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Abstract

Dachkonstruktion mit mindestens einem Solarmodul (2, 2', 2''), aufweisend mindestens einen Dachträger (4', 4', 4''), auf dem das Solarmodul (2, 2', 2'') so befestigt sind, dass seine Hauptebene einen Winkel β zwischen 10° und 25° mit der Ebene des Dachträgers einschließt, wobei der Dachträger (4', 4', 4'') durch Stützen (6, 8) getragen wird, gegenüber denen der Dachträger einen Winkel α zwischen 75° und 85° aufweist.roof construction with at least one solar module (2, 2 ', 2' '), comprising at least a roof rack (4 ', 4', 4 '') on which the solar module (2, 2 ', 2' ') so attached are that its main plane includes an angle β between 10 ° and 25 ° with the plane of the roof rack, wherein the roof rack (4 ', 4', 4 '') by supports (6, 8) is worn opposite those of the roof racks an angle α between 75 ° and 85 °.

Figure 00000001
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dachkonstruktion mit mindestens einem, bevorzugt einer Vielzahl von Solarmodulen, deren Strom in das öffentliche Netz eingespeist oder vor Ort verbraucht werden kann.The The present invention relates to a roof construction with at least one, preferably a plurality of solar modules whose current in the public Network can be fed or consumed on site.

Mit dem solartechnischen Energiepotential kann theoretisch das 3,8 fache des weltweiten Energiebedarfs gedeckt werden. Bisher wird Solarenergie in erster Linie auf Dachflächen erzeugt. In Deutschland ergibt sich dafür ein solares Flächenpotential von 400 km2 oder 60 TWel/Jahr. Das Flächenpotential von Parkplatzflächen mit 450 km2 oder 67 TWel/Jahr wurde bisher nicht berücksichtigt.The solar energy potential can theoretically cover 3.8 times the global energy demand. So far, solar energy is generated primarily on roofs. In Germany, this results in a solar area potential of 400 km 2 or 60 TW el / year. The area potential of parking areas with 450 km 2 or 67 TW el / year has not yet been considered.

Europa liegt zwischen dem 35° und 70° Breitengrad. Somit gelten für die solare Energieerzeugung je nach Standort unterschiedliche Anforderungen. Während der Azimut stets eine ideale Südausrichtung erfordert und somit zu vernachlässigen ist, bestimmt vor allem die Modulneigung die Effektivität der solaren Energieerzeugung.Europe lies between the 35 ° and 70 ° latitude. Thus, apply to Solar energy generation varies depending on the location. While the azimuth is always an ideal south orientation requires and thus neglect is determined, especially the module inclination the effectiveness of the solar Power generation.

So liegt im südlichsten Teil Europas der optimale Aufstellwinkel bei 30° gegenüber der Senkrechten, während der nördlichste Teil Europas eine Modulneigung von 48° erfordert. Für solare Gebäudekonstruktionen bedeutet dies, das deren nördliches Höhenmass das 1,85 bis 2,63 fache des südlichen Höhenmasses erfordert. Aus architektonischer Sicht werden dadurch sehr sperrige, ungefällige und wenig attraktive Dachkonstruktionen erforderlich, welche sich in dichter besiedelten Gebieten und Metropolen nur schwer oder gar nicht einfügen lassen.So is in the southernmost Part of Europe the optimal angle of elevation at 30 ° with respect to the vertical, while the northernmost Part of Europe requires a module inclination of 48 °. For solar building construction this means that their northern altitude 1.85 to 2.63 times the southern elevation requires. From an architectural point of view, this makes very bulky, unpleasing and less attractive roof structures needed, which themselves difficult or even in densely populated areas and metropolises do not paste to let.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Angabe einer Dachkonstruktion, welche die Winkelkonstruktion optimiert, die geeignet ist, eine Regenwasserabführung bereitzustellen, die elektrischen Komponenten, das heisst AC sowie DC, auf engstem Raum verläßlich unterzubringen, als auch eine energiesparende Beleuchtungstechnologie integrieren zu können.task The present invention therefore provides an indication of a roof construction, which optimizes the angle construction suitable for providing rainwater drainage, the electrical components, ie AC and DC, on tightest To place space reliably, as well as an energy-saving lighting technology integrate to be able to.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist angegeben eine Dachkonstruktion mit mindestens einem Solarmodul, aufweisend mindestens einen Dachträger, auf dem das Solarmodul so befestigt ist, dass seine Hauptebene einen Winkel β zwischen 10° und 25° mit der Ebene des Dachträgers einschließt, wobei der Dachträger durch Stützen getragen wird, gegenüber denen der Dachträger einen Winkel α zwischen 75° und 85° aufweist.According to one Aspect of the present invention is given a roof construction with at least one solar module, comprising at least one roof rack, on the solar module is fixed so that its main plane a Angle β between 10 ° and 25 ° with the level of the roof rack includes, wherein the roof rack by supports is worn opposite those of the roof racks an angle α between 75 ° and 85 °.

