DE102018215494A1

DE102018215494A1 - Haltevorrichtung für ein Solarmodul, Anordnung sowie Verfahren zur Herstellung einer Anordnung

Info

Publication number: DE102018215494A1
Application number: DE102018215494.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Scholz
Original assignee: SOLIBRO HI TECH GmbH; SOLIBRO HI-TECH GmbH
Current assignee: Nice Solar Energy GmbH
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2038-09-13
Also published as: DE102018215494B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein Solarmodul (2) zur Verwendung als Dachziegelelement, wobei die Haltevorrichtung (1) mindestens einen Aufnahmeabschnitt (3) zur Aufnahme des Solarmoduls (2) aufweist oder ausbildet, wobei die Haltevorrichtung (1) mindestens ein elektrisches Verbindungselement (4) umfasst, wobei das elektrische Verbindungselement (4) beweglich an der Haltevorrichtung (1) gelagert ist, eine Anordnung mit einer Haltevorrichtung (1) sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein Solarmodul zur Verwendung als Dachziegelelement. Weiter betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einer solchen Haltevorrichtung und einem Solarmodul sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung.
Aus dem Stand der Technik bekannt ist, dass eine Solarzelle Bestandteil eines Bauelements sein kann, das für eine Fassade eines Bauwerks oder für ein Fahrzeugdach verwendet werden kann. So beschreibt die EP 3 285 304 A1 ein Bauelement mit Solarzellen, welches als Glasdeckel für Fahrzeugdächer oder auch als Fassadenelement für Gebäude einsetzbar ist.
Die AU 2016 213 891 A1 offenbart einen Solardachziegel mit einem Rahmen und einem im Wesentlichen planaren Photovoltaikelement. Das Ziegelelement weist eine Kabelvertiefung zum Aufnehmen und mechanischen Schützen eines elektrischen Kabels auf.
Die WO 2018/005674 A1 offenbart ein Photovoltaikmodul mit einem externen elektrischen Anschluss.
Die WO 2016/196759 A1 offenbart ein Verfahren zum Einkapseln von photovoltaischen Zellen in eine einzige funktionelle Einheit.
Die US 2014/0283905 A1 offenbart einen Solarziegel mit einer optisch leitfähigen Schicht zum Leiten von einfallendem Licht in Solarzellen an Längsrändern.
Die DE 10 2011 052 929 A1 offenbart ein Solarzellenmodul mit einer Mehrzahl von Solarzellen und einem Randelement, wobei im Randelement eine Kontaktiereinrichtung vorgesehen ist, die mit wenigstens einem Teil der Solarzellen elektrisch kontaktiert und mit einer Anschlusseinrichtung zum elektrischen Anschluss der kontaktierten Solarzellen verbunden ist.
Weiter bekannt ist die US 2010/0154327 A1 . Diese offenbart einen Halterahmen für eine Solarzelle.
Es stellt sich das technische Problem, eine Haltevorrichtung für ein Solarmodul zur Verwendung als Dachziegelelement, eine als Dachziegelelement verwendbare Anordnung mit einer Haltevorrichtung und einem Solarmodul sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung zu schaffen, die eine einfache Montage eines Solarmoduls in einer Haltevorrichtung und somit eine einfache Herstellung einer solchen Anordnung ermöglichen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Unteransprüche.
Vorgeschlagen wird eine Haltevorrichtung für ein Solarmodul. Die Haltevorrichtung kann hierbei als Dachziegelelement verwendet werden, insbesondere mit einem in der Haltevorrichtung angeordneten Solarmodul.
Insbesondere kann die Haltevorrichtung eine Grundkörper umfassen oder aufweisen. Dieser kann im Wesentlichen rechteck- oder quaderförmig ausgebildet sein. Weiter kann die Haltevorrichtung, insbesondere der Grundkörper, einen Bodenabschnitt und mindestens eine, vorzugsweise jedoch mehrere Seitenwände, aufweisen.
Weiter weist die Haltevorrichtung mindestens einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Solarmoduls auf oder bildet diesen Aufnahmeabschnitt aus. Der Aufnahmeabschnitt kann insbesondere als Vertiefung in der Haltevorrichtung oder dem Grundkörper der Haltevorrichtung ausgebildet sein. Es ist beispielsweise möglich, dass der Aufnahmeabschnitt, insbesondere nach unten, durch den Bodenabschnitt der Haltevorrichtung und seitlich durch eine Seitenwand oder mehrere Seitenwände begrenzt und somit von diesen umfasst wird. Der Bodenabschnitt, insbesondere eine Oberseite des Bodenabschnitts, kann eine Auflagefläche für das Solarmodul aufweisen oder ausbilden.
