DE202008011590U1

DE202008011590U1 - Solardachstein

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Publication number: DE202008011590U1
Application number: DE202008011590U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2018-09-02

Abstract

Solardachstein (3) mit einem Grundkörper (5) aus Polymerbeton und einer auf dessen Dachaußenseite (6) befestigter Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachaußenseite (6) örtlich begrenzte Vorsprünge (8) mit einer Auflagefläche (8.1) für die Solarzelle aufweist, wobei die Auflagefläche (8.1) vorzugsweise kleiner als die Solarzelle (4) ist und dass die auf die Auflagefläche (8.1) auffliegende Solarzelle (4) vollständig in eine Vergussmasse (9) eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solardachstein gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 199 53 466 A1 ist ein Solardachstein aus Polymerbeton bekannt, der ein hinsichtlich des fotovoltaischen Ertrags günstigstes Temperaturverhalten aufweist. Dabei wird ein Fotovoltaikmodul auf der Wasserablauffläche eines Grundkörpers mittels eines temperatur-, witterungs- und UV-beständigen Klebestoffs befestigt.
Aus der DE 296 16 015 U1 ist ein Solardachstein bekannt, bei dem das Fotovoltaik- Solarmodul mit Hilfe von lösbaren Verbindungsmitteln wasserdicht in den Solar-Dachstein eingebracht ist und darüber hinaus mit einem Wetterschutz gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist. Falls ein Solarmodul defekt ist, kann das übrige Bauchteil mit einem neuen Fotovoltaik-Solarmodul bestückt werden.
Aus der DE 10 2005 032 826 A1 ist ein Solardachziegel bekannt, der aus einem Trägermaterial besteht, auf welchem die Solarzellen aufgeklebt oder in einer anderen Form aufgebracht sind.
Trotz der im Stand der Technik vorhandenen Anregungen besteht weiterhin die Notwendigkeit einen Solardachstein bereitzustellen, der den Anforderungen hinsichtlich einer kostengünstigen Herstellung bei einer ausreichenden Wirkungsweise gerecht wird.
Mit dem Solardachstein gemäß Anspruch 1 wird ein Dachstein bereitgestellt, der sowohl kostengünstig herstellbar ist als auch eine ausreichende mechanische Stabilität verbunden mit einem ausreichendem thermischen Verhalten bereitstellt.
Der Solardachstein weist einen Grundkörper aus Polymerbeton und eine auf dessen Dachaußenseite befestigte Solarzelle auf. Die Dachaußenseite weist örtlich begrenzte Vorsprünge mit einer Auflagefläche für die Solarzelle auf, wobei die Auflagefläche vorzugsweise kleiner als die Solarzelle ist und wobei die auf die Auflagefläche aufliegende Solarzelle vollständig in eine Vergussmasse eingebettet ist.
Durch die Einbettung wird ein Schutz der Solarzelle erreicht, wobei der Grundkörper für die mechanische Stabilität sorgt. Eine nur teilweise Auflage kann dabei von Vorteil sein.
Vorteilhafterweise kann die Oberfläche an der Dachaußenseite eine Ausnehmung aufweisen, in welcher die Vorsprünge einerseits und das Solarmodul anderseits derart angeordnet, dass sie zu der Ausnehmung umgebenden Oberfläche beanstandet sind. Durch diese Vorsprünge ist es möglich, die Vergussmasse auch auf die Rückseite der Solarzelle einzubringen.
Vorteilhafterweise kann die Ausnehmung so tief ausgeführt sein, dass die auf den Vorsprünge aufliegende Solarzelle einen Abstand zur Oberfläche seitlich der Ausnehmung aufweist und dass die Vergussmasse die Oberfläche seitlich der Ausnehmung im wesentlichen fortsetzt. Dadurch wird eine geschlossene Oberfläche auf der wasserabweisenden Außenseite des Solardachsteins erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Vergussmasse ein hochtransparentes Polyurethan sein.
Das Polyuhrethan kann dabei besonderst UV-beständig sein.
Vorteilhafterweise kann die Oberfläche der Vergussmasse selbstreinigend und/oder mit einem Rückstelleffekt bei kleinen Beschädigungen ausgebildet sein.
Wenn zwischen der Solarzelle und der Auflagefläche ein Kleber für die Fixierung der Solarzelle an dem Grundkörper vor der Einbettung in die Vergussmasse vorhanden ist, ist eine Handhabung vor dem Anbringen der Vergussmasse begünstigt.
Zur Herstellung eines Solardachsteins, aufweisend einen Grundkörper aus Polymerbeton und mindestens eine Solarzelle können der Grundkörper und die Solarzelle in einer Vergussvorrichtung unter Ausbildung eines Zwischenraums fixiert und der Zwischenraum mit einer Vergussmasse verfüllt werden, wobei weiterhin die dem Grundkörper abgewandte Seite der Solarzelle vollständig mit der Vergussmasse überzogen wird.
Die Solarzelle kann auf einen Vorsprung des Grundkörpers teilflächig aufgelegt oder teilflächig mit dem Grundkörper verklebt werden.
Dabei kann die Solarzelle insbesondere in einer Ausnehmung des Grundkörpers fixiert sein, sodass die dem Grundkörper abgewandte Oberseite der Solarzelle innerhalb der Ausnehmung liegt und vorzugsweise einen Abstand in der Höhe zu der die Ausnehmung umgebenden Oberfläche des Grundkörpers aufweist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
