KR20220008860A - 태양 에너지 지붕 타일, 태양 에너지 시스템 및 태양 복사로부터 에너지를 얻는 방법 - Google Patents

태양 에너지 지붕 타일, 태양 에너지 시스템 및 태양 복사로부터 에너지를 얻는 방법 Download PDF

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피터 하켄베르그
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마이어 부르거 (저머니) 게엠베하
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Abstract

본 발명은 종래의 타일의 형상에 실질적으로 대응하는 형상을 가지며 인접하는 태양 에너지 지붕 타일에 열적 및/또는 전기적 전도성으로 연결될 수 있는 태양 에너지 지붕 타일로서, 지붕 구조의 적어도 일부 영역에 배치되는 하면(2), 상기 하면(2)의 반대편인 상면(8) - 상기 상면은 태양 에너지 이용 모듈에 의해 적어도 일부 영역에 형성됨 -, 2개의 대향 측벽(5, 6), 상기 2개의 측벽(5, 6)을 연결하는 후면(7), 및 상기 2개의 측벽(5, 6)을 또한 연결하는 상기 후면(7)의 반대편의 전면(4)을 포함하고, 상기 2개의 측벽(5, 6), 상기 후면(7) 및 상기 전면(4)은 함께 상기 하면(2) 및 상기 상면(8)을 연결하여, 상기 2개의 측벽(5, 6), 상기 후면(7), 상기 전면(4), 상기 하면(2) 및 상기 상면(8) 사이에 캐비티(10)가 형성되고, 상기 하면(2)은 상기 전면(4)의 영역에서 접근을 제공하는 하부 개구를 가지며, 상기 상면(8)은 상기 후면(7)의 영역에서 주변(U)으로부터 상기 캐비티(10)로의 접근을 제공하는 상부 개구를 갖는 태양 에너지 지붕 타일에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 태양 복사로부터 에너지를 얻고 동시에 폐열을 이용하는 방법 뿐만 아니라 태양 에너지 시스템에 관한 것이다.

Description

태양 에너지 지붕 타일, 태양 에너지 시스템 및 태양 복사로부터 에너지를 얻는 방법
본 발명은 종래의 타일의 형상에 실질적으로 대응하는 형상의 태양 에너지 지붕 타일에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 태양 복사로부터 에너지를 얻고 동시에 폐열(waste heat)을 이용하는 방법 뿐만 아니라 태양 에너지 시스템에 관한 것이다.
태양 에너지 지붕 타일은 광전지(photovoltaic) 지붕 타일, 태양 열 에너지 지붕 타일 및 광전지 및 태양 열 에너지의 형태로 양 기술을 이용하는 결합된 지붕 타일 (또한 결합 지붕 타일이라 함)을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 광전지 지붕 타일은 태양 에너지로부터 전기 에너지를 얻도록 구성되고, 이를 위해, 적절한 동작 동안 일반적으로 태양을 향하는 상면에 광전지 모듈을 포함한다. 반면에, 태양 열 에너지 지붕 타일은 태양 복사로부터 열 에너지를 얻도록 구성되며, 이를 위해, 적절한 동작 동안 일반적으로 태양을 향하는 상면에 태양 열 모듈을 포함한다. 이 출원의 문맥에서, 태양 에너지 이용 모듈이라는 용어는 광전지 모듈 및 태양 열 에너지 모듈의 2개의 특정 예에 대한 집합적인 용어로서 사용된다. 양 기술을 이용하는 결합된 지붕 타일로서 설계된 태양 에너지 지붕 타일의 경우, 이러한 태양 에너지 이용 모듈은 적절한 동작 동안 정상적으로 태양을 향하는 상면에 제공되고, 모듈은 광전지 모듈 및 태양 열 에너지 모듈을 모두 포함한다. 태양 복사로부터의 전기 에너지와 열 에너지는 모두 태양 에너지 이용 모듈에 의해 추출되거나 사용된다.
태양 열 에너지, 특히, 온수 공급은 태양 복사를 이용하는 널리 사용되는 기술이다. 태양 패널은 유체를 가열하는데 사용된다. 태양 복사는 패널의 흡수면에 부딪혀 그를 가열한다. 얻어진 열은 투과 매체, 일반적으로 액체 또는 공기로 전달된다. 태양 복사에 의해 가열된 매체는 일반적으로 순환 펌프에 의해 온수 저장 탱크로 향하고, 추출된 열은 가열된 매체(예를 들어, 캐리어 액체)로부터 온수 저장 탱크 내의 식수 또는 유틸리티로 열 교환기를 통해 전달된다. 매체는 프로세스에서 냉각된 후 콜렉터, 즉, 매체용 콜렉터로 다시 공급된다.
액체가 매체로서 이용되면, 부동액-물 혼합물이 특히 적절하다. 대안으로, 난방수 자체가 패널로 펌핑되고 그 안에서 가열된다. 이 경우, 식수는 또한 열 교환기를 통해 가열될 수 있다.
태양 열 지붕 타일 및 태양 열 지붕 타일의 설치를 위한 지붕 표면의 사용은 알려져 있다. 공통으로 사용되는 지붕 타일, 슬레이트 또는 석재 대신에, 태양 열 지붕 타일이 사용될 수 있다. 태양 열 지붕 타일은 또한 태양 에너지를 흡수하는 흡수기를 포함하고, 매체, 바람직하게 가열되는 유체를 통과시킨다. 이러한 태양 지붕 타일의 설치는 비싸고 상업적으로 이용가능한 지붕 타일로 덮인 종래의 지붕과 비교하여 비교적 어렵다. 주요 문제는 개별 태양 열 지붕 타일을 연결하는데 필요한 높은 설치 노력이다. 투과 매체는 하나의 태양 열 지붕 타일로부터 다음 태양 열 지붕 타일로 전송되어야 하고, 연결은 적절히 누출 방지되어야 한다. 그러므로, 요구되는 설치 노력과 시간은, 주로 유체 라인 간의 연결의 생성 때문에, 훨씬 더 높다. 본 출원에서, 인접한 태양 열 지붕 타일 간의 이러한 연결 또는 일반적으로 인접하는 태양 에너지 지붕 타일 간의 유체 라인들 또는 유체 전도 라인의 연결은 또한 인접하는 태양 열 지붕 타일 간의 열 전도 연결의 생성이라 한다.
인접하는 태양 에너지 지붕 타일이 본 출원의 문맥에서 언급되면, 이것은, 일반적으로 지붕 상에 설치될 때 타일이 수직 방향으로, 즉, 지붕의 융기를 향하여 위쪽으로 또는 지붕 홈통을 향하여 아래쪽으로 인접하고 수평 방향으로 좌측 또는 우측으로 인접하지 않는 것을 의미한다. 그러나, 수평 방향(좌측 또는 우측)으로 인접하는 지붕 타일을 참조하여 언급된다.
상술한 태양 열 에너지 지붕 타일 및 그 설치는 예를 들어 DE 2011 055 904 A1 및 DE 20 2013 602 407 U1에서 상세히 기재된다. 여기에 기재된 지붕 타일의 설치는 특히 추가의 컴포넌트가 요구되고 지지 구조에 대한 변경이 필요하기 때문에 비싸고 어렵다.
본 발명은 이 상황을 개선하기 위한 것이다. 그러나, 본 발명은 광전지 기술을 이용하여, 구체적으로, 광전지 지붕 타일의 예를 이용하여 이하에서 구체적으로 기재된다. 그러나, 이하에서 설명하는 이점은 또한 태양 열 지붕 타일 또는 태양 열 에너지 및 광전지의 형태로 양 기술을 이용하는 결합된 지붕 타일(결합 지붕 타일)로 전달될 수 있다.
광전지(photovoltaics)는 또한 이미 태양 복사를 이용하는 널리 사용되는 기술이다. 태양 복사는 태양 셀을 갖는 광전지 모듈에 입사한다. 이들은 태양광의 에너지를 전기적으로 이용가능한 에너지로 변환시킨다. 광 에너지를 전기적으로 이용가능한 에너지로의 변환은 잘 알려져 있으므로 더 설명하지 않는다.
태양열 콜렉터의 설치를 위한 지붕 표면의 사용은 널리 퍼져 있다. 상업적으로 이용가능한 태양열 콜렉터는 일반적으로 이미 제조된 지붕에 추가 설치된다. 이와 관련하여, 이들은 높은(elevated) 태양 패널이라 불리운다. 이 경우, 고정 소자가 종종 지붕 커버를 통해 지붕 지지 구조 상에 설치되어야 하며, 여기서, 고정은 내풍(storm-resistant) 및 바람직하게 내식성이어야 한다. 종래의 지붕 덮개가 관통(penetrated)되면, 실링(sealing) 및 후속의 누수 방지 문제가 불가피하게 발생한다. 또한, 지붕 부하가 증가하여 종종 지붕 프레임의 보강을 필요로 할 수 있다. 또한, 이러한 태양 패널은 지붕의 시각적 외관에 부정적인 영향을 준다.
또는, 일반적으로 사용되는 지붕 타일, 슬레이트 또는 지붕 석재 대신에 이용되는 광전지 지붕 타일은 알려져 있다. 광전지 지붕 타일은 태양 에너지를 수집하고 변환하기 위하여 태양을 향하는 상면 상의 광전지 모듈 또는 태양 셀을 포함한다. 이들은 위에서 언급한 높은 태양 패널, 즉, 기존의 커버된 지붕에 설치된 것의 단점을 크게 회피하지만, 광전지 지붕 타일의 설치는 상업적으로 이용가능한 타일로 덮인 종래의 지붕과 비교하여 비싸고 상대적으로 어렵다. 주요 문제는 개별 광전지 지붕 타일의 전기적 연결을 위한 높은 설치 비용이다. 전류는 하나의 광전지 지붕 타일로부터 다음의 광전지 지붕 타일로 흘러야 하고, 이 때문에, 연결 작업 때문에 요구되는 설치 및 시간이 대규모 태양 패널을 갖는 것보다 상당히 높다.
이러한 종류의 광전지 지붕 타일 및 그 설치가 예를 들어 DE 10 2011 055 904 A1 및 DE 20 2013 002 407 B1에 상세히 기재된다. 여기에 기재된 지붕 타일의 설치는 특히 추가의 컴포넌트가 요구되고 지지 구조에 대한 변경이 필요하기 때문에 비싸고 어렵다. 여기서, 광전지 지붕 타일은 이미 DE 10 2016 104 096 A1에 개시된 바와 같이 해결책을 제공하고, 여기서, 설치가 더 최적화될 수 있다.
상술한 모든 태양 에너지 지붕 타일은 또한 에너지의 효율적인 사용과 관련하여 최적화될 필요가 있다. 가정의 에너지 사용량 향상에 대한 요구의 맥락에서, 가능한 최상의 방법과 간편한 방식으로 태양 복사에 의해 제공되는 에너지를 이용하는 것이 바람직하다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 생산, 설치 및 유지 관리가 가능한 한 간단하고 저렴한 태양 에너지 지붕 타일을 제공하는 것이다. 또한, 에너지 수율이 더 최적화되는 것이 바람직하다. 설치 프로세스는 표준 지붕 타일로 커버된 지붕과는 가능한 한 적게 달라야 한다.
이 목적은 특허 청구항 1의 특징을 갖는 태양 에너지 지붕 타일에 의해 달성된다. 이 목적은 또한 특허 청구항 11의 특징을 갖는 태양 에너지 시스템 및 특허 청구항 14의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 핵심은, 2개의 개구, 즉, 태양 에너지 지붕 타일의 상면의 상부 개구 및 태양 에너지 지붕 타일의 하면의 하부 개구가 제공된다는 것이며, 이들 개구를 통해, 설치 작업이 용이하게 수행될 수 있다. 하부의 지붕 널빤지로의 태양 에너지 지붕 타일의 필수적인 연결 및 인접하는 태양 에너지 지붕 타일 간의 필수적인 연결이 생성될 수 있지만, 필요에 따라 다시 해제될 수 있다. 이러한 설치 작업이 상부로부터, 태양 에너지 지붕 타일의 상면으로부터 항상 수행될 수 있다는 것이 특히 유리하다. 따라서, 상부 개구를 통해, 태양 에너지 지붕 타일로의 접근 및 지붕 타일의 하면으로의 접근이 상부로부터 발생할 수 있다. 수직 방향으로 서로 인접하도록 배치된 태양 에너지 지붕 타일의 경우, 예를 들어, 태양 에너지 시스템에서, 하면의 하부 개구를 통해 특히 상부로부터 다시 더 아래에 위치한 다음 태양 에너지 지붕 타일로의 접근이 보장된다. 따라서, 하부에 있는 태양 에너지 지붕 타일의 상부 개구 및 상부에 있는 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 하부 개구가 적어도 부분적으로 정렬된다. 그러면, 상부 개구는 상부로부터 그 위에 배치된 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티로의 접근을 허용한다. 또한, 이 태양 에너지 지붕 타일의 정렬된 하부 개구 및 그 아래의 태양 에너지 지붕 타일의 상부 개구를 통해 하부의 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티로의 접근이 이루어질 수 있다.