Die Gesamtneigung der Solarmodule gegenüber dem Boden beträgt somit β + 90° – α. Im erfindungsgemäßen Winkelbereich ergeben sich also Gesamtwinkel zwischen 15° und 40°. Der Vorteil der Konstruktion liegt begründet in einer insgesamt niedrigen Bauhöhe der gesamten Gebäudekonstruktion. Ferner wird ein stark reduzierter Schattenwurf durch die Module als auch durch die Gebäudekonstruktion erzielt. Darüber hinaus lassen sich mehr Module anordnen und dadurch mehr Leistung auf einer definierten Fläche erzielen. Ferner ergibt sich ein erhöhter Energieertrag und eine bessere Wirtschaftlichkeit pro definierter Fläche. Schliesslich läßt sich eine Architektur verwirklichen, die sich harmonisch in die bestehende Infrastruktur einfügt.The Total inclination of the solar modules with respect to the ground is thus β + 90 ° - α. In the angular range according to the invention So total angles between 15 ° and 40 ° result. The advantage of the design is justified in a total low overall height of the entire building construction. Further will greatly reduce the amount of shadows cast by the modules as well achieved through the building construction. About that In addition, more modules can be arranged and thus more power on a defined surface achieve. Furthermore, there is an increased energy yield and a better economic efficiency per defined area. Finally, it is possible to realize an architecture that fits harmoniously into the existing one Infrastructure inserts.

Bevorzugt ist die Dachkonstruktion dadurch gekennzeichnet, dass sie für einen Carport bestimmt ist und keine Seitenwände aufweist. Der Carport wird freitragend mit 3 Stützen oder wahlweise 4 oder 6 Stützen ausgeführt. Alle tragenden Elemente, d. h. Stützen und Querträger werden aus feuerverzinkten, Stahlprofilen gefertigt, welche sich durch eine hohe Torsions- und Zugkraft ausweist.Prefers the roof construction is characterized in that it is suitable for a Carport is determined and has no side walls. The carport becomes self-supporting with 3 supports or alternatively 4 or 6 supports executed. All supporting elements, d. H. Supports and cross members will be made of galvanized, steel profiles, which are characterized by a high torsional and tensile strength identifies.

Bevorzugt ist eine Dachkonstruktion dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Dachträger nebeneinander angeordnet und befestigt sind. Dadurch läßt sich die Packungsdichte der einzelnen Solarmodule erhöhen. Alle dachtragenden Elemente können wahlweise aus feuerverzinkten Stahl- oder aus hochwertigen Aluminiumprofilen gefertigt werden.Prefers is a roof construction characterized in that several roof beams side by side are arranged and fixed. This allows the packing density increase the individual solar modules. All roof-bearing elements can optionally made of hot-dip galvanized steel or high quality aluminum profiles be made.

Ferner ist es bevorzugt, eine Dachkonstruktion anzugeben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass auf jedem Dachträger einzelne Solarmodule angeordnet sind, wobei einander zugewandte Solarmodule einander berühren. Auch diese Maßnahme erhöht die Gesamtausbeute.Further it is preferred to provide a roof construction characterized is that on every roof rack individual solar modules are arranged, wherein facing each other Solar modules touch each other. Also this measure increases the Overall yield.

Eine bevorzugte Ausführung der Dachkonstruktion umfasst unterhalb des Dachträgers eine Membrane zur Abführung von Wasser, die so befestigt ist, dass die Membrane angeschrägt ist, so dass z. B. Regenwasser geeignet abgeführt werden kann.A preferred embodiment the roof construction includes a membrane below the roof rack to the exhaustion of water, which is fixed so that the membrane is beveled, so that z. B. rainwater can be discharged appropriately.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.Further Advantages, features and applications of the invention result from the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawing.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer Dachkonstruktion mit Solarmodulen gemäß Erfindung. 1 shows a cross section through an embodiment of a roof construction with solar modules according to the invention.

2 zeigt eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer Dachkonstruktion gemäß 1. 2 shows a plan view of an embodiment of a roof construction according to 1 ,

3 zeigt die Dachkonstruktion gemäß der Erfindung mit Regenwasser-Membrane. 3 shows the roof construction according to the invention with rainwater membrane.

