DE8212100U1 - Dachstein - Google Patents

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATBNTAN WALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF I

Telefon: (02 ti) 68 33 46 Tel=«: 0856 6513 cop d

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dipl.-Ing. H B COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER

23.4.82

Imchemie Kunststoff GmbH
Adolf-Flöring-Str. 22

5678 Wermelskirchen

Dachstein

Die Erfindung betrifft einen Dachstein zum einander überlappenden Bedecken geneigter Dachflächen.

Unter Dachsteinen werden Dachpfannen oder Dachziegel verstanden, die die Außenhaut eines geneigten Daches bilden. Es wurde bereits vorgeschlagen, Dachpfannen als Sonnenkollektore^. auszubilden. Diese bekannten Dachpfannen sind aber aufwendig in Herstellung urd Montage auf dem Dach als auch von geringer Leistung. Darüber hinaus liefern sie nur Wärme.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dachstein der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß er bei einem optischen Eindruck nahe eines üblichen Dachsteins elektrischen Strom erzeugt und einfach in Herstellung und Montage ist.

Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, einen Dachstein zu schaffen, der sowohl elektrischen Strom als auch Wärme abführt.

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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem von benachbarten Dachsteinen nicht überdeckten Bereich in die Oberseite Halbleiterphotoelemente angeordnet oder eingelassen sind und unterhalb der Halbleiterphotoelemente der Dachstein einen Hohlraum aufweist, der mit den Hohlräumen der darunter und des darüber liegenden Dachsteins verbunden ist.

Bei diesem Dachstein bilden die miteinander verbundenen Hohlräume einer übereinander liegenden Reihe von Dachsteinen einen Luftkanal der von den Dachsteinen erwärmt wird und damit warme Luft erzeugt. Diese wanre Luft kann entweder direkt zum Wärmen verwendet werden oder aber durch Wärmepumpen erhöht und insbesondere gespeichert werden. Die auf der Oberseite der Dachsteine angeordneten Halbleiterphotoelemente erzeugen darüber hinaus Strom, so daß durch diese Dachsteine sowohl ein Absorberdach als auch ein Solarzellendach geschaffen wird. Die in Dachsteinen vorgesehenen Hohlräume bieten darüber hinaus den Vorteil, daß die durch sie hindurchströmende Luft die Halbleiterphotoelemente kühlt, wodurch die Leistung der Halbleiterphotoelemente bzw. der Solarzellen wesentlich erhöht wird.

Eine besonders einfache und insbesondere gießtechni-dch vorteilhatte Herstellung der Dachsteine wird dadurch erreicht, d ii die Unterseite und Seitenwände von einem Grundkörper gebildet sind, der mindestens eine nach oben hin offene Ausnehmung als Hohlraum bildet, die von einer Platte oben abgedeckt ist, die die Halbleiterphotoelemente trägt. 30

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Grundkörper aus einem Material, insbesondere Beton, gegossen ist. Dieses Material ist besonders preiswert und eignet sich für

Massenherstellung. Ferner erreicht hierdurch der Dachstein ein ausreichendes Gewicht. Dabei kann der Beton ein Polymerbeton sein.

Um zu erreichen, daß nur aufgrund des Verlegens der Dachsteine in üblicher Weise auf den Dachlatten die Hohlräume der Dachsteine miteinander verbunden werden ohne jeglichen Mehraufwand an Montage, wird vorgeschlagen, daß der Hohlraum im oberen überlappenden Bereich mit dem Hohlraum des oberen Dachsteins über eine in der Oberseite befindliche Öffnung und im unteren überlappenden Bereich über eine in der Unterseite befindliche Öffnung verbunden ist.

Die Abdeckplatten der Dachsteine können an ihrer Unterseite in den Hohlraum hineinragende Kühlrippen tragen, wodurch eine gute Kühlung der Halbleiterphotoelemente erreicht wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Trägermaterial der Abdeckplatte ein gießfähiges Material, insbesondere Beton, z.B. ein Polymerbeton,ist. Hierdurch kann das Trägermaterial der Abdeckplatte denselben Ausdehnungskoeffizienten wie die Halbleiterphotoelemente besitzen, so daß die Halbleiterphotoelemente nicht angegriffen werden. Insbesondere kann der Polymerbeton einen Ausdehnungskoeffizienten von (JL= 2,33 besitzen. Aus diesem Grunde können auch die Halbleiterphotoelemente in das Trägermaterial der Abdeckplatte eingegossen werden.

