DE19632493A1 - Befestigungselement zum Befestigen eines flachen plattenförmigen Körpers auf einer Unterlage - Google Patents

Description

Solarmodule sind auf großflächigen beispielsweise aus Glas bestehenden Substraten aufgebaut und bestehen aus großflächi­ gen, direkt auf dem Substrat erzeugten und gegebenenfalls in­ tegriert verschalteten Solarzellen oder aus einer Vielzahl einzelner Solarzellen, die auf dem Substrat befestigt, mit­ einander verschaltet und gegebenenfalls mit einer auflami­ nierten Abdeckung wetterbeständig ausgebildet sind.

Zum Aufstellen der Solarmodule werden diese üblicherweise auf einer Unterlage befestigt, welche ein gesondertes Gestell, eine Gebäudefassade, ein Gebäudedach oder eine sonstige na­ türliche oder künstliche Unterlage sein kann.

Solarmodule können einen Rahmen mit vorgefertigten Mitteln zum Befestigen der Solarmodule auf der Unterlage aufweisen. Es sind auch Solarmodule bekannt, die Bohrungen im Substrat zur Befestigung aufweisen.

Rahmenlose Solarmodule können mit Hilfe geeigneter Klemmen auf einer Unterlage befestigt werden. Solche Klemmen sind zum Beispiel aus der DE A 41 30 214 (= GR91P1452DE) bekannt.

Solarmodule mit einem zur Befestigung geeigneten Rahmen sind nur kostenaufwendig herzustellen. Das Befestigen von Solarmo­ dulen mit Hilfe von Klemmen ist verfahrensaufwendig und ga­ rantiert keinen sicheren Halt des Solarmoduls in der Klemme. Solarmodul und Klemme müssen getrennt voneinander gehandhabt werden. Solarmodule mit Befestigungslöchern sind aufwendig herzustellen, unter anderem auch weil beim Bohren der Löcher die Gefahr einer Beschädigung des Solarmoduls besteht.

Problem der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mittel anzugeben, mit dem sich Solarmodule und allgemein auch andere flache, plattenförmige Körper in einfacher und sicherer Weise auf einer Unterlage befestigen lassen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit einem Befestigungse­ lement nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement ist im einfachsten Fall ein z-förmiges, aus einem Blech gefertigtes Metallpro­ fil, welches entlang einer Kante auf dem zu befestigenden Körper aufgeklebt ist. In dem zweiten (unteren) horizontalen Wandbereich des z-förmigen Profils sind Durchbrechungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln vorgesehen.

Mit dem aufgeklebten Metallprofilteil, welches üblicherweise durch Biegen, Ziehen oder Gießen hergestellt ist, wird die die Stabilität des Körpers gegen Verbiegen und in der Folge gegen Bruch erhöht, da das Metallprofilteil eine hohe Stabi­ lität gegen Verbiegen in seiner Längsachse besitzt.

Das Befestigungselement kann serienmäßig bei der Herstellung oder Bearbeitung des Körpers auf diesen aufgeklebt werden, so daß eine automatisierte Fertigung beziehungsweise Verklebung möglich ist. Dies vermindert den Aufwand bei der Befestigung des Körpers, welche dadurch schneller und einfacher erfolgen kann, als zum Beispiel mit Klemmen. Gegenüber einem Befesti­ gungsrahmen besitzt das erfindungsgemäße Befestigungselement einen Material- und somit Kostenvorteil.

