DE19938554A1 - Roofing unit comprising photovoltaic unit or transparent unit for replacing existing roof tiles - Google Patents

Roofing unit comprising photovoltaic unit or transparent unit for replacing existing roof tiles

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Abstract

The roofing unit may be a photovoltaic unit or a completely or partially transparent unit and can be any size to replace roof tiles etc. The roof tiles replaced may be any shape, apart from the flat tile Terra Pitta made by Pfleiderer and the Tegalit Novo by Brass. The in-roof photovoltaic units are provided with a water-tight seal against the adjacent tiles. An Independent claim is included for the use of the roofing unit to form a photovoltaic system comprising several photovoltaic units.

Description

Die Erfindung beschreibt Einheiten, die in das Dach integriert sind und die die Dacheindeckung, die beliebig sein kann, an den entsprechenden Stellen ersetzen. Diese Elemente können auch sog. "Glasziegel" zur Erhellung des Dachraumes sowie zur Aufnahme von Photovoltaik-Einheiten dienen. Sie können auch ausschließlich als Photovoltaik- Einheiten ausgeführt sein. Durch geeignete Abdichtung und Form der Einheiten wird ein dichter Abschluß zu den umgebenden Dacheindeckung erreicht. Mehrere der erfindungsgemäßen Einheiten können modular zu einer größeren Photovoltaik-Anlage, auch nachträglich, erweitert werden.The invention describes units which are integrated in the roof and which Replace roof covering, which can be any, in the appropriate places. This Elements can also be so-called "glass tiles" to illuminate the roof space and for recording of photovoltaic units. You can also use it exclusively as a photovoltaic Units. With a suitable seal and shape of the units, a tight seal to the surrounding roof covering achieved. Several of the Units according to the invention can be modular to a larger photovoltaic system, too subsequently, be expanded.

Lediglich zwei Anbieter auf dem deutschen Markt, die Dachziegelwerke Pfleiderer und die Fa. Braas, bieten Photovoltaik-Anlagen an, die an Stelle der Dacheindeckung in das Dach integriert sind. Hierzu ist jedoch ein spezieller Flachziegel (Terra Pitta bzw. Tegalit Novo) notwendig, so daß bei dieser In-Dach-Photovoltaik-Anlage eine komplette Neueindeckung des Daches notwendig ist. Diese Lösung ist nur für Bauherren interessant, die das Dach komplett eindecken.Only two suppliers on the German market, the Pfleiderer roof tile works and the Braas, offer photovoltaic systems that replace the roof covering in the roof are integrated. For this, however, a special flat brick (Terra Pitta or Tegalit Novo) necessary so that with this in-roof photovoltaic system a complete new covering of the Roof is necessary. This solution is only of interest to builders who complete the roof stock up.

In der Deutschen Patentanmeldung 199 34 449.3 werden Dacheindeckungen mit Fenstern für Photovoltaik-Zellen beschrieben. Hier können jedoch nur wenige Photovoltaikzellen pro Dachziegel integriert werden. Sie besitzen jedoch, ebenso wie die erfindungsgemäßen In- Dach-Photovoltaik-Anlagen die dort beschriebenen Vorteile, die hier angeführt werden:
Stand der Technik sind Photovoltaik-Elemente; die in großen Einheiten auf Dächern angebracht werden. Nachteil dieser Systeme ist die optische Auffälligkeit sowie die Anfälligkeit gegen mechanische Beschädigungen. Weiterhin ist bei der Erstellung einer Photovoltaik-Anlage ein konstruktiver Eingriff in die Dachkonstruktion notwendig. Bei Ausfall weniger Elemente sind diese Photovoltaik-Anlagen oft nicht reparabel, da sie in einem Stück vergossen bzw. verklebt sind. Ein weiterer Nachteil sind hohe Investitionskosten, die manchen Interessenten abschrecken und so eine gewünschte weite Verbreitung der Solarstromgewinnung behindern. Die Montage, Wartung und Erweiterung solcher Anlagen kann nur von Spezialfirmen ausgeführt werden, was weitere Kosten verursacht. German patent application 199 34 449.3 describes roof coverings with windows for photovoltaic cells. However, only a few photovoltaic cells can be integrated here per roof tile. However, like the in-roof photovoltaic systems according to the invention, they have the advantages described there, which are listed here:
State of the art are photovoltaic elements; which are placed on roofs in large units. The disadvantage of these systems is the visual conspicuity and the susceptibility to mechanical damage. Furthermore, when constructing a photovoltaic system, a structural intervention in the roof structure is necessary. If a few elements fail, these photovoltaic systems are often not repairable because they are cast or glued in one piece. Another disadvantage is the high investment costs that deter some interested parties and thus hinder the desired widespread use of solar power generation. The installation, maintenance and expansion of such systems can only be carried out by specialist companies, which causes additional costs.

