DE69737133T2

DE69737133T2 - Dach und Montagesystem dafür

Info

Publication number: DE69737133T2
Application number: DE69737133T
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Ohta-ku Mimura; Kimitoshi Ohta-ku Fukae; Akiharu Ohta-ku Takabayashi; Masahiro Ohta-ku Mori; Takashi Ohta-ku Ohtsuka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: EP0828036A3; AU3611897A; EP0828036A2; US6336304B1; US6155006A; KR100276185B1; AU732413B2; EP0828036B1; DE69737133D1; KR19980019145A; JPH1072910A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Horizontaleindeckungsdach, eine Anschlussstelle für ein Horizontaleindeckungsdach und ein Montage- und Demontageverfahren eines Horizontaleindeckungsdaches und insbesondere auf ein Dach mit einer integrierten Solarbatterie sowie auf ein Montageverfahren dazu.
Zugehöriger Stand der Technik
Es gibt hauptsächlich zwei Arten eine Solarbatterie an einem Dach zu platzieren: eine betrifft ein Verfahren zum Montieren der Solarbatterie an einem existierenden Dach, die andere ist ein Verfahren zum Verlegen der Solarbatterie selbst als Dach.
Bei der ersten Art wird die Solarbatterie unter Verwendung einiger Rahmen an dem existierenden Dach installiert und es können daher herkömmliche Solarbatteriemodule so verwendet werden wie sie sind. Jedoch sind die Installationskosten hoch und das Erscheinungsbild ist schlecht. Daher wurde dem zweitgenannten Verfahren in letzter Zeit mehr Beachtung geschenkt.
Was das zweite Verfahren angeht, sind eine Vielzahl von Montageverfahren eines Daches im Allgemeinen seit langem bekannt und Beispiele aus dem Stand der Technik, bei denen Solarbatterien verwendet werden, umfassen die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-55618 (Titel „roofing"), die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-152670 („horizontal roofing"), die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-114111 („horizontal roofing"), die nationale Veröffentlichung einer übersetzten Version Nr. 6-503684 („vertical roofing") usw.
Da jedoch bei den herkömmlichen Horizontaleindeckungsdächern die Dachpaneele von der Traufe zum First verlegt werden, wobei sie falzverbunden werden, liegt ein Problem darin, dass ein Austausch einiger Dachpaneele nach der Montage sehr schwierig ist. Wenn beispielsweise ein Solarbatteriemodul an der Traufenseite fehlerhaft ist, kann das fehlerhafte Modul nicht ausgetauscht werden, bevor nicht das gesamte Dach entfernt wurde, wodurch ein Problem darin besteht, dass die Wartung sehr aufwändig ist. Dies ist auch bei den herkömmlichen Dächern der Fall, aber in dem Fall des Integraldaches mit Solarbatterie wird das Problem besonders ernst, da ein Schaden das Gesamtsystem stark beeinträchtigt.
Zusätzlich besteht ein Problem darin, dass es nicht einfach ist, im Fall der Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneelen, die auszutauschenden Dachpaneele zu spezifizieren, wenn der Bedarf besteht, einige Dachpaneele auszutauschen. Beispielsweise offenbart die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-152670 eine elektrische Verbindung einer Horizontaleindeckung, aber es liegt das Problem darin, dass es unmöglich wird, eine Ausgabe der Solarbatterie eines jeden Moduls zu messen, wenn die Solarbatteriemodule einmal verlegt wurden, und dass deren Überprüfungsarbeiten einen Arbeitsaufwand bedeuten, der im Wesentlichen dem Gesamtaustausch gleichsteht.
Da außerdem die Verkabelungsarbeiten von Kombinationssolarbatterien und Bedachungsmaterialien normalerweise zum Zeitpunkt der Konstruktion des Daches erfolgt, treten gelegentlich solche Probleme darin auf, dass das Dach mit einer unzureichenden Verkabelungsverarbeitung verlegt wird. Daher ist die Komplexität einer Dachkonstruktion ein Problem und es gab bislang keine Kombination aus Horizontaleindeckungsdachpaneel und Solarbatterie, die diese Probleme vollständig lösen konnte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Dach und ein verbessertes Eindeckungsverfahren zu schaffen, so dass die Lebensdauer des Daches in Hinsicht auf Wettereinflüsse sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Dach gelöst, das die Merkmale von Anspruch 1 hat, und sie wird mit Eindeckungsverfahren gelöst, die die Merkmale von Ansprüchen 3 bzw. 5 haben. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Horizontaleindeckungsdach, eine Anschlussstelle für das Horizontaleindeckungsdach sowie ein Montage- und Demontageverfahren des Horizontaleindeckungsdaches vor, um in dem Fall ein teilweises Austauschen der Dachpaneele zu realisieren, wenn in dem Dachpaneel, insbesondere in der Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneel, ein Fehler auftritt.
Wenn mit dem Horizontaleindeckungsdach gemäß der vorliegenden Erfindung nach dessen Montage der Eingriffsabschnitt am unteren Ende entfernt wird und wenn die Halteelemente einer Anschlussstelle an beiden Seiten entfernt werden, ist das Dachpaneel lediglich an der oberen Seite fixiert, so dass das flexible Dachpaneel nach der Montage hochgedreht werden kann. Als Ergebnis müssen selbst nach der Montage des Daches lediglich einige Halteklammern entfernt werden. Daher verwirklicht die Erfindung einen solchen speziellen Ablauf, bei dem die horizontal eingedeckten Dachpaneele selbst nach der Montage teilweise austauschbar werden.
Andererseits kann erwartet werden, dass wegen der abnehmbaren Anordnung der Eingriffsabschnitte eine Widerstandsfähigkeit gegen Wind niedriger wird, aber die Widerstandsfähigkeit gegen Wind wurde ausreichend erfolgreich beibehalten, indem ein Befestigungselement an dem Eingriffsabschnitt hinzugefügt wurde und die Gestalt des Eingriffsabschnitts geändert wurde.
Im Allgemeinen muss bei Dachabdichtungsarbeiten unter Verwendung des Befestigungselements, das von einer Durchdringung einer Schraube oder dergleichen begleitet wird, besondere Vorsicht walten. Daher sind die Eingriffsabschnitte des Dachpaneels in einer Doppelwandstruktur gegen die Schalungstafel ausgebildet, wodurch das durch die Spalten der Schraube hindurchgehende Wasser zu dem unteren Dachpaneel rückgeführt werden kann, wodurch die Dachabdichtung äquivalent zu der bisherigen beibehalten wird.
Das Befestigungselement gemäß der vorliegenden Erfindung hat ferner einen Vorteil darin, dass verhindert wird, dass Regen oder dergleichen das Befestigungselement direkt trifft, da die Dachpaneele an einem Öffnungsabschnitt tief im Inneren des Verbindungsabschnitts des Daches befestigt sind. Daher hat die Erfindung zum Beispiel die Funktion, ein Problem zu lösen, dass die Schrauben in Gebieten starken Schneefalls durch Schnee herausgezogen werden.
Mit dem Horizontaleindeckungsdach gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, einen mittleren Abschnitt des Horizontaleindeckungsdaches hochzukippen und somit die elektrische Verkabelungsarbeit einfach für die Solarbatterie eines jeden Abschnitts mit Zugang zu den Terminalabschnitten an der Rückseite des Dachpaneels durchzuführen. Daher kann selbst dann, wenn nach der Montage des Daches ein Verbindungsfehler vorliegt, die Verkabelung danach neu angeordnet werden.
