EP2517263A2 - Montagesystem für photovoltaik-module mit integrierter thermischer solaranlage - Google Patents

Montagesystem für photovoltaik-module mit integrierter thermischer solaranlage

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EP2517263A2
EP2517263A2 EP10803230A EP10803230A EP2517263A2 EP 2517263 A2 EP2517263 A2 EP 2517263A2 EP 10803230 A EP10803230 A EP 10803230A EP 10803230 A EP10803230 A EP 10803230A EP 2517263 A2 EP2517263 A2 EP 2517263A2
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EP
European Patent Office
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module
mounting
solar collector
support
mounting bracket
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10803230A
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English (en)
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Inventor
Ralf Roppelt
Holzbau Gmbh Rikker
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Original Assignee
Individual
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    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49355—Solar energy device making

Definitions

  • the present invention relates to a mounting system for photovoltaic modules, which also includes a solar collector for hot water preparation in addition to the assembly of photovoltaic modules.
  • a profile of a light metal material with at least one for transporting heat-carrying media to buildings running on the profile tube element is known, the profile has a roof plate and one side of this projecting, between them defining a space between foot profiles, within of the intermediate space at least one tubular element is integrally formed on the inside of the roof panel.
  • the tubular element is arranged between two adjacent foot profiles, while a foot profile should have an approximately T-shaped cross-section, with an integrally formed on the roof plate web, at the other edge a base plate is formed.
  • a conversion device for the use of solar energy is known, with both electrical power and transportable heat energy from the solar radiation are obtained.
  • a cylindrical concave mirror is provided, in the longitudinal direction of which an arrangement of solar cells and heat transfer fluid conducting pipe sections are arranged.
  • the arrangement of the solar cells is applied to the solar radiation receiving inside of the concave mirror and these only partially covered in cross section.
  • a first tube section extends longitudinally along the outside of the wall of the concave mirror and is in cross section across the width of the arrangement of the solar cells with the wall of the concave mirror in contact, while spaced from the inside of the concave mirror of this and aligned in the longitudinal direction of this another Pipe section is arranged, which is connected to the first liquid-conducting.
  • the combination of photovoltaic and solar thermal energy in one module establishes a fixed relationship with regard to the performance of photovoltaic and solar thermal energy.
  • This performance can not be flexibly adapted in the design "electricity yield to hot water demand.”
  • the priority of these systems is due to technical reasons on the hot water preparation.
  • An object of the present invention is therefore to provide an inexpensive and flexible mounting system for the combined use of thermal and electrical energy by means of corresponding photovoltaic modules or solar panels.
  • a solar collector is an integral part of the mounting system.
  • the flexible mounting system according to the invention also serves to attach commercially available photovoltaic modules of different formats and strengths.
  • the present invention provides a mounting system configured to mount at least one photovoltaic module and a solar collector on a suitable substructure.
  • the mounting system comprises at least one mounted via a mounting rail to the substructure U-shaped mounting bracket for attachment of the at least one photovoltaic module and for receiving at least one solar collector, the mounting bracket for attaching the at least one photovoltaic module to at least one of its outer surfaces bearing clamp receptacles.
  • the mounting system comprises the at least one solar collector, which in Inside the at least one mounting bracket is accommodated, at least one module support, which engages in a support clamp receptacle on the mounting bracket, at least one module clamp, between which the at least one Photovolta- ik module is fixed by means of a fastener on the mounting bracket, and a cover for the mounting bracket ,
  • the construction of the roof may be a roof construction.
  • a wall mounting is also conceivable.
  • the cover may be made of a plastic, e.g. Plexiglass, or glass.
  • the cover may be made of a metal, such as aluminum, in the event that no solar collector is arranged in the mounting bracket.
  • the support-clamping receptacles are mounted at different heights of at least one outer surface of the mounting support, so that photovoltaic modules of different thickness can be attached.
  • photovoltaic modules are found mainly with a thickness of about 2.7, 4 or 5 cm, so that support clamp receptacles are preferably designed for the thickness of such commercially available photovoltaic modules.
  • the invention is not limited to the inclusion of such photovoltaic modules.
  • the module clamps have, together with the module supports, the task of fixing photovoltaic modules and solar collectors via a fastening element on the mounting bracket. Because module clamps on the surface of a photovoltaic module and of a solar collector, their size must not interfere with the use of solar energy, while ensuring a stable assembly.
  • Such a solar collector consists of a U-shaped collector module in the interior of which a groove-shaped parabolic mirror and in the region of the focal line of the parabolic mirror are two liquid-connected pipe sections, which are encased by an absorber sheet.
