CZ19160U1 - Konfigurace tvorená alespon jedním slunecním kolektorem a jedním pozemním základem - Google Patents

Description

Konfigurace tvořená alespoň jedním slunečním kolektorem a jedním pozemním základem

Oblast techniky

Toto technické řešení se týká konfigurace tvořené alespoň jedním slunečním kolektorem umístěným ve volném prostranství, který je opěrou spojen s pozemním základem, který obsahuje nádo5 bu s uloženou zátěží.

Dosavadní stav techniky

Ploché konstrukční prvky jako fotovoltaické, resp. solární moduly a/nebo tepelné výměníky jsou často používány na střešních šikminách orientovaných na jih, aby bylo optimálně využito slunečního záření. Částečně se ovšem solární moduly určené k výrobě energie mají, obzvláště vel10 koplošně, osazovat v neobydleném terénu. V těchto případech nejsou k dispozici žádné nakloněné střešní plochy, na kterých by se konstrukční prvky mohly osadit.

V tomto případě je zapotřebí takzvaného nadstavení, tj. rámových konstrukcí, na které se dílce připevní, takže stojí ideálně v optimálním úhlu ke slunci. Známé jsou také tzv. sledovací jednotky, při kterých sluneční kolektory jednotlivě či ve skupinách následují pozici slunce měnící se v průběhu dne. Přitom jsou sluneční kolektory jednotlivě nebo v menších skupinách ukotveny na vertikálních sloupech, které je zase nutno ukotvit v zemi.

Takové sloupy, stejně jako opěrné podstavce z rámu, se kotví v zemině většinou pomocí beraněných nebo šroubovaných pilot, aby se plochy slunečních kolektorů zajistily proti vichřici a jiným povětrnostním vlivům i proti posunutí či převrácení.

Často je ovšem možné taková půdní ukotvení realizovat pouze s většími náklady, např. při kamenném nebo skalnatém, ale také při velmi měkkém nebo nepravidelném, resp. střídavém podloží.

Popis technického řešení

Přednostní cíl spatřujeme v co nejjednodušším a nákladově výhodném ukotvení slunečních ko25 lektorů, na zemi při postavení ve volném prostranství. Současně má ukotvení nabízet co nejbez, pečnější stabilitu i při nepříznivých povětrnostních podmínkách.

Cíle tohoto technického řešení se dosáhne při konfiguraci z alespoň jednoho slunečního kolektoru v postavení ve volném prostranství, který je přes operu spojen s pozemním základem, který zahrnuje nádobu s uloženou zátěží, tím, že se použije nákladově výhodná zátěž vysoké hustoty.

=-· Jako zátěž se použije v zásadě sýpky rftáteriál, velmi sypký materiál a/nebo materiál se schopností tečení. Jako zátěž se hodí těžený štěrk, drcený Štěrk a/riebo lomový kámen. Zátěž může být ovšem volitelně nebo navíc tvořena pískem a/nebo jiným velmi sypkým materiálem srovnatelné hustoty. Taková zátěž je k dispozici v neomezeném množství a velmi levně.

Podle preferovaného způsobu provedení technického řešení je nádoba tvořena drátěným košem,

Drátěný koš má zejména plochy stěn z drátěných sítí odolných proti korozi. Odolnost proti korozi lze zaručit použitím nerezavějícího materiálu. Především se používá pozinkovaný drát, jelikož je tento materiál nákladově obzvlášť výhodný. Jelikož jsou nádoby základu běžně postaveny přímo na povrch země bez další úpravy půdy, může být výhodou přídavná separační vrstva, která zamezí tomu, aby byla drátěná síť nádoby vystavena permanentní půdní vlhkosti ěi mokru. Tato separační vrstva může být tvořena např. násypem těženého štěrku nebo drceného štěrku ve výšce od cca 5 do 10 cm.

Dále může být určeno, aby minimálně některé z ploch tvořených drátěnou sítí byly oddělitelné a/nebo navzájem nastavitelné. Boky nádoby lze např, zavěsit nebo vyklopit. Volitelně lze určit jednu, dvě, tři nebo více výklopných stran. Drátěný koš může mít především geometrický tvar

-1cz mou ui kvádru, víceúhelníku nebo válce, neboť tyto tvary se dají z několika drátěných sítí snadno vytvořit.

Výhodou drátěného koše je to, že je na své horní straně otevřený, aby bylo možné provést naplnění zátěže nasypáním shora. Drátěný koš lze dále naplocho složit a transportovat.

Minimálně jedna boční stěna, nejlépe všechny boční stěny, mohou být volitelně tvarovatelné a/nebo vyboulené směrem ven. Díky takovému způsobu provedení mohou být lépe absorbovány boční přítlačné síly vznikající při násypu.