Da es das Horizontaleindeckungsdach gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt, dass der Zwischenabschnitt des Dachpaneels hochgekippt werden kann, kann der Terminalabschnitt an der Rückseite des Dachpaneels oder dergleichen sogar nach der Montage des Daches einfach überprüft werden und es ist zudem möglich, den Terminalabschnitt oder dergleichen ebenso wie die Verkabelung auf der Baustelle zu reparieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines Horizontaleindeckungsdachpaneels;
2 ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen eines Montageverfahrens eines Horizontaleindeckungsdaches;
3 ist eine Schnittansicht eines Verbindungsteils in der Strömungsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches;
4 ist ein Verkabelungsschaubild an der Rückseite eines Horizontaleindeckungsdaches mit integrierter Solarbatterie;
5 ist ein Verkabelungsschaubild an der Rückseite des Horizontaleindeckungsdaches mit integrierter Solarbatterie;
6 ist eine Zeichnung zum Veranschaulichen der Montage eines Anschlussstücks gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Schnittansicht, die den Zusammenbauzustand der Dachpaneele, einer Anschlussstücktropfplatte, einer Halteplatte und einer Anschlussstückabdeckung zeigt, nachdem die Elemente von 6 zusammengebaut wurden;
8 ist eine Schnittansicht, die den Zusammenbauzustand des Dachpaneels, der Anschlussstücktropfplatte und der Anschlussstückabdeckung zeigt, nachdem die Elemente von 6 zusammengebaut wurden;
9 ist eine Schnittansicht eines Verbindungsteils in der Strömungsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches;
10 ist eine Erläuterungszeichnung eines Solarbatterieelements;
11 ist eine Schnittansicht eines Verbindungsteils in der Strömungsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches in Beispiel 1;
12 ist eine Schnittansicht des Horizontaleindeckungsdachpaneels in Beispiel 2;
13 ist eine Schnittansicht eines Verbindungsteils in der Strömungsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches in Beispiel 2;
14 ist eine Schnittansicht des Horizontaleindeckungsdachpaneels in Beispiel 3;
15 ist eine Schnittansicht eines Verbindungsteils in der Strömungsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches in Beispiel 3;
16 ist eine Schnittansicht des Horizontaleindeckungsdaches in Beispiel 4;
17 ist eine Schnittansicht eines Verbindungsteils in der Strömungsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches in Beispiel 4;
18 ist eine Schnittansicht des Horizontaleindeckungsdachpaneels gemäß dem Ausführungsbeispiel der beanspruchten Erfindung;
19 ist eine Perspektivansicht eines Verbindungsteils des Ausführungsbeispiels der beanspruchten Erfindung;
20 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, dass eine Ausgabe von dem Dach durch einen Gleichstromverteilerkasten zu dem Dach zugeführt wird.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
1 zeigt ein typisches Beispiel eines Horizontaleindeckungsdachpaneels, welches hauptsächlich aus einer Unterschicht 101, einem Solarbatterieelement 102, Dichtungsmaterial 103, einem Verteilerkasten 104 und einem Kabelelement 105 besteht. Bezugszeichen 106 bezeichnet einen Eingriffsabschnitt am unteren Ende bzw. einen unteren Endeingriffsabschnitt eines Dachpaneels, das sich stromaufwärts befindet und 107 bezeichnet einen Eingriffsabschnitt am oberen Ende bzw. einen oberen Endeingriffsabschnitt eines Dachpaneels, das sich stromabwärts befindet.
2 zeigt ein Montagebeispiel einer Kombination aus Solarbatterie und Dach, wobei Bezugszeichen 201 Strukturelemente von Pfetten, 202 Sparren, 203 eine Traufarabeske, 204 Schaltafeln, die ein Dachunterlagematerial sind, 205 eine Asphalteindeckung, 206 Halteklammern, 207 eine Tropfplatte, die ein Anschlussstückbodenelement ist, 208 eine Anschlussstückabdeckung, die ein Anschlussstückabdeckungselement ist, 209 Dachpaneele, 210 ein Verkabelungselement, 211 eine Halteplatte, die ein Anschlussstückhalteelement ist, und 212 einen Öffnungsabschnitt bezeichnen.
Mont agevorgänge
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Montagevorgang des gesamten Horizontaleindeckungsdaches des vorliegenden Beispiels in der Reihenfolge beschrieben.

(1) Sparren 202 werden an Pfetten 201 angebracht.
(2) Eine Traufarabeske 203 wird als ein Befestigungselement an der Traufe an der Kante der Traufe montiert.
(3) Schaltafeln 204 werden zwischen (auf) den Sparren 202 befestigt.
(4) Eine wasserdichte Bahn, die als Asphalteindeckung 205 bezeichnet wird, wird über den Schaltafeln ausgelegt.
(5) Der Hauptkörper eines jeden Dachpaneels 209 wird so ausgerichtet, dass der Eingriffsabschnitt am unteren Ende des Dachpaneels 209 in einen Anschlag der Arabeske passt und dass der Eingriffsabschnitt am oberen Ende mit Hilfe einer Halteklammer 206 an dem Sparren 202 befestigt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kabelelemente 210 aus dem Dachpaneel 209 herausgehalten.
(6) Für die Horizontalverbindung zwischen den Dachpaneelen wird zunächst die Anschlussstücktropfplatte 207 in den Verbindungsabschnitt eingebracht.
(7) Die Dachpaneele 209 werden horizontal verbunden, deren Horizontalverkabelungen werden unter der Tropfplatte 207 verbunden und die Dachpaneele werden mit Hilfe der Halteplatte 211 an der Tropfplatte 207 fixiert.
(8) Danach wird die Anschlussstückabdeckung 208 eingesetzt, wodurch die Horizontalverbindung vollendet wird.
(9) Was die Vertikalverbindung betrifft wird eine Falzverbindung von oberen und unteren Dachpaneelen in der gleichen Weise wie vorstehend unter (5) beschrieben wiederholt, wodurch die Dachpaneele in Richtung des Firsts aufeinanderfolgend eingedeckt werden.

Im Fall von sehr großen Gebäuden oder dergleichen ist es zudem möglich, die Dachpaneele direkt an den Sparren oder an den Sparren entsprechenden Balken einzudecken, ohne dass Schaltafeln vorgesehen werden.
Details des Eingriffsabschnitts
In 3 sind Details des Eingriffabschnitts des Dachpaneels gezeigt. Der Eingriffsabschnitt am oberen Ende des unteren Dachpaneels ist über die Halteklammer 206 mittels eines Nagels oder einer Drehschraube oder dergleichen an der Schaltafel 204 befestigt. Die Halteklammer ist so geformt, wie in 4 gezeigt ist, wobei ihre innere Klaue fest mit einem Teil des Eingriffsabschnitts 107 am oberen Ende des unteren Dachpaneels in Eingriff ist. Dann wird der Eingriffsabschnitt 106 am unteren Ende des oberen Dachpaneels mit dem Eingriffsabschnitt 107 am oberen Ende des unteren Dachpaneels gekoppelt und eine äußere Klaue der Halteklammer 206 wird in eine Vertiefung des Eingriffsabschnitts 106 am unteren Ende des oberen Dachpaneels eingesetzt. Danach wird der Eingriffsabschnitt am oberen Ende des oberen Dachpaneels auf die gleiche Weise ebenso durch die Haltekammer 206 fixiert. Dann werden die Eingriffsabschnitte durch ein Befestigungselement 214 durchbohrt und befestigt. Diese Vorgänge werden wiederholt. Die Eingriffsabschnitte können im Vorfeld im Herstellungsbetrieb gebohrt werden.
Ein besonderes Beispiel des Befestigungselements 214 ist ein Blindniet, der auf geeignete Weise verwendet wird. Der Blindniet hat eine ausreichende mechanische Festigkeit, während er zum Beseitigen einfach durch Verdrehung gebrochen werden kann und es kann durch eine dazu bestimmte Vorrichtung ein neuer Niet auf einfache Weise wieder montiert werden.
Einzelheiten des Verbindungsteils in der Horizontalrichtung Die Einzelheiten des Verbindungsteils in der Horizontalrichtung des Dachpaneels sind in 6 gezeigt. 7 ist eine Schnittansicht, die den Zusammenbauzustand des Dachpaneels, der Anschlussstücktropfplatte, der Halteplatte und der Anschlussstückabdeckung zeigt, nachdem die Elemente von 6 zusammengebaut wurden. 8 ist eine Schnittansicht, die den Zusammenbauzustand des Dachpaneels, der Anschlussstücktropfplatte und der Anschlussstückabdeckung zeigt, nachdem die Elemente von 6 zusammengebaut wurden. Eine Anschlussstücktropfplatte 207 ist unterhalb eines benachbarten Bereichs zwischen zwei benachbarten Dachpaneelen 209 in Lage gebracht und dient dazu, das in die benachbarten Bereiche an dem sich stromaufwärts befindlichen Dachpaneel strömende Wasser zu leiten. Die Anschlussstücktropfplatte 207 hat eine Vielzahl von Flanschabschnitten einer Rippengestalt für eine zuverlässigere Dachabdichtung. Eine Halteplatte 211 befindet sich an der Anschlussstücktropfplatte 207 und eine Anschlussstückabdeckung 208 ist so in Lage gebracht, dass sie die Halteplatte 211 abdeckt. Die Halteplatte 211 und die Anschlussstücktropfplatte 207 sind jeweils mit einem Öffnungsabschnitt 212 versehen, durch den die Kabelelemente 210 herausgezogen werden können.