Es sind in den Fig. mehrere Stützen 6, 8 gezeigt, die einen Dachträger 4 tragen, bzw. stützen. Der Dachträger wiederum trägt eine Reihe von Solarmodulen 2, 2', 2'', die gegenüber dem Dachträger in einem Winkel von β angeordnet sind. Der Dachträger weist gegenüber den Stützen einen Winkel α auf.There are several supports in the figures 6 . 8th shown a roof rack 4 wear, or support. The roof carrier in turn carries a series of solar modules 2 . 2 ' . 2 '' , which are arranged opposite the roof rack at an angle of β. The roof rack has an angle α relative to the supports.

In 2 und neben den auf dem Dachträger 4 befestigten Modulen 2, 2' und 2'' weitere Dachträger 4' und 4'' gezeigt, auf denen weitere Solarmodule 2A etc. und 2B etc. befestigt sind.In 2 and next to the one on the roof rack 4 attached modules 2 . 2 ' and 2 '' additional roof rack 4 ' and 4 '' shown, on which further solar modules 2A etc. and 2 B etc. are attached.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird dadurch gelöst, dass die ideale Neigung zur Sonne durch zwei sich addierende Winkelmasse erreicht wird. Das Winkelmass α (Alpha) bezieht sich dabei immer auf die Neigung der tragenden Dachkonstruktion gegenüber den Stützen und beträgt zwischen 75° und 85°, während sich das Winkelmaß β (Beta) auf die Neigung der Solarmodule 2, 2', 2'' gegenüber dem Dachträger bezieht, welche zwischen 10° bis 25° liegen können.The problem underlying the invention is solved in that the ideal inclination to the sun is achieved by two angular masses which add each other. The angle α (alpha) always refers to the inclination of the load-bearing roof structure in relation to the supports and is between 75 ° and 85 °, while the angular dimension β (beta) refers to the inclination of the solar modules 2 . 2 ' . 2 '' relates to the roof rack, which may be between 10 ° to 25 °.

Die erfindungsgemäße Dachkonstruktion ist anwendbar auf jedes Gebäude, im vorliegenden Fall auf eine Carport-Konstruktion welche entweder freitragend mit 3 Stützen oder wahlweise 4 oder 6 Stützen ausgeführt werden kann.The roof construction according to the invention is applicable to any building, in the present case on a carport construction which either self-supporting with 3 supports or alternatively 4 or 6 supports accomplished can be.

Die vorliegende Erfindung lässt sich mit Systembauteilen verwirklichen, welche ein hohes Mass an Gleichbauteilen aufweisen und deren Bemassung bestehenden gesetzlichen sowie strukturellen Anforderungen gerecht wird.The present invention to realize themselves with system components, which is a high measure Have equal components and their dimensioning existing statutory as well as structural requirements.

Zur Abführung von Regenwasser ist eine Membran 10 zwischen den Stützen befestigt, wobei der Ablauf des Wassers in Richtung der Hauptstützenkonstruktion erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Membran 10 im Winkel γ (Gamma) zur Stützenkonstruktion angeordnet ist, wobei γ (Gamma) bei Winkeln von über 90° liegt. Die Membran 10 be steht aus einem schwer entflammbaren, mit Fungiziden behandelten Kunststoff, bsp. PVC, welches mit einem verschweissbaren Fluorlack beschichtet ist. Es zeichnet sich durch eine hohe Höchstzug- und Weiterreißkraft aus, so dass auch grössere Schneemengen über längere Zeit gehalten werden können. Große Mengen an Regenwasser lassen sich dadurch kontrolliert und sicher zusammenführen und je nach Bedarf in einem Wassertank sammeln, für eine spätere Brauchwassernutzung.For the discharge of rainwater is a membrane 10 fastened between the supports, wherein the flow of water takes place in the direction of the main column construction. This is achieved by the membrane 10 is arranged at an angle γ (gamma) to the support structure, where γ (gamma) is at angles of more than 90 °. The membrane 10 be is made of a flame retardant, treated with fungicides plastic, bsp. PVC, which is coated with a weldable fluororesin. It is characterized by a high tensile and tear propagation force, so that even larger amounts of snow can be kept for a long time. Large quantities of rainwater can be controlled and safely merge together and collect as needed in a water tank, for a later use of water.

Die AC-Energieverteilung als auch die DC-Energieabführung werden pro Unterkonstruktion durch jeweils ein zentrales Modul gewährleistet. Das Gehäuse dieser zentralen Einheiten ist wind- und wasserabweisend und verfügt somit mindestens über die Schutzart IP-65. Des weiteren lassen sich mehrere zentrale Module miteinander verknüpfen, so dass eine Linienstruktur aufgebaut werden kann.The AC power distribution as well as DC power dissipation are performed per substructure each ensures a central module. The housing This central unit is wind and water repellent and therefore has at least over the Degree of protection IP-65. Furthermore, several central modules can be linked together, so that a line structure can be built.

