehalten. Das freie Ende 21 bildet den besagten Komplementärbereich 12 aus.
Das Wasser läuft über den Verbund 4 in Richtung der Auflage 11 der Querstrebe 6. Von dort aus gelangt es über die Öffnung 10 in den Pfad 15 und läuft, wenn das Verbindungsstück 8c mit der Querstrebe 6 verbunden ist, in den Kanal 17 und tritt dann durch den Auslassabschnitt 19 aus dem Verbindungsstück 8c aus.
Zur Verbindung der wenigstens einen Querstrebe 6 mit einer Längsstrebe 7 (vgl. 1 und 3) umfasst das Verbindungsstück 8c der 2 einen zweiten Verbindungsabschnitt 22, der zentral zwischen den beiden ersten Verbindungsabschnitten 20 und senkrecht zu diesen angeordnet ist. Der zweite Verbindungsabschnitt 22 weist zumindest einen Schenkel 23 auf, welcher außen am Hohlprofil 16 angeordnet ist. Der Schenkel 23 ragt zumindest teilweise über das Hohlprofil 16 hinaus. Der Komplementärbereich 12 der Längsstrebe 7 ist komplementär zu dem Schenkel 23 ausgebildet (vgl. 3), so dass die Längsstrebe 7 kraftschlüssig auf den Schenkel 23 des zweiten Verbindungsabschnitts 22 gepresst werden kann. Zur Sicherung der Anordnung der Längsstrebe 7 an dem Verbindungsstück 8c weist dieses eine Bohrung 24 zur Aufnahme einer selbstschneidenden Schraube (nicht dargestellt) der Längsstrebe 7 auf.
Um zwei unmittelbar parallel nebeneinander laufende Längsstreben 7 an dem Verbindungsstück 8c anzubringen, weist das Verbindungsstück 8c zwei Schenkel 23 auf, wobei der gemäß der 2 links angeordnete Schenkel 23 zur Verbindung einer rechtsorientierten Längsstrebe 7 und der rechts angeordnete Schenkel 23 zur Verbindung einer linksorientieren Längsstrebe 7 ist. Die beiden Längsstreben 7 sind jeweils zur Aufnahme eines Randes von unterschiedlichen Photovoltaik-Modulen 2 vorgesehen (vgl. 1). Alternativ ist es möglich, lediglich eine Längsstrebe 7 mit beiden Schenkeln 23 zu verbinden, wobei diese einzelne Längsstrebe 7 sodann beiden benachbarten, durch die Längsstrebe voneinander getrennten Photovoltaik-Modulen 2 zugeordnet wäre.
Zusätzlich zu dem wenigstens einen Schenkel 23 umfasst der zweite Verbindungsabschnitt 22 des Verbindungsstücks 8c eine Abdeckung 25 und ein Lager 26. Die Abdeckung 25 ist in vertikaler Richtung über dem Lager 26 angeordnet und derart von diesem beabstandet, dass die Längsstrebe 7 (vgl. 3) kraftschlüssig zwischen den beiden Elementen 25, 26 angeordnet werden kann. Ferner umfasst das Verbindungsstück 8c eine Auflagefläche 27, die auf gleicher Höhe zu der Auflage 11 der Querstrebe 6 angeordnet ist. Die Abdeckung 25 ist fluchtend zu der Überdeckung 13 der Querstrebe 6 ausgebildet. Ebenso verläuft die Auflagefläche 27 fluchtend zur der Auflage 11 der Querstrebe 6.
Um die Zentrierung des Verbindungsstücks 8c an der Querstrebe 6 zu erleichtern, kann der erste Verbindungsabschnitt 20 eine Führungsnut 31 aufweisen, welche in 2 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. In die Führungsnut 31 wird der entsprechend ausgebildete Komplementärbereich 12 der Querstrebe 6 geschoben, so dass die Querstrebe 6 an dem Verbindungsstück 8c ausgerichtet ist und einfach über dieses geschoben werden kann.