Rückverkabelung
4 ist eine Zeichnung, die die Verbindung der rückseitigen Verkabelung 207 zwischen den Dachpaneelen in dem Dach zeigt, wobei die Dachpaneele Solarbatteriefolgen bilden, in denen jeweils benachbarte Kombinationen aus Solarbatterie und Dachpaneelen in Reihe verbunden sind, und zwar in der Reihenfolge von der positiven Elektrode zu der negativen Elektrode oder von der negativen Elektrode zu der positiven Elektrode. Eine Vielzahl von Solarbatteriefolgen sind bereitgestellt, deren erzeugte Spannungen gleich sind, und jede Spannung ist so eingestellt, dass sie eine Eingangsspannung (beispielsweise 200 V) eines Stromrichters ist. Die Ausgaben der Vielzahl von Solarbatteriefolgen werden unabhängig voneinander in einer Gleichstromverteilerkasten gesammelt und sind darin parallel verbunden (siehe 20). An einem vorläufigen Abschnitt vor dem Kontaktpunkt der Parallelverbindung einer jeden Solarbatteriefolge ist ein Unterbrecher vorgesehen. Wenn eine bestimmte Solarbatteriefolge fehlerhaft ist, kann die Solarbatteriefolge zum Durchführen der Wartung elektrisch getrennt werden. Schraffierte Elemente mit dem Bezugzeichen 401 usw. sind Dachpaneele, so genannte Attrappenplatten, die keine Solarbatterieelemente haben. Diese Elemente werden dazu verwendet, unvollständige Abschnitte zu ergänzen, die erzeugt wurden, weil Abmessungsunterschiede zwischen den Abmessungen eines Dachpaneels und der Länge des Daches beim Eindecken des Daches eintreten und sie werden zudem für Arbeiten, etwa Giebelabschlüsse oder Firstabschlüsse an den Kantenabschnitten verwendet und sie werden als Sammelplatz der Kabel von der Vielzahl von Dachpaneelen verwendet. Zwei horizontale Folgen bilden eine Basiseinheit bezüglich der Ausgabe einer jeden Solarbatterie und die Ausgabe wird unter den Attrappenplatten geführt, die in der Nähe der Kante des Daches ausgebildet sind und werden dann durch den First oder durch die Traufe geführt, so dass sie an einem Gleichstromverteilerkasten im Inneren des Hauses angeschlossen werden. Wie in 20 gezeigt ist, ist an dem Gleichstromverteilerkasten eine Stromrichtervorrichtung angeschlossen und die Energie wird dann zu einer Last im Inneren des Hauses oder zu dem Stromnetz zugeführt.
5 zeigt eine weitere Installationsweise unter Verwendung von zwei Arten von Kombinationen aus Solarbatterie und Horizontaleindeckungsdachpaneelen, deren positive Elektroden und negative Elektroden symmetrisch zueinander angeordnet sind. Dabei können Kabel in einer einfachen Anordnung ausgelegt werden und die Gesamtlänge der Kabel von den Solarbatterieelementen kann verringert werden, wodurch Kosteneinsparungseffekte beim Verkabelungsmaterial und eine Verringerung im Energieverlust erzielt wird.
Da die Attrappenplatten 401 in der gleichen Gestalt wie die Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneel 403 ausgebildet sind, können die Attrappendachplatten nach der Montage natürlich ebenso hochgekippt werden. Daher wird die Einfachheit einer Wartung noch mehr verbessert, falls die Solarbatterieausgabeverbindung in dem Raum unterhalb der Attrappenplatte einmal in der Horizontalrichtung gesammelt wurde. Zum Gebrauch in solchen Anwendungen wird insbesondere in diesem Teil ein einfach entfernbares Element, etwa ein Bolzen oder ein Blindniet vorgezogen. 9 zeigt einen Befestigungszustand mittels einer Schraube, wobei Bezugszeichen 900 eine Halteklammer und Bezugszeichen 901 ein Schraubenaufnahmeelement bezeichnet.
Auch wenn dies nicht dargestellt ist, kann eine Traufenbehandlung eines Daches einfach durch einen wohlbekannten Giebelabschluss durchgeführt werden.
Wartungsverfahren
Als nächstes werden grundlegende Arbeitsvorgänge während der Wartung beschrieben.

(1) Eine fehlerhafte Folge einer Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneelen kann einfach durch Überprüfung jeder Ausgabe des im Inneren des Gebäudes vorgesehenen Gleichstromverteilerkastens festgestellt werden.
(2) Da die Anschlussstückabdeckung 208 an ihrem oberen Ende mit dem Eingriffsabschnitt am unteren Ende des oberen Dachpaneels in Eingriff ist, wird sie zunächst weggenommen, um das Durchziehen des Kabels zu vereinfachen.
(3) Wenn die Anschlussstückabdeckung 208 und die Halteplatte 211 weggenommen wurden, wird der Öffnungsabschnitt 212 in der Anschlussstücktropfplatte 207 ausgebildet und man kann die Kabel 210 durch den Öffnungsabschnitt 212 sehen. Somit kann durch Herausziehen des Anschlusselements 213 für die elektrische Verbindung, das einen J-förmigen Haken hat, die Ausgabe einer jeden Solarbatterie einfach überprüft werden.
(4) Wenn eine fehlerhafte Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneel festgestellt wird, werden die Anschlussstückhalteplatten 211 entfernt. Dies löst die beiden Seiten des Horizontaleindeckungsdachpaneels.
(5) Ferner wird das Befestigungselement (214 in 3) von dem Eingriffsabschnitt am unteren Ende des vorstehend beschriebenen Horizontaleindeckungsdachpaneels entfernt, wodurch ermöglicht wird, dass das Dachpaneel zu der oberen Seite hochgekippt wird. An dieser Stelle kann der Arbeiter die Elektroarbeit einfach durchführen.
(6) Falls das Dachpaneel selbst ersetzt werden muss, wird das sich stromaufwärts des entsprechenden Dachpaneels befindliche Dachpaneel auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben hochgekippt, wodurch der Halteklammerabschnitt freigelegt wird. Dann kann die Halteklammer einfach entfernt werden und das Dachpaneel kann ausgetauscht werden.
(7) Nach dem Austauschen wird ein Ersatzdachpaneel in den umgekehrten Abläufen von Punkten (1) bis (5) fixiert, wodurch die Wartungsarbeit des Horizontaleindeckungsdaches vollendet wird.

Beschreibung eines jeden Elements
Nachstehend werden die das Dachpaneel bildenden Elemente und die zu der Montage des Dachpaneels zugehörigen Elemente beschrieben.
1. Das Dachpaneel bildende Elemente
(1-1 Unterschicht)
Die Unterschicht 101 muss eine solche Biegesteifigkeit haben, die dem Eingriffsabschnitt 106 am unteren Ende bildenden Abschnitt ermöglicht, hochgekippt zu werden und dann in den Ausgangszustand zurückgebracht zu werden. Diese Biegesteifigkeit wird bevorzugter Weise so bestimmt, dass eine menschliche Kraft die Basis hochkippen kann.
Es ist bekannt, dass die Beziehung E = fh³/3x für die Biegesteifigkeit E steht, wobei h die Höhe des Eingriffsabschnitts am unteren Ende ist, x ein Verschiebungsbetrag des Eingriffsabschnitts am unteren Ende ist und f eine Kraft ist, die an dem Eingriffsabschnitt am unteren Ende während des Hochkippens ausgeübt wird. Versuche des Erfinders haben bestätigt, dass die Kraft f zum Hochkippen des falzverbundenen Dachpaneels unter Verwendung einer Vorrichtung, etwa einem Nageleisen, ca. 400 kg betragen kann. Normalerweise kann die Höhe h des Eingriffsabschnitts am unteren Ende des Horizontaleindeckungsdaches wegen des Erscheinungsbildes nicht so hoch sein und sie wird in dem Dachpaneel auf ca. 5 cm festgelegt. Der Verschiebungsbetrag x zum Lösen der Falzverbindung muss zumindest 1 cm betragen. Daher ist die Biegesteifigkeit E der Unterschicht bevorzugter Weise kleiner als 1,6 × 10⁹ kgcm². Jedoch variiert dieser Wert in Abhängigkeit von der Gestalt des Eingriffsabschnitts am unteren Ende geringfügig nach oben und nach unten.
