EP3097639A1 - Dachschindel mit einem photovoltaischem element - Google Patents

Dachschindel mit einem photovoltaischem element

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Publication number
EP3097639A1
EP3097639A1 EP15700318.7A EP15700318A EP3097639A1 EP 3097639 A1 EP3097639 A1 EP 3097639A1 EP 15700318 A EP15700318 A EP 15700318A EP 3097639 A1 EP3097639 A1 EP 3097639A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
carrier plate
photovoltaic element
edge strip
roof
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15700318.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Kreft
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Antec Solar GmbH
Original Assignee
Antec Solar GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Antec Solar GmbH filed Critical Antec Solar GmbH
Publication of EP3097639A1 publication Critical patent/EP3097639A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25—Roof tile elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a multi-layer roof shingle with at least one photovoltaic element.
  • roof surfaces to mount photovoltaic elements to convert solar energy into electrical energy is becoming increasingly important.
  • solar modules are raised to existing sealed roof areas. Initially, a rack will be mounted on the roof, on which solar modules with a typical area of one square meter will be fixed. As a rule, these solar modules consist of an upper and a lower flat glass pane between which the actual photovoltaic element with front and rear contacts is arranged. The elevation of such solar modules is widespread, especially in the retrofitting of roof surfaces.
  • the disadvantage is, on the one hand, that the solar modules generally do not fit harmoniously into the visual appearance of the roof and, moreover, that the fastening of the frame is not unproblematic with regard to the tightness of the roof.
  • DE 4421078 proposed clay tiles with a cutout in which a complementary solar module is then used.
  • a commercially available solar module is attached on a support plate.
  • the support plate has like a roof tile mutually complementary projections and recesses and is laid accordingly on the roof surface.
  • a possible transparent substrate usually a glass sheet first with an electrically conductive transparent layer, usually a so-called TCO layer (Transparent Conductive Oxide), for example, zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2), indium oxide (In202 ), Indium tin oxide also called ITO (mixture of ZnO and In 2 O 3) or cadmium stannate (CdSnO 4).
  • TCO layer Transparent Conductive Oxide
  • ZnO zinc oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • In202 indium oxide
  • ITO mixed oxide of ZnO and In 2 O 3
  • CdSnO 4 cadmium stannate
  • the TCO layer is used for contacting a semiconductor layer applied thereto in which the actual photoelectric effect takes place when exposed to sunlight.
  • the TCO layer therefore forms the front contact.
  • the semiconductor layer may consist of a cadmium sulfide layer (CdS layer) and a cadmium telluride layer (CdTe layer).
  • CdS layer cadmium sulfide layer
  • CdTe layer cadmium telluride layer
  • silicon layers, copper indium gallium diselenide (CIGSs) layers, gallium arsenide (GaAs) layers are commonly used.
  • CIGSs copper indium gallium diselenide
  • GaAs gallium arsenide
  • a further conductive layer is then applied for contacting, which is also referred to as back contact.
  • the roof cover has a metallic support on which a photovoltaic module is arranged. Obviously, it is a flexible thin-film module, because after mounting on the carrier, it can be covered with a glass to protect against the weather.
  • the invention is based on the observation that, according to the state of the art, commercially available solar modules, that is to say modules of two glass plates between which one or more photovoltaic elements are arranged, are arranged on a support which performs the function of Building envelope, although it could at least partly be taken over by the solar module.
  • the current technology ensures that the simple combination of commercially available solar modules and roof tiles or shingles leads to higher roof weights.
  • the invention has for its object to provide a solar roof shingle, which is cheaper and easier compared with the prior art.
  • a method for producing the corresponding roof cladding should be specified.
  • the roof shingle according to the invention differs from the known concepts in particular in that the usual according to the prior art back glass layer between the windscreen and the back actual shingle deleted.
  • the method for producing the roof shingle has at least the following steps: First, a transparent pane, usually a glass pane, coated with at least one photovoltaic element is held. Such a pane can be taken as a semifinished product of the production of conventional solar modules after front contact, the semiconductor layers and the back contact have been deposited on the pane, ie before the back pane is applied to the back contact and laminated with the semifinished product to form a photovoltaic module.
  • the steps of depositing at least said layers on the wafer for the production of the semifinished product can therefore be carried out as part of the process in order to subsequently hold the semifinished product.
  • the disk thus carries at least a front contact, a semiconductor layer and a preferably exposed back contact, the front contact facing the disk and the back contact facing away from the disk.
  • the unit of a pane and a photovoltaic element is referred to below as "semi-finished product" for the sake of simplicity.
  • the transparent pane is also referred to as a front pane in order to make clear its arrangement and function.It does not depend on the semiconductor layer used, for example a CdTe / CdS system, silicon, CIGS, GaAs, etc.
  • the semifinished product may also comprise Grätzel cells or organic solar cells, most of which is glass, ie a glass sheet, and other transparent and durable materials may also be used.
  • the semifinished product With interposition at least one preferably thermoplastic and electrically insulating film, the semifinished product is placed with the back contact on a preferably metallic carrier plate.
  • the carrier plate forms the rear wall of the roof shingle and may preferably be made of aluminum.
  • the film is used for electrical insulation of the back contact of the carrier plate and for bonding the back contact or the disc with the carrier plate in a lamination process.
  • the film is heated and air is removed as far as possible from the spaces between the film and the semifinished product or the support plate.
  • the at least one photovoltaic element is connected to the carrier plate by heating the foil while simultaneously compressing the disc and the carrier plate and / or sucking off the air.
  • a silicone layer can be introduced between the back of the photovoltaic element and the carrier plate, with which the back and the carrier plate are glued together.
  • the foil may additionally be provided in order to ensure a reliable insulation between the rear side and the carrier plate, provided that the back plate facing carrier plate is electrically conductive.
  • Other sufficiently weather-resistant adhesive techniques can be used accordingly.
  • a bead made of a permanently elastic compound is applied in the region of at least one edge strip of the carrier plate and / or the semifinished product.
  • a bead made of a permanently elastic compound is applied in the region of at least one edge strip of the carrier plate and / or the semifinished product.
  • a bead made of a permanently elastic compound is applied in the region of at least one edge strip of the carrier plate and / or the semifinished product.
  • a bead made of a permanently elastic compound is applied in the region of at least one edge strip of the carrier plate and / or the semifinished product.
