DE10247300A1

DE10247300A1 - Component for fixing to a rail track for a Transrapid transport system comprises a photovoltaic module chemically and mechanically connected to a base body without an air gap

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Publication number: DE10247300A1
Application number: DE10247300A
Authority: DE
Original assignee: BLUENERGY AG
Current assignee: BLUENERGY AG
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-02-26

Abstract

Component (10) comprises a photovoltaic module (14) chemically and mechanically connected to a base body (12) without an air gap so that the formation of moisture between the photovoltaic module and base body is avoided. An Independent claim is also included for a process for the production of the component.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil, mit einem Grundkörper und einem Fotovoltaikmodul. Weiterhin beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung eines Fotovoltaikmoduls auf einem Grundkörper. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Befestigung von Fotovoltaikmodulen auf einer Trasse für einen Transrapid.The invention relates to a Component, with a basic body and a photovoltaic module. The invention further includes Method for fastening a photovoltaic module on a base body. In particular The invention relates to the attachment of photovoltaic modules on a route for a transrapid.

Die Magnetschnellbahn Transrapid ist ein modernes spurgeführtes Verkehrssystem. Die Magnetbahnzüge umgreifen entgleisungssicher den Fahrweg und werden berührungsfrei magnetisch getragen und geführt. Ein streckenseitig zuschaltbares magnetisches Wanderfeld bewegt die Züge mit der jeweils erforderlichen Geschwindigkeit.The Transrapid magnetic high-speed train is a modern track-led Traffic system. The magnetic train grip the track safely against derailment and become contact-free magnetically carried and guided. A magnetic traveling field can be activated on the track side trains at the required speed.

Der Fahrweg bzw. die Trasse kann aufgeständert oder ebenerdig verlaufen. Die Trasse besteht aus Stützen und den darauf aufgelegten Fahrwegträgern. Während die Stützen aus Betonkonstruktionen bestehen, können die Träger sowohl aus Stahl als auch aus Beton gefertigt werden. Darüber hinaus auch Hybrid-Träger möglich.The route or the route can elevated or run at ground level. The route consists of supports and the guideway supports placed on it. While the pillars consist of concrete structures, the beams can be made of steel as well be made of concrete. Furthermore also hybrid carriers possible.

Da der Fahrweg bzw. die Trasse eines Transrapids naturgemäß ständig frei von Fremdkörpern bleiben muss, also sich keine Gegenstände auf der Trasse befinden dürfen, eignet sich eine Transrapidtrasse ausgesprochen gut als Grundfläche zur Installation von Fotovoltaikmodulen. Die der Sonne zugewandte Oberseite der Trasse wird lediglich durch die darüber fahrenden Züge kurzzeitig abgeschattet. Auch können sich aus sicherheitstechnischen Gründen keine großen Gebäude oder Bäume unmittelbar an der Trasse befinden, die ebenfalls eine Abschattung bewirken könnten. Hinzu kommt, dass die Züge die Oberfläche der Trasse berührungslos passieren, wodurch mechanische Schäden der Fotovoltaikmodule durch Berührung mit den Zügen ausgeschlossen sind.As the route or route of a Transrapid naturally always free of foreign bodies must remain so there are no objects on the route allowed to, a Transrapid line is extremely suitable as a base for Installation of photovoltaic modules. The top facing the sun the route is only temporary due to the trains traveling above it shadowed. Can too no large buildings or for safety reasons Trees immediately the route, which could also cause shading. in addition comes the trains the surface the route without contact happen, causing mechanical damage to the photovoltaic modules contact with the trains excluded are.

Allerdings ergeben sich trotz des berührungslosen Fahrens der Transrapidzüge extrem hohe Anforderungen an die Befestigung der Fotovoltaikmodule auf der Trasse. Ein mit hoher Geschwindigkeit fahrender Transrapid (bis zu 500 km/h) bewirkt eine Komprimierung der Luft insbesondere vor und unter dem Fahrzeug, was eine Stoßwelle verursacht, die wiederum direkt auf die Oberfläche der Trasse, also unmittelbar auf die Fotovoltaikmodule wirkt. Weiterhin entsteht direkt hinter dem fahrenden Transrapid eine Sogwirkung, die ebenfalls auf die Oberfläche der Trasse wirkt und der die Fotovoltaikelemente und deren Befestigung standhalten müssen. Es besteht die Gefahr, dass sich die Fotovoltaikmodule oder Teile davon lösen und vom Fahrweg weg geschleudert werden. Dies würde neben den Schäden an den Fotovoltaikmodulen und dem Fahrweg zu einer erheblichen Gefährdung auch für Mensch und Tier im Umfeld des Fahrweges führen.However, despite the contactless Driving the Transrapid trains extremely high requirements for the mounting of the photovoltaic modules on the route. A high-speed Transrapid (up to 500 km / h) causes a compression of the air in particular in front and under the vehicle, which causes a shock wave, which in turn directly on the surface the route, i.e. directly affects the photovoltaic modules. Farther there is a suction effect directly behind the moving Transrapid, which also on the surface of the The route works and the photovoltaic elements and their attachment have to withstand. There is a risk that the photovoltaic modules or parts release from it and hurled away from the driveway. This would add to the damage to the Photovoltaic modules and the road to a significant risk too for human and lead animals in the vicinity of the driveway.

Weiterhin besteht die Gefahr, dass sich zwischen der Trasse und den darauf befestigten Fotovoltaikmodulen Feuchtigkeit oder Wasser sammelt und zu Korrosion und damit zu einer Zerstörung der Fotovoltaikmodule, des Gleisbettes und/oder der Eisenkonstruktion des Fahrweges führt.There is also a risk that between the route and the photovoltaic modules attached to it Moisture or water collects and leads to corrosion and thus to a destruction the photovoltaic modules, the track bed and / or the iron construction of the route.

