WO2012019907A1

WO2012019907A1 - Klemmeinrichtung und solarmoduleinheit

Info

Publication number: WO2012019907A1
Application number: PCT/EP2011/062819
Authority: WO
Inventors: Nikolaus Meyer; Felix Eichhorn; Stefan Koch
Original assignee: Soltecture Gmbh
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-02-16
Also published as: DE102010039083A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klemmeinrichtung zur Klemmung und Fixierung eines Gegenstandes, insbesondere zur Fixierung wenigstens eines Solarmoduls, wobei die Klemmeinrichtung ein vorderes Krafteinieitungselement zur Beaufschlagung einer Vorderseite des Gegenstandes mit einer ersten Druckkraft in einem ersten Wirkbereich, und ein hinteres Krafteinieitungselement zur Beaufschlagung einer Rückseite des Gegenstandes mit einer zweiten Druckkraft in einem zweiten Wirkbereich umfasst, und im Gegenstand (10) der erste Wirkbereich (130) vom zweiten Wirkbereich (230) abweicht. Außerdem betrifft die Erfindung eine Solarmoduleinheit, welche mindestens zwei Solarmodule umfasst, die mittels wenigstens einer erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung mechanisch verbunden sind.

Description

Klemmeinrichtung und Soiarmoduleinheit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemmeinrichtung zur Klemmung und Fixierung eines Gegenstandes, insbesondere zur Fixierung eines Solarmoduls.

Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Solarmoduleinheit, die mindestens zwei Solarmodule aufweist, die mittels wenigstens einer erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung mechanisch verbunden sind.

Flächige Gegenstände zur Verkleidung von Fassaden oder Dächern sind mechanisch an Halterungen an Wänden oder Dachkonstruktionen zu befestigen. Derartige flächige

Gegenstände können zum Beispiel Solarmodule sein, die auf Dächern zwecks Gewinnung von elektrischer Energie aus Sonnenenergie angeordnet werden. Herkömmliche Solarmodule sind dabei überwiegend Laminate, die mit sogenannten Laminatklemmen auf einem Gebäudedach, gegebenenfalls in geneigter Position, befestigt werden. Es werden dabei üblicherweise vier Laminatklemmen zur Befestigung eines Solarmoduls an vier Punkten verwendet. Die Klemmen weisen Klemmflächen auf, die üblicherweise durch Gummiauflagen gepolstert sind. Mittels der Klemmflächen werden Druckkräfte im Wesentlichen senkrecht auf das Solarmodul aufgebracht, die in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit des Solarmoduls sowie der

Klemmflächen bzw. Gummiauflagen und der verwendeten Materialien die zur Fixierung dienenden Reibkräfte bewirken.

Die die Druckkräfte aufbringenden Klemmflächen liegen dabei einander im Wesentlichen gegenüber. Das heißt, dass die Druckkräfte, die durch eine Laminatklemme als Flächenlasten auf eine Vorder- und auf eine Rückseite eines jeweiligen Solarmoduis aufgebracht werden, in einem gemeinsamen Wirkbereich im Solarmodul wirken. Dadurch erfofgt eine derartige

Konzentration von Druckkräften, dass die Gefahr besteht, dass das Solarmodul im belasteten Bereich auf Grund gegebenenfalls zu hoher Druckspannung beschädigt wird. Dies betrifft insbesondere Solarmodule, deren laminarer Aufbau im Randbereich ein anderes Material zwischen einer Frontscheibe und einer Rückseitenscheibe des Solarmoduls aufweist, als im vom Randbereich entfernten zentralen Bereich des Solarmoduls.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klemmeinrichtung sowie eine die

Klemmeinrichtung umfassende Soiarmoduleinheit zur Verfügung zu stellen, wobei die

Klemmeinrichtung derart ausgestaltet ist, dass bei Gewährleistung einer sicheren Fixierung das Risiko der Beschädigung des Solarmoduls auf Grund der angreifenden Druckkräfte wesentlich gemindert ist.

Diese Aufgabe wird durch die Klemmeinrichtung nach Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst, sowie durch die Solarmoduleinheit nach Anspruch 7 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Solarmoduleinheit sind in den Unteransprüchen 8 bis 10 angegeben.

