AT516647B1 - Haltevorrichtung für eine Fotovoltaikanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Fotovoltaikanlage, umfassend einen vorzugsweise als Metallrohr ausgebildeten Rahmen (1) zur Aufnahme von Fotovoltaikpanelen (2), und zumindest ein erstes Fundament (3), wobei der Rahmen (1) relativ zum Fundament (3) über zumindest ein Gelenk (4) in zumindest einer Ebene schwenkbar ist, sowie elektrische Komponenten, wobei der Rahmen (1) die Form eines Halbkreises oder eines verlängerten Halbkreises aufweist, sowie einen Bogen (6) und vorzugsweise eine Gerade (7) umfasst, wobei das Gelenk ( 4) vorzugsweise mittig an der Geraden (7) und/oder an den beiden Enden des Bogens (6) angeordnet ist, sowie eine Fotovoltaikanlage mit zumindest einer derartigen Haltevorrichtung.

Description

Beschreibung

HALTEVORRICHTUNG FÜR EINE FOTOVOLTAIKANLAGE

[0001] Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Fotovoltaikanlage.

[0002] Bekannt sind Fotovoltaikmodule, die mit Hilfe von Solarzellen Sonnenlicht direkt in Gleichstrom umwandeln, der weiters durch einen Wechselrichter in Wechselstrom gewandelt und über einen Einspeisezähler in das Stromnetz eingespeist wird.

[0003] Die Montage der Fotovoltaikmodule erfolgt über verschiedene Montagevarianten die sich durch die Befestigungstypen unterscheiden. Bei der Aufdachmontage werden die Fotovoltaikmodule unter Berücksichtigung einer Hinterlüftung am Dach befestigt. Bei der Indachmontage werden die Module an Stelle der Dachziegel montiert und somit Teil des Daches selbst. Auch kann man Fotovoltaikmodule mit Haltevorrichtungen, sogenannten Aufständerungen, befestigen, die einerseits auf freien Flächen oder Flachdächern, aber auch auf flachen Schrägdächern befestigt werden können.

[0004] Derartige Haltevorrichtungen, sind beispielsweise aus der Patentschrift CN 198275 1A und JP 2013093376 A bekannt und umfassen in der Regel einen als Metallrohr ausgebildeten rechteckigen Rahmen zur Aufnahme der Fotovoltaikpaneele, und zumindest ein erstes Fundament, wobei bei nachgeführten Systemen der Rahmen relativ zum Fundament über zumindest ein Gelenk in zumindest einer Ebene schwenkbar ist, sowie elektrische Komponenten.

[0005] Derartige Nachgeführte Systeme erzielen den besten Wirkungsgrad aller bisher erwähnten Anlagen, da diese Systeme es ermöglichen, dem Lauf der Sonne zu folgen. Bekannt sind insbesondere Systeme die an einer oben beschriebenen Haltevorrichtung befestigbar und durch einen Antrieb und ein Getriebe bewegbar sind. Ein wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtungen ist es, dass sie eine große Angriffsfläche für Wind bieten. Außerdem sind sie meist exponiert wie z.B. auf Dächern und freien Flächen aufgestellt, was zu hohen Windlasten führen kann.

[0006] Dadurch werden teure Verankerungen notwendig, oder es muss die Angriffsfläche verringert werden, da es sonst zu Schäden kommen kann.

[0007] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Angriffsfläche für Wind zu reduzieren, und dennoch große Modulflächen zu ermöglichen, wobei insbesondere die Fläche unter dem Fotovoltaikmodul nutzbar bleiben soll.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Rahmen die Form eines Halbkreises oder eines verlängerten Halbkreises aufweist, sowie einen Bogen und vorzugsweise eine Gerade umfasst, wobei das Gelenk vorzugsweise mittig an der Geraden und/oder an den beiden Enden des Bogens angeordnet ist.

