DE102020007901A1 - Glass roof with solar panel modules - Google Patents
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Abstract
Nach der Erfindung werden an geneigten Glasdächern mit Solarmodulen für den Bauwerksanschlüsse und Dachüberstände angepaßte Glasscheiben-Teile verwendet, wenn die Solarmodul-Abmessungen für die Anschlüsse und/oder Überstände zu groß sind.According to the invention, glass pane parts adapted to the building connections and roof overhangs are used on sloping glass roofs with solar modules if the solar module dimensions are too large for the connections and/or overhangs.
Description
Die Erfindung betrifft ein geneigtes Glasdach mit Solarpaneel-Modulen.The invention relates to a sloping glass roof with solar panel modules.
Es gibt diverse geneigte Dächer. Dazu gehören unter anderem
- Satteldächer, Pultdächer, Walmdächer, Mansaarddächer,
- Schleppdächer, Vordächer
- Gable roofs, pent roofs, hipped roofs, mansaard roofs,
- Pitched roofs, canopies
Geneigte Dächer können ganz oder teilweise verglast sein. Dier Verglasung dient der Belichtung der darunter liegenden Räume. Die hier verwendete Bezeichnung „geneigtes Glasdach“ umfaßt geneigte Dachflächen an einem Gebäude, die ganz oder teilweise verglast sind.Pitched roofs can be fully or partially glazed. The glazing serves to illuminate the rooms below. The term "sloping glass roof" used here includes sloping roof surfaces on a building that are fully or partially glazed.
Die Glasscheiben der Glasdächer werden mit einer Tragkonstruktion gehalten, die üblicherweise aus Sparren und Balken besteht. Die Sparren verlaufen entsprechend der Dachneigung und liegen auf den Balken auf. Die Balken verlaufen horizontal und liegen auf den Bauwerkswänden auf.The glass panes of the glass roofs are held with a supporting structure, which usually consists of rafters and beams. The rafters run according to the pitch of the roof and rest on the beams. The beams run horizontally and rest on the building walls.
Bei frei stehenden Glasdächern liegen die Balken auf Stützen auf. Insbesondere bei größeren Vordächern ist es auch von Vorteil, wenn die Balken auf Stützen aufliegen. Das Regenwasser wird wie an herkömmlichen Dächern am Dachtiefsten in Regenrinnen gesammelt und mit Regenrohren abgeführt.In the case of free-standing glass roofs, the beams rest on supports. In the case of larger canopies in particular, it is also an advantage if the beams rest on supports. As on conventional roofs, the rainwater is collected in gutters at the lowest point of the roof and drained off with rainwater pipes.
Es ist bekannt, die Glasdächer zur Stromgewinnung zugleich mit Solarpaneelen zu versehen. Die Solarpaneele werden auch als Solarmodule bezeichnet. Mit dem Wortbestandteil Modul wird zugleich darauf hingewiesen, daß eine Kombination von mehreren Modulen vorgesehen ist. Dabei besitzt jedes Modul eine Anzahl von Solarzellen. Die Solarzellen wandeln Licht aus einer Sonnenbestrahlung in elektrische Energie um. Üblicherweise finden dazu kristalline Solarzellen oder amorphe Solarzellen Anwendung. Diese Solarzellen haben unterschiedliche Eigenschaften: Entsprechendes gilt für die mit den Solarzellen ausgerüsteten Module. Für ein Glasdach sind die Solarzellen beidseitig in durchsichtiges Kunststoffmaterial, insbesondere zwischen Glasscheiben eingebettet. Dabei findet als sonnenseitige Glasscheibe vorzugsweise ein Einscheibensicherheitsglas (ESG) Anwendung.It is known to also provide the glass roofs with solar panels to generate electricity. The solar panels are also referred to as solar modules. The word component module also indicates that a combination of several modules is provided. Each module has a number of solar cells. The solar cells convert light from solar radiation into electrical energy. Usually, crystalline solar cells or amorphous solar cells are used for this purpose. These solar cells have different properties: The same applies to the modules equipped with the solar cells. For a glass roof, the solar cells are embedded in transparent plastic material on both sides, in particular between panes of glass. In this case, a toughened safety glass (ESG) is preferably used as the sun-side glass pane.
Die gegenüberliegende Glasscheibe kann aus gleichem Einscheibensicherheitsglas bestehen. Die Verbindung beider Glasscheiben kann durch das für die Einbettung der Solarzellen vorgesehene Kunststoffmaterial bewirkt werden. Durch die beiden Glasscheiben und deren Verbindung entsteht eine Verbundglasscheibe.The glass pane opposite can be made of the same toughened safety glass. The two panes of glass can be connected by the plastic material provided for embedding the solar cells. The two glass panes and their connection create a laminated glass pane.
Wahlweise kann auch die an der sonnenabgewandten Seite vorgesehene Glasscheibe aus einem Verbundsicherheitsglas (VSG) bestehen. Das Verbundsicherheitsglas gibt dem Glasdach eine vorteilhafte Belastbarkeit. Das Verbundsicherheitsglas ist ein Mehrscheibenglas, dessen Scheiben durch eine zwischenliegende Kunststoff-Folie miteinander verbunden sind. Die Folie kann aus dem gleichen Kunststoff bestehen, der schon bei der Einbettung der Solarzellen verwendet worden ist. Das wäre zum Beispiel eine Ehylenvinylacetat(EVA). Vorzugsweise besteht die Folie aus Polyvinyl-Butyral (PVB).Optionally, the glass pane provided on the side facing away from the sun can also consist of laminated safety glass (VSG). The laminated safety glass gives the glass roof an advantageous load capacity. Laminated safety glass is multi-pane glass whose panes are connected to one another by an intermediate plastic film. The film can be made of the same plastic that was used to embed the solar cells. That would be, for example, an ethylene vinyl acetate (EVA). The film preferably consists of polyvinyl butyral (PVB).
Als elektrische Verbindung zwischen den Solarzellen dienen beispielsweise Lötbändchen. Außerdem besitzen handelsübliche Solarmodule eine Anschlußdose, in der sich bei zeitgemäßer Ausführung Dioden befinden. Die Dioden können aber auch an anderer Stelle der Solarmodule angeordnet sein.Solder ribbons, for example, serve as the electrical connection between the solar cells. In addition, commercially available solar modules have a junction box in which diodes are located in contemporary designs. However, the diodes can also be arranged at another point on the solar modules.