Erfindungsgemäß wird eine Klemmeinrichtung zur Klemmung und Fixierung eines

Gegenstandes, insbesondere zur Fixierung wenigstens eines Soiarmoduls, zur Verfügung gestellt, wobei die Klemmeinrichtung ein vorderes Krafteinleitungselement zur Beaufschlagung einer Vorderseite des Gegenstandes mit einer ersten Druckkraft in einem ersten Wirkbereich, und ein hinteres Krafteinleitungselement zur Beaufschlagung einer Rückseite des

Gegenstandes mit einer zweiten Druckkraft in einem zweiten Wirkbereich umfasst, wobei erfindungsgemäß im Gegenstand der erste Wirkbereich vom zweiten Wirkbereich abweicht. Es lässt sich mit der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung die Klemmung eines Gegenstandes zwecks dessen Fixierung realisieren. Die Krafteinleitungselemente der Klemmeinrichtung sind derart positioniert, dass mit ihnen Druckkräfte im jeweils entgegengesetzten Richtungssinn auf den Gegenstand aufbringbar sind. Mit einem Wirkbereich ist dabei der Projektionsbereich des jeweiligen Krafteinleitungselementes in Richtung der von diesem Krafteinleitungselement bewirkten oder bewirkbaren Flächenlast im Gegenstand gemeint. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Vorderseite des Gegenstandes durch eine erste Oberfläche des Gegenstandes ausgebildet ist, und der ersten Oberfläche gegenüberliegend eine zweite Oberfläche angeordnet ist, die die Rückseite des Gegenstandes ausbildet. Bevorzugt sind dabei die beiden Oberflächen planparallel zueinander angeordnet. Insbesondere kann ein Gegenstand mit den beiden planparallelen Oberflächen ein Solarmodul sein.

Gemäß der Erfindung sind die durch die Druckkräfte erzeugten Flächenlasten nicht an einander genau gegenüberliegenden Bereichen des Gegenstandes eingetragen, sondern es gibt Bereiche des Gegenstandes, in denen nur die zweite Druckkraft beziehungsweise die dadurch realisierte Flächenlast wirkt. Das heißt, dass es einen Bereich gibt, in dem nur die durch das hintere Krafteinleitungselement aufgebrachte Druckkraft wirkt. Die Druckkräfte auf den

Gegenstand werden bevorzugt durch eine Spanneinrichtung erzeugt, die zum Beispiel einen Bolzen umfassen kann, die ein Oberteil der Klemmeinrichtung derart auf das vordere

Krafteinleitungselement drückt, dass dieses wiederum den Gegenstand auf dessen Vorderseite mit der ersten Druckkraft beaufschlagt. Der Gegenstand stützt sich dabei auf eine Auflage beziehungsweise auf ein Unterteil auf, die bzw. das mit einem hinteren Krafteinleitungselement versehen ist und, um den Gegenstand im Gleichgewicht zu halten, die erforderliche zweite Druckkraft über das hintere Krafteinleitungselement als Gegenkraft bzw. als zweite Druckkraft auf die Rückseite des Gegenstandes aufbringt. Dadurch lässt sich in einfacher Weise ein Solarmodul an seinem Randbereich mittels Klemmung fixieren, insofern die Klemmeinrichtung weiterhin mechanisch befestigt ist, wie zum Beispiel an einer Wand oder an einer

Dachkonstruktion. Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf die Fixierung von Solarmodulen eingeschränkt, sondern sie kann auch zur Fixierung von flächigen Wand- oder

Verkleidungspanelen dienen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste und der zweite

Wirkbereich nebeneinander angeordnet sind. Das heißt, dass sich die Wirkbereiche der ersten und der zweiten Druckkraft nicht überlagern. Dies kann zum Beispiel dadurch realisiert sein, dass in einem Randbereich des Gegenstandes eine erste Druckkraft als Flächenlast von vorne eingetragen wird und daneben, außerhalb des durch die erste Druckkraft beaufschlagten Bereiches die zweite Druckkraft als Fiächenlast von der entgegengesetzten Seite, also von der Rückseite, eingetragen wird. Die Wirkbereiche können dabei gegebenenfalls zueinander beabstandet sein. Alternativ können sie einander überlagern, wobei jedoch gemäß der

Erfindung ein Bereich im Gegenstand verbleibt, der nur von der zweiten Druckkraft beaufschlagt wird.

In weiterer bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Klemmeinrichtung im

Wesentlichen achsensymmetrisch ausgebildet ist. Eine solche Klemmeinrichtung wird zur Befestigung mehrerer Gegenstände aneinander, wie zum Beispiel zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen mehreren Solarmodulen, verwendet. Das heißt, dass mit einer Klemmeinrichtung zum Beispie! zwei Solarmoduie mechanisch aneinander Fixiert werden, und gegebenenfalls beide Solarmodule an einem Träger befestigt werden. In einer

Ausgestaltung, in der die Klemmeinrichtung nicht achsensymmetrisch ausgeführt ist, dient sie zur Befestigung des Gegenstandes an einen weiteren Gegenstand, wie zum Beispiel der Befestigung eines Solarmoduls an einen Träger oder an einer Wand.

