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DE20013940U1 - Solar panel - Google Patents

Solar panel

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DE20013940U1
DE20013940U1 DE20013940U DE20013940U DE20013940U1 DE 20013940 U1 DE20013940 U1 DE 20013940U1 DE 20013940 U DE20013940 U DE 20013940U DE 20013940 U DE20013940 U DE 20013940U DE 20013940 U1 DE20013940 U1 DE 20013940U1
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DE
Germany
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trough
roof
air
solar
opening
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DE20013940U
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German (de)
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ALLIGATOR SUNSHINE TECHNOLOGIE
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ALLIGATOR SUNSHINE TECHNOLOGIE
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/60—Arrangements for cooling, heating, ventilating or compensating for temperature fluctuations
    • H10F77/63—Arrangements for cooling directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. heat sinks directly associated with the photovoltaic cells or integrated Peltier elements for active cooling
    • H10F77/68—Arrangements for cooling directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. heat sinks directly associated with the photovoltaic cells or integrated Peltier elements for active cooling using gaseous or liquid coolants, e.g. air flow ventilation or water circulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

PROF. DR.-ING. MANFRED BONINGPROF. DR.-ING. MANFRED BONING

PATENTANWALT
European Patent AttorneyPATENT ATTORNEY
European Patent Attorney

LEISTIKOWSTRASSE 2 D-14050 BERLIN Telefon + 49 (0)30 - 305 10 Telefax +49 (0)30 - 304 31LEISTIKOWSTRASSE 2 D-14050 BERLIN Telephone + 49 (0)30 - 305 10 Fax +49 (0)30 - 304 31

PATMARK ®PATMARK®

09.08.2000 1657/23 562 DE09.08.2000 1657/23 562 EN

AnmeldungRegistration

ALLIGATORALLIGATOR

Sunshine Technologies GmbHSunshine Technologies GmbH

Volmerstr. 9Volmerstr. 9

12489 Berlin-Adlershof12489 Berlin-Adlershof

SolarmodulSolar module

Die Erfindung betrifft ein in eine Dachhaut integrierbares, mit einem Solarpaneel zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie ausgestattetes Solarmodul, dessen Rand in Form und Größe an Dachsteine einer durch das Modul zu ersetzenden, zweireihigen Dachsteingruppe angepaßt ist und bei dem das Solarpaneel in einem Grundkörper des Moduls gelagert ist.The invention relates to a solar module which can be integrated into a roof covering and is equipped with a solar panel for converting light into electrical energy, the edge of which is adapted in shape and size to roof tiles of a two-row roof tile group to be replaced by the module and in which the solar panel is mounted in a base body of the module.

Ein Solarmodul der vorstehenden Art ist aus der DE 44 08 508 Al bekannt. Das bekannte Modul besteht aus einem glasfaserverstärkten, einstückigen Grundkörper mit einem nach Art einer flachen Schale ausgebildeten Abschnitt, in den rahmenlos und unlösbar ein Solarpaneel eingebettet ist, das von einer Glasscheibe und an deren Rückseite angeordneten Solarzellen gebildet wird. Das bekannte Modul besitzt einen flachen, zu seiner Abstützung auf der Lattung des Daches dienenden Boden. Der Grundkörper schützt die Solarzellen des Solarpaneels vor Beschädigungen, macht jedoch eine direkte und wirksame Kühlung der Solarzellen durch einen über sie hinwegstreichenden Luftstrom unmöglich, zumal auch die den Grundkörper abstützenden Dachlatten eine Sperre für einen entsprechenden Luftstrom bilden.A solar module of the above type is known from DE 44 08 508 A1. The known module consists of a glass fiber reinforced, one-piece base body with a section designed like a flat bowl, in which a solar panel is embedded without a frame and inseparably, which is formed by a glass pane and solar cells arranged on the back of the pane. The known module has a flat base that serves to support it on the battens of the roof. The base body protects the solar cells of the solar panel from damage, but makes direct and effective cooling of the solar cells by an air flow passing over them impossible, especially since the roof battens supporting the base body also form a barrier to a corresponding air flow.

