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Die Erfindung bezieht sich auf freitragende Modulträger mit Funktionsmodulen der regenerativen Energieerzeugung, insbesondere für Solar- und Photovoltaikanlagen, deren Gestaltung und Befestigung auf Gebäuden, insbesondere mit wenigen Lastübergabepunkten, und der Überdeckung größerer Flächen.
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Stand der Technik
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Vorrichtungen zur Befestigung von Solar- und Photovoltaikmodulen auf Dächern sind in vielfältiger Form und von verschiedenen Herstellern insbesondere zur Aufständerung und als Zubehör für Solarmodule bekannt (
DE 10 2005 033 780 A1 ).
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Die Vorrichtungen beziehen sich in der Mehrzahl auf universelle Montagesysteme oder auf spezielle Lösungen für Sonderanwendungen wie zum Beispiel Unterstände und Carports. Freitragende Konstruktionen sind als Montagesystem aus Trägern, Unterzügen und Querversteifungen im Leichtbau bekannt (
DE 20 2007 008 614 U1 ;
DE 20119629 U1 ;
DE 20 2008 014 274 U1 ) die auf den Gebäuden und Dächern montiert und/oder zuvor oder danach mit den Solar- und Photovoltaikmodulen versehen werden oder sind.
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In diesen Fällen ist eine geeignete, tragende Dachkonstruktion und/oder eine umfangreiche Montagen auf den Gebäuden und Dächern nötig.
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Aufgabenstellung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, freitragende Modulträger mit Funktionsmodulen der regenerativen Energieerzeugung als fertige Einheiten mit wenigen Lastübergabepunkten auf Gebäuden und Dächern so zu gestalten, das mit wenig Montageaufwand eine Aufbringung erfolgen kann und optional zusätzlich eine Entlastung des Daches und/oder eine Verstärkung der Dachkonstruktion in der Statik besteht.
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Ziel ist auch, bisher schlecht geeignete Dächer zur Energieerzeugung nutzbar zu machen, die bisher nur nach zusätzlichen statischen oder anderen bautechnischen Rekonstruktionen die Eignung erreicht hätten. Freitragend bedeutet in diesem Zusammenhang die teilweise oder ganze Überspannung von Dächern und Gebäuden. Weiterhin soll die Möglichkeit bestehen, dass an den freitragenden Modulträgern (1) mit Funktionsmodulen (2) und deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) zusätzliche Komponenten zur Erweiterung der positiven Gesamteigenschaften angebracht sind. Dieses betrifft Zusatzkomponenten zur Installation, Begehung, Sicherung, Wartung, Reinigung und Pflege der Anlage sowie diebstahlverhindernde Einrichtungen und Schlösser.
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Die Befestigungsmöglichkeit der freitragenden Modulträger (1) mit Funktionsmodulen (2) und deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) soll an gebräuchlichen Halterungen der Dachkonstruktion und/oder über Standrohre (7) oder vergleichbare Trageelemente an der Dachkonstruktion oder dem Gebäude bestehen.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Die beschriebenen Aufgabenstellungen werden durch Vorrichtungen des Anspruches 1–11 in erfindungsgemäßer Weise gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten und optionale Gestaltungen.
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Die beschriebenen Aufgabenstellungen werden durch freitragende Modulträger (1) für Funktionsmodule (2) der regenerativen Energieerzeugung, insbesondere für Solar- und Photovoltaikanlagen dadurch gelöst, dass sie als in der Größe skalierbare fertige Modulträger (1) mit aufgebrachten Funktionsmodulen (2) und deren Verschaltung und Zusatzkomponenten vormontiert zur Aufbringung auf das Gebäude oder Dach zur Verfügung stehen.
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Dabei werden erfindungsgemäß wenige, günstige Lastübergabepunkte zur Lastableitung genutzt damit der konstruktiven Aufwand am bestehenden Gebäude oder Dach ein Minimum ist. Größere Flächen, auf Flach- und Schrägdächer, sind schnell mit fertigen freitragenden Modulträgern (1) für Funktionsmodule (2) überbaubar. Durch verschiedene Längen und Breiten besteht eine variable Gestaltung der skalierbaren fertigen Modulträger. Die Höhe der Auflagepunkte kann variabel so gestaltet sein, das eine Verbesserung der Empfangswinkel besteht.
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Bei der Herstellung und Vormontage sind die weitgehend fertigen freitragenden Modulträger (1) schon in verschiedenen Größen mit Halterungen und Befestigungen für die Funktionsmodule (2) und deren Verschaltung ausgestaltet. Damit besteht eine effektive kostengünstige Montagemöglichkeit. Zusatzkomponenten der Funktionsmodulen (2) sind optional integriert.
