DE10132557C2 - Montageprofil zur Befestigung von Photovoltaik-Modulen und Montagesystem - Google Patents

Montageprofil zur Befestigung von Photovoltaik-Modulen und Montagesystem

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montageprofil, welches sich besonders zur Befestigung von Photovoltaik-Modulen eignet. Außerdem betrifft die Erfindung ein Montagesystem, welches auf der Basis dieses Montageprofils aufgebaut ist.

Zur Nutzung von Sonnenenergie werden zunehmend Module verwen­ det, die entweder umgewandelte Wärmeenergie oder elektrische Energie bereitstellen. Insbesondere bei der Verwendung soge­ nannter Photovoltaik-Module ist es erforderlich, eine präzise und langzeitstabile Montage dieser Module zu gewährleisten, um Beschädigungen der Module oder eine Verschlechterung des Wirkungsgrades zu vermeiden. In jüngerer Zeit werden Photo­ voltaik-Module (PV-Module) auch auf Dächern und an Fassaden von Wohn- und Gewerbebauten zur Gewinnung elektrischer Ener­ gie eingesetzt. Die PV-Module sind als Glaslaminate aufge­ baut, wobei derzeit gerahmte und rahmenlose Module eingesetzt werden. Bei allen bekannten Modulen ist sicherzustellen, dass eine Befestigung erfolgt, die eine lange Haltbarkeit und eine hohe Standfestigkeit besitzt. Dazu werden geeignete Träger­ konstruktionen benötigt.

Von den Herstellern bzw. den Lieferanten der PV-Module werden zumeist speziell an die Module angepasste Trägersysteme hergestellt, die relativ teuer sind und an den speziellen Einsatzfall angepasst sein müssen. Herkömmliche Trägersysteme erfordern einen hohen Montageaufwand, was zur Folge hat, dass die Trägersysteme und die Montage der Photovoltaik-Module den Gesamtpreis von derartigen Anlagen erheblich erhöhen. Dies hat letztlich zur Folge, dass die Rentabilität der Anlagen relativ gering ist, was sich negativ auf die gewünschte verstärkte Nutzung der regenerativen Sonnenenergie auswirkt.

Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an der Bereitstellung eines Montagesystems bzw. eines Montageprofils, welches zusammen mit unterschiedlichen PV-Modulen einsetzbar ist, den Montageaufwand deutlich reduziert, eine den Sicherheitsvor­ schriften gerecht werdende Befestigung der PV-Module ermög­ licht und über einen langen Zeitraum eine präzise, Beschädi­ gungen vermeidende Befestigung der PV-Module sicherstellt. Außerdem besteht der Bedarf an einem Montageprofil, welches zum Aufbau von Montagesystemen für PV-Module an verschiedenen Einsatzorten geeignet ist, insbesondere zur Befestigung dieser auf Dächern, an Fassaden und an frei stehenden Anla­ gen.

Diese und weitere Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Montageprofil erfüllt, welches einen langgestreckten, quader­ förmigen Grundkörper umfasst, wobei an mindestens einer Seitenfläche des Grundkörpers ein zahnförmiger Oberflächenab­ schnitt und ein seitlicher Schraubkanal, und an der Oberseite des Grundkörpers ein oberer Schraubkanal angeordnet sind, und wobei mindestens ein zur Oberseite geöffneter Entwässerungs­ kanal in Längsrichtung im Grundkörper verläuft.

Der Vorteil eines solchen Montageprofils besteht vor allem im vielseitigen Einsatz zur Befestigung verschiedenster PV- Module und in der Möglichkeit einer schnellen Montage, wobei die Ausrichtung der Montageprofile zur Erzielung einer ebenen Auflagefläche für die PV-Module durch die Justage einzelner Montageprofile problemlos erzielbar ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass über die Integration von Entwässerungskanä­ len in das Montageprofil regendichte Systeme aufgebaut werden können, was insbesondere beim Einsatz der PV-Module auf Dächern wünschenswert ist. Durch die spezielle Gestaltung des Montageprofils können Konstruktionen für beliebig große PV- Module hergestellt werden, wobei die Verschnittmengen bei der Herstellung des Tragsystems sehr klein gehalten werden können.

Eine nochmals verbesserte Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Montageprofils besitzt an zumindest einer Seitenfläche eine, sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Grund­ körpers erstreckende Zugangsnut. Diese Zugangsnut mündet im Inneren des Grundkörpers in einen parallel zur Zugangsnut verlaufenden Hinterschneidungshohlraum, der einen Abschnitt der Seitenfläche hintergreift. Dieser Hinterschneidungshohl­ raum kann symmetrisch zur Zugangsnut hinter der Seitenfläche angeordnet sein oder einseitig von der Zugangsnut ausgehen, um eine langgestreckte Aussparung hinter der Seitenfläche bereit zu stellen. Die Anordnung von Zugangsnut und Hinter­ schneidungshohlraum ermöglicht das Einsetzen von speziellen Einhängehaken in die Zugangsnut, die im Hinterschneidungs­ hohlraum eingeklinkt werden, wie dies weiter unten detail­ liert beschrieben wird. Dieser Hinterschneidungshohlraum kann beliebige Geometrien aufweisen, die das formschlüssige Einklinken der Einhängehaken ermöglichen.