Die AC-Energieverteilung wird über eine Kreuzverteilung in einer Verteilerbox realisiert, was die zu verlegenden Leistungslängen reduziert und die Montagezeiten verkürzt. Darüber hinaus ist ein Überlast- und Kurzschlußschutz in der Verteilerbox integriert, was die Sicherheit im Betrieb erhöht.The AC power distribution is over realized a cross distribution in a distribution box, what the laying power lengths reduced and the installation times shortened. In addition, an overload and short circuit protection integrated in the distribution box, which increases safety during operation.

Die DC-Energieabführung wird durch einen Generatoranschlusskasten realisiert, indem die Stränge der Solarmodule von mindestens einer Unterkonstruktion zusammengeführt werden. Des weiteren ist ein DC-Überspannungsschutz integriert, was die Betriebssicherheit erhöht.The DC power dissipation is realized by a generator terminal box by the strands of the Solar modules are merged from at least one substructure. Furthermore, a DC overvoltage protection integrated, which increases the operational safety.

Da es sich hier um ein Systembaumodul handelt, können die Kabelbäume vorkonfektioniert, werden. Dies reduziert die Montagezeiten als auch die Fehlerquellen welche beim Crimpen entstehen können. Die Kabelbäume verlaufen geschützt innerhalb der Stahlkonstruktion, so dass diese von äußeren Einwirkungen geschützt werden.There this is a system module, the wiring harnesses can be pre-assembled. This reduces the assembly times as well as the sources of error which can arise during crimping. The harnesses run protected within the steel structure, so that these are external influences protected become.

Da die Konstruktion die auf Parkplatzflächen bestehenden Leuchtmasten ersetzen soll, wird eine Standard Beleuchtung bestehend aus energiesparenden LED und/oder Leuchtstoffröhren installiert. Dadurch können energiesparende intelligente Beleuchtungsprogramme gefahren und Parkleitsysteme über Farblichtgestaltung realisiert werden. Die Leuchtmittel werden gleichmäßig in der Dachkonstruktion des Systemmoduls verteilt, so dass in Verbindung mit der lichtdurchlässigen Membran eine indirekte, diffuse Lichtquelle für die Beleuchtung des Parkplatzes und der Fahrgassen entstehtThere the construction of the light pylons on parking areas is to replace a standard lighting consisting of energy-saving LED and / or fluorescent tubes Installed. Thereby can driven energy-saving intelligent lighting programs and Parking guidance systems over Color light design can be realized. The bulbs are evenly in the Roof construction of the system module distributed so that in conjunction with the translucent Membrane an indirect, diffused light source for the illumination of the parking lot and the tramlines arise

Claims (5)

Dachkonstruktion mit mindestens einem Solarmodul (2, 2', 2''), aufweisend mindestens einen Dachträger (4', 4', 4''), auf dem das Solarmodul (2, 2', 2'') so befestigt sind, dass seine Hauptebene einen Winkel β zwischen 10° und 25° mit der Ebene des Dachträgers einschließt, wobei der Dachträger (4', 4', 4'') durch Stützen (6, 8) getragen wird, gegenüber denen der Dachträger einen Winkel α zwischen 75° und 85° aufweist.Roof construction with at least one solar module ( 2 . 2 ' . 2 '' ), comprising at least one roof rack ( 4 ' . 4 ' . 4 '' ) on which the solar module ( 2 . 2 ' . 2 '' ) are fixed so that its main plane encloses an angle β between 10 ° and 25 ° with the plane of the roof rack, the roof rack ( 4 ' . 4 ' . 4 '' ) by supports ( 6 . 8th ), against which the roof rack has an angle α between 75 ° and 85 °. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie für einen Carport bestimmt ist und keine Seitenwände aufweist.Roof construction according to claim 1, characterized that they are for a carport is determined and has no side walls. Dachkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, mehrere Dachträger (4', 4', 4'') nebeneinander angeordnet und befestigt sind.Roof construction according to claim 1, characterized in that several roof beams ( 4 ' . 4 ' . 4 '' ) are arranged side by side and fastened. Dachkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, das auf jedem Dachträger (4', 4', 4'') einzelne Solarmodule angeordnet sind, wobei einander zugewandte Solarmodule (2A, 2B) einander berühren.Roof construction according to claim 3, characterized in that on each roof rack ( 4 ' . 4 ' . 4 '' ) individual solar modules are arranged, wherein mutually facing solar modules ( 2A . 2 B ) touch each other. Dachkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Dachträgers eine Membrane (10) zur Abführung von Wasser befestigt ist, wobei die Membrane zur Abführung von Wasser angeschrägt ist.Roof construction according to one of the preceding claims, characterized in that below the roof carrier a membrane ( 10 ) is attached to the discharge of water, wherein the membrane is tapered for the discharge of water.
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