Zur Realisierung der Druckkräfte umfasst die Klemmeinrichtung im Wesentlichen im zentralen Bereich eine Spanneinrichtung, mit der bei deren Betätigung eine Abstandsverringerung zwischen dem ersten Krafteinleitungselement und dem zweiten Krafteinleitungselement bewirkbar ist, wobei der zweite Wirkbereich einen größeren Abstand zur Spanneinrichtung aufweist als der erste Wirkbereich. Es lassen sich damit mittels der Spanneinrichtung, die ein Schraubbolzen sein kann, Druckkräfte erzeugen, mit denen ein Oberteil der Klemmeinrichtung in Richtung eines Unterteils der Klemmeinrichtung gedrückt wird. Der Wirkbereich der zweiten Druckkraft hat einen größeren Abstand zum Zentrum der achsensymmetrischen

Klemmeinrichtung bzw. zur Spanneinrichtung als der Wirkbereich der ersten Druckkraft. Bei Verwendung der Klemmeinrichtung an Solarmodulen wird die erste Druckkraft somit dichter am Rand des jeweiligen Soiarmoduls aufgebracht als die zweite Druckkraft. Ein Druckbereich ist somit außerhalb des insbesondere bei Solarmodulen empfindlichen Randbereiches angeordnet, nämlich mehr im Zentrum des Gegenstandes bzw. des Solarmoduls.

Zur sicheren Fixierung eines Soiarmoduls sind sehr große Normalkräfte notwendig, um im Bereich der Kraftbeaufschlagung in Abhängigkeit vom Reibfaktor der aufeinander wirkenden Materialien die die Fixierung realisierenden Reibkräfte entstehen zu lassen. Durch die

Abweichung der Wirkbereiche voneinander besteht eine geringere Gefahr der Überschreitung der zulässigen Druckspannung des Gegenstandes und somit eine geringere Gefahr der Beschädigung des Gegenstandes durch die Klemmkräfte. Dies betrifft insbesondere die bevorzugte Anwendung der Klemmeinrichtung zur Befestigung von Solarmodulen, die auf Grund der verwendeten Materialien und ihrer relativ geringen Dicke empfindlich sind gegenüber hohen Druckspannungen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden, bedingt durch die voneinander abweichenden Wirkbereiche der Druckkräfte, nicht nur reine Druckspannungen im Gegenstand erzeugt, sondern auch, je nach Beabstandung der Wirkbereiche,

Biegespannungen. Zwar weisen insbesondere Solarmodule nur relativ geringe Streckgrenzen und somit auch nur relativ geringe zulässige Biegespannungen auf, jedoch haben Versuche gezeigt, dass ein Gemisch von Druckspannungen und Biegespannungen im Solarmodul eine wesentlich geringere Gefahr der Beschädigung des Solarmoduls birgt, als die Erzeugung von ausschließlichen Druckspannungen.

Vorteilhafterweise umfasst die Klemmeinrichtung ein Oberteil, welches in Richtung der beiden zu erzeugenden ersten Wirkbereiche auskragende Stützflächen aufweist, an denen jeweils ein vorderes Krafteinleitungselement angeordnet ist, wobei die Stützflächen bei Spannung der Spanneinrichtung eine elastische Verformung zulassen. Die elastische Verformung einer auskragenden Stützfläche bewirkt eine Rücksteilkraft, die zumindest einen Anteil der auf den Gegenstand wirkenden Normaikraft realisiert.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das vordere und/oder hintere Krafteinleitungselement ein Federungselement umfasst, welches nach Betätigung der Spanneinrichtung eine elastische Rückstell kraft auf die Vorderseite und/oder die Rückseite des Gegenstandes als die erste und/oder zweite Druckkraft bewirkt. Es kann dabei vorgesehen sein, dass das

Krafteinleitungselement selbst eine Gummifeder oder eine Gummi- beziehungsweise

Kunststoffschicht ist, die selbst das Federungselement ausbildet.

Es wird weiterhin erfindungsgemäß eine Solarmoduleinheit zur Verfügung gestellt, welche mindestens zwei Soiarmodule umfasst, die mittels wenigstens einer erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung verbunden sind, wobei das vordere Krafteinleitungselement dichter am Rand des jeweiligen Soiarmoduls angreift als das hintere Krafteinleitungseiement. Das heißt, dass der zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung genannte Gegenstand ein

Solarmodul ist.

