DE102005015346A1

DE102005015346A1 - Trageinrichtung

Info

Publication number: DE102005015346A1
Application number: DE102005015346A
Authority: DE
Inventors: Robert Fleischmann
Original assignee: F Ee Automation GmbH; Fee Automation GmbH
Current assignee: F Ee Automation GmbH; Fee Automation GmbH
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Bei einer Trageinrichtung (5) für eine dachförmig aufgebaute Solaranlage (1) ist die Trageinrichtung (5) als eine Pfette zwischen Solarmodulen (2) und zumindest zwei zur Horizontalen geneigt angeordneten Trägern (8) angeordnet und verbindet die Solarmodule (2) mit den Trägern (8). Die Trageinrichtung (5) ist aus einem Stahlblechprofil gebildet und weist im Querschnitt ein hut-ähnliches Profil mit einem Deckel (15) und zwei Stegen (14) auf. Die Stege (14) erstrecken sich von den Solarmodulen (2) bis zu den Trägern (8).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trageinrichtung für eine dachförmig aufgebaute Solaranlage, bei welcher die Trageinrichtung als eine Pfette zwischen Solarmodulen und zumindest zwei zur Horizontalen geneigt angeordneten Trägern angeordnet ist und die Solarmodule mit den Trägern verbindet.

Bei bekannten Solaranlagen werden auf einem Fundament mehrere Ständer verankert, an welchen horizontal geneigte Träger befestigt werden. Auf den Trägern wird ähnlich wie bei einem Hausdach eine Querverstrebung mittels Pfetten in Art eines Gitterrostes erzeugt. Die Pfetten bestehen üblicherweise aus Aluminiumstrangpreßprofilen oder Walzprofilen und sind unabhängig von der im Einzelfall zu erwartenden Schnee- oder Windlast einheitlich ausgeführt. An den Pfetten sind wiederum Solarmodule angeordnet, welche durch die Schrägstellung der Träger der Sonne zugewandt sind. Um eine Beschädigung der Solarmodule zu vermeiden, muß eine Verbiegung oder Bewegung der Solarmodule durch Wind- oder Schneelast weitgehend vermieden werden. Um dies zu erreichen ist der Unterbau in Form der Ständer, Träger und Pfetten sehr massiv ausgebildet und es werden eine Vielzahl von Fundamenten benötigt, d.h. die Stützabstände sind mit etwa 3 m relativ kurz. Durch diesen massiven Aufbau entstehen insbesondere bei großen Solaranlagenfeldern hohe Kosten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Trageinrichtung für eine dachförmig aufgebaute Solaranlage zu schaffen, welche mit großen Stützabständen von bis zu 10 Meter und damit kostengünstig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Trageinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Weist die erfindungsgemäße Trageinrichtung ein Profil auf, das im Querschnitt hutähnlich ausgebildet ist, so kann die Trageinrichtung je nach den erforderlichen Stützabständen und der zu erwartenden Wind- oder Schneelast oder sonstiger Belastungen, welche beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Neigung der Solaranlage entstehen können, individuell ausgebildet werden. Das Profil kann dabei für an verschiedenen Orten aufgebauten Solaranlagen aus unterschiedlichen Wandstärken oder Querschnitten, je nach zu erwartender Belastung gebildet werden. Durch das hutähnliche Profil mit Stegen und einem Deckel erfolgt eine individuelle Abstützung der Solarmodule. Üblicherweise werden dabei die Solarmodule an dem Deckel befestigt, und die Stege stützen die Solarmodule gegenüber den Trägern mit einem individuellen Stützwinkel ab. Hierdurch wird eine Elastizität der Trageinrichtung bewirkt, welche verhindert, daß Verspannungen in den Solarmodulen entstehen, welche diese zerstören könnten. Die Stege erstrecken sich dabei zwischen den Solarmodulen und den Trägern und schaffen einen gewissen Abstand der Solarmodule von den Trägern. Hierdurch wird eine Nachgiebigkeit der Trageinrichtung bewirkt, welche insbesondere bei einer hohen äußeren Belastung der Solarmodule diese Kräfte geeignet aufnimmt. Vorteilhafterweise sind die Solarmodule an den Deckeln der Hutprofile angeordnet, wobei zwei benachbarte Solarmodule an einem einzigen Deckel befestigt werden. Hierdurch wird eine flächige Anordnung der Solarmodule innerhalb der Solaranlage erzeugt, wodurch eine besonders effektive Energieausbeute erzielt wird.

