| WO/2002/061849 | SOLAR ENERGY SYSTEMS |
| WO/2010/064105 | FLOATING PHOTOVOLTAIC SYSTEM |
| WO/2009/149700 | INSTALLATION SYSTEM FOR PV MODULES |
SCHWEIZER, Roland (Uhlandstr. 22, Aichtal, 72631, DE)
WELTER, Christian (Eschersheimer Landstr. 274, Frankfurt/Main, 60320, DE)
WALTER WURSTER GMBH (Heckenrosenstr. 38, Leinfelden-Echterdingen, 70771, DE)
NEUNER, Roland (Södeler Str. 44, Bad Nauheim, 61231, DE)
SCHWEIZER, Roland (Uhlandstr. 22, Aichtal, 72631, DE)
WELTER, Christian (Eschersheimer Landstr. 274, Frankfurt/Main, 60320, DE)
/1 PATENTANSPRüCHE
Befestigungssystem für ein plattenförmiges Bauelement
1. Befestigungssystem für ein plattenförmiges Bauelement (12, 44) auf einem Schrägdach, bei dem das plattenförmige Bauelement (12, 44) ein Modul bildend in einem Rahmen aus profilierten Trägern wasserdicht eingefasst ist und die Dacheindeckung vollwertig ersetzt, wobei zur Montage von in First-Traufe- Richtung benachbarten Modulen die quer zur First-Traufe-Richtung verlaufenden traufseitigen und firstseitigen Querträger (10, 40) des Rahmens aufeinander abgestimmte ineinander greifende Profile aufweisen, die eine regensichere Verbindung bilden, so dass eine partielle überdeckung der Module in Längsrichtung nur im Bereich dieser Querträger (10, 40) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der traufseitige Querträger (10) auf seiner Oberseite eine den Rand des plattenförmigen Bauelements (12) U-förmig umgebende Halterung (18) und an seiner Unterseite eine Auflage (14) zur Befestigung an der Dachkonstruktion aufweist mit einem vom unteren Schenkel (22) der Halterung (18) ausgehenden zur Auflage (14) führenden Steg (26), von dessen zur Traufe weisender Seite unterhalb der Halterung (18) ein Vorsprung (28) ausgeht, so dass zwischen der
Halterung (18) und dem Vorsprung (28) ein Kanal (30) entsteht, und dass der firstseitige Querträger (40) einen zum First weisenden Fortsatz (48) aufweist, der bei der Montage eines traufnahen zweiten Moduls in den Kanal
(30) des traufseitigen Querträgers (10) des ersten Moduls einschiebbar ist
2. Befestigungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) zur Traufe hin vorragt.
3. Befestigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, in der Auflage (14) Schraublöcher (16) vorgesehen sind.
4. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der firstseitige Querträger (40) an seiner Basis abgewinkelt ist, so dass der abgewinkelte Abschnitt (46) in moniertem Zustand zweier Module auf der > Auflage (14) des benachbarten traufseitigen Querträgers (10) aufliegt.
5. Befestigungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Querträger (10, 40) Lüftungsöffnungen vorgesehen sind.
6. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, o dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Fortsatzes (48) des firstseitigen Querträgers (40) eine zum First hin offene Wasserrinne (50) vorgesehen ist, in die der Vorsprung (28) vom Steg (26) des traufseitigen Querträgers (10) des ersten Moduls hinein ragen kann.
5 7. Befestigungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des unteren Schenkels (22) der Halterung (18) ein vom Steg (26) beabstandeter Wulst (32) vorgesehen ist, der zum Vorsprung (28) hin in den Kanal (30) ragt.
:o 8. Befestigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite des Fortsatzes (48) des firstseitigen Querträgers (40) eine Lippe (54) vorgesehen ist, die in montiertem Zustand zweier Module an dem Wulst (32) auf der Unterseite des unteren Schenkels (22) der Halterung
»5 (18) des traufseitigen Querträgers (10) anliegt.
9. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das nächst dem First zu montierende Modul eine an dieses anschließende Anschlusshaube vorgesehen ist, welche firstseitig unter 30 angrenzendes Bedachungsmaterial greifen kann.
10. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für am Seitenrand montierende Seitenträger an diese anschließende Seitenschürzen vorgesehen sind, welche seitlich an angrenzendes 5 Bedachungsmaterial anschließbar sind.
11. Befestigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für das nächst der Traufe zu montierende Modul eine an dieses anschließende Abschlussschürze vorgesehen ist, welche traufseitig auf o angrenzendem Bedachungsmaterial aufliegen kann. |
B E S C H R E I B U N G
Befestigungssystem für ein plattenförmiges Bauelement
Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für ein plattenförmiges Bauelement auf 5 einem Schrägdach, wobei das plattenförmige Bauelement ein Modul bildend in einem Rahmen aus profilierten Trägern wasserdicht eingefasst ist und die Dacheindeckung vollwertig ersetzt, wobei zur Montage von in First-Traufe-Richtung benachbarten Modulen die quer zur First-Traufe-Richtung verlaufenden traufseitigen und firstseitigen Querträger des Rahmens aufeinander abgestimmte ineinander o greifende Profile aufweisen, die eine regensichere Verbindung bilden, so dass eine partielle überdeckung der Module in Längsrichtung nur im Bereich dieser Querträger erfolgt, Als plattenförmige Bauelemente kommen insbesondere rechteckige photovoltaische Module (PV-Module) oder solarthermische Module in Betracht.
Ein derartiges Befestigungssystem ist aus der DE 203 03431.7-U1 bekannt. Bei 5 diesem Befestigungssystem für ein plattenförmiges Bauelement auf einem
Schrägdach, insbesondere für ein photovoltaisches Modul, ersetzt das plattenförmige Bauelement die Dacheindeckung und liegt auf zumindest zwei in First-Traufe- Richtung angeordneten Trägem auf, wobei an allen Rändern des plattenförmigen Bauelements Träger vorgesehen sind, die einen Grundrahmen bilden, der das ϊO plattenförmige Bauteil abstützt, seitlich umgreift und oberseitig wasserdicht einfasst.
Als Längsrichtung wird nachfolgend die Linie First-Traufe, als Querrichtung eine Parallele zum First bzw. zur Traufe bezeichnet. Bei dem vorstehend genannten Befestigungssystem sind die plattenförmigen Bauelemente in Längsrichtung schuppenartig überdeckend verlegt. Ein photovoltaisches Modul weist ein Laminat
»5 mit photovoltaischen Elementen und einen Rahmen auf. Bereits bei der Herstellung werden mehrere photovoltaische Elemente eines Laminats elektrisch hintereinander geschaltet zu einer Spannungskette, um eine höhere Spannung zur Verfügung zu stellen. Nachteilig ist dabei, dass ein abgeschattetes Element den Wirkungsgrad der gesamten Kette herabsetzt. Daher sind Laminate so ausgelegt, dass nach der
30 ordnungsgemäßen Montage auf dem Dach keine Abschattung erfolgt. Derzeit wird die Mehrzahl der Laminate zu Modulen für die Aufdachmontage gefertigt, wobei die Module auf Stützen nach Art eines Dachhakens über der Dacheindeckung montiert
werden. Mehrere Module liegen in Längs- und in Querrichtung parallel nebeneinander, so dass keine Abschattung erfolgt. Die Träger an den Rändern überdecken die Oberseite der Laminate nur in einem äußerst schmalen Randbereich, so dass nahezu die gesamte Oberfläche eines Laminats mit 5 photovoltaischen Elementen belegt ist.
Bei der bisher üblichen Indachveriegung, bei der photovoltaische Module die Dacheindeckung ersetzen, darf wegen der schuppenartigen überdeckung in Längsrichtung der überdeckte Teil des Laminats keine photovoltaischen Elemente enthalten. Das verteuert die Herstellung und erfordert Sonderanfertigungen. o Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Befestigungssystem zur Verfügung zu stellen, mit dem plattenförmige Bauelemente, insbesondere in Serie für die Aufdachmontage hergestellte großflächige photovoltaische Laminate, auch in Modulen für die Indachveriegung eingesetzt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der traufseitige Querträger 5 auf seiner Oberseite eine den Rand des plattenförmigen Bauelements U-förmig umgebende Halterung und an seiner Unterseite eine Auflage zur Befestigung an der Dachkonstruktion aufweist mit einem vom unteren Schenkel der Halterung ausgehenden zur Auflage führenden Steg, von dessen zur Traufe weisender Seite unterhalb der Halterung ein Vorsprung ausgeht, so dass zwischen der Halterung und o dem Vorsprung ein Kanal entsteht, und dass der firstseitige Querträger einen zum First weisenden Fortsatz aufweist, der bei der Montage eines traufnahen zweiten Moduls in den Kanal des traufseitigen Querträgers des ersten Moduls einschiebbar ist.