  • a bead made of a permanently elastic compound
  • the back of the semifinished product e.g. the back contact of the photovoltaic element directly onto a foil e.g. made of ethylene vinyl acetate (CAS no. 24937-78-8).
  • This film is hereinafter also referred to as EVA film for the sake of simplicity.
  • This EVA foil serves to seal the back contact and reliably adhere to it.
  • the EVA film can be slightly smaller than the outline of the transparent pane, so that a preferably circumferential free edge strip is formed.
  • This free edge strip may then preferably be coated with a butyl compound, e.g. Polyvinyl butyral (PVB) are sealed.
  • PVB Polyvinyl butyral
  • a polyvinyl fluoride film (CAS No: 95508-16-0) preferably conformed to the contour of the face plate may be disposed.
  • the Polyvi- nylfluorid film is shortened referred to as PVF film.
  • This PVF film improves the sealing and thus the protection of the photovoltaic element against water and air.
  • the PVF film may in particular be a PVF polyester PVF or particularly preferably a PVF polyester PVF composite film. These films can also be easily dyed polyvinyl butyral, which can be influenced by the later color of the roof shingle.
  • this material adheres excellently to metal, in particular to the preferred aluminum, and moreover has a thermal expansion coefficient which is sufficiently similar to that of aluminum.
  • the silicone can be arranged on both sides of the film, only between the carrier plate of the film or only between the film and the layer adjoining thereto.
  • at least one PVF film and subsequently at least one EVA film are arranged.
  • the back of the semifinished product so arranged the back of the photovoltaic element, so that the transparent disc closes the shingle upwards.
  • Any edge gap is preferably closed with a butyl compound.
  • the same result can be achieved by placing the front panel facing down and laying the films in reverse order and finally arranging the support plate.
  • the method does not depend on the orientation in space but on the order of the layers.
  • a laminate for which purpose the films are heated and air between the layers is removed as far as possible, for example by generating a negative pressure in the edge region, from the arrangement.
  • a fastening means such as a screw, a nail or the like.
  • This fastening means which is referred to as a screw in the following for the sake of a pars pro toto, is preferably guided through a hole in the corner region of an edge region which projects beyond the front pane.
  • the shingle hangs diagonally with the hole diagonally opposite corner down. Following upwards, more shingles can overlap.
  • the support plate therefore preferably has an at least approximately quadrangular outline (particularly preferably at least approximately square) which preferably protrudes peripherally around the pane and thus forms a protruding edge.
  • This edge may preferably be attached to two adjacent, i. a corner forming pages are bent forward or be. On average, the bent areas then each resemble a U-shaped profile.
  • the deformed edge region is preferably not directly on the front side of the disc or its narrow side, but overlaps the disc with a gap.
  • the shingle can then be in the region of the two connecting corner, for. with a screw, a nail or the like e.g. be mounted on a roof battens, wherein running from higher shingle water does not collect in the region of the edge gap, but preferably drips on the windshield.
  • the gap preferably has at least the width of the thickness of the carrier plate.
  • a protrusion of the carrier plate over the pane which is preferably provided on the two remaining edge regions, is preferably bent backwards in an analogous manner, ie the corresponding edge regions are likewise of U-shaped profile, wherein the free leg is at least approximately parallel to the Windscreen side facing away, so the back, the rest of the carrier plate is arranged.
  • this bent-back area is preferably suspended in the bent forward region of the next lower row of the same shingles.
  • the split wide of the edge regions preferably adapted to the thickness of the carrier plate in each opposite edge region, ie greater than or equal to the corresponding thickness.
  • the shape of the edge regions is preferably complementary to each other.
  • the free leg of the rearwardly bent edge region may be curved away from the carrier plate, so that it rests as flush as possible against the rounding of the edge region of a neighboring shingle bent to the front.
  • connection contacts of the roof shingle can, as in the case of the customary solar modules, be led through corresponding recesses of the carrier plate to a connection box mounted thereon.
  • a transparent glass sheet is usually used as a disk.
  • a colored pane can also be used.
  • the disc may have a colored coating on at least one side.
  • photoluminescent materials are preferably introduced into the glass or applied to one side of the pane. The photoluminescent materials convert the shortwave light into longerwave light. As a result, the color impression of the roof shingle can be changed depending on the selection of the photoluminescent material. If the emitted from the photoluminescent material wavelength K em is sufficiently short, the efficiency of the overall system is only slightly affected. Sufficiently short implies that the energy of the photons having the wavelength K em is greater than or equal to the bandgap of the photovoltaic element.
  • At least one absorbing and / or one reflecting dye can be introduced into the transparent pane.
  • the dye is preferably transparent for wavelengths K t which are shorter than A gap . If this can not be realized because of the color requirements, the dye preferably has a sharp as possible Absorbtions- or reflection band of a few nm, so that the available light for the photoelectric effect is only minimally reduced.
  • a Bragg grating can be applied to one side of the disc. Bragg gratings are characterized by a high reflection in a narrow wavelength range and otherwise by a high transmission.
  • the roof shingle according to the invention is a composite, preferably produced in the lamination process, of a transparent pane with at least one photovoltaic element and a preferably metallic support plate, e.g. made of aluminum, wherein at least one film, preferably a sequence of different films, is arranged between the photovoltaic element and the carrier plate.
  • the PVF film may preferably be followed by a PVF film in the direction of the carrier plate. Between the PVF film and the carrier plate is preferably a PVB film. Between the photovoltaic element and the EVA film and / or between the EVA film and the PVF film and / or between the PVF film and the PVB film and / or between the PVB film and the carrier plate can (depending) an adhesive layer, eg a silicone layer be arranged as an adhesive and to improve the seal.
  • the adhesive layer does not have to be full-surface, but should form a circumferential band in the edge area to improve the seal. If the individual layers are not joined over the entire surface, different thermal expansions of the different materials can be better compensated.
  • the invention has been explained with reference to roof shingles for a pitched roof or hipped roof.
  • the shingles may also be on vertical walls, i. be used as a facade element.
  • FIG. 1 shows a top view of a roof shingle
  • Figure 2a shows the construction of the roof shingle in section A-A
  • Figure 2b shows a detail of Fig. 2a
  • FIG. 3 shows a possible roof covering with shingles according to FIG. 1 and FIG. 2
  • FIG. 1 shows a plan view of a roof shingle with here exemplary square outline.
