NL2002778C2 - Kantelbare draaginrichting voor zonnepanelen. - Google Patents

Description

Kantelbare draaginrichting voor zonnepanelen

De uitvinding betreft een draaginrichting voor elementen bestemd voor het opnemen en/of weerkaatsen en/of focusseren van zonnestraling, bij voorbeeld 5 zonnecellen, zonnecollectoren, spiegels, lenzen en dergelijke, omvattende een hoofdframe uit langsliggers die zich evenwijdig naast elkaar uitstrekken en dwars op de langsliggers zich uitstrekkende dwarsliggers, draaibaar op het hoofdframe aangebrachte hulpframes voor de elementen, alsmede een steunconstructie die aangrijpt op twee der horizontale liggers.

10 Een dergelijke draaginrichting is bekend, zoals uit EP-A-1988344, en wordt zodanig gepositioneerd ten opzichte van de zon dat een zo groot mogelijk gedeelte van de zonnestraling nuttig kan worden gebruikt voor het opwekken van elektrische stroom of warmte. De hulpframes kunnen daarbij de loop van de zon gedurende het verstrijken van de dag volgen, zodanig dat de zonnestraling een zo groot mogelijk effect heeft.

15 Afhankelijk van het seizoen staat de zon meer of minder ver boven de horizon.

Daarmee wordt rekening gehouden door het frame in een schuin stand ten opzichte van het aardoppervlak te plaatsen.

De door middel van zonnestraling opgewekte energie moet tot op zekere hoogte kunnen concurreren met traditionele vormen van energieopwekking, zoals door middel 20 van koolwaterstoffen, kernenergie en waterkracht. Tn dat verband is het rendement van de totale inrichting door middel waarvan energie uit zonnestraling wordt gewonnen, van belang. Dit rendement hangt in de eerste plaats af van het energetisch rendement van de energie-omzetters, zoals zonnecellen. Daarnaast wordt het rendement van de inrichting bepaald door de oriëntering van de energie-omzetters ten opzichte van de 25 zon. De mate waarin deze steeds in de juiste stand ten opzichte van de zon blijven georiënteerd, dat wil zeggen de stand waarin zij zoveel mogclijk zonlicht kunnen opnemen of weerkaatsen of focusseren, is in grote mate bepalend voor de optimale werking van zonnecellen en dergelijke.

De energie-omzetters moeten derhalve bewogen kunnen worden rond 30 verschillende draaiingsassen. In verband met het realiseren van deze bewegingsmogelijkheden zijn reeds draaginrichtingen voorgesteld die alle echter vrij gecompliceerd zijn of zwaar zijn uitgevoerd. Omdat dergelijke draaginrichtingen in de open lucht zijn opgesteld, moeten zij bestand zijn tegen allerlei weersinvloeden die hoge belastingen veroorzaken. Te denken valt daarbij aan windbelasting en 2 sneeuwbelasting en dergelijke. Daarom is het onvermijdelijk dat de draaginrichtingen aan bepaalde eisen moeten voldoen met betrekking tot sterkte en stijfheid. Het vereiste van stijfheid is ook al van belang omdat de gewenste oriëntatie ten opzichte van de zon niet beïnvloed mag worden door de windbelasting die op de draaginrichting werkt.

5 Daarom valt niet te ontkomen aan investeringen in een draagconstructie die aan deze eisen beantw oord, doch tegelijk hebben deze investeringen invloed op het financiële rendement dat met zonne-energie kan worden behaald. Kapitaalintensieve investeringen hebben daarop een grote invloed, en daarom zijn niet alleen de kosten van de energie-omzetters zelf van belang, maar ook de kosten van de draaginrichting.