Mit anderen Worten weisen die quer zur First-Traufe-Richtung verlaufenden :5 firstseitigen und traufseitigen Querträger des Rahmens in First-Traufe-Richtung benachbarter Module aufeinander abgestimmte ineinander greifende Profile auf, die eine regensichere Verbindung bilden, so dass eine partielle überdeckung der Module in Längsrichtung nur im Bereich dieser Querträger erfolgt. Aufgrund der regensicheren Verbindung sind keine zusätzlichen Dichtungswerkstoff erforderlich. so Derartige Module, die an den Längsrändern Längsträger mit an sich bekannten Profilen mit Deckprofil am einen und Wasserlauf am anderen Rand aufweisen, können als vorkonfektionierte Einheiten angeliefert werden, so dass die Montage auf
dem Dach sehr einfach ist. Dadurch sowie der Einsparung von Aufwendungen für eine zusätzliche Dachdeckung ist eine äußerst wirtschaftliche Montage möglich.
Die den Rand des plattenförmigen Bauelements U-förmig umgebende Halterung auf der Oberseite des traufseitigen Querträgers gewährleistet eine sichere Befestigung 5 des plattenförmigen Bauelements. Der obere Schenkel des U kann auf dem plattenförmigen Bauelement aufliegen. Das plattenförmige Bauelement kann an dem oberen Schenkel angeklebt sein. In einer anderen Ausführung kann das plattenförmige Bauelement auch auf dem unteren Schenkel abgestützt sein.
Die Montage in Richtung vom First zur Traufe erfolgt in bequemer Weise, weil der o traufseitige Querträger an seiner Unterseite eine Auflage zur Befestigung an der Dachkonstruktion aufweist. Der traufseitigen Querträger stützt den firstseitigen Träger des benachbarten Moduls ab, so dass dieser nicht gesondert befestigt werden muss. Zu Beginn der Verlegung wird nahe dem First ein Querträger montiert, der wie ein traufseitiger Querträger ausgeführt ist, jedoch ohne Halterung für ein
5 plattenförmiges Bauelement. Die Querträger zweier benachbarter Module greifen regensicher ineinander, weil der traufseitige Querträger einen Kanal aufweist, der bei der Montage auf dem Dach einen Fortsatz des benachbarten firstseitigen Querträgers aufnehmen kann. Die überdeckung des firstseitigen Querträgers erfolgt auf einem zum First weisenden Fortsatz, der bei der Montage eines traufnahen
IO zweiten Moduls in den Kanal des traufseitigen Querträgers des ersten Moduls einschiebbar ist. Besonders einfach ist das Einschieben des zweiten Moduls, wenn der die Unterseite des Kanals bildende Vorsprung am Steg des traufseitigen Querträgers nach unten gekrümmt oder abgeschrägt endet, so dass sich der Kanal trichterartig erweitert. Dadurch wird das Einschieben des zweiten Moduls von der
»5 Traufe her erleichtert.
Die Auflage des traufseitigen Querträgers kann in bequemer Weise von der Oberseite her mit der Dachkonstruktion verschraubt werden, wenn die Auflage zur Traufe hin vorragt. Dadurch können Werkzeuge wie Akkuschrauber und dergleichen unbehindert von oben her eingesetzt werden.
30 Vorteilhafterweise wird unter der Auflage eine in Querrichtung verlaufende Stützleiste montiert, so dass herstellerseitig in der Auflage vorgesehene Schraublöcher unabhängig vom Abstand der Dachsparren benutzt werden können.
Der firstseitige Querträger wird in einfacher Weise abgestützt, wenn er an seiner Basis abgewinkelt ist, so dass der abgewinkelte Abschnitt in moniertem Zustand zweier Module auf der Auflage des benachbarten traufseitigen Querträgers aufliegt.
Da der Wirkungsgrad eines PV-Moduls mit steigender Temperatur abnimmt, ist es 5 vorteilhaft, wenn das plattenförmige Bauelement zur Kühlung hinterlüftet ist. Vorteilhafterweise sind zu diesem Zweck im Querträger Lüftungsöffnungen vorgesehen. Zusätzlich zu den Lüftungsöffnungen können Löcher für den Ablauf von Kondens- und/oder Leckwasser vorgesehen sein.