  • the thermal insulation of the solar collector is a transparent cover, which seals the collector module.
  • the trough-shaped parabolic mirror has the task of concentrating parallel incident electromagnetic radiation, such as sunlight, in the focal line.
  • the material used for this purpose must be able to reflect the incident radiation to a high degree. Suitable materials for this purpose are, for example, aluminum or stainless steel.
  • the arrangement of the pipe sections in the middle of the channel-shaped parabolic mirror ensures good heating of a guided in the pipe sections heat transfer fluid.
  • the absorber sheet is made of a thermally conductive metal, which is either dyed black or coated with an absorber.
  • the common absorbers are selective, i. They absorb the shorter-wave solar energy coming from the outside as well as possible and emit only poorly the longer-wave heat energy of the absorber.
  • black-chromium, nickel-pigmented aluminum oxide or so-called "sputtering layers” can be used, the latter being produced by sputtering deposition, a process in which initially atoms from a solid are leached out by bombardment with high-energy ions and pass into the gas phase Near the solid, a substrate is placed so that the ejected atoms can condense thereon to form a layer
  • Typical sputtering layers used in solar collectors consist of titanium compounds and silicon dioxide, which are successively applied to a metal surface.
  • the solar collector is also to be supplemented by a transparent cover, which has the task of both the solar radiation to act in the solar collector and to reduce the heat loss of the solar collector.
  • the non-transparent cover in the area of heat radiation in the case of glass leads to a "greenhouse effect" in the solar collector and at the same time protects the absorber from heat loss through convection
  • solar panels generally do not use normal window glass, but use a special solar glass, which has higher resistance to fracture, higher energy radiation and lower permeability to heat radiation emitted or reflected by the absorber
  • plastics such as Plexiglas, the advantage of which is their lower weight and higher impact strength, which leads to collectively more manageable collectors.
  • the present invention also provides a conversion device having at least one photovoltaic module and at least one solar collector which is mounted by means of a mounting system described above.
  • the collector module in turn receives a solar panel and is sealed by a transparent cover to the environment.
  • a module clamp is needed, which overlaps with one end with a portion of the top of a photovoltaic module and the other end with a surface of a transparent cover and a collector module and, for example, a bore for receiving a screw so that by tightening the module clamp presses on the photovoltaic module, on the transparent cover and the collector module.
  • a height-adjustable module support for fixing a photovoltaic module, which is configured at one end so that one end engages in a mounted on an outer side of the mounting bracket support clamp receptacle, for receiving a screw has a thread and the underside of a Photovoltaic module overlaps.
  • the module clamp and the module support are to be connected via a fastening element, for example a countersunk screw, so that with suitable actuation of the fastener, such as in the case of the countersunk screw screwing or screwing, the corresponding photovoltaic module clamped between the module clamp and module support and thus can be fixed.
  • the present invention also provides a method for assembling at least one photovoltaic module and at least one solar collector, in which initially a U-shaped mounting bracket, which on outer surfaces bearing clamp receptacles and in its interior has at least one solar panel, by means of a mounting rail a substructure is attached. As a next step, the at least one solar panel and the mounting bracket are covered by a transparent cover.
  • the at least one photovoltaic module is interposed between a module support which snaps into one of the support clamp receptacles on the mounting support and a module clamp which overlaps a part of the at least one photovoltaic module, the at least one solar collector and the cover, positioned, wherein module support and module clamp are connected by a fastener.
  • the at least one photovoltaic module is fixed by suitable actuation of the fastening element.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a cross section of an embodiment of a mounting system according to the invention with integrated solar collector and mounted photovoltaic modules.
  • Figure 2 shows a cross section of another embodiment of a mounting system according to the invention without integrated solar collector.
  • FIG. 3 shows a cross section of an embodiment of a solar collector which can be integrated in a mounting system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cross-section of an embodiment of a mounting system 1 according to the invention.
  • the photovoltaic modules 20 are fastened by a mounting bracket 2 to a substructure (not shown).
  • a mounting bracket 2 has a U-profile for receiving a solar collector 30.
  • the solar collector 30 is an integral part of the mounting system 1, ie the solar collector 30 is already integrated in the mounting system 1 when mounting photovoltaic modules 20.
  • a likewise U-shaped collector module 4 is introduced in the interior of the mounting bracket 2, a likewise U-shaped collector module 4 is introduced.
  • the collector module 4 there are a trough-shaped parabolic mirror 5 and in the region of the focal line of the parabolic mirror 5 two liquid-connected pipe sections 6, 6 ', which are encased by an absorber plate 7.