Somit sind aus den oben genannten Gründen die Anforderungen an die Befestigung der Fotovoltaikmodule sehr hoch. Allerdings ist dem Stand der Technik keine Befestigungsart zu entnehmen, die den beschriebenen Anforderungen gerecht werden würde. Bezüglich der Aufstellung und Befestigung von Fotovoltaikmodulen ist insbesondere ein Aufständern auf Gerüsten oder ein Anbringen an Hauswänden oder Dächern bekannt. Fotovoltaikmodule, die Druck- und Sogwellen standhalten und gleichzeitig derartig befestigt sind, dass ein Eindringen von Feuchtigkeit und Wasser zwischen den Grundkörper und dem Fotovoltaikmodul verhindern, sind nicht bekannt.Thus are from the above establish the requirements for mounting the photovoltaic modules very much high. However, the prior art is not a type of attachment can be seen that would meet the requirements described. Regarding the Installation and mounting of photovoltaic modules is special an insurgent on scaffolding or an attachment to house walls or roofs known. Photovoltaic modules that withstand pressure and suction waves and at the same time are attached in such a way that moisture penetration and water between the body and prevent the photovoltaic module are not known.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bauteil, insbesondere eine Trasse bzw. einen Abschnitt einer Trasse für einen Transrapid zu schaffen, das möglichst fest mit einem Fotovoltaikmodul verbunden ist. Die Verbindung muss derart ausgeführt sein, dass sie gegenüber Druck- und Sogkräften dauerhaft Bestand hat, also ein Loslösen des Fotovoltaikmoduls oder Teilen davon möglichst ausgeschlossen ist. Weiterhin soll ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Wasser zwischen den Grundkörper und das Fotovoltaikmodul ausgeschlossen sein.The object of the present invention consists of a component, in particular a route or a Section of a route for to create a Transrapid that is as solid as possible with a photovoltaic module connected is. The connection must be made so that it is permanent against pressure and suction forces Endures, i.e. a detachment of the photovoltaic module or parts thereof is excluded as far as possible. Furthermore, penetration of moisture and / or water between the basic body and the photovoltaic module must be excluded.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Befestigung eines Fotovoltaikmoduls an einem Grundkörper zu schaffen, das zu einer Verbindung führt, die den obigen Anforderungen gerecht wird.Another task of the present Invention is a method for attaching a photovoltaic module on a base body to create a connection that meets the above requirements justice.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 gelöst.According to the invention, this is done using a component the features of claim 1 and a method with the features of claims 2 and 3 solved.

Die chemische Verbindung wird derart aufgebracht, dass ein Eindringen von Wasser zwischen das Fotovoltaikmodul und den Grundkörper ausgeschlossen ist. Beispielsweise können die Fotovoltaikmodule oder einzelne Solarzel len auf dem Grundkörper aufgeklebt werden. Möglich ist aber auch ein Auflaminieren der Fotovoltaikmodule bzw. Solarzellen auf den Grundkörper. Eine solche Verbindung reicht gewöhnlich aus, um einen sicheren Halt des Fotovoltaikmoduls auf dem Bauteil bzw. auf dem Grundkörper zu gewährleisten. Da jedoch, wie oben ausgeführt, die Anforderungen an die Verbindung im Falle einer Transrapidtrasse erheblich höher sind, erfolgt erfindungsgemäß eine zusätzliche mechanische Verbindung der Bauteile. Diese kann beispielsweise über einen Rahmen erfolgen, der auf das Fotovoltaikmodul aufgesetzt und anschließend mit dem Bauteil verschraubt wird. Ein solcher Rahmen kann beispielsweise als Doppel-U-Profil ausgeführt sein, in das die Fotovoltaikmodule mit ihren Seitenkanten hineinragen und somit durch in dem Doppel-U-Profil gehalten sind. Ein sogenanntes Abflattern der Fotovoltaikmodule von den Kanten aus, wird damit absolut verhindert. Ein solcher Rahmen kann auch teilweise oder vollständig auf dem Grundkörper vormontiert werden, um anschließend die Fotovoltaikmodule in diese einzusetzen und zu befestigen. Alternativ können die Fotovoltaikmodule selbst auch durchgehende Öffnungen oder Löcher aufweisen, durch die hindurch nach dem Aufkleben Schrauben oder ähnliche Haltemittel hindurchgeführt werden können, um somit eine mechanische Verbindung zu dem Bauteil zu gewährleisten. Hierbei bieten sich beispielsweise Sicherheitsschrauben oder sogenannte Hammertreibschrauben an.The chemical compound is applied in such a way that water cannot penetrate between the photovoltaic module and the base body. For example, the photovoltaic modules or individual solar cells can be glued to the base body. However, it is also possible to laminate the photovoltaic modules or solar cells onto the base body. Such a connection is usually sufficient to ensure that the photovoltaic module is securely held on the component or on the base body. However, since, as explained above, the requirements for the connection in the case of a Transrapid line are considerably higher, an additional mechanical connection of the components takes place according to the invention. This can be done, for example, using a frame that is placed on the photovoltaic module and then screwed to the component. Such a frame can be designed, for example, as a double U profile, in that the photovoltaic modules protrude with their side edges and are thus held in the double U profile. So-called fluttering of the photovoltaic modules from the edges is absolutely prevented. Such a frame can also be partially or completely pre-assembled on the base body in order to subsequently insert and fasten the photovoltaic modules in it. Alternatively, the photovoltaic modules themselves can also have through openings or holes through which screws or similar holding means can be passed after being glued on, in order thus to ensure a mechanical connection to the component. Here, for example, security screws or so-called hammer driving screws are available.

