DE102018109585A1

DE102018109585A1 - Vorrichtung

Info

Publication number: DE102018109585A1
Application number: DE102018109585.6A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Autz & Herrmann GmbH; Evera GmbH
Current assignee: Autz & Herrmann GmbH; Evera GmbH
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-10-24

Abstract

Es wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 angegeben, die ein Standard- oder handelsübliches Photovoltaikmodul 20 aufweisen kann, das in einem Rahmen 55 gefasst ist, und hinter welches ein vorzugsweise flächiges Absorbermodul 11 geklemmt ist. Um das Absorbermodul 11 flächig an das Photovoltaikmodul 20 zu drücken, ist es besonders bevorzugt, wenn Halterungselemente 61 gegenüberliegende Abschnitte des Rahmenkörpers des Rahmens 55 hintergreifen oder an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung in den Rahmenkörper greifen, wobei die Halterungselemente 61 das Absorbermodul 11 mit Abstand überbrücken. In die Halterungselemente 61 sind vorzugsweise Druckelemente 62a, 62b, 62c eingeschraubt, die je einen Fuß 68 aufweisen und dazu dienen, über den Fuß 68 den Druck auf das Absorbermodul 11 gegen das Photovoltaikmodul 20 auszuüben. Besonders bevorzugt wird das Absorbermodul 11 mittels einer brückenähnlichen Halterung 60 gegen das Photovoltaikmodul 20 gedrückt, wobei sich die Druckelemente 62a, b, c der Halterung 60 als „Pfeiler“ auf dem Absorbermodul 11 abstützen und an einem balkenförmige Halterungselement 61 abstützen, wobei sich das Halterungselement 61, das das Absorbermodul 11 mit Abstand zum Absorbermodul 11 überbrückt, an dem Photovoltaikmodul 20, vorzugsweise dessen Rahmen 55 abstützt, wenn ein solcher vorhanden ist. Die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 ist vorzugsweise nicht von einer Wärmedämmvorrichtung bedeckt. Vorzugsweise hat die Rückseite des Absorbermoduls 11 Luftkontakt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Photovoltaikmodul und einem Absorbermodul.
Aus DE 20 2012 012 684 U1 ist ein Photovoltaikmodul bekannt, das mit einer Wärmeübertragungsvorrichtung zu einem Hybridmodul kombiniert ist. Dazu ist die Wärmeübertragungsvorrichtung mit Klemmelementen hinter das Photovoltaikmodul geklemmt.
DE 20 2007 009 162 U1 beschreibt ein Photovoltaik-Absorbermodul, das ein Photovoltaikmodul und ein Solarabsorbermodul aufweist, die miteinander verklebt sind.
WO 2017/001 485 A1 beschreibt eine Kombination aus einem Photovoltaikmodul und einem Kühlelement, das zur Befestigung zwischen gewölbten Blechen und dem Photovoltaikmodul innerhalb eines Rahmens des Photovoltaikmoduls eingeklemmt wird. Die gewölbten Bleche können beispielsweise mit einer Niete oder einer Schraube miteinander verbunden sein.
DE 20 2014 105 092 U1 beschreibt eine Hybrid-Kollektoreinheit mit einem Photovoltaikmodul und einem thermischen Absorber, wobei der Absorber durch auf Biegung beanspruchte, vorgespannte Blattfedern an die Rückseite des Photovoltaikmoduls angepresst ist. Die Endbereiche der Blattfedern stützen sich an dem Rahmen ab.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Konzept für eine Vorrichtung mit einem Photovoltaikmodul und einem Absorbermodul anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, einem Nachrüstsatz nach Anspruch 8 und einer Halterung nach Anspruch 9 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung mit einem Photovoltaikmodul (im Folgenden kurz auch PV-Modul genannt) und einem Absorbermodul angegeben, wobei das Absorbermodul mittels einer Halterung gegen das Photovoltaikmodul gespannt gehalten ist. Vorzugsweise weist das Photovoltaikmodul einen Laminataufbau (Photovoltaiklaminat) auf, wobei das Absorbermodul vorzugsweise mittels einer Halterung gegen das Photovoltaikmodul gespannt gehalten ist, indem das Absorbermodul mittels der Halterung gegen das Photovoltaiklaminat gespannt gehalten ist.
In der Vorrichtung sind das Photovoltaikmodul und das Absorbermodul zu einem Hybridmodul kombiniert. Die Vorderseite des Photovoltaikmoduls wird von der Sonne beschienen, um mittels Photozellen elektrischen Strom bereitzustellen. Das gegen die Rückseite des Photovoltaikmoduls, vorzugsweise gegen die Rückseite eines Photovoltaiklaminats, gedrückte Absorbermodul kann Wärme aus dem Photovoltaikmodul, bevorzugt aus einem Photovoltaiklaminat, aufnehmen.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise frei von einer Klebebefestigung des Absorbermoduls an dem Photovoltaikmodul.
Die Halterung weist vorzugsweise ein Halterungselement und wenigstens ein Druckelement auf, wobei das Absorbermodul zwischen dem Halterungselement und dem Photovoltaikmodul angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Druckelement einen Fuß aufweist und wobei das Druckelement das Absorbermodul über den Fuß gegen das Photovoltaikmodul drückt, wobei sich das Druckelement an dem Halterungselement abstützt.