구체적으로, 종래의 지붕 타일의 형상에 실질적으로 대응하는 형상을 가지며 인접하는 태양 에너지 지붕 타일에 열적 및/또는 전기적 전도성으로 연결될 수 있는 태양 에너지 지붕 타일이 제안된다. 태양 에너지 지붕 타일은,
지붕 구조의 적어도 일부 영역에 배치되는 하면,
상기 하면의 반대편인 상면 - 상기 상면은 태양 에너지 이용 모듈에 의해 적어도 일부 영역에 형성됨 -,
2개의 대향 측벽,
상기 2개의 측벽을 연결하는 후면, 및
상기 2개의 측벽을 또한 연결하는 상기 후면의 반대편의 전면
을 포함한다.
상기 2개의 측벽, 후면 및 전면은 함께 상기 하면 및 상면을 연결하여, 상기 2개의 측벽, 후면 및 전면, 하면 및 상면 사이에 캐비티가 형성된다. 상기 하면은 상기 전면의 영역에서 접근을 제공하는 하부 개구를 가지며, 상기 상면은 상기 후면의 영역에서 주변으로부터 캐비티로의 접근을 제공하는 상부 개구를 갖는다.
변형 실시예에 따르면, 태양 에너지 지붕 타일은 태양 복사로부터 전기 에너지를 얻는 광전지(photovoltaic) 지붕 타일로서 설계되고 상기 태양 에너지 이용 모듈은 광전지 모듈로서 설계될 수 있다. 대안으로, 태양 에너지 지붕 타일은 태양 복사로부터 열 에너지를 얻는 태양 열 에너지 지붕 타일로서 설계되고 상기 태양 에너지 이용 모듈은 태양 열 에너지 모듈로서 설계될 수 있다. 그러나, 태양 에너지 지붕 타일은 태양 복사로부터 전기 및 열 에너지를 얻는 결합된 에너지 지붕 타일(결합 에너지 지붕 타일)로서 설계되고 상기 태양 에너지 이용 모듈은 광전지 모듈 및 태양 열 에너지 모듈로서 설계될 수 있다. 도입부에서 설명한 바와 같이, 태양 열 모듈은, 태양 복사에 의해 흡스된 열을 유체로 전달하여 열 에너지를 사용하는데 사용된다.
본 출원의 문맥에서, 태양 에너지 지붕 타일이 언급되고, 이것은 또한 결합된 지붕 타일 뿐만 아니라 광전지 지붕 타일 및 태양 열 지붕 타일을 의미할 수 있다. 본 발명의 이점은, 특히 광전지 지붕 타일의 예를 이용하여 이하에서 설명한다. 그러나, 이들 이점은 또한 일반적으로 상술한 2가지 형태의 태양 에너지 지붕 타일에도 적용될 수 있다. 특히, 전기적 연결의 생산과 관련된 이점은 열적 연결, 특히 유체 라인 또는 유체 운반 라인간 또는 인접한 태양 열 지붕 타일 간의 연결의 생산에도 적용될 수 있다.
태양 에너지 지붕 타일의 유리한 설계에 따르면, 상기 하부 개구는 주변으로부터 캐비티로의 주변 공기 흐름을 위한 유입 개구로서 형성되고 상기 상부 개구는 상기 캐비티로부터 주변 공기에 대한 유출 개구로서 형성된다. 결과적으로, 에너지 수율은 특별한 방식으로 최적화된다. 이것은 광전지 지붕 타일의 예로부터 명백하다. 따라서, 제안된 광전지 지붕 타일 내에 공간이 제공될 수 있고, 여기서, 가열된 광전지 모듈로부터 등의 폐열이 이용될 수 있다. 결과적인 열은, 나중에 가열된 열에 의해 동작할 수 있는 열 펌프에 의해, 예를 들어, 가정 내에서 목표의 방식으로 배치되고 이용될 수 있는 광전지 지붕 타일을 통해 흐르는 주변 공기로 쉽게 전달될 수 있다. 이를 위해, 광전지 지붕 타일은 입력되는 주변 공기를 위한 가열된 주변 공기를 위한 유출 개구를 갖는다. 광전지 지붕 타일의 내부를 통과하면서, 주변 공기는 다른 아이템들 중에서 광전지 모듈에 인접한 컴포넌트 또는 광전지 모듈를 지나 거기에서 생성된 열을 흡수한다. 인접하는 (수직, 상하에서 볼 때) 다수의 광전기 지붕 타일을 갖는 지붕 구조에 설치된 상태에서, 유입 개구는 본질적인 수평 위치에 대하여 유출 개구 아래에 배치된다. 공기는 설치된 상태에서 바닥에 배치된 광전지 지붕 타일의 전면에 가깝게 배치된 유입 개구로 흐르고, 따라서, 설치된 상태에서 상부에 배치된 광전지 지붕 타일의 후면 가까에에 배치된 유출 개구를 향해 흐른다. 거기에서, 가열된 주변 공기는 광전지 지붕 타일의 내부를 다시 떠나 그 위에 배치된 인접하는 광전지 지붕 타일의 다음 유입 개구로 흐를 수 있고, 거기에서 더 가열될 수 있다.
최적화된 에너지 수율에 있어서 설명되는 이점은 특히 광전지 지붕 타일의 경우 중요한데, 이는 태양 복사로부터 얻어지는 에너지는 전기 에너지 형태에서만 이용될 수 있기 때문이다. 그러나, 광전지 지붕 타일의 폐열의 사용 때문에, 열 에너지가 또한 유리하게 이용될 수 있다. 반면에, 광전지 모듈은 또한 그들 주변에 흐르는 주변 공기에 의해, 즉, 캐비티에 대면하는 내부 상의 순환에 의해 아래로부터 냉각될 수 있고, 결과적인 열은 소멸되어 컴포넌트들이 과열로부터 유리하게 보호될 수 있다. 본 출원의 나머지는 특히 광전지 지붕 타일의 형태의 태양 에너지 지붕 타일의 예를 다루기 때문에, 유입 개구 및 유출 개구라는 용어는 주로 태양 에너지 지붕 타일 또는 광전지 지붕 타일의 각각의 하부 개구 및 상부 개구에 사용될 수 있다. 그러나, 캐비티로의 동일한 접근은 하부 개구로서의 유입 개구에 의해 제공될 수 있고 상부 개구로서의 유출 개구도 캐비티로의 접근을 제공할 수 있으므로, 개구들에 대한 이러한 용어는 특히 설명하는 모든 설계 이점에 관하여 특히 설치 이점의 형태에 있어서 동등하게 이해될 수 있다. 유입 개구 및 유출 개구에 의한 후술하는 설계 이점은 또한 제안에 따라 제공되는 상부 및 하부 개구를 갖는 다른 형태의 태양 에너지 지붕 타일에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일의 형태는 본질적으로 종래의 지붕 타일의 형태에 대응하므로, 지붕 또는 집의 외관은 태양 에너지 지붕 타일의 사용에 의해 거의 변하지 않는다. "지붕 타일"라는 용어는 지붕 타일, 지붕 슬레이트 또는 지붕 널(shingles) 등의 지붕 덮개 소자에 대한 동의어로 이해될 수 있고, 본 발명을 지붕 타일(roof tiles)로 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 태양광 지붕 타일은 기본적으로 태양 에너지 이용 모듈 또는 광전지 모듈 없이 표준 지붕 타일과 동일한 치수를 갖는다.
복수의 인접한 광전지 지붕 타일의 전기적 연결을 위해, 광전지 지붕 타일은 일반적으로 2개의 전기 연결 소자를 갖는다. 이들은 통상 플러그 형태의 제1 전기 연결 소자 및 소켓 형태의 제2 전기 연결 소자이다. 광전지 지붕 타일의 플러그는 전기적 연결을 위해 다른 인접하는 광전지 지붕 타일의 소켓에 삽입될 수 있고, 이에 따라, 전기적 컨택이 전기적 전도성으로 서로 접속될 수 있다.
전기적 연결 소자는 차례로 광전지 모듈에 연결된다. 광전지 모듈은 소위 유리 패키지의 일부일 수 있다. 예를 들어, 유리 패키지는 2개의 유리 플레이트로 구성될 수 있고, 이들 유리 플레이트 사이에는 바람직하게 실리콘 나이트라이드로 형성되는 하나 이상의 태양 셀이 배치될 수 있다. 이들 태양 셀은 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)로 이루어진 2개의 필름 사이에 매립될 수 있다. 광전지 모듈 또는 유리 패키지의 전체 유닛에서, 태양 복사는 기지의(known) 방식으로 전기 에너지로 변환된다. 이렇게 얻어진 전기 에너지는 연결된 전기 연결 소자를 통해 전달되어 목표의 방식으로 이용될 수 있다. 대안으로, 전기 접촉면이 광전지 지붕 타일 상의 다른 곳에, 즉, 연결 소자와 독립적으로 제공될 수 있다.
광전지 모듈은 광전지 지붕 타일의 상면의 일부이다. 지붕에 설치된 상태에서, 상면은 하늘 또는 태양을 향하고 따라서 광전지 지붕 타일의 상면으로서 간주되어 지칭된다. 광전지 지붕 타일의 하면은 상면 반대 쪽에 배치된다. 이 하면은 집의 지붕 구조에 놓이거나 그에 연결된다. 예를 들어, 광전지 지붕 타일의 하면은 지붕 널빤지에 놓인다. 이 지붕 널빤지에서, 광전지 지붕 타일은, 예를 들어 일반적으로 나무로 만들어진 지붕 타일에 못 또는 스크류로 연결함으로써 연결 소자로 추가로 고정될 수 있다.
설치된 상태의 후면은 상부 측벽으로서 이해된다. 태양 에너지 지붕 타일의 후면은 지붕 구조의 능선 또는 지붕 능선에 대면한다. 반면에, 태양 에너지 지붕 타일의 반대 측벽은 전면으로 이해된다. 그러므로, 전면은 설치된 상태의 하부 측벽이다. 따라서, 덮개가 있는 지붕 상의 전면은 지붕의 소위 홈통(gutter) 보드에 대면한다.
간단한 금속 플레이트는 측벽, 전면, 후면 및 하면으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 언급된 면들은 실질적으로 알루미늄으로 이루어지고, 따라서, 이들은 유리하게 경량 컴포넌트인 것으로 간주될 수 있다. 이것은 지붕 타일의 핸들링 능력을 상당히 용이하게 한다. 본질적으로 서로 수직으로 배열된 상이한 벽들 또는 시트의 형태의 컴포넌트가 간단히 서로에게 꽂하고 서로 연결, 즉, 나사 조임 또는 리벳(rivet)되기 때문에, 태양 에너지 지붕 타일의 생산은 또한 간략화될 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 예를 들어, 몇 개의 벽은 단일 시트 금속부를 제공함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 하면은 에지를 구부림으로써 2개의 측벽을 제공하는 시트 금속부일 수 있고, 전면 및/또는 후면은 금속 플레이트로서 형성되는 하면의 각각의 단부를 구부림으로써 실현될 수 있다.
상면은 예를 들어 태양 에너지 이용 모듈 또는 광전지 모듈을 포함하는 커버 또는 구조 유닛에 의해 구성될 수 있다. 유출 개구와 별개로, 상면은 광전지 모듈을 구성하는 소위 유리 패키지에 의해 구성될 수 있다. 캐비티는 유리 패키지에 의해 상면 상에서 부분적으로 닫히고, 유출 개구는 단순히 유리 패키지에 의해 닫히지 않는 부분에 대응한다.
본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일로 인해, 설치 및 유지 보수 뿐만 아니라 생산도 간단하고 저렴하다. 설치는 지붕 표준 타일의 설치와 완전히 다를 필요는 없다. 태양 에너지 지붕 타일은 또한 표준 타일에 쉽게 연결될 수 있다. 지붕 구조, 예를 들어, 횡으로 연장하는 지붕 타일로의 고정은 태양 에너지 지붕 타일을 못 또는 스크류로 지붕 널빤지에 고정함으로써, 통상의 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 이 못과 스크류는 단순히 하면 아래에서 아래로 연장하는 후면에 부착된 잠금 플레이트를 통해 태양 에너지 지붕 타일을 지붕 널빤지에 부착할 수 있다.
또한, 태양 에너지 지붕 타일을 서로 연결하는데 표준 고정 소자, 예를 들어, 상업적으로 이용가능한 폭풍우 흡입 보호기(storm suction protector)가 사용될 수 있다. 인접하는 광전지 지붕 타일의 전기적 연결 소자의 다른 더 복잡한 연결은, 인접하는 광전지 지붕 타일의 유입 개구 및 유출 개구에 의해 단순히 전기적 연결 소자를 서로 연결함으로써 본 케이스에서 실현될 수 있다. 광전지 지붕 타일 내에 제공되는 캐비티는 연결을 구현하는데 쉽게 이용될 수 있다. 유입 개구 또는 유출 개구를 통해 태양 에너지 지붕 타일, 예를 들어, 광전지 지붕 타일의 내부로의 접근은 태양 에너지 지붕 타일 또는 광전지 지붕 타일을 유지하거나 다른 형태의 보수 작업을 수행하는데 사용될 수 있다.
캐비티 및 광전지 지붕 타일 등의 태양 에너지 지붕 타일을 통해 흐르는 공기로의 목표의 열 전달은 폐열을 활용할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일로 덮인 집의 에너지 효율은 더 증가될 수 있다. 에너지 수율은 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일에 의해 개선된다.
