DE102008027452B4

DE102008027452B4 - Aufständerungsvorrichtung für ein Solarmodul

Info

Publication number: DE102008027452B4
Application number: DE102008027452.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Schönberger; Florian Schönberger
Original assignee: Vispiron Engineering GmbH
Current assignee: Vispiron De GmbH
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2028-06-10
Also published as: DE102008027452A1

Abstract

Aufständerungsvorrichtung (20) für ein Solarmodul (10), mit einem Verbindungsträger (21) zur Halterung des Solarmoduls (10) und zwei Stützträgern (22, 23), die den Verbindungsträger (21) stützen und mit denen der Verbindungsträger (21) mit einem Untergrund verbunden ist, wobei zwischen dem Verbindungsträger (21) und dem Stützträger (22, 23) jeweils ein Verbindungselement (40, 70) angeordnet ist, wobei das Verbindungselement (40, 70) aus nichtleitendem Material ist, das das Solarmodul (10) gegenüber dem Untergrund isoliert, und der Verbindungsträger (21) und die Stützträger (22, 23) aus leitendem Material ausgebildet sind, und wobei das Verbindungselement (40, 70) lösbar mit dem Verbindungsträger (21) und dem Stützträger (22, 23) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufständerungsvorrichtung für ein Solarmodul. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei starren Aufständerungssystemen, bei denen Solarmodule auf Freiflächen oder Dächern befestigt werden.
Im Stand der Technik werden zur Befestigung von Solarmodulen Aufständerungsvorrichtungen verwendet, die aus Materialien bestehen, die selbst elektrisch leitend sind. Insbesondere bei der Installation von Modulen in der Dünnschichttechnologie in Verbindung mit Wechselrichtern, welche ohne Transformatoren arbeiten, ergibt sich das Problem, dass ein von den Wettereinflüssen abhängiger elektrischer Strom über das Aufständerungssystem gegen die Erde fließt. Dieser beschleunigt den Alterungsprozess der Module aufgrund einer bis heute noch nicht genau verstandenen Ursache. Weiterhin wird vermutet, dass dieser Alterungsprozess für die zeitliche Abnahme des Solarmodulwirkungsgrades verantwortlich ist.
Das Solarstromkraftwerk Leipziger Land, Espenhain, offenbart in Geosol Projekte, 2004, verwendet Robinienholz für die Aufständerung.
DE 100 10 322 A1 beschreibt ein Gestell für Solargeräte mit zwei Hauptholmen, die jeweils mit einem Ständer über ein Gelenk verbunden sind.
Die DE 20 2004 005 224 U1 beschreibt ein Montagesystem mit einem Gestell, auf dem Solarmodule angebracht werden.
Die DE 10 2008 025 611 A1 beschreibt eine Antiblitzeinschlagisolierung bei einer Photovoltaikanlage mit Basisträgern und quer zu den Basisträgern verlaufenden Modulholmen, wobei Klammern zur elektrischen Isolierung der Module vorgesehen sind.
Die DE 20 2004 019 259 U1 beschreibt ein Solar-Steckgestellelement, das aus Einzelteilen besteht, die mit Steckverbindern verbunden werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Aufständerungsvorrichtung für ein Solarmodul bereitzustellen, bei dem der Stromfluss gegen die Erde verhindert wird, wobei eine schnelle und fehlerfreie Montage gewährleistet sein muss. Diese Aufgabe wird durch eine Aufständerungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Die erfindungsgemäße Aufständerungsvorrichtung weist einen Verbindungsträger zur Halterung des Solarmoduls und zwei Stützträger auf, die den Verbindungsträger stützten und mit denen der Verbindungsträger mit einem Untergrund verbunden ist. Zwischen dem Verbindungsträger und dem Stützträger ist nun jeweils ein Verbindungselement aus nicht leitendem Material angeordnet, dass das Solarmodul gegenüber dem Untergrund isoliert. Die in die Aufständerungsvorrichtung eingefügten Verbindungselemente aus nicht leitendem Material verhindern die Entstehung des Stromes zur Erde bzw. zum Untergrund auf dem die Aufständerungsvorrichtung angeordnet ist. Der Verbindungsträger und der Stützträger sind aus leitendem Material ausgebildet, wie beispielsweise Aluminium. Das nicht leitende Verbindungselement verbindet dann den leitenden Stützträger mit dem leitenden Verbindungsträger. Durch die Verbindungselemente kann die Aufständerungsvorrichtung schnell und einfach montiert werden. Weiterhin werden Fehler bei der Montage verhindert, da die Verbindungselemente einfach mit dem Verbindungsträger verbunden werden können.
Das Verbindungselement ist lösbar mit dem Verbindungsträger und dem Stützträger verbunden. Dies hat den Vorteil, dass das Verbindungselement bei der Montage jeweils in den Verbindungsträger und den Stützträger eingesteckt werden kann und so diese miteinander verbindet. Hierfür kann das Verbindungselement ein Kopfstück und zwei Kupplungselemente aufweisen, die im Montagezustand in den Verbindungsträger und den Stützträger eingeführt sind, wobei das Kopfstück den Kontakt zwischen Verbindungsträger und Stützträger verhindert. Die beiden Kupplungselemente können weiterhin eine Bohrung aufweisen zur Durchführung eines Verbindungsstifts oder einer Schraube mit denen das Verbindungselement an dem Verbindungsträger bzw. an dem Stützträger befestigt werden kann. Zur weiteren Isolierung kann im Falle eines längeren und eines kürzeren Stützträgers zwischen dem längeren Stützträger und dem Untergrund ein weiteres nicht leitendes Verbindungselement vorgesehen sein, das zusätzlich für eine Isolierung des Solarmoduls gegenüber dem Untergrund sorgt. Im Untergrund kann der Stützträger beispielsweise auf einem Querträger angeordnet und befestigt sein.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine perspektivische Sicht eines Aufständerungssystems mit der erfindungsgemäßen Aufständerungsvorrichtung,
