CH699119B1 - Solaranlage. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage (11) mit einer Mehrzahl von in einer Reihe zwischen zwei Tragseilen (15, 16) aufgehängten Solarpaneelen (19). Wenigstens vor und nach der Reihe von Solarpaneelen ist je ein Ankerpunkt (13, 14) ausgebildet, in denen die beiden Tragseile (15, 16) direkt oder indirekt verankert sind. Zwischen der Reihe von Solarpaneelen (19) und den Ankerpunkten (13, 14) können jeweils Distanzhalter (17) angeordnet sein, welche Distanzhalter (17) die Tragseile (15, 16) im Bereich der Reihe von Solarpaneelen (19) in einer gegebenen Distanz zueinander halten. Wenigstens einer der Distanzhalter (17) kann auf einer Stütze (25) um eine Schwenkachse (23) schwenkbar gelagert sein, und es kann eine Schwenkeinrichtung (27) zur Festlegung von Distanzhalter (17) und Stütze (25) in einem bestimmten Schwenkwinkel zueinander vorhanden sein.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Solar-Anlage.

[0002] Aus dem Stand der Technik gemäss US 4 832 001 ist eine solche Anlage bekannt, bei der zwischen zwei Tragseilen, die zwischen zwei Ständern gespannt sind, eine Reihe von Solarpaneelen aufgehängt ist. Die beiden Tragseile sind um eine gemeinsame Schwenkachse gegenüber den Ständern verschwenkbar, so dass die ganze Reihe um die in Seilrichtung verlaufende Schwenkachse dem Sonnenstand entsprechend nachgeführt werden kann.

[0003] Die Aufhängung an den Seilen ist in einem Ausführungsbeispiel drehbar ausgebildet, so dass die Solarpaneele um eine Aufhängeachse, die senkrecht zur Schwenkachse verläuft, auf die Sonneneinstrahlungsrichtung ausgerichtet werden können. Dazu ist ein Seilzug parallel zu den Seilen vorhanden, der am äusseren Ende eines Hebels ansetzt. Jedes Paneel ist mit einem solchen Hebel ausgerüstet. Durch Ziehen am Hebel wird das Paneel um die Aufhängeachse verschwenkt.

[0004] Zur Nachführung der Solarpaneele sind pro Verstellrichtung zwei miteinander verbundene Freon-Kanister vorgesehen. Diese sind nur dann gleichermassen der Sonne ausgesetzt, wenn sie senkrecht zur Sonneneinstrahlungsrichtung gestellt sind. Bei einer Abweichung davon wird ein Kanister stärker aufgeheizt als der andere, so dass Freon von diesem in den anderen strömt und damit eine Verschwenkung bewirkt wird, welche die Anlage auf die Sonne ausrichtet.

[0005] In der US 4 832 001 sind auch einfachere Ausführungsformen dargestellt, bei denen lediglich die Schwenkachse, nicht aber die Aufhängeachse ausgebildet ist. Ein solches Ausführungsbeispiel ist mit einem einzigen, sich über mehrere Stützenabstände hinweg erstreckenden Tragseil dargestellt. Jeweils zwischen zwei A-Stützen ist ein Paneelpaket angeordnet. Jedes Paneelpaket ist mit zwei Freon-Kanistern zur Ausrichtung des Pakets ausgerüstet. Die einzelnen Paneele eines Pakets sind durch das eine Tragseil und ein zusätzliches flexibles Kupplungsstück miteinander verbunden und drehen gemeinsam um das Tragseil. Sie sind mit einem Gegengewicht ausgerüstet, damit die Balance auf dem Seil gehalten wird.

[0006] Ein Nachteil dieser Solaranlage ist, dass die Ausrichtung der Paneele lediglich durch die Sonneneinstrahlungsrichtung bestimmt wird. Dies kann dazu führen, dass die Anlage unter Windlast und/oder Schneelast zusammenbricht. An exponierten Stellen kann der Wind die Anlage aufschaukeln, so dass sie unter der Eigenfrequenz zu schwingen beginnt. Daher besteht die Gefahr, dass eine Halterung der Belastung nicht mehr standhält und die Anlage zusammenbricht. Der Schnee kann sich innert kurzer Zeit auf den Paneelen auftürmen und zu einer Seilbelastung führen, die ausserhalb der Belastungstoleranzen liegt.