Při dalším způsobu provedení technického řešení jsou boční stěny a dno opatřeny obložením, které má velmi jemná oka nebo je uzavřené. Taková úprava je především vhodná k tomu, aby pojala jemnoznrnou, velmi sypkou zátěž, jako písek apod. Zátěž může při této variantě provedení tvořit také cement nebo beton, který po naplnění do nádoby vytvrdne.

Opěra může zahrnovat alespoň jeden vertikální nebo šikmo stojící sloupek, který centricky nebo excentricky vyčnívá z pozemního základu. Tento alespoň jeden sloupek opery může navíc mít na jedné spodní čelní straně alespoň jednu horizontální nebo v ostrém úhlu k horizontále nakloně15 nou výztuhu. Podle výhodného provedení technického řešení může být tato alespoň jedna výztu_______ ha umístěna.pode. dnemnádoby. Volitelně mohou být na spodní čelní straně sloupku osazeny dvě horizontální výztuhy umístěné do tvaru V, které probíhají podél spodní strany dna nádoby. Výztuhy mají takovou délku, aby se rozsáhle rozprostíraly přes plochu dna. Při přibližně centricky osazeném vertikálním sloupku mohou být výztuhy vytvořeny i do kříže.

Tato alespoň jedna výztuha může být výhodně spojena se spodní čelní stranou sloupku pomocí spojky vedoucí skrz plochu drátěné sítě dna nádoby. Tato spojka vedoucí plochou drátěné sítě dna nádoby může být obzvláště šroubovací spojka. Při této variantě lze nádobu rychle a jednoduše složit z jednotlivých dílců a společně se sloupkem namontovat na místě použití, než je následně zkompletována naplněním či násypem zátěže.

Sloupek opery může být součástí více sloupků s opěrnou konstrukcí obsahující vždy jeden pozemní základ, která je určena pro pole několika pravidelně, přednostně nakloněně, osazených slunečních kolektorů. Volitelně může být sloupek opěry součástí sledovací jednotky otočné kolem vertikální osy s alespoň jedním, přednostně nakloněně, osazeným slunečním kolektorem.

V dalším budou ještě jednou vysvětleny některé aspekty a/nebo speciální provedení technického řešení. Jelikož existují velmi rozdílné formy zeminy a stupně obtížnosti zabudování běžných půdních základů, chce toto technické řešení poskytnout takový druh základu, který by určitým způsobem připomínal takzvané kamenné drenáže nebo drátěné nádoby pro květiny a kbelíkové rostliny. Obzvláštní novinka tohoto technického řešení spočívá mimo jiné v tom, že drátěné nádoby jsou vytvořeny z geometricky tvarované drátěné sítě dna, která je odladěna na základovou plochu potřebného základu a může mít tři, čtyři nebo více odklápěcích stran, jež jsou rovněž vytvořeny z drátěných sítí. Při postavení na základovou síť v úhlu 60 až 120° vytvoří strany geometrické těleso nebo kostku, které vytvoří vlastní základ,

Do tohoto kvádru/kostky/geometrického tělesa se centricky nebo excentricky zasadí~trubkdvé^_ pouzdro k uchycení solárního stojanu, které je tvarově spojeno s drátěnou sítí. Uchycovací pouz40 dro nebo uchycovací trn jsou bezpečně ukotveny na základní ploše drátěné nádoby. Dno z drátěné sítě i boky z drátěné sítě jsou na povrchu povlakovány proti korozi. Nádoba sama má malou hmotnost a lze ji poměrně snadno postavit a umístit v řadě s geometrickými odstupy, aby sloužila jako základ pro stojany solárního zařízení. Může sloužit také jako základ pro vícestojanový sledovací solární systém. Aby bylo v těchto základech dosaženo dostatečného odporu, plní se do drátěných košů podle potřeby např. hrubozmný štěrk, resp. lomový kámen, jejichž frakce je větší, než rozměr oka drátěné sítě, a tímto způsobem zabrání vypadnutí z nádoby.

Velkou výhodou takových „štěrkových základů z drátěných nádob“ je jejich flexibilita při instalaci a to, že odpadá potřeba strojů pro zatloukání či zašroubování jiných základů. Dále tím není způsobena žádná změna půdy. Tyto základy lze umístit na mateční zemině, starých betonových

- 2 CZ 19160 Ul či asfaltových plochách a také na vlhkých místech, aniž by se plochy musely předtím nějak speciálně upravovat. Solární opěrná konstrukce, resp. solární sledovací jednotka tak bezpečně drží na zemi samotným množství náplně a tím vzniklou hmotností, které odvádí tahové síly, tlakové síly a ohybové momenty působící na základ.

