DE102012011529A1

DE102012011529A1 - Indachsystem für Solarmodule

Info

Publication number: DE102012011529A1
Application number: DE201210011529
Authority: DE
Inventors: Harald Gnadenberger; Harald Schachinger; Kurt Aigner
Original assignee: WELSER PROFILE AUSTRIA GmbH
Current assignee: WELSER PROFILE AUSTRIA GmbH
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Indachsystem für Solarmodule. Das Indachsystem umfasst zumindest einen Grundrahmen. Dieser spannt eine Ebene auf und kann an einem Dach befestigt werden. Ferner umfasst das Indachsystem zumindest ein Solarmodul, welches Formschlussprofile umfasst, mittels der das Solarmodul entlang einer im Wesentlichen senkrecht auf die Ebene stehenden Richtung in den Grundrahmen eingesetzt werden kann, so dass ein Formschluss zwischen den Formschlussprofilen und dem Grundrahmen realisierbar ist. Der Grundrahmen ist derart ausgebildet, dass er zur Abführung von Wasser dient, das unmittelbar seitlich neben den Solarmodulen und insbesondere zwischen den Solarmodulen einsickert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Solarmodul eine Glasscheibe aus hochfestem Glas umfasst, welche den Rand des Solarmoduls definiert, wobei die Formschlussprofile nahe des Randes direkt auf die dem Dach zugewandte Unterseite der Glasscheibe aufgeklebt sind und dabei nicht seitlich über den Rand hervorstehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Indachsystem für Solarmodule nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Derartige Indachsysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie umfassen zumindest einen Grundrahmen, der eine Ebene aufspannt, die in der Regel parallel zur Dachneigung verläuft. Der Grundrahmen kann an dem Dach befestigt werden. Indachsysteme sind dabei so ausgelegt, dass sie zumindest teilweise die Dachhaut ersetzen, die üblicherweise durch Dachziegel, Dachschindeln, Blech oder ähnliches gebildet wird. Der Grundrahmen des Indachsystems wird daher zumeist direkt auf den Dachlatten oder auf einer Dachverschalung befestigt. Weiter umfasst das eingangs genannte Indachsystem zumindest ein Solarmodul, welches Formschlussprofile umfasst, mittels der das Solarmodul entlang einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht auf die durch den Grundrahmen aufgespannte Ebene steht, in den Grundrahmen eingesetzt werden kann, so dass ein Formschluss zwischen den Formschlussprofilen und dem Grundrahmen erreicht werden kann. Der Grundrahmen des eingangs genannten Indachsystems ist dabei derart ausgebildet, dass er zur Abführung von Wasser dient, das unmittelbar seitlich neben den Solarmodulen und insbesondere zwischen den Solarmodulen einsickert, sofern mehrere Solarmodule vorgesehen sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff „Solarmodul” im Rahmen dieser Anmeldung sowohl ein Photovoltaikmodul zur Stromerzeugung als auch ein Solarthermiemodul zur Erzeugung von Warmwasser verstanden werden soll.
Ein Indachsystem der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus DE 20 2009 012 546 U1 bekannt. Bei diesem Indachsystem werden die Solarmodule zunächst in einen Rahmen eingefasst, der aus Profilen besteht, die das formschlüssige Einsetzen der Solarmodule in einen am Dach befestigten Grundrahmen erlauben. Der Grundrahmen wiederum ist aus Trägerprofilen aufgebaut, die zur Abdichtung gegenüber dem Dach und zur Ableitung von Regenwasser dienen. Der Rahmen, durch den die Solarmodule eingefasst sind, besteht im Wesentlichen aus U-förmigen Profilen, die auf die Kanten des Solarmoduls aufgesteckt werden. Die Profile umfassen ferner abstehende Stege, die in die Trägerprofile des Grundrahmens eingesteckt werden können. Der Formschluss zwischen den Profilen des Solarmodulrahmens und den Trägerprofilen des Grundrahmens wird erreicht, indem ein Rundstab in einen Hohlraum eingesetzt wird, der teilweise durch die Stege der Solarmodulrahmenprofile und zum anderen Teil durch Stege des Grundrahmens begrenzt ist. Der Rundstab wird nach dem Einsetzen des Solarmoduls in den Grundrahmen in den Hohlraum zwischen den beiden Stegen eingesetzt. Bei einer Ausführungsform des aus DE 20 2009 012 546 U1 bekannten Indachsystems sind für die Einrahmung des Solarmoduls keine U-förmigen Profile vorgesehen, die den Rand des Solarmoduls vollständig umgreifen. Das Solarmodul liegt in diesem Fall am Rand flächig auf dem Profil auf, wobei das Profil einen Anschlag für den Rand des Solarmoduls ausbildet und sich daher auch seitlich des Rands des Solarmoduls erstreckt. Das Profil ist somit im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, wobei ein Schenkel des L-förmigen Profils eine Auflage für die Unterseite des Solarmoduls bildet, wohingegen der andere Schenkel den Rand des Solarmoduls umgreift. Das Solarmodul ist mit dem Rahmenprofil verklebt. Die Oberseite des Solarmoduls schließt dabei im Wesentlichen bündig mit demjenigen Schenkel des Profils ab, der den Anschlag für den Rand des Solarmoduls ausbildet und das Solarmodul optisch einfasst.
