DE19609005A1 - Solaranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage, insbesondere eine Sonnenkollektoranlage oder Photovoltaikanlage, mit mindestens einem auf einem Ziegeldach eines Gebäudes montierbaren Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordne­ ten, die einfallende Sonnenstrahlung in Nutzenergie um­ wandelnden, insbesondere als Absorbereinheit oder Pho­ tozelleneinheit ausgebildeten Solarmodul, und einem die Nutzenergie vorzugsweise an einen Speicher abführenden Energietransportsystem.

Solaranlagen, die an Gebäuden zumeist als Flachkollek­ toranlagen zum Einsatz kommen, werden üblicherweise auf dem Gebäudedach entweder oberhalb der Dachziegel aufge­ baut oder in die Dachhaut eingebaut. Beim Dachaufbau müssen Befestigungsvorrichtungen und Rohrverbindungen wasserdicht durch die Dachhaut ins Dachinnere geführt werden, was in der Regel umfangreiche und auch nur un­ ter besonderen Sicherheitsvorkehrungen wie Schutzgerü­ ste durchzuführende Dacharbeiten erforderlich macht. Zudem verändern die über das Dach überstehenden Kollek­ torgehäuse das Erscheinungsbild des Baukörpers in ästhe­ tisch unbefriedigender Weise. Beim Dacheinbau ist für die regendichte Einbindung des Kollektorgehäuses häufig ein zusätzlicher Eindeckrahmen und gegebenenfalls eine selbstformende Auflageschürze an der ablaufseitigen Rah­ menkante notwendig. Auch hierbei sind spezielle Monta­ gearbeiten auszuführen, wobei häufig Schwierigkeiten bei der Anpassung an die Deckmaße der verbleibenden Dachziegel auftreten, insbesondere wenn Dachfenster oder Gauben in das Aufteilungsverhältnis einzubeziehen sind. Hinzu kommt, daß bei einer Vielzahl von bekannten Kollektorgehäusen die Handhabung und damit auch der Einbau auf der Baustelle schwierig und zeitaufwendig ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Solaranlage dahingehend zu verbessern, daß eine industrielle Serienfertigung und Produktionsstan­ dardisierung mit erhöhter Wirtschaftlichkeit ermöglicht wird, daß der Einbau auf dem Gebäudedach wesentlich er­ leichtert wird, und daß das Erscheinungsbild des Gebäu­ dedachs nicht wesentlich beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merk­ male des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, eine Solar­ anlage aus Einzelkollektoren bzw. einzelnen Modulen auf­ zubauen, die sich wie gewöhnliche Dachziegel verlegen lassen. Um dies zu ermöglichen, wird gemäß der Erfin­ dung vorgeschlagen, daß das Gehäuse die Randkontur ei­ nes einzelnen Dachziegels oder eines zusammenhängenden Dachziegelfelds aufweist, so daß es in dem Ziegeldach an umgebende Dachziegel formschlüssig unter Randüber­ deckung anschließbar bzw. einfügbar ist.

Durch die ziegelformkompatible Gestaltung des Gehäuse­ randbereichs läßt sich die Solaranlage im Verband mit der Dachhaut einfach verlegen, ohne daß Abdichtungspro­ bleme auftreten. Zudem führt die Anpassung an bestehen­ de Ziegelformen zu einer Standardisierung mit der Mög­ lichkeit zur Vereinfachung der Herstellungsverfahren.

Vorteilhafterweise besitzt das Gehäuse eine Deckplatte, die anstelle eines einzelnen Dachziegels oder eines zu­ sammenhängenden Dachziegelfelds in dem Ziegeldach mit umgebenden Dachziegeln in Eingriff bringbar ist. Dies kann insbesondere bei Falzpfannendeckung über eine rand­ seitige Verfalzung erfolgen, oder auch durch mehrlagige Aneinanderreihung, beispielsweise bei einer Biber­ schwanzdeckung.

