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Die
Erfindung betrifft eine Photovoltaikanlage, ein Photovoltaikmodul
und ein Verfahren zur Bestückung
einer Photovoltaikanlage.
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Ein
Photovoltaikmodul (auch bezeichnet als Solarmodul) besteht üblicherweise
aus einer Mehrzahl an untereinander elektrisch verbundenen Solarzellen,
die über
den photovoltaischen Effekt eine im Sonnenlicht enthaltene Strahlungsenergie
in eine elektrische Energie umwandeln.
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Photovoltaikmodule
dienen der direkten Umsetzung von Sonnenenergie in elektrischen
Strom. Dünnschichtsolarmodulen
weisen dazu photoaktive Schichten mit einer Dicke im Bereich von
wenigen zehn Nanometern bis einigen Mikrometern auf. Üblicherweise
werden die photoaktiven Schichten zusammen mit Kontakt- und ggf.
Reflexionsschichten großflächig auf
ein Substrat, beispielsweise eine Glasscheibe, aufgebracht. Mit
Hilfe von mehreren Strukturierungsschritten wird eine Mehrzahl von
einzelnen streifenförmigen
Solarzellen gebildet, die elektrisch in Serie verschaltet sind.
Die Breite der streifenförmigen
Solarzellen, auch Zellstreifen genannt, liegt im Bereich von Zentimetern.
Auf die äußeren Zellstreifen
werden üblicherweise
Stromabnehmer aufgebracht, über
die das Dünnschichtsolarmodul
angeschlossen wird und die erzeugte elektrische Leistung abgeführt werden
kann.
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Auf
das beschichtete Substrat wird zumeist ein weiteres flächiges Material,
zum Beispiel eine weitere Glasscheibe, auflaminiert, um die photoaktiven
Schichten vor Beschädigungen
und Witterungseinflüssen
zu schützen.
Zur Verstärkung
des Solarmoduls kann ein umlaufender Rahmen (beispielsweise aus
Aluminium) eingesetzt werden, insbesondere wenn ein nicht tragfähiges oder
flexibles Substrat verwendet wird. Ist kein Rahmen vorgesehen, beispielsweise
beim Einsatz von Glasscheiben als Substrat und als Abdeckung, spricht
man von einem rahmenlosen Solarmodul.
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Eine
Zusammenstellung mehrerer Photovoltaikmodule zur Stromgewinnung
wird als Photovoltaikanlage bezeichnet. Üblicherweise werden die Photovoltaikmodule
dabei mit einem Rahmen versehen, der auf einer Aufständerung
mittels Unterkonstruktion befestigt, beispielsweise verschraubt,
wird. Bei einer Freilandanlage wird dabei das Photovoltaikmodul auf
einer Unterkonstruktion befestigt, die auf einer Aufständerung
montiert ist. Bei einer Aufdachanlage wird üblicherweise das Photovoltaikmodul
auf einer Unterkonstruktion befestigt, die auf einer Trägerkonstruktion
auf einem Hausdach montiert ist. Es ist aber auch vorgesehen, das
Photovoltaikmodul mit einer Unterkonstruktion zu versehen, die als
Schnittstelle zum Hausdach dient. Unabhängig vom Typ der Photovoltaikanlage
werden im allgemeinen Photovoltaikmodule entweder mit einem Rahmen
versehen oder als ungerahmte Module bereitgestellt.
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Bei
einer Befestigung eines Solarmoduls auf einer Unterkonstruktion
muss in der Regel ein Befestigungssystem an dem Solarmodul angebracht
werden, über
das das Solarmodul in einem weiteren Schritt an einer Trägervorrichtung
befestigt wird.
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Zu
diesem Zweck ist es beispielsweise möglich, rahmenlose Dünnschichtsolarmodule über das Befestigungssystem
mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen an der Trägervorrichtung
zu befestigen.