[0007] Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Solaranlage mit einer leichten und daher kostengünstigen Konstruktion zu schaffen, für die lediglich eine beschränkte Wind- und Schneelast berechnet werden muss. Ein weiteres Ziel ist es, eine Solaranlage vorzuschlagen, welche eine optimale Ausrichtung der Solarpaneele erlaubt.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einer Solaranlage gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Reihe der Solarpaneele durch die wenigstens eine Zwischenbefestigung in Abschnitte A, C unterteilt ist. Das Vorsehen von Zwischenbefestigungen hat den Vorteil, dass die Stützen (z.B. Masten) unterschiedlich ausgelegt werden können. Es können Endabspannungen, die sehr grosse Zuglasten aufnehmen können, und Zwischenbefestigungen, die nur kleine Zuglasten aufnehmen können, vorgesehen sein. Die Unterteilung der Solaranlage in ungleich lange Abschnitte hat den Vorteil, dass die Eigenschwingungen sich nicht aufschaukeln können.

[0009] Vorteilhaft ist der Abstand zwischen den Endabspannungen und den Zwischenbefestigungen respektive zwischen zwei Zwischenbefestigungen so gewählt, dass der Seildurchhang weniger als 6% des jeweiligen Abstandes zwischen den Endabspannungen und den Zwischenbefestigungen respektive zwischen zwei Zwischenbefestigungen beträgt. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Endabspannungen und den Zwischenbefestigungen respektive zwischen zwei Zwischenbefestigungen mehr als 15 m, vorzugsweise mehr als 30 m, und ganz besonders bevorzugt mehr als 50 m. Je weniger gross die Anzahl der benötigten Zwischenbefestigungen ist, desto geringer im Allgemeinen die Gestehungskosten.

[0010] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Zwischenbefestigung einer ersten Art vorgesehen, welche eine Stabilisierung der Tragseile insbesondere bezüglich Oszillation durch eine auftretende Windbelastung bewirkt. Solche Zwischenbefestigungen können konstruktiv bedeutend einfacher sein als die Endabspannungen. Diese erste Art der Zwischenbefestigung kann durch A-Stützen in Gestalt eines Zweibeins oder Seilabspannungen gebildet sein. Die Zwischenbefestigungen der ersten Art können direkt an den Tragseilen angreifen. In einer einfachen Ausführungsform ist die Zwischenbefestigung der ersten Art wenigstens ein zu einem festen Untergrund gespanntes Zugelement.

[0011] Vorteilhaft ist eine Zwischenbefestigung einer zweiten Art vorgesehen, mit welcher eine Abstützung der Tragseile ermöglicht ist. Diese Zwischenbefestigungen der zweiten Art können alternierend, in regelmässigen oder unregelmässigen Abständen mit Zwischenbefestigungen der ersten Art eingesetzt werden. Die Zwischenbefestigungen der zweiten Art brauchen nur leichte Fundamente oder Sockel, da sie nur für die Aufnahme von relativ geringen Lasten ausgelegt sind. Die Zwischenbefestigungen der zweiten Art können z.B. als Stützen, auch in Gestalt eines Zweibeins, ausgebildet sein.

[0012] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass eine Zwischenbefestigung einer dritten Art vorgesehen ist, mit welcher eine Stabilisierung der Tragseile bezüglich auftretender Windlasten in horizontaler und vertikaler Richtung und eine Abstützung der Tragseile ermöglicht ist. Die Zwischenbefestigung der dritten Art durch eine Stütze realisiert, welche Stütze durch Seile abgespannt oder Verstrebungen stabilisiert ist. Solche Zwischenbefestigungen sind also für die Aufnahme von Druck- und Zuglasten konzipiert.

[0013] Eine vorteilhafte Solaranlage besitzt Endabspannungen und Zwischenbefestigungen einer ersten und einer zweiten Art. Eine solche Anlage lässt sich kostengünstig realisieren, da für die Aufnahme der auftretenden Kräfte unterschiedliche Stützen, Masten, Abstützungen oder Abspannungen vorgesehen sind. Denkbar ist, dass zusätzlich auch Zwischenbefestigungen einer dritten Art vorgesehen sind, welche der Aufnahme von Druck- und Zuglasten ausgelegt sind.

[0014] Eine solche Solaranlage besitzt eine Mehrzahl von Solarpaneelen. Diese sind in einer Reihe zwischen zwei Tragseilen aufgehängt. Wenigstens vor und nach der Reihe von Solarpaneelen ist je ein Ankerpunkt ausgebildet. In den wenigstens zwei Ankerpunkten sind die beiden Tragseile direkt oder indirekt verankert.

