| Ansprüche
1. Solardach zur überdachung einer Grundfläche oder eines ü- berbauten Volumens, welches Solardach mit einem oder meh- reren, einer Solarenergieanlage zugeordneten Solarmodulen versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen winklig angeordneten Reflektionsflache, sowie gegebenenfalls mit weiteren Dachelementen, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Solarmodule (3) in ihren Rand- bereichen (5) untereinander und/oder mit der oder den Reflektionsflachen (4) sowie beide mit gegebenenfalls vorhandenen Dachelementen derartig verbunden sind, dass das Solardach (1) als zusammenhängende Fläche eine geschlossene, dichte Dachhaut bildet und dass das Solardach (1) als tragende Dachkonstruktion vorgesehen ist.
2. Solardach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses an einem Tragwerk (2) oder dergleichen Stützeinrichtung angeordnet ist, welche wenigstens einen Bereich des Solardachs (1) zumindest punktweise abstützt.
3. Solardach zur überdachung einer Grundfläche oder eines ü- berbauten Volumens, welches Solardach mit einem oder mehreren, einer Solarenergieanlage zugeordneten Solarmodulen versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen winklig angeordneten Reflektionsflache, sowie gegebenenfalls mit weiteren Dachelementen, insbesondere ein Solardach nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem oder den Solarmodulen (3) und/oder gegebenen- falls an der oder den Reflektionsflachen (4) mindestens ein Wärmetauschmittel (17) lösbar verbindbar oder integriert vorgesehen ist, mittels dessen die Temperatur des Solarmoduls (3) oder der Reflektionsflache (4) im Bereich von dessen Anbringung lokal änderbar ist.
4. Solardach nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschmittel als ein flächiges, an der der Grund- fläche zugewandten Seite des Solarmoduls (3) oder der Re- flektionsflache (4) angeordnetes Speicherelement ausgebildet ist.
5. Solardach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschmittel (17) mit einem Zu- und einem Abfluss versehen ist und einen Teil eines insbesondere drucklosen Speicherkreislauf bildet, der ein Speicherbehältnis aufweist .
6. Solardach zur überdachung einer Grundfläche oder eines ü- berbauten Volumens, welches Solardach mit einem oder mehreren, einer Solarenergieanlage zugeordneten Solarmodulen versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen winklig angeordneten Reflektionsflache, sowie gegebenenfalls mit weiteren Dachelementen, insbesondere ein Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Solarmodule (3) und/oder zumindest eine der Reflektionsflachen (4) des Solardachs (1) an einer Gelenkstelle (6) um eine jeweils feste Randkante (19) in Richtung auf eine benachbarte Reflektionsflache (4) bzw. ein benachbartes Solarmodul (3) schwenkbeweglich angeordnet ist.
7. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich beweglicher Solarmodule
(3) und/oder Reflektionsflachen (4) und oder im Bereich des Tragwerks (2) wenigstens ein Stellmittel (10) für die
Bewegung der betreffenden Dachelemente angeordnet ist.
8. Solardach nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich des freien Endes der Reflektionsflache (4) oder im Randbereich des dem freien Ende benachbarten So- larmoduls (3) wenigstens ein Zusatzelement (9) angeordnet ist, welches aus einer Grundposition, in welcher es in das überdachte Volumen ragt, gegebenenfalls stufenlos und/oder insbesondere teleskopierbar in eine oder mehrere ausgestellte Positionen derart überführbar sind, dass es einen Teil der Dachhaut bildet.
9. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mit wenigstens einem Feuchte- und/oder Flüssigkeitssensor versehen ist, der eine eventu- eile Benetzung der Fläche des Solardachs (1) ermittelt.
10. Solardach zur überdachung einer Grundfläche oder eines ü- berbauten Volumens, welches Solardach mit einem oder mehreren, einer Solarenergieanlage zugeordneten Solarmodulen versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen winklig angeordneten Reflektionsflache, sowie gegebenenfalls mit weiteren Dachelementen, insbesondere ein Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Randbereichen (5) der Solar- module (3) und/oder der Reflektionsflachen (4) und/oder weiterer Dachelemente, insbesondere in das Solardach (1) begrenzenden Randbereichen (5) zumindest ein Auffangmittel (11) zur Aufnahme und Weiterführung von die Dachhaut benetzenden Flüssigkeiten vorgesehen ist.
11. Solardach nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangmittel (11) durch ein die Dachhaut durchziehendes Netz von zu Abführpunkten (13) hin geneigten Rinnen gebildet ist .
12. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an diesem und/oder dem Tragwerk (2) ein oder mehrere Stützmittel (12), insbesondere Rohren o- der dergleichen Hohlprofile, vorgesehen sind, welche das Solardach (1) und/oder das Tragwerk (2) abstützen.
13. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Solardach (1) zugewandten Ende der Stützmittel (12) die Abführpunkte (13) angeordnet sind.
14. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an diesem, insbesondere an einem oder mehreren gegebenenfalls vorhandenen Firsten und/oder Traufen von Giebeln oder dem Dachgiebel ein Verteilmittel (16) zur Zuführung von Flüssigkeiten vorgesehen ist.
15. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auffangmittel (11) eine Verbindung zu dem Speicherkreislauf der Wärmetauschflüssigkeit aufweist .
16. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mit einem Steuermittel (20) versehen ist, welches Einspeisung und/oder Entnahme von Strom aus einem Netz steuert.
17. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Solarmodule (3) und/oder Re- flektionsflachen (4) winklig miteinander verbunden sind und insbesondere die überwiegende Fläche einer Dachgiebel- seite oder eines Sattels des Solardachs (1) bilden.
18. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachhaut im wesentlichen durch abwechselnde, miteinander verbundene Flächen von Solarmodulen (3) und Reflektionsflachen (4) bevorzugt jeweils gleicher Neigung bezüglich der Grundfläche gebildet ist.
19. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine winklig verbundene, Giebel bildende Abfolge von Solarmodulen (3) und Reflektionsflachen (4) den überwiegenden Teil einer Schrägdachseite überdeckt .
20. Solardach nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Firste der Abfolge von Giebeln in ebener Ansicht im wesentlichen senkrecht zu dem First des Dachgiebels des Solardachs (1) verlaufen.
21. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule (3) und /oder die Reflektionsflachen (4) aus Elementen transparenten, teiltransparenten, teil- und/oder vollverspiegelten Materials vorgesehen sind.
22. Solardach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Solarmodulen (3) bzw. den Reflektionsflachen (4) und dem überdachten Volumen ein Dämmmittel (10), insbesondere eine Wärmedämmung angeordnet ist.
23. Solardach zur überdachung einer Grundfläche oder eines ü- berbauten Volumens, welches Solardach mit einem oder meh- reren, einer Solarenergieanlage zugeordneten Solarmodulen versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen winklig angeordneten Reflektionsflache, sowie gegebenenfalls mit weiteren Dachelementen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule (3) und/oder die Reflektionsflachen (4) längenveränderbar, insbesondere telesko- pierbar, sind.
24. Solardach nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass dieses in mindestens einer Erstreckungsrichtung an verschiedene Größen einer Grundfläche anpassbar ist.
/ Zusammenfassung |
Solardach
Die Erfindung betrifft ein Solardach zur überdachung einer Grundfläche oder eines überbauten Volumens, welches Solardach mit einem oder mehreren, einer Solarenergieanlage zugeordneten Solarmodulen versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen winklig angeordneten Reflektionsflache sowie gegebenenfalls mit weiteren Dachelementen.
Im Gebäudebau und allgemein bei der überdachung von Flächen bzw. Volumen werden zunehmend Solar- oder Photovoltaikmodule genannte Module eingesetzt, um dem Sonnenlicht ausgesetzte Flächen der Bedachung der jeweiligen Grundfläche bzw. des Volumens zur Energiegewinnung zu nutzen. Eine bessere Ausnutzung des auf die Solarmodule abhängig vom Sonnenstand unterschiedlich einfallenden Sonnenlichts über den gesamten Zeitraum der Sonneneinstrahlung gelingt hierbei, wenn zusätzlich zu den häufig beabstandet nebeneinander angeordneten Kollektorflächen der Solarmodule Reflektionsflachen zum Einsatz kommen, welche in der Lage sind, Anteile des einfallenden Lichts auf die Solarmodule umzulenken. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 20 2005 012 798 U1 bekannt, bei welcher Solarmodule und Reflektorflächen zur Verblendung von Gebäudeflächen eingesetzt werden.
An den vorbekannten Solarvorrichtungen erweist es sich dabei als nachteilig, dass die Solarmodule und Reflektionsflachen nachträglich unter nicht unbeträchtlichem Montage- und Kostenaufwand an bereits bestehende Dachkonstruktionen angepasst und
dort angeordnet werden müssen. Ein Verzicht auf einige der Re- flektionsflachen aufgrund örtlicher Gegebenheiten schränkt hierbei den Wirkungsgrad der gesamten Anlage bereits ein.
Es besteht daher die Aufgabe ein Solardach mit gutem Wirkungsgrad zur Verfügung zu stellen, welches sich ohne größere Schwierigkeiten in der Anpassung und mit geringem Kosten- und Montageaufwand bei der Erstellung wie der Sanierung von überdachungen von im Grunde beliebigen Grundflächen einsetzen lässt.
Diese zunächst widersprüchlich erscheinende Aufgabe wird gelöst durch ein Solardach der eingangs genannten Art, bei welchem das oder die Solarmodule in ihren Randbereichen untereinander und/oder mit der oder den Reflektionsflachen sowie beide mit gegebenenfalls vorhandenen Dachelementen derartig verbunden sind, dass das Solardach als zusammenhängende Fläche eine geschlossene, dichte Dachhaut bildet und das Solardach als tragende Dachkonstruktion vorgesehen ist. Das Solardach bildet also eine statisch eigenständige Tragkonstruktion, die Dachhaut ist hierbei sowohl regen-, als auch wasserdicht ausgebildet.
Anstatt also Solarmodule umständlich auf vorhandene Strukturen zusätzlich aufzubringen, können die an einem Tragwerk anorden- baren Solarmodule und Reflektionsflächen sowie gegebenenfalls weitere Dachelemente also für die zu überdachende Grundfläche eine dichte Dachhaut, mit einer vollständigen, tragenden Dachkonstruktion oder eine Teilfläche hiervon bilden, die als geschlossene, dichte Oberfläche vormontiert oder aufbaubar den oberen Abschluss beispielsweise einer Gebäudekonstruktion so- wohl bei einem Neubau als auch bei der Sanierung eines bestehenden Gebäudes darstellen kann. Ganz allgemein kann in allen hier beschrieben Fällen auch ein Solarmodul eine Reflektionsflache bilden, so dass im Maximalfall beispielsweise
alle Dachflächen durch Solarmodule gebildet sein können. Beispielhaft kommen als überbaute Grundflächen oder Volumen mit eventueller Substruktur neben Gebäuden im allgemeinen auch Bedachungen bzw. überdachungen von Carports, Hallen, Parkplätzen, Gewächshäusern, Lagerflächen oder dergleichen, aber auch Flächen wie etwa Badebecken in Betracht, insbesondere somit auch vormals oder ursprünglich als Flachdach vorgesehene überdachungsstrukturen. Eine denkbare Dachform als überdachungsstruktur kann aber auch etwa ein sogenanntes Shed-Dach mit meh- reren Giebelreihen sein. An dem erfindungsgemäßen Solardach müssen jedoch die Solarmodule und Reflektionsflachen nicht ausschließlich unter- und miteinander verbunden sein, es können beispielsweise auch Zwischenflächen etwa anderen Materials zur überbrückung schwieriger Dachbereiche, zum Vorsehen von Ausspa- rungen für Fenster oder dergleichen Ausnehmungen oder eben allgemein Dachelemente zur Anpassung an bauliche, rechtliche oder ästhetische Anforderungen vorgesehen sein. Wesentliches Augenmerk ist vor allem darauf zu richten, dass sich nicht Bereiche von die Sonneneinstrahlung aufnehmenden oder reflektierenden Flächen gegenseitig abschatten, also eine Verschattung möglichst ausgeschlossen wird.