Eine abgewandelte Ausführungsform des Montageprofils zeichnet sich dadurch aus, dass die untere Nut an der Unterseite des Grundkörpers angeordnet ist, die einen nach unten geöffneten c-förmigen Querschnitt besitzt. Das Montageprofil kann damit an beliebigen Unterkonstruktionen befestigt werden, wobei beispielsweise Kulissensteine in die untere Nut eingesetzt werden, so dass es auf die genaue Positionierung einzelner Befestigungspunkte nicht ankommt.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform sind die zahnförmigen Oberflächenabschnitte und die seitlichen Schraubkanäle an beiden Seitenflächen des Grundkörpers ausge­ bildet und erstrecken sich über die gesamte Länge des Grund­ körpers. Dabei verläuft der seitliche Schraubkanal etwa in der Mitte der Seitenflächen, so dass er beidseitig von dem zahnförmigen Oberflächenabschnitt eingeschlossen ist. Bei der Montage wirken die zahnförmigen Oberflächenabschnitte mit einem komplementären, ebenfalls zahnförmig ausgebildeten Abschnitt eines Halteelements, z. B. einem Haltewinkel zusam­ men, wodurch eine feinstufige Höheneinstellung des Grundkör­ pers ermöglicht wird.

Bei einer nochmals abgewandelten Ausführungsform sind an den Stirnseiten des Grundkörpers Befestigungsbohrungen ange­ bracht, die vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgebildet sind, welche sich durch den gesamten Grundkörper erstreckt. Diese Befestigungsbohrungen dienen der Befestigung von Abdeckkappen oder dergleichen, mit denen einerseits die Stirnseiten des Montageprofils vor Witterungseinflüssen geschützt werden können und andererseits eine optisch anspre­ chende Komplettierung des Montageprofils möglich ist.

Vorzugsweise verlaufen zwei Dichtungsstreifen in Längsrich­ tung an der Oberseite des Grundkörpers. Diese Dichtungsstrei­ fen sind zweckmäßiger Weise aus einem Elastomer hergestellt, welches gegen ultraviolettes Licht beständig und allgemein wetterfest ist. Die Dichtungsstreifen können in Dichtungsnu­ ten befestigt sein, welche an der Oberseite des Grundkörpers verlaufen, wobei in diesem Fall zwei Entwässerungskanäle seitlich an die Dichtungsstreifen angrenzen. Auftretendes Regen- oder Kondenswasser wird dadurch zwangsweise in den Entwässerungskanälen abgeführt. Die Dichtungsnuten erhalten zweckmäßigerweise eine Querschnittsform, die das Einsetzen von sogenannten EPDM-Auflagedichtungen ermöglicht, welche in den verschiedensten Bereichen als standardmäßige Dichtungen eingesetzt werden.

Eine weitergebildete Ausführungsform des Montageprofils besitzt außerdem langgestreckte Hohlkammern, die zwischen den Entwässerungskanälen und dem seitlichen Schraubkanal bzw. zwischen dem seitlichen Schraubkanal und der Unterseite des Grundkörpers ausgebildet sind. Die Anordnung solcher Hohlkam­ mern verringert das Gewicht des Montageprofils und den notwendigen Materialeinsatz. Außerdem können auf geeignete Weise angeordnete Hohlkammern die unerwünschten Wirkungen der temperaturabhängigen Ausdehnungen des Montageprofils verrin­ gern und die statischen Eigenschaften verbessern.

Besondere Vorteile bei der Montage und bei der Herstellung des Montageprofils ergeben sich, wenn das Montageprofil symmetrisch zur Vertikalachse gestaltet ist und der Grundkör­ per aus strang-gepresstem Aluminium besteht.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Montagesystem bereitge­ stellt, welches aus derartigen Montageprofilen aufgebaut ist, wobei mehrere PV-Module auf den Dichtungsstreifen aufliegend an den Montageprofilen befestigt sind.

Das zur Befestigung von Photovoltaik-Modulen geeignete, erfindungsgemäße Montagesystem stellt ein Tragraster bereit, welches aus den oben genannten Montageprofilen zusammenge­ setzt ist. Bei der Verwendung auf Dächern oder an Fassaden können die Montageprofile beispielsweise auf quer verlaufen­ den Halteschienen angeordnet werden, wobei die Montageprofile längs zu den befestigten PV-Modulen verlaufen. Vorzugsweise trägt ein Montageprofil in diesen Einsatzfällen die Längskan­ ten von zwei aneinander angrenzenden PV-Modulen.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform des Montagesystems kommen Montageprofile zum Einsatz, die die oben erläuterte Zugangsnut und den Hinterschneidungshohlraum besitzen. In einem mit diesen Montageprofilen aufgebauten Tragraster verlaufen die Montageprofile horizontal und die einzelnen Photovoltaik-Module liegen einerseits zumindest auf einem Montageprofil auf (normalerweise aber auf zwei parallel verlaufenden Montageprofilen), welches sich dabei quer zum PV-Modul erstreckt, und sind andererseits mit ihrer unteren Kante in einen oder mehrere Einhängehaken eingesetzt, die ihrerseits in den Hinterschneidungshohlraum der Montagepro­ file eingeklinkt sind. Gegenüber dem oben beschriebenen Trag­ system, bei welchem die Montageprofile parallel zu den Längs­ kanten der PV-Module verlaufen, ermöglicht eine horizontale Anordnung der Montageprofile in einem Tragraster weitere Einsparungen an Halteelementen und zusätzlichen Verbindungs­ elementen, so dass die Kosten des Montagesystems weiter redu­ ziert werden.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn das zuvor beschriebene Montagesystem mit einer Unterkonstruktion zusammen wirkt, die aus mehreren mehrfach abgewinkelten Haltewinkeln besteht, die mit ihren Befestigungsenden beispielsweise an Dachsparren angebracht sind und an ihren freien Enden einen Zahnabschnitt besitzen, der mit dem zahnförmigen Oberflächenabschnitt des Montageprofils in Eingriff steht. Die Montageprofile werden in diesem Fall ohne Zwischenschaltung weiterer Halteschienen direkt an den Haltewinkeln befestigt. Durch die Verwendung der Einhängehaken ist das Herunterrutschen der PV-Module von den Montageprofilen mit Sicherheit ausgeschlossen. Da die Einhängehaken ohne Schrauben oder dergleichen in dem Hinter­ schneidungshohlraum des Montageprofils befestigt sind, besteht auch nicht die Gefahr, dass sich die Einhängehaken mit der Zeit auf Grund von Vibrationen lösen könnten. Die Dauerhaftigkeit der Befestigung der PV-Module erhöht sich dadurch weiter.