유입 개구 및 유출 개구의 치수는 선택될 수 있다. 2개의 측벽 사이에 연장하는 치수에 대하여, 유입 개구는 본질적으로 2개의 측벽 사이의 전체 폭에 걸쳐 연장하는 것이 바람직할 수 있다. 유출 개구는 본질적으로 2개의 측벽 사이의 전체 폭에 걸쳐 연장할 수 있다. 유입 개구 및 유출 개구는 바람직하게 2개의 측벽 사이에서 연장하는 동일한 폭을 가질 수 있다. 이 방식으로, 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 유입 개구 또는 유출 개구의 최적의 커버리지가 확보될 수 있다. 또한, 태양 에너지 지붕 타일의 내부로의 쉬운 접근이 확보되고, 이는 설치 및 유지 보수 비용을 최소화할 수 있다.
유입 개구 또는 유출 개구의 수직 치수, 즉, 전면으로부터 후면으로 이어지는 길이 방향을 따르는 연장부에서, 유입 개구는 전면으로부터 후면으로 이어지는 길이 방향을 따라 유출 개구보다 더 큰 연장부를 갖도록 제공될 수 있다. 이것은 태양 에너지 지붕 타일의 결과적인 더 작은 유출 개구는 항상 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 더 높은 유입 개구와 완전히 중첩하도록 배치되도록 한다. 이것은 하나의 태양 에너지 지붕 타일로부터 다음 태양 에너지 지붕 타일로의 가열된 주변 공기의 안전한 통과 흐름을 보장한다.
상술한 유입 개구 또는 유출 개구의 특성은, 특히 치수 및 사이즈 및 결과적인 이점, 특히, 설치 이점에 관하여, 태양 에너지 지붕 타일의 상면의 상부 개구 및 하면의 하부 개구의 제공으로 일반적으로 전달될 수 있다.
태양 에너지 지붕 타일의 바람직한 실시예에 따르면, 상면에는 전면으로부터 후면으로 이어지는 길이 방향으로 변위될 수 있는 덮개가 제공된다. 덮개는 측벽 또는 전면 및 후면에 의해 형성된 프레임에 유지되는 슬라이딩 플레이트에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 이동가능한 덮개는 태양 에너지 지붕 타일의 상면 전체를 완전히 덮지 않고 부분적으로만 덮는다. 유출 개구는 또한 슬라이딩 덮개에 의해 변위될 수 있는 상면에 제공되어, 때때로 더 덮이거나 때때로 덜 덮일 수 있다. 따라서, 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티는 상이한 위치에서 상부 또는 외부로부터 접근가능해질 수 있다. 이러한 방식으로, 캐비티는 후면 부근에 배치된 유출 개구 뿐만 아니라 전면 부근의 반대 측면을 통해 외부로부터 접근가능해진다. 덮개는, 후면 부근에 배치된 유출 개구가 잠시 폐쇄되고 개구가 전면 부근의 상면에 형성되도록 이동가능하게 구성될 수 있다. 덮개는, 태양 에너지 이용 모듈, 예를 들어, 광전지 모듈을 포함하는 유리 패키지에 의해 형성될 수 있다.
태양 에너지 지붕 타일의 추가의 바람직한 실시예에 따르면, 하면은 본질적으로 금속 베이스 플레이트에 의해 형성되고, 금속 베이스 플레이트는 하부 개구의 영역에 적어도 하나의 금속 플레이트 탭, 바람직하게, 2개의 금속 플레이트 탭을 갖는다.
또한 바람직하게, 태양 에너지 지붕 타일의 초기 상태에서, 금속 플레이트 탭은 본질적으로 금속 베이스 플레이트의 접지면에 평행하게 연장하고, 태양 에너지 지붕 타일이 지붕에 설치될 때 금속 플레이트 탭은 접지면에 본질적으로 수직으로 이어지는 수직부 및 수직부에 연결되고 접지면에 본질적으로 평행하게 이어지는 수평부를 갖는다. 접지면은 금속 베이스 플레이트의 주요 부분에 의해 형성된 평면이다. 태양 에너지 지붕 타일의 초기 상태는 일반적으로 설치 전의 상태를 지칭한다. 설치하는 동안, 설치자는 금속 플레이트 탭을 구부려 태양 에너지 지붕 타일이 설치되었을 때 존재하는 수평부 뿐만 아니라 수직부를 제공할 수 있다. 이들 수평및 수직부는 인접하는 태양 에너지 지붕 타일 간의 연결을 생성하는 유리한 방식으로 사용될 수 있으며, 따라서, 전위 균일화 뿐만 아니라 폭풍우 흡입 보호를 위해 특히 유리하다.
또한, 금속 플레이트 탭에 일정한 간격으로 배치된 복수의 보어를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 지붕에 태양 에너지 지붕 타일을 설치하는 것과 관련하여 이점이 있는데, 이러한 방식으로 금속 플레이트 탭에 스크류 또는 연결 수단을 간단히 제공할 수 있고 아래에 배치된 인접하는 태양 에너지 지붕 타일로의 연결이 예를 들어 금속 플레이트 탭을 통해 생성될 수 있기 때문이다.
태양 전지 지붕 타일의 또다른 바람직한 실시예에 따르면, 전면으로부터 후면으로 이어지는 길이 방향을 따라 움직일 수 있고 유입 개구의 적어도 일부 영역이 에어 슬라이드 밸브로 닫힐 수 있는 방식으로 배치되는 에어 슬라이드 밸브가 제공된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 상술한 유입 개구 및 유출 개구 간의 사이즈 차가 다시 보상될 수 있다. 이것은 유입 개구의 위치 및 위치가 가변하도록 설계될 수 있기 때문이다. 에어 슬라이드 밸브는 캐비티에 대면하는 하면의 내부에 놓이도록 설계될 수 있다. 에어 슬라이드 밸브는 하면의 내부를 따라 이동할 수 있다. 결과적으로, 유입 개구는 더 많거나 적은 양만큼 가려질 수 있다. 에어 슬라이드 밸브가 유입 개구 뒤로 갈 때까지 길이 방향을 따라 시프트되면, 유입 개구가 에어 슬라이드 밸브에 의해 덮히지 않을 수 있다. 설치된 상태에서, 하나의 태양 에너지 지붕 타일의 유출 개구가 다른 태양 에너지 지붕 타일의 유입 개구와 정렬하는 방식으로 2개의 인접한 태양 에너지 지붕 타일이 배치되면, 2개의 개구는 에어 슬라이드 밸브에 의해 서로 더 잘 정렬될 수 있다. 유입 개구가 에어 슬라이드 밸브에 의해 수정될 수 있다는 사실 때문에, 하나의 태양 에너지 지붕 타일의 유입 개구는 설치된 상태에서 아래에 배치된 태양 에너지 지붕 타일의 유출 개구에 적응될 수 있다. 이러한 방식으로, 상이한 지붕 타일에서 불가피하게 발생할 수 있는 길이차가 보상될 수 있다. 이러한 방식으로, 지붕 널빤지는 때때로 서로 일정한 거리에 있지 않을 수 있지만 수 센티미터 정도 떨어져 있을 수 있다. 설치된 상태에서 상부에 배치된 상부 태양 에너지 지붕 타일이 그 하부에 배치된 태양 에너지 지붕 타일로부터 너무 멀어지는 경우, 상부 태양 에너지 지붕 타일의 유입 개구는 하부 태양 에너지 지붕 타일의 유출 개구를 통한 공기 흐름 뿐만 아니라 외부로부터 안으로 흐르는 다른 공기에 의해 노출될 수 있다. 그러나, 이것은 유입된 공기가 이미 예열되었지만 상부 태양 에너지 지붕 타일의 몹시 크거나 완전히 정렬되지 않은 유입 개구를 관통한 더 차가운 공타일 혼합되는 경우에 단점이 될 수 있다. 그러므로, 조절 가능한 에어 슬라이드 밸브는 최적의 열 전달을 보장하고, 따라서, 시스템의 에너지 이용 및 에너지 효율을 개선한다.
태양 에너지 지붕 타일의 바람직한 실시예는, 에어 슬라이드 밸브가 하면에 본질적으로 평행하게 이어지는 베이스 섹션을 가지고, 에어 슬라이드 밸브가 베이스 섹션으로부터 상면을 향해 본질적으로 위로 수직으로 연장하는 숄더 섹션을 갖고, 숄더 섹션에서 후면에 대면하는 관통 개구가 제공되는 것을 특징으로 한다. 이것은 베이스 섹션이 하면에 놓일 때 에어 슬라이드 밸브가 태양 에너지 지붕 타일의 하면을 따라 용이하게 움직일 수 있다는 것을 의미한다. 측면 안내 또는 롤링 또는 슬라이딩 소자가 에어 슬라이드 밸브의 안내를 지원하기 위하여 제공될 수 있다. 숄더 섹션은 에어 슬라이드 밸브에 어택(attaqck) 표면을 제공하여, 에어 슬라이드 밸브가 길이 방향을 따라 용이하게 움직이도록 한다. 관통 개구는, 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 후술하는 폭풍우 흡입 보호기 등의 추가의 컴포넌트를 에어 슬라이드 밸브에 연결하고 및/또는 다른 컴포넌트 및 에어 슬라이드 밸브의 움직임을 함께 결합하는데 사용될 수 있다. 바람직하게, 에어 슬라이드 밸브는 고정 섹션 뿐만 아니라 숄더 섹션에 인접하고 베이스 섹션으로부터 멀리 연장하는 지붕 섹션을 가질 수 있으며, 바람직하게 고정 섹션에서 전면에 대면하는 관통 개구를 갖는다. 이것은 에어 슬라이드 밸브의 시작 섹션, 지붕 섹션, 고정 섹션 사이에서 트로프(trough)형 용기(receptacle)를 생성한다. 이 하우징은, 예를 들어, 이하에서 설명하는 바와 같이 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 후크 소자 등의 다른 소자들을 수용하는 역할을 한다. 따라서, 추가의 소자 또는 폭풍우 흡입 보호기의 움직임은 에어 슬라이드 밸브와 간단히 결합될 수 있다. 또한, 트로프형 하우징은 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 후술하는 폭풍우 흡입 보호기의 후크 소자와 같은 다른 소자에 대한 수용 공간 또는 보호 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일에는 지붕에 태양 에너지 지붕 타일을 고정하기 위하여 예를 들어 인접하는 태양 에너지 지붕 타일에 연결될 수 있는 폭풍우 흡입 보호기가 장착될 수 있다. 바람 흡인 보호기로서 알려진 폭풍우 흡입 보호기는 지붕이 폭풍우(바람 흡입)에 의해 노출되는 것을 방지하는데 사용된다. 이것은 전형적으로 타일에 와이어 또는 클램프를 부착하여 지붕 널빤지에 고정(anchor)함으로써 달성된다. 고정(anchor)은 비교적 시간이 많이 걸리고, 지역 조건에 따라 때때로 타일 자체를 덮는 것보다 더 많은 시간이 걸린다. 또한, 지붕 어셈블리(완전히 덮인 지붕)에 이러한 타일(예를 들어 이것이 손상된 경우)를 쵸체하는 것은 극히 어려울 수 있다. 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일은 상업적으로 이용가능한 폭풍우 흡입 보호기로 고정될 수 있다. 대안으로, 본 발명은 또한 폭풍우 흡입 보호기에 대해 후술하는 새로운 설계를 제공한다.
태양 에너지 지붕 타일의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 인접하는 태양 에너지 지붕 타일에 연결될 수 있는 폭풍우 흡입 보호기가 제공되고, 폭풍우 흡입 보호기는 후면으로부터 전면을 향하여 적어도 유입 개구의 영억으로 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는다. 폭풍우 흡입 보호기는 또한 유입 개구에 할당된 단부에 삽입 팁을 갖는 후크 소자를 갖는다. 폭풍우 흡입 보호기는 또한 유출 개구에 할당된 반대쪽 단부에 수용 개구를 포함하여 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 또다른 폭풍우 흡입 보호기의 삽입 팁을 수용한다. 태양 에너지 지붕 타일에 연결된 방식으로 형성된 폭풍우 흡입 보호기는 태양 에너지 지붕 타일을 통해 전면으로부터 후면으로 볼때 전면으로부터 후면으로 이어지는 길이 방향으로 연장한다. 폭풍우 흡입 보호기는 한쪽의 수용개구 및 반대쪽의 삽입 팁을 갖는 후크 소자를 갖는다. 이 삽입 팁은 예를 들어, 핀, 볼트 소자, 못, 맨드렐(mandrel) 등일 수 있다. 이 삽입 팁은 또 다른, 예를 들어 인접하는 폭풍우 흡입 보호기의 대응하는 수용 개구에 도입될 수 있다. 복수의 인접 태양 에너지 지붕 타일의, 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 각각 갖는 복수의 폭풍우 흡입 보호기가 서로 연결될 수 있고, 즉, 간단히 플러그될 수 있기 때문에, 인접하는 태양 에너지 지붕 타일은 또한 간단한 방법으로 서로 연결되어 고정될 수 있다.
상술한 특징에 따라 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 사용되는 폭풍우 흡입 보호기는 개별적으로 별도의 진보적인 중요성을 갖는다. 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일 이외의 지붕 타일에는 설명한 폭풍우 흡입 보호기가 갖추어질 수 있다. 이와 관련하여, 폭풍우 흡입 보호기는 새로 설치된(retrofit) 컴포넌트로서 제공될 수 있다. 이를 위해, 폭풍우 흡입 보호기는 지붕 타일에 연결되어, 폭풍우 흡입 보호기의 수용 개구가 한쪽에 제공되고 삽입 팁을 갖는 후크 소자는 반대쪽에 제공되도록 해야 한다. 상업적으로 이용가능한 지붕 타일은 설명한 폭풍우 흡입 보호기로 서로 연결될 수 있고, 따라서 노출에 대하여 보호된다. 바람직하게, 지붕 타일 자체 또는 지붕 타일의 일부가 예를 들어 목재 지붕 널빤지에서 못 또는 고정 스크류에 의해 일반적인 방식으로 지붕 널빤지에 고정되어야 하고, 설명한 폭풍우 흡입 보호기의 상호 연결은 지붕이 노출되지 않도록 한다. 그러므로, 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 설명한 폭풍우 보호기는 신규하고 유리하다.