Wenn ein sich entlang des Absorbermoduls (in der Längsrichtung des Abschnitts) erstreckender Abschnitt des Halterungselements von dem Absorbermodul beabstandet ist, kann zwischen dem Abschnitt des Halterungselements und dem Absorbermodul ein Freiraum angeordnet sein. Vorzugsweise ist ein stab- oder balkenförmiger Abschnitt des Halterungselements, zwischen welchem Abschnitt und dem Photovoltaikmodul das Absorbermodul angeordnet ist, von dem Absorbermodul beabstandet. Das Halterungselement als Ganzes kann von dem Absorbermodul beabstandet sein. Das Druckelement stützt sich vorzugsweise an dem entlang des Absorbermoduls erstreckenden, von dem Absorbermodul beabstandeten Abschnitt des Halterungselements ab.
Wenn zwischen Halterungselement und Absorbermodul ein Freiraum angeordnet ist, erstreckt sich dieser vorzugsweise von dem Halterungselement zu dem Absorbermodul. Der Freiraum kann sich von einem Druckelement, das sich an einem Halterungselement abstützt, bis zu dem benachbarten Druckelement erstrecken, das sich an dem Halterungselement abstützt. Der Freiraum ist vorzugsweise offen, so dass Luft in den Freiraum in einer Strömungsrichtung hinein und aus dem Freiraum, vorzugsweise in derselben Strömungsrichtung, wieder herausströmen kann, insbesondere parallel zum Absorbermodul.
Das Halterungselement ist ein vorzugsweise längliches Element. Das Halterungselement kann einteilig oder mehrteilig sein. Besonders bevorzugt wird ein aus einem Blech, insbesondere Metallblech, beispielsweise Stahlblech, hergestelltes nahtlos einstückiges Halterungselement.
Das Absorbermodul weist einen Kanal auf, der ein durchströmbares Volumen ist, und weist wenigstens zwei Anschlüsse auf, die mit dem Kanal verbunden sind, so dass durch die Anschlüsse ein Medium in das Volumen ein und aus dem Volumen heraus strömen kann. Das Medium nimmt die Wärme aus dem Photovoltaikmodul auf, um diese beispielsweise zu einer weiteren Einheit einer Anlage, in die die Vorrichtung integriert ist, zu transportieren. Die Einrichtung kann beispielsweise eine Wärmepumpe sein.
Das Halterungselement bildet vorzugsweise eine Brücke oder einen Steg, die einen Randbereich der Rückseite, einen Randabschnitt des Zentralbereichs oder den Zentralbereich der Rückseite des Absorbermoduls mit Abstand zwischen dem Steg oder der Brücke und dem Randbereich, dem Randabschnitt des Zentralbereichs oder dem Zentralbereich der Rückseite übergreift bzw. überbrückt. Das Halterungselement erstreckt sich vorzugsweise beidenends mit Abstand zum Absorbermodul über das Absorbermodul hinaus.
Das Halterungselement ist vorzugsweise ein von der Halterung für das Befestigen des Photovoltaikmoduls an einem Dach oder einem Gestell gesondertes Element.
Vorzugsweise weist das Photovoltaikmodul einen Rahmen, z.B. einen Aluminiumprofilrahmen, auf, der das Photovoltaikmodul, insbesondere ein Photovoltaiklaminat, zur Stabilisierung einfasst. Das ein Brückenelement oder Stegelement bildende Halterungselement ist vorzugsweise an dem Rahmen befestigt, um die Kraft zum Drücken des Absorbermoduls gegen das Photovoltaikmodul, insbesondere gegen ein Photovoltaiklaminat, abzustützen. Zur Befestigung greift das Halterungselement vorzugsweise in den Rahmenkörper.
Das Druckelement kann einteilig oder mehrteilig sein. Druckelemente können Abschnitte des Halteelements, insbesondere nach unten (zum Absorbermodul) wegragende Abschnitte, sein, z.B. am Halteelement angeformte Abschnitte. Vorzugsweise aber sind die Druckelemente von dem Halteelement gesonderte ein- oder mehrteilige Elemente, die mit dem Halteelement zum Abstützen an dem Halteelement in Eingriff stehen können.
Das wenigstens eine Druckelement übt eine Druckkraft auf die Rückseite zum Anpressen des Absorbermoduls an das Photovoltaikmodul über eine beispielsweise streifenförmige oder, besonders bevorzugt, fleckenförmige Druckstelle aus. Die fleckenförmige Druckstelle kann insbesondere ringförmig oder kreisflächenförmig sein. Eine streifenförmige Druckfläche kann einer geraden Linie folgend oder gewunden sein. Wenn das Druckelement die Kraft über eine streifenförmige Druckstelle in das Absorbermodul einleitet, entspricht dies einer Krafteinleitung im Wesentlichen über eine Drucklinie.
Durch fleckenförmige Druckstellen wird die Kraft zum Drücken des Absorbermoduls gegen das Photovoltaikmodul, insbesondere gegen ein Photovoltaiklaminat, im Wesentlichen punktuell, an je einem Druckpunkt, in das Absorbermodul eingeleitet und verteilt sich über das Absorbermodul flächig auf dessen Vorderseite, so dass die Kraft auf der Vorderseite weitgehend homogen verteilt ist. Bevorzugt ist die Kraftvariation auf Grund der Krafteinleitung auf der Vorderseite nicht größer als 20%.