10 Doel van de uitvinding is daarom een draaginrichting te verschaffen die enerzijds voldoet aan de hierboven aangehaalde eisen met betrekking tot verstelbaarheid, sterkte en stijfheid, maar die ook in financieel opzicht aantrekkelijk is. Dat doel wordt bereikt doordat de steunconstructie tenminste een stel benen omvat waarvan telkens een eind is bevestigd aan een langsligger en waarvan het andere eind is ondersteund ten opzichte 15 van een ondergrond, de aan de langsligger bevestigde einden van de uiterste benen van het stel zich op een afstand van elkaar bevinden die groter is dan de ten opzichte van de ondergrond ondersteunde einden van die uiterste benen, en de einden der benen scharnierbaar zijn volgens een scharnierhartlijn die evenwijdig is met de langsrichting der langsliggers.

20 De ondersteuning van het hoofdframe door middel van meerdere benen heeft verscheidene voordelen. Allereerst kunnen dergelijke benen op economische wijze worden uitgevoerd, bij voorbeeld in de vorm van holle stangen die in massafabricage op de gewenste lengte kunnen worden gebracht, De bevestigingen van dcrgclijkc als holle stangen uitgevoerde benen kunnen eenvoudig worden verkregen door de einden 25 tot bevestigingslippen te vormen, of door bevestigingsbeslagen aan de einden aan te brengen. Andere mogelijkheden betreffen massieve stangen, vakwerkstaanders en dergelijke. Door de benen regelmatig verspreid te doen aangrijpen op het hoofdframe, kan dit op gunstige wijze worden ondersteund zodanig dat het hoofdframe relatief licht kan worden uitgevoerd.

30 Verder kunnen de ten opzichte van de ondergrond ondersteunde einden in wezen tegen elkaar aan liggen, zodanig dat deze in één en hetzelfde punt ten opzichte van een ondergrond kunnen worden ondersteund. Als alternatief kunnen de einden van de benen samenwerken met een apart bevestigingselement, zoals een bevestigingsblok. De 3 betreffende einden zijn bij voorbeeld tegen een dergelijk bevestigingsblok geklemd dat op zijn beurt is onder steun op de ondergrond. In het bijzonder kan de ondergrond worden gevormd door een horizontaal of hellend stuk grond, maar ook is het mogelijk om een verticaal gerichte ondergrond in de vorm van bijvoorbeeld een muur of wand 5 van een gebouw te kiezen. Het aantal ondersteuningspunten op die ondergrond kan daardoor beperkt blijven, hetgeen eveneens kostenvoordelen meebrengt. Een bijzonder stevige ondersteuning kan worden verkregen indien de ten opzichte van de ondergrond ondersteunde einden in wezen in de richting naar elkaar toe aangedrukt worden gehouden of zijn ingeklemd, eventueel onder tussenplaatsing van het hiervoor 10 genoemde bevestigingselement.

De bevestigingen tussen de benen en de ondergrond en het hoofdframe kunnen op verschillende manieren zijn uitgevoerd. Volgens een eerste mogelijkheid kunnen die bevestigingen star zijn, zodanig dat een zeer stijve en relatief lichte constructie is verkregen. Het is echter niet noodzakelijk om alle bevestigingen star uit te voeren. In 15 het bij zonder kunnen bepaalde bevestigingen ook als rotaties toelatende bevestigingen zijn uitgevoerd, zodanig dat de inwendige spanningen in de constructie beperkt of achterwege kunnen blijven. Daarnaast is het mogelijk om alle bevestigingen als rotaties toelatende bevestigingen uit te voeren. In het bijzonder kunnen daarbij de einden der benen schamierbaar zijn volgens een schamierhartlijn die evenwijdig is met de 20 langsrichting der langsliggers. Indien een apart bevestigingselement wordt toegepast, kan dit schamierbaar zijn bevestigd aan de ondergrond terwijl de einden van de benen zelf star zijn bevestigd aan het bevestigingselement.

