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Die Erfindung betrifft ein Fenster oder eine Tür mit Photovoltaik-Modul.
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Technisches Gebiet
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Rollläden dienen sowohl der Beschattung bei Nacht oder starker Sonneneinstrahlung sowie Wärmedämmung. Hierzu ist auf einer horizontal angeordneten Welle ein Rollladen aus miteinander verbundenen Lamellen angeordnet. Durch Drehen der Welle wird der Rollladen entweder von der Welle ab- oder auf die Welle aufgewickelt. Die Welle ist in einem Rollladenkasten untergebracht. Der Rollladenkasten ist oberhalb der Verglasung angebracht, wobei zumeist eine Wand des Rollladenkastens an die Umgebung angrenzt und die gegenüberliegende Wand zum Gebäudeinneren abschließt.
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Ferner können auch Jalousien zur Beschattung herangezogen werden. Diese können sowohl auf der Gebäudeaußen- als auch Gebäudeinnenseite angebracht werden. Innen sind die Jalousien insbesondere vor Windeinflüssen geschützt. Sind Jalousien außen angebracht, so kann diese Wärmestrahlung vom Eindringen in ein Gebäude abhalten. Der Vorteil von Jalousien gegenüber Rollläden besteht darin, dass die Lamellen um eine horizontale Achse gedreht werden können, so dass sie stufenlos von einer horizontalen in eine vertikale Position und zurückgedreht werden können. Ihre Stellung kann somit an den Sonnenstand und den Bedarf an Lichtdurchlass angepasst werden.
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Stand der Technik
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Häufig wird der Rollladen manuell von Hand über ein Rollladenband bewegt. Zum Ablassen wird aus einem Rollenkasten mittels einer Spiralfeder aufgewickeltes Rollladenband gezogen und einer Rolle auf der Welle zugeführt, wodurch der Rollladen durch die Schwerkraft nach unten fährt. Zum Hochfahren des Rollladens wird an dem Rollladenband nach unten gezogen, wodurch die Welle sich dreht und der Rollladen aufgewickelt wird. Das aus dem Rollladenkasten gezogene Rollladenband wird von der unter Spannung stehenden Spiralfeder aufgerollt.
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Es gibt auch elektrische Rollladenantriebe, bei denen ein Elektromotor die Welle im Rollladenkasten bewegt. Zumeist wird hierfür der Motor mit dem elektrischen Hausnetz verbunden.
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Es sind elektrische Rollladenantriebe bekannt, bei welchen vorgefertigte Photovoltaikmodule an der Wand befestigt werden. Diese Photovoltaikmodule sind mit dem elektrischen Rollladenantrieb und einem Akkumulator verbunden. Nachteilig ist hierbei, dass die Photovoltaikmodule eine definierte Größe aufweisen und an der Hausfassade als unschöne Nachrüstlösung in Erscheinung treten. Da Rollladenkästen zumindest sehr unterschiedliche Breiten aufweisen, können die Module zumindest in Großserie nicht an die individuelle Breite angepasst werden.
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Auch für Jalousien gibt es elektrische Antriebe, die zumeist mit dem elektrischen Stromnetz verbunden werden. Es ist jedoch auch möglich, diese über an der Wand befestigte Photovoltaikmodule mit Strom zu versorgen.
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Aufgabe
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Fenster oder Tür mit Photovoltaikmodul zu schaffen, welches eine formschöne Integration zulässt, welche zugleich individuell konvektionierbar ist.
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Darstellung der Erfindung
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Fenster mit Photovoltaikmodul gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
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Ein erfindungsgemäßes Fenster 1 oder Tür verfügt über eine Verglasung und einen Rollladenkasten und / oder eine Jalousie zur Verschattung.
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In dem Rollladenkasten ist ein Rollladen aus mehreren miteinander verbundenen Rollladenlamellen befestigt. In der Einbauposition in einem Gebäude weist der Rollladenkasten eine zur Umgebung gerichtete Vorderseite, eine zum Gebäudeinneren gerichtete Rückseite, eine zum vom Rollladen des Rollladenkasten beschatteten Fenster oder Tür gerichtete Unterseite, eine vom Fenster oder von der Tür abgewandte Oberseite und einen Rollladeninnenraum zwischen der Vorderseite, Oberseite, Rückseite und Unterseite auf. Der Rollladen kann vor einer Verglasung des Fensters oder der Tür bewegt werden.