Das Material der Unterschicht kann aus Stahlblech, Nichteisenmetallblech oder Kunststoff gewählt sein. Beispiele des Stahlbleches beinhalten oberflächenbehandelte Stahlbleche, beschichtete Stahlbleche, Legierungen oder spezielle Stähle, die weitere Elemente enthalten sowie Verbundstahlbleche, die mit wärmeisolierendem Material oder dergleichen laminiert sind. Im Allgemeinen wird das Material aus feuerverzinkten Stahlblechen, Galphan, Galvaliumstahlblechen, feueraluminierten Stahlblechen, kupferplattierten Stahlblechen, Polyvinylchlorid vorbeschichteten Stahlblechen, Fluorkohlenwasserstoffkunstharzstahlblechen, rostfreien Stahlblechen, Hartstahlblechen, wärmeisolierenden galvanisierten Eisenblechen, atmosphärenkorrosionsbeständigem Stahl und den vorstehend erwähnten beschichteten Stahlblechen oder aus Nichteisenmetallen, etwa Kupferblechen, Aluminiumlegierungsblechen, Zinklegierungsblechen, Bleiblechen, Titaniumblechen und den vorstehend erwähnten beschichteten Farbblechen ausgewählt.
(1-2 Solarbatterieelement)
Hinsichtlich der Art des Solarbatterieelements 102 bestehen keine bestimmten Beschränkungen und es kann aus jeder Form, entweder einkristallin, polykristallin, feinkristallin oder amorph sein. Das Solarbatterieelement kann entweder aus einem SI-basierten Material oder aus einem verbundbasierten Material sein. Unter anderem ist das amorphe Solarbatterieelement vorzuziehen, da es eine Flexibilität aufweist. Da das amorphe Solarbatterieelement seine Verschlechterung durch Wärme wiederherstellt, ist es zum Gebrauch auf dem Dach geeignet.
10 zeigt eine Schnittansicht einer nicht aus einem Einkristall bestehenden Siliziumsolarbatterie als ein Beispiel eines flexiblen Solarbatterieelements.
Das Substrat 300 ist ein Element zum mechanischen Tragen einer Halbleiterschicht 302 im Fall der Dünnschichtsolarbatterie, etwa dem amorphen Silizium, und es wird in einigen Fällen zudem als Elektrode verwendet. Das Substrat muss eine solche Wärmebeständigkeit besitzen, dass es den Heiztemperaturen nach der Filmbildung der Halbleiterschicht 302 widersteht, aber es kann elektrisch leitend oder isolierend sein.
Bestimmte Beispiele von leitenden Materialien beinhalten dünne Metallplatten, etwa Fe, Ni, Cr, Al, Mo, Au, Nb, Ta, V, Ti, Pt, Pb; dünnplattige Legierungen davon, beispielsweise dünne Platten aus Messing, rostfreiem Stahl oder dergleichen; Zusammensetzungen davon; Kohlenstähle, galvanisierte Stahlbleche usw.
Bestimmte Beispiele der elektrisch isolierenden Materialien beinhalten Folien oder Bleche von wärmebeständigem Kunstharz, etwa Polyester, Polyethylen, Polykarbonat, Zelluloseazetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polystyren, Polyamid, Polyimid und Epoxid; dünne Platten von Zusammenstellungen davon mit Glasfasern, Kohlenfasern, Boronfasern, Metallfasern oder dergleichen; Materialien, die durch Ablagerung einer dünnen Metallschicht von unterschiedlichem Material und/oder einer dünnen isolierenden Schicht aus SiO₂, Si₃N₄, Al₂O₃, AlN oder dergleichen an einer Fläche einer dünnen Platte von diesen Materialien, einem Kunstharzblech oder dergleichen durch eine Oberflächenbeschichtungsbehandlung, etwa einem Sputteringprozess, einem Aufdampfungsprozess, einem Plattierungsprozess oder dergleichen erhalten werden; Glas, Keramik usw.
Die untere Elektrode (rückseitige Reflexionsschicht) 301 ist eine Elektrode zum Extrahieren der in der Halbleiterschicht 302 erzeugten Energie, die eine solche Arbeitsweise haben muss, dass sie eine galvanisch leitende Verbindung mit der Halbleiterschicht 302 herstellt. Das Material für die untere Elektrode kann aus so genannten Einzelmetallen oder Legierungen, etwa Al, Ag, Pt, Au, Ni, Ti, Mo, W, Fe, V, Cr, Cu, Edelstahl, Messing, Nichrome, SnO₂, In₂O₃, Zn und ITO; transparenten leitfähigen Oxiden (TCO) usw. ausgewählt werden.
Die Oberfläche der unteren Elektrode 301 ist bevorzugter Weise glatt, sie kann jedoch dort, wo eine unregelmäßige Lichtreflexion erwartet wird, mit einer Textur versehen sein. Sie wird auch als rückseitige Reflexionsschicht bezeichnet. Insbesondere dann, wenn das Substrat 300 elektrisch leitfähig ist, muss die untere Elektrode 301 nicht vorgesehen sein.
Ein Herstellungsprozess der unteren Elektrode 301 kann solche Verfahren wie Plattieren, Aufdampfen oder Sputtering verwenden, die den Umständen entsprechend auf geeignete Weise ausgewählt werden.
Die Halbleiterschicht 302 des Solarbatterieelements ist eine „Semiconductor Pin Junction".
Zum Herstellen der i-Schicht kann ein Halbleitermaterial aus den sogenannten IV-basierten und IV-legierungsbasierten amorphen Halbleitern, etwa a-Si:H, a-Si:F, a-Si:H:F, a-SiGe:H, a-SiGe:F, a-SiGe:H:F, a-SiC:H, a-SiC:F und a-SiC:H:F ausgewählt werden.
Ein Halbleitermaterial zum Herstellen der p-Schicht oder der n-Schicht kann durch Dotieren des Halbleitermaterials zum Ausbilden der vorstehend beschriebenen i-Schicht mit einem Valenzelektronensteuergerät erhalten werden. Das Rohmaterial des Valenzelektronensteuergerätes zum Erhalten des Halbleiters der p-Bauweise wird aus Komponenten ausgewählt, die die III-Elemente des Periodensystems enthalten. Beispiele der III-Elemente sind Al, Ga, In usw. Das Valenzelektronensteuergerät zum Erhalten der Halbleiterschicht der n-Bauweise kann aus Komponenten ausgewählt werden, die V-Elemente des Periodensystems enthalten. Beispiele der V-Elemente sind P, N, As und S.
Ein Filmbildungsprozess der amorphen Siliziumhalbleiterschicht wird aus den wohlbekannten Verfahren, etwa dem Aufdampfungsprozess, dem Sputteringprozess, dem RF-Plasmagestützten-CVD-Prozess, dem Mikrowellen-Plasmagestützten-CVD-Prozess, dem ECR-Prozess, dem thermischen CVD-Prozess und dem LPCVD-Prozess, wie es die Umstände verlangen, ausgewählt. Der RF-Plasmagestützte-CVD-Prozess zum Aufschließen des Vorratsgases durch RF-Plasma und zum Ablagern des Siliziums an dem Substrat wird bevorzugter Weise als ein industriell eingesetzter Prozess verwendet. Bei dem RF-Plasmagestützten-CVD-Prozess liegt ein Problem darin, dass die Aufschließeffizienz des Vorratsgases bei ca. 10% liegt, und es liegt ein Problem darin, dass die Ablagerungsrate langsam ist, ca. von 1 Å/sec bis 10 Å/sec, und die Aufmerksamkeit wird auf den Mikrowellen-Plasmagestützten-CVD-Prozess als ein Folienbildungsverfahren gerichtet, das diese Probleme lösen kann.
Ein Reaktor zum Ausführen der vorgenannten Filmbildung kann aus wohlbekannten Vorrichtungen, etwa Stapelverarbeitungsvorrichtungen oder kontinuierlichen Folienbildungsvorrichtungen je nach den Umständen ausgewählt werden. Auf die Solarbatterie der vorliegenden Erfindung kann die sogenannte Tandemzelle oder Tripelzelle, die ein Laminat von zwei oder mehreren Halbleiterkontaktstellen aufweist, angewendet werden, um die Spektralempfindlichkeit und die Spannung zu erhöhen.
Die obere Elektrode (transparente leitfähige Folie) 303 ist eine Elektrode zum Extrahieren der in der Halbleiterschicht 302 erzeugten elektromotorischen Kraft, welche mit der vorstehend erwähnten unteren Elektrode gepaart ist. Die obere Elektrode muss transparent sein, da sie an der Lichteinfallseite angeordnet ist und sie wird auch als transparente leitfähige Folie bezeichnet.