Der Kanal erstreckt sich vorzugsweise zwischen dem Photovoltaikmodul und Füßen der Druckelemente, die sich an einem Halterungselement abstützen. Die Druckstelle, über welche das wenigstens eine Druckelement die Druckkraft auf die Rückseite des Absorbermoduls ausübt, ist vorzugsweise von dem Rand der Rückseite des Absorbermoduls oder dem Randbereich der Rückseite beabstandet angeordnet. Das wenigstens eine Druckelement drückt, sich an dem Halterungselement abstützend, mit seinem freigestellten Fuß bevorzugt gegen den Zentralbereich der Rückseite des Absorbermoduls.
Das Druckelement ist zur Beaufschlagung des Absorbermoduls mit einer Kraft gegen das Photovoltaikmodul, insbesondere gegen ein Photovoltaiklaminat, und/oder zur Einstellung der Druckelemente auf unterschiedliche Rahmenhöhen vorzugsweise gewindeverstellbar.
Vorzugsweise ist dem Druckelement in der zusammengesetzten Vorrichtung ein gespanntes beispielsweise biege- oder druckbeanspruchtes Federelement zugeordnet, um durch die Spannung die Kraft auf das Absorbermodul gegen das Photovoltaikmodul, insbesondere gegen ein Photovoltaiklaminat, auszuüben. Das Druckelement kann insbesondere ein gespanntes Federelement aufweisen. Das Federelement ist vorzugsweise verschieden von dem Halterungselement, an dem sich das Druckelement abstützt. Bei dem Federelement kann es sich beispielsweise um eine metallische Feder oder um eine Kunststofffeder handeln. Das Federelement kann beispielsweise ein Gummielement sein. Das Federelement kann beispielsweise eine Luftfeder oder eine Gasfeder sein.
Die Federkennlinie (Kraft als Funktion des Weges) des Federelements weist im gewünschten Andrückkraftbereich vorzugsweise eine geringere Steigung auf, als bei geringerer Federkraft bzw. geringerem Federweg und/oder die Steigung der Kennlinie nimmt von einer Kraft unterhalb des gewünschten Andrückkraftbereichs zum gewünschten Andrückkraftbereich hin ab. Bevorzugt wird also ein nicht linearer Verlauf der Federkennlinie, besonders bevorzugt ein degressiver Verlauf der Federkennlinie in dem Andrückkraftbereich oder von kleineren Kräften zum Andrückkraftbereich. Das Federelement kann beispielsweise eine Tellerfeder sein oder eine Federkennlinie wie eine Tellerfeder aufweisen.
Mit einer solchen Kennlinie kann beim Herstellen der Andrückkraft mittels des Federelements die Gefahr eines Herausdrückens des Photovoltaikmoduls, insbesondere die Gefahr eines Herausdrückens eines Photovoltaiklaminats, aus seinem Rahmen verringert werden.
Alternativ kann an dem Halterungselement oder dem Druckelement beispielsweise eine Markierung oder ein Anschlag angeordnet sein, um ein übermäßiges Kraftbeaufschlagen des Absorbermoduls über das Druckelement und das Federelement zu verhindern.
In der Vorrichtung ist die Rückseite des Absorbermoduls vorzugsweise frei von einer Wärmedämmvorrichtung. Wenn auf der Rückseite keine Wärmedämmvorrichtung angeordnet ist, kann das Absorbermodul über die Rückseite Wärme aufnehmen. Bevorzugt ist der Raum zwischen Halterungselement und Rückseite frei von einer Wärmedämmvorrichtung.
Erfindungsgemäß wird ein Nachrüstsatz für eine erfindungsgemäße Vorrichtung angegeben, wobei der Nachrüstsatz wenigstens eine Halterung und bevorzugt ein Absorbermodul aufweist. Die Halterung weist ein Halterungselement und wenigstens ein Druckelement auf. Die Halterung ist dazu eingerichtet, ein Photovoltaikmodul, insbesondere ein Photovoltaikmodul einer bestehenden, insbesondere einer am Einsatzort installierten Photovoltaik-Anlage nachträglich mit einem Absorbermodul nachzurüsten. Gegebenenfalls müssen dazu die montierten Photovoltaikmodule zumindest teilweise demontiert werden.
Erfindungsgemäß wird zudem eine Halterung für einen erfindungsgemäßen Nachrüstsatz oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung angegeben.
Weitere Ausführungsformen und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung, des Nachrüstsatzes und der Halterung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und Darstellung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

1 - eine Ansicht auf die Vorderseite eines beispielhaften Absorbermoduls,
2a - das beispielhafte Absorbermodul gemäß Figur angeordnet auf der Rückseite eines beispielhaften Photovoltaikmoduls der beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2b - einen Abschnitt des Querschnitts entlang der Linie D-D, eingezeichnet in 2a.
3a, 3b, 3c - eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Halterung,
4 - ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Komponente gemäß 1 bis 3c.

Es wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen.
1 zeigt schematisiert ein Absorbermodul 11 mit Blick auf die Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 wie es in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 (s. 4) eingesetzt werden kann. In der Vorrichtung 10 ist die Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 dem Photovoltaikmodul 20 zugewandt. Insbesondere kann die Vorderseite 37 an dem Photovoltaikmodul 20 anliegen. Die Rückseite 31 des Absorbermoduls ist in 2a veranschaulicht. Bei dem Absorbermodul 11 handelt es sich um ein flaches Gebilde. Das Absorbermodul 11 kann im Wesentlichen eine Rechteckform aufweisen, kann jedoch auch eine quadratische Form oder eine andere Form aufweisen. Die Vorderseite 37 und die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 können zwischen den gegenüberliegenden Randabschnitten des Absorbermoduls 11 stellenweise, beispielsweise punktuell und/oder linienförmig, verbunden sein, um eine auf die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 ausgeübte Kraft über die Verbindung oder Verbindungen zwischen den Randabschnitten des Absorbermoduls 11 auf die Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 zu übertragen, um das Absorbermodul 11 flächig gegen das Photovoltaikmodul 20 zu drücken. Die Vorderseite 37 und die Rückseite 31 sind vorzugsweise an den Randabschnitten des Absorbermoduls 11 miteinander zur Kraftübertragung von der Rückseite 31 auf die Vorderseite 37 verbunden.