Das Befestigungselement kann so auf den Körper aufgeklebt werden, daß der erste vertikale Wandbereich des z-förmigen Profils an einer Kante des Körpers anliegt. Auf diese Weise ist die Kante des Körpers zusätzlich gegen Beschädigung, zum Beispiel durch einen Stoß, geschützt. Dieser Schutz ist be­ reits nach dem Aufkleben des Befestigungselements auf den Körper gewährleistet und schützt diesen auch beim Transport, wenn das Aufkleben an einem von der Unterlage entfernten Ort und zum Beispiel bereits bei der Herstellung oder der Bear­ beitung des Körpers erfolgt. Dabei ist der Körper nach der Befestigung zwischen dem ersten horizontalen Wandbereich des z-förmigen Profils und der Unterlage angeordnet, so daß der erste horizontale Wandbereich den Körper gegen ein bösen von der Unterlage schützt, ohne die Klebestelle zu belasten. Mög­ lich ist es jedoch auch, daß das Befestigungselement auf der Unterseite des Körpers aufgeklebt ist. In diesem Fall weist die Klebestelle eine für die sichere Befestigung des Körpers ausreichende Festigkeit und Belastbarkeit auf.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Befestigungse­ lement so auf dem Solarmodul entlang einer ersten Kante auf­ geklebt, daß das z-förmige Profil die daran angrenzende Kante des Körpers überragt. Auf diese Weise werden mit dem Befesti­ gungselement zwei Kanten beziehungsweise eine Ecke des Kör­ pers gegen Beschädigung geschützt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Körper einen laminierten Aufbau auf, in den das Befestigung­ selement einlaminiert ist. In dieser Ausgestaltung ist zum Ankleben des Befestigungselements auf dem Körper kein zusätz­ licher Arbeitsschritt und auch kein Klebstoff erforderlich. Der Halt des Befestigungselements am Körper wird durch die Stabilität des laminierten Aufbaus erhöht. Körper mit lami­ niertem Aufbau sind beispielsweise laminierte Solarmodule.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Befe­ stigungselement ein Metallprofilteil, das zumindest einen weiteren vertikalen Wandbereich aufweist, der mit dem ersten horizontalen Wandbereich einen senkrechten oder stumpfen Win­ kel und mit dem ersten vertikalen Wandbereich ebenfalls einen rechten oder stumpfen Winkel einschließt.

Dieser weitere vertikale Wandbereich kann auf der gleichen oder auf der gegenüberliegenden Seite des ersten horizontalen Wandbereichs angeordnet sein wie der erste vertikale Wandbe­ reich. Im letzteren Fall wird selbst mit einem unten auf den Körper aufgeklebten Befestigungselement ein Kantenschutz er­ halten. Im ersteren Fall kann das Befestigungselement auf ei­ ner Ecke des Körpers aufgeklebt werden und diese so gegen Be­ schädigung durch Stoß geschützt werden. Dieser weitere verti­ kale Wandbereich kann Teil eines weiteren z-förmigen Profils sein und zur Befestigung auf der Unterlage ebenfalls Durch­ brechungen im zweiten horizontalen Wandbereich aufweisen. Der Körper wird so mit einem Befestigungselement an zwei Kanten gehalten und zusätzlich gegen seitliches Verrutschen in zwei Richtungen gesichert.

Der weitere vertikale Wandbereich kann mit dem ersten z-förmigen Profil über einen gemeinsamen, ersten horizontalen, über den ersten vertikalen oder über den zweiten (unteren) horizontalen Wandbereich verbunden sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen und der dazugehörigen 9 Figuren näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Befestigungsele­ mente in schematischer perspektivischer Darstellung, die

Fig. 5 und 6 zeigen einen Körper mit aufgeklebten Befestigungselementen in schematischer Draufsicht und die

Fig. 7 bis 9 zeigen einen Körper mit aufgeklebten Befestigungselementen im schematischen Querschnitt.

Fig. 1 zeigt die einfachste Ausführungsform der Erfindung, bei der das Befestigungselement BE als Metallprofilteil mit z-förmigem Profil ausgebildet ist. Es weist einen ersten ho­ rizontalen Wandbereich HB1, einen dazu annähernd vertikalen Wandbereich VB und einen zweiten horizontalen Wandbereich HB2 mit hier zwei dargestellten Durchbrechungen D, D′ auf. Vor­ zugsweise besitzt die eine Durchbrechung D′ einen runden und die zweite Durchbrechung D einen länglichen und zum Beispiel ovalen Querschnitt. Da die Durchbrechungen jedoch zur Aufnah­ me eines Befestigungsmittels vorgesehen sind, können sie auch diesem in ihrem Querschnitt angepaßt sein. Ein Befestigungs­ mittel kann ein Nagel, eine Schraube, ein Bolzen, eine Niete oder dergleichen mehr sein. Die Art des Befestigungsmittels richtet sich nach der Art der Unterlage, auf der der Körper mit Hilfe des Befestigungselements und des Befestigungsmit­ tels befestigt wird. Die Durchbrechungen D, D′ können auch die Außenkante des Befestigungselements beziehungsweise des zweiten horizontalen Wandbereichs HB2 durchbrechen und damit nach außen offen sein.