Die obere Elektrode 303 hat wünschenswerter Weise eine Lichttransmittanz von nicht weniger als 85% zum effizienten Absorbieren des Sonnenlichts, einer Leuchtstoffröhre oder dergleichen in der Halbleiterschicht 302 und ferner hat sie bevorzugter Weise einen elektrischen Flächenwiderstandswert von nicht mehr als 100 Ω/☐ um den durch das Licht erzeugten elektrischen Strom relativ zu der Halbleiterschicht 302 horizontal fließen zu lassen. Beispiele von Materialien, die solche Charakteristiken aufweisen, sind Metalloxide, etwa SnO₂, In₂O₃, ZnO, CdO, CdSnO₄ und ITO (In₂O₃ + SO₂).
Ein Herstellungsprozess der oberen Elektrode 303 wird auf geeignete Weise aus dem Widerstandserwärmungsaufdampfungsprozess, dem Elektronenstrahlerwärmungsaufdampfungsprozess, dem Sputteringprozess, dem Sprühprozess und dergleichen ausgewählt, wie dies die Umstände erforderlich machen.
Zum Bestimmen eines aktiven Bereiches der Erzeugung elektrischer Energie des vorstehend erwähnten Solarbatterieelements kann eine Ätzlinie mit dem Bezugszeichen 304 ausgebildet werden, indem ein Teil der vorstehend erwähnten transparenten leitfähigen Folie 303 durch ein gewünschtes Verfahren entfernt wird, das aus herkömmlicher Weise bekannten Ätztechniken, beispielsweise chemischem Ätzen, Druckätzen und elektrochemischem Ätzen ausgewählt wird.
Danach wird die Sammelelektrode 305 durch Aufmustern eines Metalls oder einer leitfähigen Paste mittels eines Sputtering-, Aufdampfungs-, Druck- oder Bondingverfahrens oder durch Fixieren einer Metalllinie auf der transparenten leitfähigen Folie mittels einer leitfähigen Paste ausgebildet.
Die amorphe Solarbatterie selbst, die auf diese Weise hergestellt wurde, hat eine hohe Flexibilität und sie ist eine flexible Solarbatterie, die die für die vorliegende Erfindung geeigneten Eigenschaften aufweist. Der Aufstellungsort der Solarbatterie an dem Dachpaneel ist bevorzugter Weise lediglich innerhalb der Arbeitsbreite mit Bezug auf die gleichzeitige Verarbeitung mit dem Dachpaneel definiert.
Da das Dachpaneel der vorliegenden Erfindung in einer solchen Struktur aufgebaut ist, dass es in der Lage ist, in der zu seiner Längsrichtung senkrechten Richtung hochgekippt zu werden, ist die Längsrichtung der Sammelelektrode 305 bevorzugter Weise so bestimmt, dass sie einer Richtung entspricht, die mit der Längsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches übereinstimmt. Dies kann ein Abtrennen der Sammelelektrode verhindern.
(1-3 Dichtungsmaterial)
Bevorzugte Beispiele des Dichtungsmaterials 103 sind EVA (Ethylenvinylacetat), EEA (Ethylenethylacrylat), PVB (Polyvinylbutyral) usw., die eine Hafteigenschaft mit dem Solarbatterieelement, eine Wetterbeständigkeit und eine Dämpfung bewirken. Zum Verbessern der mechanischen Eigenschaften wird es in einigen Fällen zusammen mit einem Füllmaterial, etwa Glasfasergewebe oder Siliziumoxid verwendet.
(1-4 Oberflächenschicht)
Zum Verbessern der Feuchtbeständigkeit und der Kratzwiderstandseigenschaft werden in Hinsicht auf die Wetterbeständigkeit bevorzugter Weise fluorbasierte Kunstharze für die Oberflächenschicht 110 verwendet. Beispiele der fluorbasierten Kunstharze weisen Polymere von Tetrafluorethylen, TFE (TEFLON oder dergleichen, welches von DuPont erhältlich ist), Copolymere von Tetrafluorethylen mit Ethylen, ETFE (TEFZEL oder dergleichen, welches von DuPont erhältlich ist), Polyfluorvinyl (TEDLAR oder dergleichen, welches von DuPont erhältlich ist), Polychlorfluorethylen, CTFE (Neoflon, welches von Daikin Kogyo erhältlich ist) usw. auf. Diesen Kunstharzen kann ein wohlbekanntes Ultraviolettabsorptionsmittel hinzugefügt werden, um die Wetterbeständigkeit zu verbessern. Eine weiterhin bevorzugte Folie ist eine Folie, deren Oberfläche durch ein Koronarentladungsbehandlungsverfahren oder dergleichen aufgeraut ist, um die Hafteigenschaft mit der Klebeschicht zu verbessern. Ferner ist eine nicht orientierte Folie noch mehr zu bevorzugen, um für verschiedene Biegeformen vorbereitet zu sein.
(1-5 Dichtungsverfahren)
Das Dichtungsverfahren beinhaltet das Stapeln der Unterschicht, des Füllmateriales, des Solarbatterieelements, des Füllmaterials und der Oberflächenfolie und dann das Pressen des Stapels in einem Vakuum unter Wärme und Druck durch ein Laminiergerät. Nach dem Dichten werden die Kanten der Unterschicht in die Gestalt des Dachpaneels gebogen.
(1-6 Verteilerkasten)
Der Verteilerkasten 104 ist ein Kasten zum Aufnehmen des Terminals zum Entnehmen der Energie. Das Material des Verteilerkastens 104 muss hinsichtlich der Wärmewiderstandsfähigkeit, der Wasserfestigkeit, der elektrischen Isolierung und der Alterungseigenschaft hervorragend sein.
Unter Berücksichtigung der vorgenannten Faktoren sind die bevorzugten Materialien für den Verteilerkasten Kunststoffe und unter Berücksichtigung des Brandschutzes sind Materialien wie zum Beispiel flammhemmende Kunststoffe und Keramiken vorzuziehen.
Beispiele der Kunststoffe beinhalten technische Kunststoffe, die hinsichtlich der Festigkeit, des Schlagwiderstands, des Wärmewiderstands, der Härte und der Alterungseigenschaften hervorragend sind, etwa Noryl, Polycarbonat, Polyamid, Polyacetal, modifiziertes PPO, Polyester, Polyacrylat, ungesättigter Polyester, Phenolkunstharz und Epoxid-Kunstharz. Außerdem können ebenso thermoplastische Kunstharze, etwa ABS-Kunstharz, PP und PVC verwendet werden.
Der Verteilerkasten befindet sich hinsichtlich der Wasserfestigkeit, der elektrischen Isolation und der Alterungseigenschaft bevorzugter Weise von den mit Wasser in Kontakt kommenden Abschnitten beabstandet, was dessen Aufstellungsort überhaupt nicht beschränkt und er befindet sich bevorzugter Weise an einer Stelle, an der das Auffinden der Kabel vereinfacht wird. Daher ist in dem vorliegenden Beispiel der Verteilerkasten an der Rückseite des Dachpaneels und in dem zentralen Abschnitt angeordnet, wodurch dem Verhindern des Verknäulens der Kabel selbst in dem Fall besondere Beachtung geschenkt wird, in dem die Anschlüsse der positiven und negativen Elektroden in entgegengesetzten Richtungen verkabelt werden.
Um zu verhindern, dass im Fall eines versehentlichen Wassereintritts ein elektrischer Streuverlust auftritt, ist das Innere des Verteilerkastens mit einem Füllmaterial gefüllt. An das Füllmaterial bestehen keine besonderen Anforderungen, jedoch sind bevorzugte Materialarten für das Füllmaterial ein epoxidkunstharzbasierter Kleber, ein silikonbasiertes Füllmaterial und silikonbasierte Klebedichtungsmittel mit guter elektrischer Isoliereigenschaft. Die silikonbasierten Kunstharze sind hinsichtlich der Flexibilität oder dergleichen am meisten zu bevorzugen. In Hinsicht auf die Verarbeitbarkeit sind die Materialien der Einkomponentenart mit kurzer Aushärtungszeit und jene mit niedriger Viskosität zum Füllen selbst feiner Teile zu bevorzugen. Im Fall der Verwendung von Silikon-RTV-Gummi der Einkomponentenart ist das Aushärtungsverfahren bevorzugter Weise die De-Acetonisierungsart oder die De-Alkoholisierungsart zum Verhindern einer Erosion der Elektrode.
Beispiele der von Three Bond Co. Ltd. erhältlichen epoxidkunstharzbasierten Kleber sind die Handelsnamen „2001", „2002H", „2003", „2016" und „2022" und die vorstehend genannten Epoxidkunstharze können als Gemisch bei einem bestimmten Verhältnis mit einem Aushärtungsmittel verwendet werden, das unter den Handelsnamen „2102", „2103", „2104", „2105F", „2105C", „2106", „2131", „2131D", „2131F" und „2163" ausgewählt wird.