In de laatste uitvoeringsvormen kan het hoofdframc kantelbaar worden uitgevoerd, zodanig dat met de hoogte van de zon rekening kan worden gehouden. Tn 25 dat geval kan elke langsligger schamierbaar zijn ondersteund ten opzichte van de ondergrond volgens een schamierhartlijn evenwijdig aan de langsrichting der langsliggers. In aanvulling daarop kunnen tevens bedieningsmiddelen zijn voorzien voor het beïnvloeden van de hoekstand van het hoofdframe rond een rotatie-as evenwijdig aan de langsrichting der langsliggers. Ook is het echter mogelijk 30 bedieningsmiddelen achterwege te laten, zodanig dat van tijd tot tijd het hoofdframe kan worden versteld en in de gewenste verstelde positie kan worden geblokkeerd door geschikte blokkeermiddelen.

4

De bedieningsmiddelen kunnen op veel verschillende manieren worden uitgevoerd; bij voorkeur kunnen de bedieningsmiddelen een langwerpig bedieningselement omvatten dat in zijn langsrichting heen en weer verplaatsbaar is en zich dwars op de langsrichting der langsliggers uitstrekt, aan welk bedieningselement 5 de benen zijn bevestigd. Het bedieningselement kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een trekkabel of als een dubbele trekkabel voor het heen en weer bewegen van de stellen benen. Bij voorkeur is het bedieningselement een stang die in langsrichting verschuifbaar is ondersteund, bijvoorbeeld in langsgeleidingen, aan welke stang een klem is bevestigd die via een scharnier is verbonden met de zich op kleinere afstand 10 van elkaar bevindende einden van de benen. Door middel van een dergelijk stang kunnen de stellen benen in beide richtingen worden verplaatst.

De steunconstructie kan tenminste twee stellen benen naast elkaar omvatten alsmede een overeenkomstig aantal bedieningselementen naast elkaar waarbij elk stel benen is bevestigd aan een respectievelijk bedieningselement.

15 De inrichting volgens de uitvinding zoals hiervoor beschreven kan worden gecombineerd met willekeurige aantallen verdere inrichtingen, afhankelijk van de gewenste capaciteit die wordt nagestreefd. De uitvinding betreft daarom tevens een samenstel, omvattende tenminste twee inrichtingen die zich achter elkaar bevinden zodanig dat de langsrichting van hun langsliggers evenwijdig is gericht, en het 20 bedieningselement zich dwars uitstrekt ten opzichte van die tenminste twee inrichtingen zodanig dat van beide inrichtingen de zich op kleinere afstand van elkaar bevindende einden van de benen telkens aan het bedieningselement zijn bevestigd.

De uitvinding betreft verder een opstelling, omvattende een draaginrichting zoals hiervoor beschreven, alsmede elementen bestemd voor verwerken of gebmiken van 25 zonne-energie, zoals het opnemen of weerkaatsen of focusseren van zonnestraling, bij voorbeeld zonnecellen, zonnecollectoren, spiegels en dergelijke, welke elementen zijn aangebracht op de hulpframes. Ook dergelijke opstellingen kunnen met meerdere tegelijk worden gecombineerd tot een samenstel dat gemeenschappelijk bedienbaar is.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden beschreven aan de hand van een in de 30 figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

Figuur 1 toont een aanzicht in perspectief van een draaginrichting, schuin van voren en van boven.

5

Figuur 2 toont een aanzicht in perspectief een samenstel uit meerdere draaginrichtingen achter elkaar, schuin van achter en van boven.

Figuur 3 toont een achteraanzicht van een draaginrichting.

Figuur 4 toont een dwarsdoorsnede van een draaginrichting.

5 Figuur 5 toont op grotere schaal het detail volgens V van figuur 4.

Figuur 6 toont het detail van figuur 5 in perspectief.

Figuur 7 toont het detail VII van figuur 4.

Figuur 8 toont de draaginrichtingen volgens het aanzicht van figuur 2 in verstelde toestand.