이것은 또한 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 하기 특징에 적용된다. 하기의 폭풍우 흡입 보호기는 또한 개별적으로 자신의 진보적인 중요성을 갖는다. 이와 관련하여, 특히 그 설치에 있어서, 태양 에너지 지붕 타일에 대하여 위에서 및 아래에서 설명하는 이점은, 이러한 신규하고 유리한 폭풍우 흡입 보호기가 갖추어진 다른 지붕 타일에도 부분적으로 적용된다.
캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 기술된 폭풍우 흡입 보호기의 삽입 팁은 예를 들어 후크 소자의 베이스 바디의 관통홀을 통과하는 못에 의해 형성된다. 이것은 폭풍우 흡입 보호기 또는 해당 지붕 타일의 설치를 간략화하는데, 그 이유는 못은 단지 인접하는 폭풍우 흡입 보호기 및 인접한 지붕 타일의 확실한 연결을 확립하기 위하여 그곳의 관통홀을 통해서 안내되기 때문이다.
캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 바람직한 실시예는, 후크 소자가 샤프트의 길이를 따라 연장할 수 있거나 샤프트가 종방향으로 변위가능한 신축(telescopic) 샤프트로서 형성된다는 특징이 있다. 예를 들어, 후크 소자는 보어를 가질 수 있는데, 이 보어를 통해 샤프트가 연장하고 후크 소자가 종방향으로 변위가능한 방식으로 샤프트에 연결된다. 대안으로, 후크 소자는 샤프트를 따라 변위불가능한 방식으로 고정, 예를 들어 압착 가공될 수 있다. 그러면, 샤프트는 또한 신축 샤프트 또는 트럼펫 튜브로서 설계될 수 있다. 이러한 트럼펫 튜브에서, 상이한 직경의 2개 이상의 파이프 섹션이 서로로 이동될 수 있다. 이것은 후크 소자 및 그에 연결된 삽입 팁의 위치가 길이 방향을 따라 변하도록 한다. 따라서, 태양 에너지 지붕 타일의 설치는 상당히 간략화된다. 이것은 지붕에서 이미 아래에 배치된 태양 에너지 지붕 타일은, 상부 폭풍우 흡입 보호기의 삽입 팁이 하부 폭풍우 흡입 보호기의 수용 개구에 삽입되는 방식으로, 그 위에 맞추어질 태양 에너지 지붕 타일과 정렬되어야 하기 때문이다. 이것은, 상부 폭풍우 흡입 보호기의 삽입 팁이 샤프트를 따라 또는 (신축) 샤프트와 함께 설치를 위해 잠시 뒤로 이동되고 상부 태양 에너지 지붕 타일이 상부 폭풍우 흡입 보호타일 정렬되면 다시 연장하여 하부 폭풍우 흡입 보호기의 수용 개구와 확실하게 연결되는 경우 유리하다.
캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 전면을 향해 시프트된 위치에 후크 소자를 유지하는 압축 스프링이 샤프트 주변에 배치된다. 이것은 지붕 상의 태양 에너지 지붕 타일을 설치를 더 간략화시킨다. 그 이유는 압축 스프링이 자동으로 삽입 팁을, 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 또한 가지며 설치된 상태에서 아래에 위치하는 인접한 폭풍우 흡입 보호기의 수용 개구에 삽입하기 때문이다. 샤프트 주변에 배치된 압축 스프링은 압축 스프링이 샤프트 주변에 감겨있다는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 그러면, 샤프트는 압축 스프링을 통해 중앙으로 연장한다. 압축 스프링은 샤프트 상에 배치된 후크 소자에 연결될 수 있다. 그러므로, 샤프트 상의 후크 소자의 변위는 압축 스트링을 압축할 수 있다.
캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기는 후면에 할당된 단부에서 후면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 폭풍우 흡입 보호기의 샤프트는 후면에 연결될 수 있다. 폭풍우 흡입 보호기의 수용 개구만이 노출되어, 그 위에 배치된 폭풍우 흡입 보호기의 삽입 팁이 이 수용 개구에 재삽입될 수 있다. 추가의 고정 소자가 폭풍우 흡입 보호기를 후면에 고정하기 위해 제공될 수 있다.
또한, 특히 샤프트와 함께 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기는 적어도 후면에 대면하는 관통 개구를 통해 연장하고, 바람직하게 또한 전면에 대면하는 관통 개구를 통해 계속 연장할 수 있다. 이것은 폭풍우 흡입 보호기를 태양 에너지 지붕 타일에 간단히 연결하도록 한다. 또한, 폭풍우 흡입 보호기의 이동 또는 변위 또는 폭풍우 흡입 보호기의 후크 소자의 길이 방향 변위는 간단히 에어 슬라이드 밸브의 변위외 결합될 수 있다. 중첩하여 배치되는 2개의 인접한 태양 에너지 지붕 타일의 유입 개구 및 유출 개구의 정렬이 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 바람직한 실시예는, 샤프트가 길이 방향 축을 중심으로 회전할 수 있도록 형성되고 및/또는 후크 소자가 샤프트의 주변을 회전할 수 있다는 것을 특징으로 한다. 이 방식으로, 후크 소자 및 삽입 팁의 위치에 대하여 더 많은 자유도를 제공할 수 있다. 초기 상태에서, 후크는 예를 들어 측면으로 회전될 수 있고, 태양 에너지 지붕 타일의 하면에 본질적으로 평행하도록 배치될 수 있다. 지붕에 설치하기 위하여, 이 후크 소자는 이 위치에서 벗어나 태양 에너지 지붕 타일의 하면으로부터 아래로 돌출할 수 있다. 이 방식으로, 삽입 팁을 갖는 후크 소자는 그 아래의 폭풍우 흡입 보호기의 수용 개구와 용이하게 맞물릴 수 있다.
캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 후면에 대면하는 후크 소자의 측면이 적어도 부분적으로 전면에 대면하는 숄더 섹션의 일측에 놓인다. 이것은 태양 에너지 지붕 타일의 특히 간단하고 효과적인 설치를 가능하게 한다. 이것은 후면에 대면하는 후크 소자의 측면이 후크 소자가 길이 방향으로 이동할 때 에어 슬라이트 밸브가 솔더 섹션 위로 변위되도록 자동으로 보장하기 때문이다. 그러므로, 이 방식으로, 후크 소자 및 에어 슬라이드 밸브의 변위 사이에서 간단한 결합이 달성된다.
캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 설명한 폭풍우 흡입 보호기의 대안으로서, 제안된 태양 에너지 지붕 타일은 특히 유리하게 상이하고 간단한 폭풍우 흡입 보호기를 갖는다. 하면의 금속 베이스 플레이트의 상술한 금속 플레이트 탭 또는 탭들은 설명한 방식으로 폭풍우 흡입 보호기로서의 역할을 수행할 수 있고, 이것은 위아래의 인접 태양 에너지 지붕 타일이 기계적으로 서로 연결될 수 있다는 것을 의미하기 때문이다. 또한, 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호 소자는 유리하게 제공되거나, 훨씬 더 유리하게 2개의 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호 소자가 제공될 수 있다. 이들 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호기는 못 또는 바람직하게 스크류로서 형성될 수 있다. 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호 소자는 태양 에너지 지붕 타일 또는 금속 베이스 플레이트의 하면을 설치된 상태에서 아래의 지붕 널빤지에 직접 고정할 수 있다. 제안된 태양 에너지 지붕 타일의 상면의 상부 개구 및 하면의 하부 개구의 형상에 있어서의 유리한 개구 때문에, 이들 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호 소자는 상부로부터 용이하게 접근가능하고 지붕 널빤지에 장착되거나 다시 제거될 수 있다. 따라서, 해당 태양 에너지 지붕 타일은 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호 소자에 의해 지붕 널빤지에 고정되고, 예를 들어 폭풍우 관련 노출에 대하여 안전하다. 특히, 상술한 금속 플레이트 탭을 통한 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 연결과 결합하여, 태양 에너지 지붕 타일의 폭풍우에 안전한(storm-resistant) 시스템이 지붕에 제공될 수 있다. 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호 소자의 경우, 태양 에너지 지붕 타일의 금속 베이스 플리이트 또는 하면에 보어가 유리하게 제공될 수 있다.
태양 에너지 지붕 타일의 바람직한 실시예는, 전면이 회전가능하게 설계되어 설치된 상태에서 캐비티가 외부로부터 접근가능하다는 것이다. 이러한 방식으로, 태양 에너지 지붕 타일의 유지 관리 및 설치는 더 간략화될 수 있다. 예를 들어, 플러그 및 소켓 소자의 전기적 연결이 접힌 전면의 접근을 통해 외부로부터 간단히 완료될 수 있다. 유지 관리 조치 또는 시각적 검사가 이 접근에 의해 외부로부터 용이하게 수행될 수 있다.
인접한 태양 에너지 지붕 타일, 특히 광전지 지붕 타일의 언급된 전기적 연결을 위해, 예를 들어, 제1 전기 연결 소자가 캐비티에 대면하는 전면의 측면에 고정될 수 있다. 따라서, 설치 및 해체는 더 간략화될 수 있다. 이것은, 연결들이 외부에서 용이하게 접근가능하기 때문에 태양 에너지 지붕 타일 또는 광전지 지붕 타일 간의 전기적 연결은 용이하게 생산되고 해제될 수 있기 때문이다.
또한, 제2 전기적 연결 소자는 유출 개구의 영역에 배치될 수 있고, 제2 전기적 연결 소자는 인접하는 태양 에너지 전지 또는 광전지 지붕 타일의 제1 전기적 소자와의 연결을 위해 구성될 수 있다. 따라서, 설치 및 해체는 더 간략화될 수 있다. 이것은, 연결들이 외부에서 용이하게 접근가능하기 때문에 태양 에너지 지붕 타일 또는 광전지 지붕 타일 간의 전기적 연결은 용이하게 생산되고 해제될 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 태양 에너지 시스템은 태양 복사로부터 에너지를 얻는데 사용된다. 또한 동시에 폐열을 이용하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 태양 에너지 시스템은 함께 연결된 본 발명에 따른 적어도 2개의 태양 에너지 지붕 타일을 포함하고, 설치된 상태에서 아래에 배치된 태양 에너지 지붕 타일의 상부 개구는 설치된 상태에서 상부에 배치된 태양 에너지 지붕의 하부 개구와 적어도 부분적으로 정렬된다.
이러한 방식으로, 전기 또는 열 에너지를 생성하는데 성공적으로 사용되는 태양 복사 뿐만 아니라 폐열이 간단한 방식으로 가정에 기술적으로 사용되도록 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일이 덮인 지붕에 의해 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일과 관련하여 상술한 이점은 본 발명에 따른 태양 에너지 시스템에도 적용된다.
태양 에너지 시스템은 특히 광전지 시스템을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 또한 태양 열 에너지 시스템을 지칭할 수 있다. 광전지 및 태양 열 기술의 결합이 또한 태양 에너지 시스템에서 사용될 수 있다.
지붕은, 일반적으로, 설치된 상태에서 바닥에 위치하는 태양 에너지 지붕 타일이 먼저 지붕 구조에 고정되고 예를 들어 못 또는 스크류에 의해 지붕 널빤지에 고정되는 방식으로 덮인다. 그러나, 태양 에너지 지붕 타일은, 또한 지붕 널빤지 상의 지붕의 하면으로부터 돌출하는 하나 이상의 후면 장착 널빤지 리테이너를 위에서부터 걸어 지붕 널빤지에 용이하게 걸릴수 있다. 따라서, 지붕 널빤지에서의 못 또는 스크류에 의한 고정은 절대적으로 필요한 것이 아니거나 필요에 따라 나중에 수행될 수 있다. 예를 들어, 상부 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 후크 소자를 하부 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티를 통해 연장하는 샤프트를 갖는 폭풍우 흡입 보호기의 수용 개구와 맞물림으로써, 2개의 연결이 유리하게 생성될 수 있다. 이것은, 전기적 연결의 생산 뿐만 아니라, 상부 태양 에너지 지붕 타일의 상부 개구 또는 유출 개구를 통해 유리하게 수행될 수 있다. 대안으로 설명되는 폭풍우 흡입 보호기는, 예를 들어, 바람직하게, 전위 균등화 소자를 통해 상부 태양 에너지 지붕 타일의 금속 플레이트 탭을 하부 지붕 타일 의 금속 베이스 플레이트 또는 하면에 연결함으로써, 사용될 수 있다. 베이스 플레이트가 장착된 폭풍우 흡입 보호 소자 뿐만 아니라 전위 균등화 소자의 제공의 형태의 이들 어셈블리 태스크는 하부 개구 또는 유입 개구 뿐만 아니라 상부 개구 또는 유출 개구의 존재에 의해 상당히 간략화된다.