Die Anbringung auf dem Dach kann dadurch erfolgen, daß die Deckplatte mit ihrer Unterseite vorzugsweise über eine nach unten abstehende Rippe oder Nase hakenartig auf der in Dachfirstrichtung verlaufenden Dach- bzw. Längslattung einhängbar ist.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Deckplatte die Oberflächenkontur eines ein­ zelnen Dachziegels oder eines zusammenhängenden Dach­ ziegelfelds, insbesondere von Pfannenziegeln oder Bi­ berschwanzziegeln auf. Dadurch wird eine weitgehend un­ auffällige, auch in ästhetischer Hinsicht vorteilhafte Integration in die Dachhaut ermöglicht.

Um die Herstellung material- und gewichtssparend zu ge­ stalten und zugleich einen größeren Spielausgleich beim Einbau zu erreichen, kann die Deckplatte eine geringere Profildicke als die Dachziegel des Ziegeldachs aufwei­ sen.

Weiterhin ist es aus Stabilitäts- und Wärmedämmungs­ gründen vorteilhaft, wenn die Deckplatte einen an ihrer Unterseite nach unten ragenden, einen im Querschnitt rechteckigen Hohlraum umrandenden dünnwandigen Tragrah­ men aufweist, in den eine zur Aufnahme des Solarmoduls bestimmte Tragschale einschiebbar und in einer staub­ dichten dosenartigen Anordnung vorzugsweise mittels ei­ ner Rast- oder Schraubverbindung befestigbar ist.

Zur Aufnahme eines Wärmedämmkörpers (Isolierhaube) kann die Deckplatte einen an ihrer Unterseite abstehenden, den Tragrahmen unter Freihaltung eines Zwischenraums umgebenden Außenrahmen aufweisen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Deckplatte im Bereich über der Tragschale ein transparentes Lichtein­ trittsfenster aufweist, während der übrige Bereich durch Lackieren, Einfärben, Folienüberzug oder derglei­ chen farbgebende Maßnahmen farblich an die Dachziegel angepaßt ist. Durch diese Maßnahme wird das Gesamtbild des Ziegeldachs durch den Einbau der Solaranlage nur wenig verändert.

Um eine Serienfertigung mit geringen Stückkosten zu er­ möglichen, ist die Deckplatte vorteilhafterweise als Formteil ausgebildet und besteht aus Solarglas oder aus witterungsbeständigem Kunststoff, vorzugsweise aus ge­ gen UV-Licht stabilisiertem Polycarbonat. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit beim Fertigungsprozeß läßt sich dadurch erreichen, daß die Deckplatte als Formteil einstückig nach dem Mehr­ farben-Spritzgießverfahren oder Mehrfarben-Spritzpreß­ verfahren hergestellt ist, wobei das Lichteintrittsfen­ ster aus lichtdurchlässigem und der übrige Bereich aus in Ziegelfarbe eingefärbtem Kunststoff besteht.

Alternativ dazu kann die Deckplatte im Bereich des Lichteintrittsfensters aus transparentem Kunststoff oder Solarglas und im übrigen Bereich aus Ziegelton oder Ziegelmörtel bestehen. Eine weitere Möglichkeit zur optischen Anpassung bietet sich dadurch, daß die Deckplatte im Bereich außerhalb des Lichteintrittsfen­ sters mit ziegelartigen Dekorplatten, die aus dem glei­ chen Werkstoff wie die übrigen Ziegel bestehen, be­ stückt ist.

Zur Verringerung thermischer Verluste kann die Deckplat­ te im Bereich des Lichteintrittsfensters mit einer lang­ wellige Rückstrahlung reduzierenden, transmissionsselek­ tiven Beschichtung versehen sein.

Die Verlegung der Sonnenkollektor-Baueinheit kann da­ durch erleichtert werden, daß die Deckplatte über zwei an ihrer Oberseite überstehende, im Abstand voneinander angeordnete Schneestopp- und Montageösen mit einer meh­ rere zeilenweise zusammenhängende Deckplatten überspan­ nenden Montageschiene über ein flexibles Halteband lös­ bar verbindbar ist. Mit Hilfe der Montageschiene läßt sich somit ein Verband von Gehäusen mit den darin ent­ haltenen, bereits vor Ort verbundenen Solarmodulen ge­ meinsam auf das Dach heben und dort verlegen.

