DE202012006834U1 - Vorrichtung zur Aufständerung von Solarmodulen auf Freiflächen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Aufständerung von Solarmodulen auf Freiflächen, bestehend aus einer Vielzahl separater Segmente, die jeweils zur Abstützung von zumindest einem Teilabschnitt eines separaten Solarmoduls ausgestaltet und zu einer modulartig aufgebauten Aufständerungseinrichtung für eine Vielzahl von Solarmodulen zusammenfügbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Segmente jeweils als ein Modultisch (2; 3) mit zwei unterschiedlich hohen Konturen (4; 5) zur Bodenabstützung derart ausgestaltet sind, dass zwischen beiden Konturen (4; 5) eine geneigte Fläche (6; 7) ausgebildet wird, die mit dem abzustützenden Solarmodul (1) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Vorrichtung mindestens zwei Modultische (2; 3) umfasst, bei denen die geneigten Flächen (6; 7) in zueinander unterschiedlichen Höhen, jedoch in einer gemeinsamen schrägen Ebene verlaufend angeordnet sind und wobei an der kleineren Kontur (5) zur Bodenabstützung des größeren Modultisches (2) und an der größeren Kontur (4) zur Bodenabstützung des kleineren Modultisches (3) jeweils Befestigungen (8) ausgestaltet sind, die mit...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufständerung von Solarmodulen auf Freiflächen, bestehend aus einer Vielzahl separater Segmente, die jeweils zur Abstützung von zumindest einem Teilabschnitt eines separaten Solarmoduls ausgestaltet und zu einer modulartig aufgebauten Aufständerungseinrichtung für eine Vielzahl von Solarmodulen zusammenfügbar sind.
  • Die Nutzung von regenerativen Energieformen ist in jüngster Zeit sowohl aus ökologischen Aspekten als auch unter Beachtung nur begrenzt verfügbarer anderer Energiequellen (Kohle, Erdöl, Erdgas usw.) wesentlich angestiegen. Eine diesbezüglich typische Anwendung ist die Nutzung der Sonnenenergie zur Erzeugung von elektrischem Strom unter Verwendung von Photovoltaik-Kollektoren. Um eine große Leistungsfähigkeit der Photovoltaik-Kollektoren zu erzielen, werden diese vorzugsweise nach Süden ausgerichtet und mit einem solchen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen aufgestellt, dass einfallende Sonnenstrahlen möglichst senkrecht auf die Kollektoroberfläche treffen. Neben einer optimalen Ausrichtung der Aufstellflächen ist eine stabile Abstützung der Kollektoren notwendig. Dabei sind für die Anordnung auf Dachflächen bereits zahlreiche Aufständerungssysteme bekannt.
  • DE 100 25 538 A1 beschreibt ein System von Montagesteinen mit Gewindestangen, die in Kombination mit zugeordneten Klammern eine in Längsrichtung veränderbare Abstützung von Solarmodulen auf Dächern ermöglichen.
  • Während diese Konstruktion primär für Steildächer konzipiert ist, wird in DE 201 17 280 U1 eine technische Lösung zur Montage von einem oder mehreren Photovoltaik- oder sonstigen Solarelementen beschrieben, die für Flachdächer oder leicht geneigte Dachflächen geeignet ist. Diese Einrichtung umfasst einen blockförmigen Grundkörper aus Wärmedämmstoff, auf dessen Oberseite eine Vorrichtung für die Befestigung von Solarmodulen angebracht ist und dessen Unterseite auf einer Dachfläche befestigbar ist.
  • Systeme auf Flachdächern sind jedoch meist auf deren Grundfläche begrenzt und erfordern durch eine Vielzahl von Bauteilen einen sehr hohen Montage-, Zeit- und Logistikaufwand. Außerdem müssen bei Installationen ohne Durchdringung der Dachhaut aufgrund der meist großen Windangriffsfläche die Aufständerungen zur Befestigung der Solarmodule zusätzlich mit Betonsteinen oder Wasser beschwert werden, beispielsweise gemäß DE 201 20 983 U1 .
  • Neben Anordnungen auf Dachflächen werden Aufständerungen von Solarmodulen auch auf Freiflächen realisiert, auf denen sie überwiegend im Boden verankert oder mit Betonsteinen beschwert werden.
