DE10143308A1

DE10143308A1 - Halterung und Verfahren zur Handhabung von Solarfeldern

Info

Publication number: DE10143308A1
Application number: DE10143308A
Authority: DE
Inventors: Rainer Rudischer
Original assignee: Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH
Current assignee: Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft die Halterung von Solarfeldern, die an Hüllkonstruktionen, insbesondere Containern, schwenkbar befestigt sind. Nach der Erfindung erfolgt die Halterung über Scharnierbaugruppen 7, die mit einer Verriegelung ausgestattet sind, die selbsttätig einrasten, wenn sich alle Solarfelder in einer Ebene befinden. Danach kann der Verbund der Solarfelder über lineare Stellmotoren 4 in die gewünschte Schrägstellung entsprechend dem Stand der Sonne eingerichtet werden. Durch die Erfindung wird außerdem das Bewegen der Solarfelder auf einfache Weise ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft die Halterung und ein Verfahren zur Handhabung von Solarfeldern, die an Hüllkonstruktionen, insbesondere an Containern zu deren Energieversorgung angebracht sind. Die Solarfelder können dabei aus Photovoltaik-Modulen oder auch Solarkollektoren bestehen.

Aus DE 36 20 847 A1 ist ein Kühlcontainer bekannt, der mit einer Absorptions-Kältemaschine ausgerüstet ist und auf dessen geneigtem Dach ein Wärmerohr Solarkollektor angeordnet ist. Der Wärmerohr-Solarkollektor erstreckt sich dabei über den größten Teil der Dachfläche. Diese Anordnung berücksichtigt zwar durch die geneigte Dachausführung in gewisser Weise den Stand der Sonne. Es ist aber nicht möglich, . den optimalen Einstellungswinkel zur Sonne zu realisieren.

Bekannt sind eine Vielzahl von Lösungen zum Nachführen der Solarkollektoren, um stets einen möglichst optimalen Winkel zur Sonne einzustellen. Beispielsweise sei DE 195 25 994 A1 genannt, in der ein sogenannter Drehstuhl für eine Solarkollektoranlage beschrieben wird. Die hier beschriebene Halterung ist horizontal drehbar ausgeführt und außerdem kann über bewegliche Stützen die Winkelstellung des Kollektors verändert und damit dem Sonnenstand angepaßt werden. Diese Ausführung ist relativ aufwendig und kaum geeignet in Verbindung mit einem Container eingesetzt zu werden.

Werden zur Energieversorgung des Containers Photovoltaik-Module eingesetzt, d. h. der Container soll mit elektrischer Energie versorgt werden, ist es erforderlich, aufgrund des relativ geringen Wirkungsgrades dieser Module eine verhältnismäßig große Fläche mit Modulen auszustatten. Diese Fläche muß auf jedem Fall größer als das Dach des Containers sein. In DE M 95 05 583 ist ein photovoltaisch betriebener Container dargestellt, bei dem zwei mit Photovoltaik-Modulen ausgestattete Felder am Container kippbar angeordnet sind. Dabei entsprechen die Größen der Felder etwa der Größe des Daches bzw. einer Seitenwand des Containers. Über nicht dargestellte Einrichtungen können die Felder an den Container heran geklappt bzw. schräg angestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halterung für Solarfelder, insbesondere Photovoltaik- Module, zu schaffen, die eine sichere Arretierung sowohl während des Transportes als auch während des bestimmungsgemäßen Einsatzes gewährleistet, die einen variablen Anstellwinkel ermöglicht und das servogestützte Bewegen der Solarfelder in die Arbeitslage einfach möglich macht

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben. Die Ansprüche 4 und 5 enthalten die Verfahrensschritte zur Handhabung der erfindungsgemäßen Halterung. Durch die Erfindung ist es möglich, die Solarfelder mit geringem körperlichen Aufwand durch das Bedienpersonal in die gewünschte Lage zu bringen. Ohne dieser Lösung müßten zusätzliche Gerüste bzw. Hebebühnen oder Kräne benutzt werden, um die auf dem Dach befindlichen Solarfelder zu bewegen und zu positionieren.

In einer besonderen Art der Ausgestaltung ist es auch möglich, über eine elektronische Steuerung eine kontinuierliche einachsige Nachführung der Solarfelder entsprechend dem Sonnenstand zu realisieren. In diesem Fall würden die Solarfelder ohne weitere Stützen über die linearen Stellmotoren in der gewünschten Stellung gehalten.