[0009] Indem der Rahmen nach oben als Bogen ausgeführt ist, ergibt sich mit zunehmendem Abstand vom unten liegenden Gelenk eine geringere Windangriffsfläche und somit aufgrund der Hebelwirkung eine geringere Belastung der Konstruktion im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen.

[0010] Der Rahmen ist als Halbkreis oder als verlängerter Halbkreis ausgeführt, wobei die Größe frei wählbar ist. Besonders bevorzugt ist ein Radius von zumindest 6 Metern. Der Rahmen kann vorzugsweise aus einem Stahl- oder Aluminiumrohr gefertigt sein.

[0011] Die Fotovoltaikmodule sind besonders bevorzugt im inneren Radius des Rahmens angeordnet, wobei bei stationären Anlagen ein fixer Neigungswinkel von 40 Grad eingestellt wird.

[0012] Am Bogen des Rahmens kann zumindest ein Stützbogen vorgesehen sein, der mit dem Rahmen vorzugsweise lösbar verbunden ist und den Rahmen an einem zweiten Fundament abstützt.

[0013] Der Stützbogen kann vorzugsweise an dem, in Bezug auf das erste Fundament höchs- ten Punkt des Rahmens angeordnet sein.

[0014] Der Stützbogen kann vorzugsweise drehbar mit dem zweiten Fundament verbunden sein, sodass der Stützbogen bei Wartungsarbeiten vom Rahmen weggeklappt werden kann. Zwischen dem Rahmen und dem Stützbogen kann ein Windabweisemittel, insbesondere eine Abdeckung oder eine Plane, angeordnet sein. Dadurch wird die Windlast verhindert.

[0015] Die elektrischen Komponenten können vorzugsweise im Innenraum zwischen dem Rahmen und dem Windabweisemittel angeordnet sein. Dadurch wird auch die Modulfläche von hinten beschattet, was eine gute Hinterlüftung ermöglicht. Die Windabweisemittel können erfindungsgemäß nur im oberen Bereich, vorzugsweise im oberen Drittel des Rahmens, vorgesehen sein. Dadurch wird die Fläche unter dem Rahmen bzw. unter dem Stützbogen frei nutzbar, zum Beispiel als Carport oder dergleichen.

[0016] Am Rahmen kann erfindungsgemäß eine Mittelstütze angeordnet sein, die den Rahmen an einem dritten Fundament abstützt. Diese Mittelstütze kann als Teleskopstütze ausgeführt sein, wobei der Rahmen mit dem Stützbogen verschiebbar verbunden ist, sodass durch Betätigung der Teleskopstütze die Neigung des Rahmens vorzugsweise im Bereich von 25 Grad bis 65 Grad veränderbar ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um bei starken Windlasten den Rahmen flacher, insbesondere horizontal, legen zu können. Auch kann der Rahmen für Wartungsund Reinigungsarbeiten flacher gelegt werden.

[0017] Die Erfindung umfasst weiters eine Fotovoltaikanlage mit einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung. Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Zeichnungen, den Ansprüchen und der Figurenbeschreibung.

[0018] Optimale Verwendungsmöglichkeiten sind vor allem dort gegeben, wo bei Tag sehr viel Strom verbraucht wird und Parkflächen zur Verfügung stehen, also beispielsweise Einkaufszentren, Krankenhäuser, Bahnhöfe, Freizeitanlagen, Kühlhallen, Tierstallungen, Kläranlagen und dergleichen. Dabei kann die freie Fläche unter dem Rahmen genutzt werden als Parkplatz und Ladestation für Elektrofahrzeuge.

[0019] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen [0020] Fig. 1a: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrich tung; [0021] Fig. 1b ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrich tung; [0022] Fig. 2a - 2b: ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrich tung in Ansicht von der Seite und von oben; [0023] Fig. 3a - 3b: ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrich tung in Ansicht von der Seite.