Zum Schutz der Halbleiterphotoelemente wird vorgeschlagen, daß oberhalb dieser eine Glasscheibe befestigt ist. Dabei kann zwischen der Glasscheibe und den Halbleiterphotoelementen eine transparente, elastische Ausgleichsschicht insbesondere aus Acrylglas angeordnet sein,um unterschied-

liehe Ausdehnungen zuzulassen. Vorzugsweise ist die Oberseite der Glasscheibe gehärtet oder trägt einen harten, kratzfesten Überzug, um auch über längere Zeit einen optimalen Strahlendurchgang zuzulassen. Hierzu wird auch vorgeschlagen, daß die Oberseite der Glasscheibe gegen Reflexionen behandelt ist.

Alternativ wird vorgeschlagen, dar das Trägermaterial der Abdeckplatte Glas ist. In diesem Fall wird vorgeschlagen, daß zwischen der Glasschicht und den Halbleiterphotoelementen eine elastische Ausgleichsschicht, insbesondere aus ; Acrylglas, angeordnet ist. \

i Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß zwischen dem umlaufenden Rand der Abdeckplatte und dem Grundkörper elastisches Material angeordnet ist. Dieses elastische Material hat die Aufgabe, die Abdeckplatte abzudichten, mit dem Grundkörper zu verbinden und einen Ausdehnungsausgleich zu schaffen.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Anschlußleitungen für die Halbleiterphotoelemente zum Hohlraum durchgeführt sind und in diesem zur Verbindung mit benachbarten Dachsteinen einliegen. Die Hohlräume werden hiermit besonders jj vorteilhaft für die Führung der elektrischen Leitungen jj genutzt. Die elektrischen Leitungen liegen hier trocken \ und geschützt ein. Dabei können die Enden der Anschlußlei- i

I tungen Steckelemente tragen, wodurch schon während des Auf- ₍ legens der Dachsteine die Leitungen ohne großen Montageauf- \ wand aneinander angeschlossen werden können. ;

Ein besonders hoher Wirkungsgrad wird dann erreicht, wenn | die Oberseite der Dachsteine eben ist. Das Dach unterscheidet

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sich von üblichen Dächern dann nicht, wenn die äußere Form der Dachsteine verkehrsüblichen Dachsteinen entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Dachstein; Fig. 2 einen Schnitt nach A-A in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach B-B in Fig. 1; und

Fig. 4 einen Ausschnitt X in Fic. 2.

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Der Dachstein 1 weist die Form eines hohlen Kastens auf, dessen äußere Abmessungen denen eines üblichen Dachsteins bzw. Dachpfanne oder Dachziegels entspricht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Länge größer als die Breite und die Höhe bzw. die Stärke nur einen Bruchteil der Breite. Der Dachstein besteht aus zwei Teilen, und zwar dem Grundkörper 2 und einer darauf liegenden Deckplatte 3. Der Grundkörper 2 ist entsprechend einem nach oben hin offenen Kasten ausgebildet, so daß er einen fJachen, nach oben hin offenen Hohlraum 4 besitzt, der noch durch eine senkrechte Mittelwand 5 geteilt ist und an zwei senkrechten Außenwänden vorspringende, angeformte Leisten 6 aufweist, die Falze tragen, in die Falze benachbarter Dachsteine überlappend einliegen.

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Der Hohlraum 4 ist oben durch eine Abdeckplatte 3 abgeschlossen, die, wie auch der Grundkörper 2, aus Beton, insbesondere einem Polymerbeton, besteht. Dabei trägt die

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-ιοί Abdeckplatte 3 Halbleiterphotoelemente 7, die oben aufliegen oder aber in den Beton eingegossen sind. Hierzu weist der Polymerbeton den gleichen Ausdehnungskoeffizienten von ÖL· = 2,33 wie das Silizium der Halbleiterphotoelemente 7 auf. Oberhalb der Halbleiterphotoelemente liegt eine elastische Acrylausgleichsschicht 8 und
darüber eine Glasscheibe 9, deren Oberfläche gehärtet ist und gegen Reflexe behandelt wurde.

Ein optisch einheitlicher und den üblichen nachsteinen entsprechender Eindruck wird dadurch erzielt, wenn der Polymerbeton und die Solarzellen schwarz gefärbt sind.