Mit den Dioden werden Probleme bei ungleichmäßiger Besonnung/Beschattung bzw. ungleichmäßigen Betriebszuständen der Solarzellen ausgeglichen.The diodes compensate for problems caused by uneven sun/shading or uneven operating states of the solar cells.
Die Abmessungen der Solarmodule sind nicht genormt.
Deshalb haben die Solarmodule produktspezifische Abmessungen und ergeben sich für die Solarmodule unterschiedliche Rastermaße. Zum Beispiel besitzen die Solarmodule von Alco mit Eignung für ein Glasdach eine Länge von 1600mm und eine Breite von 950mm. Entsprechende Solarmodule von Solarwatt besitzen eine Länge von 1550mm und eine Breite von 730mm. Allen Rastermaßen, auch bei genormten Rastermaßen, ist gemeinsam, daß die konstruktive Freiheit bei der Einhaltung von Rastermaßen erheblich eingeengt wird. Das führt dazu, daß Überstände und Anschlüsse nicht in gewünschter Weise gelingen können, wenn die Abstände zum Bauwerk und die Überstände kleiner als das Rastermaß der Solarmodule sind.The dimensions of the solar modules are not standardized.
Therefore, the solar modules have product-specific dimensions and there are different grid dimensions for the solar modules. For example, Alco solar panels suitable for a glass roof are 1600mm long and 950mm wide. Corresponding solar modules from Solarwatt have a length of 1550mm and a width of 730mm. All grid dimensions, even with standardized grid dimensions, have in common that the freedom of design is considerably restricted when complying with grid dimensions. This means that overhangs and connections cannot succeed in the desired way if the distances to the building and the overhangs are smaller than the grid dimensions of the solar modules.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Anschlüsse an ein Bauwerk und die Überstände zu erleichtern. Nach der Erfindung wird das mit den Merkmalen des Hauptanspruches erreicht. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen. Dabei können Glasscheiben-Teile Anwendung finden, die bei den Anschlüssen den Abstand zum Bauwerk überbrücken oder den gewünschten Überstand bewirken. Die Glasscheiben-Teile haben deshalb eine Länge und/oder eine Breite, die kleiner als das Rastermaß ist bzw. unter Berücksichtigung eines notwendigen Einbauspieles gleich dem Abstand zum Bauwerk ist bzw. gleich dem Maß des Überstandes ist. Die erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile haben vorzugsweise die gleiche Dicke wie die Solarmodule mit den beidseitigen Glasscheiben. Auch andere Dickenmaße können Anwendung finden. Dabei sind geringe Änderungen der Dickenmaße unwesentlich. Unwesentliche Änderungen sind Dickenabweichungen bis 10%, vorzugsweise bis 5%, noch weiter bevorzugt bis 3% und höchst bevorzugt bis 1%. Für größere Abweichungen kann ein Ausgleich gefunden werden.The invention is therefore based on the object of facilitating the connections to a building and the overhangs. According to the invention this is achieved with the features of the main claim. The subclaims describe preferred embodiments. Glass pane parts can be used that bridge the distance to the building at the connections or cause the desired overhang. The glass pane parts therefore have a length and/or a width that is smaller than the grid dimension or, taking into account a necessary installation clearance, is equal to the distance to the building or is equal to the extent of the overhang. The glass pane parts according to the invention preferably have the same thickness as the solar modules with the two side glass panes. Other thicknesses can also be used. Small changes in the thickness dimensions are insignificant. Insignificant changes are thickness deviations of up to 10%, preferably up to 5%, even more preferably up to 3% and most preferably up to 1%. A compensation can be found for larger deviations.
Außerdem können auch die gleichen Mehrscheiben wie bei den Solarmodulen Anwendung finden. Vorzugsweise ist mindestens eine der Scheiben als begehbares Verbundsicherheitsglas ausgeführt. Oder die Scheiben des erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teiles bilden zusammen ein Verbundsicherheitsglas. Damit wird im Randbereich des Glasdaches eine besondere Sicherheit geschaffen, so daß das Glasdach zumindest im Randbereich durch Begehen und Anstellen von Leitern usw. belastbar ist.In addition, the same multiple panes can also be used as in the solar modules. At least one of the panes is preferably designed as laminated safety glass that can be walked on. Or the panes of the glass pane part according to the invention together form a laminated safety glass. This creates a special level of security in the edge area of the glass roof, so that the glass roof can be subjected to loads, at least in the edge area, by walking on it and putting on ladders, etc.
An den quer zu den Sparren verlaufenden Kanten, sind die Solarmodule mit einer zwischenliegenden Dichtung stumpf aneinander gestoßen. Die zugehörigen Berührungsflächen der miteinander verbundenen Solarmodulenden werden im Folgenden als Stoßfugenflächen bezeichnet.At the edges running across the rafters, the solar modules butt together with an intermediate seal. The associated contact surfaces of the solar module ends connected to one another are referred to below as butt joint surfaces.
Die Verbindung kann durch Kleben erfolgen. Der Kleber kann unmittelbar auf die Stoßfugenflächen aufgetragen werden. Die Verbindung kann auch mittelbar über zwischenliegendes Material erfolgen.The connection can be made by gluing. The adhesive can be applied directly to the butt joint surfaces. The connection can also be made indirectly via intermediate material.
Das Auftragen von Kleber ist im Allgemeinen einfach. Wenn es jedoch auf die Genauigkeit ankommt und eine werksseitige Klebung ausscheidet, so kann leicht ein ungleichmäßiger Kleberauftrag oder ein übermäßiger oder ein zu geringer Kleberauftrag entstehen. Eine zu große Klebermenge führt zu einem Herausquellen von Kleber aus der Fuge. Eine aufgrund ungleichmäßiger Kleberverteilung partiell fehlende Klebermenge führt zu entsprechend offenen Stellen in der Fuge.Applying glue is generally easy. However, if accuracy is important and factory bonding is not an option, it can easily result in an uneven application of adhesive or an excessive or insufficient application of adhesive. Too much glue will cause glue to ooze out of the joint. A partial lack of adhesive due to uneven adhesive distribution leads to open areas in the joint.