[0015] Zwischen der Reihe von Solarpaneelen und den Ankerpunkten ist jeweils ein Distanzhalter angeordnet. Diese Distanzhalter halten die Tragseile im Bereich der Reihe von Solarpaneelen in einer gegebenen Distanz zueinander. Weitere Distanzhalter können zwischen den Solarpaneelen angeordnet sein. Wenigstens einer der Distanzhalter ist auf einer Stütze angeordnet und auf ihr um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert. Vorteilhaft ist eine Verschwenkeinrichtung zur Festlegung von Distanzhalter und Stütze in einem bestimmten Schwenkwinkel zueinander vorhanden. Dadurch ist es möglich, den Schwenkwinkel sowohl sonnenstandabhängig als auch sonnenstandunabhängig zu definieren. Die beiden vom Distanzhalter in Abstand zueinander gehaltenen Tragseile nehmen die Position ein, die durch die Winkellage des Distanzhalters vorgegeben ist. Damit werden auch alle Paneele einer Reihe in diese Winkellage geschwenkt. Diese Winkellage ist abhängig von der Ansteuerung der Schwenkeinrichtung. Diese kann durch einen Sonnenstandmesser, aber auch durch Windmesser oder Belastungsmesser angesteuert werden.

[0016] Zweckmässigerweise ist die Verschwenkeinrichtung realisiert ist durch einen schwenkbar angeordneten Distanzhalter, welcher auf den Endabspannungen und den Zwischenbefestigungen der 2. und 3. Art anordenbar ist, und eine Verschwenkeinrichtung, welche am Distanzhalter angreift. Dies ist eine einfache aber effiziente Konstruktion. Dabei kann die Verschwenkeinrichtung zur Festlegung des Schwenkwinkels am Distanzhalter und an der Stütze oder am Boden abgestützt und längenveränderlich sein, so dass der Schwenkwinkel verstellbar ist. Es können mehrere längenveränderliche Verschwenkeinrichtungen vorhanden sein, welche gemeinsam oder unabhängig voneinander betätigbar sind. In einer zweckmässigen Ausführungsform sind die längenveränderlichen Verschwenkeinrichtungen Knickstützen, welche über einen ersten Seilzug miteinander gekoppelt sind. Der erste Seilzug kann durch einen Antrieb verstellt werden. Dabei kann wenigstens ein Antrieb für den ersten zum Beispiel am einen Ende der Anlage und wenigstens eine Gegenkraft zur Seilspannung zum Beispiel am anderen Ende der Anlage durch zum Beispiel einen zweiten Antrieb, ein Gewicht oder eine Feder vorgesehen sein.

[0017] Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Paneele um jeweils eine Kippachse, welche senkrecht zur Tragseilrichtung verläuft, schwenkbar an den Tragseilen gelagert sind, und eine Kippvorrichtung vorhanden ist, um die Paneele gemeinsam um ihre Kippachsen zu verkippen. Zu diesem Zweck kann an den Paneelen ein Hebelarm winkelsteif angeordnet sein. Ein zweiter Seilzug kann die Hebelarme verbinden, sodass die Paneele über die Hebelarme um die Kippachse verkippt werden können. Zur Verstellung des zweiten Seilzugs können ein oder mehrere Antriebe vorgesehen sein. Eine zweckmässige Ausführungsform sieht vor, dass wenigstens ein Antrieb für den zweiten Seilzug z.B. am einen Ende der Anlage und wenigstens eine Gegenkraft zur Seilspannung zum Beispiel am anderen Ende der Anlage durch beispielsweise einen zweiten Antrieb, ein Gewicht oder eine Fede vorgesehen ist.

[0018] Vorteilhaft ist die Verschwenkeinrichtung am Distanzhalter und an der Stütze abgestützt und längenveränderlich ausgebildet, so dass der Schwenkwinkel durch eine Längenveränderung der Schwenkeinrichtung verstellbar ist.

[0019] Wenn auch nur ein Distanzhalter auf einer Stütze abgestellt sein kann, so wird doch bevorzugt, wenn mehrere Distanzhalter auf Stützen um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert sind. Vorteilhaft sind auch mehrere längenveränderliche Schwenkeinrichtung vorhanden. Zweckmässigerweise sind zudem Mittel vorhanden, um deren Länge gleichzeitig und in gleichem Mass zu verändern.

[0020] Eine kostengünstige Ausführungsform von solchen längenveränderlichen Schwenkeinrichtungen sind Knickstützen, deren Knickwinkel über einen Seilzug oder eine Stabverbindung zwischen den Knickstützen festlegbar ist.

[0021] Eine Reihe von Solarpaneelen könnte ohne Zwischenabstützung zwischen den Ankerstellen aufgespannt sein. Dabei wäre jedoch die Länge einer solchen Anlage beschränkt durch die Windlast und die Gefahr des Schaukelns der Solarpaneele unter Windeinfluss. Daher ist vorgesehen, dass wenigstens eine Zwischenbefestigung für die Tragseile vorhanden ist, die an beiden Tragseilen angreift und diese in ihrer Lage stabilisiert. Solche Zwischenbefestigungen können stützend oder abspannend ausgebildet sein. Die Tragseile machen über die Stütze hinweg eine Richtungsänderung. Bei stützenden Zwischenbefestigungen ist dieser Winkel konvex zum Himmel hin, bei abspannenden konkav zum Himmel hin.