2 eine Detailansicht der Verbindung eines Verbindungsträgers mit einem Stützträger am oberen Ende,
3 eine Detailansicht der Verbindung des Verbindungsträgers mit dem Stützträger am unteren Ende
4 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselements, das am oberen Ende des Stützträgers verwendet wird,
5 eine perspektivische Ansicht eines Verbindungselements, das am unteren Ende des Verbindungsträgers verwendet wird, und
6 eine perspektivische Ansicht des Aufständerungssystems mit einer Befestigung im Boden.
In 1 ist ein Aufständerungssystem gezeigt, mit dem Solarmodule 10 über Aufständerungsvorrichtungen 20 an Grundträgern 30 befestigt sind. Die Module 10 sind als tragendes Element zwischen den Aufständerungsvorrichtungen 20 angeordnet und verbinden diese. Die Aufständerungsvorrichtung weist einen Verbindungsträger 21 zur Halterung der Module 10 und zwei Stützträger 22 und 23 auf, durch die der Verbindungsträger 21 und die Solarmodule 10 in Position gehalten werden.
In 2 ist zu erkennen, wie das obere Ende des Verbindungsträgers 21 mit dem Stützträger 22 verbunden ist. Ein Verbindungselement 43 aus nicht leitendem Material wie beispielsweise Kunststoff, z. B. Polyamid, verbindet den Verbindungsträger mit dem Stützträger 22. Das Verbindungselement 40 verhindert einen mechanischen Kontakt der aus leitendem Material ausgebildeten Trägern 21 und 22.
In 4 ist das Verbindungselement 40 dargestellt bevor es in den Stützträger 22 oder Verbindungsträger 21 eingeführt wurde. Das Verbindungselement weist ein Kopfstück 41 und zwei Kupplungselemente 42 und 43 auf. Die Kupplungselemente werden in die hohlen Träger 21 und 22 eingeführt, das Kupplungselement 22 wird, wie in 2 zu erkennen ist, in den Verbindungsträger 21 eingeführt, während das Kupplungselement 43 in den Stützträger 22 eingeführt wird. Aus Gewichts- und Materialersparnisgründen sind die Verbindungselemente nicht massiv ausgeführt. Vielmehr weisen das Kopfstück und die Kupplungselemente Verstärkungsrippen 44 auf. Die Kupplungselemente 42 und 43 weisen weiterhin Bohrungen 45 auf, die im eingesteckten Zustand mit Bohrungen in den Trägern 21 und 22 fluchten, so dass ein Verbindungsstift wie beispielsweise eine Schraube 25 durchgeführt werden kann, wie in 2 zu erkennen ist. Die Verbindungselemente sind vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt und weisen polymere Werkstoffe auf. Um dem Alterungsprozess durch abgehende Ströme weiter entgegenzuwirken werden die Solarmodule 10 zwischen einer Klemmleiste 50 und einem Vorsprung 60, der an dem Verbindungsträger ausgeführt ist eingeklemmt, wobei ein Kunststoffgummiprofil in der Aussparung zwischen der Klemmleiste 50 und dem Vorsprung 60 verwendet wird, um das Solarmodul weiter zu isolieren.
In 3 ist die Verbindung des unteren Endes des Solarmoduls 10 mit dem Stützträger 30 näher dargestellt. Der Verbindungsträger 21 wird mit dem unteren Stützträger 23 über ein Verbindungselement 70 verbunden, das im nicht eingefügten Zustand in 5 näher dargestellt ist. Das Verbindungselement 70 weist ähnlich wie das Verbindungselement 40 ein Kopfstück 71 und zwei Kupplungselemente 72, 73 auf. Das Kupplungselement 42 ist vollständig in den Verbindungsträger 21 eingeführt. Wie in 3 zu erkennen ist, ist der Stützträger 23 nur durch zwei Seitenwände 23a und 23b gebildet zwischen denen das Kupplungselement 73 eingeführt ist, so dass an der Vorderseite, wie in 3 zu erkennen ist, das Kupplungselement 73 sichtbar ist. Die Kupplungselemente 72 und 73 werden auf ähnliche Weise wie die Kupplungselemente 42 und 43 mit den Trägern verbunden. Dies bedeutet, sie weisen Bohrungen 75 auf, mit denen das Verbindungselement 70 über Verbindungsstifte 80 mit dem Träger 21 bzw. 23 verbunden wird. Eine weitere Bohrung 76 im Kupplungselement 73 dient zur Befestigung des Stützträgers 23 und des Verbindungselements 70 mit dem Träger 30, wie in 3 zu erkennen ist.
In 6 ist zu erkennen, wie die Träger 30 über Stützpfähle 90 in der Erde befestigt werden können, falls das Aufständerungssystem von 6 auf einer Freifläche verwendet wird. Bei der Verwendung auf Dächern können die Stützpfähle 90 selbstverständlich entfallen. Hier werden nur die Träger 30 auf dem Dach befestigt. Wie aus den gezeigten Figuren zu erkennen ist, können die Aufständerungsvorrichtungen einfach und fehlerfrei zusammengebaut werden.
In einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform ist es auch möglich, die Verbindung des Stützträgers 22 zum Träger 30 in 1 durch nicht gezeigte Verbindungselemente isoliert werden. Dieses Verbindungselement ist dann ähnlich wie das Verbindungselement 70 am unteren Ende mit dem Träger 30 verbunden während das obere Ende mit dem Stützträger 22 verbunden ist. In diesem Fall würden die beiden Kupplungselemente entgegengesetzt zueinander vom Kopfstück aus verlaufen.