Die Fotovoltaikmodule können mit einem Massekleber versehen werden, der diese luftspaltfrei und wasserkriechdicht auf der Trasse befestigt. Dabei sollte die Klebkraft ausreichend sein, um zumindest eine feste Verbindung mit dem Bauteil zu erreichen. Der Massekleber kann ein witterungsbeständiges Doppelklebematerial sein, geeignet sind auch Sprühkleber oder Zweikomponentenkleber, Silikon sowie Acrylharzkleber. Die Masseverklebung bewirkt die gewünschte Abdichtung des Fotovoltaikmoduls gegen den Untergrund, so dass ein Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasser zwischen das Fotovoltaikmodul und die Trasse verhindert wird. Neben einer Masseverkle bung wäre es auch denkbar, lediglich umlaufende durchgängige Verklebung im Randbereich der Fotovoltaikmodule zu wählen.The photovoltaic modules can with be provided with a mass adhesive, which is free of air gaps and water-tight fixed on the route. The adhesive strength should be sufficient be to achieve at least a firm connection with the component. The mass glue can be a weatherproof double adhesive material spray adhesives are also suitable or two-component adhesive, silicone and acrylic resin adhesive. The mass bonding effects the desired Sealing the photovoltaic module against the substrate, so that a Moisture or water entering between the photovoltaic module and the route is prevented. In addition to mass bonding, it would also be conceivable, only continuous continuous gluing in the edge area to choose the photovoltaic modules.

Durch Verwendung eines elastischen Masseklebers wird gleichzeitig ein Ausgleich der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Moduls und der Trasse geschaffen. Die Abdichtung gegen Feuchtigkeit und Wasser bewirkt eine verlängerte Lebenserwartung, der Transrapidstrecke und verringert notwendige Wartungsmaßnahmen.By using an elastic Bulk glue simultaneously balances the different Expansion coefficients of the module and the route created. The Sealing against moisture and water prolongs life expectancy, the Transrapid line and reduces necessary maintenance measures.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Klebstoffes erwiesen, der ein späteres Loslösen bzw. Austauschen der Fotovoltaikmodule ermöglicht. Dies ist möglich, wenn der Klebstoff seine Klebekraft bei Einwirkung von gezielt aufgebrachten Einflüssen, beispielsweise durch Einwirkung hoher Temperaturen oder Ultraschall wieder verliert.Has proven to be particularly advantageous proven the use of an adhesive that prevents subsequent detachment or Replacing the photovoltaic modules enables. This is possible if the adhesive has its adhesive force when applied in a targeted manner influences, for example by exposure to high temperatures or ultrasound loses again.

Die mechanische Befestigung kann, wie bereits ausgeführt, über sicherungstechnische Spezialschrauben, wie beispielsweise Hammerkopfschrauben erfolgen. Bei diesem System wird eine glatte Bohrung innerhalb des Bauteils bzw. Trasse benötigt. Die Hammerkopfschraube dringt durch die Hammerschläge absolut fest in die Bohrung ein. Wesentlich ist, dass sich die Hammerkopfschraube durch das Fotovoltaikmodul hindurch erstreckt bzw. mit Hilfe einer Rahmenkonstruktion das Fotovoltaikmodul an dem Bauteil befestigt.The mechanical fastening can as already explained, about safety-related Special screws, such as hammer head screws. With this system there is a smooth bore inside the component or route required. The Hammer head screw penetrates absolutely firmly through the hammer blows on. It is essential that the hammer head screw through the photovoltaic module extends through or with the help of a frame construction, the photovoltaic module attached to the component.

Die Befestigungselemente, z.B. die Hammerkopfschrauben, können mit Kunststoff umhüllt sein, um innerhalb der Bohrung Spannungen aufgrund hoher Temperaturdifferenzen zwischen den verbundenen Bauteilen ausgleichen zu können.The fasteners, e.g. the Hammer head screws, can be covered with plastic, tensions within the bore due to high temperature differences to be able to balance between the connected components.

Grundsätzlich ist es sinnvoll, die Fotovoltaikmodule derart zu dimensionieren, dass sie bei Bedarf kostengünstig austauschbar sind.Basically, it makes sense Dimension photovoltaic modules in such a way that they can be exchanged cost-effectively if required are.

Denkbar wäre auch, anstelle der Befestigung von Fotovoltaikmodulen die Solarzellen direkt auf der Trasse bzw. Trassenelementen aufzubringen. Hierzu wird mit Hilfe einer Rakeltechnik zunächst ein Massefilm aus zweikomponentigem Silikon Kautschukharz auf die Trasse aufgetragen. In diese elastische Masse hinein, werden die Solarzellen eingebracht. Nach Anhärten der Grundmasse wird in einem zweiten Arbeitsgang eine zweite Masseschicht über die Solarzellen luftblasenfrei aufgetragen. Über die zweite Schicht wird vorzugsweise eine Kunststoff-Folie mit einer wasserdampfundurchlässigen Glasbeschichtung aufgetragen, die sich unlösbar mit dem Silikonkautschuk verbindet. Zur mechanischen Sicherung werden dann beispielsweise Leisten über die Abdeckfolie derart angebracht, dass sie die Solarzellen nicht abdecken und keinerlei Beschädigungen und Beeinträchtigungen der Leistung der Fotovoltaik verursachen. Ein partielles Loslösen an den Rändern der Fotovoltaikmodule, welches sich schnell fortsetzen und die Solarzellen schließlich zerstören würde, könnte somit verhindert werden.It would also be conceivable instead of fastening Photovoltaic modules put the solar cells directly on the route or route elements applied. To do this, first use a squeegee technique Bulk film made of two-component silicone rubber resin on the route applied. The solar cells become into this elastic mass brought in. After hardening the base mass is a second mass layer over the Solar cells applied without air bubbles. Over the second layer preferably a plastic film with a water vapor impermeable glass coating applied that is unsolvable connects with the silicone rubber. For mechanical security then for example over last the cover film attached so that it does not the solar cells cover and no damage and impairments the performance of photovoltaics. A partial detachment from the Edges of the Photovoltaic modules, which continue quickly and the solar cells finally to destroy would, could be prevented.

