DE202004009677U1

DE202004009677U1 - Photovoltaik-System zur Dachintegration

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Publication number: DE202004009677U1
Application number: DE202004009677U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2014-06-15

Abstract

Photovoltaik-System zur Integration in ein mit einer Lattung versehenes Dach, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Photovoltaik-Elemente (2) auf ein Substrat (1) aufgebracht und mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung (3) versehen sind und gemeinsam mit dem Substrat (1) und der Abdeckung (3) die Form und die Größe eines herkömmlichen Dachsteins/Dachziegels aufweisen und die Stromableitung aus einem Photovoltaik-Element (2) über einen an der Rückseite oder einer Haltenase (4) eines solchen Dachstein-/Dachziegel-Photovoltaik-Elements angeordneten Stromverbinder erfolgt.

Description

Es ist weithin üblich, Photovoltaik-Elemente zur Stromerzeugung im Haustechnikbereich auf das Hausdach aufzusetzen. Bekannt ist es, Photovoltaik-Elemente als große vorgefertigte Platten so auf ein dach aufzubringen, dass sie über der Dachbedeckung liegen. Die Dachbedeckung kann hierbei aus herkömmlichen Dachsteinen/Dachziegeln bestehen, was insbesondere bei einem nachträglichen Einbau der Photovoltaik in Frage kommt, oder aus speziellen Blechtafeln. Bekannt ist auch das Aufbringen von flexiblen Solarmodulen (Solarlaminate – BIPV) auf Blechtafeln (Dachscharen) in einem Vorfertigungsprozess und das Anbringen dieser Dachscharen beim Dachaufbau.
In beiden fällen geht der gewohnte Anblick eines Daches mit seiner gleichmäßigen Strukturierung durch die Dachsteine/Dachziegel verloren. Das nachträgliche Anbringen von Photovoltaik-Elementen erfordert spezielle Tragkonstruktionen und erhöht die Dachlast in nicht unbeträchtlichem Maße. Die hierzu alternativen BIPV-Elemente haben dagegen einen vergleichsweise hohen Preis, da sie unter Verwendung von teuren Folienmodulen hergestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Photovoltaik-System zur Dachintegration anzugeben, das die beschriebenen Nachteile nicht aufweist und das einfach in der Fertigung und Verlegung ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Danach sind die einzelnen Photovoltaik-Elemente auf ein Substrat aufgebracht und mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung versehen sind und weisen gemeinsam mit dem Substrat und der Abdeckung die Form und die Größe eines herkömmlichen Dachsteins/Dachziegels auf. Die Stromableitung aus einem Photovoltaik-Element erfolgt über einen an der Rückseite oder der Haltenase eines solchen Dachstein-/Dachziegel-Photovoltaik-Elements angeordneten Stromverbinder.
Die Herstellung eines Dachstein-/Dachziegel-Photovoltaik-Elements erfolgt beispielsweise so, dass ein Photovoltaik-Element, z. B. ein Silizium-Solarmodul, in eine Aussparung auf der Unterseite eines lichtdurchlässigen Dachsteins eingebracht und mit einem lichtdurchlässigen Kunststoff vergossen wird, der dann auch das Substrat bildet, oder dass nach dem Aufbringen eines Photovoltaik-Elements auf ein Substrat mit einer festen, durchsichtigen Masse (bevorzugt ein schlagfester Kunststoff oder schlagfestes Glas) so überzogen wird, dass hinreichende Lichtmengen auf die Photovoltaik-Elemente treffen können und zugleich eine einheitlich glatte Oberfläche und die Form eines herkömmlichen Dachsteins entsteht, so dass die bekannten Eigenschaften eines Dachsteines bzw. Dachziegels erhalten bleiben.
Das Substrat kann aus dem gleichen Material bestehen , wie es auch für herkömmliche Dachsteine bzw. Dachziegel verwendet wird.
Durch Aufbringen einer schmutzabweisenden Struktur (Lotus-Effekt) in die Abdeckung kann die Effizienz des Systems noch verbessert werden.
Die Photovoltaik-Elemente werden entweder flach oder je nach der Form der Dachsteine oder Dachziegel als biegsame Photovoltaik-Elemente auf der größtmöglichen Oberfläche von Substraten mit dem herkömmlichen Dachstein- bzw. Dachziegelformat aufgebracht.
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung werden die stromführenden Leiter dieser Photovoltaik-Elemente in die Haltenase dieser Dachsteine oder Dachziegel geführt und von dort mit einer stromführenden Schiene verbunden.
Jeder Dachstein/Dachziegel ist üblicherweise so konstruiert, dass er mit einer Dachpfannen-„Nase" auf eine Dachlatte gelegt wird. Legt man die stromführenden Leiter des integrierten Photovoltaik-Elements in diese Nase, so kann man die Dachlatte selbst durch eine stromführende Dachlatte ersetzen oder aber eine stromführende Schiene oberhalb der Dachlatte so anbringen, dass die Nase mit den stromführenden Leitern in diese stromführende Schiene eingehängt werden kann.
Alternativ dazu kann man die stromführenden Leiter auch an anderer Stelle aus dem Dachstein/Dachziegel herausführen und auch unabhängig von der Dachlatte durch spezifische Kabel verbinden.
Die Stromschienen bzw. die Kabelverbindungen führen zu entsprechenden Reglern, die die von den parallel oder seriell geschalteten einzelnen Photovoltaik-Elementen angelieferte elektrische Energie in die gewünschte Nutzspannung transformieren und sie dann entweder an Verbrauchseinheiten im Gebäude, Speichereinheiten oder in ein öffentliches Netz überführen.
Das erfindungsgemäße System verbindet die herkömmlichen bekannten Eigenschaften von Dachsteinen/Dachziegeln mit der Eigenschaft der Stromerzeugung aus Licht.
Die Verlegung dieser Dachsteine/Dachziegel erfolgt wie bisher, der Arbeitsgang der Stromverbindung kann als integraler Bestandteil der Verlegung erfolgen.
Es ist auch denkbar, die Verbindung der einzelnen Dachstein/Dachziegel-Photovoltaik-Elemente nach der Verlegung vorzunehmen.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Photovoltaik-System.
Auf eine Dachpfanne 1 aus einen Betonwerkstoff, die etwas dünner ist als ein herkömmlicher Dachstein, ist, z. B. durch Verkleben, ein Photovoltaik-Element 2 aufgebracht. Auf das Photovoltaik-Element 2 wird zu dessen Schutz eine Glasschicht 3 aufgeschmolzen. Die Dachpfanne 1 ist wie üblich mit einem durchgehenden oder mit zwei einzeln angeformten Haltenasen 4 versehen, mit denen sie auf eine Dachlatte 5 aufgelegt wird. Beim Auflegen auf die Dachlatte 5 wird gleichzeitig über in die Haltenasen 4 integrierte Leitungen 6 ein elektrischer Kontakt zwischen den Photovoltaik-Elementen 2 und einer Stromschiene 2 hergestellt, die in eine Aussparung der Dachlatte 5 eingelegt ist. Die Kontaktierung erfolgt über an sich bekannte Steckkontakte.