  • the roof shingle has a carrier plate 20 with a planar section on which, as explained with reference to FIG. 2, a transparent pane 30, here made of glass, is preferably arranged with a multiplicity of photovoltaic cells.
  • the reference numeral 32, the top of the disc 30 is indicated, which forms the front of the roof shingle.
  • the support plate 10 has at two adjoining edge regions to the front or top U-shaped reshaped edge portions 16 which engage over the disc 30. It remains between the edge portion 16 and the top 31 of the disc 30, a gap in which a complementary but downwardly bent edge portion 14 of the roof shingle 1 overlapping roof shingle can intervene.
  • the roof shingle shown has a suitably bent after hanging edge portion 14, which, however, because it is behind the plane, is indicated only by dashed lines.
  • This edge region 14 bent backwards covers the recess and acts as a drip edge, so that the screw and the edge gap between the windshield and the support plate in the area of the recess largely dry stay.
  • a recess In the region of the corner which connects the two edge portions bent over to the front is a recess, so that the planar part of the carrier plate is accessible.
  • a hole 18 in the support plate to hang this hanging on a roof substructure, such as a roof battens.
  • a PVB film 21 is arranged on this.
  • a PVF film 22 is arranged, which is preferably formed as a PVF-PET-PVF layer system.
  • This PVF film 22 is adjoined by an EVA film 24, the edge of which, as shown, can be set back slightly above that of the PVF film.
  • the rear side of a photovoltaic element 31 arranged on the transparent pane 30 rests on the EVA foil 24.
  • the disk 30 forms with the PVF film 22 an edge gap, which is closed with a butyl compound 23.
  • a copper layer can be arranged in the region of the bent edge regions.
  • the curved portion of the bent-back edge strips 14 in the assembled state has the function of a drip edge, arranged on the above from the top running water 31 of the underneath arranged.
  • roof shingle expires.
  • a copper coating in this area a small amount of copper is dissolved in the outflowing water, thereby permanently avoiding growth of the correspondingly covered shingle roof.
  • the roof shingle shown in Figures 1 and 2 can be easily manufactured:
  • the disc 30 with the photovoltaic elements 31 is a semi-finished product that can be removed from the production of commercially available solar modules.
  • the support plate 10 may be designed as aluminum sheet or as a sandwich plate and are brought by conventional punching or sheet metal bending rails in the desired shape. Subsequently, it is sufficient to arrange the foils 21 to 24 and, if necessary, the permanently elastic mass 23 in the stated sequence between the carrier plate 10 and the semifinished product and to laminate them together to form the roof cladding shown.
  • the forming of the edge regions 14, 16 of the carrier plate 10 can also take place after lamination, whereby the lamination is facilitated. Otherwise, the laminating oven must have correspondingly adapted to the edge strips 14, 16 of the support plate 10 receptacles.
  • the roof shingles according to FIGS. 1 to 2b can be joined together to form a tight roof, in which the shingles are simply fastened to one another and overlapping the complementary edge regions 14, 16 in an interlocking manner on a roof substructure.
  • a roof substructure rafters with a transverse battens are indicated.
  • a suitable fastening means such as a screw, a rivet or a nail on the roof substructure.
  • the ridge and the transition to the gutter can be created from corresponding complementary sheet metal parts.
  • the approximate square shape of the outline shown in the figures is exemplary (but technically most preferred).
  • the shingles can also be rectangular or diamond-shaped. Other polygons are possible, in particular (preferably) uniform pentagones, hexagons or octagones.

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Abstract

Eine leichte und günstige Solardachschindel kann durch Anordnen eines Halbzeugs (30, 31) aus einer transparenten Scheibe mit wenigstens einem photovoltaischen Element (31) an einer die spätere Rückwand der Dachschindel bildenden Trägerplatte (10) unter Zwischenlage wenigstens einer Folie (21, 22, 24) und anschließendem Laminieren der Anordnung zu einer Dachschindel erfolgen.

Description

Dachschindel mit einem photovoltaischen Element Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Dachschindel mit wenigstens einem photovoltaischen Element. Stand der Technik
Die Nutzung von Dachflächen zur Montage von photovoltaischen Elementen zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie gewinnt zunehmende Bedeutung. Meist werden dazu Solarmodule auf bestehende abgedichtete Dachflächen aufgeständert. Zunächst wird dabei ein Gestell auf dem Dach montiert auf dem dann Solarmodule mit einer typischen Fläche von einem Quadratmeter befestigt werden. Diese Solarmodule bestehen in der Regel aus einer oberen und einer unteren Flachglasscheibe zwischen denen das eigentliche photovoltaische Element mit Front- und Rückkontakten angeordnet ist. Die Aufständerung solcher Solarmodule ist insbesondere bei der nachträglichen Ausrüstung von Dach- flächen weit verbreitet. Nachteilig ist zum einen, dass sich die Solarmodule in der Regel nicht harmonisch in das optische Erscheinungsbild des Daches einfügen und zudem dass die Befestigung des Gestells im Hinblick auf die Dichtigkeit des Daches nicht unproblematisch ist.
Um sowohl die optische Integration der Solarmodule in die Dachfläche zu ver- bessern als auch die Funktion der Dachfläche als Gebäudehülle zu gewährleisten wurde in der DE 4421078 vorgeschlagen Tonziegel mit einer Aussparung zu fertigen in die dann ein komplementäres Solarmodul eingesetzt wird.