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Die freitragenden Modulträger (1) mit Funktionsmodulen (2), deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder den Lastübergabepunkten (3) sind so gestaltet, dass sie über Schnellbefestigungen und/oder Einhängungen verbunden sind, wodurch eine schnelle Aufbringungsmöglichkeit und Befestigungsmöglichkeit auf Dächern und Gebäuden besteht.
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Die freitragenden Modulträger (1) mit Funktionsmodulen (2), deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder den Lastübergabepunkten (3) sind so gestaltet, dass dienliche Zusatzkomponenten fest, beweglich oder optional angeordnet sind. Zusatzkomponenten sind:
- – Kanäle und Rohre für Versorgungsleitungen, Kabel und sonstige Komponenten der Installation
- – Laufstege, Stufen und sonstige Elemente zum Begehen von Gebäuden und Dächern
- – Fallschutzeinrichtungen aus Sicherungshaken und Ösen, Laufschienen für Sicherheitsleinen und optionalen Geländern oder Geländerhalterungen
- – Anschlusskästen und Schaltanlagen (18) zur Überprüfung, Wartung und Freischaltung der Anlagen
- – Schienen und Haken zur effektiven Befestigung und Führung von Reinigungsanlagen und Hilfseinrichtungen zur Oberflächenbegehung und Oberflächenpflege
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Die freitragenden Modulträger (1) mit Funktionsmodulen (2), sind fest und/oder beweglich mit deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder den Lastübergabepunkten (3) verbunden. Die verschiebbare Anordnung wirkt begünstigend auf die genaue Montage und vereinfachend auf die Wartung.
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Die freitragenden Modulträger (1) mit Funktionsmodulen (2), deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder den Lastübergabepunkten (3) sind so gestaltet, dass durch die statischen tragenden Eigenschaften der über kreuz verbundenen freitragenden Modulträger (1) mit deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) eine stabilisierende Verbindung besteht. Die freitragenden Modulträger (1) mit Funktionsmodulen (2) sind dachüberspannend mit den Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder den Lastübergabepunkten (3) verbunden. Durch die freitragende Eigenschaft besteht eine Entlastung des darunter liegenden Daches. Die Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder die Lastübergabepunkten (3) sind so gestaltet, dass durch die statischen tragenden Eigenschaften der notwendigen tragenden Elemente eine Verstärkung der Dachkonstruktion in der Statik besteht. Damit eine weitere zusätzliche Verstärkung der Dachkonstruktion in der Statik besteht können diese Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder die Lastübergabepunkten (3) verstärkt ausgeführt sein.
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Über die Befestigungspunkte hinaus kann der freitragende Modulträger auch die nutzbare Fläche vergrößernde Überstände nach den Seiten aufweisen.
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Freitragend bedeutet in diesem Zusammenhang die teilweise oder ganze Überspannung von Dächern und Gebäuden ohne das die Dachfläche zwischen oder außerhalb der Lastableitungspunkte statisch belastet ist.
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Die Verbindungs- und Befestigungselemente der freitragenden Modulträger (1) mit den Funktionsmodulen (2) sind neben Schrauben und Formteile (5) auch Schienen (6) zum Einschieben von Halterungen, Schrauben, Formschrauben und andere Schnellverbinder.
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Die Verbindungs- und Befestigungselemente der freitragenden Modulträger (1) mit den Funktionsmodulen (2) sind neben oder anstatt der notwendigen Verbindungs- und Befestigungselemente (5) und/oder Schienen (6) als diebstahlverhindernde Einrichtungen und/oder Schlösser ausgeführt.
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Die fertigen freitragenden Modulträger (1) sind in optionaler Ausstattung selbst Montageelemente und in Verbindung mit den Tragekonstruktionen und/oder Schienen Teil einer Dachkonstruktion oder Dachüberspannung. Sie sind nebeneinander oder hintereinander angeordnet, wodurch eine Überdeckung größerer Flächen besteht.
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Die Funktionsmodule (2) sind in optionaler Ausstattung auch selbst Montageelemente und können einzeln oder gruppenweise den freitragenden Modulträger (1) zugeordnet und mit ihm verbunden sein. Es besteht die Einzelnutzbarkeit und Austauschbarkeit der Funktionsmodule (2).
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Die Befestigungsmöglichkeiten der freitragenden Modulträger (1) mit Funktionsmodulen (2) mit deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) sind so gestaltet, dass sie über Schienen (9), Haken oder sonstige Kopplungen die feste oder bewegliche Verbindung an gebräuchlichen Halterungen der Dachkonstruktion und/oder über Standrohre (7) oder vergleichbare Trageelemente an der Dachkonstruktion oder dem Gebäude verbunden sind.