Vorteilhafterweise besitzt die Deckplatte einen im we­ sentlichen rechteckigen Umriß mit einer Decklänge des 1- bis 15fachen und an der Deckbreite des 1- bis 30fachen Betrags eines Dachziegels. Während Deckplatten in Einzelziegelgröße sich insbesondere bei Falzpfannen­ deckung besonders einfach verlegen lassen, bieten groß­ flächigere Deckplatten die Möglichkeit zur Wirkungs­ gradoptimierung hinsichtlich der Wärmeausbeute.

Bei solarthermischen Anlagen ist es zur Erhöhung des Energieertrags von Vorteil, wenn der Absorber durch ei­ ne aus wärmeisolierendem Material, vorzugsweise aus ei­ nem Hartschaum wie Polyurethan bestehende Isolierhaube abgedämmt ist, die in den Zwischenraum zwischen dem Tragrahmen und dem Außenrahmen paßgerecht eingefügt werden kann. Hinsichtlich der Dacheinhängung ist es von Vorteil, wenn der Boden der Isolierhaube eine Gruppe von durch parallel zueinander verlaufende, nach unten randoffene Nuten gebildete Ausbrechrippen aufweist. Dies gilt insbesondere für großflächige Isolierhauben, bei denen durch Ausbrechen der Rippen auf einfache Wei­ se bodenseitige Ausnehmungen korrespondierend zum Lat­ tenabstand und zur Lattenbreite der Dachlattung herge­ stellt werden können.

Der Absorber kann als eine in die Tragschale einsetzba­ re, druckdicht verschlossene Absorberdose ausgebildet sein, die über zwei seitliche Anschlußstutzen von einem Wärmeträgerfluid durchströmbar ist. Damit lassen sich vor allem klein dimensionierte Absorber, bei denen die Druckbelastung aufgrund der Erwärmung des Wärmeträger­ fluids auch im Leerlauffall unkritisch ist, auf beson­ ders einfache Weise herstellen. Eine Verbesserung der Wärmeaufnahme kann durch ein in der Absorberdose ange­ ordnetes Fließrichtungs-Leitgitter erzielt werden, das mit zueinander parallelen, abwechselnd an gegenüberlie­ genden Seitenwänden der Absorberdose stumpf anstoßenden Leitlamellen den Wärmeträgerfluidstrom mäanderförmig durch die Absorberdose leitet.

Bei großflächigeren Solarmodulen kann der Absorber als ein in die Tragschale einlegbarer Plattenabsorber aus­ gebildet sein, der mit einem von einem Wärmeträgerfluid durchströmbaren Absorberkanal wärmeleitend verbunden ist. Dies kann dadurch erzielt werden, daß der Absor­ berkanal durch eine mäandrisch gebogene Rohrschlange gebildet ist, die über ein Wärmeleitblech an dem vor­ zugsweise als tiefgezogene Blechwanne ausgebildeten Plattenabsorber befestigt ist, so daß eine Wärmeüber­ leitung weitgehend verlustfrei gegeben ist.

Um einen hohen Absorptionsfaktor, eine hohe Temperatur­ beständigkeit und eine gute Wärmeleitfähigkeit zu er­ reichen, ist der Absorber vorteilhafterweise aus einem gut wärmeleitenden Metall, vorzugsweise Kupfer oder Aluminium hergestellt und an seiner Oberfläche schwarz gefärbt.

Vorteilhafterweise lassen sich die einzelnen Absorber einer Sonnenkollektoranlage über ein Leitungssystem, das aus druck- und temperaturfesten Kunststoffschläu­ chen, vorzugsweise Silikonschläuchen, metallummantelten Silikonschläuchen oder aus Metallrohren bestehen kann, in Serienschaltung oder Parallelschaltung oder Serien- Parallelschaltung verbinden. Zur lastabhängigen Steue­ rung der Fließwege und/oder des Durchfluß-Mengenstroms des durch das Leitungssystem fließenden Wärmeträger­ fluids kann dabei eine vorzugsweise mikroprozessorge­ stützte Steuereinrichtung vorgesehen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeich­ nung in schematischer Weise dargestellten Ausführungs­ beispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine aus mehreren ziegelförmigen Einzelkollek­ toren bestehende Solaranlage in einem Ziegel­ dach in einem Vertikalschnitt;