10 Figuur 9 toont de draaginrichtingen volgens het aanzicht van figuur 4 in verstelde toestand.

De in de figuren 1-3 weergegeven inrichting bezit een hoofdframe 1 dat bestaat uit de langsliggers 2 en de dwarsliggers 3 die de langsliggers onderling verbinden. Verder is aan de langsliggers 2 de schoor 14 bevestigd. Deze schoor 14 is schuin 15 gericht, zodanig dat het hoofdframe 1 afschuifstijf is in het door de langs- en dwarsliggers bepaalde vlak. Op het hoofdframe f zijn de hulpframes 5 ondersteund in de lagerbokken 24 met draailagers 6 zoals getoond in de figuren 5 en 6. Deze hulpframes bestaan elk uit een drager 7 met regelmatig verspreid daarop aangebrachte armen 8. Op deze armen zijn de panelen 9 bevestigd, in dit geval met fotovoltaïsche 20 cellen. Door middel van de verstelinrichting, waarvan in de figuren 1-4 de verstelstang 10 is weergegeven, kunnen de hulpframes 5 met de panelen in een schuine stand rond de hartlijn van de dragers 7 worden verdraaid, afhankelijk van de zonnestand.

Het hoofdframc 1 is op een ondergrond ondersteund door middel van dc poeren 11. De laag gelegen langsligger 2 is direct via nader te beschrijven knooppunten 4 25 schamierbaar op de poeren 11 ondersteund. De hoog gelegen langsligger 2 is door middel van de stangen 12 en 13 ondersteund. Bepaalde van deze stangen 13 zijn in het achteraanzicht van figuur 3 loodrecht op de langsliggers 2 gericht, de andere stangen 12 lopen schuin uiteen. De stangen 12, 13 bezitten aan beide einden afgeplatte bevestigingslippen 23 (figuur 5, 6). Het onderste eind van de stangen 12,13 is door 30 middel van scharnier 27 en klem 31 draaibaar bevestigd aan de bedieningsstang 28. Deze bedieningsstang 28 is verplaatsbaar geleid in de in figuur 7 getoonde geleidingen 29 die zijn ondersteund op de poeren 11. Deze geleidingen 29 bestaan uit een beugel 33, waarin boven elkaar diabolovormige geleidingsrollen 32 draaibaar zijn opgenomen 6 waar tussen de bedieningsstang 28 verplaatsbaar is ondersteund. De aandrijfinrichting 30 maakt het mogelijk om de bedieningsstang 28 heen en weer te bewegen, zoals hieronder verder zal worden toegelicht.

Elk van de stangen 12,13 is schamierbaar aan de hoog gelegen langsligger 2 5 bevestigd door een knooppunt 4 zoals op grotere schaal weergegeven in figuren 5 en 6. De knooppunten 4 bestaan elk uit twee beslagstukken 15, 16, waartussen een langsligger 2 is ingeklemd door middel van een boutverbinding 17. De beslagstukken bezitten richels 18 waartussen de als C-profïel uitgevoerde langsligger 2 gevangen wordt gehouden. Verder bezitten zij bevestigingsflenzen 19 waaraan telkens een 10 afgeplatte bevestigingslip 23 van de stangen 20 is bevestigd. Deze twee stangen 20 vormen samen de dwarsligger 3. Het onderste beslagstuk 16 bezit verder een steunflens 21 waaraan door middel van het scharnier 25 de bevestigingslip 23 van de stang 12, 13 is bevestigd.

Het bovenste beslagstuk 15 bezit een opstaande uithouder 22 waarop het 15 draailager 6 is gemonteerd. De dragers 7 en daarmee de hulpframes 5 met panelen 9 zijn aldus op een zekere hoogte boven het hoofdframe 1 gemonteerd, zodanig dat verdraaiingen daarvan rond de hartlijn van de dragers 7 mogelijk zijn.