Die 2a zeigt das Verbindungsstück 8c in einer Schnittdarstellung. Der Ausflussabschnitt 19 verläuft von dem Kanal 17 ausgehend in vertikaler Richtung senkrecht bis zu einer der Abdeckung 25 gegenüberliegenden Seite des Verbindungsstücks 8c. Das durch den Pfad 15 geleitete Wasser (vgl. 2) wird durch den Kanal 17 in Richtung des Ausflussabschnitts 19 geführt. Der Kanal 17 kann hierzu leicht geneigt ausgebildet sein, so dass das Wasser gezielt und im Wesentlichen wie bei einem Trichter zu dem Abflussabschnitt 19 geleitet wird, um aus dem Verbindungsstück 8c ausgelassen werden zu können. Der Weg des Wassers ist schematisch durch einen Pfeil angedeutet.
Um bei Bedarf ein zusätzliches Kopplungsstück an dem Verbindungsstück 8c befestigen zu können, umfasst der Ausflussabschnitt 19 ein Gewinde 29. An das Verbindungsstück 8c kann hierdurch beispielsweise ein Gartenschlauch oder ein Abflusskanal gekoppelt werden, um das abgeleitete Wasser gezielt in Richtung eines Objekts zu führen, beispielsweise in eine Regenrinne eines Gebäudes.
Der wenigstens eine Schenkel 23 und das Lager 26 sind durch einen Spalt 30 voneinander getrennt. In den Spalt 30 kann das Schutzblech 14 (vgl. 3) der dafür vorgesehenen Längsstrebe 7 gepresst werden.
Das Verbindungsstück 8c gemäß der 2a weist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß der 2 zwei Bohrungen 24 auf, welche sich im Wesentlichen vom Bereich des zweiten Verbindungsabschnitts 22 zwischen den Schenkeln 23 bis zur gegenüberliegenden Seite des Verbindungsstücks 8c erstrecken. Die Bohrungen 24 weisen vorzugsweise jeweils ein Gewinde 29 zum Anziehen der selbstschneidenden Schrauben der Längsstrebe 7 auf.
Der Kanal 17 des Hohlprofils 16 ist zwischen den beiden Bohrungen 24 angeordnet. Wenn zur Verbindung der Längsstrebe 7 eine Schraube durch die untere der beiden Bohrungen 24 gedreht wird, kreuzt die Schraube den Ausflussabschnitt 19. Um den Verschleiß der Schrauben zu reduzieren, können die Bohrungen 24 derart horizontal versetzt zu dem Kanal 17 ausgerichtet sein, dass diese den Ausflussabschnitt 19 nicht kreuzen, sondern zu dieser beabstandet sind.
Die 3 zeigt eine Längsstrebe 7, welche zur Verbindung mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 22 des Verbindungsstücks 8b, 8c (vgl. 2, 2a, 4) ausgebildet ist. Zwischen der Überdeckung 13 und dem Schutzblech 14 ist in dem freien Ende 21 des Hohlprofilbauteils 9 der Komplementärbereich 12 ausgebildet. Der Komplementärbereich 12 weist derartige Maße auf, dass dieser den Schenkel 23 des zweiten Verbindungsabschnitts 22 (vgl. 2) kraftschlüssig aufnehmen kann. Der Schenkel 23 des Verbindungsstücks 8c und der Verbund 4 des Photovoltaik-Moduls 2 sind zur Veranschaulichung der Lage der Längsstrebe 7 an dem Verbindungsstück 8c durch eine gestrichelte Linie angedeutet.
In dem Hohlprofilbauteil 9 ist wenigstens eine Schraubenaufnahme 28 angeordnet, worin eine selbstschneidende Schraube 32 aufgenommen ist. Die wenigstens eine selbstschneidende Schraube 32 ist vorzugsweise vor der Montage des Verbindungsstücks 8b, 8c an der Längsstrebe 7 in die Schraubenaufnahme 28 eingebracht. Nachdem die Längsstrebe 7 auf den zweiten Verbindungsabschnitt 22 gesteckt wurde, kann die selbstschneidende Schraube über die durchgehende Bohrung 24 in dem Verbindungsstück 8b, 8c angezogen werden.
Die Längsstrebe 7 kann ausgebildet sein, um beide Schenkel 23 des zweiten Verbindungsabschnitts 22 in seinem freien Ende 21, insbesondere in dem Komplementärbereich 12, aufzunehmen.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der in den 4 und 5 dargestellten alternativen Ausführungsbeispiele werden für Merkmale, die im Vergleich zum in den 2 und 2a dargestellten ersten Ausführungsbeispiel in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale.