Postbank Berlin, Konto 7919 00-102 BLZIOOlOO 10 Berliner Bank AG, Konto 01 87 600 700 BLZ 100 200 00Postbank Berlin, Account 7919 00-102 BLZIOOlOO 10 Berliner Bank AG, Account 01 87 600 700 BLZ 100 200 00

PROF. DR.-ING. MANFRED BÖNINGPROF. DR.-ING. MANFRED BÖNING

PATENTANWALTPATENT ATTORNEY

Es ist bekannt, daß zwischen den Energieerträgen von Photovoltaikanlagen und der Hinterlüftung ihrer Solarpaneele ein Zusammenhang besteht. Diesem Umstand wird bei einem aus der DE 42 92 9 Al bekannten Solarmodul mit einem in die Dachhaut integrierbaren
Grundkörper dadurch Rechnung getragen, daß das Solarpaneel
mit Hilfe von Distanzbolzen im Abstand von der Oberfläche des Grundkörpers gehalten wird. Wenn auch diese Lösung, die zweifelsohne zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades des
Moduls führt, nicht voll zu befriedigen vermag, so deshalb,
weil zur Kühlung oberhalb der Dachhaut strömende Luft genutzt
wird, d.h. Luft, die insbesondere an lichtintensiven Sommertagen vergleichsweise hohe Temperaturen aufweist.It is known that there is a connection between the energy yields of photovoltaic systems and the ventilation of their solar panels. This fact is taken into account in a solar module known from DE 42 92 9 Al with a roof-mounted
The solar panel is
is kept at a distance from the surface of the base body by means of spacer bolts. Even if this solution, which undoubtedly leads to an improvement in the efficiency of the
module, is not fully satisfactory, so therefore,
because air flowing above the roof skin is used for cooling
, ie air that has comparatively high temperatures, especially on light-intensive summer days.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines einschlägigen Solarmoduls durch eine verbesserte Hinterlüftung des Solarpaneels zu optimieren. Diese Aufgabe wird bei
einem Solarmodul der in Betracht gezogenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Grundkörper von einem Gehäuse mit einem umlaufenden Stützflansch für das Solarpaneel und mit einer unterhalb des Solarpaneels angeordneten Wanne gebildet wird und daß die Wanne mit mindestens einer Zuluftöffnung und einer Abluftöffnung für mindestens einen Teil eines unterhalb der
Dachhaut von der Traufe zum First des Daches strömenden Luftstromes
versehen ist.The invention is based on the object of optimizing the efficiency of a relevant solar module by improving the ventilation of the solar panel. This object is achieved by
a solar module of the type under consideration is achieved according to the invention in that the base body is formed by a housing with a circumferential support flange for the solar panel and with a tray arranged below the solar panel and that the tray is provided with at least one air inlet and one air outlet for at least part of a space below the
Roof skin from the eaves to the ridge of the roof air flow
is provided.

Das erfindungsgemäße Solarmodul bietet den Vorteil, daß die an ihrer Außenseite in bekannter Weise durch eine Glasscheibe geschützten Solarzellen an ihrer Innenseite durch die Wanne vor
Beschädigungen geschützt sind und daß zur Hinterlüftung des
Solarpaneels ein Luftstrom genutzt wird, der gegenüber einem an der Außenseite des Daches wirksamen Luftstrom deutlich niedrigere Temperaturen aufweist.The solar module according to the invention offers the advantage that the solar cells, which are protected on their outside in a known manner by a glass pane, are protected on their inside by the tray from
are protected from damage and that the ventilation of the
Solar panels use an air flow that has significantly lower temperatures than the air flow on the outside of the roof.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung einer in der beigefügten Zeichnung dargestellten, besonders vorteilhaften Ausführungsform. Es zeigen:Further features and details of the invention will become apparent
from the subclaims and the following description of a particularly advantageous embodiment shown in the accompanying drawing. They show:

PROF. DR.-ING. MANFRED BÖNINGPROF. DR.-ING. MANFRED BÖNING

PATENTANWALTPATENT ATTORNEY

Fig. 1 einen Schnitt durch zwei schuppenartig angeordnete, in die Dachhaut integrierte Solarmodule;Fig. 1 a section through two scale-like solar modules integrated into the roof skin;

eine Draufsicht auf ein einzelnes Modul; einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2; einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2; einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 2 unda plan view of a single module; a section along the line III-III in Fig. 2; a section along the line IV-IV in Fig. 2; a section along the line V-V in Fig. 2 and

einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch eine modifizierte Ausfuhrungsform.a section corresponding to Fig. 3 through a modified embodiment.

In Fig. 1 ist 1 der Sparren eines Daches mit Dachlatten 2. Zwischen dem Sparren 1 und den Dachlatten 2 ist - wie inzwischen allgemein üblich - eine nicht dargestellte Folie angeordnet. In die aus Dachsteinen 3 bestehende Dachhaut sind zwei allgemein mit 4 bezeichnete Solarmodule integriert, von denen eines in den Figuren 2 bis 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist.In Fig. 1, 1 is the rafter of a roof with roof battens 2. Between the rafter 1 and the roof battens 2, as is now common practice, a film (not shown) is arranged. Two solar modules, generally designated 4, are integrated into the roof covering made of roof tiles 3, one of which is shown on an enlarged scale in Figures 2 to 5.