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Dies
hat den Nachteil, dass eine solche Art der Installation insbesondere
bei der Bestückung
der Photovoltaikanlage mit einer großen Zahl an Photovoltaikmodulen,
beispielsweise bei so genannten Freiflächen-Solaranlagen, zeitaufwändig und
teuer ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine einfache Montagemöglichkeit
für Photovoltaikmodule
zu schaffen, bei der eine zuverlässige
und kostengünstige
und zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen
gewährleistet
ist.
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In
einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe durch eine Photovoltaikanlage
gelöst,
die Folgendes umfasst:
- – wenigstens ein Photovoltaikmodul;
- – eine
Unterkonstruktion zur Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls,
- – ein
Paar von Trägerelementen,
das ein erstes Trägerelement
und ein zweites Trägerelement umfasst
und derart eingerichtet ist, dass das Paar von Trägerelementen
wenigstens teilweise ineinander einschiebbar ist, indem wenigstens
zwei Führungselemente
auf einem ersten Trägerelement
in das zweite Trägerelement
eingreifen, wobei jeweils eines der Trägerelemente auf der Rückseite
des Photovoltaikmoduls angeordnet ist und eines auf der Unterkonstruktion
angeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung
wird das Photovoltaikmodul auf der Rückseite, d. h. der der Hauptseinstrahlrichtung
zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie gegenüber liegenden
Seite, mit einem Trägerelement
versehen. Das Trägerelement
dient dabei als mechanische Verstärkung des Photovoltaikmoduls,
was insbesondere bei großen rahmenlosen
Modulen von Vorteil ist, da eventuell auftretende Spannungen auf
die Modulränder
vermieden werden können.
Zur Montage der Photovoltaikmodule wird somit lediglich das Trägerelement verwendet,
ohne das Photovoltaikmodul mit einem Rahmen oder ähnlichem
versehen zu müssen.
Darüber
hinaus tritt auch keine Abschattung durch die Rahmenelemente oder
Modulklemmen ein, so dass eine hohe Effizienz bei der Umwandlung
von Strahlungsenergie in elektrische Energie erreicht werden kann.
Das Trägerelement
wird in ein weiteres auf einer Unterkonstruktion ruhendes Trägerelement
eingeschoben, die bezüglich
ihrer Form aneinander angepasst sind. Folglich kann die Montage
des Photovoltaikmoduls gänzlich
ohne Schraubverbindungen erfolgen, so dass eine zuverlässige und
kostengünstige
und zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen
gewährleistet
ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Trägerelement als Rückträger des
wenigstens einen Photovoltaikmoduls auf einer der Haupteinstrahlfläche gegenüberliegenden
Rückseite
und das zweite Trägerelement
als Profilstange auf der Unterkonstruktion angeordnet.
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Demgemäß sind die
Führungselemente
beispielsweise als vorstehende Elemente, Ausstülpungen oder ähnlichem
auf dem Rückträger angeordnet.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das zweite Trägerelement als Rückträger des
wenigstens einen Photovoltaikmoduls auf einer der Haupteinstrahlfläche gegenüberliegenden
Rückseite
und das erste Trägerelement
als Profilstange auf der Unterkonstruktion angeordnet.
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Demgemäß sind die
Führungselemente
beispielsweise als vorstehende Elemente, Ausstülpungen oder ähnlichem
auf der Profilstange auf der Unterkonstruktion angeordnet.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das Verbindungsstück des Rückträgers im
Querschnitt als Hutprofil, als V- oder als U-Profil ausgebildet.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung wird der Rückträger als
verwindungssteifes Werkstück
gebildet, wobei die wenigstens zwei Klebeflächen an den Schenkeln des Hut-,
V- oder U-Profils
angeordnet sind. Dabei können
die Klebeflächen
sowohl durchgängig
als auch in mehreren Segmenten entlang des Rückträgers gebildet sein, so dass
sie im Wesentlichen parallel und in einem Abstand zueinander angeordnet
sind. Das Verbindungsstück
und die Klebeflächen
können
als einstückiges
Werkstück
ausgeführt sein.