Vorteilhafterweise sind die Soiarmodule als Laminatmodule ausgebildet, die jeweils eine Frontscheibe und eine Rückseitenscheibe umfassen, wobei bis auf einen Randbereich zwischen der Frontscheibe und der Rückseitenscheibe ein erstes Zwischenschichtmaterial angeordnet ist und im Randbereich zwischen der Frontscheibe und der Rückseitenscheibe ein zweites Zwischenschichtmaterial angeordnet ist, und die Druckfestigkeit des ersten

Zwischenschichtmaterials größer ist als die Druckfestigkeit des zweiten

Zwischenschichtmaterials.

Das Material der ersten Zwischenschicht ist bevorzugt ein Ethylenvinylacetat (EVA) in Form einer Folie. Diese Folie wird beim Kontaktieren zwischen die einzelnen Glasschichten gelegt und in einem Laminator unter Temperatur und Druck verarbeitet. Dabei werden die Schichten miteinander verklebt und die EVA-Folie wird transparent.

Das Material der zweiten Zwischenschicht ist bevorzugt ein nichtleitendes thermoplastisches Buty! mit hoher Dichtungswirkung gegenüber Feuchtigkeit.

Insbesondere können derartige Solarmodule verwendet werden, deren Frontscheibe eine Dicke dF aufweist und die Rückseitenscheibe eine Dicke dR aufweist, wobei die Dicke der

Frontscheibe dF zur Dicke der Rückseitenscheibe dR in einem Verhältnis von 1 ,5 bis 3 steht. Bevorzugt gilt dabei ein Verhältnis der Dicke der Frontscheibe dF zur Dicke der

Rückseitenscheibe dR von 2 bis 2,5.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite Wirkbereich ausschließlich im Projektionsbereich des ersten Zwischenschichtmaterials angeordnet ist. Dabei kann der erste Wirkbereich, der von der ersten Druckkraft bewirkt wird, lediglich im Projektionsbereich des zweiten Zwischenschichtmaterials oder über dieses hinausgehend und somit bis in den Projektionsbereich des ersten Zwischenschichtmaterials hineinreichend angeordnet sein. Mit dem Projektionsbereich äst hiermit die Fläche der Projektion der jeweiligen Materialschicht in Richtung der jeweils dort herrschenden Druckkräfte beziehungsweise senkrecht zur Vorder- beziehungsweise Rückseitenscheibe gemeint.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigen dabei

Figur 1 eine erfindungsgemäße Klemmeinrichtung zur mechanischen Fixierung von zwei Solarmodulen in Ansicht von der Seite,

Figur 2 eine Solarmoduleinheit, umfassend drei Solarmodule in Ansicht von oben,

Figur 3 eine Solarmoduleinheit, umfassend drei Soiarmodule in Ansicht von der Seite,

Figur 4 ein Oberteil der Klemmeinrichtung in Ansicht von der Seite,

Figur 5 ein Oberteil der Kiemmeinrichtung in Ansicht von oben,

Figur 6 ein Oberteil der Klemmeinrichtung in perspektivischer Darstellung,

Figur 7 ein Unterteil der Klemmeinrichtung in Ansicht von der Seite,

Figur 8 ein Unterteil der Kiemmeinrichtung in Ansicht von oben,

Figur 9 ein Unterteil der Kiemmeinrichtung in perspektivischer Darstellung,

Figur 10 ein hinteres Krafteinleitungselement in Ansicht von der Seite,

Figur 11 ein hinteres Krafteinleitungselement in Ansicht von oben,

Figur 12 ein hinteres Krafteinleitungselement in perspektivischer Darstellung, Figur 13 ein vorderes Krafteinieitungseiement in Ansicht von vorn,

Figur 14 ein vorderes Krafteinleitungselement in Ansicht von oben,

Figur 15 ein vorderes Krafteinieitungseiement in perspektivischer Darstellung.

Aus Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau der Klemmeinrichtung sowie auch der

Solarmoduleinheit ersichtlich. Die Klemmeinrichtung 100 dient zur Klemmung beziehungsweise zur Fixierung von zwei Gegenständen 10, die in den folgenden Beispielen Solarmodule sind. Die erfindungsgemäße Klemmeinrichtung klemmt somit zwei Solarmodule 10 fest, die in Figur 1 auf der linken und auf der rechten Seite dargestellt sind. Ein So!armodul 10 weist eine nach oben ausgerichtete Frontscheibe 1 1 , die eine erste Oberfläche 12 ausbildet, auf. Diese erste Oberfläche 12 stellt somit auch die Vorderseite 13 des Solarmoduls 10 dar. Die Frontscheibe hat eine Dicke dF. Das Solarmodul 10 weist außerdem eine Rückseitenscheibe 21 auf, deren rückseitige Oberfläche die zweite Oberfläche 22 ausbildet. Diese zweite Oberfläche 22 ist somit die Rückseite 23 des Solarmoduls 10. Die Rückseitenscheibe weist eine Dicke dR auf. Die Frontscheibe dF beträgt dabei bevorzugt 4 bis 5 mm und die Dicke der Rückseitenscheibe dR beträgt bevorzugt zirka 2 mm.

