[发明专利]用于建筑物特别是公寓、大厦和/或住宅的屋顶结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于建筑物，尤其是公寓、大厦和/或住宅的屋顶结构。该结构主要计划用于建筑领域并适于在需要与用于通过光伏模块产生电流的系统结合的屋顶结构的任何新的或已经存在的建筑上使用。本发明的屋顶结构的特征在于在连续对齐的屋顶元件之间的创新的电连接系统。除了这个主要的特征外，该屋顶结构被预布置为能够实现快速且可逆的安装，这进一步简化了安装并便于任意的更换或维修。

背景技术

已知，从光电能量转换中产生电力的光伏板的使用现正日益广泛。存在多种用于能量生产的工具及技术，其目的在于使性能最大化并同时考虑包括其环境及美感方面的其他设计参数。具体地，带有集成光伏模块的用于基础结构的屋顶结构是已知的。这种解决方案改进了光伏板的美感并因此扩大了它们例如在具有特殊历史和/或文化价值的领域的用途。

关于带有集成光伏模块的屋顶元件的配线，重要的是在模块之间具有促使该系统的整体效率最大化同时考虑多种影响因素的电连接线，这些影响因素包括多种互相关联的电气部件的效率(光伏模块、变换器、配线等)。在使用设有集成光伏模块的屋顶瓦片的屋顶结构中，建立串联的电气配线系统目前是不容易的。

马赛瓦片以互相交错的方式布置，并且因此，在彼此相同的瓦片的组装期间难以实现从屋顶的底部至脊部的直接连接(在带有光伏板的屋顶瓦片的领域的目前状态)。

如在下文中将更加充分的描述的那样，大多数带有集成光伏板的屋顶结构在面板之间具有一种并行的电连接，这种并行的电连接大大地简化了连接并能够在该面板的安装期间直接获得。

由屋顶瓦片提供的光伏板是已知的，其不使用电线以及由电缆终端提供的连接器，然而，这些电缆必须在屋顶结构的安装期间互相连接，因此增加了安装的复杂性，劳动力成本(专业技术人员)以及铺设时间。

在文献DE 10358851中描述了带有光伏模块的屋顶的示例，其呈现了由支承体部以及与该支承体部关联的光电元件组成的光电瓦片。

电连接元件通过一对安装在基础结构上、彼此隔开并平行的导体制成。导体并行地连接沿该导体的方向对齐的光电瓦片。这种解决方案需要导体对的安装阶段以及随后的配线阶段。

在文献DE 2806810中描述的另一示例示出了用于产生能量并同时用于屋顶建筑上的光伏板。该光伏板由体部形成，在该体部上放置有光伏模块。在基础结构上的安装以与传统瓦片相同的方式完成，同时，关于配线，必须在承重结构上设置一对接触器。该接触器基本上由包括两个安装在基础结构上的导体元件的轨道形成。当在基础结构上安装面板时，光伏模块的端子与导体元件接触，从而在面板之间以并联的方式建立电连接。因此，这种解决方案提出了在沿支承结构的方向对齐的面板之间的并联连接，如上所述，在产生的电流的转换方面，其不能实现最优性能。

在文献DE 4438858中描述的另一解决方案与前述实施方式相似。这两种情况均显露了涉及盖部及并联的电连接元件的美感的问题。

在文献DE 10104297中描述的随后的现有技术涉及预置包括导体轨道的承重面板。该导体轨道在连续对齐的面板之间建立连接。与前面描述的解决方案相比，其优点在于不必为了在安装至基础结构上期间形成电连接而干预，因为，覆盖元件的机械连接也包括其电连接。然而，在这种情况下，该面板也是以并联的方式电连接的。

从文献US 5990414中也已知一种结构，其使用带有光伏板的瓦片，该瓦片具有体部以及光伏板。该体部具有支承瓦片的固定部分，并与基础结构的槽口接触。面板接触部直接由该固定部分提供，而槽口具有以并联的方式连接对齐的瓦片的导体轨道。虽然安装非常简单，但安装之后给面板布线的步骤尚未完全消除。

具有光伏模块的瓦片(参考文献DE 19739948)也是已知的，其包括体部以及光伏模块，其中，电路位于瓦片的体部的内部，该瓦片在其端部具有连接插座，该连接插座适于与相邻的连续对齐的瓦片的插座联接。因此组装的瓦片以并联的方式连接，然而，对于这种解决方案，必须实现两种不同类型的瓦片以便实现串联连接。虽然这种解决方案简化了电气配线阶段，在瓦片的边缘处的带有插座的内部电路板的实现，但是，尤其是用于在安装期间放置的两个不同覆盖元件的生产阶段期间及安装阶段期间的管理，实现了不切实际且及其昂贵的解决方案。

另一已知的解决方案涉及光伏屋顶面板，其中，每个单元设有各自的电连接于终端连接件的连接器，该连接器具有两个连接器端口。该终端连接件装备有开关并适于连接于相邻面板的对应的终端连接件。该开关能够选择性的从并联连接切换为串联连接。