CH689568A5

CH689568A5 - Bauteil zum Aufbau einer Dachhaut.

Info

Publication number: CH689568A5
Application number: CH00240/95A
Authority: CH
Inventors: Hans Erich Rupp
Original assignee: Star Unity Ag
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1999-06-15
Also published as: AU4382996A; WO1996024013A1; EP0749557A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bauteile mit einer Kunststoff- oder Glasplatte mit oder ohne einem Aluminiumrahmen von zirka 45 x 100 cm und zirka 80 x 160 cm als tragendes Element und mit einem photovoltaischen Modul sind als Teil einer Dachhaut bekannt. Sie werden auf Ziegeldächern in entsprechende Lücken der Ziegeldachhaut eingebaut, wobei sie sich mit ihren oberen und unteren Randbereichen ziegelartig überlappen können. Solche Sonnenkollektoren haben das Erscheinungsbild überdimensionierter Dachfenster und beeinträchtigen die Schönheit der Architektur eines Hauses meist so stark, dass auf deren Einbau verzichtet wird, oder dass der Einbau aufgrund der örtlichen Bauvorschriften untersagt ist.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, an einem Bauteil der genannten Art diese Nachteile zu beseitigen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen einzelnen Bauteil
Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Fig. 1 entsprechend der Linie III-III,
Fig. 4 und 5 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einer mit mindestens abschnittsweise mit erfindungsgemässen Bauteilen bestückten Ziegeldachhaut.

Die in den Fig. 4 und 5 ausschnittsweise gezeigte Dachhaut besteht zu mindestens abschnittsweise aus ziegelförmigen Bauteilen 1, die wie Ziegel auf der Konterlattung des Dachstuhls verlegt und mit herkömmlichen Ziegeln mit gleichem Erscheinungsbild verbaubar sind. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, besteht das Bauteil 1 im wesentlichen aus einem tragenden Element 2 und einem photovoltaischen Modul 3. Das tragende Element 2 hat die Abmessungen (Länge x Breite) und die Form eines konventionellen Dachziegels, wie zum Beispiel Schieferziegel, Flach-Schiebeziegel, Herzziegel, Muldenziegel, Pfannenziegel, Coppinoziegel, Biberschwanzziegel oder dgl. Das Element 2 ist vorzugsweise wie ein handelsüblicher Acrylglasziegel schalenartig geformt, so dass seine Aussenform bzw. sein Erscheinungsbild einem Tonziegel gleich ist.

Wegen der gegenüber einem herkömmlichen Ziegel etwas geringeren Wandstärke bildet das tragende Element 1 rückseitig einen zur Unterseite offenen Hohlraum, der der versenkten Aufnahme des Moduls 3 dient. An der Unterseite des Elementes 2 sind klauenartige Vorsprünge 4 vorhanden, zwischen die der Modul 3 eingeschoben ist und die ihn in Anlage mit dem Element 2 halten. Der Modul 3 könnte auch in die Ziegelwand eingegossen, eingepresst oder auf dessen Unterseite aufgedampft sein. Die den Modul 3 seitlich überragenden Randabschnitte des tragenden Elementes 2 sind auf ihrer Ober- oder Unterseite mit einem der Dachfarbe, das heisst der Farbe der benachbarten Tonziegel, entsprechenden Farbüberzug versehen oder mit einer solcher Farbe eingefärbt.

Diese Randabschnitte können aber auch lichtdurchlässig sein, wenn unter dem Ziegel bzw. der ihn tragenden Konterlattung Wärme absorbierende Kollektoren angebracht werden. Der Kreislauf eines Wärmeträgermediums kann hierbei von bzw. zu den Kollektoren umkehrbar ausgebildet sein, um die Bauteile bei winterlicher Bedeckung durch Schnee oder Eis zu beheizen.

Der photovoltaische Modul 3 hat mindestens eine photovoltaische Zelle. Die Zellen können amorph oder kristallin (poly- oder monokristallin) sein oder einer anderen Technologie angehören (Grützelzellen, Texas Instrumentszellen oder dgl.). Module mit amorphen Zellen sowie mit kristallinen Zellen sind handelsüblich und werden am Markt beispielsweise durch die Firmen NAPS, Siemens, BP, KYOCERA und Solarex angeboten. In jedem Modul 3 sind eine oder mehrere Dioden (nicht dargestellt) eingebaut, damit der durch einen Lichteinfall erzeugte Gleichstrom entweder nur aus der Zelle, nicht aber in die Zelle, oder aber um die Zelle(n) fliessen kann.

Dies verhindert dann, wenn im Laufe eines Sonnentages ein Schlagschatten über eine Dachhaut wandert und nur ein Teil der Elemente 2 Strom erzeugt, dass ein Teil des von den besonnten Elementen erzeugten Stromes in die beschatteten Elemente fliesst und diese beheizt. Die Zellen jedes Moduls 3 (einschliesslich der Diode bzw. Dioden) sind von einer Hülle umgeben, deren Oberseite transparent ist und welche die Zelle gegen Schäden durch die Umgebungsatmosphäre, wie Korrosion und dgl. schützt.