태양 에너지 시스템의 바람직한 실시예는, 특히 가열된 주변 공기에 의해 제공되는 열 에너지를 이용하는 열 펌프 또는 열 교환기 형태의 소비자(consumer)가, 설치된 상태에서 최상부에 배치된 태양 에너지 지붕 타일의 상부 개구에 직접 연결된다는 특징이 있다. 이것은 태양 복사에 의해 제공되는 에너지를 훨씬 더 잘 이용하는 시스템을 제공한다.
예를 들어, 능선 또는 지붕 능선은 지붕에 배치된 최상위 태양 에너지 지붕 타일에 연결된다. 그러면, 지붕 능선에는 캐비티가 제공될 수 있고, 이는 최상위 태양 에너지 지붕 타일의 상부 개구 또는 유출 개구와 정렬된다. 지붕 능선의 에지는 환경에 대하여 최상위 상부 개구 또는 유출 개구를 폐쇄하여, 밀봉을 형성한다. 내부를 향하여, 집의 방향으로, 가열된 주변 공기가 지붕 능선의 캐비티를 통해 흡입되고 예를 들어 집에서 사용된다. 또한, 추가의 송풍 소자가 제공될 수 있다. 이들은 또한, 예를 들어, 하부 태양 에너지 지붕 타일에 제공되고, 태양 에너지 지붕 타일을 통해 흘러 가열된 공기가 지붕 능선을 향해 더 위로 향도록 적극적으로 보장할 수 있다. 하부 개구 또는 유입 개구를 덮는 천공 플레이트가 또한 하부 태양 에너지 지붕 타일 아래에 제공될 수 있다. 이것은 한편으로는 주변 공기의 원하는 유입 또는 통과 흐름을 보장하지만, 다른 한편으로는 원치않는 물체 또는 심지어 야생 동물이 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티로 들어가는 것을 방지한다. 특히, 설치된 상태에서 바닥에 위치하는 태양 에너지 지붕 타일 또는 그의 외부에, 주변 공기가 이 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티로 들어가는 것을 보장하는 유입 소자 또는 블로어 소자가 제공될 수 있다. 필요하면, 태양 에너지 지붕 타일을 흐르는 가열된 주변 공기가 환경으로 다시 방출되도록 하기 위하여 플랩(flap)이 지붕 능선에 제공될 수 있다. 플랩은 수동으로 동작하거나 자동으로 제어될 수 있다. 이 플랩은 가열된 주변 공기에 의해 너무 많은 열이 제공되어 가정에서 전혀 사용될 수 없는 경우에 열릴 수 있다.
태양 에너지 시스템의 또 다른 실시예에 따르면, 상호 접속된 태양 에너지 지붕 타일의 적어도 2개의 하면의 2개의 하면을 통해 적어도 부분적으로 연장하는 전위 균일화 소자(potential equalisation element)가 제공될 수 있고, 전위 균일화 소자는, 바람직하게 전위 균일화 소자가 설치된 상태에서 아래에 배치된 태양 에너지 지붕 타일의 금속 베이스 플레이틀 설치된 상태에서 그 위에 배치된 태양 에너지 지붕 타일의 금속 플레이트 탭에 연결하는 방식으로 배치된다. 이 전위 균일화 소자는 예를 들어 스크류 또는 못으로 구현될 수 있다. 반면에, 이는 인접하는 태양 에너지 지붕 타일 간의 기계적 연결을 제공하는 역할 을 한다. 따라서, 이것은 폭풍우 흡입 보호기로서 동작한다. 또한, 이는, 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 하우징이 서로 전기적 전도성으로 연결되는 방식으로 특히 자신의 금속 베이스 플레이트의 영역에서 인접하는 태양 에너지 지붕 타일을 연결할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 전위 균일화 소자 뿐만 아니라 베이스 플레이트 및 플레이트 탭이 금속일 수 있다. 이것은 전위 균일화를 보장하고 예를 들어 접지가 최종적으로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 폐열을 동시에 이용하면서 태양 복사로부터 에너지를 얻는데 사용된다. 본 발명에 따른 방법에서, 바람직하게 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일에 의해, 태양 에너지 이용 모듈을 이용하여 태양 복사로부터 열 및/또는 전기 에너지를 생성하고, 태양 에너지 이용 모듈의 가열에 의해 발생된 폐열은 흘러가는 주변 공기로 방출되고, 가열된 주변 공기는 특히 열 펌프 또는 열 교환기의 형태의 소비자로 전달된다.
이것은 태양 복사에 의해 제공되는 에너지를 훨씬 더 효율적으로 사용하는 방법을 제공한다. 광전지 지붕 타일의 광전지 모듈 등의 태양 에너지 이용 모듈에서 생성된 전기 에너지 또는 전기 뿐만 아니라 가열된 광전지 모듈로부터의 폐열이 필요에 따라 사용되고 배치된다. 본 발명에 따른 광전지 지붕 타일에 관련하여 상술한 이점은 또한, 특히 본 발명에 따른 광전지 지붕 타일을 이용할 때, 본 발명에 따른 방법에 대응하여 적용가능하다.
방법의 바람직한 실시예는, 특히 본 발명에 따른 태양 에너지 시스템에 복수의 태양 에너지 지붕 타일이 지붕 구조에 제공되고 장착되며, 주변 공기가 설치된 상태에서 하부에 배치된 태양 에너지 지붕 타일에 의해 유입되고, 유입된 주변 공기가 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티를 통해 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 유출 개구 및 유입 개구를 통해 공급되고, 유출된 주변 공기가 설치된 상태에서 최상부에 배치된 태양 에너지 지붕 타일로부터 유출되어 소비자로 공급된다는 점에서 특징이 있다. 인접하는 지붕 타일은 다시 상하부로 인접하는 지붕 타일을 의미하는 것으로 이해된다. 태양 복사에 의해 제공되는 에너지는, 따라서 전기 형태로 전기 에너지를 생성하고 열을 이용하기 위하여 목표된 방식으로 이용된다. 이 경우, 주변 공기는 수동적으로 또는 능동적으로, 먼저 차가운 공기로서 다음에 가열된 공기로서 유입되고 추출 또는 펌핑될 수 있다. 주변 공기의 흡입 및 전송을 지원하기 위하여 추가의 흡입 및/또는 방출 소자가 제공될 수 있다. 그러나, 태양 에너지 지붕 타일을 통한 주변 공기의 흐름은 또한 순전히 수동 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 최하부의 태양 에너지 지붕 타일에서 가열된 주변 공기가 자동으로 위로 올라가서 최하부의 태양 에너지 지붕 타일의 유출 개구를 향해 흐르는 효과를 적극적으로 활용하는 것이 가능하다. 게다가, 따뜻해진 주변 공기가 그 바로 위에 배치된 태양 에너지 지붕 타일로 들어가고, 여기에서, 가열된 주변 공기는 계속 가열된다.
본 발명에 따르면, 생산, 설치 및 유지 관리가 가능한 한 간단하고 저렴한 태양 에너지 지붕 타일을 제공할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고로 더 상세히 설명한다. 이들은 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예를 나타내며, 이는 본 발명을 도시된 특징으로 한정하는 것을 의도하지 않는다.
도 1은 광전지 지붕 타일의 형태의 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일의 분해도.
도 2는 어셈블링된 상태의 도 1로부터의 광전지 지붕 타일의 평면도.
도 3은 하부로부터의 도 2에 따른 광전지 지붕 타일의 사시도.
도 4는 도 2에 따른 광전지 지붕 타일의 측면도.
도 5는 도 2에 따른 광전지 지붕 타일의 정면도.
도 6은 A-A 절단면에 따른 길이 방향 부분에서의 도 5에 따른 광전지 지붕 타일을 나타내며, 여기서, 상세 확대가 추가로 도시됨.
도 7은 광전지 지붕 타일의 형태의 본 발명에 따른 태양 에너지 지붕 타일의 분해도.
도 8은 광전지 지붕 타일의 형태의 태양 에너지 지붕 타일로 뒤덮인 지붕의 세부사항의 평면도.
도 9는 광전지 지붕 타일의 형태의 제안된 태양 에너지 지붕 타일의 추가의 예시적인 실시예를 나타내는 도면.
도 10은 설치된 상태에서 도시된 도 9에 따른 예시적인 실시예를 나타내는 도면.
도 11은 도 9로부터의 도면의 측면도 (도 11의 a) 및 도 10으로부터의 도면의 측면도 (도 11의 b).
도 12는 지붕 상에 설치된 도 8 내지 11에 따른 몇 개의 인접한 광전지 지붕 타일의 측면도(도 12의 a) 및 확대 상세도 B (도 12의 b).
다음에서, 본 발명은 광전지 지붕 타일의 예를 이용하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 이러한 유형의 태양 에너지 지붕 타일로 제한되지 않는다. 이점은 특히 태양 열 지붕 타일 및 광전지 및 태양 열 에너지를 사용하는 결합된 지붕 타일에서도 발생한다. 특히, 광전지 지붕 타일에서 전기적 연결의 생산과 다음의 이점은 인접한 태양 열 지붕 타일 간의 열적 연결의 생산으로 전이될 수 있다. 태양 열 지붕 타일의 경우, 전기 라인 대신 유체 라인이 제공된다. 따라서, 지붕 타일을 배치할 때 전기적 연결과 동일한 방식으로 서로 연결된 유체 전달 파이프를 연결하기 위하여, 전기적 연결 대신에, 결합 소자가 요구된다.
도 1은 본 발명에 따른 광전지 지붕 타일(1)의 바람직한 실시예의 분해도를 나타낸다. 광전지 지붕 타일(1)는 먼저 바닥에 도시된 기본 프레임워크를 포함한다. 예를 들어, 광전지 지붕 타일(1)은, 근본적으로 금속 베이스 플레이트(3)에 의해 형성되는 (화살표로 표시된) 하면(2)을 포함한다. 하면(2)은 도시되지 않은 지붕 구조 상에서 적어도 일부 부분에서 광전지 지붕 타일(1)를 지지하는데 사용된다. 또한, 광전지 지붕 타일(1)은 전면(4), 2개의 대향하는 측벽(5 및 6) 및 전면(4)에 대향하는 후면(7)을 갖는다. 전면(4) 및 후면(7)은 2개의 측벽(5 및 6)을 서로 연결한다.
또한, 광전지 지붕 타일(1)은, 근본적으로 유리 패키지(9)로부터 형성되는 상면(8)을 갖는다. 다른 것들 중에서도 이 유리 패키지(9)의 일부는 공지된 방식으로 태양 복사로부터 전기 에너지를 생성하는 광전지 모듈이다. 상면(8) 및 하면(2)은 함께 2개의 측벽(5 및 6), 후면(7) 및 전면(4)를 연결하여, 광전지 지붕 타일(1)에 캐비티(10)가 형성된다.
광전지 지붕 타일(1)의 상면(8)은 유리 패키지(8)에 의해 완전히 폐쇄되지 않는다. 설치된 상태의 도 1의 광전지 지붕 타일(1)의 평면도를 나타내는 도 2에 도시된 바와 같이, 상면(8)은 후면(7)의 영역에서 유출 개구(11)를 갖는다. 이 유출 개구(11)는 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)를 외부로부터 접근가능하게 한다.
유리 패키지(9)는 광전지 지붕 타일(1)용 덮개를 형성한다. 이 덮개는 부분적으로 광전지 지붕 타일(1)의 상면 상의 캐비티(10)를 부분적으로 폐쇄한다. 유출 개구(11)는 유리 패키지(9)에 의해 폐쇄되지 않은 부분에 의해 형성된다.
덮개 또는 유리 패키지(9)가 전면(4)으로부터 후면(7)으로 이어지는 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 설계되기 때문에, 상면(8)의 유출 개구(11)의 위치는 가변이다. 도 2에 도시된 상태에서, 유리 패키지(9)는 길이 방향(L)으로 이동될 수 있어, 유출 개구(11)의 사이즈가 감소된다. 그러나, 동시에, 이것은 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로의 추가 접근을 허용할 것이다. 광전지 지붕 타일(1)의 상면(8) 상에 유리 패키지(9)를 변위시킴으로써, 캐비티(10)는 또한 전면(4) 근처의 외부로부터 접근가능하게 된다. 따라서, 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)는 필요에 따라 상이한 포인트에서 외부로부터 접근가능하게 될 수 있기 때문에, 덮개 또는 유리 패키지(9)를 변위시키는 능력은 설치 또는 유지 관리 작업을 용이하게 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하면(2)은 또한 유입 개구(12)의 형태의 개구를 포함한다. 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)는 또한 이 유입 개구(12)를 통해 외부로부터 접근될 수 있다.
본 발명의 필수적인 것은 언급한 개구, 유입 개구(12) 및 유출 개구(11)에 의해 외부로부터 접근 가능하다는 사실 때문에 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)가 이용될 수 있다는 것을 알아내는 것이다. 따라서, 유입 개구(12)는 주변부(U)로부터 흐르는 주변 공기가 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로 들어가도록 한다. 그 후, 이 주변 공기는 광전지 지붕 타일(1)의 유출 개구(11)의 방향으로 흐른다. 이 흐름 경로 상에서, 주변 공기는 무엇보다도 유리 패키지(9) 또는 광전지 모듈을 통과하여 동작 동안 강하게 가열된다. 이 가열로부터의 에너지는, 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)를 통해 흐르는 주변 공기로 폐열(waste heat)을 방출함으로써 이용된다. 이 방식으로 가열된 주변 공기는, 예를 들어, 광전지 지붕 타일(1)의 하류에 있는 열 펌프 또는 다른 소비자에서 기술적으로 이용될 수 있다.