Fig. 2 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die in dem Ziegeldach inte­ grierte Solaranlage gemäß Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt unterhalb der Dachhaut in einem Fig. 4 entsprechenden Ausschnitt;

Fig. 6a eine Photovoltaikanlage, deren Gehäuse die Flä­ che mehrerer Dachziegel überdeckt, in teilweise aufgebrochener Draufsicht;

Fig. 6b, 6c die Photovoltaikanlage nach Fig. 6a in ei­ nem Schnitt in Fallrichtung des Daches gesehen und in Querrichtung dazu;

Fig. 7a ein in ein Biberschwanzziegeldach integrierba­ res Gehäuse einer Solaranlage;

Fig. 7b eine Schnittdarstellungen des Gehäuses nach Fig. 7a entlang der Schnittlinie b-b;

Fig. 7c eine Ansicht des Gehäuses nach Fig. 7a in Rich­ tung c-c;

Fig. 8a, 8b einen dosenförmig gestalteten Absorber mit Leitgitter in einer Ansicht und einem Längs­ schnitt durch das Mantelgehäuse;

Fig. 9a, 9b einen als Plattenabsorber mit Rohrschlange ausgebildeten Absorber in der Draufsicht und im Vertikalschnitt.

Die in der Zeichnung dargestellte, als Sonnenkollektor­ anlage 10 oder Photovoltaikanlage 100 ausgebildete So­ laranlage besteht im wesentlichen aus einem ziegelför­ mig gestalteten Gehäuse 12, einem in dem Gehäuse 12 an­ geordneten, die einfallende Sonnenstrahlung in Nutz­ energie umwandelnden Absorber 11 oder einem Photozel­ lenpaneel 13, und einem zur Abführung der Nutzenergie vorgesehenen Leitungssystem 17.

Die in Fig. 1 bis 5 dargestellte Sonnenkollektoranlage 10 umfaßt eine Mehrzahl von Sonnenkollektoren, die als "Solarziegel" anstelle einzelner Pfannenziegel 14 in ein Ziegeldach 16 einsetzbar sind. Die Solarziegel bzw. deren Gehäuse 12 sind dabei wie gewöhnliche Dachziegel zu verlegen, d. h. sie werden mit der Dachlattung 18. welche ihrerseits über die Konterlattung 20 auf der Un­ terschalung 22 abgestützt ist, und mit angrenzenden Dachziegeln 14 bzw. untereinander in Eingriff gebracht. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 12 eine Deckplatte 24 auf, deren parallel zur Dachlattung 18 sich erstrecken­ de Seitenrandbereiche Falzrippen aufweisen, die durch eine nach oben bzw. unten randoffene Falznut 26, 28 ge­ trennt und mit komplementären Falzrippen bzw. -nuten benachbarter Dachziegel 14 oder Kollektorgehäuse 12 in einem Überdeckungsbereich verfalzt sind (vgl. Fig. 2).

Des weiteren besitzen auch die in der Fallinie des Da­ ches 16 sich erstreckenden Seitenränder eine zu den Dachziegeln 14 anschlußkomplementäre Randkontur, die durch eine nach oben gewölbte Wasserleitkrempen 30, 32 gebildet ist (Fig. 3). Die Deckplatte 24 weist insge­ samt eine geringere Profildicke als die Dachziegel 14 auf, womit ein größeres Spiel zur Anpassung an die Ab­ messungen der vorhandenen Deckfläche zur Verfügung steht. Die Festlegung des Gehäuses 12 erfolgt ohne Ver­ änderung des Dachtragwerks durch einen oder mehrere entlang der Unterseite des oberen Gehäuserandes verlau­ fende Einhängehaken 34, welche die Dachlattung 18 ha­ kenartig übergreifen.