Die Vorderseite 37 und die Rückseite 31 des dargestellte Ausführungsbeispiels weisen eine Randausnehmung 16 für einen elektrischen Anschluss 17 des Photovoltaikmoduls 20 auf.
Um das Absorbermodul mit einem Medium, insbesondere Wasser-Glykol-Gemisch, zu speisen, weist das dargestellte Absorbermodul zwei Anschlüsse 38a, 38b auf, von denen einer als Einlass und der andere als Auslass verwendet werden kann.
Die 2a und 2b zeigen das Absorbermodul 11 der 1, angeordnet auf der Rückseite 21 eines beispielhaften Photovoltaikmoduls 20. 2a zeigt entsprechend eine Blick auf die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11. 2b zeigt eine Teilquerschnittsansicht entlang der Schnittlinie D-D in 2a. Das Absorbermodul 11 ist in dieser Ansicht nicht geschnitten dargestellt. Wie insbesondere aus der Querschnittsansicht 2b ersichtlich, weist das Photovoltaikmodul 20 einen Rahmen 55 auf, der das Photovoltaikmodul 20 einfasst. Der beispielhafte Rahmen 55 umklammert den Rand 56 des Photovoltaikmoduls 20, welches Photovoltaikmodul 20 vorzugsweise einen Laminataufbau (Photovoltaiklaminat), beispielweise einen Glas-Folie- oder Glas-Glas-Aufbau, aufweist, mit einem Klammerabschnitt 57. An den Klammerabschnitt 57 schließt sich ein Wandabschnitt 58 des Rahmens 55 an, bei dem es sich für eine besondere Stabilität beispielsweise um einen Doppel- oder Mehrfachwandabschnitt handeln kann. An den Wandabschnitt 58 schließt sich ein quer zu dem Wandabschnitt 58 abstehender Dachabschnitt 59 an, der von dem Wandabschnitt 58 in Richtung gegenüberliegender Rahmenseite etwa parallel zu dem Photovoltaikmodul 20 auskragt.
Die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 weist einen Zentralbereich 35 auf, der von Randbereichen 30a bis 30d der Rückseite 31 umgeben ist.
Die 3a, 3b und 3c zeigen verschiedene Ansichten einer beispielhaften erfindungsgemäßen Halterung 60 mit einer beispielhaften Ausführungsform eines längliche Halterungselements 61 und einer beispielhaften Ausführungsform eines Druckelements 62a, b, c. Das Halterungselement 61 ist vorzugsweise nahtlos einstückig. Das Halterungselement 61 kann beispielsweise ein Blechteil, insbesondere ein Stahlblechtteil sein. Das Halterungselement 61 ist vorzugsweise nahtlos einstückig aus einem Blech gefertigt. Das Halterungselement 61 ist vorzugsweise, wie in den 3a bis 3c dargestellt, stab- oder balkenförmig. Das Halterungselement 61 ist vorzugsweise lang genug, um die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 einschließlich ihres Zentralbereichs 35 und der an den Längsseiten 32a, b des Absorbermoduls 11 angeordneten Randbereiche 30a, b zu überbrücken. Das Halterungselement 61 weist an seinen beiden Enden je einen zungen- oder blattförmiges Befestigungs- oder Eingriffsabschnitt 63a, b auf. Zwischen den Befestigungs- oder Eingriffsabschnitten 63a, b weist das Halterungselement 61 einen Abstützabschnitt 64 auf, der vorzugsweise lang genug ist, den Zentralbereich 35 der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 quer zu überbrücken.
Das Halterungselement 61 weist vorzugsweise Versteifungsstrukturen auf, die der Versteifung des Halterungselements 61 dienen, um ein Biegen des Halterungselements 61 um eine quer zu dem Halterungselement 61 und längs des Absorbermoduls 11 bzw. des Photovoltaikmoduls 20 verlaufende gedachte Achse zu erschweren. Zu den Versteifungsstrukturen gehören gegenüberliegende Versteifungswände 65 des Abstützabschnitts 64, die quer von dem Abstützabschnitt 64 und vorzugsweise quer zum Absorbermodul 11, siehe 4, wegragen, so dass das Halterungselement 61 mit dem Abstützabschnitt 64 und den Versteifungswänden 65 einen U-Profilförmigen Querschnitt aufweist. Die Versteifungswände 65 können beispielsweise durch Umbiegen des Randes des Blechteils gebildet sein, aus dem das Halterungselement 61 gefertigt ist. Zur Versteifung der Befestigungs- oder Eingriffsabschnitte 63a, b sind in diese Sicken 66a,b eingebracht, die sich bis in den Abstützabschnitt 64 erstrecken, und zwar bis in den Bereich, der durch die Versteifungswände 65 versteift ist.
