DE202007012608U1

DE202007012608U1 - Kühlanordnung eines Fotovoltaik- oder Solarmoduls

Info

Publication number: DE202007012608U1
Application number: DE202007012608U
Authority: DE
Original assignee: Roto Frank AG
Current assignee: Roto Frank AG
Priority date: 2007-09-08
Filing date: 2007-09-08
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2017-09-09

Abstract

Kühlanordnung (10) eines in ein Dach integrierbaren Fotovoltaik- oder Solarmoduls (11), welches so auf eine Dachkonstruktion (Traglatten 12, 13) montierbar ist, dass zwischen der Unterseite (18) des Moduls (11) und einer Unterspannbahn (19) ein Hohlraum (20) ausgebildet ist, mit zumindest einer traufseitigen mit dem Hohlraum (20) fluidisch in Verbindung stehenden Lufteinlassöffnung (22, 23) und zumindest einer firstseitigen mit dem Hohlraum (20) fluidisch in Verbindung stehenden Luftauslassöffnung (29), dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (11) ein Eindeckelement (17), insbesondere ein Eindeckblech, umfasst, wobei zumindest eine Luftauslassöffnung (29) zwischen einem Entlüftungsteil (28, 40) und dem Eindeckelement (17) ausgebildet ist und eine den Hohlraum (20) begrenzende Luftumlenkeinrichtung (33) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung eines in ein Dach integrierbaren Fotovoltaik- oder Solarmoduls, welches so auf eine Dachkonstruktion montierbar ist, dass zwischen der Unterseite des Moduls und einer Unterspannbahn ein Hohlraum ausgebildet ist, mit zumindest einer traufseitigen mit dem Hohlraum fluidisch in Verbindung stehenden Lufteinlassöffnung und zumindest einer firstseitigen mit dem Hohlraum fluidisch in Verbindung stehenden Luftauslassöffnung.
Aus der DE 100 39 556 A1 ist ein in die Dachhaut integrierbares Solarmodul bekannt. Unterhalb des Solarpaneels ist eine Wanne mit Zu – und Abluftöffnungen angeordnet, die eine Belüftung der Wanne und somit eine Kühlung der an der Unterseite des Solarpaneels angeordneten Solarzellen durch einen von der Traufe zum First des Daches strömenden Luftstrom ermöglichen. Eine derartige Wannenkonstruktion ist relativ aufwändig in der Herstellung. Außerdem kann eine solche Wanne nicht ohne weiteres nachgerüstet werden.
Aus der US 4,042,317 ist ein Solarkollektor bekannt, der in einem Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse weist durch Klappen verschließbare Be- und Entlüftungsöffnungen auf. Wenn durch einen Thermostat eine Überhitzung festgestellt wird, werden die Klappen geöffnet, so dass im Gehäuse eine Luftzirkulation ermöglicht wird. Auch diese Konstruktion ist nicht nachrüstbar. Der Solarkollektor muss bereits werksseitig in dem Gehäuse angeordnet werden.
In der WO 02/067338 A1 ist eine Dachkonstruktion beschrieben, die Solarzellen aufweist. Die Dachkonstruktion umfasst ein inneres Dach und ein zumindest teilweise transparentes größeres Dach, wobei zwischen dem äußeren Dach und den inneren Dach mehrere Führungen angeordnet sind, entlang derer Platten mit Solarzellen zwischen das äußere Dach und das innere Dach eingeschoben werden können, wobei der Raum zwischen dem inneren Dach und dem äußeren Dach geschlossen werden kann, so dass im Wesentlichen kein Luftaustausch mit der Umgebung erfolgen kann. Weiterhin sind ein Lüfter und ein Wärmetauscher vorgesehen.
In der US 6,75 0,392 B1 ist ein passives Kühlsystem beschrieben, bei dem unterhalb von Fotovoltaikpaneelen Luftleitelemente angeordnet sind. Auch diese Kühlanordnung ist nicht einfach nachrüstbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache, kostengünstige und nachrüstbare Kühlanordnung für Solar – oder Fotovoltaikmodule bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf einfache und überraschende Art und Weise durch eine Kühlanordnung der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Modul ein Eindeckelement, insbesondere ein Eindeckblech, umfasst, und zumindest eine Luftauslassöffnung zwischen einem Entlüftungsteil und dem Eindeckelement ausgebildet ist und eine den Hohlraum begrenzende Luftumlenkeinrichtung vorgesehen ist. Eine derartige Kühlanordnung bewirkt eine passive Kühlung mittels Konvektion, indem ein Luftstrom durch den Hohlraum hinter dem Modul geführt wird. Der Luftstrom strömt von der Lufteinlassöffnung zu der Luftauslassöffnung, wobei durch die Umlenkeinrichtung sichergestellt wird, dass der Luftstrom zur Luftauslassöffnung gelangt und eine Sogwirkung entsteht. Insbesondere wird durch die Umlenkeinrichtung auch sichergestellt, dass warme Luft aus dem Zwischenraum zwischen Solarmodul, beziehungsweise Dacheindeckung, und Unterspannbahn abgeführt wird. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass die Kühlanordnung keine aktiven Elemente, wie Lüfter oder dergleichen, benötigt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Entlüftungsteil als Entlüftungsaufsatz ausgebildet ist und auf das Eindeckelement, insbesondere das Eindeckblech, aufgesetzt ist. Vorzugsweise ist der Entlüftungsaufsatz an dem Eindeckblech befestigt. Der Entlüftungsaufsatz kann nachträglich installiert werden, insbesondere kann er besonders einfach bei bereits installierten Modulen, deren Anschluss an die Dacheindeckung über ein Eindeckelement hergestellt ist, nachträglich aufgesetzt werden. Die Solarmodule beziehungsweise Fotovoltaikmodule können in herkömmlicher Art und Weise und Ausgestaltung installiert werden. Die Kühlanordnung kann zusätzlich oder nachträglich ohne großen Zusatzaufwand installiert werden.