[0022] Zur Ausbildung einer stützenden Zwischenbefestigung ist vorteilhaft ein Distanzhalter auf deiner Stütze schwenkbar gelagert. Zur Ausbildung einer abspannenden Zwischenbefestigung kann eine im Boden auf Zug verankerte Stütze verwendet werden, auf der ein Distanzhalter schwenkbar gelagert ist. Es können aber auch lediglich ein oder mehrere zu einem festen Untergrund gespannte Zugseile vorgesehen sein, die am Schwenkpunkt eines Distanzhalters angreifen.

[0023] Um einem Aufschaukeln einer sich über mehrere Abschnitte erstreckenden Solaranlage zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Zwischenbefestigungen die Reihe der Solarpaneele in ungleiche Abschnitte unterteilen. Dies hat den Vorteil, dass jeder Abschnitt eine andere Eigenfrequenz besitzt, so dass benachbarte Abschnitte mit unterschiedlichen Frequenzen schwingen und sich daher gegenseitig dämpfen. Solche Zwischenbefestigungen können dabei unterschiedlicher Natur sein. Dank dieser Zwischenbefestigungen kann die Grund-Zugspannung im Seil reduziert werden.

[0024] Die Paneele können in einem festen Winkel zwischen den Tragseilen angeordnet sein. Vorteilhaft jedoch ist nicht nur die Schwenklage der Distanzhalter einstellbar, sondern auch die Kipplage der Paneele gegenüber der Richtung der Tragseile. Um dies zu erreichen sind die Paneele um jeweils eine eigene Kippachse schwenkbar an den Tragseilen gelagert. Zudem ist eine sich über die Länge der Reihe erstreckende Kippvorrichtung vorhanden, um die Paneele gemeinsam um ihre Kippachsen zu verkippen. Die Ausrichtung jedes einzelnen Paneels kann vorab eingestellt werden. Durch Betätigung der Kippvorrichtung werden alle Paneele gemeinsam verschwenkt und bleiben parallel zueinander, auch wenn sie in verschiedenen Winkeln zum Tragseil daran angeordnet sind.

[0025] Vorteilhaft sind an den Zwischenbefestigungen und Endabspannungen unterhalb der Solarpaneele Seile angeordnet für die Befestigung von festen oder flexiblen Beschattungselementen oder Elementen zum Schutze vor Regen. Dies kann dann genutzt werden, wenn mit der Solaranlage z.B. ein Parkplatz beschattet oder vor Regen geschützt werden soll.

[0026] Um pro Solarpaneelfläche eine noch grössere Energieausbeute zu erzielen, können zwischen den Solarpaneelen jeweils Reflektorelemente, vorzugsweise Spiegel, an den Tragseilen vorgesehen sein, deren Schwenkwinkel um eine senkrecht zur Tragseilrichtung verlaufende Drehachse unabhängig von den Solarpaneelen einstellbar ist. Die auf die Reflektorelemente auftreffende Sonneneinstrahlung kann auf ein benachbartes Solarpaneel (Photovoltaikmodul) reflektiert werden. Auf diese Weise kann die auf dem Photovoltaikelement auftreffende Lichtintensität wesentlich vergrössert werden.

[0027] Es ist denkbar, mehrere Reihen von nebeneinander angeordneten Solaranlagen mechanisch miteinander zu koppeln. Dadurch kann die Stabilität der Solaranlage weiter verbessert werden. Durch die Verstellmöglichkeiten können im Falle von hoher Windbelastung die Neigungswinkel so eingestellt werden, dass die resultierende Belastung auf die Anlage minimiert ist. Im Falle von Schneefall können die Paneele in steile Winkel gebracht werden, dass der Schneeauftrag minimal ist und der Schnee leicht abrutschen kann. Damit sind die Solarpaneele nach dem Schneefall sofort wieder einsatzbereit.

[0028] Eine Konstruktion, mit der eine solche Kippung der Paneele erreicht werden kann, ist an sich aus der US 4 832 001 bekannt. An den Paneelen ist ein Hebelarm winkelsteif angeordnet, und ein Seilzug ist mit den Hebelarmen verbunden. Über den Seilzug können die Hebelarme um die Kippachse verkippt werden. Die Ansteuerung eines solchen Seilzugs wird weiter unten im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung beschrieben.