이를 위해, 몇개의 광전지 지붕 타일(1)은 지붕 구조에서 볼 때 아래에서 위로 직렬로 연결되어, 하부 광전지 지붕 타일(1)의 유출 개구(11)가 항상 그 위에 배치된 인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 유입 개구(12)와 정렬되도록 한다. 몇 개의 광전지 지붕 타일(1)이 또한 지붕 상에 측방향으로 인접하게 제공될 수 있다. 이를 위해, 측방향으로 인접한 광전지 지붕 타일(1)은 측벽(5) 상에 배치된 지지 섹션(13) 및 측벽(6) 상에 제공된 클램핑 섹션(14)을 통해 적어도 확실한 맞춤 방식(positive-fitting manner)으로 서로 연결될 수 있다. 광전지 지붕 타일(1)은 또한 표준 지붕 타일에 측방향으로 함께 연결될 수 있다. 이를 위해, 상업적으로 이용가능한 지붕 타일은 지지 섹션(13) 및 클램프 섹션(14)의 형태의 매칭 대응물만을 가져야 한다. 이러한 이유로, 본 발명에 따른 광전지 지붕 타일(1)은 또한 종래의 지붕 타일의 형상 및 치수에 본질적으로 대응하는 외부 형상 및 치수를 갖는다.
인접하는 광전지 지붕 타일(1)을 전기적으로 서로 연결할 수 있는, 예를 들어, 플러그 및 소켓 형태의 전기 연결 소자는 이 예시적인 실시예에 도시되지 않는다.
지붕에 장착된 몇 개의 광전지 지붕 타일(1)을 연결하거나 고정하기 위하여 소위 폭풍우 흡입 보호기(15)가 제공된다. 다음에 기재되고 설명되는 폭풍우 흡입 보호기(15)는 자신의 진보적인 중요성을 갖는다. 어떤 조건 하에서, 폭풍우 흡입 보호기(15)는 또한 상업적으로 이용가능한 지붕 타일과 함께 사용될 수 있다.
이 점에서 바람직한 여기에 도시된 예시적인 실시예에서, 광전지 지붕 타일(1)은 폭풍우 흡입 보호기(15)를 갖는다. 조립된 상태에서, 이 폭풍우 흡입 보호기(15)는 후면(7)으로부터 전면(4)을 향하여 캐비티(10)를 통해 적어도 유입 개구(12)의 영역으로 연장한다.
폭풍우 흡입 보호기(15)는 길이 방향(L)을 따라 연장하는 샤프트(16)를 갖는다. 압축 스프링(17)은 이 샤프트(16) 주위에 배치된다. 전면(4)에 대면하는 샤프트(16)의 단부에는, 폭풍우 흡입 보호기(15)의 후크 소자(18)가 배치된다.
후크 소자(18)는 샤프트(16)를 따라 길이방향으로 변위되도록 설계된다. 후크 소자(18)는 샤프트(16) 상에서 길이 방향(L)을 따라 뒤로 이동하여 압축 스프링(17)을 압축한다. 그러나, 초기 상태에서, 후크 소자(18)는 도시된 위치에서 압축 스프링(17)에 의해 유지되어, 전면(4)을 향하여 시프트된다.
삽입 팁(19)이 후크 소자(18)에 제공된다. 이 경우 삽입 팁(19)은 못이다. 이는 또한, 예를 들어, 핀, 볼트 소자, 맨드렐(mandrel) 등일 수 있다. 삽입 팁은 예를 들어 (수용 개구(30)와 관련하여 이하에서 더 상세히 설명하는) 다른 인접한 폭풍우 흡입 보호기의 대응하는 수용 개구에 삽입될 수 있다. 복수의 인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 복수의 폭풍우 흡입 보호기는 서로 연결될 수 있으므, 즉, 간단히 함께 플러그드될 수 있으므로, 인접하는 광전지 지붕 타일(1)은 또한 간단한 방식으로 서로 연결되어 고정될 수 있다.
여기에서 설명하는 폭풍우 흡입 보호기(15)의 삽입 팁(19)이 도 6에 도시된 바와 같이 후크 소자(18)의 베이스 바디를 통해 스루홀을 통해 안내되는 못으로 형성된다는 사실은 폭풍우 흡입 보호기(15) 또는 대응하는 지붕 타일(1)의 설치를 간략화한다. 이는 인접하는 폭풍우 흡입 보호(15) 및 인접하는 지붕 타일(1)의 확실한 맞춤 견결을 확립하기 위하여 그곳의 스루홀을 통해 못 또는 삽입 팁(19)이 안내될 수 있기 때문이다.
조립된 상태에서, 폭풍우 흡입 보호기(15)는 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7)에 고정된다. 이 때문에, 후면(7)은 보어(bore)(20)를 갖고, 이를 통해 폭풍우 흡입 보호기(15)의 샤프트(16)가 라우팅(routed)된다. 또한, 폭풍우 흡입 보호기(15)는 고정 플레이트(21)를 포함하고, 이를 통해 폭풍우 흡입 보호기(15) 및 궁극적으로 광전지 지붕 타일(1)은 지붕 구조의 지붕 널빤지(batten)에 고정될 수 있다. 이 목적으로, 광전지 지붕 타일(1)은 못에 의해 또는 도 2, 3 및 4에서 볼 수 있는 바와 같이 고정 플레이트(21)를 이용하여 스크류(22)에 의해 지붕 널빤지에 단단히 연결된다.
광전지 지붕 타일(1)은 추가적으로 에어 슬라이드 밸브(23)를 갖는다. 에어 슬라이드 밸브(23)는, 아래로부터의 투시도에서 광전지 지붕 타일(1)을 나타내는 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 필요하면 적어도 부분적으로 유입 개구(12)를 닫을 수 있다. 에어 슬라이드 밸브(23)는 길이 방향(L)을 따라 이동하여 유입 개구(12)의 사이즈를 증가 또는 감소시킨다. 이 목적으로, 에어 슬라이드 밸브(23)는 전체적으로 이동가능하도록 설계된다. 에어 슬라이드 밸브(23)는 또한 유입 개구(12)가 에어 슬라이드 밸브(23)에 의해 전혀, 즉, 심지어 부분적으로도 폐쇄되지 않도록 길이 방향(L)을 따라 충분히 뒤로 멀리 이동할 수 있다. 그러면, 에어 슬라이드 밸브(23)는 완전히 베이스 플레이트(3) 위에 있고 길이 방향(L)과 반대 방향에서 볼 때 유입 개구(12)를 지나 돌출하지 않는다.
에어 슬라이드 밸브(23)의 길이 방향 이동은 폭풍우 흡입 보호기(15) 또는 후크 소자(18)의 이동과 결합된다. 따라서, 에어 슬라이드 밸브(23)는 먼저 베이스 섹션(24)을 포함한다. 베이스 섹션(24)은 하면(2) 또는 베이스 플레이트(3)에 본질적으로 평행하게 이어진다. 베이스 섹션(24)은 베이스 플레이트(3)를 따라 슬라이드하여 길이 방향 변위를 허용한다.
에어 슬라이드 밸브(23)는 또한 베이스 섹션(24)으로부터 상면(8)을 향하여 본질적으로 수직으로 상부로 연장하는 숄더 섹션(25)을 갖는다. 후면(7)에 대면하는 후크 소자(18)의 측면(26)은, 도 6의 세부사항의 확대도로부터 볼 수 있는 바와 같이, 전면(4)에 대면하는 숄더 섹션(25)의 일측에 안착된다. 이 방식으로, 후크 소자(18)의 변위는 또한 에어 슬라이드 밸브(23)의 숄더 섹션(25)을 누르는 후크 소자(18)에 의해 동시에 에어 슬라이드 밸브(23)의 변위를 자동적으로 보장한다.
숄더 섹션(25)은 또한 폭풍우 흡입 보호기(15)의 샤프트(16)가 연장하는 관통 개구를 갖는다.
에어 슬라이드 밸브(23)는 숄더 섹션(25)에 연결된 지붕 섹션(27)을 포함한다. 지붕 섹션(27)은 본질적으로 숄더 섹션(25)에 수직이고 본질적으로 베이스 섹션(24)에 평행하다. 지붕 섹션(27)에 본질적으로 수직이고 하면(2)을 향하여 아래쪽으로 연장하는 고정 섹션(28)은 지붕 섹션(27)에 연결된다. 고정 섹션(28)에서, 관통 개구(29)가 또한 제공되고, 즉, 관통 개구(29)가 전면(4)에 대면하고, 이를 통해 폭풍우 흡입 보호기(15)의 샤프트(16)가 또한 안내된다.
그 반대 단부에, 샤프트(16)가 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7)에 고정된다. 도 6의 세부 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이, 후크 소자(18)의 길이 방향 변위는 폭풍우 흡입 보호기(15)의 샤프트(16)의 위치를 변경하지 않는다. 대신에, 후크 소자는 샤프트(15)를 따라 이동하여, 에어 슬라이드 밸브(23)의 숄더 섹션(25)이 이동하도록 하고 동시에 압축 스프링(17)을 압축한다. 따라서, 광전지 지붕 타일(1)의 설치가 더 용이해진다.
따라서, 지붕은, 설치된 상태에서 바닥에 위치하는 광전지 지붕 타일(1)이 먼저 지붕 구조에 고정되고, 못에 의해, 이 경우에 도시된 바와 같이, 스크류(22)에 의해 지붕 널빤지에 고정되는 방식으로 정상적으로 뒤덮인다. 대안으로, 광전지 지붕 타일(1)은, 또한 스크류(22)로 추가로 고정되지 않고, 고정 플레이트(21)로 상부로부터 지붕 널빤지에 단순히 걸릴 수 있다.
그 후, 추가의 광전지 지붕 타일(1)이 이전의 광전지 지붕 타일 위에 장착된다. 그 후, 상부 광전지 지붕 타일(1)의 폭풍우 흡입 보호기(15)의 후크 소자(18)를 하부 광전지 지붕 타일(1)의 폭풍우 흡입 보호기(15)의 수용개구(20)와 맞물림으로써, 2개의 광전지 지붕 타일(1) 사이에 연결이 유리하게 생성될 수 있다.
따라서, 수용 개구(30)는 폭풍우 흡입 보호기(15)의 삽입 팁(19)에 대응한다. 수용 개구(30)는 도 1 및 7에 나타내고 특히 도 6에서 볼 수 있다. 수용 개구(30)는 샤프트(16)로서 중공 샤프트를 이용하여 형성된다. 후면(7)에 할당된 샤프트(16)의 단부에 있는 중공 샤프트의 중앙 개구는 인접하는 폭풍우 흡입 보호기(15)의 삽입 팁(19)에 대한 수용 개구(30)로서의 역할을 한다.
언급된 전기 연결의 생산 뿐만 아니라 이들 설치 작업은 또한 상부 광전지 지붕 타일(1)의 유출 개구(11)를 통해 쉽게 유지 관리가능한 방식으로 유리하게 수행될 수 있다.
압축 스프링(17)은 전면(4)을 향해 시프트되는 위치에서 후크 소자(19)를 유지하고, 따라서, 덮인 지붕에서 위에 배치된 광전지 지붕 타일(1)의 삽입 팁(19)이 아래에 배치된 광전지 지붕 타일(1)의 수용 개구(30)에 유지되도록 동시에 보장한다.
기재된 폭풍우 흡입 보호기(15)는, 도 8의 예시적인 실시예와 관련하여 후술하는 다른 폭풍우 흡입 보호기와 구별하기 위하여, 샤프트(16)를 갖는 폭풍우 흡입 보호기(15)라 할 수 있다.
도 7은 광전지 지붕 타일(1)의 추가 확대 분해도이다. 스크류(32) 뿐만 아니라 개별 리벳(rivet)(31)이 확인될 수 있으며, 이들은 측벽(5, 6), 전면(4), 후면(7) 및 베이스 플레이트(3)를 연결하는데 사용된다. 또한, 본질적으로 상면(8)을 형성하는 유리 패키지(9)는 그 개별 부품에 도시된다. 유리 패키지(9)는 상부 및 하부 유리 플레이트(33)를 가지며, 이들 사이에는 상부 및 하부 에틸렌 비닐 아세테이트 필름(34)이 배치된다. 본질적으로 실리콘 나이트라이드로 형성된 2개의 인접한 태양 셀(35)이 이들 2개의 에틸렌 비닐 아세테이트 필름(34)에 배치된다. 이것은 태양 복사로부터 전기 에너지를 생성하도록 본 케이스에서 사용되는 광전지 모듈을 형성한다.
유리 패키지(9)는 태양 복사 및 그 동작 때문에 강하게 가열된다. 폐열이 생성되며, 이는 특히 본 광전지 지붕 타일(1)에 의해 사용된다. 예를 들어, 유입 개구(12)를 통해, 주변 공기가 주변(U)으로부터 유입되어 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)를 통해 흐르고 가열된 공기로서 다시 유출 개구(11)를 통해 유출된다. 이 가열된 공기는 특히 열 펌프 등의 소비자에서 사용될 수 있다.
광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)를 통해 흐르는 따뜻한 공기가 광전지 지붕 타일(1), 컴포넌트 하면(2) 또는 베이스 플레이트(3)로부터 사용되지 않는 상태로 빠져나가지 않도록, 측벽(5, 6), 전면(4), 후면(7) 및 상면(8) 또는 유리 패키지(9)는 함께 연결되거나 기밀한 방식으로 밀봉된다.