Dem Ausüben einer Kraft auf das Absorbermodul 11 dienen sich an dem Abstützabschnitt 64 abstützende Druckelemente 62, wie auch weiter unten im Zusammenhang mit 4 erläutert wird. Vorzugsweise sind einem Halterungselement 61 wenigstens drei Druckelemente 62a, b, c zugeordnet. Von den wenigstens drei über die Breite des Absorbermoduls 11 verteilten Druckelemente 62a, b, c drückt wenigstens ein Druckelement 62b vorzugsweise etwa mittig gegen das Absorbermodul 11. Das Druckelement 62b weißt dazu einen Gegenabstützabschnitt 67 auf, der mit dem Abstützabschnitt 64 des Halterungselements 61 in Eingrifft steht, und einen mit dem Gegenstützabschnitt 67 gekoppelten Fuß 68 mit einer Unterseite auf, über welche das Druckelement 62a, b, c eine Kraft auf die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 ausübt.
Die Halterung 60 ist vorzugsweise zur Verwendung mit unterschiedlichen Standardrahmenhöhen H von Rahmen 55 von Photovoltaikmodulen 20 anpassbar. Insbesondere ist der Abstand zwischen der Unterseite 69 des Fußes 68 und der Unterseite 70 des Abstützabschnitts 64 des Halterungselements 61 einstellbar, um die Halterung 60 für die Verwendung mit unterschiedlichen Standardrahmenhöhen H von Photovoltaikmodulrahmen 55 anzupassen. In 2b ist mit einer Bemaßungslinie und dem Bezugszeichen H' eine Rahmenhöhe eines alternativen Rahmens 55` eingezeichnet, der in der 2b mit einer Linie mit langen und kurzen Strichen angedeutet ist. Die Druckelemente 62a, 62b, 62c sind zur Anpassung an unterschiedliche Rahmenhöhen H und/oder zur Kraftbeaufschlagung vorzugsweise gewindeverstellbar. Vorzugsweise sind die einem Halterungselement 61 zugeordneten Druckelemente 62a, 62b, 62c unabhängig voneinander verstellbar. Der Gegenabstützabschnitt 67 jedes in 3a bis 3c dargestellten Druckelements 62a, 62b, 62c wird beispielsweise von einem Bolzen 71, insbesondere Stahlbolzen, gebildet, der mit einem Außengewinde versehenen ist und der mit einem Gewinde in dem Abstützabschnitt 64 in Eingriff steht. Der Gewindebolzen 71 ist mit einem Fuß 68 des Druckelements 62a, b, c gekoppelt, der eine Kappe 72, insbesondere eine Kunststoffkappe 72, aufweist, deren Unterseite die Unterseite 69 des Fußes 68 bildet. Die Kunststoffkappe 72 und damit der Fuß 68 können beispielsweise eine Abmessung, insbesondere einen Durchmesser, von unter zehn Zentimetern, beispielsweise etwa 3 cm aufweisen.
Mittels den mit Gewinde versehenen Druckelementen 62a, b, c kann der Abstand des Fußes 68 von dem Halterungselement 61 variabel angepasst werden, um die erfindungsgemäße Halterung 60 für verschiedene Rahmenhöhen H (bestimmt den Abstand zwischen Dachabschnitt 59 und Photovoltaikmodul 20) verwenden zu können, die die Bautiefe von Photovoltaikmodulen 20 bestimmt. Damit kann das Absorbermodul 11 mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 an unterschiedlichen Photovoltaikmodulen 20 von unterschiedlichen Herstellern montiert werden, denn diese können unterschiedliche Bautiefen aufweisen.
Jedem Druckelement 62a, 62b, 62c kann ein, insbesondere ein eigenes, Federelement zugeordnet sein, das zwischen Halterungselement 61 und Absorbermodul 11 wirksam ist. Insbesondere kann jedes Druckelement 62a, 62b, 62c ein solches Federelement aufweisen. Das Federelement ist vorzugsweise ein von dem Halterungselement 61 und/oder dem Gewindebolzen 71 gesondertes Teil. Das Federelement ist insbesondere weicher (kleinere Federsteifigkeit) als das Halterungselement 61 und/oder der Gewindebolzen 71 in Richtung quer zum Absorbermodul 11. Das Federelement weist vorzugsweise eine Kennlinie auf, die in dem gewünschten Bereich der Andrückkraft eine Steigung aufweist, die geringer als bei einer Kraft unterhalb des gewünschten Bereichs ist, und/oder das Federelement weist eine Kennlinie auf, deren Steigung von einer Kraft unterhalb des gewünschten Bereichs zu dem gewünschten Bereich abnimmt. Das Federelement weist vorzugsweise eine degressive Kennlinie auf. Die Kennlinie beschreibt die Federkraft als Funktion des Verformungswegs. Das Federelement kann beispielsweise durch die Kappe 72 gebildet sein oder das Federelement kann zwischen Kappe 72 und Gewindebolzen 71 wirksam sein. Das Federelement kann beispielsweise eine Tellerfeder sein oder eine Kennlinie wie eine Tellerfeder aufweisen. Das Federelement verformt sich beim Herstellen der Druckkraft zum Zusammensetzen der Vorrichtung 10 vorzugsweise mit bloßem Auge erkennbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 gemäß beispielsweise 4 kann aus den Modulen und Elementen gemäß 1a bis 3c wie folgt zusammengesetzt werden:
Das Absorbermodul 11 wird an der Rückseite 21 des Photovoltaikmoduls 20 angeordnet, wie es in 2a bis 2c dargestellt ist. Zur Klemmen des Absorbermoduls 11 hinter das Photovoltaikmodul 20 werden vorzugsweise zwei oder drei voneinander gesonderte Halterungen 60 verwendet. Die zungen- oder blattförmige Befestigungs- oder Eingriffsabschnitte 63a, b jedes Halterungselement 61 werden an gegenüberliegenden Seiten, z.B. Längsseiten der Vorrichtung 10, in den Rahmen 55 unter den Dachabschnitt 59 geschoben. Die Druckelemente 62a, b, c jeder Halterung 60 werden verstellt, so lange bis die Befestigung- oder Eingriffsabschnitte 63a, b sich an den Dachabschnitten 59 abstützen und die gewünschte Andrückkraft auf das Absorbermodul 11 gegen das Photovoltaikmodul 20, beispielsweise gegen ein Photovoltaiklaminat 20, erreicht ist. Die derart über der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 verteilt angeordneten und befestigten Halterungselemente 61 sind vorzugsweise voneinander beabstandet, nicht verbunden und erstrecken sich besonders bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander. Wenn den Druckelementen 62a, b, c Federelemente zugeordnet sind, die eine Kennlinie wie zuvor beschrieben aufweisen, ist die Gefahr vermindert, dass der Monteur mit einem oder mehreren Druckelementen 62a, b, c zu viel Kraft auf das Absorbermodul 11 ausübt und damit das Photovoltaikmodul 20, beispielsweise ein Photovoltaiklaminat 20, aus dem Rahmen 55 drückt.
