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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Nachführen von
Modulen zur Umwandlung oder Bündelung
von Sonnenenergie, insbesondere von einer aus mehreren Modulen bestehenden
Photovoltaik- oder Sonnenkollektoranlage oder Spiegeln eines solarthermischen
Kraftwerks, nach dem Sonnenstand.
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Die
Nutzung von Sonnenenergie zur Gewinnung von elektrischer Energie
oder Wärme
gewinnt angesichts steigender Energiepreise und der mittlerweile
anerkannten Folgen der Verbrennung fossiler Brennstoffe zunehmend
an Bedeutung. Einen erheblichen Anteil an den Erstellungskosten
von Photovoltaikanlagen haben nach wie vor die Kosten für die aufwändige Herstellung
der Solarzellen. Deren Leistungsfähigkeit ist deshalb möglichst
optimal auszunutzen. Entsprechendes gilt, wenn auch in etwas abgemilderter
Form, auch für
Sonnenkollektoranlagen, insbesondere beispielsweise für vakuumisolierte Sonnenkollektoren.
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Insbesondere
Photovoltaikanlagen, aber auch Sonnenkollektoranlagen werden deshalb
bereits verschiedentlich so konstruiert, dass die Module um eine
Achse drehbar sind und ihre Ausrichtung zu jedem Zeitpunkt in Hinblick
auf ihren Ertrag bzw. die erzeugte elektrische bzw. Wärme-Leistung
maximal ist.
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Um
den Ertrag weiter zu erhöhen,
wurden die Module verschiedentlich auch schon um zwei Achsen gedreht
bzw. geschwenkt, um sie der Sonne nachzuführen. Ein Beispiel ist die
Photovoltaikanlage bei Kleinwulkow in Sachsen-Anhalt. Ein weiteres
Beispiel wird von der Firma Ecoware SpA, Via Terza Strada, 7, 35129
Padova, Italien angeboten. Herkömmliche
zweiachsige An lagen haben jedoch den Nachteil, dass sehr große Module
nachgeführt
werden. Zur Aufnahme von Gewichtskräften und entsprechenden Momenten
sowie von Windkräften
sind deshalb große,
teure und schwere Vorrichtungen und Antriebe erforderlich. Diese
eignen sich überdies
für viele
Anwendungen nicht, beispielsweise für eine Installation auf einem
Flachdach eines Gebäudes.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbessere
Vorrichtung zur Nachführung
von Modulen zur Umwandlung oder Bündelung von Sonnenenergie zu
schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Bevorzugte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf der Idee, mehrere Module zur Umwandlung
oder Bündelung
von Sonnenenergie, insbesondere Photovoltaik- bzw. Sonnenkollektormodule
oder Spiegel eines solarthermischen Kraftwerks, um eine erste Achse
und ferner jeweils eines oder mehrere Module um eine zweite Achse,
die zu der ersten Achse im Wesentlichen senkrecht und mit der ersten
Achse drehbar ist, zu bewegen. Der Begriff „Modul" umfasst dabei Photovoltaik- und Sonnenkollektormodule
sowie Spiegel eines solarthermischen Kraftwerks und andere Module
zur Umwandlung oder Bündelung
von Sonnenenergie.
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Ein
Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass die Massen und die
Flächen
der einzelnen Module jeweils nur einen (kleinen) Bruchteil der Gesamtmasse
und der Gesamtfläche
bilden. Die Vorrichtung muss deshalb an jedem Modul nur verhältnismäßig kleine
Kräfte
aufnehmen und kann entsprechend leicht und kostengünstig ausgestaltet
sein. Gleichzeitig ist zumindest für die Drehung um die erste
Achse nur ein Antrieb für
mehrere (nahezu beliebig viele) Module erforderlich. Für eine Pho tovoltaik-
oder Sonnenkollektoranlage im Freiland, auf einem Flachdach oder
einer anderen im Wesentlichen horizontalen Fläche ist die erste Achse vorzugsweise
im Wesentlichen horizontal in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet. Für eine Photovoltaik-
oder Sonnenkollektoranlage an einem Hang oder einer Böschung ist
die erste Achse vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Geländeoberfläche in Nord-Süd-Richtung
ausgerichtet. Für
eine Photovoltaik- oder Sonnenkollektoranlage an einer Außenwand
eines Gebäudes
ist die erste Achse vorzugsweise im Wesentlichen vertikal angeordnet.