Der Aufnahmeabschnitt kann hierbei beispielsweise quaderförmig oder im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend. Insbesondere ist es möglich, dass der Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines Solarmoduls mit einer gewünschten geometrischen Ausbildung dient. Somit kann der Aufnahmeabschnitt z.B. auch zylinderförmig ausgebildet sein.
Vorzugsweise weist der Bodenabschnitt der Haltevorrichtung keine Durchgangsöffnungen auf. Eine Durchgangsöffnung kann hierbei eine Durchgangsöffnung sein, die sich von der Oberseite des Bodenabschnitts zu einer Unterseite des Bodenabschnitts erstreckt. Die Unterseite kann hierbei eine Außenseite der Haltevorrichtung sein. Mit anderen Worten kann der Boden vollflächig ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Wasserdichtigkeit bei der Verwendung als Dachziegelelement.
Es ist weiter möglich, dass die Haltevorrichtung einen Deckenabschnitt umfasst, der einen Teil des Aufnahmeabschnitts überdeckt und somit über diesem Aufnahmeabschnitt angeordnet ist. Dieser Deckenabschnitt kann auch als Regenpfannenabschnitt bezeichnet werden. Der Deckenabschnitt kann insbesondere über zumindest einen Teil des Aufnahmeabschnitts hinüberragen. Der Deckenabschnitt kann insbesondere an einer Oberseite eine Auflagefläche für ein benachbartes Dachziegelelement in einem Ziegelverbund bilden. Die Oberseite des Deckenabschnitts kann eine dem Aufnahmeabschnitt abgewandte Seite des Deckenabschnitts bezeichnen.
Die Haltevorrichtung kann weiter Dimensionen und/oder geometrische Formen aufweisen, die für die Verwendung als Dachziegelelement, also insbesondere bei der Verwendung als Teil eines Daches, erforderlich und üblich sind. Weiter kann die Haltevorrichtung, insbesondere der Grundkörper, auch zusätzliche Funktionselemente oder -abschnitte aufweisen oder ausbilden, die für die Verwendung als Dachziegelelement notwendig oder gewünscht sind, beispielsweise sogenannte Haltenasen zur Einhängung der Haltevorrichtung an einer Dachlatte oder an einem weiteren Ziegelelement, Falzen und/oder weitere Funktionselemente.
Weiter umfasst die Haltevorrichtung mindestens ein elektrisches Verbindungselement. Vorzugsweise umfasst die Haltevorrichtung genau zwei elektrische Verbindungselemente. Ein elektrisches Verbindungselement dient zur elektrischen Verbindung des Solarmoduls, insbesondere eines elektrischen Anschlusselements oder eines sogenannten aktiven Abschnitts des Solarmoduls, mit einer haltevorrichtungsexternen Einrichtung, beispielsweise einem weiteren Solarmodul oder weiteren funktionellen Einrichtungen wie beispielsweise einem Wechselrichter.
Das elektrische Verbindungselement kann insbesondere als Verbindungskabel ausgebildet sein. Dieses kann z.B. eine Isolierung sowie einen elektrisch leitfähigen Teil, der auch als Litze bezeichnet werden kann, umfassen. Das elektrische Verbindungselement kann zwei Enden aufweisen, nämlich ein solarmodulseitiges Ende und ein externes Ende.
Erfindungsgemäß ist das elektrische Verbindungselement beweglich an einem Grundkörper der Haltevorrichtung gelagert. Mit anderen Worten kann eine Relativlage zwischen dem Grundkörper und dem mindestens einen elektrischen Verbindungselement verändert werden, beispielsweise durch eine manuelle Betätigung des elektrischen Verbindungselements. Es ist z.B. möglich, dass das elektrische Verbindungselement in eine Kontaktierungslage und in eine von der Kontaktierungslage verschiedene Einsatzlage bewegt werden kann. Die Kontaktierungslage bezeichnet hierbei eine Lage, in der in einfacher Weise ein elektrischer Kontakt zwischen Kontaktabschnitten oder - elementen des Solarmoduls und dem mindestens einen Verbindungselement hergestellt werden können. Befindet sich das elektrische Verbindungselement in der Kontaktierungslage, so kann ein Solarmodul zur Kontaktierung nicht oder nur teilweise in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet sein. Die Einsatzlage bezeichnet hierbei eine Lage, in der möglichst wenig Raum des Aufnahmeabschnitts von dem Verbindungselement belegt ist. Befindet sich das elektrische Verbindungselement in der Einsatzlage, so kann ein durch das elektrische Verbindungselement kontaktiertes Solarmodul vollständig in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet werden. Hierbei kann das elektrische Verbindungselement in der Kontaktierungslage mehr Raum des Aufnahmeabschnitts als in der Einsatzlage belegen, z.B. weiter in den Aufnahmeabschnitt hineinragen als in der Einsatzlage.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein Solarmodul in einfacher Weise elektrisch kontaktiert werden kann, da es zur Kontaktierung nicht vollständig im Aufnahmeabschnitt angeordnet werden muss und somit das oder die Anschlusselement(e) des Solarmoduls einfacher zugänglich sind. Nach der Herstellung des elektrischen Kontakts kann das Solarmodul dann vollständig in den Aufnahmeabschnitt eingebracht werden, wobei hierbei das elektrische Verbindungselement in die Einsatzlage bewegt wird. Dann kann die Haltevorrichtung mit dem Solarmodul als Dachziegelelement verwendet werden.