Das Befestigungselement ist aus Metall, zum Beispiel aus Stahlblech oder Aluminiumblech ausgebildet. In Abhängigkeit von der Art des zu befestigenden Körpers und der gewünschten Festigkeit hat es beispielsweise eine Stärke von 0,5 bis 5 mm, zum Beispiel 3 mm Edelstahl, oder von 1 bis 5 mm Alumini­ um.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit einem weiteren verti­ kalen Wandbereich VB′. Dieser bildet sowohl mit ersten hori­ zontalen HB1 als auch mit dem ersten vertikalen Wandbereich VB einen rechten oder stumpfen Winkel aus, jeweils in Abhän­ gigkeit von dem Eckwinkel und dem Kantenquerschnitt des zu befestigenden Körpers. In der Figur ist der zweite vertikale Wandbereich VB′ auf der gleichen Seite des ersten horizonta­ len Wandbereichs HB1 angeordnet wie der erste vertikale Wand­ bereich VB.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 2, je­ doch mit dem Unterschied, daß hier der weitere vertikale Wandbereich VB′ entgegengesetzt zum ersten vertikalen Wandbe­ reich VB weist. Diese Ausführungsform ist besonders dafür ge­ eignet, auf der Unterseite des zu befestigenden Körpers auf­ geklebt zu werden. Der weitere vertikale Wandbereich VB′ kann dann zum Kantenanschlag am Körper dienen.

Fig. 4 zeigt ein Befestigungselement BE, das einen weiteren z-förmig ausgebildeten Abschnitt aufweist, der mit dem ersten z-förmig ausgebildeten Abschnitt einen Winkel einschließt, der in Abhängigkeit vom Eckwinkel des Körpers gewählt wird. In der Figur sind die beiden z-förmig ausgebildeten Abschnit­ te über den gemeinsamen horizontalen Wandbereich HB1 verbun­ den. Möglich ist auch, daß die beiden z-förmig ausgebildeten Abschnitte über den vertikalen Wandbereich VB′′ verbunden sind.

Fig. 5 zeigt einen Körper K mit vier aufgeklebten Befesti­ gungselementen BE, die hier entsprechend den Fig. 1, 2 oder 3 ausgebildet sein können. Mit der dargestellten Anord­ nung wird eine feste und sichere Befestigung des Körpers K auf einer Unterlage möglich. Es können jedoch bei entspre­ chend großen Körpern auch entsprechend mehr als zwei Befesti­ gungselemente pro Kante am Körper aufgeklebt werden. Vorteil­ haft wird das Befestigungselement BE so aufgeklebt, daß es wie dargestellt die anstoßende Kante des Körpers überragt. So ist bereits ein sicherer Transport eines gegebenenfalls emp­ findlichen Körpers wie zum Beispiel eines Solarmoduls mög­ lich, da so dessen Ecken so geschützt sind.

Die zur sicheren Befestigung eines Körpers optimale hänge ist von der Kantenlänge des Körpers und der gewünschten Festig­ keit abhängig. Bei rechteckigen Körpern K wie zum Beispiel Solarmodulen ist es auch möglich, die gesamte Schmalseite des Körpers (Solarmoduls) mit einem Befestigungselement BE einer Länge, die zumindest der Solarmodulbreite entspricht, zu ver­ sehen. Ein längerer Körper von zum Beispiel 120 cm Länge wird mit zumindest zwei Befestigungselementen BE befestigt, die dann zum Beispiel eine Länge von je 30 cm besitzen können.