(1-7 Verkabelungselement)
Bei dem vorliegenden Beispiel sind hinsichtlich des Verkabelungsverfahrens keine besonderen Beschränkungen vorhanden und es können eine Vielzahl von Verkabelungsmaterialien und Verkabelungsmittel verwendet werden, die weitläufig bekannt sind. Insbesondere dann, wenn die Verkabelungsstruktur an der Rückseite des Dachpaneels vorgesehen ist, entspannen sich die Anforderungen an die Wasserfestigkeit und die Wetterbeständigkeit und daher hat diese Struktur einen Vorteil darin, dass das Innere der Verkabelungsmaterialien aus kostengünstigen Materialien hergestellt werden kann. Wenn für alle Verbindungen zwischen den Verkabelungsmaterialien Verbindungselemente verwendet werden, können die Kabel bei der Überprüfung einfach voneinander getrennt werden, was die Überprüfung auf vorteilhafte Weise vereinfacht.
2. Elemente, die zu der Montage des Dachpaneels gehören
(2-1 Anschlussstück)
Eine Seitenkante eines Dachpaneels ist an einer Seitenkante eines anderen Dachpaneels benachbart dazu in der zu der Fließrichtung des Daches senkrechten Richtung durch die in 6 gezeigte Abdichtungsblechstruktur angeschlossen, die aus der Anschlussstücktropfplatte 207, der Anschlussstückabdeckplatte 208 und der Halteplatte 211 besteht.
Die Anschlussstücktropfplatte 207 ist eine Platte, die das Wasser von den Seitenpaneelen auf die unteren Dachpaneele fließen lässt, welche aus einer Vielzahl von herkömmlich bekannten Tropfplatten ausgewählt werden kann.
Die Halteplatte 211 ist ein Sockel zum Fixieren der Seitenpaneele und zum mechanischen Sichern der Anschlussstückabdeckung 208. Die Anschlussstückabdeckung 208 ist ein Element, das dazu dient, zu verhindern, dass das Regenwasser in die Befestigungselemente der Halteplatte eindringt und um das Erscheinungsbild des Verbindungsteils beizubehalten.
Da die Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneel so konstruiert ist, dass das Dachpaneel und die Solarbatterie durch das Polymerfüllmaterial voneinander elektrisch isoliert sind, muss es keinen besonderen Isoliermechanismus zum voneinander Isolieren der an die Anschlussstücktropfplatte und die Anschlussstückabdeckplatte angrenzenden Solarbatterien aufweisen, wobei dieser spezielle Isoliermechanismus in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 59-152670 offenbart ist, und es können Materialien verwendet werden, die ähnlich zu jenen der herkömmlichen Anschlussstücke sind.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist unterhalb der Anschlussstücktropfplatte 207 und des Öffnungsabschnitts 212 ein Kabeldurchlassraum vorgesehen, um das Durchziehen des Kabels zu ermöglichen, wodurch eine Struktur erreicht wird, bei der es nach der Montage möglich ist, die Ausgabe einer jeden Solarbatterie durch Entfernen der Anschlussstückabdeckung 208 des Daches zu messen.
(2-2 Halteklammer)
Die Halteklammer 206 ist ein Metallbeschlag zum Fixieren des Dachpaneels an der Basis des Daches und es sind eine Vielzahl von herkömmlichen Gestalten gemäß der Gestalt des Dachpaneels bekannt. Da die Halteklammer ein wesentliches Element zum Unterstützen der Haltbarkeit gegen Wind ist, ist dessen Dicke stärker als die des Dachpaneels und für gewöhnlich wird ein Stahlelement mit einer ausreichenden mechanischen Festigkeit verwendet.
Das vorliegende Beispiel verwendet die Halteklammer, die zwei Krallen hat, wie dies in 3 gezeigt ist, wobei die erste Kralle das untere Paneel sichert, während die zweite Kralle das obere Paneel sichert.
(2-3 Befestigungsmittel)
Ein Befestigungsmittel 214 ist ein Element zum mechanischen Koppeln der beiden falzverbundenen Dachpaneele miteinander, welches aus einem Blindniet, einer Schraube, einer Bohrschraube usw. ausgewählt werden kann. In jedem Fall ist das Befestigungsmittel einfach zu entfernen, so dass eine Demontage des Dachpaneels nach der Montage ermöglicht ist. Da das Dachpaneel gemäß der vorliegenden Erfindung das Element ist, das eine solche Biegesteifigkeit hat, dass dem Dachpaneel ermöglicht wird, nach dem Trennen der Falzverbindung hochgekippt zu werden, ist die hier verwendete Unterschicht relativ dünn. Es ist daher wünschenswert, die Festigkeit durch Kopplung der Dachpaneele mittels des Befestigungsmittels an der Falzverbindung zu erhöhen.
(2-4 Dachunterlagematerial)
Das Dachunterlagematerial 204 kann jedes Material sein, das die Basis zum Befestigen des Eindeckungsmaterials darstellen kann und besonders zu bevorzugende Materialien sind Platten, die eine wärmeisolierende Eigenschaft haben, insbesondere Schaltafeln aus flachen Holzplatten, Mörtel, Zementtafeln, Sperrholz, Zementbausteine und Isoliertafeln.
Das Dachunterlagematerial kann eine Unterschicht eines wärmeisolierenden Materials aus Polystyrenschaum, Polyurethanschaum, Polyethylenschaum, Glaswolle, Steinwolle oder dergleichen aufweisen.
Unter Verwendung des wärmeisolierenden Materials, das die Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 0,2 kcal/m, hr°C hat, wird die Luft zwischen dem Dachpaneel 209 und dem Dachunterlagematerial 204 erwärmt und als ein Ergebnis wird in dem Fall, in dem amorphe Siliziumsolarbatterien als Solarbatterien verwendet werden, die Leistungsverschlechterung der amorphen Siliziumsolarbatterien durch die Wärme wiederhergestellt. Damit kann die Leistung der amorphen Siliziumsolarbatterien verbessert werden, so dass eine solche Anordnung für das Dachunterlagematerial geeignet ist.
Außerdem können die Sparren, Asphalteindeckung usw. ebenso aus allgemein bekannten Materialien ausgewählt werden.
Beispiele
(Beispiel 1)
In dem vorstehend erwähnten Beispiel wurde der Eingriffsabschnitt am oberen Ende zur Innenseite zurückgefaltet, wie dies in 11 gezeigt ist, wodurch die mechanische Festigkeit weiter verbessert wird. Das vorliegende Beispiel hat die Wirkung, dass die Kopplung zwischen dem Eingriffsabschnitt am unteren Ende und dem Blindniet 214 verstärkt wird und es hat die Wirkung, dass die mechanische Festigkeit des Eingriffsabschnitts am oberen Ende verbessert wird und erzielt somit die Wirkung, dass die Haltbarkeit gegen Wind verbessert wird. Daher ist das vorliegende Beispiel besonders geeignet für Fälle, bei denen die Unterschicht 204 aus einem Material mit geringer mechanischer Festigkeit, etwa Kupfer, Blei oder Zinklegierung gefertigt ist.
Das Dachpaneel gemäß dem vorliegenden Beispiel wurde in einer Arbeitsbreite von 200 mm und der Länge von 1500 mm und in einer solchen Art und Weise gefertigt, dass die an einem rostfreien Stahlblech von 0,125 mm ausgebildete amorphe Solarbatterieschicht an einem Kupferblech von 0,8 mm als Unterschicht unter Verwendung des 0,9 mm dicken Dichtungsmaterials gedichtet wurde. Das Dichtungsmaterial hatte eine Klebeschicht aus EVA und Glassfaservlies und eine äußerste Schicht aus TEFZEL-Folie von 12,5 μm Dicke. Das Dichtungsmaterial in der Nähe der Eingriffsabschnitte hatte die Dicke von 0,45 mm und enthielt kein Glassfaservlies, womit die Verarbeitbarkeit berücksichtigt wurde.
(Beispiel 2)
Das Horizontaleindeckungsdachpaneel des vorliegenden Beispiels ist in 12 gezeigt. Die Merkmale des vorliegenden Beispiels sind jene, dass ein Stahlblech mit einer sehr hohen Biegesteifigkeit für die Dachunterschicht 101 verwendet wird, dass das Dichtungsmaterial in der Nähe der Eingriffsabschnitte vorgesehen ist, und dass ein Vorsprungabschnitt und ein Rücksprungabschnitt zum Eingriff an den Eingriffsabschnitten vorgesehen sind.