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Zum
Kippen der Module um die zweiten Achsen ist vorzugsweise je ein
Koppelgetriebe in Form einer Schubschwinge vorgesehen. Jede Schubschwinge
umfasst eine Schwinge und ein Koppelglied, das die Schwinge über zwei
Gelenke mit einem mehreren Koppelgetrieben gemeinsamen Schubglied
verbindet. Durch Verschieben des Schubglieds in dessen Längsrichtung
werden die Winkel der Schwinge und des Koppelglieds relativ zur
ersten Achse verändert.
Die Module sind jeweils mit den Schwingen oder mit den Koppelgliedern
starr verbunden. Schwinge und Koppelglied sind jeweils über ein Gelenk
miteinander verbunden, das vorzugsweise im Normalbetrieb der Vorrichtung,
d. h. tagsüber
bei Ausrichtung der Module zur Sonne, im Schatten des jeweiligen
Moduls bzw. an dessen sonnenabgewandter Seite angeordnet ist.
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Alternativ
werden die Module durch ein Koppelgetriebe in Form einer Mehrfachschwinge
bzw. Pendelschubstangen-Anordnung um die zweite Achse gekippt. Die
Mehrfachschwinge umfasst je eine Schwinge für jedes Modul und eines oder
mehrere Koppelglieder, die die Schwingen miteinander gelenkig verbinden.
Schwinge und Koppelglied sind vorzugsweise jeweils über ein
Gelenk miteinander verbunden, das an einem von dem entsprechenden
Modul beabstandeten Abschnitt der Schwinge angeordnet ist. Insbesondere
weist jede Schwinge vorzugsweise einen ersten Abschnitt zwischen
der zweiten Achse und dem Modul bzw. an dem Modul und einen zweiten
Abschnitt zwischen der zweiten Achse und dem Gelenk auf, wobei die
beiden Abschnitte gerade oder L-förmig miteinander verbunden
sind.
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Die
Verwendung eines Koppelgetriebes, insbesondere der oben dargestellten
Koppelgetriebe in Form einer Schubschwinge oder einer Mehrfachschwinge,
hat eine Reihe von Vorteilen. Insbesondere ist bei Verwendung eines
gemeinsamen Schubglieds bzw. eines gemeinsamen Koppelglieds für mehrere
Module auch für
die Kippung um die zweite Achse nur ein Antrieb für mehrere
(nahezu beliebig viele) Module erforderlich ist. Außerdem sind
Koppelgetriebe einfach und kostengünstig herstellbar, zuverlässig und
langlebig und erfordern einen geringen Wartungsaufwand.
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Alternativ
ist eine stufenlose Justierung bzw. Verstellbarkeit (beispielsweise
mittels eines Spannschlosses, einer Gewindestange oder einer verstellbaren
Klemmung) oder eine Verstellbarkeit in zwei oder mehr vorbestimmten
Stufen (beispielsweise mittels Rastungen) vorgesehen. Dies ermöglicht beispielsweise
eine manuelle oder motorische Justierung der Module von Zeit zu
Zeit in Abhängigkeit
von der Jahreszeit.