Claims

Aufständerungsvorrichtung (20) für ein Solarmodul (10), mit einem Verbindungsträger (21) zur Halterung des Solarmoduls (10) und zwei Stützträgern (22, 23), die den Verbindungsträger (21) stützen und mit denen der Verbindungsträger (21) mit einem Untergrund verbunden ist, wobei zwischen dem Verbindungsträger (21) und dem Stützträger (22, 23) jeweils ein Verbindungselement (40, 70) angeordnet ist, wobei das Verbindungselement (40, 70) aus nichtleitendem Material ist, das das Solarmodul (10) gegenüber dem Untergrund isoliert, und der Verbindungsträger (21) und die Stützträger (22, 23) aus leitendem Material ausgebildet sind, und wobei das Verbindungselement (40, 70) lösbar mit dem Verbindungsträger (21) und dem Stützträger (22, 23) verbunden ist.
Aufständerungsvorrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (40, 70) ein Kopfstück (41, 71) und zwei Kupplungselemente (42, 43, 72, 73) aufweist, wobei die zwei Kupplungselemente (42, 43, 72, 73) im Montagezustand in den Verbindungsträger (21) und den Stützträger (22, 23) eingeführt sind.
Aufständerungsvorrichtung (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kupplungselement (42, 43, 72, 73) zumindest eine Bohrung (45, 75) zur Durchführung eines Verbindungsstifts aufweist, mit dem das Verbindungselement (40, 70) an dem Verbindungsträger (21) oder dem Stützträger (22, 23) befestigt wird.
Aufständerungsvorrichtung (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein längerer und ein kürzerer Stützträger (22, 23) vorgesehen sind, wobei zwischen dem längeren Stützträger (22) und dem Untergrund ein weiteres nichtleitendes Verbindungselement vorgesehen ist.
Aufständerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützträger (22, 23) auf ihrer Unterseite jeweils auf einem im Untergrund angeordneten Querträger (30) befestigt sind.