Einen ähnlicher Weg wird auch in der CN 102146717 vorgeschlagen: Auf einer Trägerplatte wird ein handelsübliches Solarmodul befestigt. Die Trägerplatte hat wie eine Dachziegel zueinander komplementäre Vorsprünge und Ausnehmungen und wird entsprechend auf der Dachfläche verlegt. Zur Herstellung von Solarmodulen wird in der Regel ein möglichst transparentes Substrat, meist eine Glastafel zunächst mit einer elektrisch leitenden transparenten Schicht, meist einer sogenannten TCO-Schicht (Transparent Conductive Oxide) z.B. aus Zinkoxid (ZnO), Zinnoxid (Sn02), Indiumoxid (In202), Indium- Zinnoxid auch ITO genannt (Mischung aus ZnO und In203) oder Cadmiumstanat (CdSn04) beschichtet. Das Substrat bildet später die Front oder Lichteintrittsseite des Solarmoduls. Die TCO-Schicht dient zur Kontaktierung einer darauf aufgebrachten Halbleiterschicht in der bei Sonneneinstrahlung der eigentliche photoelektrische Effekt abläuft. Die TCO-Schicht bildet daher den Frontkontakt. Bei- spielsweise kann die Halbleiterschicht aus einer Cadmiumsulfidschicht (CdS- Schicht) und einer Cadmium Telluridschicht (CdTe Schicht) bestehen. Alternativ sind auch Silizium Schichten, Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGSs) Schichten, Galliumarsenid (GaAs) Schichten gebräuchlich. Auf diese Halbleiterschicht wird dann eine weitere leitende Schicht zur Kontaktierung aufgebracht, die auch als Rückkontakt bezeichnet wird. Zum Schutz der Schichten und zur Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit wird meist in einem Laminierverfahren eine weitere Glastafel als Rückseite auf den Rückkontakt aufgebracht, wobei die Anschlüsse aus dem so gefertigten Solarmodul herausgeführt werden. Zum Schutz der Kanten wird das Solarmodul meist von einem Rahmen eingefasst. Die Schichten zwi- sehen der front- und der rückseitigen Scheibe bilden das eigentliche photovoltaische Element, bzw. meist mehrere nebeneinander angeordnete photovoltaische Elemente.
Alternativ gibt es meist auf organischen Substanzen beruhende flexible Solarzellen. Auch diese wurden schon fest mit Dachabdeckungen verbunden: Beispiels- weise ist in der US 5,68,287 eine Gebäudehülle aus Blechelementen beschrieben. Auf diesen Blechelementen sind flexible handelsübliche Dünnschichtphotovolta- ikmodule angeordnet. Diese flexiblen Dünnschichtphotovoltaikmodule sind in einen Körper einlaminiert, der dann auf die Blechelemente aufgebracht wird. Dazu wird zunächst auf einem Metallblechträger eine EVA-Schicht aufgebracht. Oberhalb der EVA-Schicht wird eine isolierende Zwischenfolie angeordnet. Auf diese Zwischenfolie wird mittels einer Klebeschicht das Dünnschichtmodul aufgeklebt.
In der US 2012/0312373 AI ist eine Dachabdeckung mit Solarzellen beschrieben. Die Dachabdeckung hat einen metallischen Träger auf dem ein Photovoltaikmo- dul angeordnet wird. Offensichtlich handelt es sich um ein flexibles Dünnschichtmodul, denn nach der Montage auf dem Träger kann es zum Schutz gegen Witterungseinflüsse mit einer Glasscheibe abgedeckt werden.
Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass nach dem Stand der Technik selbst bei sogenannten Solarschindeln oder Solarpfannen handelsübliche Solarmodule, also Module aus zwei Glasplatten zwischen denen ein oder mehrere photovolaische Elemente angeordnet sind, auf einem Träger angeordnet werden, der die Funktion der Gebäudehülle übernimmt, obgleich diese auch zumin- dest zum Teil von dem Solarmodul übernommen werden könnte. Zudem sorgt die gängige Technik dafür, dass die simple Kombination von handelsüblichen Solarmodulen und Dachpfannen oder Schindeln zu höheren Dachgewichten führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solardachschindel anzugeben, die im Vergleich mit dem Stand der Technik günstiger und leichter ist. Zudem soll ein Verfahren zur Herstellung der entsprechenden Dachschindel angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Dachschindel nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Dachschindel nach der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Konzepten insbesondere dadurch, dass die nach dem Stand der Technik übliche rückseitige Glasschicht zwischen der Frontscheibe und der rückseitigen eigentlichen Schindel entfällt.
Das Verfahren zum Herstellen der Dachschindel hat zumindest die folgenden Schritte: Zunächst wird eine mit wenigstens einem photovoltaischen Element beschichte transparente Scheibe, üblicherweise eine Glasscheibe vorgehalten. Eine solche Scheibe kann als Halbzeug der Herstellung üblicher Solarmodule entnommen werden, nachdem Frontkontakt, die Halbleiterschichten und der Rück- kontakt auf die Scheibe abgeschieden wurden, also bevor die rückseitige Scheibe auf den Rückkontakt aufgebracht und mit dem Halbzeug zu einem Photovoltaik- modul laminiert wird. Die Schritte des Abscheidens zumindest der genannten Schichten auf der Scheibe zur Herstellung des Halbzeugs können daher als Teil des Verfahrens erfolgen, um anschließend das Halbzeug vorzuhalten. Die Scheibe trägt folglich zumindest einen Frontkontakt, eine Halbleiterschicht und einen vorzugsweise frei liegenden Rückkontakt, wobei der Frontkontakt zur Scheibe weist und der Rückkontakt von der Scheibe weg weist. Die Einheit aus Scheibe und photovoltaischem Element wird nachfolgend der Einfachheit halber als „Halbzeug" bezeichnet. Die transparente Scheibe wird auch als Frontscheibe bezeichnet, um Ihre Anordnung und Funktion zu verdeutlichen. Es kommt nicht auf die verwendete Halbleiterschicht an, diese kann z.B. eine CdTe/CdS System, Sili- zium, CIGS, GaAs enthalten. Ebenso kann das Halbzeug Grätzel-Zellen oder organische Solarzellen aufweisen. Meist ist die Scheibe aus Glas, d.h. eine Glastafel. Andere transparente und beständige Materialien können ebenfalls eingesetzt werden.
Unter Zwischenlage wenigsten einer vorzugsweise thermoplastischen und elektrisch isolierenden Folie wird das Halbzeug mit dem Rückkontakt auf eine vorzugsweise metallische Trägerplatte aufgelegt. Die Trägerplatte bildet die Rückwand der Dachschindel und kann vorzugsweise aus Aluminium sein. Ein we- sentlicher Vorteil von Aluminium ist dessen Witterungsbeständigkeit und die darauf begründete Akzeptanz im Bauwesen.
Ausgehend von einer unten liegenden Trägerplatte befindet sich darauf folglich wenigstens eine Folie und darauf die Rückseite des wenigstens einen photovolta- ischen Elements. Die Folie dient zur elektrischen Isolierung des Rückkontaktes von der Trägerplatte und zum Verkleben des Rückkontaktes bzw. der Scheibe mit der Trägerplatte in einem Laminierverfahren. Dabei wird die Folie erwärmt und Luft wird aus den Zwischenräumen zwischen der Folie und dem Halbzeug bzw. der Trägerplatte soweit als möglich entfernt. Anders formuliert, wird das wenigs- tens eine photovoltaische Element mit der Trägerplatte durch Erwärmen der Folie unter gleichzeitigem Zusammendrücken der Scheibe und der Trägerplatte und/oder Absaugen der Luft verbunden.