[0029] Eine Reduktion der Windlast kann auch dadurch erreicht werden, dass ein Schwingen der Anlage in einer Eigenfrequenz verhindert wird. Bei einer Solaranlage mit einer Mehrzahl von in einer Reihe an wenigstens einem Tragseil aufgehängten Solarpaneelen, bei der vor und nach der Reihe von Solarpaneelen je wenigstens ein Ankerpunkt ausgebildet ist, in welchen Ankerpunkten das oder die Tragseile direkt oder indirekt verankert sind, ist wenigstens eine Zwischenbefestigung für die Tragseile zwischen zwei Solarpaneelen der Reihe von Solarpaneelen vorhanden. Die Reduktion einer maximal zu rechnenden Windlast ist bei dieser Anlage erreicht, dank dem eine oder mehrere Zwischenbefestigungen die Reihe der Solarpaneele in ungleiche Abschnitte unterteilen.

[0030] Bei einer solchen Solaranlage mit an einem oder zwei Tragseilen hängenden Solarpaneelen und wenigstens einer Zwischenbefestigung ist, unabhängig davon, ob diese Zwischenbefestigung die Reihe von Solarpaneelen in gleiche oder ungleiche Abschnitt unterteilt, ein eine Erfindung begründender Vorteil, wenn wenigstens eine der Zwischenbefestigungen die Tragseile abspannend ausgebildet ist.

[0031] Die Solarpaneele einer solchen Anlage sind zweckmässigerweise zwischen zwei Tragseilen aufgehängt. Bei einer solchen Zweiseilaufhängung ist wenigstens zwischen der Reihe von Solarpaneelen und den Ankerpunkten jeweils ein Distanzhalter vorhanden, welche die Tragseile im Bereich der Reihe von Solarpaneelen in einer gegebenen Distanz zueinander halten. Vorteilhaft greift auch wenigstens eine der besagten Zwischenbefestigungen an beiden Tragseilen an.

[0032] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren genauer erläutert: <tb>Fig. 1<sep>zeigt eine erfindungsgemässe Solaranlage mit einer Reihe von 9 Solarpaneelen. <tb>Fig. 2<sep>zeigt eine erfindungsgemässe Solaranlage mit einer Reihe von 16 Solarpaneelen. <tb>Fig. 3<sep>zeigt eine Stirnansicht der Anlage gemäss Fig. 1 oder 2. <tb>Fig. 4<sep>zeigt einen Querschnitt durch die Anlage gemäss Fig. 1 oder 2. <tb>Fig. 5<sep>zeigt die Anlage nach Fig. 1in einer Seitenansicht. <tb>Fig. 6<sep>zeigt die Anlage nach Fig. 6in der Aufsicht. <tb>Fig. 7<sep>zeigt eine perspektivische Skizze einer ersten Zwischenbefestigung. <tb>Fig. 8<sep>zeigt eine perspektivische Skizze einer zweiten Zwischenbefestigung. <tb>Fig. 9<sep>zeigt eine perspektivische Skizze einer dritten Zwischenbefestigung. <tb>Fig. 10<sep>zeigt eine schematische Skizze der Neigungseinstellung der Paneele <tb>Fig. 11<sep>zeigt eine Graphik zur Veranschaulichung der Steuerung der Neigungseinstellung im Fall von Wind.

[0033] Die in Fig. 1 bis 6 dargestellten Solaranlagen 11 sind zwischen zwei Ankerstellen 13 und 14 aufgespannt. Beide Ankerstellen 13, 14 sind durch einen Masten 12 gebildet. An der Spitze der Masten 12 sind zwei Tragseile 15, 16 verankert. Diese Tragseile 15, 16 sind durch einen in Abstand zur Ankerstelle angeordneten Distanzhalter 17 in einem bestimmten, auf die Solarpaneele 19 abgestimmten Abstand gehalten. Die Distanzhalter 17 sind um eine zentrisch angeordnete Schwenkachse 23 schwenkbar auf einer Stütze 25 angeordnet. Zwischen den beiden Tragseilen 15, 16 ist eine Reihe von Solarpaneelen 19 aufgehängt. Zwischen zwei Solarpaneelen 19 ist eine Zwischenbefestigung 21 ausgebildet. Die Zwischenbefestigung 21 teilt die Anlage in einen ersten Abschnitt mit fünf und einen zweiten Abschnitt mit vier Solarpaneelen 19. Die Zwischenbefestigung 21 ist in diesem Beispiel durch eine Stütze 25 mit darauf schwenkbar angeordnetem Distanzhalter 17 ausgebildet.