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Die Jalousie ist aus mehreren Jalousielamellen zusammengesetzt. Die Jalousie kann in der Einbauposition sowohl auf der zur Umgebung, zum Gebäudeinneren gerichteten Seite des Fensters oder der Tür als auch zwischen zwei Scheiben der Verglasung angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß ist auf der Vorderseite des Rollladenkastens und / oder mindestens einer Rollladenlamelle und / oder auf mindestens einer Jalousielamelle mindestens ein Photovoltaikmodul angeordnet.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
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So kann das mindestens eine Photovoltaikmodul mindestens eine Photovoltaikfolie enthalten. Unter einer Photovoltaikfolie wird ein dünnes, flexibles Trägermaterial verstanden, auf welchem dünne Solarzellen angeordnet sind. Zumeist handelt es sich um eine Kunststofffolie mit einer wenige hundert Nanometer dicken organischen Photovoltaikschicht. Somit kann eine Photovoltaikfolie eine Dicke von weniger als 1 mm und ein spezifisches Gewicht von weniger als 1 kg/m2 aufweisen. Somit lässt sich die Folie ohne Beschädigung der Photovoltaikschicht mit einem Radius bis zu 10 cm biegen.
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Handelsübliche Photovoltaikfolien können über 1 m breit und über 10 m lang sein.
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Nach einer optionalen Ausführungsform der Erfindung enthält das mindestens eine Photovoltaikmodul mindestens ein festes Modul. Diese festen Module weisen eine höhere spezifische Stromausbeute auf als Photovoltaikfolien.
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Das Photovoltaikmodul kann auf einer Klebefolie befestigt sein. Dies gilt sowohl für Photovoltaikfolien, als auch feste Photovoltaik-Module. Die Photovoltaikfolien, als auch festen Photovoltaik-Module können hierbei die komplette Klebefolie bedecken, als auch nur partiell. Ist die Klebefolie nur partiell bedeckt, so ist es vorteilhaft, wenn die der Klebeseite abgewandte Seite die gleiche optische Erscheinung hat wie die Photovoltaikmodule. Dann kann eine einheitliche Erscheinung erreicht werden.
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Eine Photovoltaikfolie kann auf ihrer Rückseite unmittelbar mit einem Klebstoff versehen sein. Demzufolge können eine Photovoltaikfolie mit einer Klebefolie einteilig sein. Die Photovoltaikfolie kann auch unmittelbar auf einen Teil einer Klebefolie aufgebracht werden.
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Üblicherweise sind die Jalousielamellen der Jalousie über Leiterkordeln miteinander verbunden. Vorteilhafterweise erfolgt die Stromabführung der mindestens einen Jalousie über die Leiterkordeln.
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Auch die Rollladenlamellen können über Leiterkordeln verbunden werden, damit die Stromabführung des Rollladens über diese Leiterkordeln erfolgen kann.
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Üblicherweise werden Rollladenlamellen in Rollladenschienen geführt; die Stromabführung kann über diese Rollladenschienen erfolgen.
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Es ist möglich eine Elektrode der Photovoltaikmodule übe die linke Rollladenschiene zu führen und die andere Elektrode über die rechte Rollladenschiene. Es ist auch möglich eine Elektrode über eine oder beide Rollladenschiene zu führen und die andere Elektrode über Leiterkordeln.
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Auch die Jalousielamellen können in Schienen geführt werden und die Stromabführung kann über diese Schienen erfolgen.
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Vorteilhafterweise kann im Rollladenkasten ein Akkumulator angeordnet sein, welcher mit dem mindestens einen Photovoltaikmodul verbunden ist. Bei Bedarf sind entsprechende elektronische Bauteile zwischengeschaltet, um den Akkumulator optimal zu laden und Beschädigungen zu vermeiden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Photovoltaikmodul über einen Wechselrichter mit dem Stromnetz verbunden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 ein Teil eines Fensters in Verbindung mit einem Rollladenkasten gemäß dem Stand der Technik;
- 2 einen Schnitt durch einen Teil eines Fensters in Verbindung mit einem Rollladenkasten gemäß 1;
- 3 den Rollladenkasten aus 1 in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Photovoltaikmodul sowie dem ebenfalls aus 1 bekannten Teil eines Fensters sowie
- 4 eine Jalousie mit einem erfindunsgemäßen Photovoltaikmodul.
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Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren haben gleiche Bedeutung. Nicht alle Bezugszeichen sind in allen Figuren dargestellt.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils einen Teil eines Fensters 1 mit einem Rollladenkasten 10. Die Verglasung im Flügelrahmen des Fensters 1 ist nicht dargestellt. Im Rollladenkasten 10 ist ein Rollladen 7 aus mehreren miteinander verbundenen Rollladenlamellen 8 befestigt. Der Rollladenkasten 10 weist in der Einbauposition über eine zur Umgebung U gerichtete Vorderseite 2, eine zum Gebäudeinneren I gerichtete Rückseite 3, eine zum vom Rollladen 7 des Rollladenkasten 2 beschatteten Fenster 1 gerichtete Unterseite 4, eine vom Fenster 1 abgewandte Oberseite 5 und einen Rollladeninnenraum 6 zwischen der Vorderseite 2, Oberseite 5, Rückseite 3 und Unterseite 4 auf. Hierbei kann der Rollladen 7 in zwei Rollladenschienen 21 an den seitlichen Rändern vor einer Verglasung des Fensters 1 bewegt werden.