Dem zentralen Bereich 300 der Klemmeinrichtung 100 zugewandt, hat ein jedes Solarmodul 10 einen Rand 30. Zwischen der Frontscheibe 1 1 und der Rückseitenscheibe 21 ist, bis auf den Bereich am Rand 30 des Solarmoduls, ein erstes Zwischenschichtmaterial 40 angeordnet. Am Rand 30 des Solarmoduls 0 ist ein zweites Zwischenschichtmaterial 50 zwischen der

Frontscheibe 11 und der Rückseitenscheibe 21 angeordnet.

Die Kiemmeinrichtung 100 weist ein vorderes Krafteinleitungselement 110 auf, welches vorzugsweise aus einem Kunststoff oder einem Gummi gefertigt ist und somit eine relativ hohe Elastizität aufweist. Das vordere Krafteinieitungseiement 1 0 liegt an der Vorderseite 13 des Solarmoduls 10 an. An der Rückseite 23 des Solarmoduls 10 liegt ein hinteres

Krafteinleitungselement 200 an, welches ebenfalls aus einem Kunststoff oder einem Gummi hergestellt ist.

Im zentralen Bereich 300 der Klemmeinrichtung 100 ist eine Spanneinrichtung 400 angeordnet, die einen Bolzen 410 umfasst, der in einen Nutenstein 420 eingeschraubt ist, der an einer Fläche eines Profilträgers 430 anliegt. Durch Festziehen des Bolzens 410 drückt der

Bolzenkopf 41 von oben auf ein Oberteil 500 der Klemmeinrichtung 100. Das Oberteil 500 umfasst zwei seitlich in Richtung der zu klemmenden Solarmodule 10 auskragende Stützflächen 510. Diese Stützflächen 510 drücken auf die beiden vorderen

Krafteinleitungselemente 110. Dadurch wird bei Betätigung der Spanneinrichtung 400 eine erste Druckkraft 120 in Form einer Flächenlast über ein jeweiliges vorderes Krafteinleitungselement 110 auf die Vorderseite 13 eines jeweiligen Solarmoduls 10 aufgebracht. Diese als Flächenlast wirkende erste Druckkraft wirkt in einem ersten Wirkbereich 130 im Solarmodui 10.

Zur Erzeugung eines mechanischen Gleichgewichtes ist eine der ersten Druckkraft 120 entsprechende Gegenkraft aufzubringen. Diese Gegenkraft wird durch das hintere

Krafteinleitungselement 200, welches sich auf einer hinteren Druckfläche 620 eines Unterteils 600 abstützt, auf die Rückseite 23 des Solarmoduls 10 aufgebracht.

Das Solarmodul 10 wird somit zwischen dem vorderen Krafteinleitungselement 110 und dem hinteren Krafteinleitungselement 200 eingeklemmt. Durch das hintere Krafteinleitungselement 200 wird dem Richtungssinn der ersten Druckkraft 120 entgegengesetzt eine zweite Druckkraft 220, die ebenfalls als Flächenlast ausgebildet äst, auf die Rückseite 23 des Solarmoduis 10 aufgebracht. Die zweite Druckkraft 220 beziehungsweise die dadurch bewirkte Fiächeniast wirkt in einem zweiten Wirkbereich 230 im Solarmodul 10.

Es ist ersichtlich, dass der erste Wirkbereich 130, der von der ersten Druckkraft 120 bewirkt wird, vom zweiten Wirkbereich 230, der von der zweiten Druckkraft 220 bewirkt wird, abweicht. Gemäß dem Beispiel in Figur 1 ist der erste Wärkbereich 130 neben dem zweiten Wirkbereich 230 angeordnet.

Das heißt, dass die auf das Solarmodul aufgebrachten Druckkräfte 120 und 220 nicht in einem gemeinsamen Bereich wirken. Bei Vereinfachung der Druckkräfte 120 und 220 als jeweils nur auf eine Wirkungslinie wirkend, würden somit die beiden Wirkungslinien parallel zueinander verlaufen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bewirkt, dass die Druckspannungen, hervorgerufen durch die erste Druckkraft 120 sowie durch die zweite Druckkraft 220, im jeweiligen Solarmodul nicht die zulässige Druckspannung überschreiten, da ein Teil der auf das jeweilige Solarmodul 10 wirkenden Druckkräfte 120 und 220 eine Biegespannung im jeweiligen Solarmodul 10 bewirkt. Versuche haben ergeben, dass eine derartige Ausgestaltung das Risiko der Beschädigung der Solarmodule 10 wesentlich verringert. In der dargestellten Ausgestaltung weisen die Solarmodule 10 einen Laminat-Aufbau auf, wobei zwischen der Frontscheibe 1 1 und der Rückseitenscheibe 21 eines jeweiligen Solarmoduls 10 außerhalb des Bereiches des Randes 30 des Solarmoduls 10 ein erstes