Im Bereich der Seitenränder besitzt die Deckplatte 24 einen an die Ziegel 14 angepaßten Farbton, während der dazwischenliegende, im wesentlichen ebene Bereich als Lichteintrittsfenster 36 für das einfallende Sonnen­ licht durchlässig ist. An der Unterseite der Deckplatte 24 wird das Lichteintrittsfenster 36 von einem nach un­ ten ragenden, durch einen dünnwandigen Steg gebildeten rechteckigen Tragrahmen 38 umrandet, in den eine zur Aufnahme des Absorbers 11 ausgebildete Tragschale 40 einschiebbar und mittels einer Rastverbindung 42 lösbar befestigbar ist. Um Verluste der in dem Absorber 11 durch Absorption der Sonnenstrahlung entstehenden Nutz­ wärme zu verringern, ist eine haubenförmige Gehäuseiso­ lierung 44 aus wärmedämmendem Isoliermaterial (Polyur­ ethan) vorgesehen, die in den Zwischenraum zwischen dem Tragrahmen 38 und einem den Tragrahmen im Abstand umge­ benden Außenrahmen 48 eingesteckt und beispielsweise mittels einer Clipsverbindung befestigt werden kann. Zusätzlich kann das Lichteintrittsfenster 36 mit einer transmissionsselektiven Beschichtung versehen werden, welche die Rückstrahlung in dem Wellenlängenbereich, der für das Absorbersystem bzw. Photovoltaiksystem maß­ geblich ist, reduziert.

Zur Herstellung der Deckplatte 24 als einstückiges Formteil eignet sich insbesondere das Mehrfarben- bzw. Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren, womit das aus transparentem Kunststoff, z. B. Polycarbonat bestehende Lichteintrittsfenster 36 und der übrige aus eingefärb­ tem Kunststoff bestehende Bereich 37 in einem Werkzeug einstückig verbunden herstellbar sind.

Wie insbesondere aus Fig. 8a, b ersichtlich, besteht der Absorber 11 als Absorberdose aus einer Unterschale 50 und einem mit dem Mantelteil 51 der Unterschale 50 über einen Bördelrand 52 druckdicht verbundenen Deckel 54. Die Zu- und Ableitung eines die Nutzwärme transportie­ renden Wärmeträgerfluids erfolgt über Anschlußstutzen 56, die durch das Mantelteil 51 an diagonal gegenüber­ liegenden Eckbereichen hindurchgreifen. Um das Wärme­ trägerfluid auf einem möglichst langen Strömungspfad durch die Absorberdose 11 zu leiten, ist in die Absor­ berdose 11 ein Leitgitter eingesetzt, welches aus zu­ einander parallelen, abwechselnd an gegenüberliegenden Wänden des Mantelteils 51 stumpf anstoßenden Leitlamel­ len 58 besteht, die über bodenseitige Trägerkörper 60 und nicht dargestellte deckelseitige Sicken senkrecht zum Dosenboden lagefixiert sind, und die den Wärmeträ­ gerfluidstrom mäanderförmig lenken (Fig. 8b).

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ragen die Anschlußstutzen 56 der (nur in einem Gehäuse gezeigten) Absorberdosen 11 durch eine Durchbrechung der Rahmen 38, 48 und der Isolierhaube 44 hindurch nach außen, wo sie über fle­ xible Verbindungsschläuche 62 in Reihenschaltung mit­ einander verbunden sind. Grundsätzlich lassen sich die Gehäuse 12 der einzelnen Kollektoren in beliebiger An­ ordnung in der Dachhaut verlegen, wobei die Leitungs­ führung des Leitungssystems 17 so gewählt werden kann, daß sich möglichst kurze Wege zwischen den Absorbern 11 und einem nicht eigens dargestellten Speicher oder Ver­ braucher ergeben.

Die Verlegung der Kollektoren im Zuge der Dachein­ deckung läßt sich dadurch erleichtern, daß die benach­ barten, in derselben Dachzeile liegenden Absorber 11 bereits vor der Dacheindeckung miteinander verschlaucht und auf Druckfestigkeit geprüft werden. In einem näch­ sten Montageschritt werden dann die Gehäuse 12 an zwei in Fallrichtung des Daches gesehen im Abstand voneinan­ der über die Deckplatte 24 überstehenden Montageösen 64 mittels eines Haltebands an einer Montageschiene lösbar befestigt, in zeilenförmig zusammenhängender Anordnung auf das Ziegeldach 16 gehoben und dort zwischen zwei Dachlatten 18 verlegt.