  • the thermal insulation of the solar collector is a transparent cover 8, which seals the collector module 4.
  • the photovoltaic modules 20 are mounted on both outer surfaces of the mounting bracket 2 at different heights support clamp receptacles 9. As a result, photovoltaic modules 20 of different thicknesses can be mounted on the mounting carrier
  • the attachment is made by tightening a module clamp 10 to a module support 11, between which a photovoltaic module 20 is located.
  • the module support 11 supports a photovoltaic module 20 from the underside and is held in place by snapping into a suitable module support 11.
  • the module clamp 10 supports a photovoltaic module from the top and presses it by screwing by means of a countersunk screw 12 against the module support 11.
  • the module clamp 10 is mounted so that by screwing the transparent cover 8 of the collector module and the collector module 4 itself pressed against an upper edge of the mounting bracket 2 and thus secured.
  • FIG. 2 shows a cross-section of an embodiment of a mounting system 1 according to the invention, wherein the solar collector integrated in the mounting system is not shown here.
  • Two photovoltaic modules 20 are fastened by a mounting bracket 2 to a substructure (not shown).
  • the mounting bracket has a mounting rail
  • FIG. 3 shows a cross-section of an embodiment of a solar collector 30 which is mounted in an assembly according to the invention.
  • System 1 can be integrated.
  • the solar collector 30 consists of a U-shaped collector module 4, in the interior of which a trough-shaped parabolic mirror 5 and in the region of the focal line of the parabolic mirror 5 are two liquid-connected pipe sections 6, 6 ', which are encased by an absorber plate 7.
  • the thermal insulation of the solar collector is a transparent cover 8, which seals the collector module 4.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Montagesystem bereit, das dazu konfiguriert ist, mindestens ein Photovoltaik- Modul (20) und einen Sonnenkollektor (30) auf einer dafür geeigneten Unterkonstruktion zu montieren. Das Montagesystem (1) umfasst mindestens einen über eine Montageschiene (3) an der Unterkonstruktion befestigten U-förmigen Montageträger (2) zur Befestigung von dem mindestens einen Photovoltaik-Modul (20) und zur Aufnahme von mindestens einem Sonnenkollektor (30), wobei der Montageträger (2) zur Befestigung des mindestens einen Photovoltaik-Moduls (20) an mindestens einer seiner Außenflächen Auflage-Klemmaufnahmen (9) aufweist. Außerdem umfasst das Montagesystem den mindestens einen Sonnenkollektor (30), welcher im Inneren des mindestens einen Montageträgers (2) aufgenommen ist, mindestens eine Modulauflage (11), welche in eine Auflage-Klemmaufnahme (9) am Montageträger (2) einrastet, mindestens eine Modulklemme (10), zwischen denen das mindestens eine Photovoltaik-Modul (20) mittels eines Befestigungselements (12) am Montageträger (2) fixiert wird, und eine Abdeckung (8) für den Montageträger (2).

Description

MontageSystem für Photovoltaik-Module mit integrierter thermischer Solaranlage
Gebiet der Er indung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montagesystem für Photovoltaik-Module, das neben der Montage von Photovolta- ik-Modulen gleichzeitig auch einen Sonnenkollektor zur Warmwasseraufbereitung beinhaltet .
Stand der Technik
Die Nutzbarmachung solarer Strahlung mittels Sonnenkollektoren und photovoltaischer Module erfolgt seit geraumer Zeit mit teilweise erheblichem Aufwand und recht unterschiedlichen Ergebnissen.
Aus der WO 2008/151783 AI ist ein Profil aus einem Leichtmetallwerkstoff mit zumindest einem zum Transport von wärmeführenden Medien an Gebäuden am Profil verlaufenden Rohrelement bekannt, wobei das Profil eine Dachplatte und einseitig von dieser abragende, zwischen sich einen Zwischenraum begrenzende Fußprofile aufweist, wobei innerhalb des Zwischenraums zumindest ein Rohrelement innenseitig an die Dachplatte angeformt ist. Bevorzugt wird das Rohrelement zwischen zwei benachbarten Fußprofilen angeordnet, dabei soll ein Fußprofil einen etwa T-förmigen Querschnitt aufweisen, mit einem an die Dachplatte angeformten Steg, an dessen andere Kante eine Basisplatte angeformt ist.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aus der DE 198 37 189 Cl ist eine Umwandlungseinrichtung zur Nutzung von Sonnenenergie bekannt, mit der sowohl elektrischer Strom als auch transportable Wärmeenergie aus der solaren Strahlung gewonnen werden. Zur Konzentration der solaren Strahlung ist ein zylinderförmiger Hohlspiegel vorgesehen, in dessen Längsrichtung eine Anordnung von Solarzellen und Wärmetransportflüssigkeit leitende Rohrabschnitte angeordnet sind. Dabei ist die Anordnung der Solarzellen auf der die solare Strahlung aufnehmenden Innenseite des Hohlspiegels aufgebracht und diese im Querschnitt nur teilweise überdeckt. Außerdem verläuft ein erster Rohrabschnitt in Längsrichtung entlang der Außenseite der Wandung des Hohlspiegels und steht im Querschnitt über die Breite der Anordnung der Solarzellen mit der Wandung des Hohlspiegels in Berührung, während vor der Innenseite des Hohlspiegels von dieser beabstandet und in Längsrichtung zu diesem ausgerichtet ein weiterer Rohrabschnitt angeordnet ist, der mit dem ersten flüssigkeitsführend verbunden ist.