Zwischenschächtmateriaf 40 angeordnet ist und im Bereich des Randes 30 ein zweites

Zwischenschichtmaterial 50 angeordnet ist. Dieses zweite Zwischenschichtmaterial 50 ist üblicherweise zur Abdichtung des Laminat-Aufbaus vorgesehen und weist eine geringere Druckfestigkeit auf als das erste Zwischenschichtmateriai 40.

Insbesondere zur Fixierung derartiger Solarmodule 10 ist die Erfindung derart ausgestaltet, dass der zweite Wirkbereich 230, also der Bereich, in dem die zweite Druckkraft 220 vom hinteren Krafteinleitungselement 200 auf die Rückseite 23 des Solarmoduls wirkt, im

Projektionsbereich des ersten Zwischenschichtmaterials 41 ist. Somit wirkt die zweite Druckkraft 220 auf das erste Zwischenschichtmateriai 40. Die vom vorderen Krafteinleitungselement 10 bewirkte erste Druckkraft 120 wirkt lediglich im Projektionsbereich des zweiten

Zwischenschichtmaterials 51.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Wirkbereiche 130 und 230 derart zueinander verschoben sind, dass die angreifenden Kräfte 120 und 220 nicht beide gemeinsam im Projektionsbereich des zweiten Zwischenschichtmaterials 51 wirken, und somit nicht das weichere zweite Zwischenschichtmateriai 50 zusammendrücken können. Dadurch wird erfindungsgemäß eine Beschädigung insbesondere des Randbereiches 30 des Solarmoduls 10 verhindert.

Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf die Verwendung der Klemmeinrichtung 100 an

Solarmoduien mit dem ersten Zwischenschichtmaterial 40 und dem zweiten

Zwischenschichtmateriai 50 eingeschränkt, sondern sie kann auch an Soiarmodulen verwendet werden, die lediglich ein Zwischenschichtmaterial aufweisen. Auch hier haben Versuche gezeigt, dass die Abweichung der Wirkbereiche der Druckkräfte eine Verringerung des Risikos der Beschädigung des Randbereiches des jeweiligen Solarmoduls zur Folge hat.

Die in Figur 1 dargestellte Klemmeinrichtung 100 ist dabei nicht auf den achsensymmetrischen Aufbau eingeschränkt, sondern es kann auch vorgesehen sein, dass nur eine Hälfte der Klemmeinrichtung 100, zum Beispiel die linke oder die rechte Hälfte, mit einer Spanneinrichtung 400 angeordnet ist, wobei die Spanneinrichtung dann nur ein Solarmodui 0 auf dem

Profilträger 430 befestigt. Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass mittels der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung mehrere Solarmodule 10 zu einer Solarmoduleinheit verbunden werden. Zwischen den einzelnen Solarmodulen 10 sind jeweils 2 Klemmeinrichtungen 100 angeordnet. Die Erfindung ist dabei nicht auf die relativ kurzen Klemmeinrichtungen 100 eingeschränkt, sondern es kann davon abweichend auch vorgesehen sein, dass statt der zwei zwischen zwei Soiarmodulen 10 angeordneten Klemmeinrichtungen 100 eine längere Klemmeinrichtung, gegebenenfalls mit mehreren Spanneinrichtungen 400, über die gesamte Breite eines Soiarmoduls 10 verlaufend, angeordnet ist.

Wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich ist, lassen sich die Solarmodule 10 mittels der Klemmeinrichtung 100 auf Profilträgern 430 befestigen, die zum Beispiel fest an einer Wand oder an einer Dachkonstruktion angeordnet sein können.

In den Figuren 4 bis 15 sind Einzelteile der Klemmeinrichtung 100 dargestellt. Aus den Figuren 4 bis 6 ist ein Oberteil 500 ersichtlich, bei dem sich von einem zentralen Bereich 300 ausgehend zwei Stützflächen 510 seitlich erstrecken. Diese Stützflächen 510 dienen zur Kraftbeaufschlagung der vorderen Krafteinleitungselemente 110, siehe Figur 1. Am Übergang zwischen dem zentralen Bereich 300 und den Stützflächen 510 weist das Oberteil 500

Ausnehmungen mit im Wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt auf, die zur Aufnahme jeweils eines Formelementes des vorderen Krafteinleitungselementes 1 10 dienen.