Dazu können
beispielsweise Stahl- oder
Aluminium-Stangenpressprofile verwendet werden, die eine einfache
und kostengünstige
Herstellung von Rückträgern ermöglichen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung sind die wenigstens zwei Führungselemente
im Wesentlichen spiegelbildlich zueinander angeordnet.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung wird die Ausrichtung der Photovoltaikmodule auf der
Unterkonstruktion und deren Fixierung auf der Unterkonstruktion
in einem einzigen Schritt erreicht, so dass eine zuverlässige und
kostengünstige
und zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen gewährleistet
ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung sind das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement
mit einer Fixierung verbunden.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung ist es möglich, die
Ausrichtung der Photovoltaikmodule auf der Unterkonstruktion und
deren Fixierung auf der Unterkonstruktion ohne Verschraubung zu
erreichen. Die Fixierung kann als zusätzliche Sicherung dienen und wird
angebracht, nachdem die Photovoltaikmodule bereits auf die Profilschiene
geschoben wurden, was eine zuverlässige und kostengünstige und
zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen
gewährleistet.
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In
einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Photovoltaikmodul
gelöst,
das einen Rückträger aufweist,
der auf der Rückseite
des Photovoltaikmoduls angebracht ist, wobei der Rückträger in eine
Profilstange einschiebbar ist, indem entweder wenigstens zwei Führungselemente
auf dem Rückträger in die
Profilstange eingreifen oder wenigstens zwei Führungselemente auf der Profilstange
in den Rückträger eingreifen.
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Gemäß der Erfindung
wird das Photovoltaikmodul auf der Rückseite, d. h. der der Hauptseinstrahlrichtung
zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie gegenüber liegenden
Seite, mit einem Rückträger versehen.
Der Rückträger dient
dabei als mechanische Verstärkung
des Photovoltaikmoduls, was insbesondere bei großen rahmenlosen Modulen von
Vorteil ist, da eventuell auftretende Spannungen auf die Modulränder vermieden
werden können.
Zur Montage der Photovoltaikmodule wird somit lediglich der Rückträger verwendet,
ohne das Photovoltaikmodul mit einem Rahmen oder ähnlichem
versehen zu müssen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das Photovoltaikmodul als Dünnschicht-Photovoltaikmodul, vorzugsweise
als rechteckförmiges
rahmenloses Dünnschicht-Photovoltaikmodul
ausgebildet.
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Rahmenlose
oder gerahmte Dünnschicht-Photovoltaikmodule
können
gemäß der Erfindung
auf einfache und kostengünstige
Weise in einer Photovoltaikanlage montiert werden. Großflächige Photovoltaikmodule
sind insbesondere für
Freiflächenanlagen
wünschenswert,
um die Kosten für
die Bereitstellung einer Unterkonstruktion niedrig zu halten. So
können
beispielsweise kristalline Zellen in ein großflächiges Modul einlaminiert werden.
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In
einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur
Bestückung
einer Photovoltaikanlage gelöst,
das Folgendes umfasst:
- – Bereitstellen wenigstens
eines Photovoltaikmoduls;
- – Bereitstellen
einer Unterkonstruktion eine Unterkonstruktion zur Aufnahme des
wenigstens einen Photovoltaikmoduls,
- – Bereitstellen
eines Paar von Trägerelementen, das
ein erstes Trägerelement
und ein zweites Trägerelement
umfasst, wobei wenigstens zwei Führungselemente
auf einem ersten Trägerelement
in das zweite Trägerelement
eingreifen, jeweils eines der Trägerelement
auf der Rückseite
des Photovoltaikmoduls angeordnet wird und eines auf der Unterkonstruktion
angeordnet wird,
- – Wenigstens
teilweises Ineinanderschieben des Paars von Trägerelementen.
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Demgemäß erfolgt
eine einfache Montage der Photovoltaikmodule durch Einschieben der
Trägerelemente
ineinander. Eine zusätzliche
Fixierung kann in einem separaten Arbeitsgang erfolgen. Die Ausrichtung
der Module ist durch Montage der Trägerelemente auf der Unterkonstruktion
vorgegeben. Eine komplette Vormontage der Unterkonstruktion ist möglich. Die
Photovoltaikmodule müssen
im letzten Arbeitsgang lediglich eingeschoben und eventuell zusätzlich fixiert
werden, ohne eine Vielzahl von Schraubverbindungen ausführen zu
müssen.