Ist die Trageinrichtung aus einem Stahlblechprofil gebildet, so kann sie sehr individuell und kostengünstig beispielsweise durch Abkanten oder Kaltwalzen hergestellt werden. Blechstärken von 1 bis 3 mm sind meist ausreichend um Stützabstände von 8 bis 10 m zu erreichen. Alternativ, wenn auch nicht so kostengünstig, kann auch ein hutförmiges Aluminium-Strangpreßprofil als Trageinrichtung gewählt werden.

Die Hutprofile weisen den wesentlichen Vorteil auf, daß große Auflagerabstände erzeugbar sind, ohne daß zusätzliche Verstrebungen erforderlich sind um eine unzulässige Torsion oder Querverschiebung der Solarmodule zu verhindern. Das erfindungsgemäße Hutprofil kann gemäß einer statischen Berechnung in der Länge, Breite, Höhe, Form und Materialstärke genau für die Anforderungen entsprechend konstruiert und ohne großen Aufwand hergestellt werden. Im Gegensatz zu den bekannten Profilen, welche üblicherweise für derartige Solaranlagen eingesetzt werden, und welche aufgrund ihrer Herstellungsverfahren nur mit einem sehr großen Aufwand geändert werden können, ist das erfindungsgemäße Stahlblechprofil individuell an die jeweiligen Erfordernisse anpaßbar und einfach durch Abkanten herstellbar.

Vorteilhafterweise sind an den von dem Deckel abgewandten Enden der Stege Fortsätze angeordnet, welche zur Befestigung an den Solarmodulen oder den Trägern vorgesehen sind. Üblicherweise werden diese Fortsätze an den Trägern angeschraubt, während an dem Deckel die Solarmodule befestigt werden. Dadurch wird eine definierte Lage der Solarmodule bewirkt und andererseits sichergestellt, daß sich die Vielzahl der einzelnen Solarmodule insgesamt in Bezug auf die Träger etwas bewegen können und Verspannungen der Solarmodule zueinander weitgehend vermieden werden.

Sind in dem Deckel und/oder den Fortsätzen Löcher, insbesondere Langlöcher vorgesehen, so kann die Trageinrichtung mit den Solarmodulen und den Trägern verschraubt werden. Durch die Langlöcher wird darüber hinaus sicher gestellt, daß bei Verspannungen die Profile auch entlang der Langlöcher verschoben und die Montage erleichtert ist.

Vorteilhafterweise ist das Stahlblechprofil mit einem Oberflächenschutz gegen Korrosion versehen. Dieser Oberflächenschutz kann vor dem Biegen der Stahlblechprofile bereits aufgebracht sein. Die Herstellung der Trageinrichtung wird hierdurch zusätzlich vereinfacht und verbilligt.

Ist die Trageinrichtung ein Blechbiegeteil, so kann eine Vorfertigung in der Fabrik sehr leicht auf die individuellen Anforderungen angepaßt erfolgen. Eine Änderung der Trageinrichtung ist mit nur geringfügigen Änderungen bei der Herstellung durchführbar.

Durch die Anordnung von Rippen oder Sicken in dem Stahlblechprofil wird eine Versteifung oder Nachgiebigkeit des Stahlblechprofils gezielt beeinflußt. Es werden hierdurch Zonen erzeugt, in welchen das Stahlblechprofil leichter oder weniger leicht nachgibt, wenn Kräfte über die Solarmodule auf die Trageinrichtung einwirken. Die Rippen oder Sicken können entlang des Profils oder in Richtung des Querschnitts des Profils verlaufen. Auch die freitragende Länge der Stahlblechprofile kann hierdurch vorteilhaft beeinflußt werden.

Je nach Anforderung und zu erwartender Belastung der Trageinrichtung kann die Trageinrichtung symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein. Insbesondere bei einer asymmetrischen Ausführung der Trageinrichtung wird eine unterschiedliche Charakteristik in das Profil eingebracht um die Belastungen beispielsweise durch Windstöße oder durch kontinuierlich wirkende Schneelasten angemessen aufzunehmen.