An folgendem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert:
In Fig. 1 ist ausschnittweise ein erfindungsgemäß gestalteter Container dargestellt. Mit 1.1 ist ein Solarfeld bezeichnet, das an die Seitenwand 2 des Containers heran geklappt ist. An der unteren Kante sind Verriegelungen 3 angebracht, die das Solarfeld 1.1 während des Transportes fixieren. Das Solarfeld 1.2 befindet sich in waagerechter Position. In diese Position wird es durch einen linearen Stellmotor 4 gehoben. Der Stellmotor 4 ist mittels Traversen 5 an der Seitenwand 2 des Containers befestigt und an der Unterseite der Tragkonstruktion der Solarfelder 1.1 und 1.2 gegengelagert. Er sichert das Solarfeld beim Transport zusätzlich. Vor Inbetriebnahme der Stellmotoren 4 muß die Verriegelung 3 gelöst werden. Mit 6 sind schwenkbare Stützen bezeichnet, mit denen die Solarfelder 1.1 und 1.2 gesichert werden, wenn diese in die gewünschte Position, in aller Regel eine Schräglage, gebracht sind. Im oberen Bereich des Containers befindet sich das Solarfeld 1.3, das gemäß der Abbildung auf dem Dach des Containers aufliegt.
An der oberen Längskante des Containers sind Scharnierbaugruppen 7 befestigt. Diese Scharnierbaugruppen 7 bestehen gem. Fig. 2 und 3 aus einem Festlager 7.1, das am Container befestigt ist. Über einen Bolzen 7.2 sind die Scharnierteile 7.3 und 7.4 drehbar am Festlager 7.1 angebracht. An den Scharnierteilen 7.3 sind die Verstrebungen 8 zur Befestigung der Solarfelder 1.1 und 1.2 befestigt. An den Scharnierteile 7.4 sind die Verstrebungen 9 befestigt, die die Solarfelder 1.3 und 1.4 tragen. Das Solarfeld 1.4 ist in Fig. 1 nicht gut sichtbar; es ist korrespondierend zum Solarfeld 1.2 angeordnet.
An den Scharnierteilen 7.3 ist jeweils eine Hülse 10 angebracht, die der Aufnahme eines federnd gelagerten Bolzens 11 dient. Die Scharnierteile 7.4 besitzen korrespondierend zu den federnden Bolzen 11 jeweils eine Bohrung 12, die so angeordnet ist, dass der Bolzen 11 in die Bohrung 12 einrastet, wenn sich die Solarfelder 1.1 und 1.3 bzw. 1.2 und 1.4 in einer Ebene befinden. Damit sind die jeweiligen Solarfelder starr miteinander verbunden und nur gemeinsam schwenkbar.
Die Herstellung der Betriebsbereitschaft eines erfindungsgemäß ausgestatteten Containers erfolgt in folgenden Schritten:

1. Lösen der Verriegelung 3
2. Ausfahren der linearen Stellmotoren 4 bis die Solarfelder 1.1 und 1.2 die waagerechte Stellung erreicht haben
3. Selbsttätiges Einrasten der Bolzen 11 in die Bohrungen 12
4. Zurückfahren der Stellmotoren 4 bis alle Solarfelder die erforderliche Winkelstellung erreicht haben
5. Ausklappen und Fixieren der Stützen 6 zur Sicherung der Solarfelder 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4. In nicht dargestellter Weise sind den Solarfeldern 1.3 und 1.4 ebenfalls Stützen 6 zugeordnet.

Soll der Container zum Transport vorbereitet werden, sind folgende Schritte durchzuführen.

1. Stützen 6 entriegeln und einklappen
2. Ausfahren der Stellmotoren 4 bis die Solarfelder die waagerechte Lage erreicht haben. Die Solarfelder 1.3 und 1.4 liegen dann wieder auf dem Dach des Containers auf.
3. Manuelle Entriegelung der Bolzen 11 und Fixierung im entriegelten Zustand
4. Einfahren der Stellmotoren 4 bis sich die Solarfelder 1.1 und 1.2 parallel zur Seitenwand 2 befinden
5. Aktivierung der Verriegelungen 3. Die Solarfelder 1.3 und 1.4 sind ebenfalls mit Verriegelungen 3 ausgerüstet, die in Fig. 1 nicht sichtbar sind.