Die Pole jedes Moduls 3 sind je mit zwei Anschlüssen versehen, die in einem Kabel 5 zusammengefasst und zu einer somit vierpoligen, verpolungssicher ausgebildeten Steckerbuchse 6 geführt sind. Die elektrische Verbindung der Module 3 einer Ziegelreihe erfolgt durch ein arkadenförmig verlegtes Verbindungskabel 7. Dieses besteht aus Kabelabschnitten 7 min , die jeweils zwei benachbarte Module 3 verbinden. Zwischen jeweils zwei dieser Kabelabschnitte 7 min ist ein den Steckerbuchsen 6 entsprechender, verpolungssicher ausgebildeter Stecker 8 geschaltet. Die Module 3 einer Ziegelreihe können parallel geschaltet sein, wenn eine bestimmte Stromabgabe erwünscht ist. Ist eine hohe Spannung erwünscht, werden sie in Serie geschaltet. Jeder dieser Schaltungsarten entspricht ein Verbindungskabel 7 mit entsprechenden Anschlüssen an die Pole des Steckers 8.

Am Ende jeder Ziegelreihe ist das Verbindungskabel 7 zu einer Verschaltungsstelle 9 geführt, wo die miteinander verbundenen Module 3 der einzelnen Ziegelreihen wahlweise seriell oder parallel verschaltet werden können. Mit der Verschaltungsstelle 9 ist eine zum jeweiligen Verbraucher führende Anschlussleitung 10 verbunden. Die Art der Verschaltung hängt davon ab, ob der gewonnene Solarstrom in einer Batterie gespeichert, zur Speisung eines Verbrauchers wie z.B. einer Wärmepumpe oder zur Rückspeisung ins öffentliche Netz verwendet werden soll.

Anstelle der dargestellten äusseren Verbindung jedes Moduls 3 über das mit der Steckerbuchse 6 versehene Kabel 5 kann jedes Modul 3 auch direkt mit entsprechenden, nicht dargestellten Buchsen versehen sein, die in das Modul fest und korrosionssicher eingelassen sind. Das Verbindungskabel 7 mit den Kabelabschnitten 7 min und den Steckern 8 wird dann direkt mit den einzelnen Modulen jeder Ziegelreihe verbunden. Ferner können anstelle der Verbindungskabel 7 entsprechende Sammelschienen angeordnet werden.

Claims

1. Bauteil zum Aufbau einer Dachhaut mit einem tragenden Element und einem photovoltaischem Modul, welcher Modul (3) eine oder mehrere Solarzellen sowie Anschlusselemente (5) zur elektrischen Verschaltung mit Bauteilen gleicher Art aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das tragende Element (12) des Bauteils (1) in Form und Grösse wie ein Dachziegel aufgebaut ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen Breite x Länge des tragenden Elementes in grober Näherung 25 x 45 cm betragen.

3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil auf einem Dachunterbau mit Ziegeln zu einer Dachhaut verbaubar ist.

4.

Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das tragende Element (2) aus lichtdurchlässigem, vorzugsweise Glas oder glasartigem Material besteht und dass der photovoltaische Modul (3) im Element (2) oder auf dessen der Witterung abgewandten Seite angeordnet ist.

5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul (3) eine die Solarzellen gegen schädliche klimatische Einflüsse schützende Hülle aufweist.

6. Bauteil nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul (3) in einer rückseitigen Vertiefung form-, kraft- und/oder materialschlüssig gehalten ist.

7. Bauteil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen Länge x Breite und vorzugsweise x Höhe des Moduls (3) kleiner als jene des Elementes (2) sind.

8.

Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich über den Modul (3) vorstehenden Randabschnitte des Elementes (2) gleich gefärbt sind wie ein damit verbaubarer Ziegel.

9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Modul (3) mindestens eine Diode integriert ist, derart, dass der photovoltaische Strom nur aus dem Modul (3), oder aber um den Modul (3), nicht aber in diesen fliessen kann.

10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul (3) amorphe oder kristalline photovoltaische Zellen oder photovoltaische Zellen anderer Technologie aufweist.

11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole des Moduls je mindestens einen Anschluss aufweisen.

12.

Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pole des Moduls mindestens zwei Anschlüsse aufweisen, die vorzugsweise in einer mehrpoligen, verpolungssicher ausgebildeten Buchse (6) vereint sind.

13. Bauteil nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein zugeordnetes Verbindungskabel (7) mit verpolungssicherem Stecker (8) zwecks paralleler oder serieller Verschaltung mit den Modulen (3) weiterer Bauteile.

14. Ziegeldach, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Ziegel Bauteile gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13 sind.

15. Ziegeldach nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass unter den Bauteilen bzw. unter einer die Bauteile tragenden Konterlattung wärmeabsorbierende Kollektoren angeordnet sind.

16.

Ziegeldach nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf eines Wärmeträgermediums zwischen den Kollektoren und einem Mediumreservoir von bzw. zu den Kollektoren zwecks Beheizung der Bauteile umkehrbar ausgebildet ist.