Es wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 wie beispielsweise in 4 erhalten, in der das Absorbermodul 11 mittels Halterungen 60 gegen die Rückseite 21 des Photovoltaikmoduls 20 gepresst wird, indem die Halterungselemente 61 so in dem Rahmen 55 angeordnet ist, dass sich die Befestigungs- oder Eingriffsabschnitte 63a, b auf gegenüberliegenden Seiten an Dachabschnitten 59 des Rahmens 55 abstützen, wobei die Druckelemente 62a, b, c, sich an dem Abstützabschnitt 64 des Halterungselements 61 abstützend, über die Füße 68 gegen das Absorbermodul 11 drücken, um dieses gegen die Rückseite 21 des Photovoltaikmoduls 20, beispielsweise gegen die Rückseite 21 eines Photovoltaiklaminats 20, zu drücken. Der Abstützabschnitt 64 des Halterungselements 61 erstreckt sich über dem Absorbermodul 11, im Wesentlichen parallel dazu. Die Druckelemente 62a, b, c stützen sich an diesem von dem Absorbermodul 11 beabstandeten Abstützabschnitt 64 ab.
Wie in dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10, ist die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 vorzugsweise frei von einer Wärmedämmvorrichtung. Aufgrund des Abstandes zwischen jedem Halterungselement 61 und dem Absorbermodul 11, zumindest aber auf Grund des Abstandes zwischen jedem Halterungselement 61 und dem Zentralbereich 35 der Rückseite 31 kann Luft an der Rückseite der Vorrichtung großflächig vorbeiströmen, um Wärme zum Absorbermodul 11 zu transportieren oder Wärme von diesem wegzutransportieren. Dazu trägt auch das Ausüben der Druckkraft über freigestellte Füße 68 bei, die von der über die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11, insbesondere über den Zentralbereich 35 strömende Luft umströmt werden können, wobei Luft insbesondere zwischen zwei freigestellten Füßen 68 hindurch über die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 strömen kann. Benachbarte Füße 68 bzw. benachbarte Druckstellen sind dazu voneinander beabstandet. Ein Wärmeaustausch des Absorbermoduls 11 mit der Umgebungsluft wird besonders wenig behindert, wenn die Druckstellen aufgrund der Form der Füße 68 bzw. der Fußunterseite 69 fleckenförmig, wie beispielsweise in der Ausführungsform gemäß 3a, 3b, 3c, sind. Dadurch wird das Absorbermodul 11 mittels der Druckelemente 62a, b, c nur punktuell mit einer Kraft zum Drücken des Absorbermoduls 11 gegen das Photovoltaikmodul 20 beaufschlagt - im Gegensatz zu einer linienförmigen Beaufschlagung, z.B. linienförmig über die gesamte Breite oder Länge des Zentralbereichs 35 oder des Absorbermoduls 11, oder im Gegensatz zu einer flächigen, insbesondere vollflächigen, Beaufschlagung der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11. Da die Druckelemente 62a, b, c jedoch über den Zentralbereich 35 der Rückseite 31 verteilt gegen den Zentralbereich 35 drücken, kann eine weitgehend gleichmäßige Druckkraftverteilung der Druckkraft des Absorbermoduls 11 gegen das Photovoltaikmoduls 20 erreicht werden. Bevorzugt sind die Druckstellen bzw. die Füße 68, wie dargestellt, von den Randbereichen 30a, 30b, 30c, 30d der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 beabstandet. Die erfindungsgemäße Halterung 60 gewährleistet eine gesamtflächige Auflage des Absorbermoduls 11 an der Rückseite des Photovoltaikmoduls 20, beispielsweise eine gesamtflächige Auflage des Absorbermoduls 11 an der Rückseite eines Photovoltaiklaminats 20, und eine flächige Anpresskraft und eine hervorragende Anbindung an das Photovoltaikmodul 20.