Bei einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Entlüftungsteil als Einschubteil ausgebildet ist und unter das Eindeckelement eingeschoben ist, wobei es von diesem bereichsweise beabstandet ist. Auch eine derart ausgebildete Kühlanordnung kann nachgerüstet werden.
Wenn das Eindeckelement im Bereich des Entlüftungsaufsatzes oder das Einschubteil im Bereich des Eindeckelements Durchgangslöcher aufweist, kann die Luft vom Hohlraum zwischen Modul und Unterspannbahn zum Entlüftungsteil und dadurch zur Luftauslassöffnung gelangen. Die Durchgangslöcher im Bereich des Entlüftungsteils können nachträglich eingebracht werden, wenn die Kühlanordnung nachgerüstet wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Luftauslassöffnung in Richtung Traufe weist. Dadurch wird sichergestellt, dass Niederschlag nicht durch die Luftauslassöffnung unter die Dacheindeckung gelangen kann. Insbesondere ist die Luftauslassöffnung schräg nach unten gerichtet.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Luftumlenkeinrichtung und das Entlüftungsteil einstückig ausgebildet sind. Dadurch wird zum einen die Installation vereinfacht und zum anderen kann sichergestellt werden, dass Luft nicht unbeabsichtigt an einer Verbindungsstelle entweicht. Außerdem kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit an einer undichten Verbindungsstelle zwischen der Luftumlenkeinrichtung und dem Entlüftungsteil eindringt.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Entlüftungsteil aus Blech ausgebildet ist. Sowohl Entlüftungsteil als auch Umlenkeinrichtung können dadurch einfach durch entsprechendes Abkanten eines Bleches hergestellt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann traufseitig ein Belüfteraufsatz vorgesehen sein. Der Belüfteraufsatz kann eine Lufteinlassöffnung ausbilden beziehungsweise abdecken, um so zum einen den Luftstrom zu lenken und zum anderen zu verhindern, dass Niederschlag durch die Lufteinlassöffnung eindringt. Der Belüftungsaufsatz kann auf oder an einem traufseitigen Eindeckelement angeordnet bzw. befestigt sein.
Es ist zwar denkbar, die Kühlanordnung bereits werksseitig an dem Modul vorzusehen, besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Kühlanordnung nachrüstbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figur der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines Daches mit einem Fotovoltaikmodul und einer Kühlanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
2 eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines Daches mit einem Fotovoltaikmodul und einer Kühlanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Die 1 zeigt eine Kühlanordnung 10 zur Kühlung eines Fotovoltaikmoduls 11. An Stelle eines Fotovoltaikmoduls 11 könnte durch die erfindungsgemäße Kühlanordnung 10 auch ein Solarmodul gekühlt werden, weshalb im Folgenden nur noch der Begriff „Modul" verwendet wird.
Das Modul 11 ist in herkömmlicher Art und Weise auf Traglatten 12, 13 einer Dachkonstruktion befestigt. Insbesondere ist es mittels Befestigungswinkeln 14, 15 an den Traglatten 12, 13 befestigt. Das Modul 11 umfasst ein traufseitiges Eindeckelement 16 sowie ein firstseitiges Eindeckelement 17. Zwischen der Unterseite 18 des Solarmoduls 11 und einer Unterspannbahn 19 besteht ein Hohlraum 20.
Traufseitig ist ein Belüfteraufsatz 21 mit einer ersten Lufteinlassöffnung 22 vorgesehen, der auf dem traufseitigen Eindeckelement 16 angeordnet ist, insbesondere darauf befestigt ist. Weiterhin ist unmittelbar unter dem Modul 11 eine zweite Lufteinlassöffnung 23 vorgesehen. Dadurch ist es möglich, dass Luft in den Hohlraum 20 einströmt, was durch die Pfeile 24, 25 angedeutet ist.
Das firstseitige Eindeckelement 17 weist Durchgangslöcher 26 auf, so dass Luft, die an der Unterseite 18 des Moduls 11 entlang geströmt ist und vom Modul 11 Wärme aufgenommen hat, durch die Löcher 26 hindurch in den Raum 27 strömen dann, wobei der Raum 27 durch das firstseitige Eindeckelement 17 und ein als Entlüftungsaufsatz ausgebildetes Entlüftungsteil 28 gebildet ist. Zwischen dem Eindeckelement 17 und dem Entlüftungsteil 28 ist eine Luftauslassöffnung 29 ausgebildet. Die Luftauslassöffnung 29 weist zur Traufe. Um den Luftstrom in den Raum 27 zu leiten, was durch die Pfeile 30, 31, 32, 36, 37 (auch im Element 38 sind Bohrungen bzw. Fräsungen eingebracht) angedeutet ist, ist eine Luftumlenkeinrichtung 33 vorgesehen, die den Hohlraum 20 zur Firstseite hin begrenzt. Die Luftumlenkeinrichtung 33 und das Entlüftungsteil 28 sind im Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet und können daher gemeinsam installiert und befestigt werden.
Das Entlüftungsteil 28 liegt auf der Latte 34 auf und kann an dieser befestigt werden.
Der Unterschied der 2 zur 1 besteht darin, dass das firstseitige Eindeckelement 17 oberhalb des als Einschubteil ausgebildeten Entlüftungsteils 40 angeordnet ist. Insbesondere wurde das Eindeckteil 17 um das Maß x nach oben versetzt und das Entlüftungsteil 40 unter das Eindeckelement 17 eingeschoben. Das Entlüftungsteil 40 weist Durchgangsöffnungen im Bereich der Abstützungen 41, 42 auf, so dass erwärmte Luft zwischen dem Entlüftungsteil 40 und dem Eindeckelement 17 ausströmen kann. Die Abstützungen stützen das Eindeckelement 17 auf dem Einschubteil ab. Die Luftumlenkeinrichtung 33 ist im Ausführungsbeispiel als separates Teil ausgebildet und abschnittsweise unter dem Eindeckelement 17 angeordnet.