Neben der Möglichkeit, die Solarmodule oder Stützflächen eines erfindungsgemäßen Solardachs so einzurichten, dass sie sich im wesentlichen selbst abstützen, die Dachkonstruktion also tragend ist, kann es vorteilhafterweise bei einer Ausführung des Solardachs vorgesehen sein, dass dieses für eine bessere Stabilität der Gesamtkonstruktion an einem Tragwerk oder dergleichen Stützeinrichtung angeordnet ist, welche wenigstens einen Be- reich des Solardachs zumindest punktweise abstützt.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Solardach der eingangs genannten Art bei dem an dem oder den Solarmodulen und/oder ge-
gebenenfalls an der oder den Reflektionsflachen mindestens ein Wärmetauschmittel lösbar verbindbar oder integriert vorgesehen ist, mittels dessen die Temperatur des Solarmoduls oder der Reflektionsflache im Bereich von dessen Anbringung lokal änderbar ist. Durch eine lokale änderung der Temperatur an den Photovol- taikmodulen kann bei einer Kühlung deren Wirkungsgrad erhöht werden, so dass eine höhere Ausbeute erzielbar ist, die wiederum zu günstigeren Betriebskosten führt und eine Erstellung oder Sanierung einer überdachung für den Bauherrn eventuell erst rentabel macht. Im Falle einer Heizung der Modulflächen oder Reflektionsflachen mit dem Wärmetauschmittel können diese Flächen etwa von Schneebedeckung befreit und so schneller wieder zur Nutzung verfügbar gemacht werden. Außerdem wird das Solardach hierdurch sicherer, da keine die Stabilität gefährden- den Lasten auf der Dachhaut aufgebaut werden und dieses daher gegebenenfalls leichter und somit kostengünstiger ausgelegt werden kann. Das Wärmetauschmittel kann mit dem Solarmodul bzw. der Reflektionsflache vollintegriert ausgebildet sein, es kann aber bei Bedarf auch an den entsprechenden Flächen zur lösbaren Anbringung und Entfernung vorgesehen sein. Betrieben wird das Wärmetauschmittel vorzugsweise mit einer Flüssigkeit, bspw. Wasser oder einer anderen geeigneten chemischen Verbindung.
Eine zweckmäßige Ausführung des erfindungsgemäßen Solardachs kann darin bestehen, das Wärmetauschmittel als ein flächiges, an der der Grundfläche zugewandten Seite des Solarmoduls oder der Reflektionsflache angeordnetes Speicherelement auszubilden, dessen vorzugsweise vollflächige, dichte Anlage an der jeweiligen Fläche einen effektiven Austausch der Wärme in beide Rich- tungen gewährleistet.
Eine sinnvolle Weiterbildung kann darin bestehen, dass das Wärmetauschmittel mit einem Zu- und einem Abfluss versehen ist und
einen Teil eines insbesondere drucklosen Speicherkreislauf bildet, der ein Speicherbehältnis aufweist. Der Speicherkreislauf kann von den Flächen abgeführte Wärme wiederum etwa einem Heizkreislauf zuführen.
Darüber hinaus wird die vorstehende Aufgabe auch durch ein eingangs genanntes Solardach gelöst, bei dem zumindest eines der Solarmodule und/oder insbesondere aber zumindest eine der Re- flektionsflächen des Solardachs an einer Gelenkstelle um eine jeweils feste Randkante in Richtung auf eine benachbarte Re- flektionsflache bzw. ein benachbartes Solarmodul schwenkbeweglich angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Anstellwinkel der der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Flächen eben dieser Strahlung derart nachgeführt werden, dass sich immer eine optimale Ausbeute der Strahlung und somit wiederum eine optimiertes Ergebnis mit dem erfindungsgemäßen Solardach hinsichtlich der Kosten erzielen lässt. Eine eventuell durch Erwärmung auftretende Ertragsminderung lässt sich hierbei durch ein im Grunde beliebiges Kühlmittel kompensieren. Durch bewegliche Dachteile lässt sich daneben auch in einfacher Weise eine einfache und kostengünstige Belüftung des überdachten Volumens realisieren, insbesondere ist hierdurch auch ein sogenannter Rauch-Wärme-Abzug (RWA) gebildet.
Um die Ausrichtung der Solarmodule und/oder Reflektionsflachen des Solardachs optimal beeinflussen zu können ist, sei es durch zeitweises manuelles oder ständiges automatisches, gesteuertes Nachführen beweglicher Flächen, ist es bei einer Ausführung des Solardachs von Vorteil, wenn im Bereich beweglicher Solarmodule und/oder Reflektionsflachen und oder im Bereich des Tragwerks wenigstens ein, gegebenenfalls steuerbares Stellmittel für die Bewegung der betreffenden Dachelemente angeordnet ist.