Vom zentralen Bereich 300 sich nach unten erstreckend weist das Oberteil 500 zwei

Anlagebereiche 520 auf, die zur Aufstellung des Oberteils 500 auf einem Unterteil 600, wie in Figur 1 dargestellt, dienen. Diese Anlagebereiche 520 verhindern eine übermäßige Spannung der Spanneinrichtung 400 durch Auflage auf dem Unterteil 600.

In Figur 5 ist im zentralen Bereich 300 des Oberteils 500 ein Loch zu erkennen, welches zur Aufnahme des Bolzens 410 der Spannein richtung 400 dient.

In den Figuren 7 bis 9 ist das Unterteil 600 der Klemmeinrichtung 100 dargestellt, welches an seiner Unterseite Auflagerfüße 610 aufweist. Es umfasst weiterhin die bereits genannten hinteren Druckflächen 620, die zur Einleitung der zweiten Druckkraft dienen. Außerdem umfasst das Unterteil 600 zwei seitliche Begrenzungen 630, die eine seitliche Positionierungshilfe für die Solarmodule 10 bieten, siehe hier insbesondere Figur 1. Das Unterteil 600 ist insgesamt sockelartig ausgestaltet, um dadurch eine

Abstandsvergrößerung zwischen den Solarmodulen 10 und dem Profilträger 430 zu erreichen und somit die Entstehung von Kurzschlüssen zu behindern oder zu verhindern.

Auch in Figur 8 ist im zentralen Bereich des Unterteils 600 eine Bohrung dargestellt, die zur Aufnahme des Bolzens 410 der Spanneinrichtung 400 dient.

In den Figuren 10 bis 12 ist ein hinteres Krafteinleitungselement 200 dargestellt. Es umfasst einen Druckbereich 211 , der auf der hinteren Druckfiäche 620 des Unterteils 600 aufliegt.

Außerdem umfasst es einen seitlichen Abschnitt 210, der an der seitlichen Begrenzung 630 des Unterteils 600 anliegt und somit bei Montage der Solarmodule 10 eine Beschädigung des Randes eines Solarmoduls 10 verhindert. Am hinteren Krafteinleitungselement 200 sind Wölbungen 2 2 angeordnet, die leichter eine Verformung auf Grund von Druckkräften zulassen und mit denen bei Verformung Toleranzen der Klemmeinrichtung 100 und/oder der

Solarmodule 10 ausgeglichen werden können.

In den Figuren 13 bis 15 ist das vordere Krafteinleitungselement 1 10 dargestellt, welches eine Kugelschiene 11 1 aufweist, die in die Ausnehmung im Oberteil 500 zu Zwecken der Montage des vorderen Krafteinleiiungselementes 110 eingesetzt werden kann, siehe dazu insbesondere die Figuren 1 bis 4. Das vordere Krafteinleitungselement 1 0 weist außerdem über seine Brette mehrere Ausnehmungen 12 auf, die ebenfalls zum Ausgleich von Toleranzen der

Klemmeinrichtung und/oder der Solarmodule 10 sowie auch zum Bewirken eines elastischen Verhaltens des vorderen Krafteinleitungselementes 110 dienen. Das vordere

Krafteinleitungselement 110 ist dabei derart ausgestaltet, dass der vom zentralen Bereich 300 weiter entfernte Randbereich dünner ausgestaltet ist als der zum zentralen Bereich 300 gelegene Randbereich. Dies bewirkt, bei einer bereits beschriebenen Auffederung der

Stützflächen 510 des Oberteils 500 die Federrate der somit in Reihe geschalteten

Federwirkungen des Oberteils 500 sowie des vorderen Krafteinleitungselementes 110 im vom zentralen Bereich 300 entfernten Randbereich ungefähr genauso groß ist wie in dem Bereich des vorderen Krafteinleitungselementes 110, weicher dichter am zentralen Bereich 300 gelagert äst, und in dem im Wesentlichen keine Auffederung der Stützflächen 510 des Oberteils 500 zu verzeichnen sind. Bezugszeichenliste

10 Gegenstand, Solarmodul

1 1 Frontscheibe

12 erste Oberfläche

13 Vorderseite

21 Rückseitenscheibe

22 zweite Oberfläche

23 Rückseite

30 Rand des Solarmoduls

40 erstes Zwischenschichtmaterial

41 Projektionsbereich des ersten Zwischenmaterials

50 zweites Zwischenschichtmaterial

51 Projektionsbereich des zweiten Zwischenschichtmaterials

100 Klemmeinrichtung

110 vorderes Krafteinleitungselement (Gummi)