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Vorzugsweise
sind jeweils mehrere Module und ggf. die zugehörigen Koppelgetriebe mit einem zur
ersten Achse im Wesentlichen parallelen Torsionsrohr verbunden,
das um die erste Achse drehbar gelagert ist. Wenn die Koppelgetriebe – wie oben
beschrieben – als
Schubschwingen ausgebildet sind, ist das gemeinsame Schubglied vorzugsweise
an oder in dem Torsionsrohr geführt.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
sind die Koppelglieder vorzugsweise jeweils als Schub- und/oder
Zugstange ausgeführt,
die unabhängig
von der Ausrichtung der Module und den an diesen angreifenden Windkräften auf
Schub bzw. auf Zug oder abhängig
von der Ausrichtung der Module oder den angreifenden Windkräften auf
Schub und auf Zug beansprucht werden. Neben Vorrichtungen, bei denen
alle Module gleich und alle Koppelglieder gleich oder einander entsprechend
ausgebildet sind, sind auch Vorrichtungen möglich und je nach den Gegebenheiten
vorteilhaft, bei denen die Module unterschiedliche Größen aufweisen
und/oder über
unterschiedliche Koppelgetriebe gekippt werden und/oder ein Teil
der Module nur um die erste Achse drehbar ist.
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Die
oben beschriebenen Vorrichtungen umfassen die beschriebenen Photovoltaik-
oder Sonnenkollektormodule oder sind für eine Befestigung der Module
an der Vorrichtung ausgebildet.
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 bis 3 schematische
Darstellungen eines Teils einer Photovoltaikanlage bei drei verschiedenen
Ausrichtungen eines Photovoltaikmoduls;
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4 bis 6 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage aus drei verschiedenen
Richtungen;
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7 bis 9 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage aus drei verschiedenen
Richtungen;
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10 eine
schematische Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage;
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11 eine
schematische Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage;
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12 und 13 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage;
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14 bis 17 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage aus zwei
verschiedenen Richtungen und bei zwei verschiedenen Ausrichtungen
von Photovoltaikmodulen;
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18 bis 21 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage aus zwei
verschiedenen Richtungen und bei zwei verschiedenen Ausrichtungen
von Photovoltaikmodulen;
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22 bis 25 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage aus zwei
verschiedenen Richtungen und bei zwei verschiedenen Ausrichtungen
von Photovoltaikmodulen;
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26 und 27 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage bei zwei
verschiedenen Ausrichtungen von Photovoltaikmodulen; und
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28 und 29 schematische
Darstellungen eines Ausschnitts einer Photovoltaikanlage bei zwei
verschiedenen Ausrichtungen von Photovoltaikmodulen.
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Die 1 bis 3 zeigen
schematische Darstellungen einer Vorrichtung zur Nachführung einer
mehrere Photovoltaikmodule 58 umfassenden Photovoltaikanlage.
Die Vorrichtung umfasst einen Tragrahmen mit im Wesentlichen horizontalen
Trägern 34 und 37 oder
ist auf diesen Tragrahmen aufgesetzt. Die Träger 34, 37 sind
jeweils vorzugsweise Doppel-T-Träger
oder U-Träger oder
Doppel-U-Träger
und parallel zu zwei orthogonalen Richtungen. Mit dem Tragrahmen
sind im Wesentlichen vertikale Stützen 52 verbunden,
an deren oberen Enden in Lagern 53 ein Torsionsrohr 54 mit
kreisförmigem
Querschnitt drehbar gelagert ist. Das Torsionsrohr 54 ist um
eine erste Achse 60 drehbar, die gleichzeitig die Zylinderachse
des Torsionsrohres 54 ist. Die erste Achse 60 ist
parallel zur Betrachtungsrichtung und senkrecht zur Zeichenebene
der 1 bis 3. Das Torsionsrohr 54 ist
mit jedem Modul 58 über
mindestens eine Konsole 55, ein Stützprofil 56 und ein zwischen
der Konsole 55 und dem Stützprofil 56 angeordnetes
Scharnier 76 verbunden.
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Wellen 59 sind über ein
Schneckengetriebe 69 mit dem Torsionsrohr 54 wirksam
verbunden. Eine Welle 59 verbindet die Schneckengetriebe 69 von
jeweils zwei oder mehreren nebeneinander angeordneten Torsionsrohren 54 und
ist zu diesen senkrecht angeordnet. Bezogen auf die Richtung der
ersten Achse 60 sind die Wellen 59 und die Schneckengetriebe 69 jeweils
außerhalb
des Bereiches eines Moduls 58 angeordnet. Vorzugsweise
ist jedes Schneckengetriebe 69 nahe einem Lager 53 angeordnet oder
sogar mit diesem integriert.