Sollten vorgefertigte Fotovoltaikmodule zum Einsatz kommen, müssen auch diese den hohen Anforderungen Stand halten. Es müssen demnach gute Haftvermittler zwischen einem Trägermaterial (z.B. Silane usw.) und/oder auch elastische Laminatfolien eingesetzt werden, die den wechselnden Belastungen elastisch widerstehen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Trägerplatte, die Bestandteil eines Fotovoltaikmoduls ist, eine Vielzahl von über die Fläche verteilte Öffnungen aufweist, durch die der Kunststoff, der die Solarzellen mit der Trägerplatte verbindet, hindurchreicht und somit einen unlösbaren Verbund bewirkt. Eine derart gelochte Trägerplatte bietet in Verbund mit dem Kunststoff der Solarplatte einen optimalen Halt, so dass die Solarzellen sicher, dicht- und bruchfrei gelagert sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante solcher gelochter Trägerplatten sind, Vertiefungen entsprechend der Geometrie der Solarzellen eingeprägt, in die Solarzellen fixiert werden. Es wird damit erreicht, dass das ü ber der Solarzelle befindliche Kunststoffmaterial eine glatte ebene Fläche bildet.Should be prefabricated photovoltaic modules must be used these also withstand the high demands. So it has to good adhesion promoter between a carrier material (e.g. silanes etc.) and / or elastic laminate films are used, the Resist changing loads elastically. This can be done, for example achieved that a carrier plate, which is part of a photovoltaic module, a variety of over the area distributed openings through which the plastic that connects the solar cells to the carrier plate connects, reaches through and thus creates an indissoluble bond. A carrier plate perforated in this way offers an optimal combination with the plastic of the solar plate Stop, so that the solar cells are stored safely, leakproof and unbreakable are. In a particularly advantageous embodiment of such perforated carrier plates are embossed according to the geometry of the solar cells into which Solar cells are fixed. It is achieved that the above Plastic material located in the solar cell forms a smooth, flat surface.

Von besonderem Vorteil kann auch eine Verrippung der Trägerplatte sein. Sie kann derart gestaltet werden, dass eine wesentliche Versteifung der Trägerplatte erfolgt. Zum anderen dienen die Verrippungskanäle einer besseren Hinterlüftung der Trägerplatte und somit einer intensiveren Wärmeabfuhr der durch die Solarzellen bedingten Wärme. Außerdem können die Verrippungen derart gestaltet werden, dass Kabel durch diese geführt werden können. Die Trägerplatte kann vorteilhafterweise als Press-Prägeteil oder durch Nutzung einer Extrusionstechnik als preiswertes Massenprodukt hergestellt werden. Die Perforierung braucht nicht über die ganze Platte verteilt zu sein, sondern kann sich auch nur längs der Außenkanten sowie in den Zwischenräumen der Solarzellen befinden.Ribbing of the carrier plate can also be particularly advantageous. It can be designed in such a way that the carrier plate is substantially stiffened. On the other hand, the ribbed channels serve for better rear ventilation of the carrier plate and thus more intensive heat dissipation of the heat caused by the solar cells. In addition, the ribbing can be designed in such a way that cables can be guided through it. The carrier plate can advantageously as Press-stamped part or by using an extrusion technology as an inexpensive mass product. The perforation need not be distributed over the entire plate, but can also be located only along the outer edges and in the spaces between the solar cells.

Ein erfindungsgemäßes verwendetes Fotovoltaikmodul sollte möglichst unzerbrechlich sein. Dies erfüllt ein Modul mit z.B. einer Edelstahlträgerplatte oder einer Trägerplatte aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial (Glasfaser mit z.B. Epoxydharz mit sehr verringertem Ausdehnungskoeffizienten). Als Verkapselungsmaterial ist Ionomerfolie oder Teflon (Fluorpolymer) und als Abdeckmaterial ein Fluorpolymer mit Glasschicht denkbar. Als Abdeckmaterial kann auch gehärtetes Glas vorteilhaft sein, da dieses durch Hagelschlag oder andere mechanische Beeinträchtigungen nicht zerstört werden kann. Als Trägerplatte eignet sich auch glasfaserverstärktes Tedlar, da sich dieses gut kleben lässt.A photovoltaic module used according to the invention should if possible to be unbreakable. This is true a module with e.g. a stainless steel carrier plate or a carrier plate made of glass fiber reinforced Plastic material (glass fiber with e.g. epoxy resin with very reduced Expansion coefficient). Ionomer film is used as encapsulation material or Teflon (fluoropolymer) and a fluoropolymer as covering material conceivable with a layer of glass. Tempered glass can also be used as cover material be advantageous as this is due to hailstorm or other mechanical impairments not destroyed can be. As a carrier plate glass fiber reinforced is also suitable Tedlar, because it can be glued well.

Die Trägerplatte kann auch direkt mit der Trasse verbunden werden, beispielsweise über ein Zweikomponenten-Silikomaterial mit oder ohne eine integrierte Glasfasermatte.The carrier plate can also be used directly be connected to the route, for example via a two-component silicon material with or without an integrated glass fiber mat.