Die Fixierung der Bolzen 11 im entriegelten Zustand erfolgt mit, einer in der Hülse 10 befindlichen Nut 13, die eine Abwicklung besitzt und in der ein im Bolzen 11 befestigter Stift 14 geführt wird. Nach der Herstellung der Transportbereitschaft sollte bereits diese Verriegelung des Bolzens 11 beseitigt werden, um bei der nächsten Montage die selbsttätige Verriegelung zu gewährleisten.

Claims

1. Halterung für Solarfelder, insbesondere Photovoltaik-Module, bei der diese in jeweils zwei getrennten Feldern angeordnet sind, die im Bereich einer der oberen Längskanten einer Hüllkonstruktion, insbesondere eines Containers, schwenkbar befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Längskante Scharnierbaugruppen (7) angeordnet sind, wobei eine Scharnierbaugruppe (7) aus einem an der Hüllkonstruktion angeordneten Festlager (7.1) und zwei schwenkbaren Scharnierteilen (7.3 und 7.4) besteht, die über einen Bolzen (7.2) miteinander verbunden sind, und dass diese Scharnierbaugruppen (7) eine Verriegelung besitzen, die selbsttätig einrastet, wenn sich die Solarzellenfelder (1.1; 1.3 bzw. 1.2; 1.4) in einer Ebene befinden und dass zwischen der senkrechten Seitenwand (2) der Hüllkonstruktion und dem jeweils zugeordneten Solarzellenfeld (1.1 bzw. 1.2) mindestens ein linearer Stellmotor (4) angeordnet ist.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharnierteile (7.3) der Befestigung der der Seitenwand (2) zugeordneten Solarfelder (1.1 und 1.2) und die Scharnierteile (7.4) der Befestigung der dem Dach zugeordneten Solarfelder (1.3 und 1.4) dienen.

3. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung aus einer am Scharnierteil (7.3) befestigten Hülse (10) und einem darin federnd gelagerten Bolzen (11) besteht und das sich im Scharnierteil (7.4) eine zum Bolzen (11) korrespondierende Bohrung (12) befindet, die so angeordnet ist, dass der Bolzen (11) in die Bohrung (12) einrastet, wenn sich die Solarfelder (1.1 und 1.3 bzw. 1.2 und 1.4) in einer Ebene befinden.

4. Verfahren zur Handhabung der Halterung für Solarfelder gemäß Anspruch 1, wobei die Solarfelder aus der Transportstellung in die Betriebsstellung gebracht werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Lösen der Entriegelung (3) an den den Scharnierbaugruppen (7) gegenüberliegenden Kanten

- Inbetriebnahme der linearen Stellmotoren (4) bis die Solarfelder (1.1 bzw. 1.2) in waagerechter Position sind

- Abschalten der linearen Stellmotoren (4) und gleichzeitiges selbsttätiges Einrasten der Bolzen (11) in den Bohrungen (12)

- Zurückfahren der linearen Stellmotoren (4), bis der Gesamtverbund der Solarfelder die gewünschte Schrägstellung erreicht hat

- Arretierung der einzelnen Solarzellenfelder durch schwenkbare Stützen (6).

5. Verfahren zur Handhabung der Halterung für Solarfelder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über eine elektronische Steuerung mittels der Stellmotoren (4) eine Nachführung der Solarfelder entsprechend dem Sonnenstand erfolgt.

6. Verfahren zur Handhabung der Halterung für Solarfelder gemäß Anspruch 1, wobei die Solarfelder aus der Betriebsstellung in die Transportstellung gebracht werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Entriegelung der Stützen (6) und Heranklappen derselben an die Hüllkonstruktion

- Ausfahren der linearen Stellmotoren (4) bis der Verbund der Solarfelder (1.1; 1.2; 1.3; 1.4) die waagerechte Lage erreicht haben

- Manuelle Entriegelung der Bolzen (11) und Fixierung im entriegelten Zustand

- Einfahren der Stellmotoren (4) bis sich die Solarfelder (1.1 und 1.2) parallel zur Seitenwand (2) befinden

- Aktivierung der Verriegelungen (3).