De laag gelegen langsligger 2 is eveneens door een dergelijk knooppunt 14 ondersteund op een poer 11, waarbij dan de steunflens 21 direct daaraan door middel 20 van scharnier 26 is bevestigd zonder tussenkomst van een stang. Verder zijn aan die knooppunten 4 de onderste einden van de schuin uit elkaar omhoog lopende stangen 12 bevestigd. Aan een van die knooppunten is tevens het onderste eind van de schuin geplaatste schoor 14 bevestigd.

Door de hiervoor genoemde bedieningsstang 28 heen en weer te bewegen, wordt 25 het onderste knooppunt 4 waar de stangen 12, 13 samenkomen eveneens heen en weer verschoven. Afhankelijk van de positie van die knooppunten 4 kan de schuine stand van het hoofdframe 1 worden beïnvloed zoals hieronder zal worden toegelicht aan de hand van de figuren 8 en 9.

De verbinding tussen de langsliggers 2 en de dragers 7 is steeds met dergelijke 30 knooppunten 4 uitgevoerd. Bij sommige van die knooppunten 4 blijven echter de bevestigingsflenzen 19 ongebruikt, omdat aldaar de dwarsliggers 3 respectievelijk stangen 20 ontbreken. Ook worden niet steeds de steunflenzen 21 gebruikt: sommige van de knooppunten 4 aan de laag gelegen langsligger 2 fungeren slechts als verbinding 7 tussen de dragers 7 en de langsligger 2. Niettemin kan voor elke verbinding tussen hoofdframe 1, hulpframes 5 en stangen 12,13,14 en 20 steeds een en hetzelfde knooppunt 14 worden toegepast, hetgeen de bouw aanmerkelijk vereenvoudigt en economischer maakt.

5 In de figuren 8 en 9 zijn de draaginrichtingen van het samenstel versteld door de bedieningsstang 28 naar links, zoals gezien in figuur 4 en 9, te verplaatsen. De draaginrichtingen zijn daarbij ten opzichte van de in figuren 2 en 4 getoonde stand overgegaan naar de vlakkere stand van figuren 8 en 9. In die vlakkere stand zijn de zonnecellen en dergelijke beter gericht ten opzichte van een hoog staande zon 10 (seizoensinvloed). Ook zijn de hulpframes 3 verdraaid rond de drager 7, zodanige dat de zon gedurende het verstrijken van de dag kan worden gevolgd.

8

Lijst van verwijzingstekens 1. Hoofdframe 2. Langsligger 5 3. Dwarsligger 4. Knooppunt 5. Hulpframe 6. Draailager 7. Drager 10 8. Arm 9. Paneel 10. Verstelstang 11. Poer 12. Stang 15 13. Stang 14. Schoor 15. Beslagstuk 16. Beslagstuk 17. Boutverbinding 20 18. Richel beslagstuk 19. Bevestigingsflens 20. Stang dwarsligger 21. Stcunflcns 22. Uithouder 25 23. Bevestigingslip 24. Lagerbok 25. Schamierhartlijn 26. Scharnier 27. Schamierhartlijn 30 28. Bedieningsstang 29. Geleiding bedieningsstang 30. Aandrijving geleidingsstang 31. Klem op bedieningsstang 9 32. Geleidingsrol 33. Beugel 5

Claims (15)

1. Draaginrichting voor elementen (9) bestemd voor het opnemen cn/of weerkaatsen en/of focusseren van zonnestraling, bij voorbeeld zonnecellen, 5 zonnecollectoren, spiegels, lenzen en dergelijke, omvattende een hoofdframe (1) uit langsliggers (2) die zich evenwijdig naast elkaar uitstrekken en dwars op de langsliggers zich uitstrekkende dwarsliggers (3), draaibaar op het hoofdframe (1) aangebrachte hulp frames (5) voor de elementen (9), alsmede een steunconstructie (11- 14. die aangrijpt op twee der horizontale liggers, met het kenmerk dat de 10 steunconstructie tenminste een stel benen (12, 13) omvat waarvan telkens een eind is bevestigd aan een langsligger (2) en waarvan het andere eind is ondersteund ten opzichte van een ondergrond, de aan de langsligger (2) bevestigde einden (23) van de uiterste benen (12) van het stel zich op een afstand van elkaar bevinden die groter is dan de ten opzichte van de ondergrond ondersteunde einden (23) van die uiterste benen 15 (12), en de einden (23) der benen (12,13) schamierbaar zijn volgens een schamierhartlijn (25, 27) die evenwijdig is met de langsrichting der langsliggers (2).

