DE202006009100U1 - Truss construction for solar module, has frames interconnected through bars by frame-joint units in flexible manner according to type of folding grille, whereby construction is left apart and is shortened on earth surface - Google Patents

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Abstract

The construction has two frames (2) and four bars, where the frames are provided with wheels. The frames are interconnected through bars by frame-joint units (4) in a flexible manner according to a type of a folding grille, whereby the construction is left apart and is shortened on earth surface. The frames have a floating body by which the leaving apart and shortening of the construction is enabled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerkonstruktion für Solarmodule für den Einsatz auf dem Gelände- oder der Wasseroberfläche, die je nach der Menge der Solarmodule tragbar oder transportabel ist.The The invention relates to a support structure for solar modules for the Use on the grounds or the water surface, depending on the amount of solar modules portable or portable is.

Das Solarmodul besteht aus einer Vielzahl von Solarzellen, die Strahlungsenergie der Sonne durch Ausnutzung des photovoltaischen Effektes direkt in elektrischen Gleichstrom umwandeln. Mehrere auf der Trägerkonstruktion montierte und elektrisch miteinander verbundene Solarmodule bilden einen Solargenerator, der die Hauptkomponente der Photovoltaikanlage (PV-Anlage) für die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie darstellt. PV-Anlagen unterscheiden sich in Inselanlagen, wenn die elektrische Energie gespeichert wird, und netzgekoppelte PV-Anlagen, wenn die elektrische Energie in das öffentliche Stromnetz gespeist wird.The Solar module consists of a variety of solar cells, the radiant energy the sun by exploiting the photovoltaic effect directly convert into electrical direct current. Several on the support structure assembled and electrically interconnected solar modules form one Solar generator, which is the main component of the photovoltaic system (PV system) for the Conversion of solar energy into electrical energy represents. PV systems differ in island systems when the electrical energy is stored, and grid connected PV systems when the electrical energy in the public Power supply is fed.

Um Solarmodule in geeigneter Position gegenüber der Sonne sicher zu befestigen, verwendet man verschiedene Arten von Trägerkonstruktionen. Man unterscheidet Trägerkonstruktionen für Solarmodule auf dem Schrägdach, Flachdach, Freigelände und der Fassade. Trägerkonstruktionen können starr oder mit der automatischen Ausrichtung der Module auf die Sonne sein.Around Securely secure solar modules in suitable position to the sun, one uses different types of support structures. One differentiates support structures for solar modules on the pitched roof, Flat roof, outdoor area and the facade. support structures can be rigid or with the automatic alignment of the modules to the sun be.

In der Regel sind derartige Trägerkonstruktionen für Solarmodule statische und ortgebundene Einrichtungen. PV-Anlagen mit solchen Trägerkonstruktionen haben folgende Nachteile:

  • – Bei der Notwendigkeit des Umzugs oder Ortwechsels soll die ganze PV-Anlage durch das Fachpersonal demontiert und an dem neuen Ort wieder montiert werden.
  • – Der Solargenerator dieser PV-Anlagen ist allen Wetterbedingungen ausgesetzt und kann im Winter, wegen des Schnees, keinen Strom liefern.
  • – Bei Schrägdachmontage des Solargenerators können PV-Anlagen nur von Hausbesitzern betrieben werden, die eine günstige Dachlage nach Süden und keine Verschattung haben.
  • – Die Solargeneratoren auf den Dächern sind oft schwer für Wartungs- oder Reparaturarbeiten zugänglich.
  • – Auf dem Gelände oder den Flachdächern stehende PV-Anlagen sollen ein zusätzliches schweres Gewicht besitzen oder in der Erde befestigt oder einbetoniert sein, um dem starken Wind zu widerstehen.
In general, such support structures for solar modules are static and localized facilities. PV systems with such support structures have the following disadvantages:
  • - In the case of relocation or change of location, the entire PV system should be dismantled by specialist personnel and re-assembled at the new location.
  • - The solar generator of these PV systems is exposed to all weather conditions and can not provide power in winter because of the snow.
  • - For pitched roof mounting of the solar generator PV systems can only be operated by homeowners who have a favorable roof position to the south and no shading.
  • - The solar generators on the roofs are often difficult to access for maintenance or repair work.
  • - On-site or flat-roof PV systems should have additional heavy weight or be buried or buried in the ground to withstand strong winds.