Gemäß dem in 4 dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel weist das Verbindungsstück 8b lediglich einen ersten Verbindungsabschnitt 20 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 22 auf. Auf seiner dem ersten Verbindungsabschnitt 20 gegenüberliegenden Seite ist das Verbindungsstück 8b geschlossen, so dass es den Rahmen 3 abschließt. Alternativ kann das Verbindungsstück 8b einen zusätzlichen Kopplungsbereich aufweisen, der korrespondierend zu einer Profilstrebe 5 oder einem weiteren Verbindungsstück 8a - 8c ausgebildet ist. Das Wasser wird von dem Kanal 17 direkt in den Ausflussabschnitt 19 geleitet.
Die 5 zeigt ein Verbindungsstück 8a, welches lediglich die beiden linear zueinander angeordneten ersten Verbindungsabschnitte 20 und keinen zweiten Verbindungsabschnitt 22 umfasst. In diesem Fall ist das Verbindungsstück 8a zur Verbindung zweier Querstreben 6 geeignet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Photovoltaik-System
2: Photovoltaik-Modul
3: Rahmen
4: Verbund
5: Profilstrebe
6: Querstrebe
7: Längsstrebe
8: Verbindungsstück
9: Hohlprofilbauteil
10: Öffnung
11: Auflage
12: Komplementärbereich
13: Überdeckung
14: Schutzblech
15: Pfad
16: Hohlprofil
17: Kanal
18: Längsachse
19: Ausflussabschnitt
20: erster Verbindungsabschnitt
21: freies Ende
22: zweiter Verbindungsabschnitt
23: Schenkel
24: Bohrung
25: Abdeckung
26: Lager
27: Auflagefläche
28: Schraubenaufnahme
29: Gewinde
30: Spalt
31: Führungsnut
32: Schraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008045510 A1 [0002]

Claims

Rahmen (3) für ein Photovoltaik-Modul (2), mit wenigstens zwei Profilstreben (5), insbesondere Quer- und/oder Längsstreben (6; 7), die jeweils einen Pfad (15) zum Führen und Ableiten von Wasser, insbesondere Regenwasser, aus dem Rahmen (3) aufweisen, und mindestens einem Verbindungsstück (8) zum Verbinden der zumindest zwei Profilstreben (5) miteinander, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) ein Hohlprofil (16) mit einem Ausflussabschnitt (19) umfasst, welches zwischen den Profilstreben (5) eingefügt ist, wobei das von den Profilstreben (5) geführte Wasser über den Ausflussabschnitt (19) des Verbindungsstücks (8a; 8b; 8c; 8d) ableitbar ist, und die Profilstreben (5) und das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet sind.
Rahmen nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) zumindest einen ersten und/oder zweiten Verbindungsabschnitt (20; 22) zum formschlüssigen Umgreifen von und/oder Anordnen in einem freien Ende (21) einer Profilstrebe (5) aufweist.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausflussabschnitt (19) derart an dem Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) angeordnet ist, dass das Wasser im montierten Zustand der Photovoltaik-Moduls (2) schwerkraftgetrieben, insbesondere senkrecht oder schräg, aus dem Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) austreten kann.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (16) einen durchgehenden Kanal (17) zwischen den zwei Profilstreben (5) ausbildet, wobei der Ausflussabschnitt (19) von diesem Hohlprofil (16) abzweigt.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durchgehende Kanal (17) linear in Richtung der Erstreckung der miteinander verbundenen Profilstreben (5) verläuft.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens der erste Verbindungsabschnitt (20; 22) entlang einer Längsachse (18) des Hohlprofils (16) erstreckt und der Ausflussabschnitt (19) in einem Winkel von mehr als 0 Grad, vorzugsweise kleiner als 90 Grad, zu dieser Längsachse (18) angeordnet ist.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) vorzugsweise zwei erste Verbindungsabschnitte (22) aufweist, die zur Verbindung der Profilstreben (5), insbesondere der Querstreben (6), miteinander entlang der Längsachse (18) des Verbindungsstücks (8) angeordnet sind.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) wenigstens einen ersten und zweiten Verbindungsabschnitt (20; 22) aufweist, wobei diese zur Verbindung zweier senkrecht zueinander verlaufender Profilstreben (5), insbesondere einer Längstrebe (7) und einer Querstrebe (6), senkrecht zueinander angeordnet sind.