Nachteilig ist bei dem aus DE 20 2009 012 546 U1 bekannten Indachsystem, dass, sofern mehrere Solarmodule nebeneinander vorgesehen sind, diese Solarmodule stets optisch durch zwei nebeneinander verlaufende Einfassungen getrennt sind. Die Einfassungen beeinträchtigen somit das ästhetische Erscheinungsbild des Indachsystems. Sofern Photovoltaikmodule verbaut sind, kann die zur Verfügung stehende Dachfläche auch nicht vollständig zur Stromerzeugung genutzt werden, da ein nicht unerheblicher Teil der Dachfläche mit den Einfassungen der Solarmodule bedeckt ist. Die Einfassungen benötigen somit Platz, der nicht für Solarzellen der Solarmodule zur Verfügung steht. Weiters ist der Rahmen meist einige Millimeter höher als die eigentliche Glasfläche. Im Übergangsbereich sammelt sich Schmutz an, welcher den Wirkungsgrad senkt und das ästhetische Erscheinungsbild trübt.
Aus DE 20 2009 005 090 U1 ist eine Anordnung zur Befestigung von Modulen einer Photovoltaikeinrichtung oder von Solarpaneelen bekannt. Die Solarpaneele werden an eine Unterkonstruktion angeclipst. Dazu werden auf die Unterseite der Module Profile aufgeklebt, mithilfe derer das Modul in entsprechende Profile einer Unterkonstruktion eingehängt werden kann. Die auf die Unterseite der Module aufgeklebten Profile sind vom Rand des Moduls beabstandet. Zum Einhängen der Module in die Unterkonstruktion müssen die Module im Wesentlichen parallel zur Dachfläche verschoben werden. Die aus DE 20 2009 005 090 U1 bekannte Vorrichtung eignet sich daher nicht als Indachsystem. Bei einem Indachsystem müssen nebeneinander angeordnete Solarmodule auch einzeln ausgetauscht werden können. Dies wäre bei der aus DE 20 2009 005 090 U1 bekannten Vorrichtung nicht möglich. Zudem ist dort keine Abdichtung gegenüber dem Dach bzw. keine gezielte Abführung von Regenwasser vorgesehen.
Eine ähnliche Vorrichtung, die sich ebenfalls nicht als Indachsystem eignet ist, zudem aus WO 2010/006735 A2 bekannt.
Allen oben genannten, aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist gemein, dass die Systeme am Dach zusammengesetzt und montiert werden müssen. Zu den einhergehenden Nachteilen zählen ein geringer Vorfertigungsgrad sowie eine Wetterabhängigkeit der Montage. Vorgefertigte Rahmensysteme sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen oft zu instabil bzw. nicht steif genug für eine Kranmontage.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Indachsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, das eine möglichst einfache Montage erlaubt und ein ansprechendes, homogenes Erscheinungsbild bietet. Zudem soll die zur Verfügung stehende Dachfläche optimal genutzt werden können. Auch soll das Indachsystem eine möglichst geringe Aufbauhöhe haben.
Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn das Solarmodul eine Glasscheibe aus hochfestem Glas umfasst, welche den Rand des Solarmoduls definiert, wobei die Formschlussprofile nahe des Randes direkt auf die dem Dach zugewandte Unterseite der Glasscheibe aufgeklebt sind und dabei nicht seitlich über den Rand hervorstehen.
Die Verwendung von hochfestem Glas erlaubt es, die Formschlussprofile lediglich auf die Unterseite der Glasscheibe aufzukleben. Dadurch ist keine Einfassung der Solarmodule zwischen nebeneinander liegenden Solarmodulen mehr erforderlich. Es entsteht eine äußerst homogene Dachhaut ohne optische Unterbrechungen. Die nebeneinander liegenden Solarmodule können auf Stoß gebracht werden, so dass äußerst geringe Fugen zwischen den einzelnen Solarmodulen bestehen. Auch dies ist einer verbesserten Optik zuträglich. Zudem können sich aufgrund der mehr oder weniger durchgehenden Glasoberfläche nahezu keine Schmutzablagerungen bilden. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, dass im Wesentlichen die gesamte Dachfläche mit Solarzellen belegt werden kann, ohne dass ungenutzte Flächenabschnitte entstehen. Beim erfindungsgemäßen Indachsystem wird ein hoher Vorfertigungsgrad erreicht. Insbesondere lässt sich das erfindungsgemäße Indachsystem per Kran vor Ort montieren.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird eine Schlagregendichtheit des Gesamtsystems durch Umspritzen der einzelnen Module mit Gummi erreicht. Durch die Gummiumspritzung werden die auf Stoß gebrachten Module gegeneinander abgedichtet.
Sofern als Solarmodule Solarthermiemodule verbaut werden, bildet das erfindungsgemäß vorgesehene hochfeste Glas das Abdeckglas des Moduls. Das Abdeckglas steht seitlich über eine in der Regel vorgesehene Wanne des Solarthermiemoduls über. So können die Formschlussprofile direkt auf die Unterseite der Abdeckglasscheibe aufgeklebt werden. Dies hat den Vorteil, dass äußerst geringe Aufbauhöhen erzielt werden können. Die Wanne des Solarthermiemoduls sitzt sozusagen zwischen den Verstrebungen des Grundrahmens.
Sofern bei dem erfindungsgemäßen Indachsystem Photovoltaikmodule verbaut werden, so bildet das erfindungsgemäß vorgesehene hochfeste Glas auch die Rückseite des Photovoltaikmoduls aus.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäß vorgesehenen hochfesten Glas um ein spezielles Verbundglas mit zwei äußeren Schichten aus gehärtetem Dünnglas sowie zumindest einer dazwischen liegenden Folienschicht. Im Fall eines Photovoltaikmoduls sind zwischen die zwei Glasschichten auch die Solarzellen des Photovoltaikmoduls eingebettet. Bevorzugt ist der Aufbau dabei wie folgt: Dünnglas – Folie – Waver – Folie – Dünnglas. Die Verwendung von Glas anstatt Kunststoff bietet bei den Photovoltaikmodulen insbesondere den Vorteil, dass Glas absolut wasserdicht ist und keine Diffusionsfeuchte in die mittlere Schicht eindringen kann, die zu einer langsamen Zerstörung der Solarzellen beiträgt.