  • So wird in DE 10 2005 023 971 B4 eine Vorrichtung zur Aufständerung von Solarmodulen beschrieben, die mehrere in einer Reihe aufgestellte und verankerte Pfosten mit einem etwa parallel zur Pfostenreihe verlaufenden Längsträger aufweist. Durch Ausgestaltungen dieser Längsträger wird eine auf die jeweils konkreten Standortverhältnisse angepasste Aufnahme von Solarmodulen möglich.
  • Allerdings ist es beispielsweise bei ehemaligen Mülldeponien und versiegelten Flächen nicht möglich, Aufständerungssysteme mit Bodendurchdringung zu verwenden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine technische Lösung zur Aufständerung von Solarmodulen, vorzugsweise von Photovoltaik-Kollektoren auf Freiflächen unterschiedlicher Bodentypen und Aufstellungsorte zu schaffen. Durch einen variablen Neigungswinkel soll eine, für den jeweiligen Standort optimale Anstellung der Solarmodule ermöglicht und eine hohe Effektivität der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom erzielt werden. Weiterhin soll durch eine Montage ohne Bodendurchdringung und durch ein niedriges Eigengewicht der Aufwand für Montage und Installationsmaterial gegenüber bekannten Konstruktionen vermindert werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst, indem Segmente der Vorrichtung jeweils als ein Modultisch mit zwei unterschiedlich hohen Konturen zur Bodenabstützung derart ausgestaltet sind, dass zwischen beiden Konturen eine geneigte Fläche ausgebildet wird, die mit einem Solarmodul in Wirkverbindung bringbar ist. Dabei umfasst die Vorrichtung mindestens zwei Modultische, bei denen die geneigten Flächen in zueinander unterschiedlichen Höhen, jedoch in einer gemeinsamen schrägen Ebene verlaufend angeordnet sind. Außerdem sind an der kleineren Kontur zur Bodenabstützung des größeren Modultisches und an der größeren Kontur zur Bodenabstützung des kleineren Modultisches jeweils Befestigungen ausgestaltet, die mit einem die beiden Modultische verbindenden Bauelement in Wirkverbindung bringbar sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, die in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
  • Die erfindungsgemäße Konstruktion umfasst einen Modultisch aus UV-beständigem und recycelbarem Kunststoff und ist ineinander schachtel- sowie übereinander stapelbar. Durch den Einsatz von Kunststoff sind Korrosionen ausgeschlossen und der leicht verformbare Werkstoff ermöglicht eine einfache Verarbeitung. Weiterhin ergeben sich durch das geringe Eigengewicht der Konstruktion eine hohe Transportfähigkeit, ein einfacher und schneller Auf- bzw. Abbau sowie durch die Installation ohne Bodendurchdringung eine hohe Mobilität.
  • Der als Komplettsystem oder Stecksystem ausgeführte Modultisch hat eine Auslassung an der Seite mit integrierter bzw. einzurastender Wanne. Diese Auslassung dient funktionell als Windeinlass, so dass ein Hitzestau unter dem Solarmodul verhindert und eine notwendige Kühlung gewährleistet wird. Die Auslassung mit zugeordneter Wanne wird zur Beschwerung der Konstruktion genutzt, indem diese Wanne durch Befüllung mit verschiedenen Materialien (z. B. Sand, Kies oder Wasser) eine Erhöhung des Gesamtgewichtes bewirkt, wodurch ein Abheben der Konstruktion durch auftretenden Windsog verhindert wird.
  • Die Kanten des Modultisches bilden die eigentliche Auflagefläche für das Solarmodul, wobei vorzugsweise Photovoltaik-Kollektoren montiert werden. Als vorteilhafte Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass am Modultisch integrierte Modulbefestigungen ausgebildet werden. Somit kann der Photovoltaik-Kollektor in einfacher Weise in diese Befestigungskontur hinein geschoben werden und muss lediglich noch lagefixiert werden.
  • Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die einzelnen Modultische über zugeordnete Kugelhaken miteinander zu einem Modulverband zusammengefügt werden. Dadurch wird eine zusätzliche Stabilisierung erreicht, die insbesondere auf einem unebenen Untergrund eine variable Aufstellung ermöglicht. Durch das Hineinschieben und Befestigen der Kollektoren werden diese Kugelhaken miteinander verankert.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass im montierten Zustand die Rückseite der Modultische direkt mit der Kollektoroberkante abschließt. Dadurch ergibt sich ein aerodynamisch geschlossener Aufbau mit einer relativ geringen Windangriffsfläche.