Es ist sowohl eine zweireihige Konstruktion als auch eine dreireihige
Konstruktionen möglich,
die erweitert werden kann.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird zur Montage der Profilstange eine
Montagelehre verwendet.
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Um
eine möglichst
einfache Montage der Photovoltaikmodule zu ermöglichen, ist zur Montage der
Profilstangen die Verwendung einer Montagelehre vorgesehen, die
die Ausrichtung der Profilschiene und den Abstand zwischen den Profilstangen
festlegt, um eine passgenaue Montage der Photovoltaikmodule zu ermöglichen.
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Weitere
Vorteil und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung in Verbindung mit den Figuren der Zeichnungen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen näher
erläutert.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend in Verbindung mit
den 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Dabei
sind funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Elemente, Bereiche
und Strukturen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Insoweit
sich Elemente, Bereiche oder Strukturen in ihrer Funktion entsprechen,
wird deren Beschreibung nicht zu jedem der Ausführungsbeispiele wiederholt.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Perspektivdarstellung einer Photovoltaikanlage gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
schematische Querschnittsansicht eines Photovoltaikmoduls und einer
Profilstange gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung,
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3 eine
schematische Querschnittsansicht eines Photovoltaikmoduls und einer
Profilstange gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung,
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4A bis 4E jeweils
eine schematische Querschnittsansicht eines Photovoltaikmoduls gemäß Ausführungsformen
der Erfindung,
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5 ein
Ablaufdiagramm für
ein Verfahren zur Bestückung
von Photovoltaikmodulen gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Seitenansicht eine schematische Darstellung
einer Photovoltaikanlage 100. Die Die Photovoltaikanlage 100 weist
mehrere Photovoltaikmodule 102 auf, wobei in 1 die
Photovoltaikmodule 102 von ihrer lichtempfindlichen Seite
her gezeigt sind. Um Elemente, die auf der der lichtempfindlichen
Seite abgewandten Seite angeordnet sind, einer Unterkonstruktion 104 besser
darstellen zu können,
sind zwei Photovoltaikmodule 102 lediglich in ihren Umrissen
gestrichelt eingezeichnet.
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Die
Photovoltaikmodule 102 können in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 beispielsweise als
rahmenlose Dünnfilm-
bzw. Dünnschichtsolarmodule
ausgeführt.
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Die
Ausführungsform
einer Photovoltaikanlage 100 eignet sich besonders aber
nicht ausschließlich
in Verbindung mit rahmenlosen Dünnschichtsolarmodulen
als Photovoltaikmodule 102. Selbstverständlich können die Photovoltaikmodule 102 in
diesem wie auch in allen folgenden Ausführungsbeispielen ebenso (poly-)kristalline
Solarmodule sein.
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Wie
in 1 weiterhin gezeigt ist, umfasst die Photovoltaikanlage
eine Aufständerung 106,
die mit der Unterkonstruktion 104 verbunden ist. Die Aufständerung 106 ist
beispielsweise mittels geeigneter Befestigungselemente in einem
Erdreich verbunden, um eine Freiflächensolaranlage zu bilden.
Es ist aber auch möglich,
die Unterkonstruktion auf einem Gebäudedach, einem Flachdach oder
an einer Fassade anzubringen. Bei der Montage an einer Fassade wird die
Unterkonstruktion üblicherweise
mit einer vertikalen Ausrichtung befestigt, wobei eine Aufständerung 106,
wie in 1 gezeigt, in dieser Variante durch geeignete
Verbindungselemente mit der Fassade ersetzt werden kann.