Die Funktion wird unter Bezugnahme auf 13 beschrieben, in der der verbundene Zustand in der Strömungsrichtung des Daches gezeigt ist. Bei der Montage wird die Verbindung des oberen Paneels mit dem unteren Paneel durch Einsetzen der Kralle 232 in den Eingriffsabschnitt am oberen Ende des unteren Paneels hergestellt und danach wird der Vorsprungabschnitt 231 in den Rücksprungabschnitt 230 eingesetzt. Wenn der Vorsprungabschnitt 231 in den Rücksprungabschnitt eingesetzt ist, dehnt er sich wegen seiner Biegesteifigkeit im Inneren davon aus und hat somit die Funktion, die mechanische Festigkeit weiter zu verbessern.
Da der Eingriffsabschnitt nach der Montage nicht mittels eines Bolzen, eines Blindniets oder dergleichen fixiert wird, kann das obere Paneel hochgekippt werden, nachdem die Kralle 232 zunächst mittels eines Fangwerkzeugs, etwa eines Schraubendrehers oder dergleichen gelöst wird, und dann wird der Passabschnitt herausgezogen, indem von der Biegesteifigkeit Gebrauch gemacht wird. Daher bietet das vorliegende Beispiel eine ausgezeichnete Eigenschaft darin, die Wartungsarbeit weiter zu vereinfachen.
Der Vorsprungabschnitt 231 sieht wie eine Vertiefung aus, wenn man ihn von der Außenseite betrachtet, und der Vorsprungabschnitt 231 und der Rücksprungabschnitt 230 sind im Boden perforiert, so dass sie ein Ablassloch 233 haben, womit verhindert wird, dass das Dachpaneel in Folge des Eindringens von Regen oder dergleichen korrodiert. Außerdem ist die Außenwand des Eingriffsabschnitts am oberen Ende des unteren Paneels so strukturiert, dass sie den Eingriffsabschnitt am unteren Ende des oberen Paneels in festem Kontakt hält, wie in 13 gezeigt ist, wodurch die Struktur mit einer äußerst ausgezeichneten Abdichtungseigenschaft aufgebaut ist.
Das Dachpaneel des vorliegenden Beispiels war das Horizontaleindeckungsdachpaneel, das in einer Arbeitsbreite von 200 mm und der Länge von 1500 mm und in einer solchen Weise gefertigt wurde, dass die amorphe Solarbatteriefolie, die an dem rostfreien Stahlblech von 0,125 mm ausgebildet wurde, an einem höchst biegesteifen Stahlblech von 0,20 mm durch das 0,9 mm dicke Dichtungsmaterial als die Dachunterschicht gedichtet wurde. Das Dichtungsmaterial hatte eine Klebeschicht aus EVA und Glasfaservlies sowie eine äußerste Schicht aus TEFZEL-Fluorkunstharzfolie von 12,5 μm Dicke. Das Dichtungsmaterial wurde in der Nähe der Eingriffabschnitte nicht verwendet, um eine komplexe Verarbeitung der Unterschicht zu ermöglichen und um die Biegesteifigkeit beizubehalten.
(Beispiel 3)
Das Horizontaleindeckungsdachpaneel gemäß diesem Beispiel 3 ist in 14 gezeigt. Ein Merkmal des vorliegenden Beispiels liegt darin, dass der Eingriffsabschnitt in der zu der Richtung von Beispiel 1 entgegengesetzten Richtung gebogen ist, wodurch die Notwendigkeit der Halteklammer ausfällt und 15 zeigt den verbundenen Zustand der Dachpaneele des vorliegenden Beispiels in der Strömungsrichtung des Daches.
Bezugszeichen 240 bezeichnet ein Schraubenaufnahmeelement zum Schrauben. Dieses Schraubenaufnahmeelement 240 ist an der Unterschicht durch ein bekanntes Verfahren, etwa Schweißen oder Strukturkleben, angeklebt und das Dachpaneel 209 ist mittels einer Schraube 241 an dem Schraubenaufnahmeelement 240 befestigt.
Das vorliegende Beispiel beseitigt die Notwendigkeit der Halteklammer und da kein Bedarf für die Halteklammer besteht, ist in dem Abschnitt ohne die Halteklammer kein Spalt ausgebildet und das somit zurückgefaltete untere Paneel kann zum Verbessern der Anhaftung an das obere Paneel verwendet werden, wodurch der Vorteil einer starken Dachabdichtung realisiert wird.
Das Dachpaneel in dem vorliegenden Beispiel war das Horizontaleindeckungsdachpaneel, das in der Arbeitsbreite von 200 mm und der Länge von 1500 mm und in einer solchen Weise gefertigt wurde, dass die amorphe Solarbatteriefolie, die auf dem rostfreien Stahlblech von 0,125 mm ausgebildet wurde, durch das Dichtungsmaterial von 0,9 mm Dicke als die Dachunterschicht an einem galvanisierten Eisenblech von 0,25 mm gedichtet wurde. Das Dichtungsmaterial hatte eine Klebeschicht aus EVA und Glasfaservlies sowie eine äußerste Lage aus einer TEFZEL-Folie von 12,5 μm Dicke. Das Dichtungsmaterial wurde in der Nähe des Eingriffsabschnitts am oberen Ende nicht verwendet, um eine komplizierte Verarbeitung der Unterschicht zu ermöglichen und um die Biegesteifigkeit beizubehalten.
(Beispiel 4)
Das Horizontaleindeckungsdachpaneel von diesem Beispiel 4 ist in 16 gezeigt. Ein Merkmal des vorliegenden Beispiels ist eine in dem Eingriffsabschnitt am oberen Ende vorgesehene große Vertiefung 108 und diese Vertiefung wird zum Einsetzen der Halteklammer 206 verwendet, wie in 17 gezeigt ist. Bezugszeichen 251 bezeichnet ein Dichtungsmittel, welches die Vertiefung zwischen der Halteklammer und dem Dachpaneel füllt und dessen Funktion darin liegt, das Eindringen von Regen zu verhindern.
Bezugszeichen 250 ist eine Bohrschraube, die durch das obere Paneel, die Halteklammer und das untere Paneel fixiert ist. Da in dem vorliegenden Beispiel das untere Paneel nicht nur an dem oberen Paneel, sondern auch an der Halteklammer zum Befestigen des unteren Paneels durch das Befestigungsmittel fixiert ist, hat das Dachpaneel einen extrem hohen Haltbarkeit gegen Wind.
Bezugszeichen 107 bezeichnet Anschlagpufferelemente, die verhindern, dass die Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneel zertreten wird, wenn darauf gegangen wird. Die Anschlagpufferelemente können aus den bekannten Pufferelementen aus Polystyrenschaum, Polyurethanschaum, Polyethylenschaum oder dergleichen ausgewählt werden und es ist zudem möglich, Holzbalken, Kunststoffbalken oder dergleichen entlang der Längsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches einzusetzen.
Das Dachpaneel gemäß dem vorliegenden Beispiel war das Horizontaleindeckungsdachpaneel, das in der Arbeitsbreite von 275 mm und der Länge von 1500 mm und in einer solchen Weise gefertigt war, dass die amorphe Solarbatteriefolie, die an dem rostfreien Stahlblech von 0,125 mm ausgebildet war, durch das Dichtungsmaterial von 0,9 mm Dicke als die Unterschicht an einem galvanisierten Stahlblech von 0,30 mm gedichtet war. Obwohl die Haftfähigkeit und die elektrische Isolationseigenschaft für das Dichtungsmittel nicht wesentlich war, war das verwendete Dichtungsmittel ein Silikondichtungsmittel, das darin wirksam ist, das Eindringen von Regenwasser zu unterdrücken und das gegen thermische Verschlechterung oder dergleichen widerstandsfähig ist.
Das Dichtungsmaterial hatte eine Klebeschicht aus EVA und Glasfaservlies und eine äußerste Schicht aus einer TEFZEL-Folie von 12,5 μm. Das Dichtungsmaterial wurde in der Nähe des Eingriffsabschnitts am oberen Ende nicht verwendet, um eine komplizierte Verarbeitung der Unterschicht zu ermöglichen.
(vorliegendes Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Das Horizontaleindeckungsdachpaneel gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist in 18 gezeigt. Ein Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels liegt darin, dass die Halteklammer aus zwei Komponenten 260 und 261 besteht, wodurch eine solche Struktur bereitgestellt ist, wie in 19 gezeigt ist, bei der das Element 260 mit dem oberen Dachpaneel in Eingriff ist und als ein Dichtungsblech funktioniert und bei der das Element 261 an der Schaltafel fixiert ist.