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Die
Module 58 sind um die erste Achse 60 drehbar und
mit den Scharnieren 76 um zu der ersten Achse 60 senkrechte
zweite Achsen kippbar, um sie nach dem momentanen Sonnenstand nachzuführen bzw.
in jedem Zeitpunkt optimal zur Sonne auszurichten. Die Drehung um
die erste Achse 60 erfolgt angetrieben durch einen in den 1 bis 3 nicht
dargestellten Motor, insbesondere Elektromotor, über die Wellen 59 und
die Schneckengetriebe 69.
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Die 4 bis 6 zeigen
schematische Darstellungen eines Teils der oben anhand der 1 bis 3 dargestellten
Vorrichtung oder einer anderen Vorrichtung zum Nachführen einer
Photovoltaik- oder Sonnenkollektoranlage in Ansichten aus verschiedenen
Richtungen. Bei der Darstellung in 4 steht
die erste Achse 60 senkrecht zur Zeichenebene. Bei der
Darstellung in 5 steht die zweite Achse senkrecht
zur Zeichenebene. Bei der Darstellung in 6 liegen
sowohl die erste Achse 60 als auch die zweite Achse parallel
zur Zeichenebene. Nachfolgend wird auf die 4 bis 6 gemeinsam
Bezug genommen, wenn nichts anderes erwähnt ist.
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Das
Torsionsrohr 54 weist mehrere zur ersten Achse 60 parallele
Nuten 62 auf, in welche die Köpfe von Schrauben eingehängt werden
können, deren
Gewinde dann vom Torsionsrohr 54 radial abstehen und Schraubverbindungen
mit anderen Bauelementen ermöglichen.
Ferner weist das Torsionsrohr 54 einen Kanal 74 auf,
der über
einen zur ersten Achse 60 parallelen Schlitz 67 zur
Umgebung des Torsionsrohes 54 hin geöffnet ist. Der ersten Kanal 74 steht über einen
zur ersten Achse 60 parallelen zweiten Schlitz 68 mit
einem ebenfalls zur ersten Achse 60 parallelen zweiten
Kanal 75 in Verbindung. Im zweiten Kanal 75 ist
ein parallel zur ersten Achse 60 verschiebbares Schubglied 72 angeordnet,
das teilweise in den ersten Kanal 74 ragt. Konsolen 55 sind in
den ersten Schlitz 67 eingehängt und über Schraubverbindungen 61 an
Nuten 62 mit dem Torsionsrohr 54 verbunden. Das
Scharnier 76 ist über Schraubverbindungen 63 mit
den Konsolen 55 verbunden. Das Stützprofil ist auf nicht dargestellte
Weise, vorzugsweise ebenfalls durch Schraubverbindungen mit dem
Scharnier verbunden.
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Die 7 bis 9 zeigen
schematische Darstellungen eines Lagers 53 der oben anhand
der 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung
oder einer anderen Vorrichtung zum Nachführen einer Photovoltaik- oder
Sonnenkollektoranlage in Ansichten aus drei verschiedenen Richtungen.
Bei 7 ist die Zeichenebene senkrecht zur ersten Achse 60.
Außerdem
ist auch ein Querschnitt des Torsionsrohres 54 dargestellt.
Bei 8 liegt die Zeichenebene parallel zur ersten Achse 60 und
zur Vertikalen bzw. zu den Stützen 52.
Bei 9 liegt die Zeichenebene parallel zur ersten Achse 60 und
zu den Trägern 34, 37.
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Das
Lager 53 umfasst zwei Lagerhalbschalen 82, die
durch Schraubverbindungen 64 miteinander verbunden sind,
und eine Buchse 84 zwischen dem Torsionsrohr 54 und
den Lagerhalbschalen 82. Die Buchse 84 besteht
vorzugsweise aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten,
beispielsweise PTFE. Die Buchse 84 weist einen Kragen auf,
der vorzugsweise durch Schraubverbindungen 65 mit den Lagerhalbschalen 82 verbunden
ist. Das Lager 53 erlaubt sowohl ein Drehen des Torsionsrohres 54 um
die erste Achse 60 als auch eine Verschiebung des Torsionsrohres 54 parallel
zur ersten Achse 60. Diese Verschiebung ermöglicht einen Ausgleich
von Längenänderungen
durch Temperaturunterschiede oder Temperaturänderungen und vermeidet so
mechanische Spannungen.
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10 ist
eine schematische Darstellung eines Teils einer Vorrichtung, die
sich von der oben anhand der 1 bis 9 dargestellten
Vorrichtung in der Ausgestaltung des Torsionsrohres 54 und
der Konsolen 55 unterscheidet und ihr darüber hinaus vorzugsweise ähnlich oder
gleich ist. Das Torsionsrohr 54 weist einen kreisförmigen Querschnitt
und vier zu der ersten Achse 60 parallele Nuten 62 auf. Die
Konsolen 55 sind jeweils nicht in den Schlitz 67, sondern
in eine Nut 62 eingehängt
und mit einer weiteren Nut 62 über eine Schraubverbindung 61 verbunden.
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Die
Konsolen 55 sind mittels Schraubverbindungen 63 mit
dem Scharnier 76 verbunden. Das Scharnier 76 ist
auf nicht dargestellte Weise mit dem Stützprofil 56 verbunden.
Das Scharnier 76 ermöglicht
ein Kippen des Photovoltaikmoduls um eine zweite Achse 77.
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11 ist
eine schematische Darstellung eines Teils einer Vorrichtung, die
sich von der oben anhand der 1 bis 9 dargestellten
Vorrichtung in der Ausgestaltung des Torsionsrohres 54 und
der Konsolen 55 unterscheidet und ihr darüber hinaus vorzugsweise ähnlich oder
gleich ist. Die Lagerung des Torsionsrohres 54 in der Buchse 84 und
den Lagerhalbschalen 82, die durch Schraubverbindungen 64 miteinander
verbunden sind, und die Verbindung der Buchse 84 mit den
Lagerhalbscha len 82 ähneln oder
entsprechen weitgehend der oben anhand der 7 bis 9 dargestellten
Lagerung. Das Torsionsrohr 54 entspricht hinsichtlich der
Anzahl und Anordnung der Nuten 62 weitgehend dem oben anhand der 10 dargestellten
Torsionsrohr.
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Im
Gegensatz zu letzterem weist das in 11 dargestellte
Torsionsrohr 54 jedoch weder Kanäle 74, 75 noch
einen Schlitz 67 auf. Konsolen 55 sind ähnlich wie
oben anhand der 10 dargestellt, in Nuten 62 eingehängt und
durch Schraubverbindungen 61 mit weiteren Nuten 62 verschraubt.
Anstelle des oben anhand der 10 dargestellten
innerhalb des Torsionsrohres angeordneten Schubglieds ist ein Schubglied 92 außerhalb
des Torsionsrohres 54 und parallel zu diesem angeordnet.
Das Schubglied 92 ist stab- oder rohrförmig mit einem kreiszylindrischen
Querschnitt ausgebildet. Das Schubglied 92 ist in einer
Buchse 93 in einem Lager 94 derart gelagert, dass
es parallel zur ersten Achse 60 verschiebbar ist. Die Buchse 92 weist
vorzugsweise einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf und besteht
beispielsweise aus PTFE. Weitere Merkmale der Vorrichtung ähneln oder
entsprechen vorzugsweise der oben anhand der 1 bis 9 dargestellten
Vorrichtung.
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Die 12 und 13 zeigen
schematische Darstellungen einer alternativen Lagerung eines alternativen
Torsionsrohres 54 aus zwei verschiedenen Perspektiven.