Bei der Verbindung der Stoßfugenflächen kann als zwischenliegendes Material ein elastisches Dichtband Anwendung finden. Die Dichtung in der Stoßfuge soll ein Eindringen von Schmutz in die Fuge zwischen zwei aneinander stoßenden Solarmodulen verhindern. Organischer Schmutz und Feuchtigkeit können einen unerwünschten Schimmelpilzbefall bzw. Grünbelag von Algen, Moosen, Flechten und Mikroorganismen an den Solarmodulen verursachen.When connecting the butt joint surfaces, an elastic sealing tape can be used as an intermediate material. The seal in the butt joint is intended to prevent dirt from penetrating into the joint between two solar modules that abut one another. Organic dirt and moisture can cause undesirable mold growth or green growth from algae, moss, lichen and microorganisms on the solar modules.
Vorzugsweise ist ein doppelt klebendes, flexibles Dichtband vorgesehen. Mit „doppelt klebend“ werden Bänder bezeichnet, die an beiden Seiten mit Kleber beschichtet sind. Die Klebebänder haben zur Sicherung der Aufwickelbarkeit vorzugsweise eine Dicke von kleiner 1mm, noch weiter bevorzugt eine Dicke von 0,5mm.A double-adhesive, flexible sealing tape is preferably provided. "Double-adhesive" refers to tapes that have adhesive coated on both sides. To ensure that they can be wound up, the adhesive tapes preferably have a thickness of less than 1 mm, more preferably a thickness of 0.5 mm.
Geeignete Klebebänder sind als Rollenware handelsüblich, so daß die Klebebänder nach Bedarf von der Rolle gezogen werden können. In der Rolle sind die Klebeflächen vorzugsweise mit Silikonpapier oder dergleichen Trennmittel abgedeckt. Das Trennmittel wird vor Anbringung der Klebebänder abgezogen.Suitable adhesive tapes are commercially available in the form of rolls, so that the adhesive tapes can be pulled off the roll as required. In the roll, the adhesive surfaces are preferably covered with silicone paper or a similar release agent. The release agent is removed before the adhesive tapes are attached.
Von Vorteil ist, wenn die Klebebänder an einer Stoßfugenfläche bereits angebracht sind, so daß die betreffenden Solarmodule an einer Stoßkante für eine Verbindung mit einem bereits verlegten Modul vorbereitet sind. Ein solchermaßen vorbereiteter Solarmodul braucht zur schließenden Verbindung mit einem anderen, bereits verlegten Solarmodul auf den Sparren nur aufgelegt und nach Entfernen des Silikonpapiers gegen den bereits verlegten Solarmodul geschoben zu werden, um eine gewünschte Verbindung mit dem vorher verlegten Solarmodul einzugehen. Anschließend kann der so verlegte Solarmodul wie der vorher verlegte Solarmodul auf den Sparren befestigt werden, zum Beispiel verklemmt werden. Die mit einander verklebten Solarmodule bilden Reihen. Bei einem geneigten Glasdach verlaufen die Reihen in dem Glasdach nebeneinander.It is advantageous if the adhesive tapes are already attached to a butt joint surface, so that the relevant solar modules are prepared at a butt edge for connection to a module that has already been laid. A solar module prepared in this way only needs to be placed on the rafters for the closing connection with another, already installed solar module and, after removing the silicone paper, pushed against the already installed solar module in order to enter into a desired connection with the previously installed solar module. The solar module that has been laid in this way can then be attached to the rafters like the previously laid solar module, for example clamped. The solar modules glued together form rows. With a pitched glass roof, the rows in the glass roof run side by side.
Die erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile liegen mit den miteinander zu einer Reihe verbundenen Solarmodulen in einer Reihe. In dieser Reihe sind die erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile wie ein Solarmodul mit den Solarmodulen der Reihe verbunden/verklebt. Dabei können die erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile sowohl bauwerksseitig angeordnet sein und dort den Anschluß an das Bauwerk bilden oder am Tiefsten der Reihe einen Überstand bilden.The glass pane parts according to the invention are in a row with the solar modules connected to one another to form a row. In this row, the glass pane parts according to the invention are connected/glued to the solar modules of the row like a solar module. The glass pane parts according to the invention can either be arranged on the structure side and there form the connection to the structure or form an overhang at the lowest point in the row.
Oder die erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile bilden eine eigene Reihe neben den Reihen von miteinander verbundenen Solarmodulen. In dieser Reihe sind die erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile gleichfalls miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt wie die Solarmodule.Or the glass pane parts according to the invention form their own row next to the rows of interconnected solar modules. In this row, the glass pane parts according to the invention are also connected to one another, in particular glued to one another like the solar modules.
Die entstandenen Reihen werden vorzugsweise so verlegt, daß jeweils zwei benachbarte Reihen mit einer Seite auf einem gemeinsamen Sparren aufliegen. Dabei ist von Vorteil, wenn die Kanten der Reihen Abstand voneinander haben und dort einen Spalt bilden. In diesem Abstand/Spalt können die elektrischen Leitungen verlegt werden, welche die Solarzellen mit den Verbrauchern und bzw. den Speichern verbinden.The resulting rows are preferably laid in such a way that two adjacent rows rest with one side on a common rafter. It is advantageous if the edges of the rows are spaced apart and form a gap there. The electrical lines that connect the solar cells to the consumers and/or the storage units can be laid in this distance/gap.
Die gewünschte Klemmkraft kann mit Schrauben aufgebracht werden, die in dem Spalt mit entsprechenden Gewindebohrungen in den Sparren zusammenwirken. Die gewünschte Klemmkraft der Schrauben kann mittels eines Schraubenschlüssels eingestellt werden, der das an den Schrauben wirkende Drehmoment anzeigt. Das heißt, die Klemmkraft kann durch Einhaltung eines korrespondierenden Drehmomentes nach Wunsch eingestellt werden.The desired clamping force can be applied with screws which interact with corresponding threaded holes in the rafters in the gap. The desired clamping force of the screws can be set using a wrench, which indicates the torque acting on the screws. That is, the clamping force can be adjusted as desired by maintaining a corresponding torque.