Alternativ, kann zwischen der Rückseite des photovoltaischen Elements und der Trägerplatte eine Silikonschicht eingebracht werden, mit der die Rückseite und die Trägerplatte miteinander verklebt werden. Die Folie kann zusätzlich vorgesehen sein, um eine zuverlässige Isolation zwischen der Rückseite und der Trägerplatte sicherzustellen, sofern die der Rückseite zugewandte Trägerplatte elektrisch leitend ist. Andere hinreichend witterungsbeständige Klebetechniken können entsprechend eingesetzt werden. Vorzugsweise wird im Bereich wenigstens eines Randstreifens der Trägerplatte und/oder des Halbzeugs ein Wulst aus einer dauerelastischen Masse aufgebracht. Besonders geeignet ist z.B. eine Butylmasse wie sie z.B. in die Randfuge von Isolierglasscheiben eingebracht wird. Durch die dauerelastische Masse kann das Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich zwischen der Trägerplatte und der transparenten Scheibe zuverlässig unterbunden werden. Die dauerelastischen Masse kann entweder nach dem Verbinden in einen Randspalt einge- bracht werden oder vor dem Verbinden auf das Halbzeug und/oder die Folie und/oder die Trägerplatte aufgebracht werden.
Vorzugsweise wird beim Anordnen die Rückseite des Halbzeugs, also z.B. der Rückkontakt des photovoltaischen Elements unmittelbar auf eine Folie z.B. aus Ethylenvinylacetat (CAS-Nr.:24937-78-8) aufgelegt. Diese Folie wird nachfolgend der Einfachheit halber auch als EVA-Folie bezeichnet. Diese EVA-Folie dient der Abdichtung des Rückkontakts und haftet zuverlässig daran. Die EVA-Folie kann etwas kleiner sein als der Umriss der transparenten Scheibe, so dass ein vorzugsweise umlaufender freier Randstreifen entsteht. Dieser freie Randstreifen kann dann vorzugweise mit einer Butylmasse, z.B. Polyvinylbutyral (PVB) verschlossen werden.
Vorzugsweise kann beim Anordnen zwischen der Folie (z.B. der EVA-Folie)s und der Trägerplatte eine vorzugsweise an den Umriss der Frontplatte angepasste Folie aus Polyvinylfluorid (CAS-Nr.: 95508-16-0) angeordnet werden. Die Polyvi- nylfluorid-Folie wird auch verkürzt als PVF-Folie bezeichnet. Diese PVF-Folie verbessert die Abdichtung und somit den Schutz des photovoltaischen Elements, gegen Wasser und Luft. Die PVF-Folie kann insbesondere eine PVF-Polyester-PVF- oder besonders bevorzugt eine PVF -Polyester-PVF Verbundfolie sein. Diese Folien können zudem problemlos eingefärbt werden Polyvinylbutyral den, wodurch die spätere Farbe der Dachschindel beeinflußt werden kann.
Unmittelbar auf die Rückwand, also unmittelbar auf der Vorderseite der Trägerplatte wird vorzugsweise eine Folie aus Polyvinylbutyral, CAS-Nr.: 63148-65-2, nachfolgend auch kurz PVB-Folie angeordnet. Dieses Material haftet zum einen hervorragend an Metall, insbesondere an dem bevorzugten Aluminium und hat zudem einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der dem von Aluminium ausreichend ähnlich ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch die oben schon beschriebene Verklebung, insbesondere mit einer Silikonmasse insbesondere einer Silikonfolie erfolgen. Das Silikon kann beidseits der Folie, nur zwischen der Trägerplatte der Folie oder nur zwischen der Folie und der sich daran anschließenden Schicht angeordnet sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird (von unten nach oben) auf die Vorderseite (= Oberseite) der Trägerplatte wenigstens eine PVB-Folie angeordnet. Darauf folgend wird wenigstens eine PVF-Folie und darauf folgend wenigstens eine EVA-Folie angeordnet. Auf die EVA-Folie wird die Rückseite des Halbzeugs, also die Rückseite des photovoltaischen Elements angeordnet, so dass die transparente Scheibe die Schindel nach oben abschließt. Ein et- waiger Randspalt wird vorzugsweise mit einer Butylmasse verschlossen. Selbstverständlich kann das gleiche Ergebniss erzielt werden, wenn man die Frontplatte nach unten weisend legt und die Folien in umgekehrter Reihenfolge auflegt und zuletzt die Trägerplatte anordnet. Im Rahmen der Erfindung kommt es bei dem Verfahren nicht auf die Orientierung im Raum an, sondern auf die Reihen- folge der Schichten.
Nach der Anordnung der Schichten werden diese zu einem Laminat zusammengefügt, wozu die Folien erwärmt und Luft zwischen den Schichten soweit als möglich, z.B. durch Erzeugen eines Unterdrucks im Randbereich aus der Anordnung entfernt wird. Zur Befestigung der Schindeln auf einem Dach werden diese vorzugsweise mit nur einem Befestigungsmittel z.B. einer Schraube, einem Nagel oder dgl. auf einem Dach z.B. an Dachlatten befestigt. Dieses Befestigungsmittel, das nachfolgend vereinfachend im Sinne eines pars pro toto als Schraube bezeichnet wird, wird dabei bevorzugt durch ein Loch im Eckbereich eines die Frontscheibe über- stehenden Randbereichs geführt. Bei Schindeln mit zumindest näherungsweise quadratischem Umriss hängt dann die Schindel mit der dem Loch diagonal ge- genüberliegenden Ecke nach unten. Nach oben folgend können sich weitere Schindeln überlappend anschließen.