Insbesondere durch die Gestaltung eines der Fortsätze in Form einer Wanne findet dieser Fortsatz als Kabelkanal Verwendung. Eine zusätzliche Einrich tung zur Führung der Kabel der Solarmodule wird hierdurch vermieden. Die Herstellung der Solaranlage wird dadurch weiter kostengünstiger.

Durch die einfache Gestaltung und Herstellung der Trageinrichtung ist es auch möglich beispielsweise durch eine zusätzliche Stanzung von Löchern Anbaumöglichkeiten für einen Blitzschutz oder eine Erdung der Anlage zu schaffen. Die Montage und Herstellung der Solaranlage wird damit weiterhin vereinfacht.

Weitere Vorteile der Erfindung sind durch die nachfolgenden Ausführungs- beispiele beschrieben. Es zeigt:
1 eine Vorderansicht einer Solaranlage;
2 einen Schnitt durch eine Solaranlage der 1;
3 einen weiteren Schnitt durch eine Solaranlage;
4 eine perspektivische Ansicht eines Gestells einer Solaranlage;
5 ein Hutprofil mit Kabelkanal;
6 eine Auswahl beispielhafter, erfindungsgemäßer Trageinrichtungen.
1 zeigt eine Vorderansicht auf einen Abschnitt einer Solaranlage 1. Die Solaranlage 1 besteht aus einer Vielzahl einzelner Solarmodule 2, welche aneinandergefügt sind. Die Solaranlage 1 ist in mehreren Fundamenten 3 am Boden befestigt. Hierfür sind an den Fundamenten 3 Ständer 4 befestigt, welche über Träger 8 Trageinrichtungen 5 halten. Die Fundamente können, wie hier dargestellt betoniert sein, sie können aber auch anders, beispiels weise mittels Erdschrauben gebildet sein, in welche die Ständer 4 eingesetzt sind. Die Trageinrichtungen 5 bestehen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus jeweils einem Stahlblechprofil, wie es im Folgenden noch näher beschrieben wird.
2 zeigt einen Querschnitt durch eine Solaranlage 1. Die Ständer 4 sind in einem Betonfundament 3 befestigt. Sie sind mit einer Querstrebe 6 verstärkt. Auf den Ständern 4 ist ein gegenüber der Horizontalen geneigt angeordneter Träger 8 montiert. Ähnlich Dachbalken weisen die Träger 8 eine Neigung auf, welche geeignet ist, die Solarmodule 2 in Richtung zur Sonne zu neigen. Zur Befestigung der Solarmodule 2 sind mehrere der Träger 8 im wesentlichen rechtwinklig mit den Trageinrichtungen 5 verbunden. Die Trageinrichtungen 5 sind als hutförmiges Stahlblechprofil ausgebildet und bilden somit eine stabile Befestigung der Solarmodule 2.
Einige der Trageinrichtungen 5 sind als Sonderprofile ausgebildet. Hierbei dient die Trageinrichtung 5' als Kabelkanal 10, bei welchem ein Steg der Trageinrichtung 5' wannenförmig fortgesetzt ist. In der Wanne können Kabel zum Anschluß der Solarmodule 2 verlegt werden. Die weitere Trageinrichtung 5'' weist einen Blitzschutz 9 auf, der an der obersten Trageinrichtung 5'' befestigt ist.
3 zeigt eine ähnliche Solaranlage 1 wie in 2. Unterschiedlich ist hier allerdings die Befestigung der Solaranlage 1 auf nur einem Ständer 4, welcher an einem Fundament 3 befestigt ist. Darüber hinaus ist der Kabelkanal 10 unabhängig von der Trageinrichtung 5 ausgebildet. Ein derartiger Aufbau ist für weniger hohe Windlasten oder Schneelasten geeignet als die Ausführung gemäß 2.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Solaranlage 1 ohne darauf aufgebaute Solarmodule 2. Es ist daraus ersichtlich, daß die Trageinrichtungen 5 zusammen mit den Trägern 8 ein Gerippe bilden, auf welchem die So larmodule befestigt werden können. Um eine zusätzliche Stabilisierung zu bewirken, können bei extrem hohen Spannweiten zwischen zwei Fundamenten 3 oder bei besonders hohen Wind- und Schneelasten zusätzliche Verstrebungen 11 eingebaut werden. Im allgemeinen kann darauf aber verzichtet werden. Auch können vereinzelt, beispielsweise an zwei bis drei Stellen zwischen zwei Fundamenten 3 die Stege 14 mit einer Querverbindung versehen sein. Die Querverbindung, die aus einem Verbindungsblech bestehen kann, das an den Stegen 14 befestigt ist, stabilisiert die Trageinrichtung zusätzlich und schafft dadurch die Möglichkeit besonders große Stützabstände realisieren zu können.
Die hutförmige Trageinrichtung 5 hat den besonderen Vorteil, daß Querkräfte auf das Profil sehr gut und stabil aufgenommen werden können. Ein Kippen, wie es bei den einstegigen Profilen des Standes der Technik vorkommen kann, wird hiermit zuverlässig vermieden.
5 zeigt einen Ausschnitt aus einer Solaranlage 1 im Bereich einer Trageinrichtung 5'. Die Trageinrichtung 5' ist mittels Schrauben 12 an dem Träger 8 befestigt. Hierfür sind Fortsätze 13 an Stegen 14 des Hutprofils 5' angeordnet. An Stelle der Schrauben können auch andere Befestigungsmittel, beispielsweise Nieten verwendet werden. In den Fortsätzen 13 sind Ausstanzungen, beispielsweise in Form von Langlöchern, vorgesehen. Die Stege 14 sind mit einem Deckel 15 miteinander verbunden. In dem Deckel 15 sind wiederum Ausstanzungen vorgesehen, durch welche zwei benachbarte Solarmodule 2 befestigt werden können. Die Solarmodule 2 sind hierdurch in einem definierten Abstand zueinander angebracht. Sollte eine Kraft auf die Solarelemente 2 einwirken, so kann ohne Verspannungen der Solarelemente 2 eine Bewegung innerhalb der Stege 14 erfolgen und diese Kraft ausgleichen.
In 6 ist eine Vielzahl von möglichen Profilen für die Trageinrichtung 5 dargestellt. Es ist daraus ersichtlich, daß der Profilquerschnitt symmetrisch oder asymmetrisch sein kann. Die Stege können hierbei unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen. Auch können die Fortsätze 13 nach innen oder nach außen abgewinkelt sein. Weitere Ausführungen des Profils für die Trageinrichtung 5 sind selbstverständlich im Rahmen der Erfindung denkbar.