도 8은 광전지 지붕 타일(1)로 덮인 지붕의 추출물의 예를 나타낸다. 4개의 행이 도시되는데, 4개의 광전지 지붕 타일(1)이 서로의 위에 배치되고, 하부 2개의 행의 광전지 지붕 타일(1)만이 참조 부호(1)로 표시된다. 광전지 지붕 타일(1)의 상면(8)의 평면도에서, 광전지 지붕 타일(1)의 유리 패키지(9)가 확인될 수 있다. 또한, 광전지 지붕 타일(1)의 최상행은 유출 개구(11)가 확인되도록 한다. 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로의 접근은 유출 개구(11)을 통해 확보된다.
광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로의 접근은 기본 지붕 설치 후에 추가의 설치 및 유지 관리 조치가 쉽게 가능하다는 특별한 이점을 제공한다. 이 방식으로, 지붕은 지붕 작업자에 의해 처음에 맞추어질 수 있다. 제안된 광전지 지붕 타일(1)은 일반 지붕 타일과 같이 지붕 상에 놓인다. 이 활동은 특별한 추가 훈련없이 지붕 작업자에 의해 수행될 수 있다. 그 후, 인접한 광전지 지붕 타일(1)의 전기적 연결 또는 일반적으로 특히 전기 컴포넌트에 관련된 유지 관리 조치는 특별히 훈련된 직원에 의해 수행될 수 있다. 덮개를 형성하기 위하여, 광전지 지붕 타일(1)은 제자리에서 후속적으로 나사 고정될 수 있고 지붕 작업자, 예를 들어, 태양광 엔지니어 또는 추가의 훈련을 받은 지붕 작업자에 의해 연결되고, 이 때문에, 덮개 또는 각각의 광전지 지붕 타일(1)의 유리 패키지(9)를 변위하는 능력은 유리하다.
광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로의 접근은, 주로 하면(2)이 유입 개구(12)의 형태의 하부 개구를 가지고 상면(8)이 유출 개구(11)의 형태의 상부 개구를 갖는다는 사실에 의해 영구적으로 확보된다. 상면(8)이 길이 방향으로 변위될 수 있는 덮개를 갖는 것이 특히 유리하다. 이 경우, 이 덮개는 유리 패키지(9) 자체에 의해 형성된다.
광전지 지붕 타일(1)의 상부 행으로부터 알 수 있는 바와 같이, 광전지 지붕 타일(1)의 전기 컴포넌트(36)는 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)에 제공된다. 이미 덮인 지붕에서, 인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 전기 컴포넌트(36)가 인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 인접 전기 컴포넌트(36)에 적절한 방식으로 아주 간단하게 유리하게 결합될 수 있다. 캐비티(10)로의 접근은 특히 가변적이다. 이는 유리 패키지(9)가 상부로 간단하게 이동할 수 있고, 결과적으로, 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7) 상에 실제로 배치된 유출 개구(11)가 지금 전면(4) 부근에서 더 아래의 캐비티(10)에 또다른 상부 개구를 제공하고, 따라서, 전면(4) 부근에서 허용되는 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로의 접근을 허용하기 때문이다. 이것은 특히 아래의 인접한 광전지 지붕 타일(1)의 유출 개구(11)를 통해 아래의 광전지 지붕 타일(1)로의 직접 접근을 생성하는데 사용될 수 있다.
도 9는 광전지 지붕 타일(1)의 또다른 예시적인 실시예를 나타내지만, 도 9에는 부분적으로만 도시된다. 도 9에서, 베이스 플레이트(3)는 특히 확인될 수 있다. 이러한 광전지 지붕 타일(1) 및 이러한 베이스 플레이트(3)를 갖는 광전지 지붕 타일(1)은 도 8의 예를 이용하여 전술한 바와 같이 지붕을 덮을 때 사용될 수 있다.
앞서 도시된 예시적인 실시예와 달리, 여기에 도시된 광전지 지붕 타일(1)의 초기 상태에서, 설치 전에 지붕 상에 존재하는 베이스 플레이트(3)는, 광전지 지붕 타일(1)의 전면(4)을 향하여 연장하고 유입 개구(12)의 영역에 배치된 2개의 금속 플레이트 탭(37)을 갖는다. 도 9에 도시된 바와 같이 광전지 지붕 타일(1)의 초기 상태에서, 이들 금속 플레이트 탭(37)은 베이스 플레이트(3)의 접지면(E)에 본질적으로 평행하게 연장된다. 2개의 금속 플레이트 탭(37)은 다시 서로 평행하도록 배치된다. 또한, 금속 플레이트 탭(37)은 일정한 간격으로 배치된 복수의 보어(38)를 갖고, 이들 중의 일부만이 도 9에서 참조 번호(38)로 표시된다. 특히, 도시된 예시적인 실시예에서, 각각의 금속 플레이트 탭(37)은 12개의 보어(38)를 갖는다.
또한, 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7)의 영역에서, 추가의 보어가 제공되며, 이는 특히 지붕 상에 나중에 도시된 컴포넌트를 장착하는데 필요하다. 도 9 및 도 10에서, 2개의 널빤지 지지 브래킷 보어(40') 뿐만 아니라 2개의 폭풍우 흡입 보호 보어(39')가 제공된다. 이들은 널빤지 리테이너(40) 뿐만 아니라 베이스 플레이트 장착 폭풍우 흡입 보호 소자(39)의 형태로 도 11 및 12에서 나중에 도시될 컴포넌트를 위해 제공된다. 전위 균등화 소자(41) 뿐만 아니라 이들 컴포넌트의 기능은 도 12와 관련하여 지붕 상에 설치된 상태에 도시된 광전지 지붕 타일(1)의 문맥에서 특히 설명될 것이다.
아래에 추가로 도시되고 설명되는 예시적인 실시예에서, 도시된 바와 같이, 샤프트(16)를 갖는 폭풍우 흡입 보호기(15)의 형태의 도 1 내지 7에서 이미 설명한 광전지 지붕 타일의 문맥에 사용되는 컴포넌트들 및 에어 슬라이드 밸브(23)는 또한 필요한 경우 제공될 수 있다.
도 10은 도 9에 따른 예시적인 실시예를 나타내지만, 설치된 상태, 즉, 광전지 지붕 타일(1)이 지붕에 설치된 상태이다. 도 9와 대조적으로, 2개의 금속 플레이트 탭(37)은, 도 10에 도시되지 않은, 광전지 지붕 타일(1) 아래에 배치된 인접하는 추가의 광전지 지붕 타일을 끼우도록 설계된다. 도 9에 따른 초기 상태와 비교하여, 각각의 금속 플레이트 탭(37)은 먼저 본질적으로 90°만큼 아래로 구부러진 후 본질적으로 90°만큼 위로 구부러진다. 따라서, 각각의 금속 플레이트 탭(37)은, 베이스 플레이트(3)의 접지면(E)에 수직이거나 초기 상태에서 지붕에 수직인 수직부(42) 및 수직부(42)에 연결되고 베이스 플레이트(3)의 접지면(E)에 근본적으로 평행하거나 설치 상태에서 지붕에 평행한 수평부(43)를 갖는다.
도 11은 도 9(도 11의 a) 및 도 10(도 11의 b)의 광전지 지붕 타일(1)의 도면의 측면도이지만, 소자들, 즉, 베이스 플레이트 장착 폭풍우 흡입 소자(39), 널빤지 리테이너(40) 및 전위 균등화 소자(41)를 또한 볼 수 있다. 베이스 플레이트 측상의 폭풍우 흡입 보호 소자(39)는 본질적으로 베이스 플레이트(3)로부터 아래로 수직으로 연장하는 것이 명백하다. 마찬가지로, 널빤지 리테이너(40)는 본질적으로 베이스 플레이트(3)로부터 아래로 수직으로 연장한다. 마지막으로, 전위 균등화 소자(41)는 베이스 플레이트(3) 및 후면(7) 사이의 천이 영역의 코너에 배치되고 도시된 광전지 지붕 타일(1)의 뷰와 관련하여 대각선으로 아래 및 뒤로 연장한다.
컴포넌트들, 즉, 베이스 플레이트 장착 폭풍우 흡입 보호 소자(39), 널빤지 리테이너(40) 및 전위 균등화 소자(41)는 바람직하게 베이스 플레이트(3) 또는 광전지 지붕 타일(1)와 별도로 또는 별개로 제공되는 느슨한 컴포넌트 일 수 있다. 따라서, 베이스 플레이트 장착 폭풍우 흡입 보호 소자(39)는 못 또는 스크류일 수 있고, 이에 의해 광전지 지붕 타일(1)가 보어(39')를 통해 베이스 플레이트(3)를 통해 도 11에 도시되지 않은 지붕 널빤지 상에 장착될 수 있다. 예를 들어, 널빤지 리테이너(40)는 바람직하게, 금속, 핀, 또는 스크류일 수 있고, 핀 또는 스크류는 보어(40')를 통해 베이스 플레이트(3)에 삽입될 수 있고, 도 11에 도시되지 않은 지붕 널빤지에 대하여 위로부터의 정지부로서 보호를 제공한다. 광전지 균등화 소자(41)는 또한 못 또는 스크류로서 구현될 수 있다. 전위 균등화 소자(41)는 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7) 및 베이스 플레이트(3) 사이의 전환 또는 베이스 플레이트(3)를 통해 및 상부의 인접 광전지 지붕 타일의 금속 플레이트 탭(37)을 통해 연장한다. 이 전위 균등화 소자(41)는 또한 부분적으로 2개의 인접하는 광전지 지붕 타일(1)을 서로 연결하는 역할을 하고, 폭풍우 흡입 보호에 부분적으로 기여한다. 전위 균등화 소자(41)는 금속 플레이트 탭(37)의 보어(38)를 통해 2개의 인접한 광전지 지붕 타일(1)의 설치 및 접속 동안 도입되고, 상부 인접 광전지 지붕 타일(1)의 금속 플레이트 탭(37)을 하부 인접 광전지(1)의 베이스 플레이트(3)에 연결한다.
전위 균등화 소자(41) 뿐만 아니라 베이스 플레이트 장착 폭풍우 보호 소자(39), 널빤지 리테이너(40)의 3개의 컴포넌트는 또한 도 12에서 상세히 볼 수 있으며, 사용중인, 즉, 지붕 상에 광전지 지붕 타일(1)이 설치된 상태이다. 도면 a)에서, 3개의 광전지 지붕 타일(1)은 완전히 보이고, 추가의 광전지 지붕 타일(1)은 하부 좌측 에지에서 부분적으로 보이며, 이들 광전지 지붕 타일들(1)은 4개의 지붕 널빤지(44)에 의해 표시된 지붕 상에 장착된다.
설치를 위해, 지붕은 일반적인 방식으로 지붕 작업자에 의해 광전지 지붕 타일(1)로 덮인다. 이것은 특히 각각의 광전지 지붕 타일(1)이 먼저 지붕 널빤지(44)에 배치되고 널빤지 리테이너(40)에 의해 위로부터 이 지붕 널빤지 상에 배치될 수 있다는 것이 특히 유리하다. 원칙적으로, 지붕은 표준, 일반 지붕 타일처럼 제안된 광전지 지붕 타일(1)로 덮일 수 있다. 여기서 특히 장점은 지붕 작업자가 언제든지 위에서 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)에 접근할 수 있다는 것이다. 이것은 광전지 지붕 타일(1)의 상면(8) 상의 유출 개구(11)의 형태의 상부 개구의 제공에 의해 상술한 방식으로 확보되고, 또한 위로 이동가능하도록 설계된 유리 패키지 또는 덮개에 의해 가능하다. 캐비티(10)로의 접근은, 광전지 지붕 타일(1)이 베이스 플레이트(3) 및 통합된 베이스 플레이트 장착 폭풍우 보호 소자(39)를 통해, 예를 들어, 못 또는 스크류에 의해, 각각의 지붕 널빤지(44)에 연결될 수 있다는 사실에 의해 설치자가 지붕에 광전지 지붕 타일(1)를 쉽게 고정할 수 있도록 한다.
마지막으로, 인접하는 광전지 지붕 타일(1)은, 각각의 케이스 내의 상부 광전지 지붕 타일(1)을 그 아래의 인접 광전지 지붕 타일(1) 상에 배치하고 상부 광전지 지붕 타일(1)의 유입 개구(12) (하부 개구)가 하부 광전지 지붕 타일(1)의 유출 개구(11) (상부 개구)와 적어도 부분적으로 정렬하도록 이를 그 아래에 배치된 광전지 지붕 타일(1)과 정렬함으로써 제공될 수 있다.