Die Befestigung der PV-Module an beiden Grundvarianten des erfindungsgemäßen Montagesystems erfolgt weiterhin durch Anpresselemente, die punkt- oder linienförmig auf der Ober­ fläche der PV-Module aufliegen. Die Anpresselemente können mit Schrauben im oberen Schraubkanal der Montageprofile befestigt werden. Beispielsweise kann eine Anpressschiene die Gesamtlänge eines oder mehrerer PV-Module überdecken; oder es werden Haltekreuze verwendet, die jeweils am Kreuzungspunkt von vier PV-Modulen angeordnet sind. Zur Höhenausrichtung der Montageprofile innerhalb des Montagesystems wirken die zahn­ förmig ausgebildeten Oberflächenabschnitte der Montageprofile mit komplementär gestalteten Halteelementen zusammen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh­ rungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeich­ nung. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Detailansicht einer ersten Variante eines Montagesystems mit einer ersten Ausführungsform eines Montageprofils und einem darauf befestigten Photovoltaik-Modul, welches von einem linienförmigen Anpresselement gehalten wird;

Fig. 2 eine geschnittene Detailansicht der ersten Variante des Montagesystems mit dem in Fig. 1 gezeigten Monta­ geprofil und einem Haltekreuz;

Fig. 3 das Haltekreuz in einer Ansicht von oben;

Fig. 4 das Haltekreuz in einer Seitenansicht;

Fig. 5 eine weitere Detailansicht des Montagesystems mit dem in den Figurn 1 und 2 gezeigten Montageprofil und einem Halteelement mit einem Zahnabschnitt,

Fig. 6 eine Übersichtsansicht der ersten Variante des Monta­ gesystems unter Verwendung einer Halfenschiene;

Fig. 7 eine vereinfachte perspektivische Übersichtsdarstel­ lung einer zweiten Variante des Montagesystems mit horizontal verlaufenden Montageprofilen gemäß einer zweiten Ausführungsform und mit Einhängehaken;

Fig. 8 eine vereinfachte perspektivische Detailansicht der in Fig. 7 dargestellten Variante des Montagesystems;

Fig. 9 den Montageablauf zum Aufbau der zweiten Variante des Montagesystems in fünf seitlichen Teilansichten;

Fig. 10 Schnittansichten von vier Ausführungsformen des Montageprofils mit einer Zugangsnut und einem Hinter­ schneidungshohlraum.

Fig. 1 zeigt eine Frontansicht eines Montageprofils 1, welches Bestandteil einer ersten Variante eines Montagesystems ist. Das Montageprofil 1 besteht in der dargestellten Ausführungsform aus einem langgestreckten, quaderförmigen Grundkörper, dessen Stirnseite in der Fig. 1 erkennbar ist. An der Unterseite des Montageprofils ist eine untere Nut 2 ausgebildet, die vorzugsweise einen nach unten geöffneten c- förmigen Querschnitt besitzt. Die untere Nut 2 erstreckt sich über die gesamte Länge des Grundkörpers und verläuft im wesentlichen auf der Mittellinie der Unterseite. Die untere Nut 2 dient der Befestigung des Montageprofils 1, soweit Befestigungspunkte an der Unterseite des Montageprofils zur Verfügung stehen. Durch den c-förmigen Querschnitt der unte­ ren Nut 2 ist es möglich, zur Befestigung des Montageprofils 1 sogenannte Kulissensteine (quaderförmige, an den Quer­ schnitt der Nut angepasste Blöcke mit einem Innengewinde) in die untere Nut einzusetzen, diese in Längsrichtung beliebig zu positionieren und dann als Gegenstück für Befestigungs­ schrauben zu verwenden. Bei anderen Ausführungsformen kann die untere Nut entfallen, wenn die Befestigung des Montage­ profils ausschließlich an den Seitenflächen erfolgt.