Claims

Kühlanordnung (10) eines in ein Dach integrierbaren Fotovoltaik- oder Solarmoduls (11), welches so auf eine Dachkonstruktion (Traglatten 12, 13) montierbar ist, dass zwischen der Unterseite (18) des Moduls (11) und einer Unterspannbahn (19) ein Hohlraum (20) ausgebildet ist, mit zumindest einer traufseitigen mit dem Hohlraum (20) fluidisch in Verbindung stehenden Lufteinlassöffnung (22, 23) und zumindest einer firstseitigen mit dem Hohlraum (20) fluidisch in Verbindung stehenden Luftauslassöffnung (29), dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (11) ein Eindeckelement (17), insbesondere ein Eindeckblech, umfasst, wobei zumindest eine Luftauslassöffnung (29) zwischen einem Entlüftungsteil (28, 40) und dem Eindeckelement (17) ausgebildet ist und eine den Hohlraum (20) begrenzende Luftumlenkeinrichtung (33) vorgesehen ist.
Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsteil (28) als Entlüftungsaufsatz ausgebildet ist und auf das Eindeckelement (17) aufgesetzt ist.
Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsteil (40) als Einschubteil ausgebildet ist und unter das Eindeckelement (17) eingeschoben ist, wobei es von diesem bereichsweise beabstandet ist.
Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindeckelement (17) im Bereich des Entlüftungsaufsatzes oder das Einschubteil im Bereich des Eindeckelements (17) Durchgangslöcher (26) aufweist.
Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Luftauslassöffnung (29) in Richtung Traufe weist.
Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftumlenkeinrichtung (33) und das Entlüftungsteil (28, 40) einstückig ausgebildet sind.
Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsteil (28, 40) aus Blech ausgebildet ist.
Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass traufseitig ein Belüfteraufsatz (21) vorgesehen ist.
Kühlanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lufteinlassöffnung (22) in dem Belüfteraufsatz (21) vorgesehen ist.
Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanordnung (10) nachrüstbar ist.