Aus der DE 101 03 835 AI ist ein Solarsystem zur Nutzung von Sonnenenergie unter gleichzeitigem Einsatz von thermischen Kollektoren und photovoltaischen Modulen in Gestalt großflächig rahmenloser Elemente bekannt, die überlappungsfrei durch ein Dichtungsmittel fugenlos in einer Ebene mittels eines fixierenden Trägerprofils verbunden sind. Die thermischen Kollektoren und photovoltaischen Module befinden sich mit ihren Oberflächen zueinander in einem bestimmten Verhältnis und bilden in ihrer Anordnung ein gesamtflächiges Solarsystem.
Darüber hinaus befassen sich auch Ausführungen in weiteren Schriften (DE 198 12 006 AI, G 91 04 211.9, DE 41 08 503 C2) mit dem kombinierten Einsatz von thermischen und photovoltaischen Modulen. Bei allen bisher angebotenen technischen Lösungen erweisen sich jedoch die nachfolgenden Punkte als nachteilig:
1. Auslegung
Durch die Kombination von Photovoltaik und Solarthermie in einem Modul ist ein festes Verhältnis hinsichtlich der Leistung von Photovoltaik und Solarthermie vorgegeben. Diese Leistung kann nicht flexibel in der Auslegung „Stromertrag zu Warmwasserbedarf" angepasst werden. Insbesondere durch den höheren Wirkungsgrad (breitbandigere Ausnutzung des Sonnenspektrums) von Solarthermie liegt die Priorität dieser Systeme technisch bedingt auf der Warmwasserbereitung.
2. Wirkungsgrad
Wie bereits unter Punkt 1 beschrieben, ist der Ertrag pro Fläche bei der Solarthermie wesentlich höher. Bereits nach kurzer Zeit ist bei starker Sonneneinstrahlung die Wassertemperatur wesentlich höher als die vorgegebene optimale Betriebstemperatur von Photovoltaik-Modulen (Standard-Test- Bedingungen 25° C) . Die in vorstehenden Patenten meist angeführte Funktion einer Kühlung durch die durchströmende Flüssigkeit der Solarthermie ist deshalb nicht gegeben.
3. Erhöhtes Risiko durch Kombination Strom und Wasser in einem Modul
Da bei Photovoltaik-Anlagen hohe Spannungen üblich sind (bis zu 1.000 Volt) besteht in der unmittelbaren Verbindung it Wasser in einem Photovoltaik-Modul eine erhebliche Gefahrenquelle . . Gewicht
Durch die erforderliche Abschirmung beider Technologien innerhalb eines Moduls bedingen kombinierte Module ein deutlich höheres Gewicht.
Es ist somit wünschenswert, diese Nachteile zu beseitigen und eine effektive, unaufwändige, weitgehend verlustlose und platzsparende Umsetzung von Sonnenenergie zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein unaufwändiges und flexibles Montagesystems zur kombinierten Nutzung von thermischer und elektrischer Energie mittels entsprechender Photovoltaik-Modulen bzw. Sonnenkollektoren bereitzustellen. Dabei ist ein Sonnenkollektor integrierter Bestandteil des Montagesystems. Je nach gewünschter Auslegung der Solarthermie sind erfindungsgemäße Montagesysteme mit Montagesystemen ohne integrierten Sonnenkollektor miteinander kombinierbar. Das flexible erfindungsgemäße Montagesystem dient außerdem zur Befestigung handelsüblicher Photovoltaik-Module unterschiedlicher Formate und Stärken.