Hierbei kann es wünschenswert sein, dass trotz Positionsänderungen beweglicher Solarmodule und/oder Reflektionsflachen die Dachhaut eine dichtende Funktion gegenüber der von ihr überdeckten Grundfläche einnimmt, weswegen eine sinnvolle Weiter- bildung des Solardachs darin bestehen kann, dass im Bereich des freien Endes der Reflektionsflache oder im Randbereich des dem freien Ende benachbarten Solarmoduls wenigstens ein Zusatzelement angeordnet ist, welches aus einer Grundposition, in welcher es in das überdachte Volumen ragt, gegebenenfalls stu- fenlos und/oder insbesondere teleskopierbar in eine oder mehrere ausgestellte Positionen derart überführbar sind, dass es einen Teil der Dachhaut bildet. Das betreffende, in der erwähnten Grundposition zunächst ohne Funktion verharrenden Zusatzelement ist in dieser Position in irgendeiner Weise von der Dachhaut überdeckt unter dieser angeordnet und wird also erst im Bedarfsfall durch Ausfahren in eine ausgestellte Position teilweise oder ganz Bestandteil der geschlossenen dichten Dachfläche, wobei es je nach Bedarf oder vorheriger Auslegung als Solarmodul, Reflektions- oder sonstige Fläche ausgebildet sein kann.
Damit trotz beweglicher, in der Dachhaut Lücken bildender Teile des Solardachs überdachte Gegenstände z.B. bei Niederschlag keinen Schaden nehmen, kann es von Vorteil sein, wenn das So- lardach mit wenigstens einem Feuchte- und/oder Flüssigkeitssensor versehen ist, der eine eventuelle Benetzung der Fläche des Solardachs ermittelt und gegebenenfalls eine Schließung offenstehender Solarmodule und/oder Reflektionsflachen veranlasst.
Eine weitere Lösung der vorstehenden Aufgabe bildet ein Solardach der eingangs genannten Art bei dem in Randbereichen der Solarmodule und/oder der Reflektionsflachen und/oder weiterer Dachelemente, insbesondere in das Solardach begrenzenden Rand-
bereichen zumindest ein Auffangmittel zur Aufnahme und Weiterführung von die Dachhaut benetzenden Flüssigkeiten vorgesehen ist. Da nämlich eine Umweltbedingungen ausgesetzte Solardachfläche zum einen mit Niederschlägen beaufschlagt wird, zum an- deren beispielsweise auch eine Reinigung der Dachfläche von die Leistung der Solarmodule mindernden Verschmutzung oder Schneemengen notwendig werden kann, ist es wichtig, dass ohne größeren Aufwand und daher kostensparend etwa größere Regenmengen schnell und sicher von der Dachfläche abgeleitet und eventuell zusätzliche Stoffe mitgeführt werden können.
Bevorzugt kann hierbei das Auffangmittel durch ein die Dachhaut durchziehendes Netz von zu Abführpunkten hin geneigten Rinnen gebildet sein, die den Transport der Flüssigkeit vermitteln.
Eine Stützeinrichtung des Solardachs, beispielsweise in Art eines Tragwerks, welches etwa durch ein Gestell oder einen Rahmen gebildet wird, kann zum einen direkt auf eine vorhandene Struktur, etwa eines Gebäudes aufgesetzt oder durch dieses selbst gebildet sein, oder aber bei einer anderen Ausbildung des Solardachs mit einem oder mehreren Stützmitteln, insbesondere Rohren oder dergleichen Hohlprofilen versehen sein, welche das Tragwerk gegen eine andere Struktur, zum Beispiel den Boden einer Geländeform, abstützen. Darüber hinaus können weitere, die Anordnung des Solardachs erleichternde, Stützmittel vorgesehen sein.
Vorteilhafterwelse können insbesondere in dem Fall, dass das Solardach mit einem Auffangmittel für Flüssigkeiten versehen ist, an den dem Solardach zugewandten Enden der Stützmittel die Abführpunkte angeordnet sein. Die von dem Auffangmittel aufgenommenen Flüssigkeitsmengen lassen sich so ohne weiteres an hohlprofllartige Stützen weitergeben, durch welche der Weiter-
transport der Flüssigkeiten in Richtung Boden oder eines anderen, meist größeren Auffangvolumens erleichtert ist, ohne dass an dem Tragwerk oder anderen Bereichen eines Gebäudes weitere Installationen in Form von Abführrinnen vorgesehen sein müss- ten.
Eine erneute Zuführung der aufgenommenen und gespeicherten Flüssigkeitsmengen zu dem Solardach gelingt bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des Solardachs, bei der an diesem, insbe- sondere an einem oder mehreren gegebenenfalls vorhandenen Firsten und/oder Traufen von Giebeln oder dem Dachgiebel ein Verteilmittel zur Zuführung von Flüssigkeiten, beispielsweise in Art einer Berieselungs- oder Bewässerungsanlage, ggf. mit den entsprechenden Anschlüssen und Zuleitungen, vorgesehen ist.
Eine sinnvolle Weiterbildung des Solardachs kann überdies dadurch gebildet sein, dass das Auffangmittel eine Verbindung zu dem Speicherkreislauf der Wärmetauschflüssigkeit und/oder dem Verteilmittel aufweist, weil hierdurch auch aufgefangene Flüs- sigkeit bei Bedarf dem betreffenden Speicherkreislauf zugeführt werden und als Wärmetauschflüssigkeit genutzt werden kann oder eine Nutzung als Bewässerungsmittel möglich ist.
Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Solardach mit ei- nem Steuermittel versehen, welches die Einspeisung von durch die Solarmodule erzeugtem Strom in ein Netz und/oder Entnahme von Strom aus einem Netz steuert. Das Steuermittel kann hierfür mit einem Wechselrichter versehen sein, der es erlaubt, die Solarmodule zu bestromen. Die bei der Bestromung der Solarmodule erzeugte Wärme kann wiederum genutzt werden, um durch Schnee gebildete Abschattungen oder auch durch Eisbildung entstehende Lasten an den Modulen zu verhindern oder zu beseitigen.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solardachs können mehrere Solarmodule und/oder Reflektionsflachen winklig miteinander verbunden sind und insbesondere die überwiegende Fläche eines Giebels oder eines Sattels des Solardachs bilden, so dass die Einstrahlung von Sonnenlicht von unterschiedlichen Seiten auf den betreffenden Giebel, beispielsweise durch die Morgen- bzw. Abendsonne aus unterschiedlichen Himmelsrichtungen optimal ausgenutzt werden kann.
Insbesondere größere zu überdachende Flächen können mit einer Ausführung des erfindungsgemäßen Solardachs gut überdacht werden, bei dem die Dachhaut durch abwechselnde, miteinander verbundene Flächen von Solarmodulen und Reflektionsflachen bevorzugt jeweils gleicher Neigung bezüglich der Grundfläche gebil- det ist, so dass die Solarmodule und Reflektionsflachen jeweils parallel verlaufen und eine gleichmäßige Abfolge von Giebeln entsteht .
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solardachs nutzt eine als Schrägdachfläche eines Dachgiebels zur Verfügung stehende Fläche noch besser zur Energiegewinnung aus, indem eine winklig verbundene, Giebel bildende Abfolge bzw. eine Aneinanderreihung aus Sattel- oder Giebeldächern von Solarmodulen und Reflektionsflachen den überwiegenden Teil der betreffenden Schrägdachseite überdeckt. Die Orientierung der Firste der Giebel der Abfolge ist dabei nicht zwangsläufig festgelegt und kann sich beim Entwurf der Dachkonstruktion nach dem Verlauf des Sonnenstandes über den Tag richten. Eine solche Konstruktion ist auch insbesondere vorteilhaft bei der Sanierung einer Dachfläche oder der überbedachung einer bestehenden Dachfläche einsetzbar und nutzt den durch den unter dem Solardach entstehenden Kamineffekt zur Kühlung durch Hinterlüftung bspw. einer „Dach-auf-Dach"-Konstruktion aus, weswegen dann die Solarmodu-
Ie, aufgrund ihrer temperaturabhängigen Leistung, einen besseren Wirkungsgrad erzielen können.
Besonders bevorzugt ist hierbei insbesondere eine Weiterbildung des Solardachs, bei der die Firste der Abfolge von Flächen m ebener Ansicht im wesentlichen senkrecht zu dem First des Dachgiebels verlaufen, so dass die Position der Solarmodule nicht durch die Orientierung der Firstrichtung eines beispielsweise m Ost-West-Richtung verlaufenden Giebeldachs festgelegt ist, sondern die Module hierbei gegenüber einer ursprünglich beispielsweise parallelen Orientierung bezüglich der Giebelfläche geneigt sind und derart die sich ändernde Sonneneinstrahlung besser ausnutzen.
Eine Vielzahl technischer wie gestalterischer Möglichkeiten bei der Auslegung des Solardachs ergibt sich mit einer Ausführung desselben, bei welcher die Solarmodule und/oder die Reflekti- onsflächen aus Elementen transparenten, teiltransparenten, teil- und/oder vollverspiegelten Materials, insbesondere aus einem Glasmaterial , vorgesehen sind, so dass beispielsweise ein unter einer oder mehreren der betreffenden Flächen befindlicher Raum ganz oder teilweise von Tageslicht durchflutet werden und so auf andere Leuchtmittel ganz oder teilweise verzichtet werden kann.
Insbesondere bei bewohnten Gebäuden, die mit einem erfindungsgemäßen Solardachs Sonnenlicht beispielsweise zur Strom- und/oder Warmwassergewinnung nutzen, wird die Energiebilanz des Gebäudes weiter verbessert, wenn zusätzlich Dämmmaßnahmen ge- troffen werden, die ein Entweichen von Abwärme verhindern. Zweckmäßigerweise kann daher bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Solardachs zwischen den Solarmodulen bzw. den Re- flektionsflachen und dem überdachten Volumen ein Dämmmittel,
insbesondere eine Wärmedämmung angeordnet sein. Neben dem Einsatz als Gebäudeisolation kann das Dämmmittel auch zur Isolation eines gegebenenfalls an einem Solarmodul oder einer Re- flektionsfläche angeordneten Wärmetauschmittels eingesetzt wer- den.
Die vorstehend erwähnte Aufgabe wird schließlich auch durch ein durch ein Solardach zur überdachung bspw. einer Grundfläche o- der eines überbauten Volumens von gegebenenfalls eigenständiger erfinderischer Bedeutung gelöst, welches Solardach mit einem oder mehreren, einer Solarenergieanlage zugeordneten, ebenen Solarmodulen versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen winklig angeordneten Reflektionsflache sowie gegebenenfalls weiteren Dachelementen, bei welchem die Solarmo- dule und/oder die Reflektionsflachen längenveränderbar, insbesondere teleskopierbar sind und das Solardach damit als Ganzes in der Lage ist, sowohl überbaute Volumen als auch überdachte Flächen variabler Größe abzudecken, wobei das betreffende Solardach dann aber nicht notwendigerweise eine geschlossene Dachhaut bilden muss. Ebenso muss das jeweils durch die Längenveränderung gegebenenfalls hinzutretende Stück eines Solarmoduls oder einer Reflektionsflache nicht notwendigerweise die gleiche Beschaffenheit wie das Grundflächenstück, an welches es angefügt wird, haben, sondern kann auch die Eigenschaft der je- weils anderen Fläche haben oder ein vollständig andere Fläche sein.