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Des
Weiteren sind in 1 mehrere Profilstangen 108 gezeigt,
die mit der Unterkonstruktion 104 verbunden sind. Wie in 1 gezeigt
ist, sind jeweils zwei horizontale Befestigungsschienen als Unterkonstruktion 104 für jede Reihe
von Photovoltaikmodulen 102 vorgesehen. Selbstverständlich kann ebenso
ein andere Anordnung gewählt
werden, beispielsweise umfassend eine Mittelpfette, die von zwei
benachbarten Reihen gemeinsam genutzt wird und ein obere beziehungsweise
untere Pfette für
jede Reihe von Photovoltaikmodulen 102.
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Für jedes
Photovoltaikmodul 102 sind beispielhaft jeweils zwei Profilstangen 108 vorgesehen, die
parallel zueinander auf der Unterkonstruktion 104 in einer
vertikalen Richtung angeordnet sind und beispielhaft zwei übereinander
liegende Photovoltaikmodule aufnehmen können, um eine zweireihige Anordnung
von Photovoltaikmodulen der Photovoltaikanlage zu bilden. Es ist
aber auch denkbar, die Profilschienen 108 in einer horizontalen
Richtung anzuordnen. Des Weiteren ist es ebenso möglich eine
andere Anzahl von Profilstangen 108 für ein Photovoltaikmodul 102 vorzusehen,
beispielsweise nur eine Profilstange 108 oder mehr als
zwei Profilstangen 108.
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Die
Profilschiene 108 dient dazu, das Photovoltaikmodul 102 aufzunehmen.
Zur Befestigung des Photovoltaikmoduls 102 auf den Profilstagen 108 ist auf
der Rückseite
des Photovoltaikmoduls 102 ein Rückträger 110 angebracht.
Das Photovoltaikmodul 102 mit dem Rückträger 110 ist in die
Profilstagen 108 eingeschoben, wie im Folgenden näher erläutert wird.
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Die
in 1 gezeigte Photovoltaikanlage 100 dient
lediglich der Erläuterung
bezüglich
des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Es versteht sich für
einen Fachmann von selbst, dass dabei eine unterschiedliche Anzahl
von Photovoltaikmodulen 102 in unterschiedlichen Größen. und
Anordnungen verwendet werden kann. So ist die Erfindung nicht auf
zweireihige Anordnungen von Photovoltaikmodulen 102 beschränkt, sondern
lässt sich
beliebig auch auf drei- oder mehrreihige Anordnungen erweitern.
Eine weitere Möglichkeit
ist es, jeweils einen oder mehrere Rückträger 110 für zwei oder
mehr Photovoltaikmodule zu verwenden, indem beispielsweise vier
Photovoltaikmodule 102 auf zwei parallel angeordneten Rückträger 110 angeordnet
und in ein Paar von Profilstagen 108 eingeschoben werden.
Die Photovoltaikmodule 102 können dabei beliebige Größen aufweisen.
So ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Photovoltaikmodule 102 eine
Größe von 5 m2 oder mehr aufweisen. Die Größe des Photovoltaikmoduls 102 richtet
sich meist nach handelsüblich angebotenen
Flachglasgrößen, da
die Dünnschichtsolarmodule
mit Glas als Substrat hergestellt werden. Ein entsprechendes Dünnschichtsolarmodul
gefertigt auf der Basis eines handelsüblichen Glases weist eine Fläche von
etwa 5,7 qm auf. Andere Größen bzw.
Zuschnittsmaße
sind selbstverständliche ebenso
denkbar, beispielsweise das in der Technik übliche Maß von etwa 0,6 m × 1,2 m.
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Unter
Bezugnahme auf 2 wird im Folgenden in einer
ersten Ausführungsform
die Befestigung des Photovoltaikmoduls 102 mit dem Rückträger 110 in
der Profilstange 108 näher
beschrieben. 2 ist dabei eine Querschnittsansicht
durch ein Photovoltaikmodul, das anhand der Schnittlinie A-B gezeichnet
ist, die in 1 dargestellt ist.