Es ist weiter möglich, dass das elektrische Verbindungselement an dem Grundkörper befestigt ist. Dies kann bedeuten, dass in einem zur normalen Verwendung vorgesehenen Zustand das elektrische Verbindungselement zwar relativ zum Grundkörper bewegt, aber nicht von diesem abgelöst werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Relativbewegung zwischen dem elektrischen Verbindungselement und dem Grundkörper begrenzt. Insbesondere kann das elektrische Verbindungselement mindestens ein Anschlagelement zur Begrenzung der Relativbewegung aufweisen. Alternativ oder kumulativ kann die Haltevorrichtung mindestens ein Anschlagelement zur Begrenzung der Relativbewegung aufweisen. Durch ein derartiges Anschlagelement kann/können insbesondere die vorhergehend erläuterte Kontaktierungslage und/oder die vorhergehend erläuterte Einsatzlage des elektrischen Verbindungselements festgelegt sein.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das elektrische Verbindungselement zwar beweglich an der Haltevorrichtung gelagert ist, sich jedoch nur zwischen verschiedenen durch das mindestens eine Anschlagelement festgelegten, Lagen bewegen kann. Hierdurch wird z.B. ein unerwünschtes Ablösen des elektrischen Verbindungselements von der Haltevorrichtung in vorteilhafter Weise vermieden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Verbindungselement an oder in einer Seitenwand der Haltevorrichtung beweglich gelagert. Die Seitenwand kann eine Seitenwand des Grundkörpers sein. Hierdurch ergibt sich einerseits eine zuverlässige Lagerung, andererseits wird eine Dichte, insbesondere eine Wasserdichte, der Haltevorrichtung möglichst minimal beeinflusst.
In einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Verbindungselement unter einem Deckenabschnitt des Grundkörpers angeordnet. Der Deckenabschnitt wurde vorhergehend bereits erläutert. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein guter Schutz des Verbindungselements vor Umwelteinflüssen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Haltevorrichtung eine Durchgangsöffnung auf oder bildet diese aus. Weiter verbindet die Durchgangsöffnung den Aufnahmeabschnitt mit einem Außenvolumen der Haltevorrichtung. Das Außenvolumen bezeichnet hierbei den Raum um die Haltevorrichtung herum. Weiter erstreckt sich das elektrische Verbindungselement durch die Durchgangsöffnung. Die Durchgangsöffnung kann auch als Kanal ausgebildet sein.
Die Durchgangsöffnung kann hierbei eine beliebige symmetrische Ausbildung aufweisen, beispielsweise einen kreisförmigen oder rechteckförmigen Querschnitt. Weiter ist das elektrische Verbindungselement in der Durchgangsöffnung bewegbar gelagert. Die Durchgangsöffnung kann eine Durchgangsöffnung im Grundkörper sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine möglichst einfache bewegliche Lagerung des elektrischen Verbindungselements an der Haltevorrichtung.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Durchgangsöffnung in einer Seitenwand der Haltevorrichtung, insbesondere des Grundkörpers der Haltevorrichtung, angeordnet. Insbesondere ist die Durchgangsöffnung somit nicht in einem Bodenabschnitt des Grundkörpers angeordnet. Vorzugsweise kann das elektrische Verbindungselement an oder in einer stirnseitigen Seitenwand der Haltevorrichtung beweglich gelagert sein. Somit kann auch die Durchgangsöffnung in einer solchen stirnseitigen Seitenwand angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise einerseits die bereits beschriebene einfache bewegliche Lagerung des elektrischen Verbindungselements an der Haltevorrichtung und gleichzeitig eine gute Wasserdichtigkeit der Haltevorrichtung z.B. gegen Regenwasser, insbesondere wenn die Haltevorrichtung als Dachziegelelement verwendet wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist das elektrische Verbindungselement mindestens einen Anschlagabschnitt auf oder bildet diesen aus. Der Anschlagabschnitt dient hierbei z.B. als Anschlagelement, welches vorhergehend näher erläutert wurde. Insbesondere kann das Anschlagelement eine Relativbewegung zwischen dem elektrischen Verbindungselement und der Haltevorrichtung begrenzen, indem das Anschlagelement z.B. an einer dem Aufnahmeabschnitt zugewandten Innenseite einer Seitenwand der Haltevorrichtung anschlägt.