Konfigurace podle technického řešení slouží k vytvoření základů solárních nadstavbových konstrukcí a/nebo solárních sledovacích systémů a umožňuje absorpci tahových sil a/nebo ohybových momentů způsobených větrem v kombinaci se sněhem či jinými vlivy prostředí. Základy se mohou skládat především ze stěn z drátěných svařovaných sítí nebo pletených drátěných rohoží, které jsou kloubově vzájemně uspořádány a vytváří geometrický tvar kvádru, trojúhelníku nebo víceúhelníku, který je vhodný pro zachycení hrubozmných kamenů.

Základy lze vybavit centricky nebo excentricky zasazenými upevňovacími držáky, které jsou vhodné pro solární nadstavbu nebo sledovací zařízení, jež se musí udržet nebo navést optimálně ke sluncí.

Základy vytvoří útvar, který je v tuhém provedení nebo se může sklopit, čímž vzniknou pouze nízké přepravní náklady z místa výroby na místo výstavby, resp. montáže.

Varianta provedení útvaru může vykazovat příslušně tvarované boční stěny, které jsou schopny trvale a bez destruktivní deformace absorbovat boční přítlačné síly výplňového materiálu.

Pokud se v této souvislosti hovoří převážně o konfiguraci z alespoň jednoho slunečního kolektoru a jednoho pozemního základu, který jej podpírá a stabilizuje, musíme přesto zdůraznit, že technické řešení se týká i samotného pozemního základu. Ten slouží především podepření a stabilizaci takzvaných nadstavených kolektorů při umístění ve volném prostranství, může ovšem sloužit také jíným účelům, které jsou odborníkovi nasnadě.

Znaky dalších výhodných rozvinutých řešení vynálezu vyplývají ze závislých nároků, jakož i z následujícího popisu preferovaných příkladů jeho provedení.

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky, cíle a přednosti tohoto předloženého technického řešení vyplývají z následujícího podrobného popisu jedné preferované formy provedení vynálezu, která nepředstavuje omezující příklad a která se vztahuje k přiloženým výkresům. Stejné konstrukční prvky přitom mají zásadně stejné odkazové značky a jejich vysvětlení se částečně již neopakuje.

Obr. 1 - ukazuje schematické perspektivní zobrazení běžné nakloněné opěrné konstrukce pro několik pravidelně řazených slunečních kolektorů.

Obr. 2 - ukazuje schematické perspektivní zobrazení části opěrné konstrukce š pozemním základem podle technického řešení.

Obr. 3 - ukazuje boční pohled na opěrnou konstrukci podle Obr. 2.

Obr. 4 - ukazuje první perspektivní detailní pohled na pozemní základ šikmo shora.

Obr. 5 - ukazuje další perspektivní detailní pohled na pozemní základ šikmo zespoda.

Obr. 6 - ukazuje v dalším perspektivním zobrazení opěrnou konstrukci podle Obr. 2 s vyplněnými pozemními základy.

Obr. 7 - ukazuje boční pohled na opěrnou konstrukci podle Obr. 6,

Obr, 8 - ukazuje v dalším perspektivním zobrazení opěrnou konstrukci podle Obr. 2 s alternativní výplní pozemních základů.

Příklad provedení technického řešení

Možné provedení konfigurace podle technického řešení s alespoň jedním, případně několika solárními kolektory, je ilustrováno na základě Obr. 2 až Obr. 8. Oproti tomu perspektivní sche45 matické zobrazení na Obr. 1 ukazuje známou opěrnou konstrukci JT) pro nakloněné uspořádání několika slunečních kolektorů (nezobrazeno), např. ve formě známých fotovoltaíckých prvků,

-3cz rviou ui které mohou sloužit k přeměně energie slunečního záření na elektrickou energii a tím k výrobě elektrického proudu ze slunečního světla.

Opěrná konstrukce 10 je pomocí několika takzvaných hmoždinek do země 12 ukotvena v zemině, takže může zaručit bezpečnou fixaci opěrné konstrukce IQ. jakož i na ní namontovaných sluneč5 nich kolektorů. Ukotvení opěrné konstrukce v zemi pomocí hmoždinek do země 12 nebo pomocí jiných vhodných opatření, jako např. beraněných pilot nebo podobných, je však spojeno s relativně vysokými náklady a je proto za určitých okolností nežádoucí.