Anstelle des Klebebandes können auch elastische Dichtprofile zum Einsatz kommen.Instead of the adhesive tape, elastic sealing profiles can also be used.
Dichtprofile bilden wie das Klebeband einen Steg. Darüber hinaus können die Dichtprofile auch noch weitere Ausformungen besitzen, die zum Beispiel einen T-förmigen Querschnitt oder einen L-förmigen Querschnitt bilden. Anders als im Schriftbild wird das Dichtprofil mit dem T-förmigen Querschnitt nicht mit nach unten weisendem Steg, sondern mit nach oben weisendem Steg eingebaut.Like the adhesive tape, sealing profiles form a web. In addition, the sealing profiles can also have other shapes that form a T-shaped cross section or an L-shaped cross section, for example. In contrast to the typeface, the sealing profile with the T-shaped cross-section is not installed with the ridge pointing downwards, but with the ridge pointing upwards.
Mit dem T-förmigen Querschnitt kann das Profil mit dem Steg in den Stoß zwischen den Solarmodulen greifen. Dabei kann der Steg des T-förmigen Profils gleiche Klebeflächen wie das Klebeband aufweisen und die gleiche Verbindung bewirken. Die quer zu dem Steg verlaufenden Teile des Profils bilden zwei freie Schenkel, mit denen das Profil unter die zu verbindenden Solarmodulenden greift.With the T-shaped cross section, the profile with the web can grip the joint between the solar modules. The web of the T-shaped profile can have the same adhesive surfaces as the adhesive tape and bring about the same connection. The parts of the profile running transversely to the web form two free legs with which the profile grips under the solar module ends to be connected.
Das hat schon dann Vorteile, wenn das T-förmige Profil zunächst mit einer Stoßfugenfläche verbunden wird, bevor die Verbindung mit dem zugehörigen anderen Modulende bewirkt wird. Dabei wird die Positionierung des Profils durch einen freien Schenkel des Profils erleichtert, der unter das zugehörige Solarmodulende greift.This has advantages even if the T-shaped profile is first connected to a butt joint surface before the connection to the associated other module end is effected. The positioning of the profile is facilitated by a free leg of the profile, which engages under the associated end of the solar module.
Das hat auch dann Führungsvorteile/Positionierungsvorteile, wenn die anschließende Verbindung mit dem anderen Solarmodulende erfolgt. Die genaue Positionierung macht es möglich, den Steg ohne Nacharbeit mit der Oberfläche des Glasdaches bündig abschließen zu lassen. Durch bündigen Abschluß fließt anfallendes Regenwasser auf dem Glasdach ohne Hindernis ab.This also has management advantages/positioning advantages when the subsequent connection is made to the other end of the solar module. The precise positioning makes it possible to have the bridge flush with the surface of the glass roof without reworking. Thanks to the flush finish, any rainwater that falls on the glass roof flows off without any obstacles.
Ein zu kurzer Steg würde eine Vertiefung bilden, in der sich Schmutz ansammelt und Schimmel entstehen kann. Ein gegenüber der Glasfläche vorstehendes Stegende würde gleichfalls zu einer Ansammlung von Schmutz führen und zu Schimmelbefall führen.A web that is too short would form a depression in which dirt can accumulate and mold can develop. A web end protruding from the glass surface would also lead to an accumulation of dirt and lead to mold growth.
Die erfindungsgemäßen Positionierungsvorteile lassen sich schon mit geringen Schenkellängen an dem T-förmigen Querschnitt erzielen. Eine geringe Schenkellänge ist nach der Erfindung eine Länge von weniger als 5mm vorzugsweise weniger als 3mm. Auch weniger als 1mm kann ausreichend sein, so daß beim Verkleben des Dichtprofils an einem Solarmodulenden weniger ein Schieben der freien Schenkel als ein Hintergreifen des Solarmodulende mit dem freien Schenkel des Dichtprofils erfolgt.The positioning advantages according to the invention can be achieved even with short leg lengths on the T-shaped cross section. According to the invention, a short leg length is a length of less than 5 mm, preferably less than 3 mm. Less than 1 mm can also be sufficient, so that when the sealing profile is glued to a solar module end, the free leg is pushed less than the free leg of the sealing profile reaching behind the solar module end.
Das L-förmige Profil hat wie das T-förmige Dichtprofil einen senkrecht nach oben weisenden Steg, der beiderseits mit Kleber beschichtet ist und die zwei korrespondierenden Solarmodulenden miteinander verbinden soll. Im Unterschied zum T-förmigen Profil ist aber nur ein freier Schenkel vorgesehen. Gleichwohl läßt sich auch mit dem L-förmigen Dichtprofil dessen genaue Positionierung bzw. Verlegung bewirken, wenn der zu verlegende Solarmodul vor der Verbindung mit dem bereits verlegten Solarmodul an einem Solarmodulende mit dem Dichtprofil vorbereitet wird. Dabei kann der freie Schenkel des Dichtprofils das Solarmodulende hintergreifen.Like the T-shaped sealing profile, the L-shaped profile has a bar pointing vertically upwards, which is coated with adhesive on both sides and is intended to connect the two corresponding solar module ends to one another. In contrast to the T-shaped profile, however, only one free leg is provided. Nevertheless, the L-shaped sealing profile can also be used to position or lay it precisely if the solar module to be laid is prepared with the sealing profile at one end of the solar module before it is connected to the solar module that has already been laid. The free leg of the sealing profile can reach behind the end of the solar module.
T-förmige und L-förmige Dichtprofile werden vorzugsweise von stabförmigen Ausgangsprodukten abgelängt.T-shaped and L-shaped sealing profiles are preferably cut to length from rod-shaped starting products.
An solchen Dichtprofilen kann der Steg zwar ebenso dünn sein wie ein Dichtband. Der Steg kann auch dicker als ein Dichtband ausgelegt sein. Mit dickeren Dichtprofilstegen lassen sich auch erhebliche Dehnungen(und Kontraktionen) im Glasdach ausgleichen, wenn die Glasmodule an den Sparren fest montiert sind.On such sealing profiles, the web can be just as thin as a sealing strip. The web can also be thicker than a sealing strip. Significant expansions (and contractions) in the glass roof can also be compensated for with thicker sealing profile webs if the glass modules are fixed to the rafters.