Die steigenden Preise auf fossile Energieträger beflügeln weltweit eine rasante Entwicklung der Photovoltaik-Branche. Bereits mit dem heutigen Wirkungsgrad der Solarmodule 13–17% kann man von 1 m2 Solargeneratorfläche auf dem Breitengrad von München bis zu 130–170 Watt elektrischer Leistung erhalten. Es wird nicht mehr lange dauern, bis jeder von der Sonne bestrahlte Quadratmeter der Erd- oder Wasseroberfläche als potenzieller Energieträger betrachtet werden kann. Bereits jetzt wird in einigen Städten (in Deutschland gemäß dem EnEG 2002 – Energieeinsparungsgesetz), der elektrische Strom von netzgekoppelten PV-Anlagen gekauft. Bis 2020 prognostiziert man ein weltweites Wachstum der Neuinstallationen von PV-Anlagen von 30% (DB Research 2005).The rising prices for fossil fuels are spurring a rapid development of the photovoltaic industry worldwide. Already with the current efficiency of the solar modules 13-17% can be from 1 m 2 solar generator surface on the latitude from Munich to electrical about 130-170 watts of power obtained. It will not be long before every square meter of the earth's or water's surface irradiated by the sun can be considered a potential source of energy. Already, in some cities (in Germany according to the EnEG 2002 - Energy Saving Act), the electric power is purchased from grid-connected PV systems. By 2020, global growth in new installations of PV systems of 30% is forecast (DB Research 2005).

In diesem Zusammenhang steigt auch die Rolle der transportablen (mobilen) PV-Anlagen, die folgende Vorteile bieten:

  • – Diese PV-Anlagen können mit dem Transportmittel (Auto, Hubschrauber usw.) zum Einsatzort gebracht, schnell und ohne großen Arbeitsaufwand in Betrieb genommen werden.
  • – Die gesamte elektrische Leistung lässt sich leicht erhöhen, indem man einige PV-Anlagen auf einfache Weise nebeneinander aufstellt und elektrisch zusammenschaltet.
  • – Sie können auf Flächen gestellt werden, welche zeitlich zur Verfügung stehen (z.B. Felder, die Bauern für die Saison zur „Erholung" planen).
  • – Sie können in den privaten Gärten von Hausbesitzern aufgestellt werden, wobei die Hausbesitzer die PV-Anlagen nur dann aufstellen können, wenn dafür günstige Wetterbedingungen vorhanden sind und wieder wegräumen, wenn Schnee oder Unwetter droht.
  • – Sie können sowohl als autarke Inselnanlagen als auch als netzgekoppelte Varianten verwendet werden.
  • – Sie können, wenn es die Konstruktion erlaubt, auf der Wasseroberfläche verwendet werden.
In this context, the role of transportable (mobile) PV systems increases, offering the following advantages:
  • - These PV systems can be brought to the place of use by means of transport (car, helicopter, etc.), put into operation quickly and without great effort.
  • - The total electrical power can be easily increased by simply placing some PV systems next to each other and connecting them together electrically.
  • - They can be placed on areas that are available in time (eg fields that farmers plan for the season to "rest").
  • - They can be placed in the private gardens of homeowners, with the homeowner can only set up the PV systems, if there are favorable weather conditions and clear away, if snow or storm threatens.
  • - They can be used both as stand-alone island systems and as grid-connected variants.
  • - You can, if the construction allows it, be used on the water surface.