An den beiden Seitenflächen des Montageprofils 1 sind zahn­ förmig ausgebildete Oberflächenabschnitte 3 vorgesehen. Wie weiter unten erläutert wird, dienen diese zahnförmigen Ober­ flächenabschnitte ebenfalls der Befestigung des Montagepro­ fils 1, wobei eine Höheneinstellung in feinstufigen Schritten möglich wird, ohne dass die Gefahr eines späteren Verrut­ schens des Montageprofils besteht. Weiterhin sind seitliche Schraubkanäle 4 an den Seitenflächen des Montageprofils ange­ ordnet, die wiederum über die gesamte Länge des Grundkörpers verlaufen und im wesentlichen in der Mitte der Seitenflächen positioniert sind. Die zahnförmigen Oberflächen 3 befinden sich damit rechts und links der seitlichen Schraubkanäle 4.

Vorzugsweise sind die seitlichen Schraubkanäle für eine Dichtschraube (z. B. Ejot JA3 - 6,5 × 25 - E16) ausgebildet.

An der Oberseite des Montageprofils 1 sind an den beiden Außenseiten zwei Dichtungsstreifen 5 angeordnet, die sich geringfügig über die Oberfläche des Montageprofils erheben und in Dichtungsnuten 6 befestigt sind. Die Dichtungsnuten 6 besitzen im gezeigten Beispiel einen c-förmigen Querschnitt, der nach oben geöffnet ist, wodurch eine sichere Befestigung der Dichtungsstreifen ermöglicht wird. Bei abgewandelten Ausführungsformen können die Dichtungsstreifen 5 auf andere Weise an der Oberseite des Montageprofils 1 befestigt werden, beispielsweise indem sie auf die Oberfläche aufgeklebt werden. Die Dichtungsstreifen 5 bestehen vorzugsweise aus einem witterungs- und lichtbeständigen Elastomer. Üblicher­ weise werden für solche Dichtungs- und Lagerungszwecke soge­ nannte EPDM-Dichtungen verwendet. Weiterhin sind im oberen Bereich des Montageprofils 2 Entwässerungskanäle 7 vorgese­ hen, die zur Oberseite des Grundkörpers geöffnet sind. Vorzugsweise grenzen die Entwässerungskanäle 7 unmittelbar an die Dichtungsstreifen 5 an. Der Querschnitt der Entwässe­ rungskanäle ist so dimensioniert, dass auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen gewährleistet ist, dass möglicherweise eindringendes Kondens- oder Regenwasser vollständig abgeführt werden kann. Bei abgewandelten Ausführungsformen können die Entwässerungskanäle 7 auch zu einem einzigen Entwässerungska­ nal zusammengefaßt sein. An der Oberseite des Grundprofils ist darüber hinaus ein oberer Schraubkanal vorgesehen, der bei der gezeigten Ausführungsform zwischen den beiden Entwäs­ serungskanälen 7 verläuft. Der obere Schraubkanal 8 ist vergleichbar zu den seitlichen Schraubkanälen 4 gestaltet, jedoch kann er zur Aufnahme dünnerer Schrauben dimensioniert sein.

Im Inneren des Montageprofils 1 sind bei der in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsform vier Hohlkammern 9 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des Grundkörpers erstrecken. Die Hohlkammern 9 dienen der Gewichtsreduzierung und der Verrin­ gerung des notwendigen Materialeinsatzes. Dem Fachmann ist auch bekannt, dass die geeignete Anordnung solcher Hohlräume eine präzisere Herstellung der Grundkörper ermöglicht, wenn Aluminium-Strang-Pressverfahren zum Einsatz kommen. Außerdem können die unerwünschten temperaturabhängigen Ausdehnungen verringert oder zumindest besser beherrschbar gestaltet werden, wobei insbesondere angestrebt wird, Materialverwer­ fungen und Verbiegungen des Grundkörpers aufgrund von Tempe­ raturveränderungen zu vermeiden.

Aus Fig. 1 ist auch die Befestigung eines Photovoltaik-Moduls 10 (PV-Modul) mit Hilfe des Montageprofils 1 erkennbar. Das PV-Modul 10 liegt mit seiner Unterseite auf dem Dichtungs­ streifen 5 linienförmig auf. Durch die Auflage über die gesamte Länge oder Breite des PV-Moduls ist gewährleistet, dass keine mechanischen Spannungen in dem PV-Modul auftreten, die zu einer Beschädigung führen könnten. Damit die PV-Module 10 bei geneigter Anordnung nicht von den Dichtungsstreifen 5 abrutschen, müssen sie geeignet befestigt bzw. mit einer vorbestimmten (nicht zu hohen) Andruckkraft auf die Dich­ tungsstreifen 5 aufgepresst werden. Bei der in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsform ist dazu ein linienförmiges Anpress­ element 11 vorgesehen, welches an seiner Unterseite zwei Haltenuten 12 besitzt, in denen Auflagegummis 13 befestigt werden können. Als Auflagegummis 13 können ebenfalls EPDM- Dichtungen verwendet werden. Das PV-Modul 10 wird nach der Montage des linienförmigen Anpresselements zwischen dem unte­ ren Dichtungsstreifen 5 und dem oberen Auflagegummi 13 festgeklemmt. Um die nötige Andruckkraft zu erhalten, ist das linienförmige Anpresselement 11 durch eine Anpressschraube 14, die in den oberen Schraubkanal 8 eingeschraubt ist, am Montageprofil 1 befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Montageprofils kann das angrenzende PV-Modul (nicht gezeigt) in gleicher Weise festgeklemmt werden. Die Montage­ profile können unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet werden, so dass beliebig große Flächen von PV-Modulen durch aneinandergereihte Montageprofile getragen werden können.