Die Dehnung von Glas/Solarmodulen mit Glas ist gering, die Dehnung von Sparren aus Stahl vergleichsweise hoch.The elongation of glass/solar modules with glass is low, the elongation of rafters made of steel is comparatively high.
Deshalb ist vorzugweise vorgesehen, daß die miteinander verklebten Solarmodule an einer Stelle festgelegt sind und im Übrigen mit der Dehnung/Kontraktion der Sparren mitwandern können. Eine Festlegung an einer Stelle ist schon dann gegeben, wenn die geneigt angeordneten Solarmodule am Tiefsten an einem Anschlag gehalten sind oder stärker geklemmt sind. Besonders dehnungsgünstig ist eine Festlegung auf halber Länge der miteinander verklebten Solarmodule, dann reduziert sich das Dehnungsproblem für die Dichtungen erheblich.It is therefore preferably provided that the solar modules glued together are fixed at one point and can also move along with the expansion/contraction of the rafters. A determination at a point is already given when the inclined arranged solar modules are held at the lowest point on a stop or are more tightly clamped. Fixing the bonded solar modules halfway along the length is particularly favorable for stretching, as this reduces the stretching problem for the seals considerably.
Das Mitwandern der Solarmodule bei der Dehnung der metallenen Sparren wird dadurch möglich, daß die Solarmodule an den Sparren kontrolliert geklemmt werden.The solar modules can move with the expansion of the metal rafters because the solar modules are clamped to the rafters in a controlled manner.
Zur Klemmung dienen vorzugsweise Stahlleisten, mit denen im Falle der im Abstand nebeneinander liegenden Reihen von Solarmodulen und/oder erfindungsgemäßer Glasscheiben-Teile auf deren korrespondierende (nebeneinander liegende) Kanten gedrückt wird. Anstelle der Stahlleisten können auch andere Klemmleisten zur Anwendung kommen.Steel strips are preferably used for clamping, with which, in the case of the rows of solar modules and/or glass pane parts according to the invention lying at a distance next to one another, are used whose corresponding (adjacent) edges are pressed. Instead of the steel strips, other clamping strips can also be used.
Dabei sind vorzugsweise Dichtungen zwischen den Solarmodulen und/oder erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile einerseits und den Klemmleisten andererseits vorgesehen. Die Dichtungen bestehen aus elastischem Material und bewirken zugleich den gewünschten Klemmdruck. Der gewünschte Klemmdruck wird in einem Bereich gewählt, in dem
- - ein ausreichender Halt der Solarmodule und/oder Glasscheiben-Teile gewährleistet ist
- - ein ausreichender Dichtungsdruck der Dichtungen an den Solarmodulen und/oder Glasscheiben-Teilen gewährleistet ist
- - ein gegebenenfalls notwendiges Mitwandern der Solarmodule und/oder Glasscheiben-Teile im Falle entsprechender Dehnung ermöglicht wird
- - a sufficient hold of the solar modules and/or glass pane parts is guaranteed
- - sufficient sealing pressure of the seals on the solar modules and/or glass pane parts is guaranteed
- - A possibly necessary moving along of the solar modules and/or glass pane parts is made possible in the case of a corresponding expansion
Die üblichen Klebebänder besitzen üblicherweise Einkomponenten-Kleber an den Klebeflächen. Daraus resultiert eine Klebekraft, die für eine fortdauernde Verbindung der Solarmodule und/oder erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile ausreicht, wenn nicht zu starke Kräfte aus einer gewählten starken Klemmung der Solarmodule und/oder Glasscheiben-Teile bei entsprechende Dehnung auf die üblichen Klebebänder wirken.The usual adhesive tapes usually have one-component adhesive on the adhesive surfaces. This results in an adhesive force that is sufficient for a permanent connection of the solar modules and/or glass pane parts according to the invention, if not too strong forces from a selected strong clamping of the solar modules and/or glass pane parts with corresponding stretching act on the usual adhesive tapes.
Das gleiche gilt für die alternativ zwischen den Enden der Solarmodule und/oder Enden der erfindungsgemäßen Glasscheiben-Teile vorgesehenen Profile. In den Fällen besonders hoher Belastung der Klebeverbindung können die Klebebänder und Profile an den Klebeflächen mit stärkeren Klebern ausgerüstet werden. Dabei kommen vorzugsweise Epoxidharze oder Polyurethankleber zum Einsatz. Auch andere Kleber können geeignet sein. Das gilt auch für Ein-Komponenten-Kleber, die zwar sofort eine Klebekraft entfalten, die aber erst nach einer Einwirkung von Wärme oder anderer Einwirkung(zum Beispiel einer Bestrahlung) eine Veränderung und damit eine höhere Klebekraft erfahren.The same applies to the profiles provided alternatively between the ends of the solar modules and/or ends of the glass pane parts according to the invention. In cases of particularly high stress on the adhesive connection, the adhesive tapes and profiles can be equipped with stronger adhesives on the adhesive surfaces. Epoxy resins or polyurethane adhesives are preferably used here. Other adhesives may also be suitable. This also applies to one-component adhesives, which develop an adhesive force immediately, but which only change and thus experience a higher adhesive force after exposure to heat or other influences (e.g. radiation).
Das erfindungsgemäße Glasscheiben-Teil ist vorzugsweise frei von Solarzellen, weil Sonderanfertigungen gegenüber handelsüblichen Solarmodulen unverhältnismäßig aufwendig sind.The glass pane part according to the invention is preferably free of solar cells, because custom-made products are disproportionately expensive compared to commercially available solar modules.
Nach der Erfindung ist das von Solarzellen freie Glasscheiben-Teil vorzugsweise durch Bedrucken den vorhandenen Solarmodulen angepaßt.According to the invention, the glass pane part free of solar cells is preferably adapted to the existing solar modules by printing.