Einige der bekannten transportablen Trägerkonstruktionen für Solarmodule haben folgende Nachteile:

  • JP002005259846A oder DE000020013064U1 : Trägerkonstruktionen für die kleine elektrische Generatorleistung 150–300 Watt. Für größere Leistungen sind die Konstruktionen nicht geeignet.
  • JP000001011373AA : Faltbare Trägerkonstruktion für die elektrische Leistung 200–500 Watt. Der Winkel der Solarmodule auf die Sonne ist schwer einstellbar. Elemente der Trägerkonstruktion verschatten die Module. Bekanntlich führt das zur starken Leistungsreduktion des Generators.
  • WO002005108877A2: Faltbare Trägerkonstruktion für die elektrische Leistung ca. 1000 Watt. Es ist keine Möglichkeit vorgesehen, die Solarmodule zur Sonne auszurichten. Die Konstruktion ist im aufgeschlagenen Zustand nicht robust. Das Auseinanderfalten der Konstruktion ist aufwendig.
  • JP002003161076AA : Faltbare Trägerkonstruktion. Durch die langen Konstruktionselemente (Schienen) ist der mobile Einsatz nur bedingt möglich.
  • JP000004146897 : Faltbare Trägerkonstruktion. Es fehlt eine Vorrichtung für die Orientierung der Module auf die Sonne.
Some of the known transportable support structures for solar modules have the following disadvantages:
  • JP002005259846A or DE000020013064U1 : Carrier constructions for the small electric generator power 150-300 watts. For larger performances the constructions are not suitable.
  • JP000001011373AA : Foldable support structure for electrical power 200-500 watts. The angle of the solar modules to the sun is difficult to adjust. Elements of the support structure hide the modules. As you know, this leads to a strong power reduction of the generator.
  • WO002005108877A2: Foldable support structure for the electrical power about 1000 watts. There is no possibility to align the solar modules to the sun. The construction is not robust when opened. The unfolding of the construction is expensive.
  • JP002003161076AA : Foldable support structure. Due to the long design elements (rails), mobile use is only possible to a limited extent.
  • JP000004146897 : Foldable support structure. It lacks a device for the orientation of the modules on the sun.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer transportablen Trägerkonstruktion für Solarmodule für den Bereich der elektrischen Leistung 200–3000 und mehr Watt, die maximal den Anforderungen der transportablen PV-Anlagen [0006] entspricht und keine Nachteile [0007] bietet.The The object of the invention is the development of a portable Support structure for solar modules for the Range of electrical power 200-3000 and more watts, the maximum meets the requirements of transportable PV systems [0006] and offers no disadvantages [0007].

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bis 7 erfüllt.The The object is achieved by the features of claim 1 to 7.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen 1, 2 und 3 erklärt.The invention will be apparent from the drawings 1 . 2 and 3 explained.

Die 1 zeigt die isometrische Projektion eines Teils der Trägerkonstruktion. Auf den Rahmen (2) sind mehrere Solarmodule (1), mindestens aber eins, in der Reihe befestigt. Die Trägerkonstruktion beinhaltet mehrere, mindestens aber zwei gleiche Rahmen. Der einzelne Rahmen besteht mindestens aus einem waagerechten Element und zwei Seitenelementen. Die Seitenelemente der Rahmen und Stäbe (3), verbunden durch das Scharnierelement (4) bilden Gelenkkreuze. Die einzelnen Gelenkkreuze sind miteinander gelenkig durch weitere Scharnierelemente in der Art eines Scherengitters verbunden, deren Eigenschaft darin besteht, dass sie sich wie eine Harmonika in die Richtungen A-B auseinander- oder zusammenziehen lässt.The 1 shows the isometric projection of part of the support structure. On the frame ( 2 ) are several solar modules ( 1 ), but at least one, attached in the row. The support structure includes a plurality, but at least two identical frames. The single frame consists of at least one horizontal element and two side elements. The side elements of the frames and rods ( 3 ), connected by the hinge element ( 4 ) form articular crosses. The individual articulated crosses are hinged together by further hinge elements in the manner of a scissor lattice, the property of which is that they can like a harmonica in the directions AB apart or contract.