Der Anschlagabschnitt kann vorzugsweise an dem solarmodulseitigen Ende des elektrischen Verbindungselements oder im Bereich des solarmodulseitigen Endes angeordnet sein. Dass der Anschlagabschnitt im Bereich des Endes angeordnet ist kann z.B. bedeuten, dass der Anschlagabschnitt nicht mehr als 20%, vorzugsweise nicht mehr als 10%, der Gesamtlänge des elektrischen Verbindungselements von dem Ende beabstandet angeordnet ist. Es ist möglich, dass der Anschlagabschnitt unmittelbar am solarmodulseitigen Ende des elektrischen Verbindungselements angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Anschlagabschnitt jedoch nicht unmittelbar am solarmodulseitigen Ende des elektrischen Verbindungselements angeordnet. So kann der Anschlagabschnitt mit einem von Null verschiedenen Abstand von dem Ende beabstandet angeordnet sein. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem elektrischen Anschlusselement des Solarmoduls und einem elektrischen Verbindungselement an dessen solarmodulseitigen Ende. Auch kann der Anschlagabschnitt mehr als 0.1 %, vorzugsweise mehr als 0.5%, weiter vorzugsweise mehr als 1 % der Gesamtlänge des elektrischen Verbindungselements von dem Ende beabstandet angeordnet sein.
Es ist jedoch auch möglich, dass der Anschlagabschnitt oder ein weiterer Anschlagabschnitt an dem externen Ende des elektrischen Verbindungselements oder im Bereich des externen Endes angeordnet ist.
Weiter ist ein Durchmesser, insbesondere ein minimaler oder ein maximaler Durchmesser des Anschlagsabschnitts, größer als ein Durchmesser, insbesondere ein minimaler oder ein maximaler Durchmesser, der Durchgangsöffnung. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine zuverlässige und einfach herstellbare Begrenzung der Relativbewegung. Der Anschlagabschnitt kann beispielsweise hergestellt sein, indem ein Anschlagelement, beispielsweise ein zylinder- oder quaderförmiges Anschlagelement an dem solarmodulseitigen Ende des elektrischen Verbindungselements an diesem Verbindungselement befestigt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass das elektrische Verbindungselement und der Anschlagabschnitt einteilig, einstückig oder integral ausgebildet sind. Somit kann das elektrische Verbindungselement den Anschlagabschnitt auch ausbilden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Anschlagabschnitt oder zumindest ein Teil davon aus Kunststoff oder Gummi ausgebildet. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung des Anschlagabschnitts.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Anschlagabschnitt oder zumindest ein Teil davon aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Alternativ kann der Anschlagabschnitt oder zumindest ein Teil davon ein elektrisch leitfähiges Material umfassen.
Insbesondere kann das elektrisch leitfähige Material, beispielsweise ein metallisches Material, derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen leitfähigen Teil des elektrischen Verbindungsmittels, z.B. der Litze, oder des Solarmoduls, z.B. einem Anschlusselement des Solarmoduls, und der Haltevorrichtung, beispielsweise einem elektrischen Anschluss der Haltevorrichtung, hergestellt werden kann. Somit kann das elektrische leitfähige Material kann einen entsprechenden elektrischen Verbindungsleiter ausbilden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, dass elektrische oder elektronische Elemente in der Haltevorrichtung mit dem Solarmodul elektrisch verbunden werden können.
Weiter vorgeschlagen wird eine Anordnung mit einer Haltevorrichtung gemäß einer der in dieser Offenbarung erläuterten Ausführungsformen sowie mit einem Solarmodul. Weiter ist ein elektrisches Anschlusselement des Solarmoduls, beispielsweise ein Kontaktband, des Solarmoduls elektrisch mit dem mindestens einen elektrischen Verbindungselement der Haltevorrichtung verbunden. Zusätzlich kann das elektrische Verbindungselement natürlich auch mechanisch mit dem elektrischen Anschlusselement des Solarmoduls verbunden sein, z.B. verschweißt, verlötet oder verklemmt. Weiter kann das Solarmodul, insbesondere vollständig, in dem Aufnahmeabschnitt der Haltevorrichtung angeordnet sein. Ist das Solarmodul vollständig in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet, so kann eine formschlüssige mechanische Verbindung zwischen Solarmodul und Haltevorrichtung gegeben sein. Alternativ oder kumulativ kann auch eine kraftschlüssige Verbindung gegeben sein.