Die Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung, der nachfol genden Zeichnung und den Ansprüchen näher erläutert:The invention is achieved with the help of following description, the following drawing and the claims explained in more detail:

Es zeigen:Show it:

1: ein Schnittbild durch ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einem Doppel-U-Rahmen, 1 1 shows a sectional view through a component according to the invention with a double U-frame,

2: eine Draufsicht auf ein Bauteil mit Fotovoltaikmodulen, die mit Doppel-U-Rahmen befestigt sind, 2 : a top view of a component with photovoltaic modules that are fastened with double U-frames,

3: ein Schnittbild durch ein erfindungsgemäßes Bauteil mit einer Schraubbefestigung, 3 1 shows a sectional view through a component according to the invention with a screw fastening,

4: eine Draufsicht auf ein Fotovoltaikmodul mit Schraubbefestigungsmitteln am Rand und innerhalb der Fläche des Moduls, 4 : a top view of a photovoltaic module with screw fasteners on the edge and within the surface of the module,

5: ein Schnittbild durch den Übergangsbereich zwischen dem Bauteil und dem Fotovoltaikmodul mit unterschnittenen Einkerbungen, 5 : a sectional view through the transition area between the component and the photovoltaic module with undercut notches,

6: ein Schnittbild durch eine erste weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante des Bauteils, 6 1 shows a sectional view through a first further embodiment variant of the component according to the invention,

7: ein Schnittbild durch eine zweite weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante des Bauteils. 7 : A sectional view through a second further embodiment variant of the component according to the invention.

Gemäß 1 besteht ein erfindungsgemäßes Bauteil 10 aus einem Grundkörper 12, beispielsweise einer Transrapidtrasse bzw. einem Abschnitt einer Transrapidtrasse, und einem Fotovoltaikmodul 14. Das Fotovoltaikmodul 14 ist chemisch, im dargestellten Bauspiel mit Hilfe eines Klebeschicht 16 mit dem Grundkörper 12 verbunden. Diese Klebeschicht 16 kann aus witte rungsbeständiges Doppelklebematerial, als Sprühkleber, als Zweikomponenten-Silikonkleber oder als Acrylharzkleber gebildet sein. Wesentlich ist, dass es sich um eine Masseverklebung handelt, die gewährleistet, dass keinerlei Feuchtigkeit oder Wasser zwischen das Fotovoltaikmodul 14 und den Grundkörper 12 eindringen kann. Deswegen ist es sinnvoll, dass Klebematerial vollflächig oder zumindest umlaufend zwischen dem Grundkörper 12 und dem Fotovoltaikmodul 14 aufzubringen.According to 1 there is a component according to the invention 10 from a basic body 12 , for example a Transrapid line or a section of a Transrapid line, and a photovoltaic module 14 , The photovoltaic module 14 is chemical, in the building game shown with the help of an adhesive layer 16 with the main body 12 connected. This adhesive layer 16 can be formed from weather-resistant double adhesive material, as a spray adhesive, as a two-component silicone adhesive or as an acrylic resin adhesive. It is essential that it is a mass bond that ensures that there is no moisture or water between the photovoltaic module 14 and the main body 12 can penetrate. Therefore, it makes sense for the adhesive material to cover the entire surface or at least all the way between the base body 12 and the photovoltaic module 14 applied.

Erfindungsgemäß ist das Fotovoltaikmodul 14 weiterhin mechanisch mit dem Grundkörper 12 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Befestigung durch ein Befestigungsmittel in Form eines Doppel-U-Rahmens 18 gebildet. Dieser Doppel-U-Rahmen 18 ist mit dem Grundkörper beispielsweise mit Hilfe von Schrauben 20 mit dem Grundkörper 12 fest verbunden. Hierzu können sicherungstechnische Spezialschrauben oder auch Hammerkopfschrauben verwendet werden. Diese sichern das Fotovoltaikmodul 14 nicht nur gegen ungewolltes Loslösen vom Grundkörper 12, sondern auch gegen Diebstahl. Ein Abflattern der Fotovoltaikmodule 14 wird durch den Doppel-U-Rahmen 18 verhindert. Die Schrauben 20 können sich dabei durch den gesamten Doppel-U-Rahmen 18 oder lediglich durch an dem Grundkörper 12 anliegende Schenkel 22 des Doppel-U-Rahmens 18 erstrecken.According to the invention, the photovoltaic module 14 continue mechanically with the body 12 connected. In the illustrated embodiment, this attachment is by a fastener in the form of a double U-frame 18 educated. This double U frame 18 is with the base body, for example with the help of screws 20 with the main body 12 firmly connected. Special safety screws or hammer head screws can be used for this. These secure the photovoltaic module 14 not only against unwanted detachment from the body 12 but also against theft. A flutter of the photovoltaic modules 14 is through the double U frame 18 prevented. The screws 20 can go through the entire double U frame 18 or just by on the body 12 adjacent thighs 22 of the double U frame 18 extend.