Vorzugsweise kommen Verbundgläser zum Einsatz, die maximal 6 mm und besonders bevorzugt etwa 4,5 mm dick sind.
Die Erfindung eignet sich insbesondere bei besonders großen Solarmodulen mit Abmessungen von 1.300 mm auf 2.000 mm und größer.
Weiter vorzugsweise umfasst das Indachsystem zumindest zwei oder mehrere Solarmodule, die nebeneinander angeordnet auf Stoß gebracht werden. Dazu sind entweder ein unterteilter Grundrahmen oder mehrere nebeneinander angeordnete Grundrahmen erforderlich. Vorzugsweise werden die Module jeweils in einem dreigeteilten Rahmen zu einem Großmodul mit 2 × 4 Meter Abmessung verbaut. Grundsätzlich gilt, dass die Montage umso günstiger wird, je größer die Großmodule sind. Jedoch nehmen Handling und Stabilität mit zunehmender Größe stark ab. Ein Großmodul mit 2 × 4 Meter Abmessung hat sich als guter Kompromiss herausgestellt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Formschlussprofile als in den Rahmen einklickbare Klickprofile ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage des erfindungsgemäßen Indachsystems. Der Grundrahmen kann zunächst aus Profilen lose zusammengesteckt werden und muss nicht zuallererst exakt und dadurch in aufwendiger Weise an dem Dach befestigt werden. Die Fixierung der einzelnen Rahmenteile des Grundrahmens erfolgt durch das Einklicken des Solarmoduls beziehungsweise der Solarmodule in den Grundrahmen. Die Abmaße des Grundrahmens passen sich dabei optimal den Abmaßen der Solarmodule an. Der Grundrahmen kann daraufhin auf einfache Art und Weise, beispielsweise durch Verschraubung, am Dach befestigt werden. Dadurch ergibt sich ein hoher Vorfertigungsgrad. Grundsätzlich kann das System jedoch auch als Bausatz bereitgestellt werden.
Vorzugsweise umfassen die Klickprofile jeweils zwei voneinander beabstandete, von der Unterseite der Glasscheibe abstehende, federnde Schenkel, wobei am freien Ende zumindest eines der federnden Schenkel eine vom anderen Schenkel wegweisende Zunge ausgebildet ist, die beim Einklicken mit einem Hinterschnitt einer im Grundrahmen ausgebildeten Nut verrastet. Dadurch werden die einzelnen Rahmenteile des Grundrahmens beim Einklicken der Solarmodule optimal fixiert. Durch die beiden Schenkel wird verhindert, dass die Klickprofile Spannungen auf die Glasscheibe selbst sowie auf die Klebestelle zwischen den Profilen und der Glasscheibe übertragen. So wird verhindert, dass sich die Klebestelle aufgrund andauernd wirkender Spannungen auflöst oder die sichere Verbindung zwischen den Klickprofilen und der Glasscheibe beeinträchtigt wird. Auch werden dadurch Belastungen, die auf die Glasscheibe wirken, vermieden, wodurch eine extrem lange Lebensdauer erreicht werden kann. Die beiden Schenkel der Klickprofile verlaufen vorzugsweise durchgehend in Längsrichtung des Profils und sind im Wesentlichen parallel zum Glasrand angeordnet.
Vorzugsweise ist das Klickprofil auf einer Seite formschlüssig und auf der anderen Seite kraftschlüssig ausgebildet. So kann es gut auf die erforderlichen Verhältnisse angepasst werden. Ist ein späterer Austausch eines Moduls erforderlich, so kann der Formschluss aufgehoben werden.
Weiter vorzugsweise weisen beide Schenkel eine Zunge auf, die beim Einklicken mit einem Hinterschnitt einer im Grundrahmen ausgebildeten Nut verrastet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zunge des näher am Rand befindlichen Schenkels den jeweiligen in der Nut des Grundrahmens ausgebildeten Hinterschnitt hintergreift, indem diese Zunge zumindest teilweise parallel zu der Ebene verläuft, die durch den Grundrahmen aufgespannt wird, wohingegen die Zunge des weiter vom Rand entfernten Schenkels ausgehend von dessen freiem Ende unter einem Winkel von mindestens 30° zu dieser Ebene von der Unterseite der Glasscheibe weg weist. Durch die Zunge, die zumindest teilweise parallel zur Ebene des Grundrahmens verläuft, wird ein unbeabsichtigtes Lösen der Klickverbindung sicher vermieden. Selbst bei äußerer Krafteinwirkung, beispielsweise falls jemand versucht, das Solarmodul mit Gewalt aus dem Grundrahmen herauszuziehen, wird ein automatisches Auffedern des näher am Rand befindlichen Schenkels verhindert. Allerdings erlaubt diese Ausführungsform, dass der näher am Rand befindliche Schenkel mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs, das vom Rand her in die Nut beziehungsweise zwischen Nut und Schenkel eingeführt wird, derart zurückgebogen werden kann, dass sich die Verrastung löst. Das Solarmodul kann dann aus dem Grundrahmen herausgezogen werden. Dabei federt der andere Schenkel des Klickprofils aufgrund des Winkels, den die Zunge dieses zweiten Schenkels gegenüber der Ebene des Grundrahmens einschließt, automatisch auf. Weiter vorzugsweise beträgt dieser Winkel zumindest 45°. Dadurch kann die Klickverbindung bei Einsatz eines entsprechend ausgestalteten Werkzeugs möglichst einfach gelöst werden.