Eventuell eingetriebenes Wasser und Kondenswasser wird zum Wasserlauf der o Seitenträger abgeführt, wenn an der Unterseite des Fortsatzes des firstseitigen Querträgers eine nach oben zum First hin offene Wasserrinne vorgesehen ist, in die der Vorsprung vom Steg des traufseitigen Querträgers des ersten Moduls hinein ragen kann. Die Wasserrinne erhält eine besonders günstige Form, wenn deren Unterseite schräg nach oben abgewinkelt oder gekrümmt ausgebildet ist.
5 Zur Bildung eines Labyrinths im überdeckungsbereich zweier benachbarter Querträger ist es vorteilhaft, wenn auf der Unterseite des unteren Schenkels der Halterung ein vom Steg beabstandeter Wulst vorgesehen ist, der zum Vorsprung hin in den Kanal ragt.
Das Eindringen von Schlagregen wird verhindert, wenn auf der Oberseite des »o Fortsatzes des firstseitigen Querträgers eine Lippe vorgesehen ist, die in montiertem Zustand zweier Module an dem Wulst auf der Unterseite des unteren Schenkels der Halterung des traufseitigen Querträgers anliegt. Durch diese labyrinthartige Ausführung des überdeckungsbereichs beider Querträger kann auf jegliches Dichtungsmaterial verzichtet werden, so dass die Verlegung derartiger Module auch >5 von wenig geübten Kräften ausgeführt werden kann. Auch sind von alterndem Dichtungsmaterial her bekannte Probleme ausgeschlossen.
Zum wasserdichten Anschluss des nächst dem First zu montierenden Moduls ist eine an dieses anschließende Anschlusshaube oder ein Anschluss aus plastisch verformbarem Material vorzusehen, welche firstseitig unter angrenzendes 30 Bedachungsmaterial greifen kann. Zur Seite hin werden Module optimal durch an die Längsträger anschließende Seitenschürzen abgedichtet, welche seitlich an angrenzendes Bedachungsmaterial anschließbar sind.
Zur regendichten Verbindung des nächst der Traufe zu montierenden Moduls eignet sich eine an dieses anschließende Abschlussschürze, welche traufseitig auf angrenzendem Bedachungsmaterial aufliegen kann. Vorzugsweise besteht die Abschlussschürze aus plastisch von Hand verformbarem Material. Die Verwendung von plastisch verformbarem Material hat den Vorteil, dass dieses leicht auf der Baustelle an unterschiedliche Profilformen von Dachplatten angepasst werden kann.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen, für sich und/oder in Kombination, sondern auch aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Aufführungsbeispiels.
Es zeigen:
Fig. 1 einen traufseitigen Querträger im Querschnitt, Fig. 2 einen firstseitigen Querträger im Querschnitt und Fig. 3 die miteinander verbundenen Querträger aus Abb 1 und Abb 2 im Querschnitt.
In Fig. 1 ist schematisch im Querschnitt ein traufseitiger Querträger 10 mit einem Randabschnitt eines ersten plattenförmigen Bauelements 12, hier eines Laminats o von 80 x 160 cm mit photovoltaischen Elementen, dargestellt. Der traufseitige
Querträger 10, ein stranggepresstes Profil aus einer Aluminiumlegierung, besitzt an seiner Unterseite eine zur Traufe hin vorragende Auflage 14 mit Schraublöchern 16 zur Befestigung an der Dachkonstruktion. Auf der Oberseite des traufseitigen Querträgers 10 ist eine U-förmige Halterung 18 angeordnet, die den Rand des
:5 plattenförmigen Bauelements 12 umgibt. Die U-förmige Halterung 18 weist eine Basis 20 des U auf, einen unteren Schenkel 22 des U und einen oberen Schenkel 24. Der obere Schenkel 24 ist mit dem plattenförmigen Bauelement 12 durch eine Klebung verbunden. Vom unteren Schenkel 22 der Halterung 18 geht ein zur Auflage 14 führender Steg 26 aus, der an seiner zur Traufe weisenden Seite unterhalb der so Halterung 18 einen nach unten gekrümmten Vorsprung 28 aufweist, wodurch zwischen der Halterung 18, dem Steg 26 und dem Vorsprung 28 ein Kanal 30 entsteht. Auf der Unterseite des unteren Schenkels 22 der Halterung 18 ist ein vom Steg 26 beabstandeter Wulst 32 vorgesehen, der zum Vorsprung 28 hin in den Kanal
30 ragt. Auf seiner zum Steg 26 hin weisenden Seite ist der Wulst 32 offen- kreisförmig ausgebildet, so dass eine aufgeschlitzte Röhre 34 entsteht. Eine weitere aufgeschlitzte Röhre 36 ist auf der zum First weisenden Seite des Stegs 26 vorgesehen. Die aufgeschlitzten Röhren 34, 36 nehmen bei der werkseitigen Montage der Module selbstschneidende Schrauben auf, die zur Befestigung der seitlichen Längsträger dienen. Die Gesamthöhe des traufseitigen Querträgers 10 von der Auflage 14 bis zum oberen Schenkel 24 beträgt rund 7 cm.