Die Anordnung kann hierbei als Dachziegelelement verwendet werden. Somit wird auch ein Dachziegelverband beschrieben, die mindestens eine solche Anordnung umfasst. Zusätzlich kann der Dachziegelverband weitere derartige Anordnungen oder davon verschiedene Dachziegelelemente umfassen. Diese können in bekannter Weise nebeneinander und zumindest teilweise überlappend angeordnet sein und ein Dach oder ein Teil davon ausbilden, insbesondere einen Teil einer geneigten Dachfläche.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung gemäß einer der in dieser Offenbarung offenbarten Ausführungsformen. Hierbei wird das elektrische Verbindungselement in einem ersten Schritt in eine Kontaktierungslage bewegt. In einem weiteren Schritt wird ein elektrisches Anschlusselement des Solarmoduls elektrisch mit dem mindestens einen elektrischen Verbindungselement der Haltevorrichtung verbunden. Hierzu kann das Solarmodul zumindest teilweise, aber vorzugsweise nicht vollständig, in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet werden.
In einem weiteren Schritt wird das Solarmodul insbesondere vollständig in dem Aufnahmebereich der Haltevorrichtung angeordnet und das elektrische Verbindungselement in eine Einsatzlage bewegt. Diese vollständige Anordnung und das Bewegen des elektrischen Verbindungselements in die Einsatzlage kann hierbei gleichzeitig erfolgen.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung der Anordnung und somit eines Dachziegelelements.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Vergussmaterial in zumindest einen Teil des Aufnahmebereichs eingebracht. Insbesondere kann das Vergussmaterial in den Bereich des Aufnahmebereichs eingebracht werden, in dem das mindestens eine elektrische Anschlusselement des Solarmoduls und das dieses Anschlusselement kontaktierende elektrische Verbindungselement angeordnet sind. Hierdurch kann eine Abdichtung des Aufnahmebereichs verbessert werden. Das Einbringen von Vergussmaterial kann insbesondere erst dann erfolgen, wenn das elektrische Verbindungselement in die Einsatzlage bewegt wurde und das Solarmodul vollständig in dem Aufnahmebereich der Haltevorrichtung angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung mit einem Verbindungsmittel in einem Einsatzzustand,
2 einen schematischen Querschnitt durch die in 1 dargestellte Haltevorrichtung mit dem elektrischen Verbindungsmittel in einem Kontaktierungszustand,
3 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung,
4 eine schematische Draufsicht auf ein Solarmodul und
5 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung mit einem Verbindungsmittel gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Einsatzzustand.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1 für ein Solarmodul 2 (siehe z.B. 2). Die Haltevorrichtung 1, insbesondere mit einem eingesetzten Solarmodul 2, kann als Dachziegelelement verwendet werden.
Die Haltevorrichtung 1 weist einen Grundkörper 18 auf. Die Haltevorrichtung 1, insbesondere der Grundkörper 18, weist einen Aufnahmeabschnitt 3 zur Aufnahme des Solarmoduls 2 auf bzw. bildet diesen Aufnahmeabschnitt 3 aus.
Weiter dargestellt ist, dass die Haltevorrichtung 1 ein als Kabel ausgebildetes elektrisches Verbindungselement 4 umfasst. In 1 ist hierbei nur ein derartiges elektrisches Verbindungselement 4 dargestellt, wobei die Haltevorrichtung 1 selbstverständlich mehr, insbesondere zwei, derart ausgebildete elektrische Verbindungselemente 4 umfassen kann.
Dargestellt ist auch ein Bodenabschnitt 5 der Haltevorrichtung 1 sowie Seitenwände 6 der Haltevorrichtung 1. Hierbei kann der Grundkörper 18 den Bodenabschnitt 5 und die Seitenwände 6 aufweisen oder ausbilden. Ebenfalls dargestellt ist, dass die Haltevorrichtung 1, insbesondere der Grundkörper 18, einen Deckenabschnitt 7 ausbildet, der entlang einer Vertikalrichtung z über dem Boden 5 angeordnet ist und den Aufnahmeabschnitt 3 nur teilweise überdeckt, insbesondere nur einen Randbereich des Aufnahmeabschnitts 3. Es ist ersichtlich, dass der Bodenabschnitt 5 und die Seitenwände 6 den Aufnahmeabschnitt 3 begrenzen bzw. umfassen.
Die Vertikalrichtung z ist hierbei senkrecht zu einer aufnahmeabschnittseitigen Oberseite 19 des Bodenabschnitts 5 und von einer nach außen orientierten Unterseite 20 des Bodenabschnitts 5 hin zur Oberseite 19 orientiert, also auch parallel zu den Seitenwänden 6. Hierbei kann die Oberseite 19 eine, insbesondere ebene, Auflagefläche für das Solarmodul 2 aufweisen oder ausbilden.
Weiter dargestellt sind Nasen 8 der Haltevorrichtung 1, die an der Unterseite 20 des Bodenabschnitts 5 ausgebildet oder befestigt sind. Diese Nasen 8 können durch Erhebungen oder Vorsprünge an der Unterseite gebildet und dienen dem Einhängen der Haltevorrichtung 8 an Dachlatten einer Dachkonstruktion oder an benachbarten Dachziegelelementen in einem Ziegelverbund.