Bei zweckmäßigen Ausführungsformen kann das Montageprofil im Querschnitt eine Kantenlänge von 50 × 60 mm besitzen.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Montagesystems gemäß der ersten Grundvariante unter Verwendung der bereits beschriebenen Ausführungsform des Montageprofils 1. Das Montageprofil 1 ist im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestell­ ten Ausführungsform unverändert. Abweichungen ergeben sich in der Art und Weise der Befestigung des PV-Moduls 10. Das PV- Modul 10 liegt mit seiner Unterseite wiederum auf dem Dich­ tungsstreifen 5. Die notwendige Anpresskraft wird über ein Haltekreuz 15 bereitgestellt. Das Haltekreuz 15 kann in der oben beschriebenen Weise über eine Schraube, die in den obe­ ren Schraubkanal 8 eingreift am Montageprofil 1 befestigt werden. Das Haltekreuz 15 ist so dimensioniert, dass keine zu großen Druckkräfte auf die Oberseite des PV-Moduls 10 ausge­ übt werden, da das Haltekreuz 15 nur an einer Ecke des PV- Moduls 10 angreift. Das PV-Modul 10 liegt in einer Aussparung 16 des Haltekreuzes 15, so dass ein seitliches Verschieben ausgeschlossen ist.

Fig. 3 zeigt das Haltekreuz 15 in einer Ansicht von oben. Das Haltekreuz 15 ist so gestaltet, dass es vier Aufnahmeecken aufweist, in denen vier aneinander angrenzende PV-Module jeweils mit ihren Ecken eingesetzt werden, um gegen ein Verrutschen gesichert zu sein. Dazu sind an den Ecken die Aussparungen 16 vorgesehen, die an die Form der Ecken der PV- Module angepasst sind. Außerdem sind in dem Haltekreuz Durch­ gangslöcher 17 zur Aufnahme von Schrauben vorgesehen, die in den oberen Schraubkanal 8 eingeschraubt werden.

Fig. 4 zeigt das Haltekreuz 15 in einer Seitenansicht. Es ist erkennbar, dass im Zentrum des Haltekreuzes 15 ein Abstands­ abschnitt 18 vorgesehen sein kann, welcher in Bezug auf die Höhe der Aussparung 16 so gestaltet ist, dass zu hohe Anpresskräfte vermieden werden. Das Haltekreuz kann eine Kantenlänge von etwa 100 mm haben, um genügend große Auflage­ flächen an den vier angrenzenden PV-Modulen bereitzustellen.

Fig. 5 zeigt eine Detailansicht einer abgewandelten Ausfüh­ rungsform des Montagesystems, welches wiederum Montageprofile 1 gemäß der vorher beschriebenen Ausführungsform verwendet. Die Befestigung des Montageprofils 1 erfolgt in diesem Fall über einen Haltewinkel 19, der als Halteelement für das Montageprofil fungiert. Der Haltewinkel 19 besitzt einen Zahnabschnitt 20 an einer außenliegenden Oberfläche, dessen Zähne komplementär zu den Zähnen der Oberfläche 3 gestaltet sind. Der Haltewinkel 19 wird über eine Schraube mit dem Montageprofil 1 verbunden, wobei diese Schraube (nicht gezeigt) durch ein im Haltewinkel 19 angebrachtes Langloch 21 läuft und in dem seitlichen Schraubkanal 4 befestigt ist. Damit ist es möglich, das Montageprofil 1 in seiner Höhenlage stufenweise zu verändern, wobei die Schrittweite der Höhen­ stufen von der Beabstandung der Zähne des Zahnabschnitts bestimmt ist. In den Stirnseiten des Grundkörpers ist außer­ dem eine zentrale Befestigungsbohrung 22 angebracht, an welcher eine Endabdeckung angeschraubt werden kann. Die sich gegenüberliegenden Befestigungsbohrungen 22 können auch durch eine Durchgangsbohrung miteinander verbunden sein.

Fig. 6 zeigt eine andere Detailansicht des Montagesystems gemäß der ersten Bauvariante. Wie bereits beschrieben wurde, ist das Montageprofil 1 mit einem Haltewinkel 19 verbunden. Auf dem Montageprofil 1 ist ein PV-Modul 10 befestigt, welches bei der gezeigten Ausführungsform durch Haltekreuze 15 gehalten wird. Am oberen Ende der durch PV-Module gebilde­ ten Fläche wird anstelle des Haltekreuzes eine Halteleiste 23 verwendet. Diese Halteleiste dient gleichzeitig als oberer Abschluß, so dass Wasser nicht von oben in die Gesamtkon­ struktion eindringen kann. Der Haltewinkel 19 ist beispiels­ weise mit Hilfe von Kulissensteinen und Schrauben an einer sogenannten Halfenschiene 24 befestigt, wodurch eine freie seitliche Verschiebung des Haltewinkels 19 während der Montage ermöglicht wird. Die Halfenschiene 24 ist über weitere Befestigungsmittel beispielsweise an einem Sparren­ anker 25 befestigt, der seinerseits mit der Dachkonstruktion fest verbunden ist.

