DE102006042092A1 - Montagesystem für ein Solarmodul - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen
wird ein Montageelement 2 für
ein Solarmodul 1 mit mindestens zwei auf einer im Wesentlichen ebenen
Basisplatte 8 befestigten Stützelementen
7, wobei die Stützelemente
7 jeweils an einem basisplattenabgewandten Ende eine zur Ebene der
Basisplatte 8 geneigte Montagekante 6 zur Montage eines Solarmoduls
1 aufweisen und wobei zur Erzeugung des Neigungswinkels der Montagekante
6 ein basisplattenfernes Ende der Montagekante 6 jeweils eines Stützelements
7 mit einem größeren Abstand
von der Basisplatte 8 beabstandet ist als ein basisplattennahes
Ende des jeweiligen Stützelements
7. Dabei ist der Zwischenraum zwischen den Endabschnitten 9 der
Stützelemente
7 im Bereich der basisplattenfernen Enden ihrer Montagekanten 6
im Wesentlichen auf der gesamten Länge des Abstandes von der Basisplatte
8 offen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Montagesystem für ein Solarmodul, insbesondere ein Dachmontagesystem, mit einem Montageelement mit mindestens zwei auf einer im Wesentlichen ebenen Basisplatte befestigten Stützelementen und jeweils einer an den Stützelementen des Montageelements befestigten Montageschiene zur Befestigung eines Solarmoduls sowie ein derartiges Montageelement. Das erfindungsgemäße Montagesystem eignet sich insbesondere zur Montage von Photovoltaik-Solarmodulen auf ebenen oder schwach geneigten Flächen, wie Flachdächern oder Freilandinstallationen.
- Zur Montage von Photovoltaik-Solarmodulen auf Flachdächern werden häufig Montageelemente aus Kunststoff mit einer wannenartigen Grundform verwendet. Die Grundform weist dabei eine im Wesentlichen rechteckige Basisplatte mit umlaufenden Wandungen auf. Zur Erzeugung eines Neigungswinkels, der theoretisch durch die geographische Breite des Aufstellungsortes des betreffenden Montageelementes vorgegeben ist und für Mitteleuropa bei ca. 25° liegt, weisen die Wandungen an den Längskanten der Basisplatte eine unterschiedliche Höhe auf. Diese beiden Wandungen dienen als Stützelemente zur Befestigung von üblicherweise zwei beabstandeten Montageschienen, an denen wiederum ein Photovoltaik-Solarmodul befestigt ist.
- Da es aufgrund von möglicherweise auftretenden Dichtigkeitsproblemen eines betreffenden Flachdaches nicht erwünscht ist, das Dachmontagesystem mit dem Dach zum Beispiel zu verschrauben, werden die Montageelemente mittels schwerer Gegenstände, z.B. Steinen oder Kies, die in die Wanne eingebracht werden, auf dem Dach fixiert.
- Bei derartigen Montageelementen treten jedoch Probleme hinsichtlich der Effizienz der so montierten Photovoltaik-Solarmodule auf. Die Effizienz von Photovoltaik-Solarmodulen, z.B. aus Silizium, weist eine Temperaturabhängigkeit auf. Bei zu starker Erwärmung der Photovoltaik-Solarmodule nimmt die Effizienz der Photovoltaik-Solarmodule ab, da der Innenwiderstand des Photovoltaik-Solarmoduls zunimmt.
- Die wannenartige Ausgestaltung der Montageelemente behindert die Hinterlüftung der darauf montierten Photovoltaik-Solarmodule, wodurch sich erhitzte Luft hinter den Photovoltaik-Solarmodulen stauen kann, oder zumindest deren Abzug behindert wird. Im letztgenannten Fall zieht die erhitzte Luft direkt an der rückseitigen Fläche der Photovoltaik-Solarmodule vorbei, wodurch diese ebenfalls aufgewärmt werden.
- Die wannenartige Ausgestaltung der Montagelemente behindert ebenfalls das Verkabeln der Module, da in der Regel die Anschlusskabel der Solarmodule auf der Rückseite des Moduls angebracht sind. Wird beispielsweise vergessen die Kabel vor der Modulmontage nach außen zu legen, muss unter Umständen das Solarmodul wieder demontiert werden, um an die Anschlusskabel gelangen zu können.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Montagesystem für Solarmodule bereitzustellen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere das rückseitige Erwärmen von montierten Photovoltaik-Solarmodulen durch im Bereich des Montagesystems aufgestaute erhitzte Luft vermeidet, wobei eine sichere und einfache Fixierung des Montagesystems auf einem Flachdach möglich sein soll. Zusätzlich soll die Verkabelung und Montage der Solarmodule gegenüber wannenartigen Montagesystemen erheblich erleichtert werden.
- Diese Aufgabe wird durch das anspruchsgemäße Montageelement und das anspruchsgemäße Dachmontagesystem gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
- Bei dem erfindungsgemäßen Montageelement für Solarmodule sind mindestens zwei auf einer im Wesentlichen ebenen Basisplatte befestigte Stützelemente vorgesehen. Die Stützelemente weisen jeweils an einem basisplattenabgewandten Ende eine zur Ebene der Basisplatte geneigte Montagekante zur Montage eines Solarmoduls auf. Zur Erzeugung des Neigungswinkels, von z.B. ca. 25°, der Montagekante ist ein basisplattenfernes Ende der Montagekante jeweils eines Stützelements, also ein hohes Ende der Stützelemente, mit einem größeren Abstand von der Basisplatte beabstandet als ein basisplattennahes Ende des jeweiligen Stützelements.
- Erfindungsgemäß ist der Zwischenraum zwischen den Endabschnitten der Stützelemente im Bereich der basisplattenfernen Enden ihrer Montagekanten im Wesentlichen auf der gesamten Länge des Abstandes von der Basisplatte offen. Die Stützelemente sind also zumindest in diesem Bereich, abgesehen von eventuell vorgesehenen relativ schmalen z.B. Versteifungsstrukturen, lediglich über die Bodenplatte und, soweit ein Solarmodul montiert ist, über das Solarmodul miteinander verbunden. Die Montagekanten müssen dabei nicht zwingend als durchgängige Kanten ausgebildet sein. Es können auch Unterbrechungen an einer Kante vorgesehen sein. Wesentlich ist, dass ausreichend Stützpunkte für die Montage des Solarmoduls zur Verfügung gestellt werden.
- Das Montagesystem kann gesamthaft oder in Teilen aus Kunststoff, recyceltem Kunststoff oder aus jedem anderen witterungsbeständigen Material, wie Kohlefaserverbundwerkstoffen, oberflächengeschützten Holzfaserplatten oder aus metallischen Werkstoffen hergestellt sein.
- Durch die offene Ausgestaltung des Zwischenraumes zwischen den Stützelementen des erfindungsgemäßen Montageelements im Bereich der basisplattenfernen Enden wird das Aufstauen von erwärmter Luft unter einem auf dem erfindungsgemäßen Montageelement montierten Solarmodul verhindert. Über einem Dach vorhandene Luftströmungen führen relativ ungehindert zu einem Luftaustausch und zu einer guten Hinterlüftung des Solarmoduls. Die Stützelemente können sowohl von der Stirnfläche von hinten wie auch von den Seiten belüftet werden, indem beispielsweise seitlich noch Belüftungsschlitze vorgesehen werden. Die gute Hinterlüftung führt zu einer erhöhten Effizienz des Solarmoduls. Durch die feste Verbindung der Stützelemente mit der Bodenplatte führt ein Beschweren der Bodenplatte mit Ballast, z.B. Steinen, zu einer ausreichenden Fixierung z.B. auf einem Flachdach. Als Ballast eignen sich insbesondere flache z.B. Betonsteine. Aber auch eine ausreichend dicke Kiesschicht führt bereits zu einer guten Fixierung und damit zu einer ausreichenden Windstabilität.
- Die offene Ausgestaltung des Zwischenraumes erlaubt ebenfalls einen jederzeit ungehinderten Zugang zu den Anschlusskabeln auf der Rückseite des Modules. Dies bedeutet eine höhere Effizienz bei der Installation, da der Monteur die Lage des Kabels während der Modulmontage nicht beachten muss.
- Die Stützelemente bilden bevorzugt eine flächige Dreiecksgrundform aus. An den Stützelementen und/oder an der Basisplatte können vorteilhaft Versteifungsstrukturen ausgebildet sein, die z.B. als Versteifungsrippen ausgebildet sind. Diese Ausformungen führen zu einer verwindungssteifen Struktur, wodurch montierte Solarmodule auch bei stärkerem Wind starr auf einem z.B. Flachdach montiert sein können. Da durch die Starrheit der Struktur nur wenig Verwindungen z.B. durch Windeinwirkung auftreten, wird die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Montageelements erhöht.
- Bevorzugt ist die Basisplatte zusammen mit den Stützelementen einstückig als ein Sockelmodul ausgeführt. Dabei kann das Sockelmodul vorteilhaft durch Vakuum-Tiefziehen aus bevorzugt recyceltem Kunststoff hergestellt sein. Ein derartiges erfindungsgemäßes Montageelement ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
- Besonders bevorzugt weisen die Montagekanten eine bevorzugt T-förmige Nut, auf im Wesentlichen ihrer gesamten Länge, zum Einschieben einer Montageschiene auf. Dadurch lässt sich ein Solarmodul sehr schnell und einfach an einem erfindungsgemäßen Montageelement befestigen.
- Wenn die Nut am basisplattennahen Ende der Montagekante verschlossen ist, wird eine Endmontageposition der Montageschienen vorbestimmt, da diese nur bis zu einem durch den Verschluss gebildeten Anschlag in die Nuten eingeschoben werden können. Durch das Einschieben der Montageschiene in die nutförmige Ausprägung der Montagekanten wird eine Verschraubung der Montageschiene mit dem erfindungsgemäßen Montageelement überflüssig, wodurch die Effizienz bei der Installation erhöht wird. Die T-förmige Montagenut kann an dem basisplattennahen Ende mit einer Entwässerungsöffnung versehen sein. Diese Entwässerungsöffnung verhindert, dass sich Wasser in der Montagenut sammelt, das bei Minustemperaturen durch thermische Ausdehnung bei Gefrieren Probleme verursachen kann.
- Bei einem erfindungsgemäßen Montagesystem, insbesondere einem Dachmontagesystem, ist an den Montagekanten der Stützelemente eines erfindungsgemäßen Montageelements jeweils eine Montageschiene zur Befestigung eines Solarmoduls befestigt.
- Die Montageschienen sind dabei bevorzugt in jeweils eine Nut der Montagekanten eingeschoben, was zu einer einfachen Befestigung der Montageschienen am Montageelement führt.
- Bevorzugt schließen die Montageschienen mit den basisplattenfernen Enden der Montagekanten ab. Die Länge der Montageschienen kann aber über die Montagekanten der Stützelemente um eine Länge von ca. 10% bis ca. 90%, bevorzugt ca. 50%, der Länge der Montagekanten hinausragen. Die Länge, die die Montageschienen über die Montagekanten herausragen, ist dadurch begrenzt, dass das erfindungsgemäße Dachmontagesystem mit darauf montiertem Solarmodul möglichst verkippungsstabil auf dem Dach stehen soll. Ebenso ist es möglich die Länge der Montageschienen kürzer zu wählen als die Stützelemente selbst für den Fall, dass sehr schmale Solarmodule montiert werden sollen.
- Wenn die Basisplatte in ihrer Abmessung über die Länge der Stützelemente in Richtung ihrer Montagekanten heraussteht, können die Montageschienen weiter über die Montagekanten herausragen. Dadurch können Solarmodule größerer Abmessung auf einem erfindungsgemäßen Montageelement montiert werden. Bei dieser Ausgestaltung der Basisplatte ist die Basisplatte im Bereich der hohen Enden der Stützelemente z.B. um ca. 10% bis ca. 90%, bevorzugt ca. 50% der Länge der Stütz elemente, verlängert. Durch diese Verlängerung wird das Kippmoment des erfindungsgemäßen Dachmontagesystems verbessert. Der verlängerte Bereich der Basisplatte ist ebenfalls dazu vorgesehen mit Ballast beschwert zu werden und dient dazu einen Hebel zu erzeugen, der dem Kippmoment entgegenwirkt. Die Verlängerung kann durch Schienen erfolgen, die in die Basisplatte eingeschoben oder dort befestigt werden. Auf diese Schienen können Kunststoffplatten gelegt werden, die anschließend je nach Bedarf beschwert werden können.
- Wenn die Unterseite der Basisplatte, d.h. die einer Auflagefläche, z.B. einer Flachdachoberfläche zugewandte Seite der Basisfläche, mit kegelförmig ausgeprägten Elementen, z.B. Spitzen, versehen ist, ist ein Dachmontagesystem mit einem erfindungsgemäßen Montageelement zusätzlich gegen Verschieben auf der Auflagefläche gesichert. Die kegelfömigen Elemente entfalten ihre Wirkung insbesondere, wenn unter die Basisplatte eine Gummischrotmatte gelegt ist. Die kegelförmigen Spitzen dringen bei Beschwerung der Basisplatte teilweise in die Gummischrotmatte ein. Durch das Eindringen wird eine Verbindung zwischen der Gummischrotmatte und der Basisplatte hergestellt. Die Gummischrotmatte hat den Sinn die Haft- und Gleitreibung zum Untergrund, also der Auflagefläche, zu erhöhen.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
- Die
1 und2 zeigen ein erfindungsgemäßes Dachmontagesystem in jeweils einer perspektivischen Darstellung. - Die
3 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnittes des erfindungsgemäßen Dachmontagesystems der2 in einem Endbereich am basisplattenabgewandten Ende eines Stützelementes. - Die Figuren der Zeichnungen zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.
- In den
1 und2 ist ein erfindungsgemäßes Dachmontagesystem für ein Solarmodul1 in jeweils einer perspektivischen Darstellung gezeigt. In1 ist auf einem Montageelement2 des Dachmontagesystem ein Solarmodul1 montiert, welches, um die Ausgestaltung des Montageelements2 nicht zu verdecken, transparent dargestellt ist. Bei dem gezeigten erfindungsgemäßen Dachmontagesystem ist jeweils eine Montageschiene4 durch Einschieben in jeweils eine Nut an einer Montagekante6 jeweils eines Stützelements7 des erfindungsgemäßen Montageelements2 befestigt. - Das Montageelement
2 weist zwei auf einer im Wesentlichen ebenen Basisplatte8 angeordnete Stützelemente7 auf. Dadurch, dass die Stützelemente7 und die Basisplatte8 einstückig als ein Sockelelement z.B. aus recyceltem Kunststoff gefertigt sind, sind die Stützelemente7 steif an der Basisplatte8 befestigt. Die Basisplatte8 weist eine im Wesentlichen rechteckige Grundform auf, wobei die Stützelemente7 im Bereich der Schmalseiten der Basisplatte8 entlang der Schmalseiten angeordnet sind. Die Stützelemente7 laufen also nicht vollständig um die Berandung der Basisplatte8 um, sondern verlaufen lediglich an den Schmalseiten der rechteckigen Basisplatte8 . Die an jeweils einem basisplattenabgewandten Ende jeweils eines der Stützelemente7 vorhandenen Montagekanten6 sind mit einem Neigungswinkel von ca. 25° zur Ebene der Basisplatte8 geneigt. Zur Erzeugung des Neigungswinkels ist ein basisplattenfernes Ende der Montagekante6 jeweils eines Stützelements7 mit einem größeren Abstand von der Basisplatte8 beabstandet als ein basisplattennahes Ende des jeweiligen Stützelements7 . Die Stützelemente7 sind derart voneinander beabstandet positioniert, dass der Zwischenraum zwischen den Endabschnitten9 der Stützelemente7 im Bereich der basisplattenfernen Enden ihrer Montagekanten6 auf der gesamten Länge des Abstandes von der Basisplatte8 offen ist. Es ergibt sich hierdurch eine Öffnung der Abmessung Abstand Stützelemente7 voneinander mal dem Abstand der basisplattenfernen Enden der Montagekanten6 von der Basisplatte8 , durch die Luft frei zirkulieren kann. Die Stützelemente7 bilden eine flächige Dreiecksgrundform aus. Wenn das Sockelmodul durch Vakuum-Tiefziehen aus Kunststoff hergestellt ist, können die Stützelemente7 und/oder die Basisplatte8 auch hohl ausgebildet sein. Insbesondere deshalb sind an den Stützelementen7 und an der Basisplatte8 des Sockelelements rippenartige Versteifungsstrukturen10 ausgebildet. - Die Nuten an den Montagekanten
6 weisen einen T-förmigen Querschnitt auf und verlaufen im Wesentlichen entlang der gesamten Länge der Montagekanten6 , wobei die Nuten am basisplattennahen Ende der jeweiligen Montagekante6 verschlossen sind. In die Nuten sind als Montageschienen4 Aluminiumprofile eingeschoben, die eine den Querschnitt der Nuten abbildenden Umfang aufweisen, wodurch diese passgenau in die Nuten bis zum jeweiligen Verschluss12 der Nuten eingeschoben sind. Die Montageschienen4 ragen im Bereich der basisplattenfernen Enden der Montagekanten6 um eine Länge von ca. 50% der Länge der Montagekanten6 über die Stützelemente7 heraus. In der Darstellung ragen die Montageschienen4 auch über die Basisplatte8 hinaus. Die Basisplatte8 kann jedoch auch derart über die Ausdehnung der Stützelemente7 herausragen, dass die Montageschienen4 lediglich über die Stützelemente7 und nicht über die Basisplatte8 herausragen. - In
3 ist ein Ausschnitt eines Querschnittes des erfindungsgemäßen Dachmontagesystems der2 in einem Bereich eines Endabschnittes am basisplattenabgewandten Ende eines Stützelementes7 dargestellt. Die Montageschiene4 ist als ein U-förmiges Aluminiumprofil ausgeführt, wobei an der Basis der U-Form beidseitig Verbreiterungen13 vorgesehen sind, wodurch die T-Form der Nut15 an der Montagekante6 des Stützelementes7 abgeformt wird. Das Solarmodul1 kann z.B. über einen Rahmen des Solarmoduls1 am Aluminiumprofil befestigt sein. - Vorgeschlagen wird ein Montageelement