[0024] Fig. 1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung für eine Fotovoltaikanlage von vorne, also von der, im Betrieb der Sonne zugewandten Seite. Die Haltevorrichtung umfasst einen Rahmen 1, der aus einem Metall-, insbesondere einem Aluminiumrohr gefertigt ist. Im inneren des Rahmens 1 sind die Fotovoltaikpaneele 2 angeordnet. Der Rahmen 1 ist an seinen beiden Enden über Gelenke 4 mit Fundamenten 3 verbunden. Durch die Gelenke 4 ist der Rahmen 1 in einer Ebene schwenkbar, und zwar vorzugsweise in einem Winkelbereich von 25 Grad bis 65 Grad gegenüber der Horizontalen.

[0025] Der Rahmen 1 umfasst einen nach oben gerichteten Bogen 6 und, in diesem Ausführungsbeispiel, eine dem Bogen 6 gegenüberliegende Gerade 7. Zur Stabilisierung sind sowohl an den Enden des Bogens 6, als auch im Mittelbereich der Geraden 7 Gelenke 4 mit Fundamenten 3 angeordnet. Durch den nach oben gerichteten Bogen 6 definiert der Rahmen 1 eine Fläche, in der die Fotovoltaikpaneele 2 angeordnet sind. Der Bogen 6 hat im Wesentlichen die Form eines nach oben gerichteten Halbkreises, sodass mit steigendem Abstand von den Ge lenken 4 die Windlast verringert wird und somit, aufgrund der Hebelwirkung, die Windlast reduziert wird, ohne übermäßig Fläche zu verschwenden.

[0026] Fig. 1b zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung für eine Fotovoltaikanlage, wobei keine Gerade 7 vorgesehen ist, sondern die Fotovoltaikpaneele 2 lediglich am Bogen 6 befestigt sind.

[0027] In diesem Ausführungsbeispiel hat der Bogen 6 die Form eines nach oben gerichteten verlängerten Halbkreises, das heißt, der Rahmen 1 hat an seinen Enden gerade Bereiche, die mit den Gelenken 4 verbunden sind. Da keine, die Enden des Bogens 6 verbindende Gerade 7 vorgesehen ist, ist der Rahmen 1 nur an zwei Fundamenten 3 befestigt. Die gewählte Form des verlängerten Halbkreises führt zu einem Flächengewinn für die Photovoltaikpaneele, wobei bei der Dimensionierung Acht gegeben muss, dass die maximale Windlast nicht überschritten wird.

[0028] Fig. 2a - 2b zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung in Ansicht von der Seite und von oben. Der Rahmen 1 ist über ein Gelenk 4 mit einem Fundament 3 schwenkbar verbunden, wobei am Bogen 6, insbesondere am oberen Scheitelpunkt des Bogens 6, ein Stützbogen 8 angebracht ist, der an einem zweiten Fundament 9 befestigt ist. Der Stützbogen 8 ist insbesondere schwenkbar mit dem Fundament 9 verbunden, und abnehmbar am Bogen 6 angebracht; dadurch wird ermöglicht, den Stützbogen 8 wegzuklappen, um den Rahmen 1 beispielsweise zu Wartungsarbeiten in die Horizontale zu bringen. Zwischen dem Rahmen 1 und dem Stützbogen 8 sind Windabweisemittel 10 angeordnet, die insbesondere in Form einer Plane oder eines dünnen Blechs ausgeführt sind. Wie in Fig. 2b von oben gezeigt ist, führen die Windabweisemittel 10 von dem Stützbogen 8 in annähernd tangentialer Weise zum Bogen 6, sodass von hinten eintreffende Windstöße um das Photovol-taikpaneel 2 herumgeleitet werden.