Bei den erfindungsgemäßen In-Dach-Photovoltaik-Einheiten handelt es sich um Photovoltaik- Einheiten, die an Stelle der Dacheindeckung, Ziegel, Pfannen oder sonstiger Eindeckung, in das Dach integriert sind und, sofern der Dachraum nicht ausgebaut ist, von innen zugänglich sind. Der Vorteil der erfindungsgemäßen In-Dach-Photovoltaik-Anlagen gegenüber dem Stand der Technik ist, daß eine In-Dach-Photovoltaik-Lösung auch bei bereits vorhandenen Dacheindeckungen nachträglich mit geringem Aufwand eingebaut werden kann.The in-roof photovoltaic units according to the invention are photovoltaic Units in place of roofing, bricks, pans or other covering, in the roof is integrated and, if the roof space is not expanded, accessible from the inside are. The advantage of the in-roof photovoltaic systems according to the invention over that State of the art is that an in-roof photovoltaic solution even with existing ones Roof coverings can be retrofitted with little effort.

Die Photovoltaik-Einheiten können einen äußeren Rand besitzen, der von der vorhandenen Dacheindeckung überdeckt wird.The photovoltaic units can have an outer edge that is different from the existing one Roof covering is covered.

Durch Abdichungen der Photovoltaik-Einheiten an diesem äußeren Rand zu der Dacheindeckung wird die Dichtigkeit der Konstruktion gewährleistet.By sealing the photovoltaic units on this outer edge to the Roof covering ensures the tightness of the construction.

Die Größe des überdeckten Randes und das Material sowie die Form der Abdichtung der Photovoltaik-Einheiten zu der Dacheindeckung wird der jeweiligen Dacheindeckung entsprechend gewählt.The size of the covered edge and the material as well as the form of the sealing of the Photovoltaic units for the roof covering become the respective roof covering chosen accordingly.

Die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Einheiten können auch so konstruiert sein, daß sie an ihrem oberen Rand und den seitlichen Rändern von der Dacheindeckung überdeckt werden, die Dacheindeckung jedoch unten ihrerseits überdecken.The photovoltaic units according to the invention can also be constructed so that they are the upper edge and the lateral edges are covered by the roof covering, however, the roof covering in turn cover below.

Bei beiden Systemen ist es möglich, daß zur Abdichtung der Photovoltaik-Einheiten gegen die Dacheindeckung zusätzlich Ablaufrinnen angebracht sind.In both systems it is possible to seal the photovoltaic units against the Roof covering additional drainage channels are attached.

Die erfindungsgemäßen In-Dach-Photovoltaikanlagen können derart kostruiert sein, daß sie vorzugsweise die Länge (vertikal) eines, weniger bevorzugt die Länge mehrerer einzelner Elemente der Dacheindeckung, Dachziegel, Dachpfannen etc., und ein Vielfaches der Breite (horizontal) eines einzelnen Elementes der Dacheindeckung besitzen. Die Ränder dieser Photovoltaik-Einheiten können die gleiche Falzung oder Wellung besitzen wie die Dacheindeckung, so daß sie ohne weitere Abdichtungsmaßnahmen in die Dacheindeckung integriert werden können und wie normale Dacheindeckungen eingedeckt werden können.The in-roof photovoltaic systems according to the invention can be so costumed that they preferably the length (vertical) of one, less preferably the length of several individual Elements of the roof covering, roof tiles, roof tiles etc., and a multiple of the width (horizontal) of a single element of the roof covering. The edges of this Photovoltaic units can have the same fold or corrugation as that Roof covering, so that it can be inserted into the roof covering without further waterproofing measures can be integrated and how normal roofing can be covered.

In der Deutschen Patentanmeldung 199 34 449.3 wurden Dachziegel mit Fenstern beschrieben, die zur Aufnahme von Photovoltaik-Elementen geeignet sind. Analog können oben beschriebene erfindungsgemäße Einheiten, die die Länge eines Dacheindeckungselementes und die Breite mehrerer Dacheindeckungselemente besitzen, aus ganz oder teilweise einem lichtdurchlässigen Material bestehen. Unter "Licht" wird der nutzbare Bereich des elektromagnetischen Spektrums (UV, Vis, IR) verstanden.German patent application 199 34 449.3 describes roof tiles with windows, which are suitable for holding photovoltaic elements. Similarly, above  described units according to the invention, the length of a roofing element and have the width of several roof covering elements, from one or all of one translucent material. The usable area of the understood electromagnetic spectrum (UV, Vis, IR).