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (20; 22) komplementär zu einem Komplementärbereich (12) einer der Profilstreben (5) ausgebildet ist, so dass die Verbindungsabschnitte (20; 22) jeweils kraftschlüssig mit einer Profilstrebe (5) verbindbar sind, und/oder dass der Komplementärbereich (12) der Profilstrebe (5) in dem Verbindungsabschnitt (20; 22) des Verbindungsstücks (8a; 8b; 8c; 8d) angeordnet ist oder diesen umgreift.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (20; 22) und der Komplementärbereich (12) hohl ausgebildet sind, so dass wenigstens einer der Pfade (15) der Profilstreben (5) und das Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) wasserleitend miteinander verbunden sind.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Pfad (15) einer Profilstrebe (5) von mindestens einer, vorzugsweise spaltförmigen, Öffnung (10) in das Innere dieser Profilstrebe (5) erstreckt, wobei die Öffnung (10) vorzugsweise benachbart zu einem Randbereich der Auflage (11) angeordnet ist, auf welchem vorzugsweise ein Verbund (4), der eine Vielzahl von Photovoltaik-Zellen sowie zumindest eine auf den Photovoltaik-Zellen aufgebrachte transparente Schicht, vorzugsweise eine EVA-Schicht, und/oder eine transparente Glasscheibe umfasst, aufliegt.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbindungsabschnitt (20; 22) wenigstens einen Schenkel (23) aufweist, der von einer der Profilstreben (5), insbesondere der Querstrebe (6), kraftschlüssig aufgenommen ist.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Verbindungsabschnitt (20; 22) wenigstens eine Bohrung (24) angeordnet ist, wobei in die Bohrung (24) eine in der Längsstrebe (7) angeordnete Schraube (32) eindrehbar ist.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbindungsabschnitt (20; 22) eine Abdeckung (25) und ein Lager (26) zur kraftschlüssigen Aufnahme der Längsstrebe (7) aufweist, wobei die Abdeckung (25) und das Lager (26) derart ausgebildet sind, dass eine Breite und Länge der Längsstrebe (7) zumindest teilweise von diesen aufgenommen ist.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilstreben (5) und das Verbindungsstück (8) aus Aluminium ausgebildet sind, so dass der Rahmen (3) elektrisch leitend ist.
Rahmen nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ausflussabschnitt (19) ein Gewinde ausgebildet ist.
Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d) zum Verbinden zumindest zweier Profilstreben (5) miteinander, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Profilstrebe, insbesondere Quer- und/oder Längsstrebe (6; 7), für den Aufbau eines Rahmens (3) eines Photovoltaik-Moduls (2), dadurch gekennzeichnet, dass sie nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Photovoltaik-System (1) mit einem aus Profilstreben (5), insbesondere Längs- und/oder Querstreben (6; 7), aufgebauten Rahmen (3) und wenigstens einem am Rahmen (3) befestigten Photovoltaik-Modul (2), das mindestens einen Verbund (4) mit einer Vielzahl von Photovoltaik-Zellen sowie zumindest einer auf den Photovoltaik-Zellen aufgebrachten transparenten Schicht, vorzugsweise eine EVA-Schicht, und/oder eine transparente Glasscheibe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3) nach einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.
Photovoltaik-System nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nebeneinander angeordneten Photovoltaik-Modulen (2) jeweils eine oder eine gemeinsame Profilstrebe (5), insbesondere jeweils eine bzw. eine gemeinsame Querstrebe (6), zugeordnet ist, wobei die beiden Profilstreben (5) oder die gemeinsame Profilstrebe (5) durch ein Verbindungsstück (8a; 8b; 8c; 8d), insbesondere durch zwei erste Verbindungsabschnitte (20) des Verbindungsstücks (8), elektrisch leidend miteinander verbunden sind.
Photovoltaik-System nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mehrere Photovoltaik-Module (2) aufweist, deren miteinander verbundenen Profilstreben (5) das elektrische Potential, insbesondere die Spannungsdifferenzen zwischen mehreren Photovoltaik-Modulen (2), ausgleicht.