111 Kugelschiene

1 2 Ausnehmung

120 erste Druckkraft (Flächenlast)

130 erster Wirkbereich

200 hinteres Krafteinleitungselement

210 seitlicher Abschnitt

211 Druckbereich

212 Wölbung

220 zweite Druckkraft (Flächenlast)

230 zweiter Wirkbereich

300 zentraler Bereich 400 Spanneinrichtung

410 Bolzen

41 1 Bolzenkopf

420 Nutenstein

430 Profilträger

500 Oberteil

510 Stützfläche

520 Anlagebereich (unten)

600 Unterteil

610 Auflagerfuß

620 hintere Druckfläche

630 seitliche Begrenzung dF Dicke der Frontscheibe dR Dicke der Rückseitenscheibe

Claims

Patentansprüche

1. Klemmeinrichtung zur Klemmung und Fixierung eines Gegenstandes, insbesondere zur Fixierung wenigstens eines Solarmoduls, wobei die Klemmeinrichtung ein vorderes Krafteinleitungselement zur Beaufschlagung einer Vorderseite des Gegenstandes mit einer ersten Druckkraft in einem ersten Wirkbereich, und ein hinteres

Krafteinleitungselement zur Beaufschlagung einer Rückseite des Gegenstandes mit einer zweiten Druckkraft in einem zweiten Wirkbereich umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

im Gegenstand (10) der erste Wirkbereich (130) vom zweiten Wirkbereich (230) abweicht.

2. Klemmeinrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der erste und der zweite Wirkbereich (130, 230) nebeneinander angeordnet sind.

3. Klemmeinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Klemmeinrichtung (100) im Wesentlichen achsensymmetrisch ausgebildet ist.

4. Klemmeinrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Klemmeinrichtung (100) im Wesentlichen im zentralen Bereich (300) eine

Spanneinrichtung (400) aufweist, mit der bei deren Betätigung eine Abstandsverringerung zwischen dem ersten Krafteinleitungselement (110) und dem zweiten

Krafteinleitungselement (200) bewirkbar ist, wobei der zweite Wirkbereich (230) einen größeren Abstand zur Spanneinrichtung (400) aufweist als der erste Wirkbereich (130).

5. Klemmeinrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Klemmeinrichtung (100) ein Oberteil (500) umfasst und das Oberteil (500) in Richtung der beiden zu erzeugenden ersten Wirkbereiche (130) auskragende Stützflächen (5 0) aufweist, an denen jeweils ein vorderes Krafteinleitungselement 110) angeordnet ist, wobei die Stützflächen (510) bei Spannung der Spanneinrichtung (400) eine elastische Verformung zulassen.

6. Klemmeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das vordere und/oder hintere Krafteinleitungselement ( 10, 200) ein Federungseiement umfasst, welches nach Betätigung der Spanneinrichtung (400) eine elastische

Rückstellkraft auf die Vorderseite und/oder die Rückseite (1 1 , 21 ) des Gegenstandes (10) als die erste und/oder zweite Druckkraft (120, 220) bewirkt.

7. Solarmoduleinheit, umfassend mindestens zwei Solarmodule, die mittels wenigstens einer Klemmeinrichtung gemäß Anspruch 4 mechanisch verbunden sind,

wobei das vordere Krafteinleitungselement (110) dichter am Rand (30) des jeweiligen Solarmoduls (10) angreift als das hintere Krafteinleitungseiement (200).

8. Solarmodui nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Solarmodule (10) Laminatmodule sind, die jeweils eine Frontscheibe (11 ) und eine Rückseitenscheibe (21 ) umfassen, wobei bis auf einen Randbereich zwischen der Frontscheibe (1 1 ) und der Rückseitenscheibe (21 ) ein erstes Zwischenschichtmaterial (40) angeordnet ist und im Randbereich zwischen der Frontscheibe (11 ) und der

Rückseitenscheibe (21 ) ein zweites Zwischenschichtmaterial (50) angeordnet ist, und die Druckfestigkeit des ersten Zwischenschichtmaterials (40) größer ist als die Druckfestigkeit des zweiten Zwischenschichtmaterials (50).

9. Solarmodul nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Frontscheibe (11 ) eine Dicke (dF) aufweist und die RDckseitenscheibe (21 ) eine Dicke (dR) aufweist, wobei dF zu dR in einem Verhältnis von dF/dR = 1 ,5 ... 3 steht.

10. Solarmodul nach einem der Ansprüche 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

der zweite Wirkbereich (230) ausschließlich im Projektionsbereich des ersten

Zwischenmaterials (41 ) angeordnet ist.