Fig. 6 zeigt einen Körper K mit einem aufgeklebten Befesti­ gungselement entsprechend Fig. 4, welches an zwei Kanten des Körpers anliegt und sowohl einen sicheren Kantenschutz für den Körper beim Transport als auch eine sichere Befestigung des Körpers auf der Unterlage ermöglicht.

Fig. 7 zeigt einen Körper K mit zwei aufgeklebten Befesti­ gungselementen BE im schematischen Querschnitt. In der Figur sind die Befestigungselemente auf die nach "oben" weisende Oberfläche des Körpers aufgeklebt. Nach dem Befestigen auf einer Unterlage wird der Körper so zwischen dem ersten hori­ zontalen Wandbereich HB1 und der Unterlage U gehalten. Ist der Körper ein Solarmodul mit zumindest einer aus Glas beste­ henden Oberfläche, wird vorzugsweise diese Oberfläche zum Aufkleben des Befestigungselements verwendet, wobei als Kleb­ stoff SK ein aus dem Fassadenbau bekannter Silikonkleber ver­ wendet werden kann.

Die Höhe des ersten vertikalen Wandbereichs HB1 kann der Sum­ me aus der Dicke des Körpers K plus der Dicke der Klebestelle SK entsprechen oder größer gewählt werden. Im ersten Fall wird eine auf der zum Beispiel ebenen Unterlage U aufliegende Befestigung des Körpers K erzielt. Im letzteren Fall wird ei­ ne Befestigung des Körpers K im lichten Abstand über der Un­ terlage U möglich. Dies kann von Vorteil sein, wenn eine Hin­ terlüftung des Körpers gewünscht ist, beispielsweise um ein Solarmodul während des photovoltaischen Betriebs zu kühlen, da der Wirkungsgrad bei tieferen Temperaturen steigt.

Für eine aufliegende Befestigung eines Solarmoduls hat das Befestigungselement BE zum Beispiel eine Höhe von 6,2 mm, wenn das Glassubstrat 4 mm, die Solarzellen 1 mm, die Abdeckung 0,2 mm und die Klebeschicht 1 mm dick sind.

Fig. 8 zeigt einen Körper K mit "unten" aufgeklebten Befe­ stigungselementen BE. Diese Ausführung ist von Vorteil, wenn nur die Unterseite eine zum Ankleben des Befestigungselements geeignete Oberfläche aufweist. Ein Beispiel dafür ist ein So­ larmodul mit einem auf einem Glassubstrat auflaminierten Auf­ bau, der nach oben weist. Oberste Schicht dieses laminierten Aufbaus ist ein Abdeckfolie, an der ein Aufkleben zwar mög­ lich, aber weniger vorteilhaft ist.

Fig. 9 zeigt einen Körper K mit auflaminiertem Aufbau LA. Vorteilhafterweise kann das Befestigungselement BE beim Her­ stellen des laminierten Aufbaus mit in diesen integriert wer­ den. Da zum Laminieren üblicherweise klebrige Schichten ver­ wendet werden, zum Beispiel Schmelzklebefolien bei Solarmodu­ len, wird so der Klebstoff SK und ein zusätzlicher Aufkebe­ schritt eingespart. Die Festigkeit der Klebeverbindung des Befestigungselements auf dem Körper ist so erhöht. Neben der dargestellten Anordnung kann der laminierte Aufbau auch nach unten weisen.

Die in allen Ausführungen als ebene Fläche dargestellte Un­ terlage kann auch andere Ausformungen besitzen, beispielswei­ se einen gerüstartigen Aufbau. Die Unterlage U kann auch senkrecht stehen oder beliebig geneigt sein. Der Begriff Un­ terlage ist auch nicht im Sinne einer Anordnung unter dem Körper zu verstehen. Vielmehr kann mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement ein Körper auch von unten an einer über­ hängenden Oberfläche oder einer Decke befestigt werden. Mit der Erfindung wird also eine Befestigung eines beliebigen flachen Körpers an einer nahezu beliebigen Unterlage in be­ liebiger Ausrichtung möglich. Vorteilhafte Anwendung findet die Erfindung jedoch bei insbesondere rahmenlosen Solarmodu­ len, wo sie die einfache und sichere Befestigung auf einer Unterlage ermöglicht und gleichzeitig für das Solarmodul na­ hezu den gleichen mechanischen Schutz wie ein Rahmen bietet.

