WO2016165833A1 - Solarmodul mit steinrahmen - Google Patents

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Definitions

  • the invention proposed here goes a step further to provide solar modules - photovoltaic (PV) or heat exchanger modules with glass lid and tub - a sturdy frame that is weather resistant, that is easy to clean, or ideally self-cleans And above all, even after years looks beautiful and decorative, and yet is stable.
  • PV photovoltaic
  • the annual electricity consumption in Germany is currently around 640 TWh. Realistically, with two solar modules per household or apartment could be covered about 3% of this power.
  • Figures 1 to 3 Possible technical designs of a PV solar cell module frame are shown in Figures 1 to 3, which illustrate how this frame can be designed constructively.
  • Figure 4 shows a complete façade solution.
  • Figure 1 shows a glass-glass solar module (1), which is stabilized with a frame made of granite (2), the frame (2) protects the glass (3) against impact at the edge and at the same time for receiving fastening sleeves or mounting sleeves or threads (5) made of stainless steel.
  • the frame strips are stabilized with a layer of fiber material (4) in the center of the stone strip, this layer is in an arrangement orthogonal to the module level, in the longitudinal direction of the bar.
  • FIG 2 shows a glass-plastic solar module (1), which is stabilized with a frame made of limestone (2), wherein the frame (2) protects the glass and plastic (3) against impact at the edge and at the same time for receiving fastening Sockets or fastening threads (5) made of stainless steel.
  • the frame strips are stabilized with a layer of fiber material (4) in the middle of the stone strip, this layer is in an arrangement parallel to the module level and in the longitudinal direction of the strip.
  • Figure 3 shows a glass-glass solar module (1), which is stabilized with a frame made of quartzite (2), the frame (2) protects the glass (3) against impact at the edge and at the same time for receiving mounting sleeves or Fixing threads (3) made of stainless steel.
  • the frame strips are stabilized with a layer of fiber material (4) on the underside of the stone strip, this layer is located in an arrangement parallel to the module level and in the longitudinal direction of the bar.
  • Figure 4 shows a façade solution (1) of a single-family house, consisting of several PV solar modules.
  • fiber layer resin-bound fiber consist of carbon fibers, glass fibers, Aramidfasem or stone fibers and ideally keep the stone material under prestress.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine neue Art der Stabilisierung und Befestigung von Solarmodulen, entweder als konventioneller Wärmetauscher mit einer Wanne und Glasdeckel oder als Photovoltaikmodul, an Hauswänden mit Hilfe von Rahmen aus Naturstein oder Kunststein, die mit Fasermaterialien bruchgesichert und so stabilisiert sind, dass einerseits die Module selbst vor Bruch durch Stoss gesichert sind und die Module sich zusätzlich an der Wand als selbst-tragende Strukturen sicher befestigen lassen, sowie insbesondere dabei hohen ästhetischen Ansprüchen genügen und pflegeleicht und somit dauerhaft schön sind. Mehrere Solarmodule mit Steinrahmen können ganze Stein-Solarmodulfassaden bilden.