Dieses Solardach sowie die unterschiedlichen bereits erwähnten Aus- und Weiterbildungen ist besonders flexibel einsetzbar und an Flächen bzw. überdachungen von Volumen unterschiedlicher Flächenerstreckung anpassbar, wenn das Solardach in mindestens einer Erstreckungsrichtung an verschiedene Größen einer Grundfläche anpassbar ist.
Die vorstehende Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele in den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen, teilweise in stark schematisierter Darstellung die
Fig.1 eine geschnittene Ansicht eines Bereichs einer ersten Ausführungsform des Solardachs als Giebeldach mit Solarmodulen;
Fig.2 eine geschnittene Ansicht eines Bereichs einer anderen Ausführungsform des Solardachs zur überdachung eines Flachdachs, bei welchem Giebel abwechselnd aus Solarmodulen und Re- flektionsflachen gebildet sind;
Fig.3 eine geschnittene Ansicht eines Bereichs einer weiteren Ausführungsform des Solardachs als ü- berdachung eines Flachdachs, bei welchem Solarmodule und Reflektionsflächen einem gemeinsamen Giebel zugeordnet sind;
Fig.4a, b eine geschnittene Ansicht eines Bereichs einer Ausführungsform des Solardachs mit gelenkbeweglichen Flächen mit einer nachgeführten In-Dach- Solaranlage;
Fig.5 eine geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Solardachs als Carport;
Fig.6 eine perspektivische Seitenansicht des Solardachs aus der Fig.5;
Fig.7a, b geschnittene Ansichten zweier Positionen eines
Solardachs mit längenveränderbaren und telesko- pierbaren Solarmodulen und Reflektionsflachen;
Fig.8 eine geschnittene Seitenansicht eines Solarmo- duls mit daran angeordnetem Wärmetauschmittel sowie einer Isolationsschicht;
Fig.9 eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des Solardachs mit Solarmodulen der Fig. 8 uns Reflektionsflachen
Fig.10a,b geschnittene Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels des Solardachs mit um Gelenkstellen verschwenkbaren Reflektionsflachen in geschlos- sener und geöffneter Stellung; und die
Fig.11 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Solardachs als überdachung einer Fläche mit schematisch angedeuteter Rückbestro- mungsmöglichkeit .
In der Fig.1 ist ein Bereich eines im Ganzen mit 1 bezeichnetes Solardach zur überdachung einer Grundfläche oder eines überbauten Volumens zu erkennen, wobei sich das Solardach 1 in die Be- trachtungsebene hinein erstreckt. Das Solardach 1 ist an einer Stützeinrichtung nach Art eines Tragwerks 2 angeordnet und mit mehreren flächigen, je eine Schrägdachfläche bildenden Solarmodulen 3 versehen, die einer nicht näher dargestellten Solarenergieanlage zugeordnet sind. Außerdem ist das Solardach 1 mit Reflektionsflachen 4, die in diesem Fall als Solarmodule 3 ausgebildet sind, versehen. An dem Tragwerk 2 sind die Solarmodule 3 so in zwei gegenüberliegenden Randbereichen 5 untereinander verbunden, dass sich eine geschlossene dichte Dachhaut ergibt.
Weiterhin ist zu erkennen, dass auf ein Solarmodul 3 durch strichlinierte Pfeile angedeutete Sonnenstrahlen einfallen, deren Licht in Richtung benachbarter, gegenüberliegender Solarmodule 3 umgelenkt wird. Durch die Solarmodule 3 wird eine Dachhaut gebildet, die aus miteinander verbundenen Flächen von Solarmodulen 3 gleicher Neigung bezüglich einer Grundfläche besteht, wobei die Solarmodule 3 tragende Elemente, sprich ein tragendes Dach bilden, welches von Verstrebungen 7 des Tragwerks 2 im Bereich von Verbindungsstellen 8 von Solarmodulen 3 und Reflektionsflachen 4 abgestützt ist.
Demgegenüber zeigt die Fig.2 eine Ansicht einer Ausführungsform des Solardachs 1 insbesondere zur Verwendung in Nord-Süd-Ausrichtung des Dachs, bei welcher mehrere Solarmodule 3 winklig miteinander verbunden sind und einen Giebel bilden. Die wiederum durch strichlinierte Pfeile angedeutete Sonnenstrahlung entspricht dabei unterschiedlichen Sonnenständen am Tage und wird von Reflektionsflachen 4 auf Solarmodule 3 umgelenkt, wobei hier die in der Mitte der Figur dargestellten Solarmodule 3 ei- nem gemeinsamen Giebel zugeordnet sind. Hier bilden Solarmodule 3 und Reflektionsflachen 4 zwar eine geschlossene, dichte Dachhaut, diese ist aber auf eine tragende Flachdachstruktur, angedeutet durch die schraffierten Verstrebungen, aufgesetzt und trägt in diesem Fall selbst nicht.