Infolgedessen beinhaltet der Druck eine Abbildung eines Teiles der Solarmodule. Dadurch wird ein gleicher Lichtdurchgang wie bei den Solarmodulen erreicht. Ein überall gleicher Lichtdurchgang ist für den Aufenthalt unter dem Glasdach spürbar angenehm. Nach der Erfindung sind minimale Unterschiede im Lichtdurchgang unerheblich. Nach der Erfindung ist der Lichtdurchgang immer noch gleich, wenn der Lichtdurchgang durch das Glasscheiben-Teil in der Helligkeit bei Tageslicht nicht mehr als 10%, vorzugsweise nicht mehr als 5%, noch weiter bevorzugt nicht mehr als 3% und höchst bevorzugt nicht mehr als 1% von Helligkeit des Lichtdurchganges durch die Solarmodule abweicht.As a result, the print includes an image of part of the solar panels. This achieves the same light passage as with the solar modules. The same light transmission everywhere is noticeably pleasant for the stay under the glass roof. According to the invention, minimal differences in the passage of light are irrelevant. According to the invention, the light transmission is still the same if the light transmission through the glazing part in brightness in daylight is no more than 10%, preferably no more than 5%, more preferably no more than 3% and most preferably no more than 1% of the brightness of the light passage through the solar modules deviates.
Es kann jeder Teil der Konstruktion des Glasscheiben-Teil an jeder Seite bedruckt werden. Zu den Einzelteilen des Glasscheiben-Teiles gehören vorzugsweise eine obere Glasscheibe, eine untere Glasscheibe und eine zwischenliegende Folie zur Verbindung beider Glasscheiben.Any part of the construction of the glass panel can be printed on either side. The individual parts of the glass pane part preferably include an upper glass pane, a lower glass pane and an intermediate film for connecting both glass panes.
Soweit ein Bedrucken unten auf dem Glasscheiben-Teil vorgesehen ist, ist ein Witterungseinfluß auf die Farbe gering, so daß viele Farben geeignet sind.As far as printing is provided on the bottom of the glass sheet part, an influence of the weather on the color is small, so that many colors are suitable.
Bei einem sonnenseitigen Bedrucken ist die Farbe der Witterung voll ausgesetzt.When printing on the sun side, the color is fully exposed to the weather.
Auch für solche Belastungsfälle stehen geeignete handelsübliche Farben zur Verfügung. Vorzugsweise kommen Dispersionslacke (Acryl- oder Wasserlacke) für den sonnenseitigen Druck zum Einsatz, wobei der Lack eine Kunststoffdispersion enthält, die mit Wasser verdünnt werden kann.Suitable commercially available paints are also available for such stress cases. Dispersion paints (acrylic or water-based paints) are preferably used for printing on the sun side, with the paint containing a plastic dispersion that can be diluted with water.
Vorzugsweise ist der Druck sonnenseitig dunkler als an der Unterseite.The print is preferably darker on the sun-facing side than on the underside.
Die dunklere Farbe nimmt dabei die Sonneneinstrahlung besser auf, während die hellere Seite die Helligkeit unter dem Glasdach fördert. Dunkler kann dabei schwarz sein, während die Unterseite grau ist. Vorzugsweise weist die schwarze Farbe einen der nachfolgenden RAL-Töne 9004, 9005, 9011, 9017, 8022 auf; die graue Farbe einen der nachfolgenden RAL-Töne 7000, 7001, 7004, 7005, 7009, 7011, 7012, 7013, 7024, 7026, 7030,7031, 7032, 7033, 7035, 7036, 7037, 7038, 7040, 7042, 7044 bis 7047, 9006, 9007, 9018, 9022, 9023.The darker color absorbs the sunlight better, while the lighter side promotes brightness under the glass roof. Darker can be black while the underside is grey. The black color preferably has one of the following RAL tones 9004, 9005, 9011, 9017, 8022; the gray color one of the following RAL tones 7000, 7001, 7004, 7005, 7009, 7011, 7012, 7013, 7024, 7026, 7030,7031, 7032, 7033, 7035, 7036, 7037, 7038, 4040, 70440, 70440 to 7047, 9006, 9007, 9018, 9022, 9023.
Die unterschiedlichen Farbtöne werden vorzugsweise durch mehrfache Druckvorgänge erreicht. Bei einem Druck von unten wird zunächst eine dunklere Farbschicht aufgebracht und anschließend die hellere Farbschicht aufgebracht. Bei einem Druck von oben wird zunächst eine hellere Farbschicht aufgebracht, dann die dunklere Farbschicht.The different shades of color are preferably achieved by multiple printing processes. When printing from below, a darker color layer is applied first and then the lighter color layer is applied. When printing from above, a lighter color layer is applied first, then the darker color layer.
Für den Druck wird vorzugsweise ein Solarmodul von oben und von unten gescannt, so daß Daten gewonnen werden, die einen digitalen Druck mittels einer digitalen Steuerung des Druckwerkes erlauben. Als Druckwerk eignet sich insbesondere eine Farbauftragdüse, die in der Druckebene in zwei unterschiedlichen Richtungen mittels entsprechender Antriebe bewegbar ist, so daß die Düse an jeden gewünschten Punkt gebracht und in Tätigkeit gesetzt werden kann.For printing, a solar module is preferably scanned from above and below, so that Data are obtained that allow digital printing by means of digital control of the printing unit. An inking nozzle is particularly suitable as a printing unit, which can be moved in two different directions in the printing plane by means of appropriate drives, so that the nozzle can be brought to any desired point and activated.
Das Glasscheiben-Teil und die Solarmodule liegen auf Sparren auf, die ihrerseits von Balken getragen werden. Die Balken liegen auf Stützen auf. Vorzugsweise sind die Stützen teleskopierbar.The pane of glass and the solar modules rest on rafters, which in turn are supported by beams. The beams rest on supports. The supports are preferably telescopic.
Von Vorteil ist, wenn alle Sparren und/oder Balken und/oder Stützen aus Stahlprofilen bestehen. Dabei sind insbesondere Vierkant-Hohlprofile aus Stahl vorgesehen. Die Vierkantprofile besitzen vorteilhafte Auflageflächen. Die Stahlprofile verziehen sich nicht unter Feuchtigkeitsbelastung. Die Korrosion der Stahlprofile ist bei zeitgemäß verzinkten Profilen kein Problem.It is advantageous if all rafters and/or beams and/or supports consist of steel profiles. In particular, square hollow profiles made of steel are provided. The square profiles have advantageous contact surfaces. The steel profiles do not warp when exposed to moisture. Corrosion of the steel profiles is not a problem with contemporary galvanized profiles.