Wie in Fig. 6 bei einer Photovoltaikanlage 100 gezeigt, kann die Deckplatte 24 eines Gehäuses 12 auch ein mehr­ faches der Deckfläche eines Dachziegels aufweisen (ge­ zeigt ist eine Deckplatte 24 mit einer Decklänge des 3fachen und einer Deckbreite des 4fachen Betrags eines Dachziegels 14). Die Oberflächen- und Randkontur der Deckplatte 24 ist dabei einem Dachziegelfeld der ent­ sprechenden Fläche nachgebildet, so daß sich prinzi­ piell keine Unterschiede bei der Dacheindeckung im Ver­ gleich zu einem Einzelziegel bzw. einem vorstehend be­ schriebenen Einzelziegel-Kollektor ergeben. Aufgrund der größeren Deckplattenfläche kann allerdings auch die darunterhängende Tragschale 40 und das darin befindli­ che Solarmodul größer dimensioniert werden. In der ge­ zeigten Ausführungsform ist hierbei ein Photozellenpa­ neel 13 vorgesehen, welches am Boden der Tragschale 40 abgestützt ist. In diesem Fall der Erzeugung elektri­ scher Energie kann auf eine Gehäuseisolierung, wie sie bei Kollektoren erforderlich ist, verzichtet werden. Grundsätzlich läßt sich jedoch eine Isolierung 44 in derselben Weise wie vorstehend beschrieben montieren, wobei zur Freihaltung der Dachlattung 18 der Boden der Isolierhaube mit nach unten randoffenen Ausnehmungen versehen wird, die beispielsweise durch Abbrechen von Ausbrechrippen entsprechend dem Lattenabstand und der Lattendicke geschaffen werden können.

Anstelle des Photozellenpaneels 13 kann auch ein groß­ flächiger Plattenabsorber 66 eingesetzt werden, wie er in Fig. 9 dargestellt ist. Der Plattenabsorber 66 be­ steht aus einer gezogenen oder gebogenen Blechwanne 68, in der eine mäandrisch gebogene Rohrschlange 70 mittels eines Wärmeleitblechs 72 befestigt ist.

Wie in der Ausführungsform nach Fig. 7 gezeigt, kann das Gehäuse 12 auch zur Integration in ein mit Biber­ schwanzziegeln 74 eingedecktes Dach ausgestaltet wer­ den. Die Deckplatte 24 weist zu diesem Zweck eine mehr­ fach abgestufte schuppenförmige Oberfläche auf, an de­ ren Seitenrändern im Bereich der Abstufungen Ausnehmun­ gen 76 vorgesehen sind, in die entsprechend der Deckungs­ art angrenzende Biberschwanzziegel 74 hälftig seitlich überstehend einsteckbar sind. Im Randbereich der oberen Anschlußkante sind aus Ziegelwerkstoff gefertigte De­ korplatten 78 über eine Rasthakenverbindung 80 auf ei­ ner Auflagefläche der Deckplatte 24 befestigt, während die darunterliegenden Ziegelflächenabschnitte 82 nur im Bereich ihrer Sichtflächen ausgeformt sind. An der un­ teren Anschlußkante der Deckplatte 24 können ebenfalls besonders geformte Dekorplatten 84 aufgesetzt und bei­ spielsweise mittels Schrauben befestigt werden. Auf diese Weise wird ein Gehäuse geschaffen, das sich ohne Schwierigkeiten in die Dachhaut einsetzen läßt und sich dabei auch in optischer Hinsicht harmonisch einfügt.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung betrifft eine Solaranlage, insbesondere Sonnenkol­ lektoranlage 10 oder Photovoltaikanlage 100, zur Ver­ wendung auf einem Ziegeldach 16 eines Gebäudes. Die An­ lage weist mindestens ein auf dem Dach festlegbares Ge­ häuse 12, ein in dem Gehäuse angeordnetes, die einfal­ lende Sonnenstrahlung in Nutzenergie umwandelndes, ins­ besondere als Absorber 11 oder Photozelleneinheit 13 ausgebildetes Solarmodul, und ein die Nutzenergie vor­ zugsweise an einen Speicher abführendes Energietrans­ portsystem auf. Zur Verbesserung der Dacheinbindung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Gehäuse 12 die Randkontur eines einzelnen Dachziegels 14 oder eines in sich zusammenhängenden Dachziegelfelds aufweist, so daß es in dem Ziegeldach 16 an umgebende Dachziegel 14 formschlüssig unter Randüberdeckung anschließbar ist.