Jedes der Solarmodule 4 besitzt ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse 5, dessen Seitenränder einen Wasserfalz 6 und einen Deckfalz 7 bilden, während seine Längsränder eine an die Form der Dachsteine 3 angepaßte Profilierung aufweisen. Das Gehäuse 5 ist mit einem umlaufenden Stützflansch 8 für ein SolarpaneelEach of the solar modules 4 has a plastic housing 5, the side edges of which form a water fold 6 and a cover fold 7, while its longitudinal edges have a profile adapted to the shape of the roof tiles 3. The housing 5 is provided with a circumferential support flange 8 for a solar panel

9 versehen, wobei zwischen dem Stützflansch 8 und dem Solarpaneel 9 ein nicht dargestelltes Dichtungsmittel angeordnet ist. Der Stützflansch 8 geht in eine Wanne 10 über, deren Boden 11 an seinem firstfernen Ende eine Überdeckungsstufe 12 bildet. Die Wände 13, 14, 15 und 16 der Wanne 10 begrenzen zusammen mit den Außenwänden 17, 18, 19, 2 0 des Gehäuses 5 einen die Wanne9, whereby a sealing means (not shown) is arranged between the support flange 8 and the solar panel 9. The support flange 8 merges into a trough 10, the bottom 11 of which forms a covering step 12 at its end remote from the ridge. The walls 13, 14, 15 and 16 of the trough 10, together with the outer walls 17, 18, 19, 20 of the housing 5, delimit a trough

10 umgebenden ringförmigen Hohlraum 21. Im Bereich der seitlichen Ränder des Bodens 11 der Wanne 10 sind zur Lagejustierung der Module 4 dienende Anschläge 22 angeordnet, die jeweils eine Dachlatte 2 hintergreifen.10 surrounding annular cavity 21. In the area of the lateral edges of the bottom 11 of the trough 10, stops 22 are arranged to adjust the position of the modules 4, each of which engages behind a roof batten 2.

Sowohl der sich auf einer Dachlatte 2 abstützende Abschnitt des Bodens 11 als sein die Überdeckungsstufe 12 bildender Teil sind ebenso wie die firstnahe Wand 13 der Wanne 10 mit einer Vielzahl von Öffnungen 23, 24 und 25 versehen. Die Öffnungen 23 werden im mentiearten^ Zustand^jdej;. Module durch .di.e den Boden 11 der Wanne 1(3 äfestütefeiidfe: lJach:latte'*2 :iin.:ifewetiis !eineBoth the section of the floor 11 which is supported on a roof batten 2 and the part which forms the covering step 12, as well as the wall 13 of the trough 10 near the ridge, are provided with a large number of openings 23, 24 and 25. The openings 23 are formed in the finished state by modules which secure the floor 11 of the trough 1(3) to the roof batten 2 .

PROF. DR.-ING. MANFRED BÖNINGPROF. DR.-ING. MANFRED BÖNING

PATENTANWALTPATENT ATTORNEY

Zuluftöffnung 23a und eine Abluftöffnung 23b unterteilt, während die Öffnungen 24 von vornherein Zuluftöffnungen und die Öffnungen 25 Abluftöffnungen darstellen. Aufgrund der Lage der Öffnungen 23, 24 und 25 kommt es im Bereich der Wanne 10 zur Entstehung eines primären Luftstromes 2 6 und eines sekundären Luftstromes 27. Beide Luftströme ergänzen sich und bewirken eine besonders effiziente Kühlung der an der Unterseite des Solarpaneels 9 angeordneten Solarzellen.The solar panel 10 is divided into an air inlet opening 23a and an exhaust air opening 23b, while the openings 24 are air inlet openings and the openings 25 are exhaust air openings. Due to the position of the openings 23, 24 and 25, a primary air flow 26 and a secondary air flow 27 are created in the area of the tray 10. Both air flows complement each other and bring about particularly efficient cooling of the solar cells arranged on the underside of the solar panel 9.

Wie aus den Fig. 4 und 5 erkennbar, kann die Wanne 10 zur Unterbringung einer Paneeldose 2 8 und eine der Abluftöffnungen zur Durchführung von Anschlußkabeln 2 9 genutzt werden.As can be seen from Fig. 4 and 5, the tray 10 can be used to accommodate a panel box 2 8 and one of the exhaust air openings can be used to pass through connecting cables 2 9.

Fig. 6 zeigt eine Lösung, bei der die Zuluftöffnungen mit Luftleiteinsätzen 30 und 31 versehen sind.Fig. 6 shows a solution in which the supply air openings are provided with air guide inserts 30 and 31.

MB: SMMB: SM

Claims (8)

1. In eine Dachhaut integrierbares, mit einem Solarpaneel zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie ausgestattetes Solarmodul, dessen Rand in Form und Größe an Dachsteine einer durch das Modul zu ersetzenden, zweireihigen Dachsteingruppe angepaßt ist und bei dem das Solarpaneel in einem Grundkörper des Moduls gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper von einem Gehäuse (5) mit einem umlaufenden Stützflansch (8) für das Solarpaneel (9) und mit einer unterhalb des Solarpaneels (9) angeordneten Wanne (10) gebildet wird und daß die Wanne (10) mit mindestens einer Zuluftöffnung (23a; 24) und einer Abluftöffnung (23b; 25) für mindestens einen Teil eines unterhalb der Dachhaut von der Traufe zum First des Daches strömenden Luftstromes (26, 27) versehen ist. 1. Solar module which can be integrated into a roof covering and is equipped with a solar panel for converting light into electrical energy, the edge of which is adapted in shape and size to roof tiles of a two-row roof tile group to be replaced by the module and in which the solar panel is mounted in a base body of the module, characterized in that the base body is formed by a housing ( 5 ) with a circumferential support flange ( 8 ) for the solar panel ( 9 ) and with a trough ( 10 ) arranged below the solar panel ( 9 ), and that the trough ( 10 ) is provided with at least one air supply opening ( 23 a; 24 ) and one exhaust air opening ( 23 b; 25 ) for at least part of an air flow ( 26 , 27 ) flowing below the roof covering from the eaves to the ridge of the roof. 2. Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Abstützung des Moduls (4) auf einer Dachlatte (2) dienende Boden (11) der Wanne (10) mindestens eine Öffnung (23) aufweist, die im eingebauten Zustand des Moduls durch die Dachlatte (2) in eine Zuluftöffnung (23a) und eine Abluftöffnung (23b) für den Luftstrom (26) unterteilt ist. 2. Solar module according to claim 1, characterized in that the base ( 11 ) of the trough ( 10 ) serving to support the module ( 4 ) on a roof batten ( 2 ) has at least one opening ( 23 ) which, in the installed state of the module, is divided by the roof batten ( 2 ) into an air supply opening ( 23a ) and an air exhaust opening ( 23b ) for the air flow ( 26 ). 3. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Stützflansch (8) für das Solarpaneel (9) mit den Wänden (13-16) der Wanne (10) einen Hohlraum (21) bildende Außenwände (17-20) anschließen und daß die Wanne (10) oberhalb eines sich auf der Dachlatte (2) abstützenden Abschnittes ihres Bodens (11) mit mindestens einer Zuluftöffnung (24) und einer Abluftöffnung (25) für den Luftstrom (27) versehen ist. 3. Solar module according to claim 1 or 2, characterized in that outer walls ( 17-20 ) forming a cavity ( 21 ) adjoin the support flange ( 8 ) for the solar panel ( 9 ) with the walls ( 13-16 ) of the trough ( 10 ), and that the trough ( 10 ) is provided with at least one air supply opening ( 24 ) and one air exhaust opening ( 25 ) for the air flow ( 27 ) above a section of its base ( 11 ) supported on the roof batten ( 2 ). 4. Solarmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb des sich auf der Dachlatte (2) abstützenden Abschnittes des Bodens (11) der Wanne gelegene Zuluftöffnung (24) im Bereich eines eine Überdeckungsstufe (12) bildenden firstfernen Abschnitts des Bodens (11) der Wanne (10) angeordnet ist. 4. Solar module according to claim 3, characterized in that the air supply opening ( 24 ) located above the section of the bottom ( 11 ) of the trough supported on the roof batten ( 2 ) is arranged in the region of a section of the bottom ( 11 ) of the trough ( 10 ) remote from the ridge forming a covering step ( 12 ). 5. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (10) statt mit nur jeweils einer Zu- und Abluftöffnung mit einer Vielzahl von jeweils nebeneinander angeordneten Zu- und Abluftöffnungen (23ab; 24; 25) versehen ist. 5. Solar module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the trough ( 10 ) is provided with a plurality of supply and exhaust air openings ( 23 ab; 24 ; 25 ) arranged next to one another instead of with only one air inlet and exhaust air opening. 6. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) der Wanne (10) mindestens im Bereich seiner seitlichen Ränder mit zur Lagejustierung des Moduls dienenden, jeweils eine Dachlatte (2) firstseitig untergreifenden Anschlägen (22) versehen ist. 6. Solar module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bottom ( 11 ) of the trough ( 10 ) is provided at least in the region of its lateral edges with stops ( 22 ) which serve to adjust the position of the module and which each engage under a roof batten ( 2 ) on the ridge side. 7. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöffnungen (24) mit Luftleiteinsätzen (30, 31) versehen sind. 7. Solar module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the air supply openings ( 24 ) are provided with air guide inserts ( 30 , 31 ). 8. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (10) Platz für die Unterbringung einer Paneeldose (28) bietet. 8. Solar module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the trough ( 10 ) offers space for accommodating a panel box ( 28 ).
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