An der Unterseite der Abdeckplatte 3 ragen in den Hohlraum 4 Kühlrippen 10 hinein, die in Richtung der durchströmenden Luft liegen. In den Bereichen, in denen die Dachsteine einander oben und unten überlappen, weisen die Abdeckplatte 3 und der Grundkörper 2 miteinander übereinstimmende bzw.. fluchtende öffnungen 12 und 13 auf, so
daß die Luft von dem untersten Dachstein zu dem darüber liegenden usw., nach oben durch alle Dachsteine strömen kann. Eine an der Unterseite des Grundkörpers 2 angeordnete Nase 14 erlaubt einen Halt des Dachsteins an den
Dachlatten.
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An der Unterseite aus der Abdeckplatte 3 herausragende Leitungen sind durch den Hohlraum 4 und die Öffnungen 12, 13 geführt und erlauben über Stecker und Buchsen einen elektrischen Anschluß mit den Halbleiterphotoelementen benachbarter Dachsteine.

Die Abdeckplatte 3 kann in einer alternativen Ausführung statt aus Beton auch aus Glas hergestellt sein, wobei

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dann zwischen dieser Glasschicht und den Halbleiterphotoelementen eine weitere elastische Acrylausgleichsschicht angeordnet ist.

Claims (18)

COHAUSZ & FLORACK PATENTAN WALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1 Telefon:(02l1) 683346 Tele-:O85865I3 copd PATENTANWÄLTE: OipLHng. W. COHAUSZ · DipL-tng. R KNAUF · DipUng. K B COHAUSZ · DipHng. D. H. WERNER 23.4.82 $ Ansprüche

1. Dachstein zum einander überlappenden Bedecken geneigter Dachflächen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von benachbarten Dachsteinen (1) nicht überdeckten Bereich in die Oberseite Halbleiterphotoelemente (7) angeordnet oder eingelassen sind und unterhalb der Halbleiterphotoelemente (7) der Dachstein (1) einen Hohlraum (4) aufweist, der mit den Hohlräumen (4) der carunter und des darüber liegenden Dachsteins

ic verbunden ist.

2. Dachstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite und Seitenwände von einem Grundkörper (2) gebildet sind, der mindestens eine nach oben hin offene Ausnehmung als Hohlraum (4) bildet, die von einer Platte (3) oben abgedeckt ist, die die Halbleiterphotoelemente (7) trägt.

3. Dachstein nach Anspruch 2, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der Grundkörper (2) aus einem Material, insbesondere Beton, gegossen ist.

4. Dachstein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Beton ein Polymerbeton ist.

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5. Dachstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (4) im oberen überlappenden Bereich mit dem Hohlraum des oberen Dachsteins (1) über eine in der Oberseite befindliche Öffnung (12) und im unteren überlappenden Bereich über eine in der Unterseite befindliche Öffnung (13) verbunden ist.

6. Dachstein nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a -

durch gekennzeichnet ,. daß die Abdeckplatte \3) an ihrer Unterseite in den Hohlraum (4) hineinragende Kühlrippen (10) trägt.

7. Dachstein nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a durch gekannzeichnet, daß das Trägermaterial der Abdeckplatte (3) ein gießfähiges Material, insbesondere Beton, z.B. ein Polymerbeton, ist.

8. Dachstein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial der Abdeckplatte (3) denselben Ausdehnungskoeffizienten wie Silizium besitzt.

9. Dachstoin nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterphotoelemente (7) in das Trägermaterial der Abdeckplatte (3) eingegossen sind.

10. Dachstein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Halbleiterphotoelemente (7) eine Glasscheibe (9) befestigt ist.

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11. Dachstein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Glasscheibe (9) und den Halbleiterphotoelementen (7) eine transparente elastische Ausgleichsschicht (8) insbesondere aus Acrylglas angeordnet ist.

12. Dachstein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberseite der Glasscheibe (9) gehärtet ist oder einen harten, kratzfesten Überzug trägt.

13. Dachstein nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberseite der Glasscheibe (9) gegen Reflexionen behandelt ist.

14. Dachstein nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet. daß das Trägermaterial der Abdeckplatte (3) Glas ist.

15. Dachstein nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Glasschicht und den Halbleiterphotoelementen eine elastische Ausgleichsschicht, insbesondere aus Acrylglas, angeordnet ist.

16. Dachstein nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem umlaufenden Rand der Abdeckplatte (3) und dem Grundkörper (2) elastisches Material angeordnet ist.

17. Dachstein nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungan (15, 16) für die Haibleiterphotoelementi

1 (7) zum Hohlraum (4) durchgeführt sind und in diesem zur Verbindung mit benachbarten Dachsteinen (1) einliegen.

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18. Dachstein nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Anschlußleitungen (15, 16) Steckelemente tragen.

19. Dachstein nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a 10 durch gekennzeichnet, daß zumindest die Oberseite eben ist.

20. Dachstein nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß seine

15 äußere Form d^r eines verkehrsüblichen Dachsteins entspricht.

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