Fig. 7 zeigt eine vereinfachte perspektivische Übersichtsdar­ stellung einer zweiten Variante des Montagesystems. Im Unter­ schied zu der vorher beschriebenen Bauvariante verlaufen die Montageprofile 1 bei dieser Anordnung horizontal, d. h. quer zu den Photovoltaik-Modulen 10. Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind die Montageprofile 1 über die seitlichen Schraubkanäle direkt an Sparrenankern 25 befestigt, die bei der hier gezeigten Bauvariante unter Dachziegel 27 greifen und dort an Dachsparren (nicht gezeigt) befestigt sind. Die PV-Module 10 liegen bei der dargestellten Ausführungsform auf zwei parallel zueinander verlaufenden Montageprofilen 1 auf. Im unteren Montageprofil sind außerdem Einhängehaken 28 befestigt, in deren freies Ende die Unterkante des PV-Moduls 10 eingesetzt ist. Außerdem sind die PV-Module 10 mit den im oberen Schraubkanal 8 befestigten Anpressschrauben 14 und geeigneten Anpresselementen fixiert. Die Anpressschrauben 14 und die zugehörigen Anpresselemente verhindern auch eine seitliche Verschiebung der PV-Module 10. Weitere Details dieser Variante der Montagesystems sind aus den nachfolgend beschriebenen Figuren ersichtlich.

Fig. 8 zeigt eine vereinfachte perspektivische Detailansicht der in Fig. 7 dargestellten Variante des Montagesystems. Es ist ersichtlich, dass der hier verwendete Sparrenanker 25 ebenfalls einen zahnförmigen Oberflächenabschnitt besitzt, der mit der zahnförmigen Oberfläche 3 des Grundkörpers des Montageprofils zusammenwirkt. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Bauvariante können durch die horizontale Anord­ nung der Montageprofile 1 jedoch die zusätzlichen Halfen­ schienen eingespart werden. Der hier verwendete Sparrenanker 25 ist derart geformt, dass er unter den Dachziegeln 27 durchgeführt werden kann, um unmittelbar am Dachsparren befestigt zu werden. Dazu eignet sich beispielsweise ein Sparrenanker, der dreifach um etwa 90° abgewinkelt ist, wie dies aus der Figur deutlich ersichtlich ist. Beim dargestell­ ten Beispiel besitzt der Sparrenanker 25 eine Befestigungs­ platte 29 mit mehreren Bohrungen, die der Befestigung an der Unterkonstruktion, z. B. den Dachsparren, dient. Der Montage­ vorgang kann auf diese Weise wesentlich schneller erfolgen und außerdem werden zusätzliche Konstruktionselemente einge­ spart. Die bereits erwähnten Einhängehaken 28 sind in einem speziell ausgebildeten Hinterschneidungshohlraum 30 einge­ klinkt, der über eine Zugangsnut 31 erreichbar ist, die in der Seitenfläche des Montageprofils verläuft. Vorzugsweise ist jedes PV-Modul 10 in zwei Einhängehaken 28 eingelegt, die zur Aufnahme der unteren Kante des PV-Moduls an ihrem freien Ende hakenförmig umgebogen sind.

In Fig. 9 ist schematisch der notwendige Montageablauf darge­ stellt, der beim Aufbau der zweiten Variante des Montagesys­ tems in fünf Teilschritten ausgeführt wird. Wie in Ansicht A) dargestellt ist, wird als erstes der Sparrenanker 25 mit geeigneten Schrauben an der Dachkonstruktion befestigt, woraufhin die Montageprofile 1 über die seitlichen Schraubka­ näle am Sparrenanker 25 angeschraubt werden können. Derartige Tragsysteme können auch an Fassaden oder auf Ständersystemen aufgebaut werden, so dass dem Fachmann verständlich sein wird, dass die hier in Bezug genommene Befestigung an Dach­ sparren nur beispielhaft erfolgt. Auf Grund der wenigen Konstruktionsteile ist es auch möglich, das Tragsystem vor der Befestigung auf dem Dach weitgehend zusammenzubauen, um es dann beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Kranes komplett an der Dachkonstruktion zu befestigen.

In Ansicht B) von Fig. 9 ist das bereits am Sparrenanker 25 befestigte Montageprofil 1 dargestellt. Soweit dies noch nicht vorher geschehen ist, werden nun die Auflagegummis 13 am Montageprofil befestigt.

Wie in Ansicht C) erkennbar ist, werden anschließend die benötigten Einhängehaken 28 in das Montageprofil eingeklinkt. Je nach gewählter Gestaltung des Hinterschneidungshohlraums geschieht dies durch seitliches Einführen der Einhängehaken 28 oder durch Einklinken gemäß der in Ansicht C) dargestell­ ten Bewegungsabläufe.

In Ansicht D) ist das Einsetzen der PV-Module in die Einhän­ gehaken 28 gezeigt, wobei eine zusätzliche Fixierung der PV- Module an den Montageprofilen 1 mit Hilfe der Anpressschrau­ ben 14 erfolgt. Zur besseren Lagerung und zur Vermeidung von Beschädigungen der PV-Module 10 in den Einhängehaken 28 können Schutzkappen 32 oder Dichtungen verwendet werden, die auf die untere Kante der PV-Module 10 aufgesteckt werden.

Ansicht E) zeigt die fertiggestellte Tragkonstruktion für die PV-Module 10. Mit Hilfe der Montageprofile 1 und der Sparren­ anker 25 können nahezu beliebig große Tragsysteme aufgebaut werden.