Die Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 ist quer zur Ebene, in welcher das Photovoltaikmodul 20 angeordnet ist, durch Formschluss des Absorbermoduls 11 zwischen den Füßen 68 der Druckelemente 62a, b, c und dem Photovoltaikmodul 20 flächig mit dem Photovoltaikmodul 20 verbunden. Das Absorbermodul 11 ist mit dem Photovoltaikmodul 20 vorzugsweise nicht verklebt, sondern nur gegen das Photovoltaikmodul 20 gedrückt.
Die Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11, die dem Photovoltaikmodul 20 zugewandt ist, kann das Photovoltaikmodul 20 vorzugsweise berühren, hat aber zumindest Wärmekontakt mit dem Photovoltaikmodul 20. Vorzugsweise ist zwischen dem Photovoltaikmodul 20 und dem Absorbermodul 11 keine Wärmeleitpaste verteilt. Eine zur Erhöhung der Wärmeübertragung zwischen Photovoltaikmodul 20 und Absorbermodul 11 bestimmte Beschichtung, beispielsweise auf dem Absorbermodul 11, oder Lage zwischen Photovoltaikmodul 20 und Absorbermodul 11 kann vorhanden sein. Vorzugsweise ist die Vorrichtung 11 frei von einer derartigen Beschichtung und/oder von einer derartigen Lage.
Es werden vorzugsweise zwei bis drei Halterungen 60 je Absorbermodul 11 für die Befestigung des Absorbermoduls 11 an dem Photovoltaikmodul 20 verwendet, je nach Größe des Absorbermoduls 11 bzw. des Photovoltaikmoduls 20. Auf das Bereitstellen von unterschiedlichen Klammern zum Fassen des Absorbermoduls 11 am Randbereich 30a, 30b der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 oder am Randbereich 15 der Vorderseite 37 für verschiedene Hersteller bzw. unterschiedliche Photovoltaikmodule 20 kann verzichtet werden. Vorzugsweise sind in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 keine am Randbereich 30a, 30b der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 und/oder am Randbereich der Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 angreifenden Befestigungselemente, insbesondere Klammern, angeordnet. Mit den erfindungsgemäßen Halterungen 60 ist ein sicheres Befestigen des Absorbermoduls 11 hinter einem Photovoltaikmodul 20 auch möglich, wenn der Randbereich 30a, 30b und/oder 15 der Rückseite 31 und/oder der Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 von dem Rahmen 55 in Längserstreckungsrichtung des Photovoltaikmoduls 20 und/oder quer zur Längserstreckungsrichtung des Photovoltaikmoduls 20 beabstandet ist, so dass das Absorbermodul 11 nicht die ganze vom Rahmen 55 umgrenzte Rückseite 21 des Photovoltaikmoduls 20 abdeckt. Die Absorbermodulgröße kann daher unabhängig von der Rahmengröße gewählt werden.
Im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 kann das Absorbermodul 11 mit Medium, insbesondere Wasser-Glykol-Gemisch, beaufschlagt werden, wobei das Absorbermodul 11 an seiner Vorderseite 37 Wärme aus dem Photovoltaikmodul 20 aufnehmen kann. Luft kann zwischen dem Abstützabschnitt 64 und dem Absorbermodul 11 und zwischen den Druckelementen 62a, b, c und deren Füßen 68 hindurch vorzugsweise parallel zum Absorbermodul 11 strömen.
Das Absorbermodul 11 wird hinter dem Photovoltaikmodul 20 vorzugsweise flächendeckend auf dessen Rückseite 21 mit der erfindungsgemäßen Halterung 60 vorzugsweise am oder im Rahmen 55 des Photovoltaikmoduls 20 befestigt, so dass die Abwärme des Photovoltaikmoduls 20 auf das Absorbermodul 11 übertragen und aus dem Absorbermodul 11 abgeführt werden kann.
Mit den erfindungsgemäßen Halterungen 60 kann das Absorbermodul 11 auch nachträglich in bestehende Photovoltaikanlagen eingebaut werden. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Halterung 60 sind insbesondere für Photovoltaikmodule geeignet, die eine Länge von bis zu einschließlich 2 Meter und/oder eine Breite von bis zu einschließlich 1,05 Meter aufweisen.