Ferner hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Nut im Grundrahmen im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist, wobei sie sich zur Unterseite der Glasscheibe hin öffnet. Dadurch wird das Einklicken des Solarmoduls in den Grundrahmen erheblich erleichtert. Die V-Form der Nut führt dazu, dass die beiden Schenkel des Klickprofils beim Einsetzen des Solarmoduls derart zusammengedrückt werden, dass die Zungen mit den Hinterschnitten der Nut verrasten können.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Grundrahmen durch geschlossene Hohlprofile gebildet, wobei in den Nuten Durchbrüche zur Ableitung von einsickerndem Wasser ausgebildet sind. So kann in dem Grundrahmen Wasser abgeleitet werden, das neben den Solarmodulen oder an den Stoßstellen zwischen den Solarmodulen in die Nuten einsickert, die mit den Klickprofilen zusammenwirken. Die Durchbrüche führen in das Innere des Hohlprofils, wodurch das Wasser in dem Hohlprofil ablaufen kann.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Grundrahmen äußere geschlossene Hohlprofile, die über Eck derart ineinander gesteckt sind, dass ein Hohlprofil mit geringerer senkrecht zur Ebene des Grundrahmens gemessenen Profilhöhe mit seinem Ende in einen seitlichen Durchbruch eines Hohlprofils mit größerer senkrecht zur Ebene des Grundrahmens gemessenen Profilhöhe führt, wobei beide Hohlprofile am oberen, der Glasscheibe zugewandten Ende bündig miteinander abschließen. So ist gewährleistet, dass nach oben zur Glasplatte hin eine gleichmäßige Abdichtung gegeben ist. Zudem kann das Wasser beispielsweise aus einem quer zur Dachschräge verlaufenden Profil des Grundrahmens mit geringerer Profilhöhe seitlich in ein entlang der Dachschräge verlaufendes Profil des Grundrahmens ablaufen. Durch dieses mit der Dachschräge verlaufende Profil wird das Wasser sodann vollständig abgeführt.
Weiter vorzugsweise umfasst der Grundrahmen ferner mittlere geschlossene Hohlprofile, deren Enden in seitliche Durchbrüche der äußeren Hohlprofile gesteckt sind, wobei die mittleren Hohlprofile eine geringere senkrecht zur Ebene des Grundrahmens gemessene Profilhöhe aufweisen als die äußeren Hohlprofile, in deren Durchbrüche die mittleren Hohlprofile gesteckt sind, wobei die mittleren Hohlprofile am oberen, der Glasscheibe zugewandten Ende bündig mit den äußeren Hohlprofilen abschließen, und wobei die mittleren Hohlprofile zwei nebeneinander verlaufende Nuten zur Aufnahme von Klickprofilen benachbarter Solarmodule aufweisen. Durch die mittleren Hohlprofile kann der Grundrahmen in mehrere Rahmen unterteilt werden, die jeweils ein Solarmodul aufnehmen. Dabei wird durch die technischen Merkmale dieser Ausführungsform sichergestellt, dass dasjenige Wasser, das zwischen den Solarmodulen in die Hohlprofile des Grundrahmens einsickert, optimal durch die Hohlprofile abgeführt wird, so dass kein Wasser an die darunter liegenden Dachlatten gelangt.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Indachsystem mehrere Grundrahmen, die nebeneinander angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Indachsystem lässt dadurch eine beliebige Erweiterung zu, so dass nachträglich zusätzliche Solarmodule auf dem Dach montiert werden können. Zudem lassen sich so auch große Dachflächen durchgehend mit Solarmodulen beplanken. Die nebeneinander liegenden Grundrahmen können beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanzverbindung aneinander befestigt werden.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn nebeneinander liegende äußere Hohlprofile zweier benachbarter Grundrahmen derart ausgebildet sind, dass die beiden Hohlprofile in einem oberen Bereich aneinander anliegen, wobei eines der beiden Hohlprofile darunter über die gesamte Länge eine seitliche Auswölbung aufweist, und wobei auf einer Oberseite dieser Auswölbung eine Rinne zur Abführung von Wasser ausgebildet ist, das von Oben einsickert. Dadurch können auch großflächige Indachsysteme mit mehreren nebeneinander liegenden Grundrahmen absolut wasserdicht gegenüber dem darunterliegenden Dach ausgestaltet werden. Einsickerndes Wasser wird durch die miteinander verbundenen Grundrahmen optimal abgeführt. Die seitliche Auswölbung des äußeren Hohlprofils kann entweder in eine komplementär ausgebildete Struktur des daneben liegenden äußeren Hohlprofils eingreifen. Auch kann das zweite Profil eine geringere Profilhöhe aufweisen, so dass sich die Auswölbung des ersten Profils unter dem zweiten Profil befindet.
Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, wenn in der Rinne Durchbrüche vorgesehen sind, die in das Innere des Hohlprofils führen. Die Durchbrüche sind vorzugsweise in regelmäßigen Abständen entlang des Profils angeordnet und sorgen dafür, dass eingesickertes Wasser im Inneren des Hohlprofils ablaufen kann.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Hohlprofile des Grundrahmens im Walzprofilierverfahren aus Stahlblech hergestellt. So können die Durchbrüche, die zum Abführen von Regenwasser beziehungsweise für die Steckverbindungen zwischen den Hohlprofilen vorgesehen sind, in einem Arbeitsgang durch kombinierte Profilier-/Stanzwalzen gleich bei der Profilherstellung eingebracht werden. Die Hohlprofile des Hohlrahmens lassen sich dadurch äußerst schnell und kostengünstig fertigen. Dadurch ergeben sich extreme Kostenvorteile gegenüber extrudierten Aluprofilen, deren Durchbrüche nachträglich mittels Bohren oder Fräsen eingebracht werden müssen. Grundsätzlich können die Profile jedoch auch aus Aluminium oder Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, oder sonstigen Werkstoffen gefertigt werden.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Montage eines Indachsystems bereit. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Grundrahmen zunächst lose zusammengesteckt. Daraufhin werden die Solarmodule in den Grundrahmen eingesetzt. Erst danach wird der Grundrahmen vollständig am Dach befestigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine sehr einfache und schnelle Montage des erfindungsgemäßen Indachsystems zur Verfügung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vermieden, dass durch eine vorherige vollständige Befestigung des Grundrahmens am Dach Spannungen erzeugt werden, die sich negativ auf die Lebensdauer des Indachsystems auswirken. Das erfindungsgemäße Verfahren schließt nicht aus, dass zuallererst ein Teil des Grundrahmens, beispielsweise eines der äußeren Rahmenprofile, zur Ausrichtung des Indachsystems, wenn auch provisorisch, am Dach befestigt wird.