Das erindungsgemäß verwendete Fotovoltaikmodul 14 weist eine Trägeschicht 24 auf, die beispielsweise durch eine Edelstahlträgerplatte oder durch ein glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial (beispielsweise Glasfaser mit Epoxydharz mit sehr verringertem Ausdehnungskoeffizienten) gebildet sein kann. Insbesondere die erstgenannte Ausführungsvariante bewirkt, dass das Fotovoltaikmodul 14 nahezu unzerbrechlich ist. Vorzugsweise ist die Trägerschicht 24 perforiert, weist also Löcher auf. Anstelle der Löcher sind auch geeignete Vertiefungen denkbar. Angrenzend an die Trägerschicht 24 erstreckt sich eine Solarzellenschicht 28. Diese beinhaltet Solarzellen 30, die von einem Verkapslungsmaterial 32 umgeben sind. Dieses Verkapslungsmaterial 32 besteht beispielsweise aus EVA, Ionomer oder Fluorpolymer wie beispielsweise Teflon. Das Verkapslungsmaterial 32 fließt im flüssigen bzw. fließfähigem Zustand bei der Herstellung der Solarzellenschicht in die Löcher der Trägerschicht 24 hinein und bildet somit einen mechanisch nahezu unlösbaren Verbund. Je nach Ausführungsform kann sich das Verkapslungsmaterial 32 auch auf der gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht 23 verteilen und bildet eine noch widerstandsfähigere Verbindung aus. Hierzu wird auch auf die WO 95/08193 des gleichen Erfinders hingewiesen.The photovoltaic module used according to the invention 14 has a support layer 24 , which can be formed, for example, by a stainless steel carrier plate or by a glass fiber-reinforced plastic material (for example glass fiber with epoxy resin with a very low coefficient of expansion). In particular, the first-mentioned embodiment variant causes the photovoltaic module 14 is almost unbreakable. The carrier layer is preferably 24 perforated, so it has holes. Suitable depressions are also conceivable instead of the holes. Adjacent to the base layer 24 extends a solar cell layer 28 , This includes solar cells 30 that of an encapsulation material 32 are surrounded. This encapsulation material 32 consists for example of EVA, ionomer or fluoropolymer such as Teflon. The encapsulation material 32 flows in the liquid or flowable state in the manufacture of the solar cell layer in the holes of the carrier layer 24 and thus forms a mechanically almost indissoluble bond. Depending on the embodiment, the encapsulation material can 32 also on the opposite side of the carrier layer 23 distribute and form an even more resistant connection. Reference is also made to WO 95/08193 by the same inventor.

Auf der der Trägerschicht 24 gegenüberliegenden Seite schließt sich an die Solarzellenschicht 28 vorzugsweise eine Abdeckschicht 34 an. Diese ist vorzugsweise durch eine Fluorpolymerschicht 36 gebildet, an die sich eine Glasschicht 38 in Richtung der Solarzellen 30, also zwischen den Solarzellen 30 und der Abdeckschicht 34 liegend, anschließt. Die Glasschicht 38 kann aufgedampft, aufgesputtert oder durch ein ähnliches Verfahren aufgebracht sein.On the backing 24 opposite side joins the solar cell layer 28 preferably a cover layer 34 on. This is preferably through a fluoropolymer layer 36 formed to which there is a layer of glass 38 towards the solar cells 30 between the solar cells 30 and the cover layer 34 lying, connecting. The layer of glass 38 can be evaporated, sputtered on or be applied by a similar process.

Die Fotovoltaikmodule 14 erstrecken sich mit ihren Seitenkanten 39 in die Doppel-U-Rahmen 18 hinein, liegen also nebeneinander und werden von den Doppel-U-Rahmen 18 allseitig gehalten (vgl. 2).The photovoltaic modules 14 extend with their side edges 39 into the double U frame 18 inside, so they are next to each other and are made of double U-frames 18 held on all sides (cf. 2 ).

Anstelle der Doppel-U-Rahmen 18 können auch stiftförmige Befestigungsmittel 40, insbesondere Schrauben vorgesehen sein, die sich, wie 3 verdeutlicht, durch die Fotovoltaikmodule 14 hindurch in den Grundkörper 12 hinein erstrecken und somit eine mechanische Verbindung gewährleisten. Als stiftförmige Befestigungsmittel 40 sind insbesondere sicherheitstechnische Spezialschrauben oder auch Hammerkopfschrauben geeignet. Die Fotovoltaikmodule 14 weisen bei einer Verwendung derartiger stiftförmiger Befestigungsmittel 40 entsprechende Öffnungen 41 auf, durch die sich hin durch die Befestigungsmittel 40 mit dem Grundkörper verbunden werde können. Diese Öffnungen 41 sind vorzugsweise zwischen den Solarzellen 30 oder seitlich der Solarzellen 30 angeordnet. Grundsätzlich ist auch eine Kombination von stiftförmigen Befestigungsmitteln 40 und der mechanischen Verbindung mittels eines Doppel-U-Rahmens 18 möglich und sinnvoll,Instead of the double U frame 18 can also use pin-shaped fasteners 40 , In particular screws can be provided, which, like 3 clarified by the photovoltaic modules 14 through into the main body 12 extend into it and thus ensure a mechanical connection. As a pin-shaped fastener 40 special safety-technical screws or hammer-head screws are particularly suitable. The photovoltaic modules 14 point when using such pin-shaped fasteners 40 corresponding openings 41 on, through which goes through the fasteners 40 can be connected to the base body. These openings 41 are preferably between the solar cells 30 or to the side of the solar cells 30 arranged. A combination of pin-shaped fastening means is also fundamentally 40 and the mechanical connection by means of a double U-frame 18 possible and meaningful

4 verdeutlicht in einer Draufsicht auf ein Fotovoltaikmodul 14 die Anordnung der Öffnungen 41 für die stiftförmigen Befestigungsmittel 40 am Rand und innerhalb der Fläche des Fotovoltaikmoduls 14 zwischen Solarzellen 30. 4 illustrates in a top view of a photovoltaic module 14 the arrangement of the openings 41 for the pin-shaped fasteners 40 on the edge and within the surface of the photovoltaic module 14 between solar cells 30 ,

5 verdeutlicht eine weitere Möglichkeit, den Verbund zwischen dem Fotovoltaikmodul 14 und dem Grundkörper 12 zu verbessern. Hierzu weisen das Fotovoltaikmodul 14 bzw. falls vorhanden die Trägerschicht 24 und der Grundkörper 12 in ihren einander zugewandten Oberflächen Vertiefungen oder Öffnungen auf. In dieser kann sich die Klebeschicht 16 hinein erstrecken und somit eine zusätzliche Verstärkung des Zusammenhalts bewirken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zu diesem Zweck unterschnittene Einkerbungen 42 sowohl im Grundkörper 12 als auch in der Trägerschicht 24 vorgesehen. Sollte keine Trägerschicht 24 verwendet werden, können die Einkerbungen 42 auch direkt in das Verkapselungsmaterial 32 eingebracht sein. 5 illustrates another way of connecting the photovoltaic module 14 and the body 12 to improve. To do this, the photovoltaic module 14 or the support layer, if present 24 and the main body 12 depressions or openings in their mutually facing surfaces. The adhesive layer can be found in this 16 extend into it, thus further strengthening cohesion. For this purpose, undercut notches are provided in the present exemplary embodiment 42 both in the main body 12 as well as in the backing layer 24 intended. Shouldn't have a backing 24 the notches can be used 42 also directly into the encapsulation material 32 be introduced.