Dazu stellt die vorliegende Erfindung ein Montagesystem bereit, das dazu konfiguriert ist, mindestens ein Photovoltaik-Modul und einen Sonnenkollektor auf einer dafür geeigneten Unterkonstruktion zu montieren. Das Montagesystem um- fasst mindestens einen über eine Montageschiene an der Unterkonstruktion befestigten U-förmigen Montageträger zur Befestigung von dem mindestens einen Photovoltaik-Modul und zur Aufnahme von mindestens einem Sonnenkollektor, wobei der Montageträger zur Befestigung des mindestens einen Pho- tovoltaik-Moduls an mindestens einer seiner Außenflächen Auflage-Klemmaufnahmen aufweist. Außerdem umfasst das Montagesystem den mindestens einen Sonnenkollektor, welcher im Inneren des mindestens einen Montageträgers aufgenommen ist, mindestens eine Modulauflage, welche in eine Auflage- Klemmaufnahme am Montageträger einrastet, mindestens eine Modulklemme, zwischen denen das mindestens eine Photovolta- ik-Modul mittels eines Befestigungselements am Montageträger fixiert wird, und eine Abdeckung für den Montageträger.
Bei der ünterkonstruktion kann es sich bspw. um eine Dachkonstruktion handeln. Eine Wandmontage ist ebenfalls denkbar.
Die Abdeckung kann aus einem Kunststoff, z.B. Plexiglas, oder Glas bestehen.
Ferner kann die Abdeckung aus einem Metall, wie bspw. Aluminium bestehen, im Falle, dass im Montageträger kein Sonnenkollektor angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Montagesystems sind die Auflage-Klemmaufnahmen auf verschiedenen Höhen der mindestens einen Außenfläche des Montageträgers angebracht, so dass Photovoltaik-Module unterschiedlicher Dicke befestigt werden können.
Handelsübliche Photovoltaik-Module findet man hauptsächlich mit einer Dicke von etwa 2.7, 4 oder 5 cm, so dass Auflage- Klemmaufnahmen vorzugsweise auf die Dicke solcher handelsüblicher Photovoltaik-Module ausgelegt sind. Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Aufnahme solcher Photovoltaik-Module.
Die Modulklemmen haben zusammen mit den Modulauflagen die Aufgabe, Photovoltaik-Module und Sonnenkollektoren über ein Befestigungselement am Montageträger zu fixieren. Da Modulklemmen auf der Oberfläche eines Photovoltaik-Moduls und eines Sonnenkollektors positioniert werden, darf ihre Größe die Nutzung der Sonnenenergie nicht beeinträchtigen, wobei gleichzeitig eine stabile Montage gewährleistet werden soll .
Zur Verbindung einer Modulklemme mit einer Modulauflage können alle geeigneten Befestigungselemente verwendet werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass ein oberer Teil des jeweiligen Befestigungselements von dem oberen Rand der Modulklemme nicht übersteht, da sonst die Gefahr einer Abschattung, insbesondere des Photovoltaik-Moduls gegeben ist.
Durch das erfindungsgemäße Montagesystem wird eine flexible Zusammensetzung von Photovoltaik-Modulen und Sonnenkollektoren ermöglicht, da eine Kombination bzw. Aneinanderreihung mehrerer erfindungsgemäßer Montagesysteme mit Montagesystemen ohne integrierten Sonnenkollektor ermöglicht wird.
In dem erfindungsgemäßen Montagesystem können unterschiedliche Arten von Sonnenkollektoren integriert sein. In den folgenden Abschnitten wird beispielhaft eine mögliche Ausführungsform eines Sonnenkollektors beschrieben, welche in dem erfindungsgemäßen Montagesystem integriert ist.
Ein solcher Sonnenkollektor besteht aus einem U-förmigen Kollektor-Modul, in dessen Inneren sich ein rinnenförmiger Parabolspiegel und im Bereich der Brennlinie des Parabolspiegels zwei flüssigkeitsverbundene Rohrabschnitte befinden, welche von einem Absorberblech ummantelt sind. Der thermischen Isolation des Sonnenkollektors dient eine transparente Abdeckung, welche das Kollektor-Modul abdichtet. Der rinnenförmige Parabolspiegel hat die Aufgabe, parallel einfallende elektromagnetische Strahlen, wie das Sonnenlicht, in der Brennlinie zu konzentrieren. Das dafür verwendete Material muss in der Lage sein, die einfallende Strahlung im hohen Maße zu reflektieren. Hierfür geeignete Materialien sind z.B. Aluminium oder Edelstahl.