Besonders bevorzugt wird das Indachsystem vor Ort mittels Kran montiert. Dies ermöglicht eine sehr kurze Montagezeit. Aufgrund des hohen Vorfertigungsgrads wird der Kran nur sehr kurz vor Ort benötigt. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Dachhaut nur für kurze Zeit geöffnet werden muss.
Die genannten Vorteile werden besonders dann erreicht, wenn das Indachsystem zumindest ein Großmodul umfasst, wobei das Großmodul jeweils aus mehreren, vorzugsweise drei, in einen entsprechenden Grundrahmen eingesetzte Solarmodule besteht und im vorgefertigten Zustand mittels Kran am Dach montiert wird. Vorzugsweise kommen dabei Krane mit Vakuumsaugeinheit zur Anwendung.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Indachsystem, montiert auf dem Dach eines Hauses,
2 die Rahmenstruktur des erfindungsgemäßen Indachsystems aus 1,
3 eine Ecksteckverbindung eines Grundrahmens des erfindungsgemäßen Dachsystems aus den 1 und 2 in Schrägansicht und in Explosionsdarstellung,
4 die Ecksteckverbindung aus 3 im zusammengesteckten Zustand,
5 die Ecksteckverbindung aus den 3 und 4 in einer Seitenansicht,
6 eine Steckverbindung zwischen einem äußeren Rahmenprofil und einem mittleren Rahmenprofil in Explosionsdarstellung und Schrägansicht,
7 die Steckverbindung aus 6 im zusammengesteckten Zustand,
8 die Steckverbindung aus den 6 und 7 in einer Seitenansicht,
9 ein zur Verklebung mit der Unterseite eines Solarmoduls vorgesehenes Klickprofil des erfindungsgemäßen Indachsystems,
10 ein Solarmodul des erfindungsgemäßen Indachsystems mit Klickprofilen gemäß 9
11 einen Schnitt durch die Glasscheibe des Solarmoduls aus 10,
12 einen Schnitt durch ein mittleres Profil des Grundrahmens des erfindungsgemäßen Indachsystems mit eingeklickten Solarmodulen,
13 eine Verbindung zwischen zwei äußeren Profilen zweier Grundrahmen des erfindungsgemäßen Indachsystems,
14 die Darstellung aus 13 mit eingesetzten Solarmodulen,
15 eine weitere Verbindung zwischen zwei äußeren Profilen zweier Grundrahmen des erfindungsgemäßen Indachsystems, und
16 die Darstellung aus 15 mit eingesetzten Solarmodulen.
Für die folgenden Ausführungen gilt, dass gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Sofern in einer Zeichnung Bezugszeichen enthalten sind, die in der zugehörigen Figurenbeschreibung nicht erwähnt werden, so wird auf vorangehende oder folgende Figurenbeschreibungen Bezug genommen.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Indachsystem 1 dargestellt, welches auf dem Dach 4 eines Hauses montiert ist. Das Indachsystem umfasst zwei nebeneinander liegende Grundrahmen 3, die jeweils mit drei Solarmodulen 2 bestückt sind. 2 zeigt die beiden Grundrahmen 3 ohne die eingesetzten Solarmodule. Jeder Grundrahmen besteht aus zwei äußeren Rahmenprofilen 19, die quer zur Dachneigung verlaufen, sowie zwei weiteren äußeren Rahmenprofilen 18, die quer zu den ersten beiden Rahmenprofilen 19 verlaufen und diese Rahmenprofile jeweils am Ende miteinander verbinden. Die äußeren Rahmenprofile 18 und 19 bilden somit die äußere Einfassung des Grundrahmens 3. Der Grundrahmen 3 umfasst ferner zwei mittlere Rahmenprofile 20, die jeweils zwischen den äußeren Rahmenprofilen 19 verlaufen und den Grundrahmen 3 daher in drei gleich große Rahmen unterteilen.
In den 3 bis 5 ist die Eckverbindung zwischen einem äußeren Rahmenprofil 18 und einem quer dazu verlaufenden äußeren Rahmenprofil 19 gezeigt. Beide Profile 18 und 19 sind im Wesentlichen als geschlossene Hohlprofile ausgeführt und können beispielsweise mittels Kaltwalzprofilierung aus einem Stahlblech hergestellt werden. Wie die 3 zeigt, ist in einer Seitenwand des äußeren Hohlprofils 18 ein Durchbruch 23 ausgebildet, in den das untere äußere Ende 22 des zweiten Hohlprofils 19 eingesteckt werden kann. Das Hohlprofil 19 ist sozusagen stufenförmig abgeschnitten, so dass der untere Teil des Endes, wie in den 4 und 5 gezeigt, vollständig in den Durchbruch 23 des zweiten Hohlprofils 18 eingesteckt werden kann, wobei der obere Bereich des Endes des Hohlprofils 19 flächig an der Seitenwand des zweiten Hohlprofils 18 anliegt. In 5 ist ferner deutlich zu erkennen, dass das äußere Profil 18 etwas höher ist als das äußere Profil 19. Dennoch schließen beide Profile oben gemeinsam bündig ab. Die Unterseiten der beiden Hohlprofile 18 und 19 sind somit im Höhenniveau gegeneinander versetzt. So wird sichergestellt, dass Wasser, welches sich in dem Hohlprofil 19 sammelt, über das äußere Ende 22 in das zweite Hohlprofil 18 ablaufen kann. Da die höheren äußeren Rahmenprofile 18 entlang der Dachneigung verlaufen, wird das gesammelte Wasser in diesen Rahmenprofilen nach unten abgeleitet.