Claims

Trageinrichtung für eine dachförmig aufgebaute Solaranlage (1), bei welcher die Trageinrichtung (5) als eine Pfette zwischen Solarmodulen (2) und zumindest zwei zur Horizontalen geneigt angeordneten Trägern (8) angeordnet ist und die Solarmodule (2) mit den Trägern (8) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (5) im Querschnitt ein hut-ähnliches Profil mit einem Deckel (15) und zwei Stegen (14) aufweist, und sich die Stege (14) von den Solarmodulen (2) bis zu den Trägern (8) erstrecken, wobei die Solarmodule (2) an den Enden der Stege (14), insbesondere an dem Deckel (15) und die Träger (8) an den gegenüberliegenden Enden der Stege (14) angeordnet sind.
Trageinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (5) aus einem Stahlblechprofil gebildet ist.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (14) an den von dem Deckel (15) abgewandten Ende einen Fortsatz (13) zur Befestigung an den Trägern (8) oder den Solarmodulen (2) aufweisen.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Deckel (15) und/oder den Fortsätzen (13) Löcher, insbesondere Langlöcher zur Befestigung an den Solarmodulen (2) oder den Trägern (8) angeordnet sind.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (5) einen Oberflächenschutz gegen Korrosion aufweist.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlblechprofil ein Blechbiegeteil ist.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stahlblechprofil Rippen oder Sicken angeordnet sind.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (14) der Trageinrichtung (5) an dem von dem Deckel (15) abgewandten Ende eine Querverbindung aufweisen.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (5) einen symmetrischen Querschnitt aufweist.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung (5) einen asymmetrischen Querschnitt bezüglich der Stege (14) und/oder Fortsätze (13) aufweist.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem Steg (14) ein wannenartiger Fortsatz (13) als Kabelkanal (10) angeordnet ist.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trageinrichtung (5) ein Blitzschutz (9) angeordnet ist.
Trageinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trageinrichtung (5) eine Erdung angeordnet ist.