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3 zeigt das Fenster 1 mit Rollladenkasten 10 aus den 1 und 2 mit einem Photovoltaikmodul 11 auf der Vorderseite 2 des Rollladenkastens 10. In diesem Fall ist das Photovoltaikmodul 11 ein festes Modul, welches auf einer gleichfarbigen Klebefolie 15 angebracht ist. Da Rollladenkasten 10 zumeist über eine individuelle Breite verfügen, kann die Außenoptik durch die Klebefolie 15 einheitlich gestaltet werden. Hierzu hat die Klebefolie 15 die gleiche optische Erscheinung wie das Photovoltaikmodul 11. Da Photovoltaikmodule 11 in der Regel anthrazitfarben sind, fällt bei einer gleichfarbigen Klebefolie 15 der Übergang nicht ins Auge. Die Klebefolie 15 kann auch ein Muster aufweisen, das einem Photovoltaikmodul 11 ähnlich kommt.
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Das Photovoltaikmodul 11 kann fest mit der Klebefolie 15 verbunden sein, so dass bedarfsgerecht die Klebefolie 15 durch Kürzen eines Randes oder beider Ränder auf Rollladenkastenbreite angepasst wird.
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Da die Höhe des Rollladenkastens 10 in einer Bauserie hingegen konstant ist, kann das Photovoltaikmodul 11 die gesamte Höhe des Rollladenkastens 10 überdecken.
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Es ist jedoch auch möglich, die Höhe des Photovoltaikmoduls 11 kleiner als die Höhe des Rollladenkastens 10 zu gestalten, so dass die Klebefolie 15 das Photovoltaikmodul 11 auch oben und / oder unten umschließt und individuell angepasst werden kann.
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Ferner können das Photovoltaikmodul 11 und die Klebefolie 15 nicht miteinander verbunden sein, so dass sie nebeneinander auf der Vorderseite 2 des Rollladenkastens 10 befestigt werden. Auch hier kann die Klebefolie 15 die gleiche optische Erscheinung wie ein Photovoltaikmodul 11 aufweisen. Ein auf die Klebefolie aufgedrucktes Design, das einem Photovoltaikmodul gleicht, schafft eine einheitliche Optik.
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Die Stromabführung vom Photovoltaikmodul 11 kann seitlich oder auch durch eine Wand des Rollladenkastens 10, vorzugsweise durch eine Öffnung in der Vorderseite 2 des Rollladenkastens 10 unterhalb des Photovoltaikmoduls 11 geführt werden.
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Im Rollladeninnenraum 6 ist ein in den Figuren nicht dargestellter Akkumulator angebracht; dieser dient der Zwischenspeicherung der mittels des Photovoltaikmoduls 11 erzeugten elektrischen Energie, um damit bei Bedarf einen in den Figuren ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Rollladenantrieb anzutreiben. Somit kann der Motor zum Antrieb des Rollladens 7 unabhängig von einem Netzanschluss mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Ergänzend oder alternativ kann das Photovoltaikmodul 11 über einen ebenfalls nicht dargestellten Wechselrichter mit dem Stromnetz verbunden werden, um den gewonnenen Strom in das Netz einzuspeisen oder an einer anderen Stelle des Haushalts zu verbrauchen. Hier gelten die gleichen Rahmenbedingungen wie bei einem sogenannten Balkonkraftwerk, bei welchem PV-Module an ein Haushaltsnetz angeschlossen werden.
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Auch auf den Rollladenlamellen 8 ist ein Photovoltaikmodul 11 in Form von Photovoltaikfolien 14 angeordnet. Die Photovoltaikfolien 14 können hierbei die gekrümmte Form der Rollladenlamellen 8 übernehmen. Die Photovoltaikfolien 14 des Rollladens 7 sind über die seitlichen Rollladenschienen oder flexible Leitungen miteinander elektrisch verbunden. Entweder wird die Stromleitung vom Rollladen 7 zum Akkumulator bei flexiblen Leitungen mit der Drehung der Rollladenwelle verdreht oder der Strom wird beispielsweise über Schleifkontakte an der Rollladenwelle übertragen. Einfacher ist es, wenn der Strom über die Rollladenschienen 21 beispielsweise über Bürsten abgegriffen wird, da dann die Stromführung von den Rollladenschienen 21 über feste Leitungen erfolgen kann. Rollladenlamellen 8, welche sich auf der Rollladenwelle im Rollladenkasten 10 befinden, können dann zwar keine elektrische Leistung übertragen, da sie dann nicht im Eingriff mit den Rollladenschienen 21 sind, was jedoch unschädlich ist, da Rollladenlamellen 8 im Rollladenkasten 10 keiner Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind und somit auch keinen Strom produzieren.