Das elektrische Verbindungselement 4 ist an dem Grundkörper 18 der Haltevorrichtung 1 befestigt. Weiter ist das elektrische Verbindungselement 4 beweglich an dem Grundkörper 18 gelagert. Hierbei ist dargestellt, dass das elektrische Verbindungselement 4 an einem solarmodulseitigen Ende einen Anschlagabschnitt 9 aufweist oder ausbildet. Weiter dargestellt ist, dass die Haltevorrichtung 1, insbesondere der Grundkörper 18, eine Durchgangsöffnung 10 aufweist oder ausbildet, wobei die Durchgangsöffnung 10 den Aufnahmeabschnitt 3 mit einem Außenvolumen 11 der Haltevorrichtung 1 verbindet. In 1 ist dargestellt, dass die Durchgangsöffnung 10 in einer Seitenwand 6 der Haltevorrichtung 1 angeordnet ist. Das elektrische Verbindungselement 4 erstreckt sich hierbei durch die Durchgangsöffnung 10. Der Durchmesser des Anschlagabschnitts 9 ist hierbei größer als ein Durchmesser der Durchgangsöffnung 10. Der Anschlagabschnitt 9 des elektrischen Verbindungselements 4 ist hierbei in dem Aufnahmeabschnitt 3 angeordnet. An einem weiteren, externen Ende des elektrischen Verbindungselements 4 ist ein Stecker 12 angeordnet, der zur elektrischen Verbindung mit einem entsprechenden Gegenstück, beispielsweise einer Buchse, dienen kann. Es ist möglich, dass auch ein Durchmesser des Steckers 12 größer als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 10 ist.
Der Anschlagabschnitt 9 oder das elektrische Verbindungselement 4 weisen einen elektrischen Kontaktabschnitt auf oder bilden diesen aus, der zur Kontaktierung von einem elektrischen Anschlusselement 13 (siehe 2) des Solarmoduls 2 dient. Ein solches elektrisches Anschlusselement kann beispielsweise ein sogenanntes Kontaktbändchen sein.
Es ist möglich, dass der gesamte Anschlagabschnitt 9 oder zumindest ein Teil des Anschlagabschnitts 9 aus Kunststoff oder aus Gummi ausgebildet ist, insbesondere aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material.
Alternativ oder kumulativ kann der Anschlagabschnitt 9 oder zumindest ein Teil davon aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet sein oder ein elektrisch leitfähiges Material umfassen. Hierbei ist es möglich, dass dieses elektrisch leitfähige Material zur elektrischen Kontaktierung von einem elektrischen Anschlusselement 13 des Solarmoduls 2 dient. Alternativ oder kumulativ kann das elektrisch leitfähige Material auch zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Anschlagabschnitt 9 und einem nicht dargestellten elektrischen Anschluss der Haltevorrichtung 1, insbesondere im Bereich der Seitenwand 6, dienen. Dies ermöglicht die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Solarmodul 2, insbesondere zwischen einem elektrischen Anschlusselement 13, und dem nicht dargestellten elektrischen Anschluss der Haltevorrichtung 1 über den Anschlagabschnitt 9. Somit können beispielsweise elektrische oder elektronische Elemente, die in oder an der Haltevorrichtung 1 angeordnet sind, mit dem Solarmodul 2 elektrisch verbunden werden.
In 1 ist die Haltevorrichtung 1 in einem Einsatzzustand dargestellt, wobei jedoch kein Solarmodul 2 in den Aufnahmeabschnitt 3 eingesetzt ist. Das elektrische Verbindungsmittel 4 befindet sich in einer sogenannten Einsatzlage. Hierbei ist das elektrische Verbindungsmittel 4 derart angeordnet, dass das Anschlagelement 9 an die dem Aufnahmevolumen zugewandte Innenseite der Seitenwand 6 anliegt oder anschlägt und somit möglichst wenig Raum oder Volumen des Aufnahmebereichs 3 von dem elektrischen Verbindungsmittel 4 belegt wird.
Durch die in 1 dargestellte Ausbildung der Haltevorrichtung 1 mit dem elektrischen Verbindungselement 4 ist sichergestellt, dass das elektrische Verbindungselement 4 beweglich an der Haltevorrichtung 1 gelagert ist, wobei jedoch die Bewegung relativ zur Haltevorrichtung 1 begrenzt ist. Insbesondere bildet der Anschlagabschnitt 9 ein Anschlagelement, der die Bewegung des elektrischen Verbindungselements 4 begrenzt. Hierbei ist die in 1 dargestellte Ausführungsform rein exemplarisch für eine derartig bewegliche Lagerung, durch die die Bewegung begrenzt ist. Insbesondere ist es auch möglich, andere Formen und Arten der Bewegungsbegrenzung zu realisieren.