Bevorzugt hat die Trägerplatte folglich einen zumindest näherungsweise viereckigen Umriss (besonders bevorzugt zumindest näherungsweise quadratisch) der die Scheibe vorzugsweise umlaufend übersteht und somit einen überstehenden Rand bildet. Dieser Rand kann vorzugsweise an zwei nebeneinanderliegenden, d.h. eine Ecke bildenden Seiten nach vorne umgebogen werden, bzw. sein. Im Schnitt ähneln die umgebogenen Bereiche dann jeweils einem U-förmigen Profil. Dabei liegt der umgeformte Randbereich vorzugsweise nicht unmittelbar an der Frontseite der Scheibe oder dessen Schmalseite an, sonder übergreift die Scheibe mit einem Spalt. Die Schindel kann dann im Bereich der die beiden verbindenden Ecke z.B. mit einer Schraube, einem Nagel oder dergleichen z.B. auf einer Dachlattung befestigt werden, wobei von höher gelegenen Schindel ablaufendes Wasser sich nicht im Bereich des Randspalts sammelt, sonder bevorzugt auf die Frontscheibe abtropft. Der Spalt hat vorzugsweise mindestens die Breite der Dicke der Trägerplatte.
Ein an den beiden verbleibenden Randbereichen vorzugsweise vorgesehener Überstand der Trägerplatte über die Scheibe ist bzw. wird vorzugsweise in analoger Weise nach hinten umgebogen, d.h. die entsprechenden Randbereiche äh- nein ebenfalls einem U-förmigen Profil, wobei der freie Schenkel zumindest näherungsweise parallel an der der Frontscheibe abgewandten Seite, also der Rückseite, der übrigen Trägerplatte angeordnet ist. Bei der Montage solcher Schindeln wird dieser nach hinten umgebogene Bereich vorzugsweise in den nach vorne umgebogenen Bereich der nächst tiefereren Reihe gleicher Schindeln eingehängt. Dadurch können die Schindel nicht vom Wind untergriffen werden und die untere in die darunter liegende Reihe eingreifende Kante ist mit der darunter liegenden Schindel sozusagen verzahnt und wird von der in der Nähe befindlichen Schraube niedergehalten. In dieser Ausführungsform sind die Spalt- weiten der Randbereiche vorzugsweise an die Dicke der Trägerplatte im jeweils gegenüberliegenden Randbereich angepasst, also größer gleich der entsprechenden Dicke. Auch die Formgebung der Randbereiche ist vorzugsweise zueinander komplementär. Beispielsweise kann der freie Schenkel der nach hinten umgebogenen Randbereich von der Trägerplatte weg gekrümmt sein, damit er sich möglichst bündig an die Rundung des nach vorne umgebogenen Randbereichs einer Nachbarschindel anlegt.
Die Anschlusskontakte der Dachschindel können wie bei den üblichen Solarmodulen durch entsprechende Ausnehmungen der Trägerplatte zu einer darauf be- festigten Anschlussbox geführt werden.
Bei der Herstellung des Halbzeugs wird üblicherweise eine transparente Glastafel als Scheibe verwendet. Um der Schindel eine besondere Farbe zu geben, kann anstelle einer (voll)transparenten Scheibe auch eine eingefärbte Scheibe verwendet werden. Ebenso kann die Scheibe auf wenigstens einer Seite eine farbige Beschichtung aufweisen. Vorzugsweise werden dazu photolumineszierende Ma- terialen in das Glas eingebracht oder auf eine Seite der Scheibe aufgebracht. Die photolumineszierende Materialen ,wandeln' die kurzwelliges Licht in längerwelliges Licht um. Dadurch kann der Farbeindruck der Dachschindel je nach Auswahl des photolumineszierendem Material verändert werden. Sofern die von dem photolumineszierendem Material emittierte Wellenlänge Kem ausreichend kurz ist, wird der Wirkungsgrad des Gesamtsystems nur gering beeinflußt. Ausreichend kurz meint, dass die Energie der Photonen mit der Wellenlänge Kem größer gleich der Bandlücke des photovoltaischen Elements ist.
Alternativ und/oder zusätzlich kann wenigstens ein absorbierender und/oder ein reflektierender Farbstoffe in die transparente Scheibe eingebracht werden.
Ebenso kann wenigstens eine Seite der Scheibe mit dem wenigstens einen Farbstoff beschichtet werden. Bevorzugt liegt die absorbierte Wellenlänge Aab bzw. reflektierte Wellenlänge Aref oberhalb der Wellenlänge Agap welche energetisch der Bandlücke entspricht, d.h. Egap=h-c-Agap _1, wobei Egap die Bandlücke, h das Plancksche Wirkungsquantum und c die Lichtgeschwindigkeit bezeichnet. Entsprechend ist der Farbstoff ist für Wellenlängen Kt die kürzer sind als Agap vor- zugsweise transparent. Sofern sich dies wegen der Farbwünsche nicht realisieren lässt, hat der Farbstoff vorzugsweise eine möglichst scharfe Absorbtions- bzw. Reflektionsbande von wenigen nm, so dass das für den photoelektrischen Effekt zur Verfügung stehende Licht nur minimal reduziert wird. Anstelle des Farbstoffs kann ein Bragg-Gitter auf eine Seite der Scheibe aufgebracht werden. Bragg Git- ter zeichnen sich durch eine hohe Reflexion in einem schmalen Wellenlängenbereich und ansonsten durch eine hohe Transmission aus.
Auch eingefärbte oder beschichtete Scheiben werden nachfolgend als transparente Scheiben bezeichnet, sofern sie ausreichend Licht zur Nutzung zu dem photovoltaischen Element durchlassen. Die Dachschindel nach der Erfindung ist ein vorzugsweise im Laminierverfahren hergestellter Verbund aus einer transparenten Scheibe mit wenigstens einem photovoltaischen Element und einer vorzugsweise metallischen Trägerplatte, z.B. aus Aluminium, wobei zwischen dem photovoltaischen Element und der Trägerplatte wenigsten eine Folie, bevorzugt eine Abfolge verschiedener Folien ange- ordnet ist.
Besonders bevorzugt liegt an dem photovoltaischen Element eine oben näher beschriebene EVA-Folie an. An die EVA-Folie kann sich in Richtung der Trägerplatte vorzugsweise eine PVF-Folie anschließen. Zwischen der PVF-Folie und der Trägerplatte ist vorzugsweise eine PVB-Folie. Zwischen dem photovoltaischen Element und der EVA-Folie und/oder zwischen der EVA-Folie und der PVF-Folie und/oder zwischen der PVF-Folie und der PVB-Folie und/oder zwischen der PVB- Folie und der Trägerplatte kann (je) eine Klebstoffschicht, z.B. eine Silikonschicht als Klebstoff und zur Verbesserung der Abdichtung angeordnet sein. Die Klebstoffschicht muss nicht vollflächig sein, sollte aber im Randbereich einen umlaufenden Streifen bilden, um die Abdichtung zu verbessern. Bei nicht vollflächiger Verbindung der einzelnen Schichten, können unterschiedliche thermische Aus- dehnungen der unterschiedlichen Materialen besser ausgeglichen werden.