Fig. 10 zeigt mehrere Schnittansichten von verschiedenen Ausführungsformen des Montageprofils, bei welchen jeweils der Hinterschneidungshohlraum 30 vorgesehen ist. Es ist erkenn­ bar, dass verschiedene Formgebungen und Positionierungen des Hinterschneidungshohlraumes 30 im Montageprofil 1 möglich sind. Um eine leichtere Handhabung zu gewährleisten, wird auch in diesem Fall die symmetrische Gestaltung des Grundkör­ pers des Montageprofils bevorzugt, so dass jeweils zwei iden­ tische Hinterschneidungshohlräume 30 und Zugangsnuten 31 vorgesehen sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Ansicht a) in Fig. 10 verläuft die Zugangsnut 31 im oberen Bereich der Seitenfläche des Montageprofils 1. Ausgehend von der Zugangsnut 31 erstreckt sich der Hinterschneidungshohlraum 30 einseitig nach unten. Der zugehörige Einhängehaken 28 ist so gestaltet, dass ein Einsetzen in den Hinterschneidungshohlraum von vorn über die Zugangsnut 31 erfolgen kann, wie dies auch in Ansicht C) von Fig. 9 dargestellt ist.

In gleicher Weise ist die Ausführungsform gemäß Ansicht b) gestaltet. Die Zugangsnut 31 verläuft etwa in der Mitte des Grundkörpers, wobei sich der Hinterschneidungshohlraum 30 ausgehend von der Zugangsnut 31 nach oben erstreckt. Auch hier bildet der Hinterschneidungshohlraum 30 einen langge­ streckten Hohlraum hinter der Seitenwand des Grundkörpers. Das Einklinken des Einhängehakens 28 erfolgt durch entspre­ chendes Verschwenken von oben nach unten, so dass sich diese Ausführungsform besser eignet, wenn die Montageprofile 1 relativ nah über einer geschlossenen Fläche verlaufen, die ein Einklinken der Einhängehaken 28 von unten nach oben verhindern würde.

Bei der in Ansicht c) dargestellten Ausführungsform ist der Hinterschneidungshohlraum 30 mit einem kreisrunden Quer­ schnitt ausgebildet, der wiederum über die Zugangsnut 31 erreichbar ist. Der Einhängehaken 28 besitzt eine angepasste Profilierung. Das Einklinken des Einhängehakens 28 in den Hinterschneidungshohlraum 30 ist bei einer derartigen Gestal­ tung nicht durch Einschwenken über die Zugangsnut 31 möglich, sondern erfolgt durch Einsetzen der Einhängehaken 28 an der Stirnseite des Montageprofils und anschließendes seitliches Verschieben bis zur gewünschten Position.

Ansicht d) zeigt eine vierte Ausführungsform des Montagepro­ fils 1. Auch hier verläuft die Zugangsnut im unteren Bereich der Seitenfläche des Grundkörpers. Der Hinterschneidungshohl­ raum 30 ist wiederum symmetrisch zur Zugangsnut 31 gestaltet, besitzt hier jedoch einen rechteckigen Querschnitt. Das Einsetzen der Einhängehaken 28 erfolgt wiederum über die Stirnseiten des Montageprofils.

Es sind beliebige weitere Gestaltungsformen des Montagepro­ fils denkbar. Die auch bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 10 dargestellte untere Nut 2 kann gegebenenfalls entfallen, da die Befestigung der Montageprofile an den Sparrenankern 25 über die seitlichen Schraubkanäle 4 erfolgt, wie dies in Fig. 8 gezeigt wurde.

Es ist erkennbar, dass mit dem beschriebenen Montageprofil beliebige Tragsysteme aufgebaut werden können, die zur Montage von PV-Modulen geeignet sind. Die Montageprofile eignen sich zum Einsatz bei der Befestigung von PV-Modulen auf Dächern, an Fassaden oder an selbständigen Ständerkon­ struktionen. Neben den beschriebenen Ausführungsformen sind vielfältige Abwandlungen möglich, die der Fachmann ohne weiteres zur Anpassung der beschriebenen Erfindung an verschiedene Systeme von PV-Modulen vornehmen kann.

Bezugszeichenliste

1

Montageprofil

2

untere Nut

3

zahnförmige Oberfläche

4

seitliche Schraubkanäle

5

Dichtungsstreifen

6

Dichtungsnuten

7

Entwässerungskanäle

8

oberer Schraubkanal

9

Hohlkammer

10

PV-Modul

11

linienförmiges Anpresselement

12

Haltenuten

13

Auflagegummi

14

Anpressschraube

15

Haltekreuz

16

Aussparung

17

Durchgangslöcher

18

Abstandsabschnitt

19

Haltewinkel

20

Zahnabschnitt

21

Langloch

22

Befestigungsbohrung

23

Halteleiste

24

Halfenschiene

25

Sparrenanker

27

Dachziegel

28

Einhängehaken

29

Befestigungsplatte

30

Hinterschneidungshohlraum

31

Zugangsnut

32

Schutzkappen

Claims (21)