Die Hohlprofile lassen sich vorteilhafterweise als Führung für die elektrischen Leitungen zwischen den Solarmodulen und den Verbrauchern/Speichern benutzen.The hollow profiles can advantageously be used as guides for the electrical lines between the solar modules and the consumers/storage devices.
Das heißt, die Leitungen können zum Beispiel auf den Sparren bis zu den Balken geführt und in den Balken und in Stützen weitergeführt werden.This means that the lines can, for example, be routed along the rafters to the beams and continued in the beams and in the supports.
Außerdem ist es von Vorteil, die Regenwasserleitungen teilweise durch die Stützen oder an den Stützen entlang zu führen.It is also advantageous to run the rainwater pipes partially through the supports or along the supports.
Vorzugsweise sind die Balken und Stützen mit Revisionsöffnungen zur Wartung und Instandhaltung der innen liegenden Leitungen versehen.The beams and supports are preferably provided with inspection openings for servicing and maintenance of the internal lines.
Vorzugsweise ist am Tiefsten des Glasdaches eine Regenrinne vorgesehen. Die Regenrinne kann durch ein Rinnenprofil gebildet werden. Das Rinnenprofil kann auch der Aufnahme einer üblichen Regenrinne dienen.A rain gutter is preferably provided at the lowest point of the glass roof. The rain gutter can be formed by a gutter profile. The channel profile can also be used to accommodate a standard rain gutter.
Am Höchsten (First) des geneigten Glasdaches können die Sparren unmittelbar stumpf an gegenüberliegende Sparren stoßen. Das erlaubt, einander gegenüberliegende Solarmodulreihen dicht aneinander zu bringen. Vorzugsweise sind die Auflagestellen der Solarmodulreihen auf den Sparren und die am First gegenüberliegenden Enden der Solarmodulreihen noch mit einer Abdeckung geschützt. Als gemeinsame Abdeckung kann ein Blech dienen, daß mit den Sparren verschraubt wird.At the highest point (ridge) of the pitched glass roof, the rafters can butt directly against opposite rafters. This allows opposing rows of solar modules to be brought close together. Preferably, the contact points of the rows of solar modules on the rafters and the opposite ends of the rows of solar modules at the ridge are also protected with a cover. A metal sheet that is screwed to the rafters can serve as a common cover.
Wahlweise ist zwischen den Enden der Sparren ein besonderes Profil vorgesehen. Das besondere Profil kann ein U-förmiges Rinnenprofil mit einem unten liegenden Boden und mit sich nach oben erstreckenden freien Schenkeln sein. Das Rinnenprofil erlaubt es, die freien Schenkel aus der senkrechten um ein Maß nach außen zu biegen, welches gleich der vorgesehenen Dachneigung ist. Dann können die Sparren rechtwinklig abgelängt werden und trotzdem mit ihrem Ende vollflächig an der Rinne anliegen.Optionally, a special profile is provided between the ends of the rafters. The particular profile may be a U-shaped gutter profile with a bottom below and free legs extending upwards. The channel profile allows the free legs to be bent outwards from the vertical by an amount equal to the intended roof pitch. The rafters can then be cut to length at right angles and still be in full contact with the gutter with their end.
In einem solchen Fall ist es zweckmäßig, auch die am Tiefsten des Daches vorgesehene U-förmige Regenrinne mit einem Boden und mit zwei nach oben weisenden freien Schenkeln zu versehen. Im Unterschied zu der Rinne am Höchsten des Daches ist der solarmodulseitige freie Schenkel der Rinne dann um das Maß der Dachneigung nach innen gebogen. Infolgedessen können die Sparrenenden auch am Tiefsten des Daches rechtwinklig abgelängt werden und gleichwohl vollflächig an dem zugehörigen Schenkel anliegen.In such a case, it is expedient to also provide the U-shaped rain gutter provided at the lowest point of the roof with a bottom and with two free legs pointing upwards. In contrast to the gutter at the top of the roof, the free leg of the gutter on the solar module side is then bent inwards by the amount of the roof pitch. As a result, the ends of the rafters can also be cut to length at right angles at the lowest point of the roof and still lie flat on the associated leg.
Die vorstehend erläuterten Rinnen, können auch einen genau U-förmigen Querschnitt aufweisen, an die eine vollflächige Anlage der Sparrenenden möglich ist, wenn die Sparren an den Enden entsprechend der Dachneigung schräg abgelängt sind.The gutters explained above can also have an exactly U-shaped cross-section, to which the ends of the rafters can rest over the entire surface if the ends of the rafters are cut to length obliquely in accordance with the pitch of the roof.
Von Vorteil ist, wenn die Stützen aus teleskopierbaren Profilen/Rohren bestehen. Das heißt, die Stützen bestehen aus zwei ineinander bzw. auseinander schiebbaren Hohlprofilen/Rohren. Geeignete Rohre können runden Querschnitt aufweisen, aber auch Vierkantrohre sein. Vorzugsweise sind die ineinander angeordneten Rohre mit geringem Bewegungsspiel geführt. Bei handelsüblichen Rohren findet sich nicht zu jedem Rohr ein anderes teleskopierbares Rohr mit geringem Bewegungsspiel. Dann kann gleichwohl mit Hilfe eines Ringes ein geringes Bewegungsspiel erreicht werden, wenn der Ring zum Beispiel am Ende des äußeren Rohres fest angeordnet ist und das innere Rohr mit geringem Bewegungsspiel umgibt.It is advantageous if the supports consist of telescopic profiles/tubes. This means that the supports consist of two hollow profiles/tubes that can be pushed into or apart from each other. Suitable tubes can have a round cross-section, but can also be square tubes. Preferably, the tubes arranged one inside the other are guided with little play of movement. With commercially available pipes, there is not a different telescoping pipe with little play for every pipe. A small amount of play can then be achieved with the help of a ring if the ring is fixed, for example, at the end of the outer tube and surrounds the inner tube with a small amount of play.
Die Teleskopierbarkeit erlaubt eine Einstellung der Stützenhöhe.The telescoping allows the support height to be adjusted.