Gemäß ausführlicher Beschreibung hat das Element 260 die gleiche Breite wie das Dachpaneel und Bezugszeichen 361 bezeichnet einen Blindniet zum Verbinden der beiden Elemente. Da ein Loch für diesen Niet ein kleines Spiel hat, wird die zum Anheben des Daches 209 verantwortliche Windkraft von dem Element 260 direkt über die Kralle 262 zu dem Element 261 übertragen. Daher wird, was den Windwiderstand angeht, die Kraft linear verteilt aufgenommen, wodurch die Funktion erreicht wird, dass der Windwiderstand bzw. die Haltbarkeit gegen Wind stark verbessert wird.
Da das vorliegende Ausführungsbeispiel die Notwendigkeit beseitigt, das Dachpaneel wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel durch direktes Perforieren des Dachpaneels zu fixieren, hat das vorliegende Ausführungsbeispiel einen großen Spielraum zum Absorbieren der thermischen Ausdehnung und Kontraktion, die für das Metalldach spezifisch sind, und macht die Vergrößerung eines Dachpaneels in der Strömungsrichtung einfacher (in der Richtung von dem First zur Traufe). Außerdem bietet das vorliegende Ausführungsbeispiel einen besonders funktionellen Effekt darin, dass der Widerstand bzw. die Beständigkeit gegen die Metallermüdung oder dergleichen stark verbessert wird.
Bezugszeichen 107 bezeichnet Anschlagpufferelemente, die verhindern, dass das Dachpaneel zertreten wird, wenn nach der Montage auf der Kombination aus Solarbatterie und Dachpaneel gegangen wird. Die Anschlagpufferelemente sind parallel zu der Längsrichtung des Dachpaneels in Lage gebracht. In Folge dessen sind die Anschlagelemente kein Hindernis beim Hochkippen des Dachpaneels. Die Anschlagpufferelemente können alle möglichen bekannten Anschlagpufferelemente aus Polystyrenschaum, Polyurethanschaum, Polyethylenschaum oder dergleichen sein und es ist auch möglich, Holzbalken, Kunststoffbalken oder dergleichen entlang der Längsrichtung des Horizontaleindeckungsdaches einzusetzen.
Das Dachpaneel des vorliegenden Ausführungsbeispiels war das Horizontaleindeckungsdachpaneel, das in der Arbeitsbreite von 275 mm und der Länge von 1500 mm und in einer solchen Weise gefertigt wurde, dass die amorphe Solarbatteriefolie, die an dem rostfreien Stahlblech von 0,125 mm ausgebildet war, durch das Dichtungsmaterial von 0,9 mm Dicke als die Unterschicht an einem galvanisierten Stahlblech von 0,30 mm gedichtet war. Das Dichtungsmaterial hatte eine Kleberschicht aus EVA und Glasfaservlies und eine äußerste Schicht aus einer TEFZEL-Folie von 12,5 μm Dicke. In der Nähe der Eingriffsabschnitte war das Glasfaservlies ausgenommen, um eine komplizierte Verarbeitung der Unterschicht zu ermöglichen und die Dicke des Dichtungsmaterials war auf dünner als 0,45 mm eingestellt.
Es ist ein Dach vorgesehen, bei dem ein Eingriffsabschnitt am oberen Ende eines stromabwärtigen Dachpaneels mit einem Eingriffsabschnitt am unteren Ende eines stromaufwärtigen Dachpaneels falzverbunden ist, wobei zumindest der Eingriffsabschnitt am unteren Ende eine Biegesteifigkeit hat, die zum Lösen der Falzverbindung ausreicht.

Claims

Dach, bei dem ein oberer Endeingriffsabschnitt (107) eines stromabwärtigen Dachpaneels mit einem unteren Endeingriffsabschnitt (106) eines stromaufwärtigen Dachpaneels (209) falzverbunden ist, wobei zumindest der untere Endeingriffsabschnitt eine Biegesteifigkeit hat, die zum Lösen der Falzverbindung ausreichend ist, und der obere Endeingriffsabschnitt (107) des stromabwärtigen Dachpaneels an einem Dachunterlagematerial (204) mittels einer Halteklammer (206; 260, 261) fixiert ist und die Halteklammer (206) durch Lösen der Falzverbindung und Anheben des oberen Dachpaneels freigelegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklammer (206; 260, 261) aus einem ersten Element (260), das mit dem unteren Endeingriffsabschnitt (106) des stromaufwärtigen Dachpaneels (209) in Eingriff zu bringen ist, und aus einem zweiten Element (261) besteht, das mit dem oberen Endeingriffsabschnitt (107) des stromabwärtigen Dachpaneels in Eingriff zu bringen ist, und wobei das erste Element (260) eine Breite aufweist, die im Wesentlichen gleich wie eine Breite des stromaufwärtigen Dachpaneels (209) ist.
Dach gemäß Anspruch 1, wobei das stromabwärtige Dachpaneel, das stromaufwärtige Dachpaneel (209) und die Halteklammer (206; 260, 261) durch einen Blindniet (161) verbunden sind.
Montageverfahren eines Dachs, welches das wiederholte Ausführen der Schritte des Befestigens eines oberen Endeingriffsabschnitts (106) eines stromabwärtigen Dachpaneels an einem Dachunterlagematerial (204) durch eine Halteklammer (206; 260, 261) und das Falzverbinden des oberen Endeingriffsabschnitts (107) des stromabwärtigen Dachpaneels mit einem unteren Endeingriffsabschnitt (106) eines stromaufwärtigen Dachpaneels (209) aufweist, wobei zumindest der untere Endeingriffsabschnitt (106) eine Beigesteifigkeit aufweist, die zum Lösen der Falzverbindung ausreichend ist, und die Halteklammer (206; 260, 261) durch Lösen der Falzverbindung und Anheben des stromaufwärtigen Dachpaneels (209) freigelegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklammer (206; 260, 261) aus einem ersten Element (260), das mit dem unteren Endeingriffsabschnitt (106) des stromaufwärtigen Dachpaneels in Eingriff zu bringen ist, und aus einem zweiten Element (261) besteht, das mit dem oberen Endeingriffsabschnitt (107) des stromabwärtigen Dachpaneels in Eingriff zu bringen ist, und wobei das erste Element (260) eine Breite hat, die im Wesentlichen gleich wie eine Breite des stromaufwärtigen Dachpaneels (209) ist.
Dach gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem die Dachpaneele jeweils Solarbatterien aufweisen, wobei das Dach ferner ein Kraftstromerzeugungssystem aufweist, wobei Ausgaben der Solarbatterien in einer DC-Kombinatorbox gesammelt werden, und eine Wechselrichtervorrichtung an der DC-Kombinatorbox angeschlossen ist und der Strom dann zu einer Last im Inneren eines Hauses oder zu einem Systemkraftstrom zugeführt wird.
Demontageverfahren eines Dachpaneels für ein Dach, bei dem ein oberer Endeingriffsabschnitt (107) eines ersten Dachpaneels und ein unterer Endeingriffsabschnitt (106) eines zweiten Dachpaneels miteinander falzverbunden sind, wobei der obere Endeingriffsabschnitt des ersten Dachpaneels an einem Dachunterlagematerial mittels einer Halteklammer (201; 260, 261) fixiert ist und der obere Endeingriffsabschnitt des zweiten Dachpaneels an einem Dachunterlagematerial (204) mittels einer anderen solchen Halteklammer (206; 260, 261) fixiert ist, und wobei ein oberer Endeingriffsabschnitt (107) des zweiten Dachpaneels und ein unterer Endeingriffsabschnitt (106) eines dritten Dachpaneels miteinander falzverbunden sind, wobei der untere Endeingriffsabschnitt des zweiten und des dritten Dachpaneels eine Biegesteifigkeit haben, die zum Lösen der Falzverbindung ausreichend ist, und das Demontageverfahren einen Schritt des Ziehens der unteren Eingriffsabschnitte (106) des zweiten und des dritten Dachpaneels zum Lösen der Falzverbindung, einen Schritt des Anhebens des dritten Dachpaneels und einen Schritt des Demontierens der Halteklammer (206) aufweist, die das zweite Dachpaneel fixiert, wodurch das zweite Dachpaneel demontiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklammern (206; 260, 261) aus einem ersten Element, das mit dem unteren Endeingriffsabschnitt (106) des stromaufwärtigen Dachpaneels (209) in Eingriff zu bringen ist und aus einem zweiten Element (261) bestehen, das mit dem oberen Endeingriffsabschnitt (107) des stromabwärtigen Dachpaneels in Eingriff zu bringen ist, und wobei das erste Element (260) eine Breite hat, die im Wesentlichen gleich wie eine Breite des stromaufwärtigen Dachpaneels (209) ist.