In Fig. 2 ist schematisch im Querschnitt ein firstseitiger Querträger 40 dargestellt, der aus einem etwa T-förmigen stranggepressten Profil aus einer Aluminium-Legierung besteht. Zur Traufe hin bedeckt der Oberbalken 42 den Rand eines zweiten plattenförmigen Bauelements 44, hier ebenfalls eines 80 x 160 cm großen Laminats mit photovoltaischen Elementen, und ist mit diesem durch Klebung verbunden. An seiner Basis besitzt der firstseitige Querträger 40 einen abgewinkelten Abschnitt 46, der in moniertem Zustand zweier Module auf der Auflage 14 des benachbarten traufseitigen Querträgers 10 aufliegt. Zum First hin ist der Oberbaiken 42 mit einem Fortsatz 48 versehen, der bei der Montage in den Kanal 30 des traufseitigen Querträgers 10 einschiebbar ist. An der Unterseite des Fortsatzes 48 ist eine zum First hin offene Wasserrinne 50 vorgesehen ist, in die der Vorsprung 28 vom Steg 26 des traufseitigen Querträgers 10 hinein ragen kann. Die Unterseite 52 der Wasserrinne 50 ist schräg nach oben abgewinkelt. Auf der Oberseite des Fortsatzes 48 des firstseitigen Querträgers 40 ist eine Lippe 54 vorgesehen, die in montiertem Zustand zweier Module an dem Wulst 32 auf der Unterseite des unteren Schenkels 22 der Halterung 18 des benachbarten traufseitigen Querträgers 10 anliegt. Auch am firstseitigen Querträger 40 sind aufgeschlitzte Röhren 56, 58 zur Aufnahme selbstschneidender Schrauben angeordnet, die zur Befestigung der seitlichen Längsträger dienen. Die Gesamthöhe des firstseitigen Querträgers 40 vom abgewinkelten Abschnitt 46 bis zum Oberbalken 42 beträgt rund 4 cm.
In Fig. 3 ist der mit dem traufseitigen Querträger 10 aus Abb 1 verbundene firstseitige Querträger 40 aus Abb 2 schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Fig. 3 zeigt deutlich die komplementäre Ausbildung der Profile und das ineinandergreifende Zusammenwirken in montiertem Zustand. Der traufseitige Querträger 10 ist mit seiner Auflage 14 an einer Stützleiste 60 festgeschraubt. Der firstseitige Querträger 40 des benachbarten Moduls liegt mit seinem abgewinkelten Abschnitt 46 auf der Auflage 14 auf und wird dadurch abgestützt. Der Fortsatz 48
des firstseitigen Querträgers 40 liegt auf dem Vorsprung 28 im Kanal 30 des traufseitigen Trägers 10 und der Vorsprung 28 ragt in die Wasserrinne 50 des firstseitigen Querträgers 40. Die Lippe 54 liegt an dem Wulst 32 an, so dass diese zusammen eine Labyrinth-Dichtung bilden. Gleichzeitig liegt der Wulst 32 auf der Oberseite des Fortsatzes 48 auf und verhindert somit ein Abheben des firstseitigen Querträgers 40 von traufseitigen Querträger 10. Eine überdeckung findet ausschließlich im Bereich der Querträger 10, 40 statt, so dass das zweite plattenförmige Bauelement 44 nicht vom ersten plattenförmige Bauelement 12 und auch nicht von dessen traufseitigem Querträger 10 beschattet wird.