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Die freitragenden Modulträger (1) und/oder deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) können erfindungsgemäß mit Einrichtungen versehen sein, die zum Wasser- und Schneefang und/oder zum Schneeabrütteln geeignet sind. Sie können mit bewegliche Schneefangeinrichtungen ausgestattet sein, die einen automatischen Antrieb in der Art besitzen, das zusätzlich zur Bewegung ein Rütteln zur Schneeentfernung möglich ist.
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Ausführungsbeispiel
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Freitragende Modulträger für Funktionsmodule der regenerativen Energieerzeugung, insbesondere für Solar- und Photovoltaikanlagen sind eine Anordnung zur Aufbaugestaltung von Energieerzeugungsanlagen, die auf Dächern oder Gebäuden oder im Freifeld installiert werden.
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Ausgehend vom Ziel, bisher schlecht geeignete Dächer zur Energieerzeugung nutzbar zu machen, die nur nach zusätzlichen statischen oder anderen bautechnischen Rekonstruktionen die Eignung erreicht hätten, wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, welches dafür geeignet ist statisch unterdimensionierte Schrägdächer mit zu schwacher Sparrenauslegung oder zu geringer statischer Reserve zum zusätzlichen Aufbringen einer Solaranlage, oder zu geringe statische Reserven in der Windlast besitzen, nutzbar zu machen.
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Unter statischer Reserve wird die Möglichkeit zum zusätzlichen Aufbringen von Lasten auf das bestehende Dach oder Gebäude verstanden. Die Möglichkeiten des Aufbringens von zusätzlichen Lasten, der Belastungspunkte und Belastungsart kann durch eine Standsicherheitsüberprüfung mit statischer Berechnung des bestehenden Daches oder Gebäudes gegeben sein.
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Das gewählte Ausführungsbeispiel für Schrägdach beschreibt einen freitragenden Modulträger (1), der oben mit Tragekonstruktionen und Schienen (4) auf dem Dachfirst und unten auf Tragekonstruktionen und Schienen (4) befestigt ist, die eine optimale Lastableitung direkt auf die Außenwand darstellen (1).
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Freitragend bedeutet in diesem Zusammenhang die teilweise oder ganze Überspannung von Dächern und Gebäuden ohne das die Dachfläche zwischen oder außerhalb der Lastableitungspunkte statisch belastet ist. Über die Befestigungspunkte, Dach- und Gebäudedimensionen hinaus kann der freitragende Modulträger (1) auch Überstände nach den Seiten aufweisen und damit die nutzbare Fläche vergrößern. Typischerweise reicht der Modulträger auch über den Dachfirst hinaus oder vergrößert den unteren oder seitlichen Dachüberstand.
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Die oberen Tragekonstruktionen und Schienen (4) auf dem Dachfirst bestehen aus einer Tragekonstruktion, welche als U-Profil ausgebildet sein kann und tragende Eigenschaften zur Dachverstärkung und Lastverteilung besitzt. Die Tragekonstruktion kann über Schrauben an Standrohren (7) befestigt sein, welche unter dem Dach über Laschen (8) mit den Sparren beidseitig verbunden sein können. Diese Verbindung ist als beidseitige Lastableitung in die Sparren oder als Stützpunkt zur Lastverteilung nach unten verwendbar. Auf der Tragekonstruktion befinden sich die oberen Befestigungsschienen, die auch als Winkelschiene oder Schnellmontageeinrichtung ausgeführt sein kann. Auf diesen Befestigungsschienen sind die freitragenden Modulträger (1) auch optional seitlich bewegbar und verschiebbar. Die Hohe der Auflagepunkte kann variabel so gestaltet sein, das eine Verbesserung der Empfangswinkel besteht oder eine besonders gute Kühlung durch einen vergrößerten Luftraum mit besseren Zirkulationseigenschaften unter den Funktionsmodulen (2) besteht.
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Die unteren Tragekonstruktionen und Schienen (4), über oder an Gebäudewänden oder in statischer lastableitender Verbindung zu Stützwänden oder Lastableitungspunkten, bestehen aus Befestigungsschienen, welche als Winkelprofil ausgebildet sein können und über Dachbefestigungselemente Eigenschaften zur Dachverstärkung und Lastverteilung besitzen können. Die Befestigungsschienen können über Eindeckungen oder über Schrauben am Dach oder Gebäude befestigt sein. Auf diesen Befestigungsschienen sind die freitragenden Modulträger (1) auch optional seitlich bewegbar und verschiebbar.