Hinter diese Elemente können dachseitig Photovoltaik-Elemente wettergeschützt angebracht werden. Ohne Photovoltaik-Einheiten erfüllen sie die Funktion eines sog. "Glasziegels", der den Dachraum erhellt. Diese Elemente können jedoch schon bei der Produktion mit Photovoltaik-Einheiten versehen werden. Diese Photovoltaik-Einheiten können in der Form kleiner Module angebracht werden, die bei Bedarf einfach ersetzt werden können. Auch können größere Module so konstruiert werden, daß sich einzelne Photovoltaik-Zellen nachträglich austauschen lassen.Behind these elements, photovoltaic elements can be attached to the roof to protect them from the weather become. Without photovoltaic units, they perform the function of a so-called "glass brick", the illuminates the attic. However, these elements can already be used during production Photovoltaic units are provided. These photovoltaic units can be in the form small modules are attached, which can be easily replaced if necessary. Also Larger modules can be constructed so that individual photovoltaic cells Have it replaced later.

Die Photovoltaik-Einheiten können auf die vorhandene Dachlattung aufgebracht werden. Zur Stabilisierung der Photovoltaik-Einheit kann diese mittels rückseitig angebrachter Halterungen wie die vorhandene Dacheindeckung auf die Lattung aufgesetzt werden. Diese Halterungen können bereits in die Photovoltaik-Anlagen integriert werden oder nachträglich angebracht werden.The photovoltaic units can be attached to the existing roof battens. For The photovoltaic unit can be stabilized by means of a rear panel Brackets like the existing roof covering are placed on the battens. This Brackets can already be integrated into the photovoltaic systems or subsequently be attached.

Als Photovoltaik-Zellen werden handelsübliche Photovoltaik-Elemente eingesetzt. Die Größe der einzelnen Photovoltaik-Einheiten wird, wie bei den vorhandenen Auf-Dach-Photovoltaik- Einheiten auch, entsprechend der gewünschten Leistung angepaßt. Die einfache Anbringung der Photovoltaik-Anlagen ermöglicht in besonderem Maße die kostengünstige Erstellung von Kleinstanlagen, die flexibel erweiterbar sind.Commercial photovoltaic elements are used as photovoltaic cells. The size of the individual photovoltaic units, as with the existing rooftop photovoltaic Units also adapted to the desired performance. The easy attachment of the photovoltaic systems enables the economical creation of Smallest systems that can be flexibly expanded.

Einzelne der o. g. Photovoltaik-Einheiten können zu größeren Einheiten modular gekoppelt werden. Dies hat den Vorteil, daß jederzeit die vorhandene Photovoltaik-Anlage um weitere Module erweitert werden kann.Some of the above Photovoltaic units can be modularly coupled to larger units become. This has the advantage that the existing photovoltaic system can be expanded at any time Modules can be expanded.

Folgende marktüblichen Dacheindeckungen eignen sich für die erfindungsgemäßen In-Dach- Photovoltaik-Anlagen, ohne auf diese beschränkt zu sein: The following standard roof coverings are suitable for the in-roof Photovoltaic systems without being limited to them:  

Dachziegel und DachpfannenRoof tiles and tiles

  • - Flachziegel (außer Terra Pitta und Tegalit Novo)- flat bricks (except Terra Pitta and Tegalit Novo)
  • - Falzziegel- Interlocking brick
  • - flache Dachpfannen- flat roof tiles
  • - Falz-Dachpfannen- Folded roof tiles
  • - Bieberziegel, Bieberfalz, Bieberschwanzziegel- Beaver brick, beaver rebate, beaver tail brick
  • - Tasche- Bag
  • - Verschiebeziegel, Schiebeziegel- Sliding brick, sliding brick
  • - Hohlfalzziegel- hollow interlocking tiles
  • - Hohlpfanne- hollow pan
  • - Flachdachziegel- flat roof tiles
  • - Flachdachpfanne- flat roof tile
  • - Doppelmulden-Falzziegel- Double-grooved interlocking tile
  • - Doppelmulden-Pfanne- Double well pan
  • - Krempziegel- Bricks
  • - Großfalzziegel- Large interlocking tiles
  • - Großfalzpfanne- Large fold pan
  • - Tessiner Pfanne- Ticino pan
  • - Frankfurter Pfanne- Frankfurt pan
  • - Harzer Pfanne- Harz pan
  • - Taunuspfanne- Taunus pan
  • - Altdeutsche Pfanne- Old German pan
  • - Doppel-S-Pfanne- Double S pan
  • - Möch- und Nonnenziegel, Klosterziegel- Want and nun bricks, monastery bricks
  • - Mönchpfanne, Klosterpfanne- Monk pan, monastery pan
  • - Fränkischer Rinnenziegel- Franconian gutter brick
  • - Toledoziegel- Toledo brick
  • - Wellenziegel- wave brick
  • - Herzziegel- Heart brick
sonstige Dacheindeckungenother roof coverings