Podle tohoto technického řešení hmoždinky do země 12 podle Obr. 1 odpadají a jsou nahrazeny jinými pozemními základy 14, které jsou tvořeny vždy nádobou 16 a v ní uloženou zátěží 18,

Jako zátěž 18 se používá v zásadě sypký materiál, velmi sypký materiál a/nebo materiál se schopností tečení. Obr, 2 ukazuje část opěrné konstrukce 10, jejíž oba vertikální sloupky 20 ústí vždy do nádoby 16. Nádoby 16 vyrobené ve tvaru kvádru jsou ještě prázdné. Boční pohled na Obr. 3 zvýrazňuje uspořádání opěrné konstrukce 10 s nádobami 16 postavenými přímo na zemí.

Na prezentovaném příkladu provedení může být zátěž 18 tvořena hrubým štěrkem 22, což je i5 naznačeno na Obr. 6 a Obr. 7.

Jak je znázorněno na Obr. 4 a Obr. 5, je nádoba 16 tvořena drátěným košem. Přednostně má drátěný koš plochy stěn 28 z drátěných sítí odolných proti korozi. Volitelně mohou drátěný, koš. „ . 26 tvořit vzájemně pevně spojené stěny 28. Ovšem je možné stanovit, že alespoň některé z ploch drátěných sítí 28 budou navzájem oddělitelné a/nebo že budou vůči sobě nastavitelné. Strany 28 nádoby 16 lze například zavěsit nebo vyklopit. Volitelně lze naplánovat jednu, dvě, tri ěi více výklopných stran 28. Koš z drátěné sítě 26 je na ukázaném příkladu proveden v geometrické formě kvádru; tento tvar lze snadno vytvořit pomocí několika rovných ploch z drátěných sítí 28. Drátěný koš 26 je na své horní straně otevřený, takže štěrk 22, který tvoří zátěž 18, může být naplněn shora. Drátěný koš 26 lze případně složit na plocho a takto jej transportovat.

Zátěž 18 může být volitelně také z betonu 24 nebo cementu, což je naznačeno na Obr. 8. Při této prováděcí variantě technického řešení jsou boční stěny 28 a dno 30 drátěného koše 26 zejména opatřeny obložením s jemnými oky nebo uzavřeným obložením (není znázorněno)...........

Podepření opěrné konstrukce 10 obsahuje na každém pozemním základu 14 vertikální sloupek 20, který excentricky vyčnívá z pozemního základu 14. Sloupek 20 opěry má na jedné spodní čelní straně 32 dvě horizontální výztuhy 34 umístěné do tvaru V, které probíhají podél spodní strany dna 30 nádoby (srov. Obr. 5). Výztuhy 34 jsou umístěny pode dnem 30 nádoby 16 a jsou tak dlouhé, aby se dalece rozprostíraly přes plochu dna 30.

Výztuhy 34 jsou spojeny se spodní čelní stranou 32 sloupku 20 pomocí šroubovací spojky 36 vedoucí skrz plochu drátěné sítě dna 30 nádoby. Tímto způsobem lze nádobu 16 rychle a jedno35 duše složit z jednotlivých komponent a společně se sloupkem 20 opěrné konstrukce 10 namontovat na místě použití, než je následně zkompletována naplněním či nasypáním zátěže 18 ze štěrku 22.

'Jak~j'eznázorněno^wnaObr,“57mohou-být-výztuhy-34-vyt-vořeny-především.z.profilovaných.o.celoz_ vých příček, například z U-profilu. Díky takovému profilování jsou příčky 34 při dostatečné tloušťce materiálu velmi tuhé v ohybu, takže poskytují celkové konstrukci vysokou stabilitu. Jelikož jsou navíc zatíženy násypem zátěže 18, je sloupek 20 nepohyblivě uchycen. Preferována je rovněž antikorozní úprava příček 34, např. pozinkováním.

Sloupek 20 opěry může být součástí opěrné konstrukce obsahující více sloupků 20 se vždy jedním pozemním základem 14, která je určena především pro pole několika pravidelně, přednostně nakloněně osazených slunečních kolektorů. Volitelně může být sloupek 20 opěry také součástí sledovací jednotky otočné kolem vertikální osy s alespoň jedním, přednostně nakloněně osazeným, slunečním kolektorem (není zobrazeno).

-4UZ. 1VI0U Ul

Technické řešení není omezeno na výše uvedené příklady provedení. Spíše lze uvažovat o nespočetném množství variant a obměn, které využijí myšlenky dle technického řešení a spadají proto rovněž do oblasti ochrany.