Durch die Anordnung der Rohrabschnitte in der Mitte des rinnenförmigen Parabolspiegels wird eine gute Erwärmung einer in den Rohrabschnitten geführten Wärmetransportflüssigkeit gewährleistet. Durch Ummantelung der Rohrabschnitte mit einem Absorberblech wird die Erwärmung der Wärmetransportflüssigkeit optimiert. Das Absorberblech besteht aus einem wärmeleitfähigen Metall, der entweder schwarz eingefärbt oder mit einem Absorber beschichtet ist. Die gängigen Absorber sind selektiv, d.h. sie absorbieren die von außen kommende kürzerwellige Sonnenenergie möglichst gut und emittieren die längerwellige Wärmeenergie des Absorbers nur schlecht. Als Absorberbeschichtungen können Schwarz-Chrom, nickelpigmentiertes Aluminiumoxid oder sogenannte „Sputterschichten" eingesetzt werden. Letztere werden durch Sputterdeposition hergestellt, ein Verfahren, bei dem zunächst Atome aus einem Festkörper durch Beschuss mit energiereichen Ionen herausgelöst werden und in die Gasphase übergehen. Anschließend wird in die Nähe des Festkörpers ein Substrat gebracht, so dass die herausgeschlagenen Atome auf diesem kondensieren und eine Schicht bilden können. Typische, in Sonnenkollektoren eingesetzte Sputterschichten bestehen aus Titanverbindungen und Siliziumdioxid, welche nacheinander auf eine Metalloberfläche aufgetragen werden.
Der Sonnenkollektor ist ferner von einer transparenten Abdeckung zu ergänzen, welche die Aufgabe hat, sowohl die Solarstrahlung in den Sonnenkollektor einwirken zu lassen als auch den Wärmeverlust des Sonnenkollektors zu reduzieren. Die im Bereich der Wärmestrahlung nicht transparente Abdeckung im Fall von Glas führt zu einem „Treibhauseffekt" in dem Sonnenkollektor und schützt gleichzeitig den Absorber vor Wärmeverlusten durch Konvektion. Für die Abdeckung werden häufig Gläser und Kunststoffe eingesetzt. Der Vorteil der Gläser liegt in der bewährten Langzeitstabilität in Bezug auf die optischen und mechanischen Eigenschaften. Für Sonnenkollektoren wird in der Regel kein normales Fensterglas verwendet, sondern ein spezielles Solarglas, was eine höhere Bruchfestigkeit, eine höhere Durchlässigkeit für energiereiche Strahlung und eine geringere Durchlässigkeit für vom Absorber emittierte oder reflektierte Wärmestrahlung aufweist. Daneben können auch Kunststoffe wie Plexiglas eingesetzt werden. Der Vorteil von Kunststoffen ist ihr geringeres Gewicht und höhere Schlagzähigkeit, das zu insgesamt besser handhabbaren Kollektoren führt.
Weitere mögliche Sonnenkollektor-Formen und Ausführungen ohne Parabolspiegel, mit einem einfachen Absorber sind ebenso in den Kollektorhalter einsetzbar.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine Umwandlungseinrichtung mit mindestens einem Photovoltaik-Modul und mindestens einem Sonnenkollektor bereit, welche mittels eines voranstehend beschriebenen Montagesystems montiert ist.
Die Montage der Photovoltaik-Module und Sonnenkollektoren erfolgt über einen mittels einer Montageschiene an einer Unterkonstruktion angebrachten U-förmigen Montageträger, der in seinem Inneren ein U-förmiges Kollektor-Modul aufnehmen kann. Das Kollektor-Modul nimmt seinerseits einen Sonnenkollektor auf und wird durch eine transparente Abdeckung gegenüber der Umgebung abgedichtet . Für die Montage eines Photovoltaik-Moduls wird eine Modulklemme benötigt, welche mit einem Ende mit einem Teil der Oberseite eines Photovoltaik-Moduls und mit dem anderen Ende mit einer Fläche einer transparenten Abdeckung und eines Kollektor-Moduls überlappt und beispielsweise eine Bohrung zur Aufnahme einer Schraube aufweist, so dass durch Festschrauben die Modulklemme auf das Photovoltaik-Modul, auf die transparente Abdeckung und das Kollektor-Modul drückt. Zusätzlich ist zur Befestigung eines Photovoltaik-Moduls eine höhenverstellbare Modulauflage vorgesehen, welche an einem Ende so konfiguriert ist, dass das eine Ende in eine an einer Außenseite des Montageträgers angebrachten Auflage-Klemmaufnahme einrastet, zur Aufnahme einer Schraube ein Gewinde aufweist und mit der Unterseite eines Photovoltaik- Moduls überlappt. Die Modulklemme und die Modulauflage sind über ein Befestigungselement, beispielsweise eine Senkkopfschraube, zu verbinden, so dass bei geeignetem Betätigen des Befestigungselements, wie beispielsweise im Falle der Senkkopfschraube eines Ein- bzw. Zusammenschraubens, das entsprechende Photovoltaik-Modul zwischen Modulklemme und Modulauflage eingeklemmt und somit fixiert werden kann.