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Wie
in 2 dargestellt, umfasst der Rückträger 110 zwei Klebeflächen 112,
die parallel zueinander und mit einem Abstand 114 angeordnet
sind. Es ist aber auch denkbar, einen Rückträger 110 zu verwenden,
der eine Klebefläche 112 aufweist,
die beispielsweise großflächig mit
dem Photovoltaikmodul 102 verbunden werden kann. Zusammen
mit einem Verbindungsstück 116,
das die beiden Klebeflächen 112 miteinander
verbindet, wird ein einstückiges
Werkstück
gebildet, das den Rückträger 110 darstellt.
Dazu können
beispielsweise Stahl- oder Aluminium-Stangenpressprofile verwendet werden,
die eine einfache und kostengünstige
Herstellung von Rückträgern 110 ermöglichen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, kann das Verbindungsstück 116 des
Rückträgers 110 im
Querschnitt als Hutprofil gebildet sein. Es ist aber auch möglich, andere
Profilformen, wie zum Beispiel V- oder U-Profile, zu verwenden.
Der Rückträger 110 dient
der mechanischen Stabilisierung des Photovoltaikmoduls 102.
Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Klebeflächen 112 des
Rückträgers 110 mit
dem Photovoltaikmodul 102 mittels eines Klebestreifens,
mittels einer Klebeschicht oder mit einer Leimschicht stoffschlüssig verbunden.
Die Klebeverbindung dient zum einen der mechanischen Fixierung des
Rückträgers 110 auf
dem Photovoltaikmodul 102. Zum anderen kann die Klebeschicht
aber auch eine elektrische Isolierung bewirken, um das Photovoltaikmodul 102 vom
Rückträger 110 elektrisch
zu isolieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist es möglich,
zwischen dem Rückträger 110 und
dem Photovoltaikmodul 102 eine Trennlage aus elektrisch nicht
leitfähigem
Material anzubringen, um die galvanische Trennung hervorzurufen.
Der Rückträger 110 kann
darüber
hinaus so ausgebildet sein, dass sein thermischer Ausdehnungskoeffizient
demjenigen des Photovoltaikmoduls 102 innerhalb vorgegebener Grenzen
entspricht, um mechanische Belastungen aufgrund von Temperaturänderungen
zu verringern.
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Wie
in 2 weiterhin gezeigt ist, kann der Rückträger 110 auf
die Profilstange 108 geschoben werden. Dazu weist der Rückträger 110 zwei
Führungselemente 118 und 120 auf,
die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite
der Form der Profilstange 108 angepasst sind. Für die Profilstange 108 können ebenfalls
Stahl- oder Aluminium-Stangenpressprofile verwendet werden. Die
Führungselemente 118 und 120 sind
in der gezeigten Ausführungsform
nach 2 an dem Verbindungsstück 116 angebracht.
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Dabei
sind die zwei Führungselemente 118 und 120 spiegelbildlich
zueinander auf jeweils gegenüberliegenden
Enden am Rückträger 110 angeordnet.
Die zwei Führungselemente 118 und 120 können als
Schienen mit einem L-förmigen
Querschnitt ausgebildet sein, wobei die einander zugewandten L-förmigen Schienen
die Profilstange 108 teilweise umgreifen.
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Es
ist aber ebenfalls denkbar, dass die Schienen mit einem hakenförmigen oder
Z-förmigen Querschnitt
ausgebildet sind, die einander zugewandt angeordnet werden, um die
Profilstange 108 teilweise zu umgreifen.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird im Folgenden in einer
weiteren Ausführungsform
die Befestigung des Photovoltaikmoduls 102 mit dem Rückträger 110 in
der Profilstange 108 näher
beschrieben. 3 ist dabei eine Querschnittsansicht
durch ein Photovoltaikmodul, das anhand der Schnittlinie A-B gezeichnet
ist, die in 1 dargestellt ist.
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Wie
bereits in Zusammenhang mit 2 erläutert, umfasst
der Rückträger 110 die
zwei Klebeflächen 112,
die parallel zueinander angeordnet sind. Zusammen mit dem Verbindungsstück 116,
das die beiden Klebeflächen 112 miteinander
verbindet, wird ein einstückiges
Werkstück
gebildet, das den Rückträger 110 darstellt.