2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die in 1 dargestellte Haltevorrichtung 1 in einem Kontaktierungszustand, wobei das elektrische Verbindungselement 4 in einer Kontaktierungslage dargestellt ist. Weiter dargestellt ist ein Solarmodul 2. Das Solarmodul kann insbesondere als Dünnfilm-Solarmodul ausgebildet sein. Das Solarmodul 2 kann insbesondere ein sogenanntes CIGS-Substratmodul sein. Das Solarmodul 2 umfasst ein oberes, insbesondere plattenförmig ausgebildetes, Glaselement 13 und ein unteres, insbesondere ebenfalls plattenförmig ausgebildetes, Glaselement 14. Zwischen den Glaselementen 13, 14 ist eine aktive Schicht des Solarmoduls 2 angeordnet. Diese aktive Schicht ist in dem Fachmann bekannter Weise durch Anschlusselemente 13, die zwischen den Glasplatten 13, 14 aus dem Solarmodul 2 herausgeführt sind, elektrisch kontaktiert. Hierbei können die elektrischen Anschlusselemente 13 insbesondere an einer Stirnseite des Solarmoduls 2 aus diesem herausgeführt sein.
In der Kontaktierungslage kontaktiert der Anschlagabschnitt 9 im Unterschied zu der in 1 dargestellten Einsatzlage nicht die Innenseite der Seitenwand 6 der Haltevorrichtung 1, sondern ragt weiter als in der in 1 dargestellten Einsatzlage in den Aufnahmeabschnitt 3 hinein, wodurch das elektrische Verbindungselement 4 zwar mehr Raum bzw. Volumen des Aufnahmebereichs 3 belegt, allerdings jedoch aufgrund der einfacheren Zugänglichkeit leichter ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Verbindungselement 4 und dem elektrischen Anschlusselement 13 des Solarmoduls 2 hergestellt werden kann. Insbesondere kann der Anschlagabschnitt 9 in der Kontaktierungslage derart weit in den Aufnahmeabschnitt 3 hineinragen, dass er entlang der Vertikalrichtung z nicht mehr unter dem Deckenabschnitt 7 angeordnet ist.
In diesem Kontaktierungszustand der Haltevorrichtung 1 kann, beispielsweise durch manuelle Betätigung, ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Verbindungsmittel 4 und dem elektrischen Anschlusselement 13 des Solarmoduls 2 hergestellt werden. Der elektrische Kontakt kann beispielsweise durch Löten, Schweißen, Crimpen oder in sonstiger Art und Weise hergestellt werden. Neben der Herstellung eines elektrischen Kontakts kann auch ein mechanischer Kontakt, insbesondere ein stoff-, kraft- und/oder formschlüssige mechanische Verbindung zwischen dem elektrischen Verbindungselement 4 und dem elektrischen Anschlusselement 13 hergestellt werden.
Danach kann dann das Solarmodul 2 vollständig in den Aufnahmebereich 3 eingebracht werden, beispielsweise ebenfalls durch manuelle Betätigung. Hierbei, insbesondere gleichzeitig, kann das elektrische Verbindungselement 4 von der Kontaktierungslage in die Montagelage und somit die Haltevorrichtung 1 von dem Kontaktierungszustand in den Einsatzzustand versetzt werden. Dies erfolgt, indem z.B. das elektrische Verbindungselement 4 derart durch die Durchgangsöffnung 10 bewegt wird, dass der Anschlagabschnitt 9 wieder in Anschlag mit der Innenseite der Seitenwand 6 gelangt. Mit anderen Worten wird das elektrische Verbindungsmittel 4 aus dem Aufnahmeabschnitt 3 herausgezogen.
In 3 ist eine schematische Draufsicht auf eine Haltevorrichtung 1 mit einem darin eingesetzten Solarmodul 2 dargestellt. Die Haltevorrichtung 1 oder zumindest der Grundkörper 18 kann hierbei aus Ton oder einem anderen Material, beispielsweise PUR oder GFK, ausgebildet sein. In dem in 3 dargestellten Einsatzzustand kann die Anordnung aus Haltevorrichtung 1 und Solarmodul 2 als Dachziegelelement verwendet werden.
Die in 3 dargestellte Anordnung kann hergestellt werden, indem das elektrische Verbindungselement 4 in einem ersten Schritt in die in 2 dargestellte Kontaktierungslage bewegt wird. Dann kann in einem zweiten Schritt ein elektrisches Anschlusselement 13 des Solarmoduls 2 elektrisch mit dem mindestens einen elektrischen Verbindungselement 4 der Haltevorrichtung 1 verbunden werden. In einem dritten Schritt kann dann das Solarmodul 2 in dem Aufnahmebereich 3 der Haltevorrichtung 1 angeordnet und das elektrische Verbindungselement 4 in die in 1 dargestellte Einsatzlage bewegt werden.