5 zeigt ferner, dass am oberen Ende des Hohlprofils 18 eine V-förmige Nut 15 ausgebildet ist, die sich nach oben hin öffnet. Am unteren Ende der V-förmigen Nut sind zu beiden Seiten Hinterschnitte ausgebildet, deren Funktion weiter unten erläutert wird. Wie die 4 zeigt, umfasst auch das zweite äußere Hohlprofil 19 eine derartige Nut 15.
Die 6 bis 8 zeigen eine ähnliche Steckverbindung, wie sie in den 3 bis 5 für die äußeren Rahmenprofile gezeigt ist. In den 6 bis 8 ist hingegen eine Steckverbindung zwischen den mittleren Profilen 20 und den äußeren Rahmenprofilen 19 gezeigt. Die mittleren Hohlprofile 20 des Grundrahmens 3 sind ebenfalls als geschlossene Hohlprofile ausgeführt und können beispielsweise im Kaltwalzverfahren aus Stahlblech hergestellt werden. Die gezeigte Steckverbindung entspricht im Prinzip genau der Steckverbindung aus den 3 bis 5. In einer Seitenwand des äußeren Hohlprofils 19 ist ein Durchbruch 25 ausgebildet, in den ein unteres Ende 24 des mittleren Hohlprofils 20 eingesteckt werden kann. 8 zeigt deutlich, dass die Profilhöhe des mittleren Profils 20 etwas geringer ist als die Profilhöhe des äußeren Profils 19. Auch die Profile 20 und 19 schließen am oberen Ende bündig ab. Dadurch wird gewährleistet, dass Wasser, welches sich in dem mittleren Hohlprofil 20 sammelt, in das äußere Hohlprofil 19 ablaufen kann. In 7 ist zudem gezeigt, dass das mittlere Profil 20 ungefähr doppelt so breit ist wie die äußeren Hohlprofile 18 und 19. Das mittlere Hohlprofil 20 umfasst statt einer einzigen Nut zwei parallel nebeneinander verlaufende Nuten 15.1 und 15.2, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
Unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 wird im Folgenden der Aufbau eines Solarmoduls 2 des erfindungsgemäßen Indachsystems erläutert. Ein Ausschnitt des Solarmoduls 2 ist in 10 gezeigt. Das Solarmodul ist als Photovoltaikelement ausgebildet. Es umfasst eine Glasscheibe 6, deren Ränder 7 gleichzeitig die Ränder des Solarmoduls 2 bilden.
Die Glasscheibe 6 besteht aus einem speziellen Verbundglas, dessen Aufbau in 11 gezeigt ist. Das Verbundglas umfasst zwei äußere Glasschichten 9 mit einer Dicke von jeweils ungefähr 2 mm. Diese Glasschichten sind gehärtet und über eine dazwischen liegende Folie 10 miteinander verbunden. Bei der Folie 10 handelt es sich um eine Kunststofffolie. In die Kunststofffolie 10 sind auch die nicht gezeigten Solarzellen des Photovoltaikelements eingebettet. Die Kunststofffolie 10 besteht daher genau genommen aus zwei Folien, zwischen die eine Waverschicht eingebettet ist. Anstatt des in 10 gezeigten Photovoltaikelements kann auch ein Solarthermiemodul in dem erfindungsgemäßen Indachsystem verbaut werden. Zudem ist es möglich, sowohl Photovoltaikmodule als auch Solarthermiemodule zu verbauen.
Nahe der Ränder 7 der Glasscheibe 6 sind auf die Unterseite 8 der Glasscheibe Klickprofile 5 aufgeklebt, deren Querschnitt in 9 dargestellt ist. Die Klickprofile 5 sind an allen vier Seiten des Solarmoduls 2 auf die Unterseite 8 der Glasscheibe aufgeklebt. Das in 9 dargestellte Klickprofil 5 kann ebenfalls im Kaltwalzverfahren aus einem Stahlblechstreifen hergestellt werden. Es umfasst eine obere Auflagefläche 30, mit der das Klickprofil auf die Unterseite der Glasscheibe aufgeklebt wird. Von der Auflagefläche stehen zwei voneinander beabstandete Schenkel 11 und 12 nach unten ab. Die beiden Schenkel 11 und 12 folgen im Wesentlichen der Außenkontur der Nut 15, die in den Hohlprofilen 18, 19, 20 des Grundrahmens ausgebildet ist. Die Solarmodule können dadurch mit den Klickprofilen 5 in die Nuten 15 des Grundrahmens eingeklickt werden. Beim Einklickvorgang federn die beiden Schenkel 11 und 12 des in 9 gezeigten Klickprofils aufeinander zu. Dieses Zusammendrücken der beiden Schenkel wird durch die V-Form der Nuten 15 hervorgerufen. Wenn die Klickprofile 5 vollständig in die Nuten 15 eingesetzt sind, federn die Schenkel 11 und 12 wieder nach außen, wobei die an den Enden der Schenkel 11 und 12 ausgebildeten abstehenden Zungen 13 und 14 mit den in 8 gezeigten Hinterschnitten 16 der Nut 15 verrasten.