Durch Zuschrauben drückt die Modulklemme ein Photovoltaik- Modul gegen eine Modulauflage und gleichzeitig eine entsprechende transparente Abdeckung und ein Kollektor-Modul gegen eine Oberkante des Montageträgers, wodurch diese jeweils fixiert werden.
Um ein noch flexibleres System bereit stellen zu können, befinden sich Auflage-Klemmaufnahmen auf verschiedenen Höhen der zu den Photovoltaik-Modulen gerichteten Außenflächen des Montageträgers, so dass Photovoltaik-Module unterschiedlicher Dicke problemlos montiert werden können. Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren zur Montage von mindestens einem Photovoltaik-Modul und mindestens einem Sonnenkollektor bereit, bei dem zunächst ein U- förmiger Montageträger, welcher an Außenflächen Auflage- Klemmaufnahmen und in seinem Inneren den mindestens einen Sonnenkollektor aufweist, mittels einer Montageschiene an einer Unterkonstruktion angebracht wird. Als nächster Schritt werden der mindestens eine Sonnenkollektor und der Montageträger durch eine transparente Abdeckung abgedeckt. Als weiterer Schritt wird das mindestens eine Photovoltaik- Modul zwischen einer Modulauflage, welche in eine der Auflage-Klemmaufnahmen am Montageträger einrastet, und einer Modulklemme, welche einen Teil des mindestens einen Photo- voltaik-Moduls, des mindestens einen Sonnenkollektors und der Abdeckung überlappt, positioniert, wobei Modulauflage und Modulklemme durch ein Befestigungselement verbunden sind. Anschließend wird durch geeignete Betätigung des Befestigungselements das mindestens eine Photovoltaik-Modul fixiert .
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten . Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagesystems mit integriertem Sonnenkollektor und montierten Photovoltaik-Modulen .
Figur 2 zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagesystems ohne integrierten Sonnenkollektor.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Sonnenkollektors, der in einem erfindungsgemäßen Montagesystem integriert werden kann.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagesystems 1. Die Photovoltaik-Module 20 werden durch einen Montageträger 2 an einer Unterkonstruktion (nicht dargestellt) befestigt. Dazu weist er eine Montageschiene 3 auf. Der Montageträger 2 weist zur Aufnahme eines Sonnenkollektors 30 ein U-Profil auf. In der hier gezeigten Ausführungsform ist der Sonnenkollektor 30 integraler Bestandteil des Montagesystems 1, d.h. der Sonnenkollektor 30 ist bei Montage von Photovoltaik-Modulen 20 bereits in dem Montagesystem 1 integriert. Im Inneren des Montageträgers 2 ist dabei zunächst ein ebenfalls U- förmiges Kollektor-Modul 4 eingeführt. Im Inneren des Kollektor-Moduls 4 befinden sich ein rinnenförmiger Parabolspiegel 5 und im Bereich der Brennlinie des Parabolspiegels 5 zwei flüssigkeitsverbundene Rohrabschnitte 6,6', welche von einem Absorberblech 7 ummantelt sind. Der thermischen Isolation des Sonnenkollektors dient eine transparente Abdeckung 8, welche das Kollektor-Modul 4 abdichtet. Zur Befestigung der Photovoltaik-Modulen 20 sind auf beiden Außenflächen des Montageträgers 2 auf verschiedenen Höhen Auflage-Klemmaufnahmen 9 angebracht. Dadurch können Photo- voltaik-Module 20 unterschiedlicher Dicke am Montageträger
2 befestigt werden. Die Befestigung erfolgt durch Festschrauben einer Modulklemme 10 an einer Modulauflage 11, zwischen der sich ein Photovoltaik-Modul 20 befindet. Die Modulauflage 11 stützt dabei ein Photovoltaik-Modul 20 von der Unterseite und wird durch Einrasten in einer geeigneten Modulauflage 11 festgehalten. Die Modulklemme 10 stützt ein Photovoltaik-Modul von der Oberseite und drückt es durch Zuschrauben mittels einer Senkkopfschraube 12 gegen die Modulauflage 11. Die Modulklemme 10 wird so angebracht, dass durch Zuschrauben die transparente Abdeckung 8 des Kollektor-Moduls und das Kollektor-Modul 4 selbst gegen eine Oberkante des Montageträgers 2 gedrückt und somit befestigt werden.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montagesystems 1, wobei der in dem Montagesystem integrierte Sonnenkollektor hier nicht gezeigt ist. Zwei Photovoltaik-Module 20 werden durch einen Montageträger 2 an einer Unterkonstruktion (nicht dargestellt) befestigt. Dazu weist der Montageträger eine Montageschiene