[0034] Die Distanzhalter 17 sind jeweils um die Schwenkachse 23 verschwenkbar gelagert. Ihre Schwenklage ist jedoch durch eine Verschwenkeinrichtung 27 fixiert. Die Verschwenkeinrichtung 27 ist durch eine Knickstütze (siehe Fig. 3und 4) gebildet. Die Knickstütze besitzt einen ersten und einen zweiten Hebel 31, 33. Mit dem ersten Hebel 31 ist die Stütze in Abstand zur Schwenkachse 23 an der Stütze 25 angelenkt. Die beiden Hebel 31, 33 sind über ein Kniegelenk 35 miteinander verbunden. Der zweite Hebel 33 ist in Abstand zur Schwenkachse 23 am Distanzhalter 17 angelenkt.

[0035] Durch Einknicken der Knickstütze im Kniegelenk wird der Abstand zwischen den beiden Anlenkpunkten am Distanzhalter und an der Stütze verkürzt und daher der Distanzhalter verschwenkt. Die Knickstellung wird durch einen ersten Seilzug 37 (deutlich sichtbar in Fig. 5) fixiert, der zwischen den beiden Pfosten 12 gespannt ist.

[0036] Eine Einstellung der Kippstellung der Paneele ist ebenfalls vorgesehen. Jedes Paneel 19 ist um eine Kippachse 43 gelagert. Dies Kippachse 43 erstreckt sind vom ersten Tragseil 15 zum zweiten Tragseil 16. Auf einer Seite ist das Paneel 19 mit einem Hebelarm 39 (siehe Fig. 7, 9 und 10) ausgerüstet. Dieser Hebelarm 39 ist winkelsteif mit dem Paneel verbunden. Er ist an seinem äusseren Ende an einem zweiten Seilzug 41 befestigt. Seine Befestigungsstelle auf dem zweiten Seilzug 41 ist stufenlos verstellbar. Dadurch ist eine Grundausrichtung aller am zweiten Seilzug 41 angehängten Paneele einstellbar. Durch Verstellen des zweiten Seilzugs 41 sind die Paneele 19 kippbar.

[0037] Durch Schwenken der Distanzhalter und Kippen der Paneele sind die Paneele optimal auf den Sonnenstand ausrichtbar. Eine Ansteuerung der Seilzüge 37 und 41 ist mittels einer dem Fachmann bekannten Sensorik leicht ausführbar.

[0038] Dank einer unregelmässigen Unterteilung der Reihe von Solarpaneelen durch die Distanzhalter am Ende der Reihe und die Zwischenbefestigungen 21 haben die einzelnen Abschnitte A, B, C (Fig. 2) der Reihe ein unterschiedliches Verhalten bei einer Windbelastung. Schwingungen, die im einen Abschnitt auftreten können, können sich nicht mit Schwingungen im benachbarten Abschnitt aufschaukeln, sondern werden vielmehr gedämpft. Dies ermöglicht eine Nutzung der Anlage auch bei relativ starken Winden.

[0039] Zwischenstützen sind in unterschiedlichen Varianten möglich. In den Fig. 1 bis 6 (insbesondere Fig. 4) sind die Zwischenbefestigungen durch T-förmige Ständer gebildet, die mit der Kombination Stütze 25 und Distanzhalter 17, wie sie am Anfang und am Ende jeder Reihe eingezeichnet sind, identisch sind. Anstelle einer einfachen und geraden Stütze 25 können auch A-Stützen angewendet werden. Solche A-Stützen sind praktisch nur druckbelastet. In den Fig. 7bis 9sind weitere Ausführungsbeispiele für Zwischenbefestigungen dargestellt. Diese sind indes zugbelastete Zwischenstützen. Auch eine solche zugbelastete Stütze könnte am Anfang einer Reihe und/oder am Schluss einer Reihe vorgesehen sein. Die Entscheidung, wo eine zugbelastete und wo eine druckbelastete Stütze ausgebildet werden soll, ist abhängig von der Länge der Solaranlage und den Möglichkeiten zur Ausbildung einer auf Zug belastbaren Verankerung für die beiden Verankerungsstellen und die Zwischenbefestigung.

[0040] In Fig. 7 ist eine quer zur Tragseilrichtung stabilisierte, auf Zug belastbare Zwischenbefestigung dargestellt. Sie ist mit einer Knickstütze, wie oben bereits beschrieben, ausgerüstet. In Fig. 8 ist eine längs und quer zur Tragseilrichtung stabilisierte und auf Zug belastbare Zwischenbefestigung dargestellt. Auch diese besitzt eine Knickstütze. Der Stützpfeiler 25 ist nur notwendig, um die Knickstütze daran anzulenken. Falls auf eine solche Knickstütze verzichtet wird, kann die Zwischenbefestigung durch lediglich auf Zug belastbare Stäbe oder Seile verwirklicht sein. In Fig. 9 ist eine solche auf Zug belastbare Zwischenbefestigung dargestellt, bei der der Stützpfeiler 25 fehlt.