  • Die erfindungsgemäße technische Lösung ist zur Aufständerung von Solarmodulen auf Freiflächen unterschiedlicher Bodentypen und Aufstellungsorte geeignet, wobei bevorzugt eine Anwendung für Photovoltaik-Kollektoren vorgesehen ist. Durch den variablen Neigungswinkel (z. B. 15°, 20° oder 25°) wird eine für den jeweiligen Standort optimale Anstellung der Solarmodule ermöglicht und eine hohe Effektivität der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom erzielt. Weiterhin wird durch die Montage ohne Bodendurchdringung und durch das niedrige Eigengewicht der Aufwand bezüglich Montage und Installationsmaterial gegenüber bekannten Konstruktionen vermindert.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine erste Ausführung der Aufständerung in Seitenansicht
  • 2 die Ausführung gemäß 1 in perspektivischer Ansicht mit Solarmodul
  • 3 eine zweite Ausführung mit Darstellung von zwei Modultischen in Seitenansicht
  • 4 die Ausführung eines Modultisches gemäß 3 in perspektivischer Ansicht mit Solarmodul
  • Die in der Zeichnung dargestellte mobile Auflageeinrichtung ist für eine Aufständerung von Solarmodulen 1, insbesondere Photovoltaik-Kollektoren 1, auf unbefestigten und befestigten Freiflächen ohne Bodendurchdringung konzipiert. Hierbei ist eine Vielzahl von separaten Segmenten vorgesehen, die jeweils zur Abstützung von zumindest einem Teilabschnitt eines separaten Solarmoduls 1 ausgestaltet und zu einer modulartig aufgebauten Einrichtung für eine Vielzahl von Solarmodulen 1 zusammenfügbar sind. Ein derartiger Aufbau ist an sich bekannt, so dass diesbezüglich auf nähere Darlegungen verzichtet werden kann.
  • Wesentlich ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die separaten Segmente jeweils als Modultisch 2 und 3 ausgestaltet sind, die aus einem UV-beständigen Kunststoff wie PVC, Carbon, PP, HD-PE, PET, GFK oder dergleichen bestehen. Dabei weist jeder Modultisch 2; 3 zwei unterschiedlich hohe Konturen 4 und 5 zur Bodenabstützung auf. Diese Konturen 4; 5 sind so ausgeführt, dass zwischen ihnen eine geneigte Fläche 6 und 7 ausgebildet wird. Diese Flächen 6; 7 werden mit dem abzustützenden Solarmodul 1 in Wirkverbindung gebracht. Dabei umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens zwei Modultische 2 und 3, bei denen die geneigten Flächen 6 und 7 zwar in zueinander unterschiedlichen Höhen verlaufen, jedoch in einer gemeinsamen schrägen Ebene. Somit wird eine durchgehend gleichmäßig geneigte Fläche zur Abstützung der Solarmodule 1 geschaffen.
  • Weiterhin sind an der kleineren Kontur 5 zur Bodenabstützung des größeren Modultisches 2 und an der größeren Kontur 4 zur Bodenabstützung des kleineren Modultisches 3 jeweils Befestigungen 8 ausgestaltet. Die Befestigungen 8 werden mit einem Bauteil 9 miteinander in Wirkverbindung gebracht, welches die beiden Modultische 2 und 3 verbindet. Somit wird eine eigenständige Einheit zur Aufständerung eines Solarmoduls 1 geschaffen.
  • Das verbindende Bauelement 9 weist einen wannenförmigen Abschnitt 10 auf, in dem unter Beachtung der konkreten Einsatzbedingungen Materialien zur Lagestabilisierung eingebracht werden können. Hierfür sind z. B. Sand, Kies oder Wasser geeignet, mit denen die gesamte Baueinheit beschwert werden kann.
  • Außerdem ist oberhalb des wannenförmigen Abschnittes 10 eine freie Kontur vorgesehen, die funktionell einen Windeinlass 11 ausbildet. Somit ist eine ausreichende Luftströmung an der Rückseite der Solarmodule 1 gewährleistet, so dass nachteilige Überhitzungen vermieden werden können.
  • Gemäß 1 und 2 ist die aus zwei Modultischen 2; 3 und einem Bauteil 9 bestehende Einheit als ein aus mehreren Elementen bestehendes Stecksystem ausgestaltet. Somit können eine einfache Lagerung beim Hersteller und ein einfacher Transport zur Baustelle realisiert werden, weil die Endmontage erst am Aufstellort erfolgt.
  • 3 und 4 zeigen eine alternative Ausführung, bei der die aus zwei Modultischen 2; 3 und einem Bauteil 9 bestehende Einheit als eine kompakte Baueinheit ausgestaltet ist. Dies ist vorteilhaft für eine Lagerung als Stapel (3) oder sofern am Aufstellort die Endmontage aus Einzelteilen beispielsweise wegen der geografischen Verhältnisse schwierig ist.
  • Unabhängig von der Ausführung als Steck- oder Komplettsystem werden an den geneigten Flächen 6 und 7 jeweils Modulklemmen 12 ausgestaltet, mit denen die Solarmodule 1 durch Einschieben bzw. Einrasten lagefixiert arretiert werden.
  • Weiterhin sind an den Modultischen 2 und 3 jeweils bewegliche kugelförmige Widerhaken 13 vorgesehen, mit denen benachbarte Modultische lagefixiert miteinander verbindbar sind. Somit wird auch für großflächige Aufständerungssysteme eine dauerhaft stabile Anordnung erzielt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Solarmodul/Photovoltaik-Kollektor
    2
    Modultisch
    3
    Modultisch
    4
    hohe Kontur zur Bodenabstützung
    5
    niedrige Kontur zur Bodenabstützung
    6
    geneigte Fläche
    7
    geneigte Fläche
    8
    Befestigung
    9
    Verbindungselement
    10
    wannenförmiger Abschnitt
    11
    Windeinlass
    12
    Modulklemmen
    13
    Kugelverankerung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10025538 A1 [0003]
    • DE 20117280 U1 [0004]
    • DE 20120983 U1 [0005]
    • DE 102005023971 B4 [0007]

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Aufständerung von Solarmodulen auf Freiflächen, bestehend aus einer Vielzahl separater Segmente, die jeweils zur Abstützung von zumindest einem Teilabschnitt eines separaten Solarmoduls ausgestaltet und zu einer modulartig aufgebauten Aufständerungseinrichtung für eine Vielzahl von Solarmodulen zusammenfügbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Segmente jeweils als ein Modultisch (2; 3) mit zwei unterschiedlich hohen Konturen (4; 5) zur Bodenabstützung derart ausgestaltet sind, dass zwischen beiden Konturen (4; 5) eine geneigte Fläche (6; 7) ausgebildet wird, die mit dem abzustützenden Solarmodul (1) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Vorrichtung mindestens zwei Modultische (2; 3) umfasst, bei denen die geneigten Flächen (6; 7) in zueinander unterschiedlichen Höhen, jedoch in einer gemeinsamen schrägen Ebene verlaufend angeordnet sind und wobei an der kleineren Kontur (5) zur Bodenabstützung des größeren Modultisches (2) und an der größeren Kontur (4) zur Bodenabstützung des kleineren Modultisches (3) jeweils Befestigungen (8) ausgestaltet sind, die mit einem die beiden Modultische (2; 3) verbindenden Bauelement (9) in Wirkverbindung bringbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den geneigten Flächen (6; 7) jeweils Modulklemmen (12) für eine klemmende Befestigung der zugeordneten Solarmodule (1) ausgestaltet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Modultische (2; 3) verbindende Bauelement (9) einen wannenförmigen Abschnitt (10) zur Aufnahme von Materialien zur Lagestabilisierung aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Modultische (2; 3) verbindende Bauelement (9) einen als Windeinlass (11) ausgestalteten freien Konturabschnitt aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Modultischen (2; 3) jeweils bewegliche kugelförmige Widerhaken (13) angeordnet sind, mit denen benachbarte Modultische (2; 3) jeweils lagefixiert miteinander verbindbar sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modultische (2; 3) aus einem UV-beständigen Kunststoff wie PVC, Carbon, PP, HD-PE, PET, GFK oder dergleichen bestehen.
  7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus zwei Modultischen (2; 3) und einem diese Modultische (2; 3) verbindenden Bauelement (9) bestehende Vorrichtung als ein aus mehreren Elementen bestehendes Stecksystem ausgestaltet ist.
  8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus zwei Modultischen (2; 3) und einem diese Modultische (2; 3) verbindenden Bauelement (9) bestehende Vorrichtung als eine kompakte Baueinheit ausgestaltet ist.
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