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Das
Verbindungsstück 116 des
Rückträgers 110 ist
im Querschnitt als Hutprofil gebildet. Es ist aber auch möglich, andere
Profilformen, wie zum Beispiel V- oder U-Profile, zu verwenden.
Der Rückträger 110 dient
der mechanischen Stabilisierung des Photovoltaikmoduls 102.
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Wie
in 3 weiterhin gezeigt ist, kann der Rückträger 110 in
die Profilstange 108 eingeschoben werden. Dazu weist der
die Profilstange 108 zwei Führungselemente 118 und 120 auf,
die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite
der Form des Rückträgers 110 angepasst
sind. Dabei sind die zwei Führungselemente 118 und 120 spiegelbildlich zueinander
auf jeweils gegenüberliegenden
Enden an der Profilstange 108 angeordnet. Die zwei Führungselemente 118 und 120 können als
Schienen mit einem L-förmigen
Querschnitt ausgebildet sein, wobei die einander zugewandten L-förmigen Schienen den
Rückträger 110 teilweise
umgreifen.
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Zusammenfassend
wird bei den Ausführungsformen
gemäß 2 und 3 jeweils
ein Paar von Trägerelementen
verwendet. Das Paar von Trägerelementen
umfasst ein erstes Trägerelement und
ein zweites Trägerelement,
die ineinander einschiebbar sind. Dazu sind zwei Führungselemente auf
einem ersten Trägerelement
vorgesehen, die das zweite Trägerelement
wenigstens teilweise umgreifen. Dabei ist jeweils eines der Trägerelement
auf der Rückseite
des Photovoltaikmoduls 102 angeordnet ist und eines auf
der Unterkonstruktion 104 angeordnet ist.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 2 ist das
erste Trägerelement
als Rückträger 110 des Photovoltaikmoduls 102 auf
der Rückseite
angeordnet und das zweite Trägerelement
ist als Profilstange 108 auf der Unterkonstruktion 104 angeordnet.
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Im
Gegensatz dazu, ist bei der Ausführungsform
gemäß 3 das
zweite Trägerelement
als Rückträger 110 des
Photovoltaikmoduls 102 auf der Rückseite angeordnet und das
erste Trägerelement ist
als Profilstange 108 auf der Unterkonstruktion 104 angeordnet.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 4A bis 4F weitere
Ausführungsbeispiele
des Rückträgers 110 beschrieben.
Dabei wird wiederum eine Querschnittsansicht gewählt, die der Schnittlinie A-B
aus 1 entspricht. Diese Ausführungsbeispiele sind lediglich
beispielhaft für
das Montagekonzept gemäß 2 gezeigt.
Es versteht sich jedoch von selbst, dass die im Folgenden beschriebenen
Ausführungsbeispiele
auch auf die Profilstange 108 angewendet werden können, die
beispielsweise im Montagekonzept gemäß 3 eingesetzt
wird.
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In 4A ist
umfasst der Rückträger 110 zwei
Klebeflächen 112,
die parallel zueinander angeordnet sind. Zusammen mit einem Verbindungsstück 116,
das die beiden Klebeflächen 112 miteinander verbindet,
wird ein einstückiges
Werkstück
gebildet, das den Rückträger 110 darstellt.
Wie in 4A gezeigt ist, ist das Verbindungsstück 116 des
Rückträgers 110 im
Querschnitt als Hutprofil gebildet sein. Der Rückträger 110 weist zwei
Führungselemente 118 und 120 auf,
die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite
als vorstehende Elemente in der Verlängerungslinie der Seitenwände des
Verbindungsstücks 116 angeordnet
sind.
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Die
Führungselemente 118 und 120 sind spiegelbildlich
zueinander auf jeweils gegenüberliegenden
Seiten am Rückträger 110 angeordnet.
Die zwei Führungselemente 118 und 120 sind
als Schienen mit einem L-förmigen
Querschnitt ausgebildet sein, so dass die einander zugewandten L-förmigen Schienen
die Profilstange 108 teilweise umgreifen können. Dabei
können
die Führungselemente 118 und 120 sowohl
als durchgängige
Schienen als auch als unterbrochene Schienen entlang der Längsachse des
Rückträgers 110 ausgebildet
sein. Im letzteren Falle würden
die Schienen die Profilstange 108 nur in einzelnen Segmenten
umgreifen. Diese Ausgestaltung kann selbstverständlich auch für die nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiele
gewählt werden.