Nach der Einstellung der richtigen Stützenhöhe besteht keine Veranlassung mehr zu einer Änderung der Stützenhöhe und ist vorzugsweise eine bleibende Arretierung der ineinander sitzenden Rohre vorgesehen. Das kann mit Hilfe einer Schweißnaht erreicht werden, mit der der Spalt zwischen äußerem und innerem Rohr bzw. zwischen dem vorstehend erläuterten Ring und dem inneren Rohr vollständig verschlossen wird. Auch ein teilweiser Verschluß durch punktweise Verschweißung ist möglich. Das kann der Belüftung des Innenraumes der Rohre dienen, ggfs. unter Ergänzung durch Öffnungen unten oder oben an der Stütze.Once the correct support height has been set, there is no longer any need to change the support height, and permanent locking of the tubes that are seated one inside the other is preferably provided. This can be achieved with the aid of a weld seam, with which the gap between the outer and inner tube or between the ring explained above and the inner tube is completely closed. A partial closure by spot welding is also possible. This can be used to ventilate the interior of the pipes, if necessary with the addition of openings at the bottom or top of the support.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
Jede Reihe 7 besteht aus zwei Solarmodulen. Jede Reihe 7 liegt mit einer Seite auf einem Sparren auf. In der Ansicht liegt von zwei benachbarten Reihen 7 die rechte Reihe 7 mit der linken Kante auf dem Sparren und die linke Reihe 7 mit rechten Kante auf dem Sparren auf. Dabei liegen die benachbarten Reihen 7 im Abstand auf dem Sparren auf. In dem dadurch entstehenden Spalt sind die elektrischen Leitungen geführt, die zwischen den Solarmodulen und einer Umspanneinrichtigung vorgesehen sind, über die die mit den Solarmodulen gewonnene elektrische Energie in ein elektrisches Netz eingespeist wird.Each
Der Spalt wird mit Profilen 6 abgedeckt, die zugleich die Aufgabe haben, die Reihen 7 auf den Sparren durch Klemmung zu halten. Die Klemmung wird durch nicht dargestellte Schrauben bewirkt.The gap is covered with
Das Anschlußprofil 5 ist an einer Gebäudewand befestigt. Auf dem Anschlußprofil 5 liegen die Sparren mit einem Ende auf.The
Der nicht dargestellte Balken liegt auf den Stützen 3 auf. Dabei befindet sich der Balken im Abstand von 0,5m vom anderen Ende der Sparren.The beam, not shown, rests on the
Die Stützen 3 sind teleskopierbar. Dazu bestehen die Stützen 3 aus zwei Vierkant-Rohren. Das im Durchmesser größere Rohr bildet den Fuß der Stützen 3 und umfaßt ein im Durchmesser kleineres Rohr. In Grenzen läßt sich die Stützhöhe beliebig einstellen. In
Im Übrigen sind alle Stahlteile (Sparren, Balken, Stützen, Rinnenprofile, sonstige Profile) miteinander verschraubt. Wo Stahlteile stumpf an andere Stahlteile stoßen, sind Zwischenstücke aus Stahl vorgesehen, die auch an diesen Stellen eine Verschraubung erlauben. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um nicht dargestellte sogenannte Schuhe.Otherwise, all steel parts (rafters, beams, supports, channel profiles, other profiles) are screwed together. Where steel parts abut other steel parts, intermediate pieces made of steel are provided, which also allow screwing at these points. In the exemplary embodiment, these are so-called shoes, which are not shown.
Für die Verbindung der Sparren mit den Rinnenprofilen sind Schuhe vorgesehen, welche
- - mit einem Teil die stumpf zu stoßenden Sparrenenden umfassen und dort verschraubt werden
- - mit Laschen an den Rinnenprofilen verschraubt werden.
- - mit einem Stutzen ein oberes Ende einer Stütze umfassen und mit den Stützen verschraubt werden
- - mit Laschen an den Balken verschraubt sind.
- - Cover the ends of the rafters that are to be butted with one part and screw them there
- - be screwed to the channel profiles with lugs.
- - Cover an upper end of a support with a socket and screw it to the supports
- - are screwed to the beams with lugs.
Das Rinnenprofil 4 dient nach
Aus dem Rinnenprofil 4 wird anfallendes Regenwasser durch Regenrohre 8 abgeleitet.Rainwater is drained from the channel profile 4 through rainwater pipes 8 .
An den Seiten des Daches ist ein Überstand 9 des Glasdaches vorgesehen. Der Überstand hat im Ausführungsbeispiel ein Maß von 0,2m. Der Überstand 9 besteht aus mehrlagigem Glas mit gleicher Dicke wie das Alco-Solarmodul, aber ohne Solarzellen.An overhang 9 of the glass roof is provided on the sides of the roof. In the exemplary embodiment, the overhang is 0.2 m. The overhang 9 consists of multi-layer glass with the same thickness as the Alco solar module, but without solar cells.
Außerdem hat der Überstand eine Länge wie die benachbarte Reihe 7 bzw. wie jede Reihe 7.In addition, the overhang has a length like the
Im Unterschied zu den Reihen 7 ist der Überstand 9 von unten mit Abbildungen der Solarzellen mehrfach bedruckt, zunächst dunkel und anschließend mit einer hellen Farbschicht, so daß der Überstand 9 wie ein Teil der Modulreihen 7 erscheint. Das stellt einen gleichen Lichtdurchgang wie bei den Solarmodulen 7 sicher.In contrast to the
In einem anderen Ausführungsbeispiel besteht der Überstand aus zwei Einzelstücken, von denen jedes Einzelstück die Länge eines Solarmoduls hat und die miteinander verbunden werden wie die Solarmodule der Reihen 7.In another embodiment, the overhang consists of two individual pieces, each of which has the length of a solar module and which are connected to one another like the solar modules in
Im Ausführungsbeispiel nach
Das Anschlußstück 17 bildet einen Anschluß an einen Vorsprung des Gebäudes, der den Einbau eines Solarmoduls 16 verhindert.The connecting
Claims (5)
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DE102020007901.6A DE102020007901A1 (en) | 2020-12-27 | 2020-12-27 | Glass roof with solar panel modules |
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2020
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