인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 금속 플레이트 탭(37)은, 금속 플레이트 탭(37)의 각각의 수직부(42)가 그 아래에 배치된 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7)의 내부에 안착하고 금속 플레이트 탭(37)의 수평부(43)가 그 아래에 배치된 광전지 지붕 타일(1)의 베이스 플레이트(3)의 내부에 안착하도록 구부러지고 조정될 수 있다. 다음으로, 아래에 배치된 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7) 또는 베이스 플레이트(3)는 전위 균등화 소자(41)를 관통하거나 이를 2개의 컴포넌트에 의해 제자리에 나사 조임함으로써 금속 플레이트 탭(37)에 연결될 수 있다. 이를 위해, 금속 플레이트 탭(37)에서 상이한 보어(38)가 제공되어 일정한 규칙으로 배치되고, 보어(38)를 통해 전위 균등화 소자(41)가 삽입될 수 있는 것이 특히 유리하다. 이 방식으로, 널빤지(44)가 항상 고르게 지붕 상에 이격되는 것은 아니므로 개별 광전지 지붕 타일(1)이 항상 작은 거리만큼 변화할 수 있는 것은 아니라는 사실을 처리하는 것이 특히 유리하다. 금속 플레이트 탭(37)은, 설명한 바와 같이 지붕 작업자에 의해 지붕이 덮일 때까지 초기 상태로부터 구부러질 수 없고, 그 결과, 금속 플레이트 탭(37)의 수평부(43) 및 수직부(42)는 인접하는 광전지 지붕 타일(1)로 완벽하게 맞추어진다.
인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 배치 및 서로의 연결을 지원하기 위해, 도시된 광전지 지붕 타일(1)의 각각은 후면(7) 상의 수평부(45)를 갖는다. 이 수평부(45) 위에, 위에 배치된 다음 광전지 지붕 타일(1)은 항상 그 베이스 플레이트(3)와 함께 배치될 수 있다. 또한, 상부에 배치된 광전지 지붕 타일(1)의 유입 개구(12)(하부 개구)가 아래에 배치된 광전지 지붕 타일(1)의 후면의 실제 측벽을 넘어 더 연장해야 하는 경우, 이 수평부(45)는 상부의 인접 광전지 지붕 타일(1)의 유입 개구(12) 또는 하부 개구를 부분적으로 덮거나 폐쇄하는 것이 유리하다.
부분적으로 이미 설명된 전위 균등화 소자(41)는, 또한 인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 하우징 또는 베이스 바디가 서로 전기적 전도성으로 연결될 수 있도록 하는데 사용된다. 이 방식으로, 전위 균등화가 생성될 수 있고, 광전지 지붕 타일(1)의 상면 및 하면 간의 전위차로부터 발생하는 전류는 선택적으로 방전될 수 있고, 예를 들어 접지 시스템에 공급될 수 있다. 이를 위해 전위 균등화 소자(41) 뿐만 아니라 베이스 플레이트(3) 및 금속 플레이트 탭(37)은 유리하게 금속 또는 전기 전도성일 수 있다.
유출 개구(11)의 형태의 상부 개구 및 유입 개구(12)의 형태의 하부 개구의 배치 때문에, 도시된 광전지 지붕 타일(1) 등의 제안된 태양 에너지 지붕 타일의 설치 및 특히 개별 분해와 관련하여 예상치 못한 이점이 달성된다. 따라서, 설명한 바와 같이 전위 균등화 소자(41)에 의해 금속 플레이트 시트(37) 및 그 아래의 인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 베이스 플레이트(3)에 접속되고 널빤지 리테이너(40)에 의해 지붕 널빤지(44)에 부착되고 베이스 플레이트 장착 폭풍우 흡입 보호 소자(39)에 의해 지붕 널빤지에 고정되는 인접하는 광전지 지붕 타일(1)을 갖는 덮힌 지붕의 경우, 단일 광전지 지붕 타일(1)은 아주 간단히 분해될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 상면(8) 또는 유리 패키지(9)의 형태의 분해될 광전지 지붕 타일(1)에 대한 덮개는 위로 시프트될 수 있다. 위로 시프트된 위치에서, 상면(8)은 또한 이 위치에서, 예를 들어, 고정 메카니즘에 의해 고정되고 유지될 수 있다. 유출 개구(11) 형태의 상부 개구가 유입 개구(12)의 형태의 분해될 광전지 지붕 타일(1)의 하부 개구와 정렬하도록 배치되기 때문에, 분해될 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10) 및 아래의 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로의 접근이 가능하다. 거기에서, 아래의 인접한 광전지 지붕 타일에서, 분해될 광전지 지붕 타일(1) 및 아래의 광전지 지붕 타일(1) 간의 연결은 이들 2개의 광전지 지붕 타일(1)을 연결하는 전위 균등화 소자(41)를 풀면 해제될 수 있다. 이 프로세스는, 분해될 광전지 지붕 타일(1) 상부의 인접하는 광전지 지붕 타일(1)을 통해 접근함으로써, 분해될 광전지 지붕 타일(1)의 후면(7) 부근의 상단에서 반복될 수 있다. 이것은, 인접하는 광전지 지붕 타일(1)의 경우, 상면(8)은 다시 상부로 이동할 수 있고 분해될 광전지 지붕 타일(1)의 캐비티(10)로의 접근이 얻어질 수 있기 때문이다. 거기에서, 모든 필요한 연결, 특히, 나사 조임된 전위 균일화 소자, 널빤지 리테이너(40) 및 광전지 지붕 타일(1)의 베이스 플레이트 장착 폭풍우 흡입 보호 소자(39)는 해제될 수 있다. 그러면, 분해될 광전지 지붕 타일(1)은 더이상 고정되지 않고 인접하는 광전지 지붕 타일(1)로 형성된 어셈블리로부터 간단히 끌어 내릴 수 있다. 어셈블리로의 광전지 지붕 타일(1)의 재설치는 또한 반대로 가능하다.
이동가능한 상면(8)의 대안 또는 추가로, 광전지 지붕 타일(1)의 개별 분해 및 설치의 설명된 이점은 또한 회전가능한 전면(4)에 의해 달성할 수 있다. 전면(4)을 접음으로써, 상면(8)의 상술한 상부 변위와 동일한 방식으로, 인접한 광전지 지붕 타일(1)로의 접근이 상부의 유입 개구(12) 및 하부 광전지 지붕 타일(1)의 유출 개구(11)의 형태의 정렬된 개구를 통해 가능하다.
유입 개구(12) 및 유출 개구(11)에 의한 설명된 이점은, 특히 단순화된 조립 및 분해 및 유지 보수 조치에 대하여 설명한 바와 같이 일반적으로 상부 개구 및 하부 개구를 갖는 태양 에너지 지붕 타일로 전이될 수 있다. 본 발명은 광전지 지붕 타일(1)의 설명된 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 특히, 개구는 태양 에너지 지붕 타일의 설치 또는 배치의 간략화를 위해서만 제공될 수 있다. 개구는 또한 공기 흐름이 태양 에너지 지붕 타일을 통과하지 않을 때에도 유리하다. 이것은 (태양 열 및 광전지를 이용하는) 태양 열 또는 조합 타일 뿐만 아니라 순수 광전지 지붕 타일에 대한 경우 일 수 있다.

Claims (15)

  1. 종래의 타일의 형상에 실질적으로 대응하는 형상을 가지며 인접하는 태양 에너지 지붕 타일에 열적 및/또는 전기적 전도성으로 연결될 수 있는 태양 에너지 지붕 타일로서,
    지붕 구조의 적어도 일부 영역에 배치되는 하면(2),
    상기 하면(2)의 반대편인 상면(8) - 상기 상면은 태양 에너지 이용 모듈에 의해 적어도 일부 영역에 형성됨 -,
    2개의 대향 측벽(5, 6),
    상기 2개의 측벽(5, 6)을 연결하는 후면(7), 및
    상기 2개의 측벽(5, 6)을 또한 연결하는 상기 후면(7)의 반대편의 전면(4),
    을 포함하고,
    상기 2개의 측벽(5, 6), 상기 후면(7) 및 상기 전면(4)은 함께 상기 하면(2) 및 상기 상면(8)을 연결하여, 상기 2개의 측벽(5, 6), 상기 후면(7), 상기 전면(4), 상기 하면(2) 및 상기 상면(8) 사이에 캐비티(10)가 형성되고,
    상기 하면(2)은 상기 전면(4)의 영역에서 접근을 제공하는 하부 개구를 가지며, 상기 상면(8)은 상기 후면(7)의 영역에서 주변(U)으로부터 상기 캐비티(10)로의 접근을 제공하는 상부 개구를 갖는 태양 에너지 지붕 타일.
  2. 제1항에 있어서, 태양 복사로부터 전기 에너지를 얻는 광전지(photovoltaic) 지붕 타일(1)로서 설계되고 상기 태양 에너지 이용 모듈은 광전지 모듈로서 설계되는 태양 에너지 지붕 타일.
  3. 제1항에 있어서, 태양 복사로부터 열 에너지를 얻는 태양 열 에너지 지붕 타일로서 설계되고 상기 태양 에너지 이용 모듈은 태양 열 에너지 모듈로서 설계되는 태양 에너지 지붕 타일.
  4. 제1항에 있어서, 태양 복사로부터 전기 및 열 에너지를 얻는 결합된 지붕 타일로서 설계되고 상기 태양 에너지 이용 모듈은 광전지 모듈 및 태양 열 에너지 모듈로서 설계되는 태양 에너지 지붕 타일.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부 개구는 상기 주변(U)으로부터 상기 캐비티(10)로의 주변 공기 흐름을 위한 유입 개구(12)로서 형성되고 상기 상부 개구는 상기 캐비티(10)로부터 상기 주변 공기에 대한 유출 개구(11)로서 형성되는 태양 에너지 지붕 타일.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상면(8)은 상기 전면(4)으로부터 상기 후면(7)으로의 길이 방향(L)으로 이동가능하도록 설계된 덮개를 갖는 태양 에너지 지붕 타일.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하면(2)은 본질적으로 금속 베이스 플레이트(3)에 의해 형성되고, 상기 금속 베이스 플레이트(3)는 상기 하부 개구의 영역에 적어도 하나의 금속 플레이트 탭(37), 바람직하게 2개의 금속 플레이트 탭(37)을 갖는 태양 에너지 지붕 타일.
  8. 제7항에 있어서, 상기 태양 에너지 지붕 타일의 초기 상태에서, 상기 금속 플레이트 탭(37)은 본질적으로 상기 금속 베이스 플레이트(3)의 접지면(E)에 평행하게 연장하고, 상기 태양 에너지 지붕 타일이 지붕에 설치될 때, 상기 금속 플레이트 탭(37)은, 상기 접지면(E)과 본질적으로 수직인 수직부(42) 및 상기 수직부(42)에 연결되고 상기 접지면(E)에 본질적으로 평행한 수평부(43)를 갖는 태양 에너지 지붕 타일.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 금속 플레이트 탭(37)은 일정한 규칙으로이격된 복수의 보어(38)를 갖는 태양 에너지 지붕 타일.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전면(4)은 회전 가능하게 설계되어, 설치 상태에서, 상기 캐비티(10)는 외부로부터 접근가능한 태양 에너지 지붕 타일.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 적어도 2개의 상호 연결된 태양 에너지 지붕 타일을 포함하는 태양 에너지 시스템으로서,
    상기 설치된 상태에서 하부에 배치된 상기 태양 에너지 지붕 타일의 상기 상부 개구는 상기 설치된 상태에서 상부에 배치된 상기 태양 에너지 지붕 타일의 상기 하부 개구와 적어도 부분적으로 정렬되는 태양 에너지 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 가열된 주변 공기에 의해 제공되는 열 에너지를 사용하는 특히 열 펌프 또는 열 교환기의 형태의 소비자는 상기 설치된 상태에서 최상부에 배치된 상기 태양 에너지 지붕 타일의 상기 상부 개구에 직접 연결되는 태양 에너지 시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 전위 균등화 소자(41)가 제공되고, 상기 전위 균등화 소자(41)는 상기 적어도 2개의 상호 연결된 태양 에너지 지붕 타일의 적어도 상기 2개의 하면(2)을 통해 적어도 부분적으로 연장하고, 상기 전위 균등화 소자(41)가, 상기 설치된 상태에서 하부에 배치된 상기 태양 에너지 지붕 타일의 상기 금속 베이스 플레이트(3)를 상기 설치된 상태에서 상부에 배치된 상기 태양 에너지 지붕 타일의 상기 금속 플레이트 탭(37)에 연결하는 방식으로 상기 전위 균등화 소자(41)가 바람직하게 배열되는 태양 에너지 시스템.
  14. 태양 복사로부터 에너지를 얻고 동시에 폐열(waste heat)를 이용하는 방법으로서, 태양 에너지 지붕 타일에 의해, 바람직하게 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따라, 태양 에너지 이용 모듈을 이용하여 태양 복사로부터 열 및/또는 전기 에너지가 생성되고, 상기 태양 에너지 이용 모듈의 가열에 의해 발생되는 상기 폐열은 흘러 지나가는 상기 주변 공기로 방출되고 상기 가열된 주변 공기는 특히 열 펌프 또는 열 교환기의 형태로 소비자로 전달되는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 바람직하게 제11항 또는 제12항에 따른 태양 에너지 시스템에서 제1 내지 제10항 중의 어느 한 항에 따른 복수의 태양 에너지 지붕 타일이 제공되어 지붕 구조에 장착되고, 주변 공기는 상기 설치된 상태에서 바닥에 위치된 상기 태양 에너지 지붕 타일에 의해 들어오고, 들어온 상기 주변 공기는 인접하는 태양 에너지 지붕 타일의 캐비티(10)를 통해 각각의 인접한 태양 에너지 지붕 타일의 상기 유출 개구(11) 및 상기 유입 개구(12)를 통해 공급되고, 상기 가열된 주변 공기는 상기 설치된 상태에서 최상부에 배치된 상기 태양 에너지 지붕 타일로부터 소비자로 공급되는 방법.
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