Beim Einsatz auf dem Gelände stützt sich jeder Rahmen auf mindestens zwei Räder (5) auf der Erde, so dass beim auseinander- oder zusammenziehen die Rahmen auf der Erde rollen. Beim Einsatz auf dem Wasser stützt sich jeder Rahmen durch einen Schwimmkörper (9) auf der Wasseroberfläche.When used on-site, each frame is supported by at least two wheels ( 5 ) on the ground, so that when you pull apart or contract the frames roll on the ground. When used on the water, each frame is supported by a float ( 9 ) on the water surface.

Die 2 zeigt die Trägerkonstruktion im auseinandergezogenen Zustand. Beim Auseinander- oder Zusammenziehen der Trägerkonstruktion ändert sich gleichzeitig und in der gleichen Größe der Anstellwinkel aller Solarmodule zum Horizont. Wenn die Trägerkonstruktion für einen notwendigen Anstellwinkel der Module auseinandergezogen wird, so kann der Solargenerator Sonnenenergie empfangen.The 2 shows the support structure in the extended state. When moving apart or contracting the support structure changes simultaneously and in the same size of the angle of all solar modules to the horizon. When the support structure is pulled apart for a necessary angle of attack of the modules, the solar generator can receive solar energy.

Wie weit sich die Trägerkonstruktion auseinanderziehen lässt und jeweils die Größe des Anstellwinkels wird durch die Vorrichtung für das Auseinander- bzw. Zusammenziehen (6) bestimmt. Diese Vorrichtung verbindet den ersten und den letzten Rahmen der Trägerkonstruktion.How far the support structure can be pulled apart and the size of the angle of attack is determined by the device for the expansion or contraction ( 6 ) certainly. This device connects the first and the last frame of the support structure.

Die 3 zeigt die Trägerkonstruktion im zusammengezogenen Zustand. In diesem Zustand sind alle Rahmen (2) kompakt aufeinandergedrückt und werden auf die Plattform (7) platziert. Das Zusammenziehen der Trägerkonstruktion und das Auffahren auf die Plattform (7) geschieht unter der Einwirkung der Vorrichtung für das Auseinander- bzw. Zusammenziehen (6). Das Auffahren auf die Plattform (7) ist dadurch möglich, dass die Trägerkonstruktion durch Halterungen (8) und Scharnierelemente (4) mit der Plattform verbunden ist. Ist die Trägerkonstruktion auf der Plattform platziert, so kann sie entweder zu einem anderen Einsatzort abtransportiert oder vor ungünstigen Wetterbedingungen geschützt werden.The 3 shows the support structure in the contracted state. In this state, all frames ( 2 compactly pressed on the platform ( 7 ). The contraction of the girder structure and the landing on the platform ( 7 ) takes place under the action of the device for the separation or contraction ( 6 ). Driving onto the platform ( 7 ) is possible in that the support structure by brackets ( 8th ) and hinge elements ( 4 ) is connected to the platform. If the support structure is placed on the platform, then it can either be transported to another location or protected from adverse weather conditions.

11
Solarmodulesolar Panels
22
Rahmenframe
33
StabRod
44
Scharnierelementhinge element
55
Radwheel
66
Vorrichtung für das Auseinander- bzw. Zusammenziehencontraption for the Dismantling or contracting
77
Plattformplatform
88th
Halterungbracket
99
Schwimmkörperfloat

Claims (7)