Description

Solarmodul mit Steinrahmen
Herkömmliche Solarmodule haben einen Rahmen aus Kunststoff, Aluminium oder anderen Metallen, bei denen dünne Bleche aus zum Beispiel Aluminium gebogen oder tiefgezogen oder stranggepresst werden. Aluminium ist nicht mehr als umweltfreundlich zu bezeichnen, weil der Abbau von Bauxit derzeit Regenwald zerstört und die Gewinnung von Neu-Aluminium sehr energieintensiv und prozess-bedingt mit C02-Emissioen belastet ist. Metalle haben generell den Nachteil, dass sie an der Oberfläche korrodieren, schmutzig werden und die Oberflächen irgendwann nicht mehr ohne großen Aufwand gereinigt und poliert werden können.
Dieser Umstand führt dazu, dass viele Solarmodulanlagen über die Zeit unansehnlich werden und optisch einen sehr negativen Eindruck hinterlassen. Auf Dächern ist dieser Nachteil eher unerheblich, an Wänden und Fassaden wird er jedoch zu einem mehr als störenden Begleitumstand.
Aus diesem Grund geht die hier vorgeschlagene Erfindung einen Schritt weiter, um Solarmodulen - Photovoltaik- (PV) oder Wärmetauscher- Modulen mit Glasdeckel und Wanne - einen stabilen Rahmen zu geben, der witterungsunempfindlich ist, der leicht zu reinigen ist, oder sich idealerweise selbst reinigt und vor allem auch noch nach Jahren schön und dekorativ aussieht, und trotzdem stabil ist.
Dann sind solche Module nämlich auch in der Lage in privaten Lebensbereichen Einzug zu halten, die einen breiteren Markt versprechen, als reine Dachinstallationen, die derzeit durch Bauvorschriften und Eigentumsrechten teilweise nur noch beschränkt zur Verfügung stehen. Mobile Einheiten, die leicht an die Wände zu schrauben und wieder entfernbar sind, wenn umgezogen wird, gibt es noch nicht, sie könnten aber einen breiteren Markt öffnen. Dieser Idee widmet sich diese Erfindung. Wenn außen an jeder Wohnung irgendwo an der Wand wie ein schönes Bild nur ein einziges PV-Solarmodul mit 250 Wp aufgehängt würde, dann entspräche das bei 40 Mio. Wohnungen in Deutschland einer jährlichen Strom-Leistung von in Summe ca. 10 Milliarden kWh, was der Leistung von zwei mittelgroßen Kernkraftwerksblöcken entspricht.
Der jährliche Stromverbrauch in Deutschland liegt derzeit bei ca. 640 TWh. Realistischer Weise könnten mit zwei Solarmodulen pro Haushalt bzw. Wohnung ca. 3 % dieser Leistung gedeckt werden.
Würde man sogar mehr Wandfläche der Häuser großflächig nutzen, könnten in Deutschland alle Atomkraftwerke ersetzt werden. Wandflächen sind einfacher zu bestücken, als Dächer, bisher ist der optische Eindruck und das dafür fehlende Material ein Hinderungsgrund solche Module an der Wand zu installieren, da Aluminium schnell verwittert und an der Oberfläche unansehnlich wird.
Dies wird durch die Erfindung durch die Verwendung eines Rahmens aus Stein gelöst, wobei der Stein gegen Bruch durch eine Faserstabilisierung geschützt wird. Zudem werden ganz Fassadenlösungen machbar, bei denen die heute verwendeten Steinplatten einfach durch die hier beschriebenen Module ersetzt werden und die Erfindung zur einer neuen Fassadenlösung wird, indem mehrere Solarmodule mit Steinrahmen ganze Stein- Solarmodulfassaden bilden.
Mögliche technische Ausführungen eines PV-Solarzellenmodul-Rahmens werden in den Abbildungen 1 bis 3 wird gezeigt, die illustrieren, wie dieser Rahmen konstruktiv gestaltet werden kann, Abb. 4 zeigt eine Komplett- Fassadenlösung.
Abbildung 1 zeigt ein Glas-Glas-Solarmodul (1), welches mit einem Rahmen aus Granit (2) stabilisiert ist, wobei der Rahmen (2) das Glas (3) vor Impact am Rand schützt und gleichzeitig zur Aufnahme von Befestigungs-Muffen oder Befestigungs-Muffen oder - Gewinden (5) aus Edelstahl dient. Die Rahmenleisten sind mit einer Schicht Fasermaterial (4) in der Mitte der Steinleiste stabilisiert, diese Schicht befindet sich in einer Anordnung orthogonal zur Modulebene, in Längsorientierungsrichtung der Leiste.
Abbildung 2 zeigt ein Glas-Kunststoff-Solarmodul (1), welches mit einem Rahmen aus Kalkstein (2) stabilisiert ist, wobei der Rahmen (2) das Glas und Kunststoff (3) vor Impact am Rand schützt und gleichzeitig zur Aufnahme von Befestigungs-Muffen oder Befestigungs-Gewinden (5) aus Edelstahl dient. Die Rahmenleisten sind mit einer Schicht Fasermaterial (4) in der Mitte der Steinleiste stabilisiert, diese Schicht befindet sich in einer Anordnung parallel zur Modulebene und in Längsorientierungsrichtung der Leiste. Abbildung 3 zeigt ein Glas-Glas-Solarmodul (1), welches mit einem Rahmen aus Quarzit (2) stabilisiert ist, wobei der Rahmen (2) das Glas (3) vor Impact am Rand schützt und gleichzeitig zur Aufnahme von Befestigungs-Muffen oder Befestigungs-Gewinden (3) aus Edelstahl dient. Die Rahmenleisten sind mit einer Schicht Fasermaterial (4) auf der Unterseite der Steinleiste stabilisiert, diese Schicht befindet sich in einer Anordnung parallel zur Modulebene und in Längsrichtung der Leiste.
Abbildung 4 zeigt eine Fassadenlösung (1) eines Einfamilienhauses, bestehend aus mehreren PV-Solarmodulen.
Alle allen drei Fällen können als Faserschicht harzgebundene Faser zum Einsatz kommen, die aus Carbonfasern, Glasfasern, Aramidfasem oder Steinfasern bestehen und idealerweise das Steinmaterial unter Vorspannung halten.

Claims

Ansprüche
1) Anordnung mit einer ebenen oder gewölbten Solarmodul-Platte oder Solarmodul- Wanne, bestehend aus entweder einem konventionellen Wärmetauscher oder einem PV-Lichtwandler mit einem Sandwich aus Glas, und Kunststoff oder einer weiteren Glasschicht - im Folgenden Solarmodul genannt - , dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul am Rand mit einem Rahmen gestützt wird, der aus faserstabilisiertem Stein besteht. 2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stein ein Naturstein oder Kunststein oder Beton ist.
3) Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stein stabilisierenden Fasern entweder Carbonfasern, Glasfasern, Steinfasern, Aramaidfasern oder sonstige Fasern sind, oder ein Gemisch aus diesen Fasern ist.
4) Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steinschichten des Rahmens durch die Faser vorgespannt sind.
5) Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fasern mit Harz gebunden sind.
6) Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen entweder fest mit dem Solarmodul verklebt ist, vorzugsweise mit duroplastischen Epoxidharzen, oder schwimmend mit dem Solarmodul verklebt ist, vorzugsweise mit Hilfe von Silikon basierten Verbindungsstoffen. 7) Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Rahmen Befestigungs-Anordnungen hat, welche die Befestigung der Solarmodule mit Hilfe der Stein-Rahmen an Wänden oder anderen Fassadenbefestigungen ermöglicht. 8) Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Solarmodule eine Haus-Fassade bilden.
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