Die Erfindung wurde anhand von Dachschindeln für ein Satteldach oder ein Walmdach erläutert. Die Schindeln können jedoch ebenso an vertikalen Wänden, d.h. als Fassadenelement verwendet werden.
Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
Figur 1 zeigt Aufsicht auf eine Dachschindel,
Figur 2a zeigt den Aufbau der Dachschindel im Schnitt A-A, Figur 2b zeigt ein Detail aus Fig. 2a
Figur 3 zeigt eine mögliche Dacheindeckung mit Dachschindeln nach Fig. 1 und Fig. 2
Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf eine Dachschindel mit hier beispielhaft quadratischem Umriss. Die Dachschindel hat eine Trägerplatte 20 mit einem planen Ab- schnitt auf die wie anhand von Fig. 2 erläutert, eine transparente Scheibe 30, hier aus Glas, vorzugsweise mit einer Vielzahl von photovoltaischen Zellen angeordnet ist. Mit dem Bezugszeichen 32 ist die Oberseite der Scheibe 30 angedeutet, welche die Vorderseite der Dachschindel bildet. Die Trägerplatte 10 hat an zwei aneinander angrenzenden Randbereichen nach vorne bzw. oben U-förmig umgeformte Randabschnitte 16 welche die Scheibe 30 übergreifen. Dabei bleibt zwischen dem Randabschnitt 16 und der Oberseite 31 der Scheibe 30 ein Spalt in den ein komplementärer aber nach unten gebogener Randabschnitt 14 einer die Dachschindel 1 überlappenden Dachschindel eingreifen kann. Auch die gezeigte Dachschindel hat einen entsprechend nach hingen umgebogenen Randab- schnitt 14, der jedoch, weil er hinter der Zeichenebene liegt, nur gestrichelt angedeutet ist. Dieser nach hinten umgebogene Randbereich 14 (vgl. Fig. 2a und Fig. 2b, Fig. 3) deckt die Aussparung ab und wirkt als Tropfkante, so dass die Schraube und der Randspalt zwischen der Frontscheibe und der Trägerplatte auch im Bereich der Aussparung weitgehend trocken bleiben. Im Bereich der Ecke, welche die beiden nach vorne umgebogenen Randabschnitte 16 verbindet ist eine Aussparung, so dass der plane Teil der Trägerplatte zugänglich ist. Im Bereich der Aussparung ist ein Loch 18 in der Trägerplatte um diese hängend an einer Dachunterkonstruktion, z.B. einer Dachlattung zu befestigen. Der Aufbau der Dachschindel ist in Fig. 2a mit Fig. 2 dargestellt. Im Bereich des planen Abschnitts der Trägerplatte ist auf dieser eine PVB-Folie 21 angeordnet. Auf der PVB-Folie 21 wiederum ist eine PVF-Folie 22 angeordnet, die bevorzugt als PVF-PET-PVF Schichtsystem ausgebildet ist. An diese PVF-Folie 22 schließt sich eine EVA-Folie 24 an, deren Rand wie abgebildet etwas gegen über dem der PVF- Folie zurückgesetzt sein kann. Bevorzugt deckungsgleich liegt auf der EVA-Folie 24 die Rückseite eines auf der transparenten Scheibe 30 angeordneten photovol- taischen Elements 31 an. Die Scheibe 30 bildet mit der PVF-Folie 22 einen Randspalt aus, der mit einer Butylmasse 23 verschlossen ist. Um eine Bemoosung der Dachschindel insbesondere im Bereich der ineinandergreifenden Randbereiche zu verhindern, kann im Bereich der umgebogenen Randbereiche eine Kupferschicht angeordnet sein. Der gekrümmte Bereich der nach hinten umgebogenen Randstreifen 14 hat im montierten Zustand die Funktion einer Tropfkante, über die von oben ablaufendes Wasser an die Oberseite 31 der darunter angeordne- ten Dachschindel abläuft. Durch eine Kupferbeschichtung in diesem Bereich wird eine geringe Menge Kupfer in dem ablaufenden Wasser gelöst wodurch ein Bewuchs des entsprechend eingedeckten Schindeldachs dauerhaft vermieden wird.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Dachschindel lässt sich einfach herstellen: Die Scheibe 30 mit den photovoltaischen Elementen 31 ist ein Halbzeug, dass der Produktion handelsüblicher Solarmodule entnommen werden kann. Die Trägerplatte 10 kann als Aluminiumblech oder auch als Sandwichplatte ausgeführt und durch klassische Stanz- bzw. Blechbiegemachschienen in die gewünschte Form gebracht werden. Anschließend genügt es die Folien 21 bis 24 und ggf. die dau- erelastische Masse 23 in der angegebenen Reihenfolge zwischen der Trägerplatte 10 und dem Halbzeug anzuordnen und zu der gezeigten Dachschindel zusammen zu laminieren. Das Umformen der Randbereiche 14, 16 der Trägerplatte 10 kann auch nach dem Laminieren erfolgen, wodurch das Laminieren erleichtert wird. Ansonsten muss der Laminierofen entsprechend an die Randstreifen 14, 16 der Trägerplatte 10 angepasste Aufnahmen aufweisen.
In der in Fig. 3 angedeuteten Weise können die Dachschindeln nach den Fig. 1 bis Fig. 2b zu einem dichten Dach zusammengefügt werden, in dem die Schindeln einfach einander übergreifend und mit den komplementären Randbereichen 14, 16 ineinandergreifend auf einer Dachunterkonstruktion befestigt werde. Als Dachunterkonstruktion sind Dachsparren mit einer Querlattung angedeutet. Zur Befestigung genügt es eine Dachschindel in eine darunter angeordnete Dachschindel einzuhängen und im Bereich ihrer oberen Ecke mit einem geeigneten Befestigungsmittel, z.B. einer Schraube, einer Niete oder einem Nagel auf der Dachunterkonstruktion zu befestigen. Der Firstabschluss und der Übergang zur Dachrinne kann aus entsprechenden komplementären Blechbiegeteilen erstellt werden. Die in den Figuren gezeigte näherungsweise Quadratform des Umrisses ist beispielhaft (aber technisch besonders bevorzugt). In analoger Weise können die Schindeln auch rechteckig oder rautenförmig sein. Auch andere Polygone sind möglich, insbesondere (vorzugsweise) gleichmäßige Pentagone, Hexagone oder Oktagone.