Ebenso eine nichttragende Giebelstruktur der Dachhaut des Solardachs 1 zeigt die Fig.3, wobei hier abwechselnd in der Quererstreckung von links nach rechts je ein Solarmodul 3 mit einer Reflektionsflache 4 und diese dann wieder mit einem Solarmodul 3 verbunden ist, und so fort, so dass eine Giebel bildende, abwechselnde Abfolge von Solarmodulen 3 und Reflektionsflachen 4 auf einer durch die Verstrebung 7 angedeuteten tragenden Flachstruktur angeordnet ist. In ihrer in die Betrachtungsebene ver-
laufenden Längserstreckung sind an Solarmodulen 3 jeweils weitere Solarmodule 3 und an Reflektionsflachen 4 weitere Reflek- tionsflachen 4 angeordnet, so dass sich in Längserstreckung des Solardachs 1 jeweils zusammenhängende, gegenüber der überdach- ten, nicht gezeigten Grundfläche geneigte Giebelflachen von Solarmodulen 3 und Reflektionsflachen 4 ergeben. Gemeinsam ist den Fign. 3 und 2 die Anordnung von mit dem Tragwerk 2 verbundenen Stützelementen 14 unter den Giebeln.
Weiter ist allen in den Figuren dargestellten Solardächern 1 , dass m Randbereichen 5, m denen Solarmodule 3 und/oder Re- flektionsflachen 4 unter- und/oder miteinander verbunden sind, Verbindungsstellen 8 angeordnet sind, an welchen sich Auffangmittel 11 und/oder im Falle gegeneinander gelenkbeweglicher So- larmodule 3 und/oder Reflektionsflachen 4 Gelenkstellen 6 befinden können.
In den Fign. 4a und 4b ist erneut ein Solardach 1 mit wechselnder Abfolge von Solarmodulen 3 und Reflektionsflachen 4 ge- zeigt, bei welcher in den Giebeln des Solardachs 1 in Randbereichen 5 an Verbindungsstellen 8 Gelenkstellen 6 angeordnet sind. Außerdem befinden sich dort nicht näher dargestellte Stellmittel 10, etwa in Form eines Elektromotors, welche Zusatzelemente 9, aus einer m der Fig.4a gezeigten Grundposi- tion, in welcher die Zusatzelemente 9 m das überdachte Volumen ragen, stufenlos in eine m der Fig. 4b dargestellte ausgestellte Positionen derart überführen, dass sie einen Teil der Dachhaut bilden. Hierfür sind die Reflektionsflachen 4 außerdem teleskopierbar ausgebildet. In beiden Fign. 4a und 4b zeigen Pfeile die Beweglichkeit der Zusatzelemente 9 und die Längen- veränderbarkeit der Reflektionsflachen 4 an und in der Fig.4b die Strichlimen die ursprüngliche Position der jeweiligen Reflektionsflache 4. Es ist dabei gut zu erkennen, dass sich
durch das Ausstellen der Zusatzelemente 9 zum einen ein anderer Anstellwinkel der Reflektionsflachen 4 zu den zugeordneten Solarmodulen 3 ergibt, zum anderen durch die Zusatzelemente 9 selbst eine zusätzliche Reflektionsflache 4 bezüglich eines be- nachbarten, ursprünglich nicht zugeordneten Solarmoduls 3 gebildet wird, demnach also eine noch bessere Ausnutzung der Sonneneinstrahlung stattfindet.
Die Fig.5 zeigt ein der Fig.3 ähnliches Solardach 1 mit Solar- modulen 3 und Reflektionsflachen 4, m welcher Figur das Solardach 1 als überdachung eines Carports ausgebildet ist. Wie schon in den vorherigen Figuren gut zu erkennen ist an den Füßen der durch jeweils ein Solarmodul 3 und eine Reflektionsflache 4 gebildeten Giebel ein Auffangmittel 11 zur Auf- nähme und Weiterführung von die Dachhaut benetzenden Flüssigkeiten vorgesehen. Die erwähnten Auffangmittel bilden dabei ein die Dachhaut durchziehendes Netz von zu Abführpunkten 13 hin geneigten Rinnen. Die Abführpunkte 13 befinden sich dabei an den rohrförmigen Stützmitteln 12 des Tragwerks 2, die das So- lardach gegen die Grundfläche abstützen.
Die Fig.6 zeigt die Anordnung des Solardachs 1 als Carport aus der Fig.5 m perspektivischer Ansicht von der Rückseite.
Die Fign. 7a und 7b zeigen eine Ausführung des Solardachs 1, welches wiederum aus einer abwechselnden Abfolge von aus durch Solarmodule 3 und Reflektionsflachen 4 gebildeten Giebeln besteht, wobei wieder die strichlinierten Pfeile die Einstrahlung der Sonne angeben und weitere Positionen von Solarmodulen 3 und Reflektionsflachen 4 durch Strichlimen angedeutet sind. Die zwei Pfeilrichtungen aufweisenden Pfeile geben m den Fign.7 die Beweglichkeit der längenveränderbaren, teleskopierbaren Solarmodule 3 und Reflektionsflachen 4 an. Aus einer in der
Fig.7a gezeigten Grundposition, in welcher die Solarmodule 3 und die Reflektionsflachen 4 gegenüberliegende, in etwa gleich große Flächen benachbarter Giebel bilden, kann das Solardach 1 mittels der Randbereichen 5 angeordneten Stellmittel 10 in eine in der Fig.7b dargestellte Position überführt werden. Dabei sind die Reflektionsflächen 4 an dem Auffangmittel gelenkbeweglich gelagert, verstellen ihren Anstellwinkel bezüglich der Einstrahlung von Sonnenlicht und verkleinern teleskopiert ihre Fläche, während die Solarmodule 3 teleskopiert ihre Fläche bei unverändertem Anstellwinkel vergrößern, so dass asymmetrische Giebel entstehen. Das an dem Solardach ebenfalls angeordnete Behältnis 15, das Verteilmittel 16 sowie Ausnehmungen zum Durchtritt von Flüssigkeiten sind hier nicht näher gezeigt.