Es wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 angegeben, die ein Standard- oder handelsübliches Photovoltaikmodul 20 aufweisen kann, das in einem Rahmen 55 gefasst ist, und hinter welches ein vorzugsweise flächiges Absorbermodul 11 geklemmt ist. Um das Absorbermodul 11 flächig an das Photovoltaikmodul 20, bevorzugt an ein Photovoltaiklaminat 20, zu drücken, ist es besonders bevorzugt, wenn Halterungselemente 61 gegenüberliegende Abschnitte des Rahmenkörpers des Rahmens 55 hintergreifen oder an gegenüberliegenden Seiten der Vorrichtung in den Rahmenkörper greifen, wobei die Halterungselemente 61 das Absorbermodul 11 mit Abstand überbrücken, wobei je Halterungselement 61 vorzugsweise mehrere Druckelemente 62a, 62b, 62c sich an dem Halterungselement 61 abstützend das Absorbermodul 11 gegen das Photovoltaikmodul 20, bevorzugt gegen ein Photovoltaiklaminat 20, pressen. Die Druckelemente 62a, 62b, 62c sind vorzugsweise in die Halterungselemente 61 eingeschraubt, um sich an dem Halterungselement 61 abzustützen, wobei die Druckelemente 62a, 62b, 62c je einen Fuß 68 aufweisen, um über den Fuß 68 den Druck auf das Absorbermodul 11 gegen das Photovoltaikmodul 20, bevorzugt gegen ein Photovoltaiklaminat 20, auszuüben. Besonders bevorzugt wird das Absorbermodul 11 mittels einer brückenähnlichen Halterung 60 gegen das Photovoltaikmodul 20, bevorzugt gegen ein Photovoltaiklaminat 20, gedrückt, wobei sich die Druckelemente 62a, b, c der Halterung 60 als „Pfeiler“ auf dem Absorbermodul 11 abstützen, bevorzugt an je einem Druckpunkt je Druckelement 62a, b, b, und wobei sich die Druckelemente 62a, b, c der Halterung 60 an einem balkenförmigen Halterungselement 61 abstützen, wobei sich das Halterungselement 61, das das Absorbermodul 11 mit Abstand zum Absorbermodul 11 überbrückt, an dem Photovoltaikmodul 20 abstützt, vorzugsweise dessen Rahmen 55, wenn ein solcher vorhanden ist. Bevorzugt ist das Absorbermodul 11 von Zwischenverbindungen (nicht dargestellt) der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 mit der Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 durchsetzt, um die Kraft zum Drücken des Absorbermoduls 11 gegen die Rückseite 21 des Photovoltaikmoduls 20, insbesondere gegen die Rückseite 21 eines Photovoltaiklaminats 20, von der Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 über die Zwischenverbindungen stellenweise innerhalb des von den Längsseiten 32a, b und den Querseiten 33a,b des Absorbermoduls 11 eingefassten Bereichs des Absorbermoduls 11 durch das Absorbermodul 11 auf die Vorderseite 37 des Absorbermoduls 11 zu übertragen. Die Rückseite 31 des Absorbermoduls 11 ist vorzugsweise nicht von einer Wärmedämmvorrichtung bedeckt. Vorzugsweise hat die Rückseite des Absorbermoduls 11 Luftkontakt.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11: Absorbermodul
15: Randbereich der Vorderwand
16: Randausnehmung
17: Anschluss
20: Photovoltaikmodul/Photovoltaiklaminat
21: Rückseite des Photovoltaikmoduls/Photovoltaiklaminats
30a-d: Randbereich
31: Rückseite
32a: Längsseite
32b: Längsseite
33a, b: Querseite
35: Zentralbereich
37: Vorderseite
38a, b: Anschlüsse
55, 55": Rahmen
56: Rand
57: Klammerabschnitt
58: Wandabschnitt
59: Dachabschnitt
60: Halterung
61: Halterungselement
62a, b, c: Druckelement
63a, b: Befestigungs- oder Eingriffsabschnitt
64: Abstützabschnitt
65: Versteifungswand
66a, b: Sicke
67: Gegenabstützabschnitt
68: Fuß
69: Unterseite
70: Unterseite
71: Bolzen
72: Kappe
H, H': Rahmenhöhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202012012684 U1 [0002]
DE 202007009162 U1 [0003]
WO 2017/001485 A1 [0004]
DE 202014105092 U1 [0005]

Claims

Vorrichtung (10) mit einem Photovoltaikmodul (20) und einem Absorbermodul (11), wobei die Vorrichtung eine Halterung (60) mit einem Halterungselement (61) und wenigstens einem Druckelement (62a, 62b, 62c) aufweist, wobei das Absorbermodul (11) zwischen dem Halterungselement (61) und dem Photovoltaikmodul (20) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Druckelement (62a, 62b, 62c) einen Fuß (68) aufweist und das Absorbermodul (11) über den Fuß (68) gegen das Photovoltaikmodul (20) drückt, wobei sich das wenigstens eine Druckelement (62a, 62b, 62c) an dem Halterungselement (61) abstützt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Absorbermodul (11) eine Rückseite (31) mit Randbereichen (30a, 30b, 30c, 30d) und einem Zentralbereich (35) aufweist, der, entlang der Rückseite (31) gesehen, zwischen den Randbereichen (30a, 30b, 30c, 30d) angeordnet ist, und wobei das Absorbermodul (11) eine Vorderseite (37) aufweist, und wobei sich das Halterungselement (61) über den Zentralbereich (35) erstreckt und wobei das Druckelement (62a, 62b, 62c) sich an dem Halterungselement (61) abstützend gegen den Zentralbereich (35) der Rückseite (31) des Absorbermoduls (11) drückt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Photovoltaikmodul (20) einen Rahmen (55) aufweist, der das Photovoltaikmodul (20) einfasst, wobei das Halterungselement (61) an dem Rahmen (55) befestigt ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Druckelement (62a, 62b, 62c) eine Druckkraft über eine fleckenförmige Druckstelle auf die Rückseite (31) ausübt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dem Druckelement (62a, 62b, 62c) ein gespanntes Federelement zugeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Federkennlinie des Federelements im gewünschten Andrückkraftbereich eine geringere Steigung hat als bei geringerer Federkraft.
Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rückseite (31) des Absorbermoduls (11) frei von einer Wärmedämmvorrichtung ist.
Nachrüstsatz mit einer Halterung (60) für eine Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Halterung (60) dazu eingerichtet ist, ein Photovoltaikmodul (20) einer bestehenden Photovoltaik-Anlagen nachträglich mit einem Absorbermodul (11) nachzurüsten.
Halterung (60) für eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder für einen Nachrüstsatz nach Anspruch 8.