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4 zeigt eine aus mehreren Jalousielamellen 12 zusammengesetzten Jalousie 9. Diese kann in der Einbauposition sowohl auf der zur Umgebung, als auch zum Gebäudeinneren gerichteten Seite eines Fensters oder zwischen zwei Scheiben einer Fensterverglasung angeordnet sein. Die Jalousielamellen 12 sind auf beiden Längsseiten, die sich in der Einbausituation horizontal und parallel zur Fensterfront erstrecken, mittels Leiterkordeln 16 verbunden. Zentral links und rechts sind in den Jalousielamellen 12 Durchführungen 18, durch welche Zugschnüre 17 geführt werden. Die Leiterkordeln 16 und Zugschnüre 17 sind in einem Lamellenkasten 20 aufgehangen. Mittels der Zugschnüre 17 kann die Jalousie 9 in ihrer vertikalen Erstreckung zusammengezogen werden, während mittels der Leiterkordeln 16 die Jalousielamellen 12 gedreht werden können, so dass die Jalousielamellen 12 von einer vertikalen Erstreckung in eine horizontale Erstreckung stufenlos gedreht werden können.
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Auf den Jalousielamellen 12 der Jalousie 9 ist jeweils ein Photovoltaikmodul 11 in Form von Photovoltaikfolien 14 angeordnet Die Photovoltaikfolien 14 können sich der Form der Jalousielamellen 12 anpassen, die in der Regel leicht gewölbt ist.
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Die Jalousielamellen 12 sind mit den Leiterkordeln 16 über Kontaktpunkte 19 elektrisch leitend verbunden. Die Stromabführung erfolgt über die Leiterkordeln 16, die vorteilhaferweise elektrisch gegenüber der Umgebung isoliert sind.
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Die Jalousielamellen 12 können auch in Schienen geführt werden und die Stromabführung kann über diese Schienen erfolgen. Insbesondere bei Jalousielamellen 12, welche zwischen zwei Scheiben einer Verglasung angeordnet sind, bietet sich eine Führung in Schienen sowie eine Stromabführung über diese an.
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In dem Lamellenkasten 20 kann ein Akkumulator und / oder ein Wechselrichter und / oder ein Antrieb zum Betätigen der Jalousie 9 untergebracht sein.
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Wie beim Rollladenkasten 10 und den Rollladenlamellen 8 kann das Photovoltaikmodul 11 auch ein festes Modul sein. Klebefolien 15, welche optisch den Photovoltaikmodulen gleichen, können wie beim Rollladenkasten 10 und den Rollladenlamellen 8 eingesetzt werden.
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Jalousien 9 auf der Außenseite eines Fensters haben den Vorteil, dass sie unmittelbar der Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind und somit keine Scheibe einen Teil der Strahlung absorbiert. Jalousien 9 auf der Innenseite eines Fensters haben den Vorteil, dass sie nicht Wind und Regen ausgesetzt sind; nachteilig ist, dass die Scheiben der Verglasung einen Teil der Strahlung reflektieren und absorbieren, so dass der elektrische Ertrag deutlich geringer ist. Jalousien 9 zwischen zwei Scheiben der Verglasung eines Fensters bieten einen guten Kompromiss. So wird nur ein Teil der Sonnenstrahlung reflektiert und absorbiert, was durch eine geeignete Wahl der äußeren Scheibe beeinflusst werden kann. Zugleich ist die Jalousie 9 vor Wind und Regen geschützt.
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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Legende
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- 1
- Fenster
- 2
- Vorderseite
- 3
- Rückseite
- 4
- Unterseite
- 5
- Oberseite
- 6
- Rollladeninnenraum
- 7
- Rollladen
- 8
- Rollladenlamellen
- 9
- Jalousie
- 10
- Rollladenkasten
- 11
- Photovoltaikmodul
- 12
- Jalousielamellen
- 13
- festes Modul
- 14
- Photovoltaikfolie
- 15
- Klebefolie
- 16
- Leiterkordel
- 17
- Zugschnüre
- 18
- Durchführung
- 19
- Kontaktpunkt
- 20
- Jalousiekasten
- 21
- Rollladenschiene