1 ein Ausschnitt eines Daches mit üblichen Dachsteinen und einem erfindungsgemäßen Solardachstein und die
2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Solardachstein aus 1.
In 1 ist ein Teil eines Daches 1 dargestellt, das mehrere herkömmliche Dachsteine 2 sowie darin eingebettet einen erfindungsgemäßen Solardachstein 3 aufweist, wobei sich der Solardachstein 3 im vorliegenden Fall über mehrere herkömmliche Dachsteine 2 erstreckt, hier über zwei herkömmliche Dachsteine 2. An dem Dachstein 3 sind auf dessen außenseitiger Oberfläche 6 Solarzellen 4 angebracht, die hier in die Oberfläche 6 eingelassen sind und von einer hier nicht dargestellten hochtransparenten Vergussmasse abgedeckt sind.
Mit dem Begriff hochtransparent soll verdeutlicht werden, dass die Lichtdurchlässigkeit der Vergussmasse so ist, dass die Funktion der Solarzelle 4 nicht in relevanter Weise beeinträchtigt wird.
In 2 ist der Aufbau des Solardachsteins 3 im Detail als Schnitt dargestellt. Der Solardachstein 3 umfasst wie bereits erwähnt die Solarzelle 4, die hier mehrfach nebeneinanderliegend vorhanden ist und die auf einem Grundkörper 5 aus Polymerbeton angeordnet und befestigt ist.
Ein geeigneter Polymerbeton ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt.
Die Solarzelle 4 kann monokristallines oder polykristallines Silizium umfassen und entspricht ebenfalls dem Stand der Technik wobei darauf hingewiesen wird, dass im Sinne der Erfindung die Solarzelle selbst ohne einen Träger auskommt.
Die Solarzelle 4 ist innerhalb einer auf der Oberfläche 6 des Grundkörpers 5 angeordneten Ausnehmung 7 angeordnet, wobei der Grundkörper 5 innerhalb innerhalb der Ausnehmung 7 Vorsprünge 8 aufweist, die über den Boden (7.1) der Ausnehmung 7 hervorstehen und deren Auflagefläche 8.1 aber noch unterhalb der Oberfläche 6 enden. Auf diese Auflagefläche 8.1 der Vorsprünge 8 ist die Solarzelle 4 teilflächig aufgelegt und gegebenenfalls mittels eines Klebers, etwa eines Klebebandes, fixiert. Unter fixiert wird hier verstanden, dass die Solarzelle 4 nach dem Auflegen auf den Vorsprung 8 bei einer vorsichtigen Handhabung des Grundkörpers 5 nicht verrutscht oder abfällt. Eine dauerhaftere Fixierung ist nicht erforderlich, kann jedoch gleichwohl vorgenommen werden.
Die Ausnehmung 7 ist vollständig mit einer Vergussmasse 9 gefüllt, die im vorliegenden Fall bündig mit der Oberfläche 6 abschließt und die die Solarzelle 4 auf deren Oberseite vollständig überdeckt. Darüber hinaus füllt die Vergussmasse 9 auch die den durch die Auflage auf den Vorsprung 8 gebildeten Zwischenraum 10 seitlich zwischen der Auflagefläche 8.1 und dem Boden 7.1 der Ausnehmung 7.
Diese Vergussmasse 9 kann ein hochtransparentes und UVbeständiges Polyurethan sein, dessen Oberfläche selbstreinigend und mit Rückstelleffekt ausgebildet sein kann. Kleine Kratzer, wie sie etwa von Hagelschlag verursacht werden können, werden dann von selbst wieder beseitigt. Derartige Polyurethane sind aus dem Automobilbau bekannt. Dort werden sie für die Autokarosserie im Bereich der Stoßfänger verwendet.
Der Vorsprung 8 kann als durchlaufende oder unterbrochene Rippe ausgebildet sein, wobei die am Vorsprung 8 angeordnete Auflagefläche 8.1 einen Abstand von etwa 1 mm oder mehr zum Boden 7.1 der Vertiefung oder Ausnehmung 7 aufweisen kann, um das Umfließen der Solarzelle 4 durch die Vergussmasse 9 zu begünstigen und Lufteinschlüsse zu vermeiden.
Die Überdeckung der Solarzelle 4 mit der Vergussmasse 9, also der Abstand von der Oberseite der Solarzelle 4 zu der Oberfläche 6 des Grundkörpers 5, kann ebenfalls mindestens 1 mm betragen um sicherzustellen, dass eine ausreichende Schutzschicht gegen mechanische Beschädigungen vorliegt.
Durch die besondere Ausgestaltung des Grundkörpers 5 ist es nicht erforderlich, die Solarzelle 4 auf einem separaten Träger zu befestigen, bevor sie mit dem Grundkörper 5 verbunden wird.
In 2 ist weiterhin dargestellt, wie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vergussmasse in einer Vergussvorrichtung 20, dargestellt als gepunktete Linie, in die Ausnehmung 7 eingebracht werden kann. Dazu wird die Vergussvorrichtung 20 auf die Oberseite 6 des Grundkörpers 5 aufgesetzt und über eine Zuführung 21 wird Vergussmasse in die Vergussvorrichtung 20 geleitet, in welcher die Vergussmasse 9 über Kanäle 22–24 in die Ausnehmung 7 gebracht wird.
Bei diesem Verfahren kann die Grundplatte 5 als Gegenform zu der Vergusseinrichtung 20 angesehen werden, wobei das durch die Vergussmasse 9 entstehende Gussteil im Grundkörper verbleibt. Durch die Vergussmasse 9 wird die Solarzelle 4 weiter gegenüber dem Grundkörper 5 fixiert, sodass nach dem Aushärten oder Erstarren der Vergussmasse 9 eine ausreichende mechanische Verbindung besteht, um den mechanischen Belastungen des Transports und des Verlegens des Solardachsteines gerecht zu werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19953466 A1 [0002]
- DE 29616015 U1 [0003]
- DE 102005032826 A1 [0004]