12 zeigt einen Schnitt durch ein mittleres Hohlprofil 20 des Grundrahmens des erfindungsgemäßen Indachsystems mit zwei eingeklickten Solarmodulen 2. Die Glasscheiben 6 der beiden Solarmodule stoßen etwa in der Mitte des mittleren Rahmenprofils 20 aneinander. Dadurch entsteht eine äußerst homogene Glasoberfläche des gesamten erfindungsgemäßen Indachsystems. Zwischen den Glasscheiben 6 der beiden Solarmodule kann auch ein geringer Spalt verbleiben. An der Stoßstelle zwischen den beiden Glasscheiben kann Wasser von oben in die Nuten 15 beziehungsweise 15.1 und 15.2 einsickern. Damit das eingesickerte Wasser sicher abgeführt werden kann, sind am Nutgrund der Nuten sämtlicher Hohlprofile des Grundrahmens Durchbrüche ausgebildet, die ins Innere des Hohlprofils führen, so dass das Wasser am Boden des jeweiligen Hohlprofils abgeführt werden kann. Diese Durchbrüche 21 sind beispielsweise in den 3, 4, 5, 7 und 13 gezeigt.
Wenn das erfindungsgemäße Indachsystem mehrere Grundrahmen 3 umfasst, werden die äußeren Hohlprofile 18 beziehungsweise 19 zweier aneinander angrenzender Grundrahmen miteinander verbunden. Die 13 zeigt eine derartige Verbindung zwischen zwei äußeren Hohlprofilen 19, die 15 zeigt eine entsprechende Verbindung zwischen zwei Hohlprofilen 18. Die beiden Hohlprofile 19 in 13 sind im Wesentlichen derart ausgebildet, dass ihre angrenzenden Seiten aneinander anliegen. Insbesondere im oberen Bereich liegen die beiden Profile eng aneinander an. Etwa in der Mitte umfassen beide Profile eine in Längsrichtung ausgebildete Nut mit Hinterschnitt, in die ein doppelter Schwalbenschwanzkeil 26 eingesetzt werden kann, durch den die beiden Profile sicher miteinander verbunden werden können. Unterhalb des doppelten Schwalbenschwanzkeils 26 umfasst das linke Profil eine Auswölbung 27, die in eine entsprechende Struktur des rechten Profils eingreift. Wie die Abbildung deutlich zeigt, sind die Profile gleich ausgebildet, so dass ein und dasselbe Profil sowohl als linkes als auch als rechtes Profil verwendet werden kann. Auf der Oberseite der Auswölbung 27 ist eine in Längsrichtung des Profils verlaufende Rinne 28 ausgebildet, durch die Wasser, welches trotz der eng anliegenden Seitenwände der Profile zwischen den Profilen nach unten sickert, aufgefangen und abgeführt wird. Die Verbindung zwischen den höheren Rahmenprofilen 18 erfolgt analog, wie in 15 gezeigt ist. In der Rinne 28 sind, ähnlich wie bei den oberen Nuten 15 der Hohlprofile, in regelmäßigen Abständen Durchbrüche ausgebildet, die in das Innere des jeweils linken Hohlprofils 19 beziehungsweise 18 führen. Ein derartiger Durchbruch 29 ist beispielsweise in 6 gezeigt. Zudem umfassen die Hohlprofile auch in denjenigen Nuten, in welchen die doppelten Schwalbenschwanzkeile 26 eingesetzt werden können, derartige Durchbrüche 29. So wird das von oben einsickernde Wasser zuverlässig in das Innere der Hohlprofile geleitet.
14 zeigt die Verbindung zwischen den beiden Hohlprofilen 19 aus 13, wobei ebenfalls zwei in den Grundrahmen eingesetzte Solarmodule gezeigt sind. Anhand dieser Darstellung soll im Folgenden erläutert werden, warum die Zungen 13 und 14 der beiden federnden Schenkel 11 und 12 der Klickprofile 5 unterschiedlich ausgebildet sind. Die Zunge 13 des jeweils näher am Rand 7 des Solarmoduls 2 befindlichen Schenkels ist so ausgebildet, dass sie den Hinterschnitt der Nut möglichst formschlüssig hintergreift. Die Zunge 13 verläuft zumindest teilweise parallel zur Unterseite 8 der Glasscheibe 6, die wiederum parallel zum Dach beziehungsweise zur Ebene des Grundrahmens verläuft. Durch diese Ausgestaltung der Zunge 13 wird ein unbeabsichtigtes Öffnen der Klickverbindung zwischen den Klickprofilen 5 und den Nuten 15 der Hohlprofile verhindert. Zum Öffnen der Klickverbindung muss vom Rand her ein spezielles Werkzeug 17 eingeführt werden, mit dem der näher am Rand befindliche Schenkel des Klickprofils nach innen gebogen wird, so dass sich die Verrastung zwischen der Zunge 13 und dem Hinterschnitt der Nut löst. Die Zunge 14 des weiter vom Rand entfernten Schenkels des Klickprofils ist hingegen so ausgebildet, dass dieser Schenkel automatisch auffedert, wenn das Solarmodul nach oben aus dem Grundrahmen herausgezogen wird. Ein Lösen der Klickverbindung ist somit unter Zuhilfenahme des Werkzeugs 17 möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202009012546 U1 [0003, 0003, 0004]
DE 202009005090 U1 [0005, 0005, 0005]
WO 2010/006735 A2 [0006]

Claims

Indachsystem (1) für Solarmodule (2) mit zumindest einem Grundrahmen (3), der eine Ebene aufspannt und an einem Dach (4) befestigbar ist, und mit zumindest einem Solarmodul (2), wobei das Solarmodul (2) Formschlussprofile (5) umfasst, mittels der das Solarmodul (2) entlang einer im Wesentlichen senkrecht auf die Ebene stehenden Richtung in den Grundrahmen (3) eingesetzt werden kann, sodass ein Formschluss zwischen den Formschlussprofilen (5) und dem Grundrahmen (3) realisierbar ist, und wobei der Grundrahmen (3) derart ausgebildet ist, dass er zur Abführung von Wasser dient, das unmittelbar seitlich neben den Solarmodulen (2) und insbesondere zwischen den Solarmodulen (2) einsickert, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul (2) eine Glasscheibe (6) aus hochfestem Glas umfasst, welche den Rand (7) des Solarmoduls (2) definiert, wobei die Formschlussprofile (5) nahe des Randes (7) direkt auf die dem Dach (4) zugewandte Unterseite (8) der Glasscheibe (6) aufgeklebt sind und dabei nicht seitlich über den Rand (7) hervorstehen.
Indachsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussprofile (5) als in den Grundrahmen (3) einklickbare Klickprofile ausgebildet sind.
Indachsystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klickprofile (5) jeweils zwei voneinander beabstandete, von der Unterseite (8) der Glasscheibe (6) abstehende, federnde Schenkel (11, 12) umfassen, wobei am freien Ende zumindest eines der federnden Schenkel (11, 12) eine vom jeweils anderen Schenkel (11, 12) wegweisende Zunge (13, 14) ausgebildet ist, die beim Einklicken mit einem Hinterschnitt (16) einer im Grundrahmen (3) ausgebildeten Nut (15, 15.1, 15.2) verrastet.
Indachsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schenkel (11, 12) am freien Ende eine vom jeweils anderen Schenkel (11, 12) wegweisende Zunge (13, 14) aufweisen, die beim Einklicken mit einem Hinterschnitt (16) einer im Grundrahmen (3) ausgebildeten Nut (15, 15.1, 15.2) verrastet, wobei die Zunge (13) des näher am Rand (7) befindlichen Schenkels (11) den jeweiligen in der Nut (15, 15.1, 15.2) des Grundrahmens (3) ausgebildeten Hinterschnitt (16) hintergreift, indem diese Zunge (13) zumindest teilweise parallel zu der Ebene verläuft, die durch den Grundrahmen (3) aufgespannt wird, wohingegen die Zunge (14) des weiter vom Rand (7) entfernten Schenkels (12) ausgehend von dessen freiem Ende unter einem Winkel von mindestens 30° zu dieser Ebene von der Unterseite (8) weg weist.
Indachsystem (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (15, 15.1, 15.2) im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist, wobei sie sich zur Unterseite (8) der Glasscheibe (6) hin öffnet.
Indachsystem (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (3) durch geschlossene Hohlprofile (18, 19, 20) gebildet ist, wobei in den Nuten (15, 15.1, 15.2) Durchbrüche (21) zur Ableitung von einsickerndem Wasser ausgebildet sind.
Indachsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (3) äußere geschlossene Hohlprofile (18, 19) umfasst, die über Eck derart ineinander gesteckt sind, dass ein Hohlprofil (19) mit geringerer senkrecht zur Ebene des Grundrahmens (3) gemessenen Profilhöhe mit seinem Ende (22) in einen seitlichen Durchbruch (23) eines Hohlprofils (18) mit größerer senkrecht zur Ebene des Grundrahmens (3) gemessenen Profilhöhe führt, wobei beide Hohlprofile (18, 19) am oberen der Glasscheibe (6) zugewandten Ende bündig miteinander abschließen.
Indachsystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundrahmen (3) ferner mittlere geschlossene Hohlprofile (20) umfasst, deren Enden (24) in seitliche Durchbrüche (25) der äußeren Hohlprofile (19) gesteckt sind, wobei die mittleren Hohlprofile (20) eine geringere senkrecht zur Ebene des Grundrahmens (3) gemessene Profilhöhe aufweisen als die äußeren Hohlprofile (19), in deren Durchbrüche (25) die mittleren Hohlprofile (20) gesteckt sind, wobei die mittleren Hohlprofile (20) am oberen der Glasscheibe (6) zugewandten Ende bündig mit den äußeren Hohlprofilen (19) abschließen, und wobei die mittleren Hohlprofile (20) zwei nebeneinander verlaufende Nuten (15.1, 15.2) zur Aufnahme von Klickprofilen (5) benachbarter Solarmodule (2) aufweisen.
Indachsystem (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Indachsystem (1) mehrere Grundrahmen (3) umfasst, die nebeneinander angeordnet sind.
Indachsystem (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander liegende äußere Hohlprofile (18; 19) zweier benachbarter Grundrahmen (3) derart ausgebildet sind, dass die beiden Hohlprofile (18; 19) in einem oberen Bereich aneinander anliegen, wobei eines der beiden Hohlprofile (18; 19) darunter über die gesamte Länge eine seitliche Auswölbung (27) aufweist, und wobei auf einer Oberseite der Auswölbung (27) eine Rinne (28) zur Abführung von Wasser ausgebildet ist, welches von Oben einsickert.
Indachsystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rinne (28) Durchbrüche (29) vorgesehen sind, die in das Innere des Hohlprofils (18; 19) führen.
Indachsystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile (18, 19, 20) des Grundrahmens (3) im Walzprofilierverfahren aus Stahlblech hergestellt sind.
Verfahren zur Montage eines Indachsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Grundrahmen (3) zunächst lose zusammengesteckt wird, dann das oder die Solarmodule (2) in den Grundrahmen (3) eingesetzt wird/werden, und der Grundrahmen (3) erst danach vollständig am Dach (4) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Indachsystem (1) zumindest ein Großmodul umfasst, wobei das Großmodul jeweils aus mehreren, vorzugsweise drei, in einen entsprechenden Grundrahmen (3) eingesetzte Solarmodule (2) besteht und im vorgefertigten Zustand mittels Kran am Dach (4) montiert wird.