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Bei der Herstellung und Vormontage sind die fertigen freitragenden Modulträger (1) schon mit Halterungen und Befestigungen für die Funktionsmodule (5) und den Funktionsmodulen (2) selbst und deren Verschaltung ausgestattet. Halterungen zum Transport, Aufbringung und zur Schnellmontage der Modulträger ergänzen die Anordnung und sind derart gestaltet, das die fertigen freitragenden Modulträger auf dem Dach verschiebbar sind. Durch die Verschiebbarkeit ist es ausreichend, wenn das Aufbringen der fertigen freitragenden Modulträger (1) auf das Dach oder Gebäude an einer Stelle ermöglicht ist.
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Im beschriebene Ausführungsbeispiel ist der oder die fertigen freitragenden Modulträger (1) mit den aufgebrachten Funktionsmodulen (2) mit einem Aufzug oder Kran auf dem Dach oder Gebäude aufgebracht und in den Schienen (9) oben auf dem Dachfirst und unten über der Außenwand eingehängt und mit diebstahlverhindernde Einrichtungen befestigt. Der oder die Modulträger sind in günstiger Weise im Vorfeld auf die Dimensionen der Dachgröße skaliert und können in einem Montagedurchgang auf dem Bach oder Gebäude aufgebracht sein. Im beschriebene Ausführungsbeispiel sind mehrere fertige freitragende Modulträger auf dem Dach oder Gebäude aufgebracht. Damit ist eine größere Fläche überspannt und überdeckt.
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Im beschriebene Ausführungsbeispiel ist der fertige freitragenden Modulträger (1) mit den Halterungen für die Module (5) in derart ausgestattet, das es sich um Profilschienen handelt, in die Passschrauben zur Befestigung der Funktionsmodule eingelegt sind und diese mit Passmuttern zur Schnellbefestigung und diebstahlverhindernde Einrichtungen ausgestattet sind und/oder in die Funktionsmodule (2) direkt eingeschoben sind.
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Im beschriebene Ausführungsbeispiel sind dienliche Zusatzkomponenten fest, beweglich oder optional angeordnet.
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An den freitragenden Modulträgern (1) und den Funktionsmodulen (2) deren Tragekonstruktionen und/oder Schienen (4) und/oder den Lastübergabepunkten (3) sind Kanäle und Rohre für Versorgungsleitungen, Kabel und sonstige Komponenten derart angebracht, das bei der Vormontage teilweise oder die gesamte Installation aufgebracht, angeschlossen und in Betrieb genommen ist.
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Im beschriebene Ausführungsbeispiel ist an der oberen Tragekonstruktionen (4) ein Laufsteg (10) entlang des Dachfirstes montiert, der seitlich nach unten versetzt ist und besonders gute Begehungseigenschaften besitzt, da er an der Firstseite durch die überragenden Funktionsmodule wie ein Geländer abgegrenzt ist. Auf der dem First abgewanden Seite sind optional erhöhte Profilschienen (11) für Sicherheitsleinen (12) und Halterungen (13) für ein optionales Geländer (14) angebracht.
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Im beschriebene Ausführungsbeispiel sind an den freitragenden Modulträgern (1) und an der Tragekonstruktionen (4) Anschlusskästen und Schaltanlagen (18) zur Wartung und Freischaltung der Funktionsmodule (2) vorhanden. Für Reinigungs- und Pflegeeinrichtungen sind entlang des Aufbaus optional angepasste Führungsschienen (15) montiert, an denen die Einrichtungen oder Geräte über Haken, Wagen oder andere Führungseinrichtungen gehalten und über die Oberflächen der Funktionsmodule bewegbar sind.
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Im beschriebene Ausführungsbeispiel sind an den freitragenden Modulträgern (1) und/oder an der Tragekonstruktionen (4) bewegliche Einrichtungen montiert, die einen automatischen Antrieb (17) besitzen. Schneefang- und/oder Rütteleinrichtungen sind in ihrer Funktionalität so gestaltet, das die Steuerbarkeit des Schutzes vor herabfallenden Schnee und gleichzeitig das gezielte Abrütteln des Schneebelages gegeben ist.
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Weitere Modifikationen der Beschreibung sind dem Fachmann bei projektbezogenen Ausführung offensichtlich. Die Beschreibung soll die maßgeblichen Prinzipien des Schutzanspruches beschreiben und die Hauptanwendungen darstellen.
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Zitierte Patentliteratur:
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Zitierte Herstellerbeschreibung:
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- • Schletter BiPV
- • Schletter Park Solar
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005033780 A1 [0002]
- DE 202007008614 U1 [0003]
- DE 20119629 U1 [0003]
- DE 202008014274 U1 [0003]