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In 4B ist
weist der Rückträger 110 wiederum
zwei Führungselemente 118 und 120 auf,
die mit einem L-förmigen
Querschnitt ausgebildet sind. Dabei sind die Führungselemente 118 und 120 in Richtung
der Klebeflächen 112 versetzt,
so dass insgesamt ein kompakter Rückträger entsteht.
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Bei
dem in 4C gezeigten Ausführungsbeispiel
weist der Rückträger 110 wiederum
zwei Führungselemente 118 und 120 auf,
die mit einem Z-förmigen
Querschnitt ausgebildet sind, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten
Seite als vorstehende Elemente angeordnet sind.
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In 4D ist
weist der Rückträger 110 drei im
Wesentlichen parallel angeordnete Führungselemente 118, 120 und 122 auf,
die als längliche
Schienen ausgebildet sind. Dabei sind die Führungselemente 118 und 122 sowie
die Führungselemente 120 und 122 beispielsweise
zueinander mit gleichem Abstand angeordnet.
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Bei
dem in 4E gezeigten Ausführungsbeispiel
weist der Rückträger 110 wiederum
zwei Führungselemente 118 und 120 auf,
die mit einem L-förmigen
Querschnitt ausgebildet sind, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten
Seite als vorstehende Elemente ähnlich
zur Ausführungsform gemäß 2 angeordnet
sind. Die beiden Führungselemente 118 und 120 weisen
jedoch zueinander einen größeren Abstand
als in der Ausführungsform gemäß 2 auf.
Dazu wird dir Rückseite
des Rückträgers 110 in
horizontaler Richtung verlängert.
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Bei
dem in 4F gezeigten Ausführungsbeispiel
weist der Rückträger 110 wiederum
zwei Führungselemente 118 und 120 auf,
die mit einem hakenförmigen
Querschnitt ausgebildet sind, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten
Seite als vorstehende Elemente angeordnet sind.
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Um
nach dem Ineinanderschieben des Rückträgers 110 und der Profilstange 108 ein
Verrutschen zu verhindern, kann eine Fixierung vorgesehen sein,
die den Rückträger 110 mit
der Profilstange 108 verbindet. Als Fixierung kann beispielsweise eine
Schraubverbindung gewählt
werden, die mittels einer oder mehreren Hammerkopfschrauben herstellbar
ist. Es ist aber auch möglich,
dass die die Fixierung mittels Nieten oder Klemmen erfolgt.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf 5 anhand
eines Flussdiagramms Verfahrensschritte zur Bestückung einer Photovoltaikanlage
zusammengefasst.
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In
Schritt 500 erfolgt das Bereitstellen wenigstens eines
Photovoltaikmoduls.
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In
Schritt 510 erfolgt das Bereitstellen einer Unterkonstruktion 104 zur
Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls 102.
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In
Schritt 520 erfolgt das Bereitstellen eines Paars von Trägerelementen,
das ein erstes Trägerelement
und ein zweites Trägerelement
umfasst, wobei wenigstens zwei Führungselemente
auf einem ersten Trägerelement
das zweite Trägerelement
wenigstens teilweise umgreifen, jeweils eines der Trägerelement
auf der Rückseite
des Photovoltaikmoduls angeordnet wird und eines auf der Unterkonstruktion
angeordnet wird.
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In
Schritt 530 erfolgt das wenigstens teilweise Ineinanderschieben
des Paars von Trägerelementen.
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Zusammenfassend
ergibt sich eine einfache und kostengünstige Montagemöglichkeit
für großflächige Photovoltaikmodule,
die beispielsweise eine Freiflächensolaranlage
bilden können.
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Die
Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr
umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination
von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in
den Patentansprüchen
beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst
nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben
ist.