[0041] Die Fig. 10 zeigt schematisch die Kippwinkel-Ansteuerung. An den Hebelarmen 39 ist ein diese verbindendes Zugglied, z.B. ein zweiter Seilzug 41, angebunden. Dieses Zugglied 41 ist an beiden Enden befestigt. Wie aus Fig. 1, 2, 5 und 6ersichtlich ist, ist das Zugglied an den endständigen Distanzhaltern 17 befestigt. An beiden Enden des Zugglieds ist ein Stellmotor 47 vorhanden. Diese Stellmotoren laufen synchron und gegenläufig. Wenn der eine Motor Seil freigibt, so zieht der andere Motor Seil ein. Damit kann das Zugglied in gespanntem Zustand verstellt werden. Durch eine solche Verstellung des Zugglieds werden die Solarpaneele im Winkel zur Tragseilrichtung gekippt. Jeder Motor 47 ist mit einem Zugsensor verbunden. Ist der Zugsensor des einen Motors 47 stärker belastet als der Zugsensor des anderen Sensors, so liegt eine Windlast oder eine Schneelast vor. Bei asymmetrischer Last kann durch eine entsprechend programmierte Steuerung der Kippwinkel so verändert werden, dass die Last kleiner wird. Bei Schneelast werden die Paneele senkrecht oder nahezu senkrecht aufgestellt. Bei Windlast werden sie flachgelegt bis beispielsweise 10° bezüglich der Horizontalen.

[0042] In Fig. 11 ist die Belastung bei Windlast abhängig vom Kippwinkel der Paneele dargestellt. Auf der x-Achse sind die Kippwinkel von 0 bis 60 Grad zur Horizontalen dargestellt, auf der y-Achse die auftretende Kraft bei gegebener Windgeschwindigkeit. Die Kurve der Windlast steigt mit zunehmendem Kippwinkel an. Zur Verhinderung von starker Windbelastung ist in der Steuerungssoftware eine Limite vorgegeben. Die untere Limite FVorsp.ist die Zugkraft der Vorspannung des Zugglieds. FLimit bezeichnet die höchste zulässige, gemessene Windlast. FGrenz bezeichnet die höchste zulässige Last auf die Anlage. Weit unterhalb des Grenzwerts FGrenzwird bei Erreichen des Wertes FLimitder Kippwinkel der Paneele reduziert, bis der Wert der Vorspannung erreicht wird. Bei einem Winkel von 10 Grad wird der Kippwinkel nicht mehr reduziert.

[0043] Die Schwenkbewegung zum Schwenken der ganzen Reihe von Paneelen um die Schwenkachse 23 ist in gleicher Art wie der Mechanismus zum Kippen der Paneele ausgebildet. Das parallel zur Tragseilrichtung verlaufende Zugglied 37 greift an den Knickstützen 27 an. Die endposierten Stellmotoren 47 bewegen das Zugglied hin und her, um den Schwenkwinkel zu verändern.

Claims (29)

1. Solaranlage (11) mit einer Mehrzahl von in einer Reihe an zwei in einem Abstand voneinander angeordneten Tragseilen (15, 16) aufgehängten Solarpaneelen (19), mindestens zwei Endabspannungen (12, 13), durch welche die Tragseile im Wesentlichen gespannt sind, und einer oder mehreren Zwischenbefestigungen zur Stütze der Tragseile, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe der Solarpaneele durch die wenigstens eine Zwischenbefestigung (21) in Abschnitte (A, C) unterteilt ist.

2. Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Endabspannungen und den Zwischenbefestigungen respektive zwischen zwei Zwischenbefestigungen so gewählt ist, dass der Seildurchhang weniger als 6% des jeweiligen Abstandes zwischen den Endabspannungen und den Zwischenbefestigungen respektive zwischen zwei Zwischenbefestigungen beträgt.

3. Solaranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Endabspannungen und den Zwischenbefestigungen (21) respektive zwischen zwei Zwischenbefestigungen mehr als 15 m, vorzugsweise mehr als 30 m, und ganz besonders bevorzugt mehr als 50 m beträgt.

4. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenbefestigung einer ersten Art vorgesehen ist, mit welcher eine Stabilisierung der Tragseile insbesondere bezüglich Oszillation durch eine auftretende Windbelastung ermöglicht ist.

5. Solaranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbefestigung der ersten Art durch A-Stützen oder Seilabspannungen gebildet ist.

6. Solaranlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbefestigung (21) der ersten Art an den Tragseilen (15, 16) angreift und diese in ihrer Lage stabilisiert.

7. Solaranlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbefestigung (21) der ersten Art gebildet ist durch wenigstens ein zu einem festen Untergrund gespanntes Zugelement (45).

8. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenbefestigung einer zweiten Art vorgesehen ist, mit welcher eine Abstützung der Tragseile ermöglicht ist.

9. Solaranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbefestigung der zweiten Art durch eine Stütze (25) realisiert ist.

10. Solaranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der erwähnten Zwischenbefestigungen (21) gebildet ist durch einen auf seiner Stütze (25) schwenkbar gelagerten Distanzhalter (17).

11. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenbefestigung einer dritten Art vorgesehen ist, mit welcher eine Stabilisierung der Tragseile bezüglich auftretender Windlasten in horizontaler und vertikaler Richtung und eine Abstützung der Tragseile ermöglicht ist.

12. Solaranlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbefestigung der dritten Art durch eine Stütze realisiert ist, welche Stütze durch Seile abgespannt oder Verstrebungen stabilisiert ist.

13. Solaranlage nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischenbefestigungen der ersten und der zweiten Art und Endabspannungen vorgesehen sind.

14. Solaranlage nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Zwischenbefestigungen der ersten, zweiten und dritten Art und Endabspannungen vorgesehen sind.

15. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschwenkeinrichtung (27) vorgesehen ist zur Einstellung eines bestimmten Schwenkwinkels der Solarpaneele um eine in Tragseilrichtung verlaufende Schwenkachse (23).

16. Solaranlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkeinrichtung (27) realisiert ist durch einen schwenkbar angeordneten Distanzhalter (17), welcher auf den Zwischenbefestigungen der 2. und 3. Art und den Endabspannungen anordenbar ist, und eine Verschwenkeinrichtung, welche am Distanzhalter angreift.

17. Solaranlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschwenkeinrichtung (27) zur Festlegung des Schwenkwinkels am Distanzhalter (17) und an der Stütze (25) oder am Boden abgestützt ist und längenveränderlich ist, so dass der Schwenkwinkel verstellbar ist.

18. Solaranlage nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der längenveränderlichen Verschwenkeinrichtungen (27) vorhanden sind, und Mittel (37) vorhanden sind, um deren Länge gleichzeitig zu verändern.

19. Solaranlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die längenveränderlichen Verschwenkeinrichtungen (27) Knickstützen sind, welche über einen ersten Seilzug (37) miteinander gekoppelt sind.

20. Solaranlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Antrieb für den ersten Seilzug (37) vorgesehen ist, mit welchem der erste Seilzug (37) betätigbar ist.

21. Solaranlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für den ersten Seilzug (37) zum Beispiel am einen Ende der Anlage vorgesehen ist und wenigstens eine Gegenkraft zur Seilspannung zum Beispiel am anderen Ende der Anlage durch zum Beispiel einen zweiten Antrieb, ein Gewicht oder eine Feder vorgesehen ist.

22. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Paneele (19) um jeweils eine Kippachse (43), welche senkrecht zur Tragseilrichtung verläuft, schwenkbar an den Tragseilen (15, 16) gelagert sind, und eine Kippvorrichtung (39, 41) vorhanden ist, um die Paneele (19) gemeinsam um ihre Kippachsen (43) zu verkippen.

23. Solaranlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass an den Paneelen (19) je ein Hebelarm (39) winkelsteif angeordnet ist und ein zweiter Seilzug (41) mit den Hebelarmen (39) verbunden ist, über den die Hebelarme (39) um die Kippachsen (43) verkippt werden können.

24. Solaranlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Antriebe zur Verstellung des zweiten Seilzugs (41) vorgesehen sind.

25. Solaranlage nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Antrieb für den zweiten Seilzug (41) zum Beispiel am einen Ende der Anlage vorgesehen ist und wenigstens eine Gegenkraft zur Seilspannung zum Beispiel am anderen Ende der Anlage durch zum Beispiel einen zweiten Antrieb, ein Gewicht oder eine Feder vorgesehen ist.

26. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass an den Zwischenbefestigungen und Endabspannungen unterhalb der Solarpaneele Seile angeordnet sind für die Befestigung von festen oder flexiblen Beschattungselementen oder Elementen zum Schutze vor Regen.

27. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Solarpaneelen jeweils Reflektorelemente, vorzugsweise Spiegel, an den Tragseilen vorgesehen sind, deren Schwenkwinkel um je eine senkrecht zur Tragseilrichtung verlaufende Drehachse unabhängig von den Solarpaneelen einstellbar ist.

28. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel der Solarpaneele (19) zum Boden einstellbar sind.

29. Anordnung von mindestens zwei Solaranlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei die mindestens zwei Solaranlagen (11) in einer Reihe nebeneinander angeordnet und mechanisch gekoppelt sind.