3 auf. Im Gegensatz zu der in Figur 1 beschriebenen Ausführungsform ist hier im Inneren des Montageträgers 2 kein Sonnenkollektor dargestellt. Der Montageträger 2 wird von einer Abdeckung 13 abgedeckt. Die Befestigung der Photovoltaik-Module 20 und der Abdeckung 13 erfolgt analog zu der in Figur 1 beschriebenen Ausführungsform über geeignetes Zusammenwirkenden vorgesehener Modulklemmen 10, Auflage- Klemmaufnahmen 9 und Modulauflagen 11.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines Sonnenkollektors 30, der in einem erfindungsgemäßen Monta- gesystem 1 integriert sein kann. Der Sonnenkollektor 30 besteht aus einem U-förmigen Kollektor-Modul 4, in dessen Inneren sich ein rinnenförmiger Parabolspiegel 5 und im Bereich der Brennlinie des Parabolspiegels 5 zwei flüssig- keitsverbundene Rohrabschnitte 6,6' befinden, welche von einem Absorberblech 7 ummantelt sind. Der thermischen Isolation des Sonnenkollektors dient eine transparente Abdeckung 8, welche das Kollektor-Modul 4 abdichtet.

Claims

Patentansprüche
1. Montagesystem, das dazu konfiguriert ist, mindestens ein Photovoltaik-Modul (20) und einen Sonnenkollektor (30) auf einer Unterkonstruktion zu montieren, wobei das Montagesystem (1) umfasst:
- mindestens einen über eine Montageschiene (3) an der Unterkonstruktion befestigten U-förmigen Montageträger (2) zur Befestigung von dem mindestens einen Photovoltaik-Modul (20) und zur Aufnahme von mindestens einem Sonnenkollektor (30), wobei der Montageträger (2) zur Befestigung des mindestens einen Photovoltaik-Moduls (20) an mindestens einer seiner Außenflächen Auflage-Klemmaufnahmen (9) aufweist;
- den mindestens einen Sonnenkollektor (30), welcher im Inneren des mindestens einen Montageträgers (2) aufgenommen ist;
- mindestens eine Modulauflage (11), welche in eine Auflage-Klemmaufnahme (9) am Montageträger (2) einrastet, und mindestens eine Modulklemme (10), zwischen denen das mindestens eine Photovoltaik-Modul (20) mittels eines Befestigungselements (12) am Montageträger (2) fixiert wird; und
- eine Abdeckung (8) für den Montageträger (2) .
2. Montagesystem nach Anspruch 1, bei dem die Auflage- Klemmaufnahmen (9) auf verschiedenen Höhen der mindestens einen Außenfläche des Montageträgers (2) angebracht sind, so dass Photovoltaik-Module (20) unterschiedlicher Dicke befestigt werden können.
3. ümwandlungseinrichtung mit mindestens einem Photovolta- ik-Modul (20) und mindestens einem Sonnenkollektor (30), welche mittels eines Montagesystems nach einem der Ansprüche 1 bis 2 montiert ist.
4. Verfahren zur Montage von mindestens einem Photovoltaik- Modul (20) und mindestens einem Sonnenkollektor (30) , bei dem:
- ein U-förmiger Montageträger (2), welcher an Außenflächen Auflage-Klemmaufnahmen (9) und in seinem Inneren den mindestens einen Sonnenkollektor (30) aufweist, mittels einer Montageschiene (3) an einer Unterkonstruktion angebracht wird;
- der mindestens eine Sonnenkollektor (30) und der Montageträger (2) durch eine transparente Abdeckung (8) abgedeckt werden;
- das mindestens eine Photovoltaik-Modul (20) zwischen einer Modulauflage (11), welche in eine der Auflage- Klemmaufnahmen (9) am Montageträger (2) einrastet, und einer Modulklemme (10) , welche einen Teil des mindestens einen Photovoltaik-Moduls (20), des mindestens einen Sonnenkollektors (30) und der Abdeckung (8) überlappt, positioniert wird, wobei Modulauflage (11) und Modulklemme (10) durch ein Befestigungselement (12) verbunden sind; und
- durch geeignete Betätigung des Befestigungselements (12) das mindestens eine Photovoltaik-Modul (20) fixiert wird.
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