[0029] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Windabweisemittel 10 im oberen Bereich, annähernd im oberen Drittel des Rahmens 1 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Bereich unter dem Rahmen zum größten Teil genutzt werden, beispielsweise als Parkplatz oder elektrische Ladestation. Weiters erlauben es die Windabweisemittel 10, die zum Betrieb erforderlichen elektrischen Komponenten wind- und wettergeschützt auf der Rückseite der Photovoltaikpaneele 2 bzw. des Rahmens 1 anzuordnen. Darüber hinaus ist es, aufgrund der Hebelwirkung, auch aus dem Aspekt der Windlast besonders vorteilhaft, die Angriffsfläche des Windes im oberen Bereich des Rahmens 1 durch die Windabweisemittel 10 zu verringern, während dies im unteren Bereich vergleichsweise weniger Auswirkung hätte.

[0030] Fig. 3a - 3b zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung in Ansicht von der Seite. Die Haltevorrichtung umfasst wiederum einen Rahmen 1 mit einem Bogen 6, der über ein Gelenk 4 in einem Fundament 3 beweglich verankert ist. Darüber hinaus ist am Scheitelpunkt des Bogens 6, neben dem Stützbogen 8, eine Mittelstütze 5 gelenkig angeordnet, die den Rahmen 1 an einem dritten Fundament 11 abstützt. Dadurch ist die Konstruktion besonders stabil und robust gegen Windlasten.

[0031] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Mittelstütze 5 als Teleskopstütze ausgeführt, und der Rahmen 1 am Scheitelpunkt des Bogens 6 verschiebbar mit dem Stützbogen 8 verbunden. Dadurch wird ermöglicht, dass durch Betätigung der Teleskopstütze 5 die Neigung des Rahmens 1 veränderbar ist.

[0032] Die Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern auf alle erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen, sowie auf Fotovoltaikanlagen mit entsprechenden Haltevorrichtungen.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Rahmen 2 Fotovoltaikpaneel 3 Erstes Fundament 4 Gelenk 5 Mittelstütze 6 Bogen 7 Gerade 8 Stützbogen 9 Zweites Fundament 10 Windabweisemittel 11 Drittes Fundament

Claims (9)

1. Patentansprüche

   1. Haltevorrichtung für eine Fotovoltaikanlage, umfassend einen vorzugsweise als Metallrohr ausgebildeten Rahmen (1) zur Aufnahme von Fotovoltaikpanelen (2), und zumindest ein erstes Fundament (3), wobei der Rahmen (1) relativ zum Fundament (3) über zumindest ein Gelenk (4) in zumindest einer Ebene schwenkbar ist, sowie elektrische Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) die Form eines Halbkreises oder eines verlängerten Halbkreises aufweist, sowie einen Bogen (6) und vorzugsweise eine Gerade (7) umfasst, wobei das Gelenk (4) vorzugsweise mittig an der Geraden (7) und/oder an den beiden Enden des Bogens (6) angeordnet ist.
2. 2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Bogen (6) des Rahmens (1) zumindest ein Stützbogen (8) vorgesehen ist, der mit dem Rahmen (1) vorzugsweise lösbar verbunden ist und den Rahmen (1) an einem zweiten Fundament (9) abstützt.
3. 3. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbogen (8) an dem, in Bezug auf das erste Fundament (3) höchsten Punkt des Rahmens (1) angeordnet ist.
4. 4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rahmen (1) und dem Stützbogen (8) ein Windabweisemittel (10), insbesondere eine Abdeckung oder eine Plane, angeordnet ist.
5. 5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Komponenten im Innenraum zwischen dem Rahmen (1) und dem Windabweisemittel (10) angeordnet sind.
6. 6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Windabweisemittel (10) nur im oberen Bereich, vorzugsweise im oberen Drittel des Rahmens (1) vorgesehen sind.
7. 7. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (1) eine Mittelstütze (5) gelenkig angeordnet ist, die den Rahmen (1) an einem dritten Fundament (11) abstützt.
8. 8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelstütze (5) als Teleskopstütze ausgeführt ist, und der Rahmen (1) mit dem Stützbogen (8) verschiebbar verbunden ist, sodass durch Betätigung der Teleskopstütze die Neigung des Rahmens (1) veränderbar ist.
9. 9. Fotovoltaikanlage, umfassend eine Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen