DE102006010781A1 - Sun position tracking device for e.g. photovoltaic module, has driving motor for pivoting solar module around axis and elevation axis, where axes are driven, such that elevation axis is guided with respect to its inclination - Google Patents

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Abstract

The device has a driving motor (5) e.g. stepper motor, provided for pivoting a solar module (1) around an axis (3) and an elevation axis (4). The axes are mechanically coupled with one another and are driven in such a manner that the elevation axis is guided with respect to its inclination through the pivoting of the solar module during day time. The axis is inclined with respect to a stand (10) of the solar module defining a longitudinal axis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sonnenstandsnachführeinrichtung für ein Solarmodul. Bei den Solarmodulen kann es sich dabei um Fotovoltaikmodule, solarthermische Module, auch Kollektoren genannt, oder Brennspiegelmodule handeln.The The invention relates to a sun position tracking device for a solar module. The solar modules may be photovoltaic modules, solar thermal Modules, also collectors called, or Brennspiegelmodule act.

Es ist bekannt, derartige Module zu großen Einheiten zusammenzusetzen und stationär anzuordnen. Insbesondere sind dafür Gebäudeteile wie Dächer, Wände und Brüstungen besonders gut geeignet. Vorhandene bauliche Flächen, welche ohnehin der Sonne ausgesetzt sind, werden nutzbringend für die Energiegewinnung ausgenutzt. Bei einer stationären Anordnung von Solarmodulen ist die Energiegewinnung jedoch nicht optimal, weil die Sonneneinstrahlung je nach Tages- und Jahreszeit sehr unterschiedlich ist, wobei Änderungen des Wetters sich insbesondere in hiesigen Breitengraden außerdem nachteilig auswirken können. Im Verlauf eines jeden Tages ändert die Sonne die Richtung ihrer Einstrahlung von Osten nach Westen. Hinzu kommt die unterschiedliche Höhe der Sonne über dem Horizont je nach Tageszeit. Im Winter steht die Sonne ohnehin tiefer als im Sommer, und die scheinbare Bewegung der Sonne über dem Horizont ist wesentlich kürzer.It It is known to assemble such modules into large units and stationary to arrange. In particular are for it building parts such as roofs, walls and parapets especially suitable. Existing construction areas, which anyway the sun are exposed, are used profitably for energy production. In a stationary Arrangement of solar modules, the energy is not optimal, because the sunlight depending on the time of day and season is very different, with changes the weather is particularly disadvantageous in local latitudes can affect. Changes in the course of each day the sun the direction of their irradiation from east to west. Add to that the different height of the sun above the Horizon depending on the time of day. In winter, the sun is lower anyway than in the summer, and the apparent movement of the sun over that Horizon is much shorter.

Aus diesem Grunde sind zahlreiche Vorschläge bekannt, die Solarmodule der Sonneneinstrahlung nachzuführten, sodass die Ausbeute an aus der Sonnenenergie gewonnener Energie möglichst hoch wird.Out For this reason, numerous proposals are known, the solar modules to track the sun, so that the yield of energy derived from solar energy preferably gets high.

So ist in DE 295 198 57 U1 darauf hingewiesen, dass bei nachgeführten Solaranlagen die größte Energieausbeute erzielbar ist durch die Nachführung um die erdachsparallele Achse, welche auch als Azimutachse bzw. eine dementsprechende Verstellung als Azimutverstellung bezeichnet wird. Diese Verstellung um die Azimutachse berücksichtigt den scheinbaren Verlauf der Sonne über einen Tag von Ost nach West. Um jedoch auch eine möglichst optimale Sonneneinstrahlung und damit Energieausbeute unter Berücksichtigung der jahreszeitlichen Elevation der Sonne zu erhalten, wird bei Sonnenstandsnachführeinrichtungen für Solarmodule häufig auch eine Verstellung um eine zweite Achse, die sogenannte Elevationsachse, d.h. eine Elevationsstellung realisiert. Die Energieausbeute aus der Nachführung nach dem jahreszeitlichen Stand wird jedoch nur noch als ca. 10% der aus der Azimutverstellung erzielbaren Energieausbeute angesehen.So is in DE 295 198 57 U1 pointed out that in tracking solar systems, the largest energy yield can be achieved by the tracking around the axis parallel to the axis, which is also referred to as azimuth axis or a corresponding adjustment as azimuth adjustment. This adjustment about the azimuth axis takes into account the apparent course of the sun over a day from east to west. However, in order to obtain the best possible solar irradiation and thus energy yield, taking into account the seasonal elevation of the sun, Sonnenstandsnachführeinrichtungen for solar modules often an adjustment about a second axis, the so-called elevation axis, ie an elevation position realized. However, the energy yield from the tracking according to the seasonal state is considered to be only about 10% of the recoverable from the azimuth adjustment energy yield.

In DE 100 59 721 A1 ist eine selbsttätig wirkende Sonnenstandsnachführeinrichtung für Solarmodule beschrieben. Diese bekannte Sonnenstandsnachführeinrichtung weist einen über einen Drehantrieb angetriebenen Drehteller sowie ein auf dem Drehteller schwenkbar gelagertes und über einen Schwenkantrieb angetriebenes Schwenkgestell für das Solarmodul auf. Neben einem derartigen Zweifachantrieb für die Nachführung um zwei Achsen ist zusätzlich eine Optosensorik vorgesehen, welche in Abhängigkeit vom Stand der Sonne Signale erzeugt und einer Steuereinheit zuführt, von welcher entsprechende Signale dem Dreh- und/oder Schwenkantrieb zuführbar sind.In DE 100 59 721 A1 an automatic solar tracking device for solar modules is described. This known Sonnenstandsnachführeinrichtung has a driven by a rotary drive turntable and a pivotally mounted on the turntable and driven by a pivot drive pivoting frame for the solar module. In addition to such a dual drive for tracking about two axes, an optical sensor system is additionally provided, which generates signals depending on the state of the sun and feeds a control unit, from which corresponding signals can be fed to the rotary and / or rotary drive.

Des weiteren ist in DE 94 05 983 U1 ein fotovoltaische Solaranlage beschrieben, bei welcher gegenüber bekannten Anlagen der Sonneneinfall insgesamt hinsichtlich der Energieausbeute günstiger gemacht werden soll. Dazu ist das als Tafel ausgebildete Solarmodul durch Drehung um eine aus der Senkrechten nach Norden geneigte Achse dem Sonnenstand nachführbar, wobei zusätzlich zu der Neigung dieser Achse die Tafel gegenüber dieser Achse geneigt ist. Zwar soll diese Zweifach-Neigung die Energieausbeute verbessern, eine Verstellung mittels eines Getriebemotors erfolgt jedoch nur um eine Achse.Furthermore, in DE 94 05 983 U1 a photovoltaic solar system described in which, compared to known systems, the total amount of sunshine to be made cheaper in terms of energy yield. For this purpose, the solar module designed as a panel is trackable by rotation about an axis inclined from the vertical to the north of the sun, wherein in addition to the inclination of this axis, the panel is inclined relative to this axis. Although this dual inclination is intended to improve the energy yield, an adjustment by means of a geared motor takes place only about one axis.

Aus DE 20 2005 011 800 U1 ist des weiteren eine Halterung eines plattenförmigen Solarmoduls bekannt, bei welcher das Solarmodul ebenfalls um zwei Achsen geneigt ist, wobei ein Verschwenken mittels eines motorischen Antriebs um eine Tragachse vorgesehen ist. Mittels des Antriebs um eine Achse wird aufgrund der doppelten Neigung des Solarmoduls zwar eine verbesserte Anpassung an sowohl den tageszeitlichen als auch den jahreszeitlichen Sonnenstand geschaffen, es handelt sich in jedem Fall jedoch um einen Kompromiss, bei welchem die Höchstenergieausbeute vor allem während der Sommermonate und der Mittagszeit erreichbar ist, wohingegen zu Zeiten geringerer Energieausbeute bewusst ein vom Optimum abweichender Einfallswinkel der Sonnenstrahlen in Kauf genommen wird.Out DE 20 2005 011 800 U1 Furthermore, a holder of a plate-shaped solar module is known in which the solar module is also inclined about two axes, wherein a pivoting means of a motor drive is provided about a support shaft. By means of the drive around an axis, although an improved adaptation to both the daytime and the seasonal position of the sun is created due to the double inclination of the solar module, however, it is in any case a compromise in which the maximum energy yield, especially during the summer months and the Can be reached at lunchtime, whereas at times of lower energy yield consciously deviates from the optimum angle of incidence of the sun's rays is accepted.

In DE 100 22 236 B4 ist ein mechanisch/hydraulisches Verstellsystem für zweiachsig dem Sonnenstand nachgeführte Solargeneratoren beschrieben. Die Verstellung um die Azimutachse erfolgt mittels einer Linearbewegung einer Zahnstange, welche mit einem zahnradartigen Rundteil in Eingriff ist, wodurch der Ständer in Drehung versetzt wird und damit ein Schwenken des Solarmoduls um die Azimutachse erfolgt. Um eine Verstellung um die Elevationsachse vorzusehen, ist zusätzlich ein Hydrozylinder vorgesehen, welcher ausfahrbar und einfahrbar ist, wodurch die Elevationsneigung des Solarmoduls veränderbar ist. Der Antrieb der Zahnstange erfolgt mittels eines Hydraulikaggregates durch Beaufschlagung mit einem Druckölstrom. Die Bewegung der Kolbenstange des Hydrozylinders für eine Elevationsverstellung erfolgt ebenfalls durch einen Druckölstrom, welcher von demselben Hydraulikaggregat bereitgestellt wird. Zwar wird der Druckölstrom von ein und demselben Hydraulikaggregat für beide Antriebseinheiten zur Verfügung gestellt, die Antriebseinheiten werden jedoch unabhängig voneinander betrieben, was in bestimmten Intervallen erfolgt. Die Anzahl der Elevationsnachführungen im Vergleich mit den Azimutnachführungen beträgt dabei im praktischen Betrieb ca. 1 : 20. Das bedeutet, Elevationsverstellungen werden nur gelegentlich und unabhängig von den Azimutnachführungen vorgenommen.In DE 100 22 236 B4 is a mechanical / hydraulic adjustment system for biaxial tracked solar position solar generators described. The adjustment about the azimuth axis by means of a linear movement of a rack, which is in engagement with a gear-like round part, whereby the stator is rotated and thus takes place a pivoting of the solar module about the azimuth axis. In order to provide an adjustment about the elevation axis, a hydraulic cylinder is additionally provided, which is extendable and retractable, whereby the elevation angle of the solar module is changeable. The drive of the rack by means of a hydraulic unit by applying a pressure oil flow. The movement of the piston rod of the hydraulic cylinder for an elevation adjustment is also effected by a pressure oil flow, which is provided by the same hydraulic unit. Although the pressure oil flow of one and the same hydraulic unit for both drive units provided, however, the drive units are operated independently, which takes place at certain intervals. The number of elevation tracks in comparison with the azimuth tracks is approximately 1:20 in practical operation. This means that elevation adjustments are made only occasionally and independently of the azimuth tracks.

Die Erzeugung von Strom aus Sonnenenergie ist zwar einerseits ökologisch sinnvoll, der Einsatz von Hydrauliköl, welches bei Undichtigkeiten ins Erdreich eindringen kann, erscheint jedoch zumindest bedenklich.The Generation of electricity from solar energy is on the one hand ecological useful, the use of hydraulic oil, which in case of leaks penetrate into the ground, but at least appears questionable.

Des weiteren ist in US 5 632 823 A ein Sonnenstandsnachführsystem für einen Solarkollektor beschrieben, bei welchem die Tagesbewegung durch eine einachsige Nachführung per Schrittmotor erfolgt, wobei eine Verstellung schrittweise um 5° alle 20 Min. beschrieben ist. Während des Sommerhalbjahres wird der Sonnenkollektor um einen zusätzlichen Elevationswinkel flacher eingestellt, eine permanente Anpassung an den sich ständig verändernden jahreszeitlich bedingen Sonnenstand erfolgt nicht.Furthermore, in US Pat. No. 5,632,823 a solar tracking system for a solar collector described in which the daily movement is carried out by a uniaxial tracking stepper motor, wherein an adjustment is described stepwise by 5 ° every 20 min. During the summer months, the solar collector is flattened by an additional elevation angle, a permanent adjustment to the ever changing seasonal sun position does not occur.

In JP 2002 25 23 65 A ist beschrieben, einen Schrittmotor mit Untersetzungsgetriebe für eine Sonnenstandsnachführeinrichtung durch einen Rastklinkenmechanismus zu ersetzen. Der Rastklinkenmechanismus weist eine Zahnscheibe auf, welche um einen bestimmten Winkelbetrag zeitweise gedreht wird. Außerdem ist beschrieben, dass ein Elektromagnet über eine Zugstange diese Zahnscheibe schrittweise antreibt. Dabei handelt es sich jedoch um eine Nachführung um eine Achse; eine gleichzeitige Nachführung um eine zweite Achse, die Elevationsachse, ist bei diesem Stand der Technik nicht angesprochen.In JP 2002 25 23 65 A It is described to replace a stepper motor with reduction gear for a Sonnenstandsnachführeinrichtung by a latching mechanism. The latching mechanism has a toothed disk, which is rotated by a certain angle temporarily. In addition, it is described that a solenoid via a pull rod drives this pulley step by step. However, this is a tracking around an axis; a simultaneous tracking around a second axis, the elevation axis, is not addressed in this prior art.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Sonnenstandsnachführeinrichtung zu schaffen, welche eine tages- und jahreszeitlich optimierte Energieausbeute sichert, aber dennoch einfach im Aufbau, kostengünstig, störungsunanfällig, wartungsarm oder sogar wartungsfrei und ökologisch unbedenklich ist.In contrast there is the object of the invention is a Sonnenstandsnachführeinrichtung to create a day and seasonally optimized energy yield secures, but still simple in construction, inexpensive, trouble-free, low maintenance or even maintenance-free and ecological is harmless.

Diese Aufgabe wird durch eine Sonnenstandsnachführeinrichtung für ein Solarmodul mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 geschaffen. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.These Task is by a Sonnenstandsnachführeinrichtung for a solar module with the features according to claim 1 created. Appropriate further education are in the dependent claims Are defined.

Die erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführeinrichtung für ein Solarmodul weist einen Ständer und ein das Solarmodul tragendes bzw. befestigendes Tragwerk auf. Die Sonnenstandsnachführeinrichtung gemäß der Erfindung weist eine Verschwenkmöglichkeit für das Solarmodul um eine erste Achse und um eine Elevationsachse mittels eines Antriebs auf. Unter Verstellung um die erste Achse ist eine Verstellung bzw. Verschwenkung zu verstehen, welche ein Nachführen des Solarmoduls nach dem tageszeitlich bedingten veränderlichen Sonnenstand ermöglicht. Ein Nachführen des Solarmoduls um eine Elevationsachse berücksichtigt den sich jahreszeitlich veränderlichen Sonnenstand. Gemäß der Erfindung sind beide Achsen so miteinander mechanisch gekoppelt und derart angetrieben, dass bei Verstellung des Antriebs derart, dass das Solarmodul um eine erste Achse während eines Tages verschwenkt wird, gleichzeitig die Elevationsachse bezüglich ihrer Neigung nachgeführt bzw. mitgeführt wird. Das Mitführen des Solarmoduls um die Elevationsachse erfolgt dabei vorzugsweise kontinuierlich derart, dass die Mitführung des Solarmoduls um die Elevationsachse dem jeweiligen jahreszeitlichen Sonnenstandsverlauf angenähert ist. Dies bedeutet, dass die Verstellung des Solarmoduls um die Elevationsachse mit dem Antrieb für die Verstellung um die erste Achse erfolgt und damit täglich an den jahreszeitlich bedingten Sonnenstandsverlauf angepasst wird. Das Solarmodul wird dabei täglich aus seiner Ausrichtung in Richtung Osten am Morgen bis zu seiner Ausrichtung nach Westen am Abend geführt und wird am Ende eines Tages oder unmittelbar zu Sonnenaufgang oder davor wieder in die Ostrichtung zurückbewegt. Die Verschwenkung des Solarmoduls um die Elevationsachse erfolgt jedoch während eines ersten Jahreszeitabschnittes immer nur in einer Richtung, der Mitnahmerichtung. In der anderen Richtung zur Rückverschwenkung auf eine Sonnenaufgangsposition verbleibt sie in der Mitführungsposition des vorherigen Tages. Während eines zweiten Jahreszeitabschnittes erfolgt dies umgekehrt. Der wesentliche Vorteil einer derartigen einfachen mechanischen Einrichtung besteht darin, dass ohne zusätzliche Sensorik oder zusätzliche Antriebe mit einem einzigen Antrieb sowohl die Verschwenkung um die erste Achse als auch die Verschwenkung um die Elevationsachse erreicht werden kann. Da dafür keine hydraulischen Mittel benötigt werden, ist die einfache mechanische Kopplung zwischen der Verschwenkung um die erste Achse und der Verschwenkung um die Elevationsachse ökologisch unbedenklich, zudem kostengünstig und einfach im Aufbau.The Sun tracking device according to the invention for a Solar module has a stand and a supporting structure supporting or mounting the solar module. The Sonnenstandsnachführeinrichtung according to the invention has a pivoting possibility for the Solar module about a first axis and about an elevation axis by means of of a drive. Under adjustment around the first axis is a To understand adjustment or pivoting, which is a tracking of the Solar module according to the daytime conditional variable sun position allows. A tracking of the solar module around an elevation axis takes into account the seasonal variable Sun. According to the invention Both axes are mechanically coupled to each other and such driven that when adjusting the drive such that the Solar module around a first axis during one day is pivoted, at the same time the elevation axis with respect to their inclination tracked or carried becomes. Carrying the solar module about the elevation axis is preferably carried out continuously such that the entrainment of the solar module to the Elevation axis the respective seasonal position of the sun approximated is. This means that the adjustment of the solar module to the Elevation axis with the drive for adjustment to the first Axis takes place and thus daily adapted to the seasonal solar status course. The solar module is doing daily from his orientation eastward in the morning to his Orientation led west in the evening and will end at one Day or immediately at sunrise or before that again in the East direction moved back. The pivoting of the solar module about the elevation axis takes place however during of a first season section always in one direction only, that Driving direction. In the other direction to Rückverschwenkung to a sunrise position it remains in the carry-forward position of the previous day. While a second season section, this is reversed. Of the substantial advantage of such a simple mechanical device is that without additional Sensor technology or additional Drives with a single drive both the pivoting order reached the first axis and the pivoting about the elevation axis can be. Because of that no hydraulic means needed is the simple mechanical coupling between the pivoting around the first axis and the pivoting around the elevation axis ecologically harmless, also inexpensive and just under construction.

Vorzugsweise ist die erste Achse bezüglich des eine Längsachse definierenden Ständers geneigt und ist die Elevationsachse im wesentlichen rechtwinklig dazu und zu dieser Längsachse des Ständers angeordnet. Vorzugsweise ist die Elevationsachse horizontal angeordnet. Beide Achsen sind vorzugsweise im Raum so angeordnet, dass sie sich nicht schneiden. Ein wesentlicher Vorteil in der bezüglich der Längsachse des Ständers geneigten ersten Achse besteht darin, dass bei dem tageszeitlichen Verlauf die Neigung des Solarmoduls relativ flach ist. Beim Verschwenken des Solarmoduls um die erste Achse in Richtung nach Osten bzw. in Richtung nach Westen nimmt dadurch die Neigung des Solarmoduls zu, wodurch die Sonneneinstrahlung selbst bei einem relativ niedrigen Sonnenstand in den Morgenstunden bzw. in den Abendstunden unter einem relativ großen Winkel auf das Solarmodul trifft und damit die Energieausbeute verbessert wird.Preferably, the first axis is inclined with respect to the longitudinal axis defining stator and the elevation axis is arranged substantially perpendicular thereto and to this longitudinal axis of the stator. Preferably, the elevation axis is arranged horizontally. Both axes are preferably arranged in space so that they do not intersect. A significant advantage in the first axis, which is inclined with respect to the longitudinal axis of the stand, is that the inclination of the solar module is relatively high during the course of the day is flat. When tilting the solar module about the first axis in the direction of east or westward thereby increases the inclination of the solar module, whereby the solar radiation even at a relatively low position in the sun in the morning or in the evening at a relatively large angle to the Solar module hits and thus the energy yield is improved.

Vorzugsweise ist der Antrieb hinsichtlich seiner Drehachse so am Tragwerk angebracht, dass die Drehachse mit der ersten Achse fluchtet, d.h. der Antrieb auf der ersten Achse sitzt. Der Antrieb für die Verschwenkung des Solarmoduls um die erste Achse ist über ein Koppelgestänge mit einer Getriebeverstelleinrichtung verbunden, welche seinerseits Ständer und Tragwerk und/oder Solarmodul verbindet und über welche eine Verschwenkung des Solarmoduls um dessen Elevationsachse realisierbar ist. Das Koppelgestänge ist dabei vorzugsweise mit der Abtriebswelle des Antriebs verbunden, so dass eine Verschwenkung des Solarmoduls um seine erste Achse über das Koppelgestänge der Getriebeverstelleinrichtung zugeführt wird, d.h. es liegt eine mechanische Kopplung zwischen der Verschwenkung des Solarmoduls um die erste Achse und dessen Verschwenkung um die Elevationsachse vor.Preferably is the drive with respect to its axis of rotation so attached to the structure, that the axis of rotation is aligned with the first axis, i. the drive sitting on the first axle. The drive for the pivoting of the solar module around the first axis is over a coupling linkage connected to a transmission adjusting device, which in turn stand and supporting structure and / or solar module connects and via which a pivoting of the solar module can be realized around its elevation axis. The coupling linkage is preferably connected to the output shaft of the drive, so that a pivoting of the solar module about its first axis on the coupling linkage the gear shift device is supplied, i. it lies one mechanical coupling between the pivoting of the solar module about the first axis and its pivoting about the elevation axis in front.

Vorzugsweise weist die Getriebeverstelleinrichtung eine Teleskop-Gewindespindel und eine durch das Koppelgestänge betätigbare Ratsche auf. Die Teleskop-Gewindespindel ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass durch Verdrehung entweder eine Verlängerung oder durch Verdrehung in eine entgegengesetzte Richtung eine Verkürzung der Länge der Gewindespindel erzielbar ist. Wenn nun der Antrieb betätigt wird, wird über das Koppelgestänge auch die Ratsche betätigt. Die Ratsche ihrerseits führt zu einer Verschwenkung um die Elevationsachse bei der Bewegung des Solarmoduls beispielsweise während eines Tagesabschnittes aus seiner Ostausrichtung in Richtung auf seine Westausrichtung. Wird jedoch am Ende eines Tages oder zu Beginn des nächsten Tages das Solarmodul aus seiner Westausrichtung wieder in die Ostausrichtung gebracht, so überträgt die Ratsche diese Bewegung auf die Elevationsachse nicht. Dies trifft beispielsweise für einen ersten Jahreszeitabschnitt vom 22. Juni bis 21. Dezember eines Jahres zu. Während eines zweiten Jahresabschnittes vom 22. Dezember bis 21. Juni erfolgen die Verschwenkung und die Nichtmitnahme an dazu umgekehrten Tagesabschnitten. Die Funktion einer derartigen Ratsche ist prinzipiell identisch mit einer Ratsche für ein Werkzeug zum Lösen beispielsweise von Radmuttern bei einem PKW. Durch diese Kopplung zwischen dem Antrieb für die Verschwenkung des Solarmoduls um die erste Achse mit der Verschwenkung um die Elevationsachse und der Übertragung der Verschwenkung der Elevationsachse durch die Ratsche in nur einer Richtung wird gewährleistet, dass während des ersten Jahreszeitabschnittes die Elevationsachse tagesgenau der Elevation des Sonnenstandes nachgeführt bzw. angenähert mitgeführt wird. Die Nachführung durch eine entsprechende Anordnung der Gewindespindel zwischen dem Ständer und dem Tragwerk bzw. dem Solarmodul führt zu deren Verlängerung, was dazu führt, dass der Neigungswinkel des Solarmoduls um die vorzugsweise horizontal angeordnete Elevationsachse flacher wird. Wenn dagegen während eines zweiten Jahreszeitabschnittes, bei welchem der Sonnenstand niedriger wird, was beispielsweise im zweiten Halbjahr eines Jahres von der Sommersonnenwende zur Wintersonnenwende der Fall ist, ein steilerer Neigungswinkel des Solarmoduls vorteilhaft ist, so wird die Ratsche so betätigt bzw. so umgestellt, dass bei deren Betätigung die Teleskop-Gewindespindel verkürzend mitbewegt wird. Bei einer tagesbedingten Umstellung von der Westausrichtung in Richtung auf die Ostausrichtung um die erste Achse wird jedoch auch in diesem Fall die Teleskop-Gewindespindel durch die Ratsche weder verlängert noch verkürzt.Preferably has the gear adjustment a telescopic threaded spindle and one through the coupling linkage actuated Ratchet up. The telescopic threaded spindle is preferably so formed that by twisting either an extension or by twisting in an opposite direction a shortening of the length of the Threaded spindle can be achieved. Now when the drive is actuated, will over the coupling linkage also the ratchet operated. The ratchet in turn leads to a pivoting about the elevation axis in the movement of the Solar module, for example during of a day section from its eastward direction towards his western orientation. However, at the end of a day or at the beginning the next Day the solar module from its westward orientation back to the east orientation brought, transfers the ratchet this movement on the elevation axis is not. This is true, for example for one first season section from June 22 to December 21 of a year to. During one second part of the year from 22 December to 21 June the pivoting and non-driving on to reverse day sections. The function of such a ratchet is basically identical with a ratchet for a tool to solve for example, wheel nuts in a car. Through this coupling between the drive for the pivoting of the solar module about the first axis with the pivoting around the elevation axis and the transmission the pivoting of the elevation axis by the ratchet in only one Direction is ensured that while the first season section the elevation axis to the day the elevation of the position of the sun is tracked or approximated. The tracking by a corresponding arrangement of the threaded spindle between the stand and the structure or the solar module leads to its extension, which leads to, that the inclination angle of the solar module to the preferably horizontal arranged elevation axis becomes flatter. If, however, during a second season, in which the sun is lower which, for example, in the second semester of a year, will be Summer solstice to the winter solstice is the case, a steeper one Tilt angle of the solar module is advantageous, then the ratchet pressed or changed so that when you actuate the telescopic threaded spindle shortening is moved. In a daily change from the west orientation in the direction of the east alignment around the first axis, however also in this case, the telescopic threaded spindle through the ratchet neither extended even shorter.

Vorzugsweise kann an Stelle der Ratsche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ein Nocken in der Art einer Schrägscheibe vorgesehen sein, auf welchem die Gewindespindel abstützend geführt ist. Von diesem Nocken wird dabei sein erster Halbumfang innerhalb des ersten Jahreszeitabschnittes nur in eine Richtung überfahren, so dass die Teleskop-Gewindespindel verlängernd mitbewegt wird, wenn die Gewindespindel vom untersten zum obersten Teil des Nockens geführt wird. Nach Passieren des obersten Punktes des Nockens wird anschließend für den zweiten Jahreszeitabschnitt der zweite Halbumfang überfahren, wodurch die Teleskop-Gewindespindel verkürzend mitbewegt wird. Die Gewindespindel ist dabei am Nocken so geführt, dass bei der Rückwärtsbewegung von der Azimutausrichtung West auf die Azimutausrichtung Ost die Gewindespindel in ihrer Längenverstellung konstant bleibt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass bei der Rückwärtsbewegung von Westausrichtung auf Ostausrichtung der Nocken feststehend ist, d.h. sich nicht bewegt, wohingegen der Nocken zur Gewährleistung einer tagesgenauen Elevationseinstellung bei der Azimutverstellung von Ost nach West mitbewegt wird.Preferably can instead of the ratchet according to a another embodiment a cam in the manner of a swash plate be provided, on which the threaded spindle is guided supporting. This cam will be his first half-circumference within the first season pass only in one direction, so that the telescopic threaded spindle prolonging is moved when the threaded spindle from the bottom to the top Part of the cam becomes. After passing the top of the cam is then for the second Passing over the second half-circumference of the season section, which causes the telescopic threaded spindle shortening is moved. The threaded spindle is guided on the cam so that in the backward movement from the azimuth orientation west to the azimuth orientation east the Threaded spindle in its length adjustment remains constant. This can for example be done by that at the backward movement from west facing to east facing the cam is fixed, i.e. does not move, whereas the cam for warranty a daily elevation adjustment in the azimuth adjustment moved from east to west.

Der Winkel, um den eine Verstellung des Solarmoduls um die Elevationsachse erfolgt, hängt unter anderem von der gewählten Steigung des Gewindes der Gewindespindel ab, im Falle eines Nockens vom Neigungswinkel seiner Schrägfläche.Of the Angle to the one adjustment of the solar module about the elevation axis done, hangs among others, from the chosen one Slope of the thread of the threaded spindle, in the case of a cam from Inclination angle of its inclined surface.

Die Teleskop-Gewindespindel ist vorzugsweise so mit dem Ständer und dem Tragwerk und/oder dem Solarmodul verbunden, dass vom Beginn bis zum Ende des ersten Jahreszeitabschnittes, d.h. vom 22. Dezember bis 21. Juni, die Elevationsneigung des Solarmoduls sich verringert, d.h. dessen Neigungswinkel flacher wird, und vom Beginn bis zum Ende des zweiten Jahreszeitabschnittes, d.h. vom 22. Juni bis 21. Dezember eines jeden Jahres, sich vergrößert, d.h. dessen Neigungswinkel steiler wird. Dadurch wird gewährleistet, dass die Sonneneinstrahlung unter einem möglichst großen Winkel auf das Solarmodul auftrifft, so dass eine erhöhte Energieausbeute möglich ist.The telescopic threaded spindle is preferably connected to the stand and the supporting structure and / or the solar module such that from the beginning to the end of the first season section, that is, from December 22 to June 21, the elevation tilt of the solar module decreases, ie, its slope angle becomes flatter, and increases from the beginning to the end of the second season, ie, from June 22 to December 21 of each year, ie whose inclination angle becomes steeper. This ensures that the solar radiation impinges on the solar module at as large an angle as possible, so that an increased energy yield is possible.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Getriebeverstelleinrichtung so ausgebildet, dass am Ende eines Jahreszeitabschnittes die Ratsche von der einen Richtung, in welche das Mitführen der Elevationsachse während des einen Jahreszeitabschnittes gewährleistet wird, umgestellt wird auf die entgegengesetzte Richtung, in der ein Mitführen der Elevationsachse in dem anderen Jahreszeitabschnitt erfolgt. Diese manuelle Umstellung hat den Vorteil, dass ein besonders einfacher konstruktiver Aufbau, welcher zudem kostengünstig ist und auch störunanfällig ist, realisierbar ist. Es ist jedoch auch möglich, dass an der Ratsche ein Anschlag vorgesehen ist oder eine Abtastung erfolgt, so dass kontinuierlich automatisch am Ende eines Jahreszeitabschlusses auf die andere Richtung jeweils umstellbar ist, in welcher die Ratsche ein Mitführen der Elevationsachse bei erfolgendem Antrieb der Verstellung des Solarmoduls um dessen erste Achse bewirkt.In A preferred embodiment is the transmission adjustment designed so that at the end of a season section the ratchet from the one direction in which the entrainment of the elevation axis during the ensures a season section is switched to the opposite direction, in the a carry the elevation axis is done in the other season section. This manual changeover has the advantage of being a particularly easy one constructive structure, which is also inexpensive and is also susceptible to interference, is feasible. However, it is also possible that at the ratchet a stop is provided or a scan is made, so that continuously automatically at the end of a season ending the other direction is each convertible, in which the ratchet a carry the elevation axis when successful drive the adjustment of the Solar module causes about its first axis.

Vorzugsweise ist die Steigung des Gewindes der Gewindespindel, welche durch die Ratsche in einer Richtung zur Verschwenkung des Solarmoduls um die Elevationsachse wirkt, über einen Jahreszeitabschnitt nicht konstant, d.h. veränderlich. Insbesondere während der Wintersonnenwende ist es möglich, dass die Verstellung langsamer bzw. geringer ausgeführt wird, weil die Energieausbeute während dieser Zeit ohnehin relativ gering ist. Zum andern kann die Verstellung um die Sommersonnenwende ebenfalls geringer ausfallen, weil während dieser Zeit eine hohe Energieausbeute ohnehin gewährleistet wird. Die Modifizierung des Gewindes der Gewindespindel kann darüber hinaus auch so ausgeführt sein, dass während der Sonnenwendzeiten ein Leerlauf bzw. ein Freilauf vorgesehen ist, welcher beispielsweise über einen Zeitraum 10 Tage vor und 10 Tage nach der jeweiligen Sonnenwende wirkt. Dadurch erfolgt um die Sonnenwendzeiten keine Mitführung der Elevation mit der Verstellung bzw. Verschwenkung des Solarmoduls um dessen erste Achse, und zwar aus den oben genannten Gründen. Wenn die Verstellung daher nicht über volle 180 Tage erfolgt, ergibt sich eine weitere mechanische Vereinfachung der erfindungsgemäßen Sonnenstandsnachführeinrichtung.Preferably is the pitch of the thread of the threaded spindle, which by the Ratchet in one direction for pivoting the solar module around the Elevation axis acts, over a season section not constant, i. mutable. Especially during the winter solstice it is possible that the adjustment is carried out more slowly or less, because the energy yield during this Time is relatively low anyway. On the other hand, the adjustment around the summer solstice also turn out lower, because during this Time a high energy yield is guaranteed anyway. The modification the thread of the threaded spindle can also be designed so that while the solstice times an idle or freewheel is provided which, for example, over a period 10 days before and 10 days after the respective solstice acts. As a result, there is no entrainment of the elevation around the solstice times with the adjustment or pivoting of the solar module to the first axis, and for the reasons mentioned above. If the adjustment therefore not over full 180 days, there is another mechanical simplification The Sonnenstandsnachführeinrichtung invention.

Vorzugsweise wird bei der Sonnenstandsnachführeinrichtung das Solarmodul um seine erste Achse in einem Winkelbereich von +55 Grad bis –55 Grad, insbesondere +40 Grad bis –40 Grad, insbesondere +35 Grad bis –35 Grad, jeweils bezogen auf die Mittelposition, welche der Mittagsposition (0°-Position) beim Tageszeitablauf entspricht, verstellbar ist. Durch diesen relativ großen Winkelverstellbereich von maximal 110 Grad gegebenenfalls auch 120 Grad wird durch die schräggestellte erste Achse ein steileres Ausrichten des Solarmoduls in den Morgen- bzw. Abendstunden eines Tages erreicht.Preferably is at the Sonnenstandsnachführeinrichtung the solar module around its first axis in an angular range of +55 Degrees to -55 degrees, especially +40 degrees to -40 Degrees, in particular +35 degrees to -35 degrees, in each case based on the Middle position, which is the noon position (0 ° position) at the time of day corresponds, is adjustable. Due to this relatively large Winkelverstellbereich of a maximum of 110 degrees 120 degrees, if necessary, is inclined by the first axis a steeper alignment of the solar module in the morning or Evening hours one day.

Die Elevationsachse des Solarmoduls ist vorzugsweise in einem Winkelbereich von 20 Grad bis 60 Grad, insbesondere 20 Grad bis 40 Grad, insbesondere 25 Grad bis 35 Grad verstellbar. Durch diesen relativ großen Verschwenkbereich ist es möglich, tagesgenau über jeweils ein halbes Jahr eine optimale Ausrichtung des Solarmoduls auf den jeweiligen Sonnenstand sowohl tageszeitlich auch jahreszeitlich zu realisieren.The Elevation axis of the solar module is preferably in an angular range from 20 degrees to 60 degrees, especially 20 degrees to 40 degrees, in particular 25 degrees to 35 degrees adjustable. Through this relatively large pivoting range Is it possible, over the day each half a year an optimal orientation of the solar module on the respective position of the sun both daily and seasonal to realize.

Vorzugsweise weist der Antrieb einen Stellmotor, insbesondere einen Schrittmotor auf. Das Steuerprogramm des Schrittmotors kann dabei in einer Steuerplatine im Motor selbst abgelegt sein und berücksichtigt in der Regel den tageszeitlichen Verlauf des Sonnenstandes, so dass der Schrittmotor gegebenenfalls schrittweise oder im Wesentlichen kontinuierlich in sehr kleinen langsamen Schritten gesteuert wird.Preferably the drive has a servomotor, in particular a stepping motor on. The control program of the stepper motor can be in a control board be stored in the engine itself and usually takes into account the Daytime course of the sun, so that the stepper motor if necessary gradually or essentially continuously in very small slow steps is controlled.

Vorzugsweise ist das Solarmodul ein Fotovoltaikmodul, ein Kollektormodul oder ein Brennspiegelmodul.Preferably the solar module is a photovoltaic module, a collector module or a burning mirror module.

Mit der erfindungsgemäßen Sonnenstandsnachführeinrichtung ist es somit in einfacher Weise möglich, durch Vorsehen eines einzigen Antriebs zur Verstellung des Solarmoduls um seine erste Achse gleichzeitig über eine einfache mechanische Kopplung in Verbindung mit einer Ratsche die Elevationsachse tagesgenau an den jeweiligen jahreszeitlich sich verändernden Sonnenstandsverlauf anzupassen bzw. anzunähern, ohne dass für jede Verschwenkachse ein gesonderter Antrieb erforderlich wäre. Die kontinuierliche Verstellung über eine Gewindespindel ermöglicht dabei eine besonders einfache und wartungsarme mechanische Verschwenkmöglichkeit. Es ist jedoch auch möglich, an Stelle einer kontinuierlichen Verstellung über eine Gewindestange auch eine diskontinuierliche, d.h. schrittweise Verstellung vorzusehen, wobei vorzugsweise dabei ebenfalls eine tagesgenaue Elevationsverschwenkung vorgenommen werden soll. Um die Effektivität zu verbessern und eine Erhöhung bei der Energieausbeute zu erzielen, ist es jedenfalls bevorzugt, eine Elevationsverstellung in deutlich kleineren Schritten vorzunehmen, als dies im Stand der Technik vorgesehen ist.With The Sonnenstandsnachführeinrichtung invention Thus, it is possible in a simple manner, by providing a single drive to adjust the solar module to its first Axis simultaneously over a simple mechanical coupling in conjunction with a ratchet the elevation axis to the day to the respective seasonal changing Adapting or approaching the course of the sun's position without having to use any pivoting axis a separate drive would be required. The continuous adjustment over one Threaded spindle allows while a particularly simple and low-maintenance mechanical Verschwenkmöglichkeit. However, it is also possible in place of a continuous adjustment via a threaded rod also a discontinuous, i. to provide gradual adjustment, preferably also a daily elevation pivoting should be made. To improve the effectiveness and increase in the In any case, it is preferred to achieve an elevation adjustment of the energy yield in significantly smaller steps than in the state of Technique is provided.

Eine einfache Ausbildung der Sonnenstandsnachführeinrichtung gemäß der Erfindung ist auch in der Weise gegeben, dass beispielsweise während des Winters dennoch die Ostausrichtung des Solarmoduls bereits morgens noch vor Sonnenaufgang angefahren wird, wobei über den Antrieb für die Azimutverstellung während der Nacht sozusagen blind verstellt wird, so dass bei Sonnenaufgang das Solarmodul dennoch optimal auf die noch tief stehende Sonne gerichtet ist. Dadurch ist eine weiter vereinfachte Steuerung der gesamten Sonnenstandsnachführeinrichtung gewährleistet.A simple design of Sonnenstandsnachführeinrichtung according to the invention is also given in such a way that, for example, during the Winters yet the east facing of the solar module already in the morning being approached before sunrise, using the drive for the azimuth adjustment while The night, so to speak, is blindly adjusted, so that at sunrise the solar module still optimally on the still low sun is directed. This is a further simplified control of entire Sonnenstandsnachführeinrichtung guaranteed.

Damit eine zuverlässige Kopplung und optimale Kraftübertragung vom Antriebsmotor für die Azimutverstellung zur Verstellung der Getriebeverstelleinrichtung für die Elevationsverstellung gegeben ist, ist das Koppelgetriebe mit Kugelköpfen an den jeweiligen Gelenkpunkten versehen. Dadurch wird gewährleistet, dass selbst bei Verstellung und sich verändernden Winkeln eine gleichmäßige und zuverlässige Kraftübertragung gewährleistet ist.In order to a reliable one Coupling and optimal power transmission from the drive motor for the azimuth adjustment for adjusting the transmission adjustment for the Elevation adjustment is given, the coupling mechanism with ball heads to the provided respective hinge points. This will ensure that even with adjustment and changing angles, a smooth and reliable power transmission guaranteed is.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sonnenstandsnachführeinrichtung besteht gegenüber bekannten Einrichtungen auch darin, dass ein feststehender Ständer erheblich weniger Energieaufwand zur Verstellung um die jeweiligen Achsen erfordert, mithin die Sonnenstandsnachführeinrichtung energetisch noch weiter verbessert ist.One Another significant advantage of Sonnenstandsnachführeinrichtung invention exists across from known devices also in that a fixed stand considerably less energy required for adjustment around the respective axes requires, therefore, the Sonnenstandsnachführeinrichtung energetically is further improved.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:Further Advantages and embodiments of the invention will now be described with reference to a preferred embodiment detailed below with reference to the accompanying drawings explained. In the drawing show:

1 einen prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Sonnenstandsnachführeinrichtung; 1 a basic structure of the Sonnenstandsnachführeinrichtung invention;

2 eine vergrößerte Detailansicht des Koppelgestänges und der Getriebeverstelleinrichtung; 2 an enlarged detail view of the coupling rod and the Getriebeverstelleinrichtung;

3 die Sonnenstandsnachführeinrichtung mit jahreszeitlich bedingten veränderten Elevationswinkeln jeweils für eine Mittagsstellung; 3 the Sonnenstandsnachführeinrichtung with seasonally altered elevation angles each for a midday position;

4 eine Seitenansicht für jahreszeitlich niedrigen Sonnenstand in Mittagsstellung; und 4 a side view for seasonal low sun in noon position; and

5 die erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführeinrichtung mit zwei Azimutstellungen, einer Mittagsstellung und einer Morgen- oder Abendstellung. 5 The sun tracking device according to the invention with two Azimutstellungen, a lunch and a morning or evening position.

In 1 ist die erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführeinrichtung in räumlicher Darstellung gezeigt. Zur Vereinfachung ist das eigentliche Solarmodul 1 weggelassen, lediglich das Tragwerk 2 ist detailliert dargestellt. Das Tragwerk 2 besteht aus einem unteren Träger 2.1 und einem oberen Träger 2.2 (siehe 3), an welchen nicht bezeichnete Querträger angeordnet sind, auf welchen ein plattenförmiges Solarmodul befestigt werden kann. Das untere Teil 2.1 und das obere Teil 2.2 des Tragwerks 2 sind um eine erste Achse 3 gegeneinander beweglich, wobei das untere Teil 2.1 des Tragwerks um eine waagerechte Achse 4, die Elevationsachse, am oberen Teil eines Ständers 10 schwenkbar ist. Eine Verstellung mittels einem Antriebsmotor 5 um die erste Achse 3 ist prinzipiell durch den Doppelpfeil 7 dargestellt. Die in 1 gezeigte Darstellung entspricht etwa der Mittagsstellung, bei welcher das untere Teil 2.1 und das obere Teil 2.2 des Tragwerks in ihrer sogenannten Nullstellung bzw. 0°-Stellung zueinander angeordnet sind. Eine Verstellung um die Elevationsachse 4 ist durch den Doppelpfeil 8 gekennzeichnet.In 1 the sun position tracking device according to the invention is shown in a spatial representation. For simplification, the actual solar module 1 omitted, only the structure 2 is shown in detail. The structure 2 consists of a lower carrier 2.1 and an upper carrier 2.2 (please refer 3 ), on which non-designated cross member are arranged, on which a plate-shaped solar module can be attached. The lower part 2.1 and the upper part 2.2 of the structure 2 are about a first axis 3 movable against each other, the lower part 2.1 of the structure around a horizontal axis 4 , the elevation axis, at the top of a stand 10 is pivotable. An adjustment by means of a drive motor 5 around the first axis 3 is in principle by the double arrow 7 shown. In the 1 The illustration shown corresponds approximately to the midday position, in which the lower part 2.1 and the upper part 2.2 of the structure are arranged in their so-called zero position or 0 ° position to each other. An adjustment around the elevation axis 4 is by the double arrow 8th characterized.

2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Details A, welches ein Koppelgestänge 11 zeigt, welches am oberen Teil 2.2 des Tragwerks 2 angelenkt ist und bei dessen Verschwenkung über weitere Koppelglieder eine Bewegung, welche durch den Antriebsmotor 5 ausgeübt wird, auf eine Ratsche 14 überträgt, welche mit einer Teleskop-Gewindespindel 13 verbunden ist. Die Ratsche 14 und die Teleskop-Gewindespindel 13 bilden gemeinsam die Getriebeverstelleinrichtung 12. Bei Bewegung des oberen Teils 2.2 des Tragwerks 2 um die erste Achse 3, wenn das Solarmodul dem Tagessonnenverlauf folgend bewegt wird, wird die Ratsche 14 betätigt, so dass sich je nach Jahreszeitabschnitt die Teleskop-Gewindespindel 13 verlängert oder verkürzt und damit die tagesgenaue Elevationsanpassung bzw. -annäherung der erfindungsgemäßen Sonnenstandsnachführeinrichtung gewährleistet ist. Die Ratsche ist so aufgebaut, dass bei der Rückführung entgegen der Ratschen-Mitnahmerichtung eine Kopplung unterbrochen ist, d.h. eine Bewegung auf die Elevationsverstellung nicht erfolgt. 2 shows an enlarged view of a detail A, which is a coupling linkage 11 shows which at the top 2.2 of the structure 2 is articulated and during the pivoting about further coupling members a movement, which by the drive motor 5 is exercised on a ratchet 14 transmits which with a telescopic threaded spindle 13 connected is. The ratchet 14 and the telescopic threaded spindle 13 together form the gear adjustment 12 , When moving the upper part 2.2 of the structure 2 around the first axis 3 when the solar module is moved following the daily sun gradient, the ratchet will turn 14 operated, so that, depending on the season section, the telescopic threaded spindle 13 lengthened or shortened and thus the daily precision elevation adjustment or approximation of the invention Sonnenstandsnachführeinrichtung is guaranteed. The ratchet is constructed so that in the return against the ratchet entrainment direction a coupling is interrupted, ie a movement to the elevation adjustment does not take place.

In 3 ist die erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführeinrichtung für zwei Elevationsstellungen gezeigt. Die steilere Elevationsstellung entspricht dabei einer Stellung zu einer Jahreszeit, bei welcher der Sonnenstand relativ niedrig ist, d.h. beispielsweise während des Winters, wohingegen die flachere Ausrichtung einer der Sommerzeit entsprechende Ausrichtung der Elevationsachse zeigt. Beide Stellungen sind in beispielhafter Weise für die Mittagsstellung gezeigt. In dieser 3 ist ersichtlich, dass die Teleskop-Gewindespindel 13 bei der steileren Elevation nahezu bis zum Anschlag eingefahren ist, wohingegen für die flachere Elevationsverstellung die Teleskop-Gewindespindel 13 nahezu komplett ausgefahren ist. Somit stellt die 13 im Wesentlichen den kompletten Elevationsverstellbereich dar.In 3 the sun position tracking device according to the invention for two elevation positions is shown. The steeper elevation position corresponds to a position at a time of year in which the position of the sun is relatively low, ie, for example, during winter, whereas the shallower orientation of a summer time shows the alignment of the elevation axis. Both positions are shown in an exemplary manner for lunch. In this 3 it can be seen that the telescopic threaded spindle 13 in the steeper elevation is retracted almost to the stop, whereas for the shallower elevation adjustment, the telescopic threaded spindle 13 is almost completely extended. Thus, the 13 essentially the complete elevation adjustment range.

4 zeigt eine Seitenansicht für eine für den Winter vorgesehene Elevationsstellung, wobei ebenfalls nur die Mittagsstellung der Einfachheit halber gezeigt ist. Wiederum ersichtlich ist die für diese steile Elevationsstellung im Wesentlichen komplett eingefahrene Teleskop-Gewindespindel 13. 4 shows a side view of a planned for winter elevation position, wherein also only the midday position is shown for simplicity. Once again, the telescopic threaded spindle, which is essentially completely retracted for this steep elevation position, can be seen 13 ,

Und schließlich sind in 5 für die erfindungsgemäße Sonnenstandsnachführeinrichtung zwei Stellungen der Azimutverstellung gezeigt: Die Mittagsstellung und eine Morgen- bzw. Abendstellung. Daraus ist ersichtlich, dass durch die Schrägstellung der ersten Achse 3 bei Verschwenkung um diese erste Achse 3 der Anstellwinkel des Solarmoduls zu Tageszeiten mit relativ niedrigem Sonnenstand, d.h. im Wesentlichen morgens und abends, das Solarmodul einen relativ steilen Winkel einnimmt, wohingegen während der Mittagszeit der Winkel deutlich flacher ist, um möglichst optimale Sonneneinstrahlungsbedingungen während des scheinbaren Sonnenlaufs sicherzustellen.And finally are in 5 for the sun position tracking device according to the invention two positions of the azimuth adjustment shown: The noon position and a morning or evening position. It can be seen that by the inclination of the first axis 3 when pivoting about this first axis 3 the angle of attack of the solar module at times of day with relatively low sun, ie essentially morning and evening, the solar module occupies a relatively steep angle, whereas during the noon time the angle is much flatter to ensure optimum solar radiation conditions during the apparent sun.

11
Solarmodulsolar module
22
TragwerkStructure
2.12.1
unteres Teil des Tragwerkslower Part of the structure
2.22.2
oberes Teil des Tragwerksupper Part of the structure
33
erste Achsefirst axis
44
Elevationsachseelevation axis
55
Antriebdrive
77
Verschwenkung um die erste Achsepivoting around the first axis
88th
Verschwenkung um die Elevationsachsepivoting around the elevation axis
99
Längsachse des Ständerslongitudinal axis of the stand
1010
Ständerstand
1111
Koppelgestängecoupling linkage
1212
GetriebeverstelleinrichtungGetriebeverstelleinrichtung
1313
Teleskop-GewindespindelTelescopic screw
1414
Ratscheratchet

Claims (12)

Sonnenstandsnachführeinrichtung für ein Solarmodul mit einem Ständer und einem das Solarmodul (1) befestigenden Tragwerk (2), bei welchem das Solarmodul (1) um eine erste Achse (3) und um eine Elevationsachse (4) mittels eines Antriebs (5) verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass beide Achsen (3, 4) so miteinander mechanisch gekoppelt und derart angetrieben sind, dass durch eine Verschwenkung (7) des Solarmoduls (1) um die erste Achse (3) während eines Tages die Elevationsachse (4) bezüglich ihrer Neigung mitgeführt wird, welche Mitführung dem jeweiligen jahreszeitlichen Sonnenstandsverlauf angenähert ist.Sun position tracking device for a solar module with a stand and a solar module ( 1 ) supporting structure ( 2 ), in which the solar module ( 1 ) about a first axis ( 3 ) and about an elevation axis ( 4 ) by means of a drive ( 5 ) Is pivotable, characterized in that both axes ( 3 . 4 ) are mechanically coupled to each other and driven in such a way that by a pivoting ( 7 ) of the solar module ( 1 ) about the first axis ( 3 ) during one day the elevation axis ( 4 ) is carried along with respect to their inclination, which entrainment is approximated to the respective seasonal position of the sun. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (3) bezüglich des eine Längsachse (9) definierenden Ständers (10) geneigt ist und die Elevationsachse (4) im wesentlichen rechtwinkelig dazu und zur Längsachse (9) des Ständers (10), insbesondere horizontal, verläuft.Sun position tracking device according to claim 1, characterized in that the first axis ( 3 ) with respect to a longitudinal axis ( 9 ) defining stand ( 10 ) and the elevation axis ( 4 ) substantially perpendicular thereto and to the longitudinal axis ( 9 ) of the stand ( 10 ), in particular horizontally, runs. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) auf der ersten Achse (3) sitzt und über ein Koppelgestänge (11) mittels einer Ständer (10) und Tragwerk (2) und/oder Solarmodul (1) verbindenden Getriebeverstelleinrichtung (12) eine Verstellung (8) des Solarmoduls (1) um dessen Elevationsachse (4) erzeugt.Sun position tracking device according to claim 1 or 2, characterized in that the drive ( 5 ) on the first axis ( 3 ) and via a coupling rod ( 11 ) by means of a stand ( 10 ) and structure ( 2 ) and / or solar module ( 1 ) connecting gear adjusting device ( 12 ) an adjustment ( 8th ) of the solar module ( 1 ) about its elevation axis ( 4 ) generated. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeverstelleinrichtung (12) eine Teleskop-Gewindespindel (13) und eine durch das Koppelgestänge (11) betätigbare Ratsche (14) aufweist, welche innerhalb eines ersten Jahreszeitabschnittes nur in eine erste Richtung die Teleskop- Gewindespindel (13) verlängernd mitbewegt und innerhalb eines zweiten Jahreszeitabschnittes nur in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung die Teleskop-Gewindespindel (13) verkürzend mitbewegt, bei Bewegung der Ratsche (14) in eine Richtung entgegengesetzt zu der jeweiligen ersten oder zweiten Richtung die Teleskop-Gewindespindel (13) weder verlängert noch verkürzt.Sun position tracking device according to claim 3, characterized in that the transmission adjusting device ( 12 ) a telescopic threaded spindle ( 13 ) and one through the coupling linkage ( 11 ) operable ratchet ( 14 ), which within a first season section only in a first direction, the telescopic threaded spindle ( 13 ) extending along and within a second season section only in a direction opposite to the second direction second direction the telescopic threaded spindle ( 13 ) shortened, with movement of the ratchet ( 14 ) in a direction opposite to the respective first or second direction of the telescopic threaded spindle ( 13 ) neither extended nor shortened. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeverstelleinrichtung (12) eine Teleskop-Gewindespindel (13) und einen die Gewindespindel (13) führenden Nocken in der Art einer Schrägscheibe aufweist, dessen erster Halbumfang innerhalb eines ersten Jahreszeitabschnittes nur in eine Richtung überfahrbar ist und dabei die Teleskop-Gewindespindel (13) verlängernd mitbewegt und dessen zweiter Halbumfang eines zweiten Jahreszeitabschnittes anschließend überfahrbar ist und dabei die Teleskop-Gewindespindel (13) verkürzend mitbewegt, wobei die Gewindespindel (13) so am Nocken geführt ist, dass bei einer Rückwärtsbewegung entgegen der nur einen Richtung die Gewindespindel (13) in ihrer Längenverstellung konstant bleibt.Sun position tracking device according to claim 3, characterized in that the transmission adjusting device ( 12 ) a telescopic threaded spindle ( 13 ) and a threaded spindle ( 13 ) leading cam in the manner of a swash plate, the first half-circumference within a first season portion is traversable in one direction and thereby the telescopic threaded spindle ( 13 ) is moved along and whose second half-circumference of a second season section is subsequently traversable while the telescopic threaded spindle ( 13 ) moved along shortening, wherein the threaded spindle ( 13 ) is guided on the cam, that in a reverse movement against the only one direction, the threaded spindle ( 13 ) remains constant in its length adjustment. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskop-Gewindespindel (13) so mit dem Ständer (10) und dem Tragwerk (2) verbunden ist, dass vom Beginn zum Ende des ersten Jahreszeitabschnittes (22. Dezember bis 21. Juni) die Elevationsneigung des Solarmoduls (1) sich verringert und vom Beginn zum Ende des zweiten Jahreszeitabschnittes (22. Juni bis 21. Dezember) sich vergrößert.Sun position tracking device according to claim 4 or 5, characterized in that the telescopic threaded spindle ( 13 ) so with the stand ( 10 ) and the structure ( 2 ), that from the beginning to the end of the first season section (22 December to 21 June) the elevation gradient of the solar module ( 1 ) and increases from the beginning to the end of the second season section (22 June to 21 December). Sonnenstandsnachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeverstelleinrichtung manuell am Ende eines Jahreszeitabschnittes von der einen Richtung auf die andere Richtung umstellbar ist.Sun position tracking device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the transmission adjustment manually at the end of a season section of the one Direction to the other direction is convertible. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeverstelleinrichtung (12) über einen Anschlag oder kontinuierlich automatisch am Ende eines Jahreszeitabschnittes von der einen auf die andere Richtung umstellbar ist.Sun position tracking device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the transmission adjusting device ( 12 ) via a stop or continuously automatically at the end of a season section from one to the other direction is reversible. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul (1) um seine Azimutachse (3) in einem Winkelbereich von +55° bis –55°, insbesondere +40° bis –40°, insbesondere +35° bis –35°, bezogen auf seine Mittelposition, verstellbar ist.Sun position tracking device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the solar module ( 1 ) about its azimuth axis ( 3 ) in an angular range of + 55 ° to -55 °, in particular + 40 ° to -40 °, in particular + 35 ° to -35 °, based on its central position, is adjustable. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul (1) um seine Elevationsachse (4) in einem Winkelbereich von 20° bis 60°, insbesondere 20° bis 40°, insbesondere 25° bis 35°, verstellbar ist.Sun position tracking device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the solar module ( 1 ) about its elevation axis ( 4 ) in an angular range of 20 ° to 60 °, in particular 20 ° to 40 °, in particular 25 ° to 35 °, is adjustable. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) einen Stellmotor, insbesondere einen Schrittmotor, aufweist.Sun position tracking device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the drive ( 5 ) has a servomotor, in particular a stepper motor. Sonnenstandsnachführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul (1) ein Fotovoltaik-, ein Kollektor-, oder ein Brennspiegelmodul ist.Sun position tracking device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the solar module ( 1 ) is a photovoltaic, a collector, or a Brennspiegelmodul.
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