Das in den 12 und 13 dargestellte
Torsionsrohr 54 und die dargestellte Lagerung sind vorzugsweise
Teil einer Vorrichtung, die davon abgesehen der oben anhand der 1 bis 3 dargestellten
Vorrichtung entspricht. Bei 12 ist die
Zeichenebene orthogonal zur ersten Achse 60 und parallel
zu einer vertikalen Stütze 52.
Bei 13 ist die Zeichenebene parallel zur ersten Achse 60 und
zur vertikalen Stütze 52.
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Im
Unterschied zu den oben anhand der 1 bis 11 dargestellten
Vorrichtungen weist das Torsionsrohr 54 einen näherungsweise
quadratischen Querschnitt auf. Im Bereich des La gers 53 ist das
Torsionsrohr 54 von einem U-förmigen ersten Gleitstück 88 und
einem zweiten Gleitstück 89 umgeben,
die zusammen einen im Wesentlichen quadratischen Innenraum umschließen, in
dem das Torsionsrohr 54 angeordnet ist und eine im Wesentlichen kreiszylindrische
Mantelfläche
aufweisen. Die im Wesentlichen kreiszylindrische Mantelfläche der
beiden Gleitstücke 88, 89 ist
zwischen einer ersten Lagerhalbschale 86 und einer zweiten
Lagerhalbschale 87 gelagert. Die erste Lagerhalbschale 86 ist
mit der Stütze 52 verbunden.
Die zweite Lagerhalbschale 87 weist die Form eines U-förmig gebogenen
Profils mit rechteckigem Querschnitt auf und ist über Schraubverbindungen 66 mit
der ersten Lagerhalbschale 86 verbinden. Die Gleitstücke 88, 89 weisen
vorzugsweise einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf und bestehen
beispielsweise aus PTFE. In Richtung der ersten Achse 60 weisen
die Gleitstücke 88, 89 zusammen
an jeder Seite des aus den Lagerhalbschalen 86, 87 gebildeten
Lagers je einen Kragen auf, der ein Verrutschen der Gleitstücke 88, 89 in
Richtung parallel zu der ersten Achse 60 verhindert. Zum
Ausgleich von beispielsweise thermisch bedingten Längenänderungen
des Torsionsrohres 54 kann dieses in den Gleitstücken 88, 89 gleiten.
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Die 14 bis 17 zeigen
nochmals schematische Darstellungen eines Teils der oben anhand
der 1 bis 9 dargestellten Vorrichtung. Die 14 und 16 entsprechen
den 3 bzw. 1; die erste Achse 60 ist
jeweils senkrecht zur Zeichenebene angeordnet. Die 15 zeigt
die in 14 dargestellte Ausrichtung
des Moduls 58 aus einer anderen Richtung. Die 17 zeigt
die in 16 dargestellte Ausrichtung
der Module 58 und eine weitere Ausrichtung der Module 58 aus
einer anderen Sicht. Bei den 15 und 17 liegen
die Zeichenebenen parallel zu den ersten Achsen 60 und zu
den vertikalen Stützen 52.
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In
den 15 und 17 sind
Schwingen 71 an den sonnenabgewandten Seiten der Photovoltaikmodule 58 erkennbar,
welche die Stützprofile 56 verbinden.
Koppelglieder 73 in Form von Schubstangen sind jeweils
gelenkig an einem Ende mit der Schwinge 71 und am anderen
Ende mit den in den 4, 7 und 10 erkennbaren,
jedoch in den 15 und 17 nicht
dargestellten Schubgliedern 72 verbunden. Die Gelenke zwischen
den Schubgliedern 72 und den Koppelgliedern 73 sind dabei
vorzugsweise in den in den 4, 7 und 10 dargestellten
ersten Kanälen 74 angeordnet.
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Durch
Verschieben des Schubglieds 72 parallel zur ersten Achse 60 werden
die Module 58 um die zweiten Achsen 77 gekippt.