2 für ein Solarmodul1 mit mindestens zwei auf einer im Wesentlichen ebenen Basisplatte8 befestigten Stützelementen7 , wobei die Stützelemente7 jeweils an einem basisplattenabgewandten Ende eine zur Ebene der Basisplatte8 geneigte Montagekante6 zur Montage eines Solarmoduls1 aufweisen, und wobei zur Erzeugung des Neigungswinkels der Montagekante6 ein basisplattenfernes Ende der Montagekante6 jeweils eines Stützelements7 mit einem größeren Abstand von der Basisplatte8 beabstandet ist als ein basisplattennahes Ende des jeweiligen Stützelements7 . Dabei ist der Zwischenraum zwischen den Endabschnitten9 der Stützelemente7 im Bereich der basisplattenfernen Enden ihrer Montagekanten6 im Wesentlichen auf der gesamten Länge des Abstandes von der Basisplatte8 offen. - Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.
Claims (11)
- Montageelement (
2 ) für ein Solarmodul (1 ) mit mindestens zwei auf einer im Wesentlichen ebenen Basisplatte (8 ) befestigten Stützelementen (7 ), wobei die Stützelemente (7 ) jeweils an einem basisplattenabgewandten Ende eine zur Ebene der Basisplatte (8 ) geneigte Montagekante (6 ) zur Montage eines Solarmoduls (1 ) aufweisen, und wobei zur Erzeugung des Neigungswinkels der Montagekante (6 ) ein basisplattenfernes Ende der Montagekante (6 ) jeweils eines Stützelements (7 ) mit einem größeren Abstand von der Basisplatte (8 ) beabstandet ist als ein basisplattennahes Ende des jeweiligen Stützelements (7 ), wobei der Zwischenraum zwischen den Endabschnitten (9 ) der Stützelemente (7 ) im Bereich der basisplattenfernen Enden ihrer Montagekanten (6 ) im Wesentlichen auf der gesamten Länge des Abstandes von der Basisplatte (8 ) offen ist. - Montageelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (
7 ) eine flächige Dreiecksgrundform ausbilden und/oder dass an den Stützelementen (7 ) und/oder an der Basisplatte (8 ) Versteifungsstrukturen (10 ) ausgebildet sind. - Montageelement nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (
8 ) zusammen mit den Stützelementen (7 ) einstückig als ein Sockelmodul ausgeführt ist. - Montageelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sockelmodul durch Vakuum-Tiefziehen aus bevorzugt recyceltem Kunststoff hergestellt ist.
- Montageelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagekanten (
6 ) eine bevorzugt T-förmige Nut (15 ), auf im Wesentlichen ihrer gesamten Länge, zum Einschieben einer Montageschiene (4 ) aufweisen. - Montageelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (
15 ) am basisplattennahen Ende der Montagekante (6 ) einen Verschluss (12 ) aufweist. - Montageelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (
8 ) in ihrer Abmessung über die Länge der Stützelemente (7 ) in Richtung ihrer Montagekanten (6 ) heraussteht. - Montageelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite der Basisplatte (
8 ) mit kegelförmig ausgeprägten Elementen versehen ist. - Montagesystem, insbesondere Dachmontagesystem, mit einem Montageelement (
2 ) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Montagekanten (6 ) der Stützelemente (7 ) des Montageelements (2 ) jeweils eine Montageschiene (4 ) zur Befestigung eines Solarmoduls (1 ) befestigt ist. - Montagesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageschienen (
4 ) in jeweils eine Nut (15 ) der Montagekanten (6 ) eingeschoben sind. - Montagesystem nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageschienen (
4 ) im Bereich der basisplattenfernen Enden der Montagekanten (6 ) um eine Länge von ca. 10% bis ca. 90%, bevorzugt ca. 50%, der Länge der Montagekanten (6 ) über die Stützelemente (7 ) herausragen.
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