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de ten opzichte van de ondergrond ondersteunde einden (23) in wezen tegen elkaar en/of tegen een bevestigingselement 20 aan liggen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de ten opzichte van de ondergrond ondersteunde einden (23) in wezen in dc richting naar elkaar toe aangedrukt worden gehouden of zijn ingeklemd. 25

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de aan de langsligger (2) bevestigde einden (23) zich regelmatige verspreid op onderling ongeveer gelijke afstanden van elkaar bevinden.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de benen holle stangen (12, 13) omvatten.

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij de einden der stangen (12,13) bevestigingslippen (23) omvatten welke ten opzichte van de langsrichting van de respectievelijke holle stang onder een hoek zijn georiënteerd die samenhangt met de stand van die holle stang tussen de ondergrond en de langsligger. 5

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij elke langsligger (2) schamierbaar is ondersteund ten opzichte van de ondergrond volgens een schamierhartlijn (25, 26) evenwijdig aan de langsrichting der langsliggers (2).

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij bedieningsmiddelen (28-30) zijn voorzien voor het beïnvloeden van de hoekstand van het hoofdframe (1) rond een rotatie-as evenwijdig aan de langsrichting der langsliggers (2).

9. Inrichting volgens conclusie 8 wanneer afhankelijk van conclusie 7, waarbij de 15 bedieningsmiddelen een langwerpig bedieningselement (28) omvatten dat in zijn langsrichting heen en weer verplaatsbaar is en zich dwars op de langsrichting der langsliggers (2) uitstrekt, aan welk bedieningselement (28) de benen (12, 13) schamierbaar zijn bevestigd.

10. Inrichting volgens conclusie 9, waarbij het bedieningselement een stang (28) omvat die in langsrichting verschuifbaar is ondersteund, bijvoorbeeld in geleidingen (29), aan welke stang (28) een klem (31) is bevestigd die via een scharnier (27) is verbonden met de op de ondergrond ondersteunde en zich op kleinere afstand van elkaar bevindende einden (23) van de benen (12,13). 25

11. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de draaias der hulpffames (5) dwars is gericht op de langsrichting der langsliggers (2).

12. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de benen (12,13) 30 van elk stel, vanaf de langsligger waaraan dat stel is bevestigd, schuin naar elkaar toe gericht verlopen.

13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de steunconstructie tenminste twee stellen benen (12,13) naast elkaar omvat alsmede een overeenkomstig aantal bedieningselementen (28) naast elkaar en elk stel benen is bevestigd aan een respectievelijk bedieningselem ent. 5

14. Samenstel, omvattende tenminste twee inrichtingen volgens conclusie 9 of 10 die zich achter elkaar bevinden zodanig dat de langsrichting van hun langsliggers (2) evenwijdig is gericht, en het bedieningselement (28) zich dwars uitstrekt ten opzichte van die tenminste twee inrichtingen zodanig dat van beide inrichtingen de zich op 10 kleinere afstand van elkaar bevindende einden (23) van de benen (12,13) telkens aan het bedieningselement (28) zijn bevestigd.

15. Opstelling, omvattende een draaginrichting volgens een der conclusie 1-13 alsmede elementen (9) bestemd voor het verwerken van zonne-energie, zoals voor het 15 opnemen en/of weerkaatsen en/of focusseren van zonnestraling, bij voorbeeld zonnecellen, zonnecollectoren, spiegels, lenzen en dergelijke, welke elementen zijn aangebracht op de hulpframes (5).