6 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäß genutzten Fotovoltaikmoduls 14. Diese Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich Kunststoffschichten 44 vorgesehen sind, die die Solarzellenschicht 28 einfassen. Diese Kunststoffschichten 44 werden vorzugsweise durch ein farbloses, transparent-lichtdurchlässiges Fluorpolymer mit hervorragender Wetterbeständigkeit, guten chemischen Widerstand und geringer Gasdurchlässigkeit gebildet. Ein solches Fluorpolymer ist beispielsweise Tedlar, das mit Glasfasern verstärkt sein kann. 6 shows a further embodiment variant of a photovoltaic module used according to the invention 14 , This version is characterized by the fact that additional plastic layers 44 are provided which are the solar cell layer 28 mounting. These plastic layers 44 are preferably formed by a colorless, transparent-translucent fluoropolymer with excellent weather resistance, good chemical resistance and low gas permeability. Such a fluoropolymer is, for example, Tedlar, which can be reinforced with glass fibers.

In einer weiteren Ausführungsvariante gemäß 7 wird die Trägerschicht 24 lediglich durch glasfaserverstärkten Kleber gebildet. Anstelle der Glasfaser- oder Edelstahlplatte werden also lediglich Gewebe aus Glasfaser in die Klebeschicht 16 integriert. Die Klebeschicht 16 bleibt dadurch elastisch, ist kostengünstig und führt trotzdem zu einem starken Verbund zwischen der Solarzellenschicht 28 und dem Grundkörper 12. Die Klebeschicht 16 kann vorzugsweise durch Zweikomponentensilikon-Kleber gebildet sein, der dann, wie oben ausgeführt, mit einer Glasfasermatte oder mit Glasfasergewebe gestärkt sein kann. Vorzugsweise weist in einem solchen Fall die Solarzellenschicht 28 bzw. das Verkapselungsmaterial 32 auf der Klebeschicht 16 zugewandten Seite eine Gitterstruktur auf, um den Verbund der Solarzellenschicht 28 mit dem Grundkörper 12 zu verbessern.In a further variant according to 7 becomes the backing layer 24 formed only by glass fiber reinforced adhesive. Instead of the glass fiber or stainless steel plate, only fabrics made of glass fiber are placed in the adhesive layer 16 integrated. The adhesive layer 16 remains elastic, is inexpensive and nevertheless leads to a strong bond between the solar cell layer 28 and the body 12 , The adhesive layer 16 can preferably be formed by two-component silicone adhesive, which, as stated above, can then be strengthened with a glass fiber mat or with a glass fiber fabric. In such a case, the solar cell layer preferably has 28 or the encapsulation material 32 on the adhesive layer 16 facing side a lattice structure to the composite of the solar cell layer 28 with the main body 12 to improve.

In einer weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsvariante ist eine wärmeisolierende Schicht zwischen dem Fotovoltaikmodul 14 und dem Grundkörper 12 vorgesehen. Diese Wärmeisolationsschicht verringert den Wärmestrom von den Solarzellen 30 in den Baukörper bzw. den Grundkörper 12. Dies kann dann wünschenswert sein, wenn Wärmedifferenzen den Grundkörper 12 oder auch dem Verbund zwischen dem Fotovoltaikmodul 14 und dem Grundkörper 12 negativ beeinflussen könnten.In a further embodiment variant, not shown here, there is a heat-insulating layer between the photovoltaic module 14 and the body 12 intended. This thermal insulation layer reduces the heat flow from the solar cells 30 in the building or the main body 12 , This may be desirable if there are heat differences in the base body 12 or the network between the photovoltaic module 14 and the body 12 could negatively affect.

Das Aufbringen der Solarzellenschicht 28 direkt auf den Grundkörper 12 kann mit Hilfe einer Rakeltechnik derart erfolgen, dass zunächst die Klebeschicht 16, beispielsweise zweikomponentiger Silkon-Kautschuk-Harz, auf den Grundkörper 12 aufgetragen wird, dann in diese elastische Masse die Solarzellenschicht 28 eingebracht wird, und dann in einem dritten Arbeitsgang eine zweite Klebematerialschicht 16 auf die Solarzellenschicht 28 luftblasenfrei aufgetragen wird. Auf diese zweite Klebeschicht 16 wird in einem letzten Schritt die Abdeckschicht 34, vorzugsweise eine Kunststoff-Folie mit wasserdampfundurchlässiger Gasbeschichtung aufgetragen, die sich unlös bar mit der Klebeschicht 16, also dem Silikon-Kautschuk verbindet. Nach Aushärten der Klebeschichten 6 erfolgt eine mechanische Verbindung der aufgebrachten Schichten mit dem Grundkörper 12, beispielsweise mit Schrauben, die durch die Schichten in den Grundköper 12 geschraubt werden oder durch nachträglich aufgebrachte, mit dem Grundkörper verbindbare Leisten, die die aufgebrachten Schichten gegen den Grundkörper 12 drücken bzw. sichern.The application of the solar cell layer 28 directly on the body 12 can be done with the help of a doctor blade technique in such a way that first the adhesive layer 16 , for example two-component silicone rubber resin, on the base body 12 is then applied to this elastic mass, the solar cell layer 28 is introduced, and then in a third step a second layer of adhesive material 16 on the solar cell layer 28 is applied without air bubbles. On this second layer of adhesive 16 in a final step, the cover layer 34 , preferably a plastic film with a water vapor impermeable gas coating applied, which is insoluble with the adhesive layer 16 , that is, the silicone rubber. After the adhesive layers have hardened 6 there is a mechanical connection of the applied layers to the base body 12 , for example with screws through the layers in the basic body 12 be screwed or by subsequently applied strips that can be connected to the base body and that attach the applied layers to the base body 12 press or save.