Claims (24)

1. Solaranlage, insbesondere Sonnenkollektoranlage (10) oder Photovoltaikanlage (100), mit mindestens einem auf einem Ziegeldach (16) eines Gebäudes montierbaren Gehäuse (12), einem in dem Gehäuse an­ geordneten, die einfallende Sonnenstrahlung in Nutzenergie umwandelnden, insbesondere als Absor­ bereinheit (11) oder Photozelleneinheit (13) aus­ gebildeten Solarmodul, und einem die Nutzenergie vorzugsweise an einen Speicher abführenden Energie­ transportsystem, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) die Randkontur eines einzelnen Dach­ ziegels (14) oder eines zusammenhängenden Dachzie­ gelfelds aufweist, so daß es in dem Ziegeldach (16) an umgebende Dachziegel (14) formschlüssig unter Randüberdeckung anschließbar ist.

2. Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (12) eine Deckplatte (24) auf­ weist, die insbesondere über eine randseitige Ver­ falzung (26, 28) anstelle eines einzelnen Dachzie­ gels (14) oder eines zusammenhängenden Dachziegel­ felds in dem Ziegeldach (16) mit umgebenden Dach­ ziegeln (14) in Eingriff bringbar ist.

3. Solaranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Deckplatte (24) mit ihrer Unterseite vorzugsweise über mindestens eine nach unten ab­ stehende Rippe (34) oder Nase hakenartig auf der Dachlattung (18) des Ziegeldachs (16) einhängbar ist.

4. Solaranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckplatte (24) die Oberflächen­ kontur eines einzelnen Dachziegels oder eines zu­ sammenhängenden Dachziegelfelds, insbesondere von Pfannenziegeln (14) oder Biberschwanzziegeln (74), aufweist.

5. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) eine geringere Profildicke als die Dachziegel (14) des Ziegeldachs (16) aufweist.

6. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) einen an ihrer Unterseite nach unten ragenden, einen im Querschnitt rechteckigen Hohlraum umrandenden dünn­ wandigen Tragrahmen (38) aufweist, in den eine zur Aufnahme des Solarmoduls bestimmte Tragschale (40) einschiebbar und in staubdichter dosenartiger An­ ordnung vorzugsweise mittels einer Rast- oder Schraubverbindung (42) befestigbar ist.

7. Solaranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Deckplatte (24) einen an ihrer Unter­ seite abstehenden, den Tragrahmen (38) unter Frei­ haltung eines zur Aufnahme einer wärmedämmenden Ge­ häuseisolierung (44) bestimmten Zwischenraums umge­ benden Außenrahmen (48) aufweist.

8. Solaranlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckplatte (24) im Bereich (37) über der Tragschale (40) ein transparentes Licht­ eintrittsfenster (36) aufweist, während der übrige Bereich (37) durch Lackieren, Einfärben, Folienüber­ zug oder dergleichen Maßnahmen sowohl farblich als auch in der Oberflächenbeschaffenheit an die Dach­ ziegel (14) angepaßt ist.

9. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) als Formteil aus witterungsbeständigem Kunststoff, vor­ zugsweise Licht- und Wärmestabilisatoren enthalten­ dem Polycarbonat, oder aus eisenarmem Glas (Solar­ glas) besteht.

10. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) als einstückiges Formteil nach dem Mehrfarben-Spritz­ gießverfahren oder Mehrfarben-Spritzpreßverfahren hergestellt ist, wobei das Lichteintrittsfenster (36) aus lichtdurchlässigem und der übrige Bereich (37) aus eingefärbtem Kunststoff besteht.

11. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) im Bereich des Lichteintrittsfensters (36) aus trans­ parentem Kunststoff oder Solarglas und im übrigen Bereich (37) aus Ziegelton oder Ziegelmörtel be­ steht.

12. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) ins­ besondere bei Biberschwanzdeckung im Randbereich (37) außerhalb des Lichteintrittsfensters (36) mit ziegelartigen Dekorplatten (78, 84) verblendet ist.

13. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) im Bereich des Lichteintrittsfensters (36) eine insbe­ sondere langwellige Rückstrahlung reduzierende transmissionsselektive Beschichtung trägt.

14. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) über zwei an ihrer Oberseite überstehende, im Abstand voneinander angeordnete Schneestopp- und Montage­ ösen (64) mit einer mehrere zeilenweise zusammen­ hängende Deckplatten (24) überspannenden Montage­ schiene über ein flexibles Halteband lösbar ver­ bindbar ist.

15. Solaranlage nach einem der Ansprüche 2 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) einen im wesentlichen rechteckigen Umriß mit einer Deck­ länge des 1- bis 15fachen und einer Deckbreite des bis 30fachen Betrags eines Dachziegels (14) aufweist.

16. Solaranlage nach einem der Ansprüche 7 bis 15, ge­ kennzeichnet durch eine aus einem wärmeisolierenden Material, vorzugsweise einem Hartschaum wie Polyur­ ethan bestehende Isolierhaube (44), die mit ihren Seitenwänden in den Zwischenraum zwischen dem Trag­ rahmen (38) und dem Außenrahmen (48) einsteckbar ist.

17. Solaranlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß der Boden der Isolierhaube (44) eine Grup­ pe von im Bereich der Dachlattung (18) parallel zu­ einander verlaufenden, nach unten weisenden freige­ sparten Ausbrechrippen aufweist.

18. Solaranlage nach einem der Ansprüche b bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Absorbereinheit (11) als eine in die Tragschale (40) einsetzbare, druck­ dicht verschlossene Absorberdose (50) ausgebildet ist, die über seitliche Anschlußstutzen (56) von einem Wärmeträgerfluid durchströmbar ist.

19. Solaranlage nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein in der Absorberdose (50) angeordnetes, den Wär­ meträgerfluidstrom mäanderförmig lenkendes Leitgit­ ter, das aus zueinander parallelen, abwechselnd an gegenüberliegenden Seitenwänden der Absorberdose (50) stumpf anstoßenden Leitlamellen (58) gebildet ist.

20. Solaranlage nach einem der Ansprüche 6 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Absorbereinheit (11) als ein in die Tragschale (40) einlegbarer Platten­ absorber (66) ausgebildet ist, der mit einem von einem Wärmeträgerfluid durchströmbaren Absorberka­ nal (70) wärmeleitend verbunden ist.

21. Solaranlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß der Absorberkanal durch eine mäandrisch gebogene Rohrschlange (70) gebildet ist, die an dem vorzugsweise als gezogene Blechwanne (68) ausgebil­ deten Plattenabsorber (66) mit geringem Wärmeüber­ gangswiderstand starr befestigt ist.

22. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Absorbereinheit (11) aus einem gut wärmeleitenden Metall, vorzugsweise Kupfer oder Aluminium besteht und an ihrer Oberflä­ che mattschwarz gefärbt ist.

23. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß das Energietransportsy­ stem bei einer Sonnenkollektoranlage (10) mit einer Vielzahl von Sonnenkollektoren ein aus druck- und temperaturstabilen Kunststoffschläuchen, vorzugs­ weise Silikonschläuchen (62), aus biegsamen metall­ ummantelten Kunststoffschläuchen oder aus Metall­ rohren bestehendes, die Absorbereinheiten (11) in Serienschaltung oder Parallelschaltung oder Serien­ parallelschaltung verbindendes Leitungssystem (17) aufweist.

24. Solaranlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß das Energietransportsystem eine vorzugs­ weise mikroprozessorgestützte Steuereinrichtung zur lastabhängigen Steuerung der Fließwege und/oder des Mengenstroms des durch das Leitungssystem (17) fließenden Wärmeträgerfluids aufweist.