Dargestellt ist, dass die Haltevorrichtung 1 an einer Längsseite Falzen 15 ausbildet, die zur Verbindung mit einer nicht dargestellten benachbarten Haltevorrichtung 1 oder einem weiteren Dachziegelelement dienen können. Weiter ist dargestellt, dass sich in diesem Fall der Deckenabschnitt 7 bzw. die in 3 nicht dargestellten Durchgangsöffnungen 10 (siehe 2) an einer Stirnseite der Haltevorrichtung 1 befinden.
In 4 ist eine schematische Draufsicht auf ein Solarmodul 2 dargestellt. Dargestellt sind photovoltaische Elemente 16, ein Randdichtungselement 17 sowie elektrische Anschlusselemente 13, die von den photovoltaischen Elementen 16 durch den Randdichtungsabschnitt 17 hindurch aus dem Solarmodul 2 an einer Stirnseite hinausgeführt sind.
Diese elektrischen Anschlusselemente können mit den in 1 und 2 dargestellten elektrischen Verbindungselementen 4 kontaktiert werden.
5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1 für ein Solarmodul 2 (siehe z.B. 2) in einer weiteren Ausführungsform. Die in 5 dargestellte Haltevorrichtung 1 ist hierbei im Wesentlichen wie die in 1 dargestellte Ausführungsform ausgebildet. Daher kann auf die Erläuterungen zu 1 verwiesen werden. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform ist jedoch dargestellt, dass ein Anschlagabschnitt 9 nicht unmittelbar an einem solarmodulseitigen Ende des elektrischen Verbindungselements 4 angeordnet ist. Insbesondere ist der Anschlagabschnitt 9 mit einem von Null verschiedenen Abstand von dem Ende beabstandet angeordnet. Dies vereinfacht die Kontaktierung der elektrischen Anschlusselemente des Solarmoduls 2 durch das elektrische Verbindungselement 4 an dessen solarmodulseitigen Ende.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3285304 A1 [0002]
AU 2016213891 A1 [0003]
WO 2018/005674 A1 [0004]
WO 2016/196759 A1 [0005]
US 2014/0283905 A1 [0006]
DE 102011052929 A1 [0007]
US 2010/0154327 A1 [0008]

Claims

Haltevorrichtung für ein Solarmodul (2) zur Verwendung als Dachziegelelement, wobei die Haltevorrichtung (1) mindestens einen Aufnahmeabschnitt (3) zur Aufnahme des Solarmoduls (2) aufweist oder ausbildet, wobei die Haltevorrichtung (1) mindestens ein elektrisches Verbindungselement (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (4) beweglich an einem Grundkörper (18) der Haltevorrichtung (1) gelagert ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativbewegung zwischen dem elektrischen Verbindungselement (4) und dem Grundkörper (18) begrenzt ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (3) an oder in einer Seitenwand (6) der Haltevorrichtung (1) beweglich gelagert ist.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (4) unter einem Deckenabschnitt (7) der Haltevorrichtung (1) angeordnet ist.
Haltevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (1) eine Durchgangsöffnung (10) aufweist oder ausbildet, wobei die Durchgangsöffnung (10) den Aufnahmeabschnitt (3) mit einem Außenvolumen (11) verbindet, wobei das elektrische Verbindungselement (4) sich durch die Durchgangsöffnung (10) erstreckt.
Haltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (10) in einer Seitenwand (6) der Haltevorrichtung (1) angeordnet ist.
Haltevorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Verbindungselement (4) mindestens einen Anschlagabschnitt (9) aufweist oder ausbildet, wobei ein Durchmesser des Anschlagabschnitts (9) größer als ein Durchmesser der Durchgangsöffnung (10) ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagabschnitt (9) oder zumindest ein Teil davon aus Kunststoff oder aus Gummi ausgebildet ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagabschnitt (9) oder zumindest ein Teil davon aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet ist oder ein elektrisch leitfähiges Material umfasst.
Anordnung mit einer Haltevorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und mit einem Solarmodul (2), wobei ein elektrisches Anschlusselement (13) des Solarmoduls (2) elektrisch mit dem mindestens einen elektrischen Verbindungselement (4) der Haltevorrichtung (1) verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass - das elektrische Verbindungselement (4) der Haltevorrichtung (1) in eine Kontaktierungslage bewegt wird, - ein elektrisches Anschlusselement (13) des Solarmoduls (2) elektrisch mit dem mindestens einen elektrischen Verbindungselement (4) der Haltevorrichtung (1) verbunden wird, - das Solarmodul (2) in dem Aufnahmebereich (3) der Haltevorrichtung (1) angeordnet und das elektrische Verbindungselement (4) in eine Einsatzlage bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einen Teil des Aufnahmebereichs (3) ein Vergussmaterial eingebracht wird.