1. Montageprofil (1) zur Befestigung von Photovoltaik-Modulen (10), umfassend:
einen langgestreckten, quaderförmigen Grundköper;
einen zahnförmig ausgebildeten Oberflächenabschnitt (3) an zumindest einer Seitenfläche des Grundkörpers;
einen seitlichen Schraubkanal (4), der im wesentlichen parallel zur Längsachse an zumindest einer Seitenfläche des Grundkörpers verläuft;
mindestens einen Entwässerungskanal (7), der zur Ober­ seite geöffnet in Längsrichtung im Grundkörper verläuft;
einen oberen Schraubkanal (8), der im wesentlichen parallel zur Längsachse an der Oberseite des Grundkör­ pers zwischen den zwei Dichtungsstreifen (5) verläuft.
2. Montageprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Seitenfläche eine sich im wesent­ lichen über die gesamte Länge des Grundkörpers erstre­ ckende Zugangsnut (31) verläuft, die in einen parallel zur Zugangsnut (31) verlaufenden Hinterschneidungshohlraum (30) mündet, der diese Seitenfläche hintergreift.
3. Montageprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschneidungshohlraum (30) symmetrisch zur Zugangsnut (31) hinter der Seitenfläche angeordnet ist.
4. Montageprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschneidungshohlraum (30) als einseitig von der Zugangsnut (31) ausgehende, langgestreckte Aussparung hinter der Seitenfläche ausgebildet ist.
5. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Nut (2) an der Unterseite des Grundkörpers vorgesehen ist, die einen nach unten geöffneten C-förmigen Querschnitt besitzt, wodurch die Aufnahme und Befestigung von Kulissensteinen ermöglicht ist.
6. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seitenflächen des Grundkör­ pers zahnförmige Oberflächenabschnitte (3) und seitliche Schraubkanäle (4) ausgebildet sind, die sich über die gesamte Länge des Grundkörpers erstrecken, wobei die seit­ lichen Schraubkanäle etwa in der Mitte der Seitenflächen verlaufen und beidseitig von den zahnförmigen Oberflächen­ abschnitten eingeschlossen sind.
7. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten des Grundkörpers etwa mittig eine Befestigungsbohrung (22) angebracht ist.
8. Montageprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbohrung als Durchgangsbohrung ausge­ bildet ist, welche sich durch den gesamten Grundkörper erstreckt.
9. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dichtungsstreifen (5) in Längs­ richtung an der Oberseite des Grundkörpers verlaufen, die sich geringfügig über die Oberfläche erheben.
10. Montageprofil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dichtungsstreifen (5) aus einem UV- beständigen Elastomer bestehen und in an der Oberseite des Grundkörpers verlaufenden Dichtungsnuten (6) befes­ tigt sind, und daß zwei durch den oberen Schraubkanal voneinander getrennte Entwässerungskanäle (7) seitlich an die Dichtungsstreifen angrenzen.
11. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der obere Schraubkanal (8) im wesentlichen über die gesamte Länge des Grundkörpers erstreckt.
12. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Entwässerungskanälen (7) und dem seitlichen Schraubkanal (4) einerseits und zwischen dem seitlichen Schraubkanal (4) und der Unter­ seite des Grundkörpers mehrere Hohlkammern (9) einge­ schlossen sind.
13. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es symmetrisch zur Vertikalachse gestaltet ist.
14. Montageprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus strang-gepress­ tem Aluminium besteht.
15. Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaik-Modulen (10), wobei mit Montageprofilen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ein Tragraster aufgebaut ist, und wobei mehrere Photovoltaik-Module (10) auf an der Ober­ seite der Montageprofile (1) angebrachten Dichtungsstrei­ fen (5) aufliegend an den Montageprofilen befestigt sind.
16. Montagesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaik-Module (10) mit ihren Längskanten auf den Montageprofilen (1) aufliegend befestigt sind.
17. Montagesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
das Tragraster mit Montageprofilen (1) nach Anspruch 2 oder einem auf diesen rückbezogenen Anspruch aufgebaut ist;
an zumindest einigen der Montageprofile (1) mehrere Einhängehaken (28) in den Hinterschneidungshohlraum (30) eingeklinkt sind;
jedes Photovoltaik-Modul (10) auf zumindest einem Montageprofil (1) aufliegt und an seiner unteren Kante von dem freien Aufnahmeende eines oder mehrerer der Einhängehaken (28) gegen Verrutschen gehalten wird.
18. Montagesystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion aus mehrfach abgewinkelten Sparrenankern (25) besteht, die mit ihrem Befestigungs­ ende an Dachsparren angebracht sind und an ihrem freien Ende einen Zahnabschnitt besitzen, der mit dem zahnförmi­ gen Oberflächenabschnitt (3) des Montageprofils (1) in Eingriff steht.
19. Montagesystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Anpresselemente (11, 15) vorgesehen sind, die punkt- oder linienförmig auf der Oberfläche der Photovoltaik-Module (10) aufliegen und mit Schrauben (14) im oberen Schraubkanal (8) der Montageprofile (1) befes­ tigt sind.
20. Montagesystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresselement als Haltekreuz (15) ausgebildet ist, welches am Kreuzungspunkt von vier Photovoltaik- Modulen (10) am Montageprofil (1) befestigt ist.
21. Montagesystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageprofile (1) höhenausgerichtet an Halte­ elementen (19) befestigt sind, wobei der zahnförmig ausgebildete Oberflächenabschnitt (3) der Montageprofile (1) in einen komplementären Zahnabschnitt (20) des Halte­ elements eingreift.
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