Die extremen Positionen sind die in 17 dargestellte
Ausrichtung der Module 58 parallel zur ersten Achse 60 und
die in 15 dargestellte Neigung der
Module 58, bei der die Koppelglieder 73 senkrecht
zur ersten Achse 60 angeordnet sind. In 17 sind
die Module 58 sowohl in einer horizontalen Ausrichtung
als auch in einer der 16 entsprechenden vertikalen
Ausrichtung dargestellt.
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Die 18 bis 21 zeigen
eine Variante einer anhand der 1 bis 11 und 14 bis 17 dargestellten
Vorrichtung in den 14 bis 17 entsprechenden
schematischen Darstellungen. Die Vorrichtung aus den 18 bis 21 unterscheidet
sich von den Vorrichtungen aus den 1 bis 11 und 14 bis 17 dadurch, dass
die zweiten Achsen 77 die erste Achse 60 schneiden
bzw. mit diesen in einer Ebene liegen, und dass anstelle von Konsolen 55 und
Scharnieren 76 Gelenke zwischen den Torsionsrohren 54 und
den Schwingen 71 vorgesehen sind.
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Die 22 bis 25 zeigen
eine weitere Variante einer oben anhand der 1 bis 11 und 14 bis 17 dargestellten
Vorrichtung in den 14 bis 17 bzw. 18 bis 21 entsprechenden
Darstellungen. Die in den 22 bis 25 dargestellte
Vorrichtung unterscheidet sich von der oben anhand der 1 bis 11 und 14 bis 17 dargestellten
Vorrichtung dadurch, dass die Torsionsrohre 54 von den
ersten Achsen 60 beabstandet sind, wozu zur ersten Achse 60 senkrechte
Bauglieder bzw. Kröpfungen 96 vorgesehen
sind. Ein weiterer Unterschied be steht darin, dass die Stützprofile
bei der in den 22 bis 25 dargestellten
Vorrichtung an Rändern
der Module 58 angeordnet sind. Ein weiterer Unterschied
besteht darin, dass bei der in den 22 bis 25 dargestellten
Vorrichtung die Konsolen 55 nicht über ein Scharnier mit jeweils
einem Stützprofil 56,
sondern mit der Schwinge 71 verbunden sind.
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Ein
weiterer Unterschied besteht in der Anordnung der Scharniere bzw.
Gelenke. Bei den oben anhand der 1 bis 11 und 14 bis 17 dargestellten
Vorrichtungen sind die zweite Achse 77 und das Scharnier 76 jeweils
nahe einem Rand des zugeordneten Moduls 58 (insbesondere
an einem Stützprofil 56)
angeordnet. Ferner liegen das Gelenk zwischen dem Koppelglied 73 und
der Schwinge 71 und der Schwerpunkt des Moduls 58 in
der gleichen Richtung von der zweiten Achse 77 beabstandet.
Im Gegensatz dazu liegt bei der in den 22 bis 25 gezeigten
Vorrichtung ein Gelenk zwischen der Konsole 55 und der
Schwinge 71 zwischen einem Gelenk zwischen dem Koppelglied 73 und
der Schwinge 71 und dem Schwerpunkt des Moduls 58. Entsprechend
ist bei der in den 22 bis 25 dargestellten
Vorrichtung das Koppelglied 73 in erster Linie auf Zug
beansprucht, während
es bei den oben anhand der 1 bis 11 und 14 bis 17 dargestellten
Vorrichtungen in erster Linie auf Druck beansprucht ist.