1: Dachpfanne
2: Photovoltaik-Element
3: Glasschicht
4: Haltenase
5: Dachlatte
6: Leitungen
7: Stromschiene

Claims

Photovoltaik-System zur Integration in ein mit einer Lattung versehenes Dach, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Photovoltaik-Elemente (2) auf ein Substrat (1) aufgebracht und mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung (3) versehen sind und gemeinsam mit dem Substrat (1) und der Abdeckung (3) die Form und die Größe eines herkömmlichen Dachsteins/Dachziegels aufweisen und die Stromableitung aus einem Photovoltaik-Element (2) über einen an der Rückseite oder einer Haltenase (4) eines solchen Dachstein-/Dachziegel-Photovoltaik-Elements angeordneten Stromverbinder erfolgt.
Photovoltaik-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die Haltenase (4) eine elektrische Verbindung zu einer in die zugehörige Dachlatte (5) ein- oder auf diese Dachlatte (5) aufgebrachte Stromschiene (7) hergestellt ist.
Photovoltaik-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung allein durch Aufsetzen des Dachstein/Dachziegel-Photovoltaik-Elements erfolgt.
Photovoltaik-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbinder ein Steckverbinder ist.
Photovoltaik-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (3) aus einem schlagfesten Kunststoff besteht.
Photovoltaik-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (3) aus schlagfesten Glas besteht.
Photovoltaik-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) aus einem herkömmlichen Dachbedeckungsmaterial besteht.