Claims (22)

1. 5 1. Konfigurace tvořená alespoň jedním slunečním kolektorem a jedním pozemním základem, kde sluneční kolektor je v postavení ve volném prostranství opěrou spojen s pozemním základem (14), který zahrnuje nádobu (16) a v ní uloženou zátěž (18), vyznačující se tím, že zátěž (18) je v zásadě tvořena sypkým materiálem a/nebo velmi sypkým materiálem a/nebo materiálem se schopností tečení.

   ío
2. 2. Konfigurace podle nároku 1, vyznačující se tím, že zátěž (18) je tvořena těženým a/nebo drceným štěrkem (22) a/nebo lomovým kamenem. *
3. 3. Konfigurace podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zátěž (18) je tvořena pískem a/nebo jiným velmi sypkým materiálem se srovnatelnou hustotou.
4. 4. Konfigurace podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zátěž (18) je tvořena

   15 cementem nebo betonem (24).
5. 5. Konfigurace podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že nádoba (16) je tvořena drátěným košem (26).
6. 6. Konfigurace podle nároku 5, vyznačující se tím, že drátěný koš (26) má stěny (28) z drátěných sítí odolných proti korozi.

   20
7. 7. Konfigurace podle nároku 6, vyznačující se tím, že alespoň některé z drátěných sítí jsou vzájemně oddělitelné a/nebo nastavitelné.
8. 8. Konfigurace podle nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že drátěný koš (26) má geometrický tvar kvádru, víceúhelníku nebo válce.
9. 9. Konfigurace podle nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že drátěný koš (26) je na

   25 své homí straně otevřený.
10. 10. Konfigurace podle nároků 5 až 9, vyznačující se tím, že drátěný koš (26) lze složit naplocho a transportovat.
11. 11. Konfigurace podle nároků 6 až 10, vyznačující se tím, že alespoň jedna boční stěna (28), nejlépe všechny boční stěny (28), jsou tvarovatelné a/nebo vyboulené směrem ven.

    30
12. 12. Konfigurace podle nároků 6 až 11, vyznačující se tím, že boční stěny (28) a dno (30) jsou opatřeny obložením s jemnými oky nebo uzavřeným obložením,
13. 13. Konfigurace podle nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že opěra obsahuje minimálně jeden vertikální nebo šikmo stojící sloupek (20), který centricky nebo excentricky vyčnívá z pozemního základu (14).

    -5CZ 19160 Ul
14. 14. Konfigurace podle nároku 13, vyznačující se tím, že alespoň jeden sloupek opery (20) má na jedné spodní čelní straně (32) alespoň jednu horizontální nebo v ostrém úhlu k horizontále nakloněnou výztuhu (34).
15. 15. Konfigurace podle nároku 14, vyznačující se tím, že alespoň jedna výztuha

    5 (34) je umístěna pode dnem (30) nádoby (16).
16. 16. Konfigurace podle nároků 13 až 15, vyznačující se tím, že na spodní čelní straně (32) sloupku (20) jsou umístěny dvě horizontální výztuhy (34) ve tvaru V, které probíhají podél spodní strany dna (30) nádoby.
17. 17. Konfigurace podle nároků 14 až 16, vyznačující se tím, že alespoň jedna vyto ztuha (34) je spojena se spodní čelní stranou (32) sloupku (20) pomocí spojky vedoucí skrz plochu drátěné sítě dna (30) nádoby,
18. 18. Konfigurace podle nároku 17, vyznačující se tím, že spojka vedoucí skrz plo' chu drátěné sítě dna (30) nádoby je šroubovací spojka (36).
19. 19. Konfigurace podle nároků 13 až 18, vyznačuj ící se t í m, že sloupek (20) opěiy 15 je součástí opěrné konstrukce (10), která obsahuje více sloupků (20) vždy s jedním pozemním základem (14), pro pole většího počtu pravidelně, přednostně se sklonem uspořádaných slunečních kolektorů.
20. 20. Konfiguracepodlenároků 13 až 19, vyznačuj ící se tím , že sloupek(20) opěry je součástí sledovací jednotky otočné kolem vertikální osy s alespoň jedním, přednostně naklo20 něně osazeným slunečním kolektorem,
21. 21. Pozemní základ (14), především k uchycení opěry pro alespoň jeden sluneční kolektor v postavení ve volném prostranství, přičemž'pozemní záklaď(14) má jednu nádobu (-16) se zátěží (18), která je v ní uložena, vyznačující se tím, že zátěž (18) je tvořena v zásadě sypkým materiálem a/nebo velmi sypkým materiálem a/nebo materiálem se schopností tečení.
22. 25 22. Pozemní základ podle nároku 21, vy značuj ící se t í m, že vykazuje znaky podle alespoň jednoho z nároků 2 až 18.