Claims (12)

1. Befestigungselement (BE) zum Befestigen flacher platten­ förmiger Körper (K) auf einer Unterlage (U), bestehend aus ei­ nem Metallprofilteil, welches zumindest einen Abschnitt mit z-förmigem Profil aufweist, wobei das z-förmige Profil umfaßt

• - einen ersten horizontalen Wandbereich (HB1) zur Befestigung des Befestigungselements am Körper durch Aufkleben,
• - einen ersten vertikalen Wandbereich (VB) und
• - einen zweiten horizontalen Wandbereich (HB2), welcher zur Befestigung auf der Unterlage zumindest eine Durchbrechung (D, D′) zur Aufnahme eines Befestigungsmittels aufweist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, bei dem das Metallprofilteil aus Stahlblech von 0,5 bis 5 mm Stärke gefertigt ist.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Metallprofilteil zumindest einen weiteren verti­ kalen Wandbereich (VB′) aufweist, der zum ersten horizontalen Wandbereich (HB1) senkrecht angeordnet ist und mit dem ersten vertikalen Wandbereich (VB) einen rechten oder stumpfen Win­ kel einschließt.

4. Befestigungselement nach Anspruch 3, bei dem das Metallprofilteil einen zweiten Abschnitt mit z-förmigem Profil aufweist, dessen vertikaler Wandbereich (VB′) annähernd senkrecht zum horizontalen Wandbereich (HB1) steht und mit dem ersten vertikalen Wandbereich (VB) einen rechten oder stumpfen Winkel einschließt.

5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Metallprofilteil aus Aluminiumblech mit einer Wandstärke von ca. 1 bis 5 mm gefertigt ist.

6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der erste horizontale Abschnitt (HB1) des z-förmigen Profils so auf der Oberfläche eines flachen plattenförmigen Körpers (K) aufgeklebt ist, daß der Körper nach der Befesti­ gung zwischen dem ersten horizontalen Abschnitt (HB1) und der Unterlage (U) angeordnet ist.

7. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der flache plattenförmige Körper (K) zumindest an der zu verklebenden Oberfläche aus Glas besteht und mit Hilfe ei­ nes Silikonklebers (SK) mit dem ersten horizontalen Abschnitt (HB1) des z-förmigen Profils verklebt ist.

8. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
bei dem das Metallprofilteil einen zweiten Abschnitt mit z-förmigem Profil aufweist
bei dem die beiden vertikalen Wandbereiche (VB) der beiden Abschnitte mit z-förmigem Profil einen rechten oder stumpfen Winkel miteinander einschließen und an zwei aneinander sto­ ßenden Kanten des Körpers (K) anliegen.

9. Rahmenloses Solarmodul mit zumindest zweien, auf der Vor­ derseite oder Rückseite entlang von Kanten des Solarmoduls (K) aufgeklebten Befestigungselementen (BE) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Solarmodul nach Anspruch 9, bei dem die Befestigungsele­ mente (BE) so auf dem Solarmodul (K) entlang einer ersten Kante aufgeklebt sind, daß das z-förmige Profil diejenige Kante des Solarmoduls überragt, die an die erste Kante an­ stößt.

11. Solarmodul nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das Solarmo­ dul (K) einen laminierten Aufbau (LA) besitzt und die Befe­ stigungselemente (BE) durch Einlaminieren in den laminierten Aufbau mit dem Solarmodul verklebt sind.

12. Verwendung eines Befestigungselements nach einem der An­ sprüche 1 bis 8 zum Befestigen von rahmenlosen Solarmodulen auf einer Unterlage.