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Ein
Vorteil der oben anhand der 22 bis 25 dargestellten
Vorrichtung besteht darin, dass die zweiten Achsen 77 näher bei
den Schwerpunkten der Module 58 liegen. Auch die für das Kippen
der Module 58 um die zweiten Achsen 77 erforderlichen Antriebskräfte sind
deshalb geringer. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Abstand
zwischen der zweiten Achse 77 und der Geraden, auf der
das Koppelglied 73 jeweils momentan liegt, in jeder Stellung des
Moduls 58 größer ist
als bei den oben anhand der 1 bis 11 und 14 bis 17 dargestellten
Vorrichtungen. Auch dies verringert die erforderlichen Antriebskräfte für das Kippen
der Module 58 um die zweiten Achsen 77. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass bei horizontaler Ausrichtung der Module 58 das
Koppelglied 73 senkrecht zum Schubglied 72 angeordnet
ist. Eine an dem Modul angreifende Gewichts- oder Windkraft wird
deshalb nicht auf den Antrieb des Schubglieds 72 übertragen.
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Die 26 und 27 zeigen
eine Variante der oben anhand der 22 bis 25 dargestellten Vorrichtung
in den 23 und 25 entsprechenden
Darstellungen. Die in den 26 und 27 dargestellte
Vorrichtung unterscheidet sich von der oben anhand der 22 bis 25 dargestellten Vorrichtung
dadurch, dass das Koppelgetriebe zum Kippen der Photovoltaikmodule 58 in
Form einer Mehrfachschwinge ausgebildet ist. Die Stützprofile 56 an
den Photovoltaikmodulen 58 sind durch ein weiteres Stützprofil 98 miteinander
verbunden. Das weitere Stützprofil 98 ist
nahe (vorzugsweise in) dem Schwerpunkt der Photovoltaikmodule 58 um
die zweiten Achsen 77 drehbar mit den Konsolen 55 verbunden.
Je eine Schwinge 71 ist (vorzugsweise nahe der zweiten
Achse 77) starr mit dem weiteren Stützprofil 98 und damit
mit jedem Photovoltaikmodul 58 verbunden. Die Schwingen 71 von
zwei oder mehr Photovoltaikmodulen 58 sind über ein
oder mehrere Koppelglieder 97 miteinander verbunden. Jedes Koppelglied
verbindet zwei oder vorzugsweise mehr Schwingen 71 gelenkig
miteinander. Ein Koppelglieder 97 und alle mit diesem gelenkig
verbundene Schwingen 71 bilden das Koppelgetriebe in Form
einer Doppelschwinge (wenn ein Koppelglied 97 nur zwei
Schwingen 71 miteinander verbindet) bzw. Mehrfachschwinge. 26 zeigt
die Photovoltaikmodule 58 in einer gekippten Stellung, 27 zeigt
sie in einer horizontalen Stellung.
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Ein
Vorteil der Vorrichtungen aus den 22 bis 27 besteht
darin, dass der Schwerpunkt der Summe aller um die erste Achse 60 rotierenden
Elemente näher
bei der ersten Achse 60 liegt. Die zum Drehen der Module 58 um
die erste Achse 60 erforderlichen Antriebskräfte sind
deshalb geringer.
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Die 28 und 29 zeigen
eine Vorrichtung wie sei oben anhand der 26 und 27 beschrieben
wurde mit entsprechenden Ausrichtungen der Photovoltaikmodule 58.
Im Gegensatz zu der anhand der 26 und 27 beschriebenen
Vorrichtung weist die in den 28 und 29 gezeigte Vorrichtung
jedoch keine Kröpfung
auf. Die Achse des Torsionsrohrs 54 fällt damit mit der ersten Achse 60 zusammen,
wie dies unter anderem auch bei den oben anhand der 1 bis 21 dargestellten
Vorrichtungen der Fall ist.
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Die
oben anhand der Figuren dargestellten Vorrichtungen können auf
vielfältige
Weise vorteilhaft variiert werden. Beispielsweise können die
Schwingen in die Module integriert oder bei mechanisch ausreichend
stabilen Modulen durch die Module selbst gebildet werden. Alle dargestellten
Vorrichtungen können
nicht nur für
Photovoltaikmodule sondern alternativ auch für Sonnenkollektormodule vorgesehen sein.
Die dargestellten Vorrichtungen können die Photovoltaik- oder
Sonnenkollektormodule umfassen oder lediglich für deren Montage ausgebildet
sein.