Claims

Solardachstein (3) mit einem Grundkörper (5) aus Polymerbeton und einer auf dessen Dachaußenseite (6) befestigter Solarzelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachaußenseite (6) örtlich begrenzte Vorsprünge (8) mit einer Auflagefläche (8.1) für die Solarzelle aufweist, wobei die Auflagefläche (8.1) vorzugsweise kleiner als die Solarzelle (4) ist und dass die auf die Auflagefläche (8.1) auffliegende Solarzelle (4) vollständig in eine Vergussmasse (9) eingebettet ist.
Solardachstein gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (6) an der Dachaußenseite eine Ausnehmung (7) aufweist, in welcher die Vorsprünge (8) einerseits und das Solarmodul (4) anderseits derart angeordnet sind, dass sie zu der Ausnehmung (7) umgebenden Oberfläche (6) beanstandet sind.
Solardachstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) so tief ausgeführt ist, dass die auf den Vorsprünge (8) aufliegende Solarzelle (4) einen Abstand zur Oberfläche (6) seitlich der Ausnehmung (7) aufweist und dass die Vergussmasse (9) die Oberfläche (6) seitlich der Ausnehmung (7) im wesentlichen fortsetzt.
Solardachstein nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (9) ein hochtransparentes Polyuhrethan ist.
Solardachstein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Polyuhrethan UV-beständig ist.
Solardachstein nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (9.1) der Vergussmasse (9) der Vergussmasse selbstreinigend und/oder mit ei nem Rückstelleffekt bei kleinen Beschädigungen ausgebildet ist.
Solardachstein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Solarzelle (4) und der Auflagefläche (7.1) ein Kleber für die Fixierung der Solarzelle (4) an dem Grundkörper (5) vor der Einbettung in die Vergussmasse (9) vorhanden ist.