Eine Trägerkonstruktion für Solarmodule für den Einsatz auf dem Gelände- oder der Wasseroberfläche, die je nach der Menge der Solarmodule tragbar oder transportabel ist, umfassend mindestens zwei Rahmen (2) mit mindestens einem auf jeden Rahmen befestigten Solarmodul (1) und mindestens vier Stäben (3), dadurch gekennzeichnet, dass alle Rahmen (2) durch Stäbe (3) mit Hilfe von Scharnierelementen (4) gelenkig miteinander nach Art eines Scherengitters verbunden sind, wodurch sich die Trägerkonstruktion auseinander- bzw. zusammenziehen lässt und dadurch eine gleichzeitige Einstellung aller Solarmodule auf den gleichen Winkel zum Horizont zwecks Empfang der Strahlungsenergie der Sonne möglich ist.A support structure for solar modules for use on the terrain or water surface, which is portable or transportable depending on the quantity of solar modules, comprising at least two frames ( 2 ) with at least one solar module attached to each frame ( 1 ) and at least four rods ( 3 ), characterized in that all frames ( 2 ) by bars ( 3 ) by means of hinge elements ( 4 ) are hinged together in the manner of a scissor lattice, whereby the support structure can be diverge or contract and thereby a simultaneous adjustment of all solar modules at the same angle to the horizon for the purpose of receiving the radiation energy of the sun is possible. Eine Trägerkonstruktion für Solarmodule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen (2) mit den Rädern (5) ausgestattet sind, wodurch das Auseinander- und Zusammenziehen der Trägerkonstruktion auf der Erdoberfläche erleichtert wird.A support structure for solar modules according to claim 1, characterized in that the frames ( 2 ) with the wheels ( 5 ), whereby the separation and contraction of the support structure on the earth's surface is facilitated. Eine Trägerkonstruktion für Solarmodule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmen (2) mit dem Schwimmkörper (9) ausgestattet sind, wodurch das Auseinander- bzw. Zusammenziehen der Trägerkonstruktion auf der Wasseroberfläche möglich ist.A support structure for solar modules according to one of the preceding claims, characterized in that the frames ( 2 ) with the float ( 9 ), whereby the disassembly or contraction of the support structure on the water surface is possible. Eine Trägerkonstruktion für Solarmodule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Rahmen (2) an ihren Seitenelementen durch Stäbe (3) mit Hilfe von Scharnierelementen (4) gelenkig miteinander verbunden sind.A support structure for solar modules according to one of the preceding claims, characterized in that all frames ( 2 ) on their sides elements by bars ( 3 ) by means of hinge elements ( 4 ) are hinged together. Eine Trägerkonstruktion für Solarmodule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für das Auseinander- bzw. Zusammenziehen (6) (2) den ersten und den letzten Rahmen verbindet, welche das Auseinander- bzw. Zusammenziehen der Trägerkonstruktion erleichtert und die Größe des Einstellwinkels aller Solarmodule gegenüber der Sonne bestimmt.A support structure for solar modules according to any one of the preceding claims, characterized in that the device for the expansion or contraction ( 6 ) ( 2 ) connects the first and the last frame, which facilitates the disassembly or contraction of the support structure and determines the size of the setting angle of all solar modules with respect to the sun. Eine Trägerkonstruktion für Solarmodule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe des ersten Rahmens mit der Plattform (7) an den Halterungen (8) durch Scharniere (4) verbunden sind, wodurch alle Rahmen gleichzeitig mit dem Zusammenziehen auf der Plattform (7) platziert werden und das Beladen der Trägerkonstruktion auf das Transportmittel möglich wird.A support structure for solar modules according to any one of the preceding claims, characterized in that the bars of the first frame with the platform ( 7 ) on the brackets ( 8th ) by hinges ( 4 ), whereby all the frames coincide with the contraction on the platform ( 7 ) are placed and the loading of the support structure on the means of transport is possible. Eine Trägerkonstruktion für Solarmodule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsatz auf der Wasseroberfläche die Plattform (7) sich von den Stäben des ersten Rahmens durch die Konstruktion der Halterungen (8) trennen lässt.A support structure for solar modules according to one of the preceding claims, characterized in that when used on the water surface the platform ( 7 ) from the bars of the first frame by the construction of the brackets ( 8th ) can be separated.
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