Bezugszeichenliste
1 Dachschindel
10 Trägerplatte
11 Rückseite/Unterseite der Trägerplatte
12 Vorderseite/Oberseite der Trägerplatte
14 nach hinten umgebogener Randbereich
16 nach vorne umgebogener Randbereich
21 PVB-Folie
22 PVF-Folie
23 dauerelastische Masse, z.B. Butylmasse
24 EVA-Folie
30 transparente (Front-)scheibe
31 photovoltaische Elemente
32 Frontseite/Oberseite der Scheibe 30
D Dicke der Trägerplatte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Dachschindel (1), mit den Schritten,
- Vorhalten eines Halbzeugs (30, 31) aus wenigstens einer transparenten Scheibe (30), die mit wenigstens einem photovoltaischen Element (31) beschichtetet ist,
- Anordnen des wenigstens des Halbzeugs (30, 31) mit dem wenigstens einem photovoltaischen Element (31) an einer die spätere Rückwand der Dachschindel bildenden Trägerplatte (10) unter Zwischenlage wenigstens einer Folie (21, 22, 24),
- Laminieren der Anordnung aus dem Halbzeugs (30, 31), der wenigstens einen Folie (21, 22, 23) und der Trägerplatte durch Erwärmen der Folie (21, 22, 23) zu einer Dachschindel.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Anordnen des Halbzeugs (30, 31) der Rückkontakt des wenigstens einen photovoltaischen Elements (31) unter Zwischenlage der wenigstens einen Folie (21, 22, 23) an der Trägerplatte angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet, dass
eine dauerelastische Masse (23) im Bereich einer Randfuge zwischen der Scheibe (30) und der Trägerplatte (10) aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Anordnen das photovoltaische Element (31) unmittelbar auf eine EVA-Folie (24) aus Ethylenvinylacetat CAS-Nr.:24937-78-8 aufgelegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die EVA-Folie (24) die einen umlaufenden Randstreifen des photovoltai- schen Elements (31) und/oder der Scheibe (20) freilässt und in diesem Bereich beim Anordnen ein Wulst aus einer dauerelastischen Masse (23s) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Anordnen zwischen der EVA-Folie (23) und der Trägerplatte (10) eine vorzugsweise an den Umriss der Frontplatte angepasste PVF-Folie (22) aus Polyvinylfluorid, CAS-Nr.: 95508-16-0 angeordnet wird .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Anordnen auf der Vorderseite (12) der Trägerplatte (10) eine PVB- Folie (21) aus Polyvinyl-Butyral, CAS-Nr.: 63148-65-2 angeordnet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein die Scheibe (30) überstehender erster Randstreifen (16) der Trägerplatte (10) umgeformt wird, so dass der umgeformte erste Randstreifen (16) die Scheibe (30) übergreift, wobei der erste Randstreifen mit der Scheibe (10) einen Spaltbildet, der zumindest der Dicke eines weiteren Randstreifens (16) entspricht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein die Scheibe (30) überstehender zweiter Randstreifen (14) der Trägerplatte (10) umgeformt wird, so dass der umgeformte zweite Randstreifen (14) in Richtung der Rückseite (11) der Trägerplatte (10) umgeschlagen ist, wobei zwischen der Rückseite (11) der Trägerplatte (10) und dem umgeformten zweiten Randstreifen (14) ein Spalt verbleibt, der zumindest der Dicke eines weiteren Randstreifens entspricht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Halbzeug mit einer farbig eingefärbten Scheibe (30) und/oder mit einer mit einem Farbstoff beschichteten Scheibe verwendet wird.
11. Dachschindel (1) mit einer die Rückwand bildenden Trägerplatte (10) die wenigstens ein photovoltaisches Element (31) trägt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dachschindel ein im Laminierverfahren hergestellter Verbund aus einer Scheibe (30) mit wenigstens einem photovoltaischen Element (31), wenigstens einer thermoplastischen Folie (21, 22, 24) und der Trägerplatte (10) ist.
12. Dachschindel nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Scheibe (30) farbig ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10505492B2 (en) 2016-02-12 2019-12-10 Solarcity Corporation Building integrated photovoltaic roofing assemblies and associated systems and methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045228A1 (en) * 1998-01-21 2001-11-29 Takeshi Takada Solar cell module and process for its production, and solar cell module installing method and solar electricity generation system
WO2005059963A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-30 Bp Corporation North America Inc. Photovoltaic module mounting unit and system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4421078A1 (de) 1994-06-16 1996-02-01 Wagner Franz X Solardachziegel
US5968287A (en) 1997-05-16 1999-10-19 United Solar Systems Corporation Power generating building panels and methods for their manufacture
WO2009062106A1 (en) 2007-11-07 2009-05-14 Ming-Liang Shiao Photovoltaic roofing elements and roofs using them
CN102146717A (zh) 2010-02-05 2011-08-10 绿阳光电股份有限公司 太阳能屋瓦结构及其组合
US20120204927A1 (en) * 2010-09-07 2012-08-16 Peterson George D Photovoltaic Shingle
WO2012085286A2 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Vhf-Technologies Sa A photovoltaic element
JP2014514758A (ja) * 2011-04-01 2014-06-19 ヌボサン，インコーポレイテッド 屋根板型光起電力モジュール
US20120312373A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 Decra Roofing Systems, Inc. Solar Roof Panel Assembly and Method for Installation
US20140311556A1 (en) * 2011-11-15 2014-10-23 Dow Global Technologies Llc Flexible low modulus photovoltaic building sheathing member

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045228A1 (en) * 1998-01-21 2001-11-29 Takeshi Takada Solar cell module and process for its production, and solar cell module installing method and solar electricity generation system
WO2005059963A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-30 Bp Corporation North America Inc. Photovoltaic module mounting unit and system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2015107108A1 *

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Publication number Publication date
DE102014100596A1 (de) 2015-07-23
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