  • - flache Flächen-Dacheindeckungen- flat roof coverings
  • - gewellte Flächen-Dacheindeckungen; z. B. Welle Fa. Eternit- corrugated surface roof coverings; e.g. B. Welle from Eternit
  • - Dachsteine; z. B. Esbjerg Fa. Eternit- roof tiles; e.g. B. Esbjerg from Eternit
  • - Schiefer- slate
  • - Kunstschiefer- artificial slate
  • - Dachschindeln- roof shingles
  • - Bleche.- sheets.

Claims (13)

1. In-Dach-Einheiten, dadurch gekennzeichnet, daß Photovoltaik-Einheiten von beliebiger Größe anstelle der Dacheindeckung beliebiger Art, mit Ausnahme des Flachziegels "Terra Pitta" der Fa. Pfleiderer und "Tegalit Novo" der Fa. Braas, und/oder Einheiten aus Material, welches im Ganzen oder in Teilen aus lichtdurchlässigem Material von beliebiger Größe besteht und anstelle der Dacheindeckung beliebiger Art als Dacheindeckung dienen.1. In-roof units, characterized in that photovoltaic units of any size instead of the roof covering of any type, with the exception of the flat tile "Terra Pitta" from Pfleiderer and "Tegalit Novo" from Braas, and / or units made of material, which consists in whole or in part of translucent material of any size and serve instead of the roof covering of any kind as a roof covering. 2. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Photovoltaik-Einheiten gegen die angrenzenden Ziegel mit einer wasserdichten Abdichtung versehen sind.2. In-roof photovoltaic units according to claim 1, characterized in that the Photovoltaic units against the adjacent bricks with a waterproof seal are provided. 3. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photovoltaik-Einheiten in ihren Maßen so konstruiert sind, daß
  • - alle Ränder der Photovoltaik-Einheit oder
  • - der obere Rand und die seitlichen Ränder der Photovoltaik-Einheit von der Dacheindeckung überdeckt werden.
3. In-roof photovoltaic units according to claim 1 and 2, characterized in that the photovoltaic units are constructed in their dimensions so that
  • - all edges of the photovoltaic unit or
  • - The upper edge and the lateral edges of the photovoltaic unit are covered by the roof covering.
4. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photovoltaik-Einheiten die Dacheindeckung mit mindestens einem Rand überdecken.4. In-roof photovoltaic units according to claim 1 to 3, characterized in that the Cover the roof covering with at least one edge. 5. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Photovoltaik-Einheiten Ablaufrinnen besitzen.5. In-roof photovoltaic units according to claim 1 to 4, characterized in that the Photovoltaic units have drainage channels. 6. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Photovoltaik-Einheiten die Länge eines oder meherer Einheiten der Dacheindeckung und die Breite ein Vielfaches der Breite einer Einheit der Dacheindeckung besitzen.6. In-roof photovoltaic units according to claim 1 to 5, characterized in that the Photovoltaic units the length of one or more roofing units and the Width is a multiple of the width of a unit of roof covering. 7. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Photovoltaik-Einheiten die gleiche Falzung bzw. Wellung wie die Dacheindeckung besitzen. 7. In-roof photovoltaic units according to claim 1 to 6, characterized in that the Edges of the photovoltaic units the same fold or curl as that Have roofing.   8. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Photovoltaik-Einheiten rückseitig Halterungen zum Aufsetzen der Einheiten auf Dachlatten besitzen.8. In-roof photovoltaic units according to claim 1 to 7, characterized in that the Rear photovoltaic units Brackets for placing the units on roof battens have. 9. In-Dach-Einheiten nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ganz oder teilweise aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellten Einheiten als "Glasziegel" dienen und/oder zur Aufnahme von Photovoltaik-Einheiten geeignete Verbindungselemente besitzen.9. In-roof units according to claim 1 to 8, characterized in that the whole or Units partially made of a translucent material as "glass bricks" serve and / or suitable connection elements for receiving photovoltaic units have. 10. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen gemäß Anspruch 2 und/oder die Ablaufrinnen gemäß Anspruch 5 und/oder die Halterungen gemäß Anspruch 8 bei der Produktion der Einheiten in diese integriert werden.10. In-roof photovoltaic units according to claim 1 to 9, characterized in that the Seals according to claim 2 and / or the gutters according to claim 5 and / or the Mounts according to claim 8 are integrated into the units during production. 11. In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen gemäß Anspruch 2 und/oder die Ablaufrinnen gemäß Anspruch 5 und/oder die Halterungen gemäß Anspruch 6 als separate Komponenten hergestellt und nachträglich mit den Photovoltaik-Einheiten verbunden werden.11. In-roof photovoltaic units according to claim 1 to 10, characterized in that the Seals according to claim 2 and / or the gutters according to claim 5 and / or the Mounts according to claim 6 manufactured as separate components and subsequently with connected to the photovoltaic units. 11. Anwendung von In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Photovoltaik-Einheiten zu einer Photovoltaik-Anlage zusammengeschlossen werden können.11. Application of in-roof photovoltaic units according to claim 1 to 10, characterized characterized in that several photovoltaic units to one photovoltaic system can be merged. 12. Anwendung von In-Dach-Photovoltaik-Einheiten nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Anwendung in folgenden Dacheindeckungen eingesetzt werden:
Dachziegel und Dachpfannen:
  • - Flachziegel (außer Terra Piatta und Tegalit Novo)
  • - Falzziegel
  • - flache Dachpfannen
  • - Falz-Dachpfannen
  • - Bieberziegel, Bieberfalz, Bieberschwanzziegel
  • - Tasche
  • - Verschiebeziegel, Schiebeziegel
  • - Hohlfalzziegel
  • - Hohlpfanne
  • - Flachdachziegel
  • - Flachdachpfanne
  • - Doppelmulden-Falzziegel
  • - Doppelmulden-Pfanne
  • - Krempziegel
  • - Großfalzziegel
  • - Großfalzpfanne
  • - Tessiner Pfanne
  • - Frankfurter Pfanne
  • - Harzer Pfanne
  • - Taunuspfanne
  • - Altdeutsche Pfanne
  • - Doppel-S-Pfanne
  • - Möch- und Nonnenziegel, Klosterziegel
  • - Mönchpfanne, Klosterpfanne
  • - Fränkischer Rinnenziegel
  • - Toledoziegel
  • - Wellenziegel
  • - Herzziegel
sonstige Dacheindeckungen:
  • - flache Flächen-Dacheindeckungen
  • - gewellte Flächen-Dacheindeckungen; z. B. Welle Fa. Eternit
  • - Dachsteine; z. B. Esbjerg Fa. Eternit
  • - Schiefer
  • - Kunstschiefer
  • - Dachschindeln
  • - Bleche.
12. Application of in-roof photovoltaic units according to claim 1 to 11, characterized in that they are used for use in the following roof coverings:
Roof tiles and roof tiles:
  • - flat bricks (except Terra Piatta and Tegalit Novo)
  • - Interlocking brick
  • - flat roof tiles
  • - Folded roof tiles
  • - Beaver brick, beaver rebate, beaver tail brick
  • - Bag
  • - Sliding brick, sliding brick
  • - hollow interlocking tiles
  • - hollow pan
  • - flat roof tiles
  • - flat roof tile
  • - Double-grooved interlocking tile
  • - Double well pan
  • - Bricks
  • - Large interlocking tiles
  • - Large fold pan
  • - Ticino pan
  • - Frankfurt pan
  • - Harz pan
  • - Taunus pan
  • - Old German pan
  • - Double S pan
  • - Want and nun bricks, monastery bricks
  • - Monk pan, monastery pan
  • - Franconian gutter brick
  • - Toledo brick
  • - wave brick
  • - Heart brick
other roof coverings:
  • - flat roof coverings
  • - corrugated surface roof coverings; e.g. B. Welle from Eternit
  • - roof tiles; e.g. B. Esbjerg from Eternit
  • - slate
  • - artificial slate
  • - roof shingles
  • - sheets.
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