In der Fig.8 ist ein Solarmodul 3 zu erkennen, an dessen der nicht dargestellten Grundfläche zugewandten Seite ein Wärmetauschmittel 17 angeordnet ist. Das Wärmetauschmittel 17 ist als flächiges Speicherelement ausgebildet, das an der rückwärtigen Fläche des Solarmoduls 3 satt anliegt, wodurch ein guter Austausch von Wärme zwischen dem Solarmodul 3 und dem Wärmetauschmittel 17 erreicht wird. An der dem Solarmodul 3 abgewandten Fläche des Wärmetauschmittels 17 ist überdies flächig eine Isolationsschicht als Dämmmittel 18 angeordnet. Nicht gezeigt ist der Zu- und Abfluss des Wärmetauschmittels 17.
Die Fig.9 zeigt eine Abfolge von Solarmodulen 3 und Reflektionsflächen 4 eines dichten, tragenden Solardachs 1 , bei dem die Solarmodule der Fig. 8 eingesetzt sind. An den Solarmodulen ist demnach das Wärmetauschmittel 17 angeordnet, ebenso ist das Dämmmittel 18 zu erkennen. In der Fig.9 bilden jeweils ein Solarmodul 3 und eine Reflektionsflache 4 einen Giebel, an dessen Traufen sich ein rinnenförmiges Auffangmittel 11 zur Aufnahme von das Solardach 1 benetzenden Flüssigkeiten befindet. Bei
diesem Solardach ist also die Dachhaut im wesentlichen durch abwechselnde, miteinander verbundene Flächen von Solarmodulen 3 und Reflektionsflachen 4 jeweils gleicher Neigung bezüglich der Grundfläche gebildet.
Die Fign. 10a und 10b zeigen ' erneut eine Ausführung des Solardachs 1 , welches aus einer abwechselnden Abfolge von aus durch Solarmodule 3 und Reflektionsflachen 4 gebildeten Giebeln besteht, wobei wieder die strichlinierten Pfeile die Einstrahlung der Sonne angeben. In der Fig.10a ist das Solardach 1 dabei im geschlossenen Zustand gezeigt. Zwischen den Solarmodulen 3 und den Reflektionsflachen 4 sind Gelenkstellen 6 angeordnet. Aufgrund der Gelenkstellen 6 sind die Reflektionsflachen 4 dieses Solardachs 1 schwenkbeweglich ausgebildet und die Reflekti- onsflache 4 kann von einer an einem First befindlichen Gelenkstelle 6 gelöst werden und an einer an einer Traufe befindlichen Gelenkstelle 6 um eine dort feste Randkante 19 der Reflektionsflache 4 in Richtung auf ein benachbartes Solarmodul 3 hin verschwenkt werden. Diese Schwenkbewegung, die eine Mit- führung der Reflektionsflache 4 mit dem in der Fig. 10b veränderten Einstrahlwinkels des Sonnenlichts gestattet, ist durch die Doppelpfeile angedeutet. Außerdem lässt sich in dieser Weise eine Belüftung des unter dem Solardach 1 befindlichen Volumens erreichen. Die Position der Reflektionsflachen 4 aus der Fig.10a ist in der Fig.10b strichliniert ausgeführt.
Die Fig.11 zeigt schließlich eine der Fig.6 ähnliche Anordnung des Solardachs 1 , hier jedoch mit nicht beweglichen Dachelementen. Die Giebel des Solardachs 1 sind in Quererstreckung als Abfolge von Flächen von Solarmodulen 3 und Reflektionsflachen 4 gebildet, so dass in Längserstreckung längliche, zusammenhängende Giebelflächen gleichen Typs gebildet sind. Die Solarmodulflächen sind hierbei jeweils aus einer gleichen Anzahl re-
gelmäßig angeordneter Solarmodule 3 gebildet. Im für den Betrachter rechten Teil der Fig.11 ist schematisch ein Steuermittel 20 dargestellt, welches die Möglichkeit der Rückbestro- mung der Solarmodule 3 und gegebenenfalls, strichliniert ge- zeichnet, der Reflektionsflachen zeigt. Das Steuermittel 20 ist mit einem Wechselrichter 21 versehen, der es gestattet, Strom an einem Netzanschluss 22 sowohl einzuspeisen, als auch zu entnehmen. Bei Entnahme kann der Strom bspw. zur Beheizung der Solarmodule 3 verwendet werden. Ein Verbraucher 23 kann sowohl mit von dem Solardach 1 erzeugten Strom, als auch mit Strom aus dem Netzanschluss 22 versorgt werden.
Die vorstehende Erfindung betrifft demnach ein Solardach 1 zur überdachung einer Grundfläche oder eines überbauten Volumens mit einem Tragwerk 2, welches mit einem oder mehreren, einer Solarenergieanlage zugeordneten, ebenen Solarmodulen 3 versehen ist und mit wenigstens einer, zu dem oder den Solarmodulen 3 winklig angeordneten Reflektionsflache 4 und gegebenenfalls weiteren Dachelementen. Um ein Solardach 1 mit gutem Wirkungs- grad zur Verfügung zu haben, welches sich ohne größere Schwierigkeiten in der Anpassung bei reduzierten Kosten und geringem Montageaufwand bei der überdachung im Grunde beliebiger Grundflächen einsetzen lässt, kann es unter anderem vorgesehen sein, dass das oder die Solarmodule 3 in ihren Randbereichen 5 unter- einander und/oder mit der oder den Reflektionsflachen 4 sowie beide mit gegebenenfalls vorhandenen Dachelementen derartig verbunden sind, dass das Solardach 1 als zusammenhängende Fläche eine geschlossene, dichte Dachhaut bildet und dass das Solardach 1 als tragende Dachkonstruktion vorgesehen ist.
/ Ansprüche
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