Bezüglich der Ausbildung erfindungsgemäß nutzbarer Fotovoltaikmodule wird insbesondere auch auf die DE 101 58 405.9 hingewiesen.With regard to the formation of photovoltaic modules that can be used according to the invention, particular attention is also paid to DE 101 58 405.9 pointed.

Anstelle der Doppel-U-Rahmen 18 und der Schrauben 20 sind auch andere, gleichartig wirkende Befestigungsmittel denkbar. So können beispielsweise Leisten über die Randbereiche der Fotovoltaikmodule gelegt werden, die dann mit dem Grundkörper 12 verbunden werden. Diese Leisten müssen derart angeordnet sein, dass sie zu keinerlei Beschädigungen und Beeinträchtigungen der Fotovoltaikmodule führen.Instead of the double U frame 18 and the screws 20 other, similarly acting fasteners are also conceivable. For example, strips can be placed over the edge areas of the photovoltaic modules, which are then attached to the base body 12 get connected. These strips must be arranged in such a way that they do not damage or impair the photovoltaic modules.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle gleichwirkenden Ausführungen, die sich dem Fachmann aufgrund der vorliegenden Beschreibung erschließen. Beispielsweise kann es ausreichen, anstelle der chemischen Verbindung lediglich eine Folie oder eine Fettschicht zwischen dem Grundkörper und dem Fotovoltaikmodul vorzusehen, die ein Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Wasser zwischen Grundkörper und Fotovoltaikmodul verhindert. Entsprechend wären dann höhere Anforderungen an die mechanische Verbindung zu stellen.The present invention is not to the described embodiments limited, but extends to all equivalent versions, which are the specialist based on the present description. For example, it can sufficient, instead of the chemical compound just a film or to provide a layer of grease between the base body and the photovoltaic module, the penetration of moisture or water between the base body and Prevented photovoltaic module. Accordingly, the mechanical requirements would be higher To connect.

Claims

Component ( 10 ) with a basic body ( 12 ) and a photovoltaic module ( 14 ), whereby the photovoltaic module ( 14 ) chemically and mechanically with the base body without air gap ( 12 ) is connected in such a way that moisture penetration between the photovoltaic module ( 14 ) and the basic body ( 12 ) is excluded.

Method of manufacturing a component ( 10 ) with a basic body ( 12 ) and a photovoltaic module ( 14 ) with process steps 1) chemical connection of the photovoltaic module ( 14 ) with the base body ( 12 ), 2) mechanical connection of the photovoltaic module ( 14 ) with the base body ( 12 ).

Method of manufacturing a component ( 10 ) with a solar cell layer ( 28 ) and a basic body ( 12 ), with process steps 1) applying an adhesive layer without air gap ( 16 ) to the basic body ( 12 ), 2) Introducing solar cells ( 30 ) in the adhesive layer ( 16 ), 3) air-bubble-free application of another adhesive layer ( 16 ) on the solar cell layer ( 28 ), 4) Apply a cover layer to the last applied adhesive layer ( 16 ), 5) after the adhesive layers have hardened ( 16 ) Establishing a mechanical connection of the applied layers with the base body ( 12 ).

Component according to claim 1 or claim 2, characterized in that the chemical compound as a circumferential in the edge region of the photovoltaic module ( 14 ) extending adhesive layer ( 16 ) is executed.

Component according to claim 1 or claim 2, characterized in that the chemical compound as an adhesive layer ( 16 ) which is completely between the photovoltaic module ( 14 ) and the base body ( 12 ) is arranged.

Component according to one of claims 1, 2, 4 or 5, characterized in that the chemical compound as an adhesive layer ( 16 ) is carried out, which is formed by a material from the group of weather-resistant double-adhesive material, two-component silicone adhesive or acrylic resin adhesive.

Component according to one of claims 1, 2, 4 to 6, characterized in that the mechanical fastening by a double U-frame ( 18 ) takes place in the side edges ( 39 ) of the photovoltaic module ( 14 ) and the one with the base body ( 12 ) is firmly connected.

Component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the mechanical fastening by pin-shaped fastening means ( 40 ), which is through openings ( 41 ) through the photovoltaic module ( 14 ) or extend the applied layers and are firmly connectable to the base body.

Component according to claim 8, characterized in that the pin-shaped fastening means ( 40 ) are designed as special security screws, in particular as hammer head screws.

Component according to one of claims 1, 2, 4 to 9, characterized in that the photovoltaic module ( 14 ) and the basic body ( 12 ) have depressions in their mutually facing surfaces, into which the adhesive layer ( 16 ) extends into it.

Component according to one of claims 1 to 10, characterized in that the adhesive layer ( 16 ) is formed from a glass fiber reinforced adhesive and at the same time a carrier layer ( 24 ) for the solar cells ( 30 ) or the photovoltaic module ( 14 ) forms.

Component according to one of claims 1 to 11, characterized in that between the solar cell layer ( 28 ) and the base body ( 12 ) a heat-insulating layer is provided