DE102008003286A1 - Photovoltaikelement, Trägerstruktur und Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur dazu - Google Patents

Photovoltaikelement, Trägerstruktur und Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur dazu Download PDF

Info

Publication number
DE102008003286A1
DE102008003286A1 DE102008003286A DE102008003286A DE102008003286A1 DE 102008003286 A1 DE102008003286 A1 DE 102008003286A1 DE 102008003286 A DE102008003286 A DE 102008003286A DE 102008003286 A DE102008003286 A DE 102008003286A DE 102008003286 A1 DE102008003286 A1 DE 102008003286A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
profiles
profile
photovoltaic element
support
support structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008003286A
Other languages
English (en)
Inventor
Christof Lagaly
Matthias Nitzko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
REV RENEWABLE ENERGY VENTURES Inc
Original Assignee
REV RENEWABLE ENERGY VENTURES Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by REV RENEWABLE ENERGY VENTURES Inc filed Critical REV RENEWABLE ENERGY VENTURES Inc
Priority to DE102008003286A priority Critical patent/DE102008003286A1/de
Priority to PCT/DE2008/002130 priority patent/WO2009086803A2/de
Publication of DE102008003286A1 publication Critical patent/DE102008003286A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/30Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules using elongate rigid mounting elements extending substantially along the supporting surface, e.g. for covering buildings with solar heat collectors
    • F24S25/33Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules using elongate rigid mounting elements extending substantially along the supporting surface, e.g. for covering buildings with solar heat collectors forming substantially planar assemblies, e.g. of coplanar or stacked profiles
    • F24S25/35Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules using elongate rigid mounting elements extending substantially along the supporting surface, e.g. for covering buildings with solar heat collectors forming substantially planar assemblies, e.g. of coplanar or stacked profiles by means of profiles with a cross-section defining separate supporting portions for adjacent modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/60Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules
    • F24S25/63Fixation means, e.g. fasteners, specially adapted for supporting solar heat collector modules for fixing modules or their peripheral frames to supporting elements
    • F24S25/634Clamps; Clips
    • F24S25/636Clamps; Clips clamping by screw-threaded elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S2025/80Special profiles
    • F24S2025/801Special profiles having hollow parts with closed cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S2025/80Special profiles
    • F24S2025/807Special profiles having undercut grooves
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

Ein Photovoltaikelement, insbesondere ein ein elektrisch kontaktiertes Laminat (5) umfassendes Dünnschicht-Modul (4), ist mit seiner Rückseite auf einem Tragkörper (6) festgelegt. Der Tragkörper (6) ist an seinen Seitenkanten (7) derart abgewinkelt, dass er gegen Verformung in einer zu den Seitenkanten (7) versetzten Richtung stabilisiert ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Photovoltaikelement, insbesondere ein ein elektrisch kontaktiertes Laminat umfassendes Dünnschicht-Modul, das mit seiner Rückseite auf einem Tragkörper festgelegt ist, eine Trägerstruktur mit parallel zueinander ausgerichteten Profilen für mindestens ein Photovoltaikelement, insbesondere ein Dünnschicht-Modul, und ein Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur, umfassend mehrere parallel zueinander ausgerichtete Profile für mehrere Photovoltaikelemente, insbesondere Dünnschicht-Module, wobei die Profile parallel zueinander ausgerichtet an mindestens zwei senkrecht dazu angeordneten Tragprofilen festgelegt werden.
  • Dünnschichtzellen unterscheiden sich von kristallinen Solarzellen, basierend auf Silizium-Wafern, zum einen durch ihre jeweiligen Produktionsverfahren sowie die Schichtdicken der eingesetzten Materialien und zum anderen durch die physikalischen Eigenschaften des bei den Dünnschichtzellen verwendeten amorphen Materials, die von den Eigenschaften kristallinen Siliziums verschieden sind. Verglichen mit kristallinen Solarzellen aus Silizium-Wafern sind oftmals aus amorphem Silizium (a-Si:H) gefertigte Dünnschichtzellen etwa 100-mal dünner. Die Dünnschichtzellen werden meist durch Abscheiden des Materials aus der Gasphase direkt auf ein Trägermaterial aufgebracht, das zum Beispiel Glas, Metallblech oder Kunststoff sein kann. Mögliche weitere Materialien zur Fertigung von Dünnschichtzellen sind mikrokristallines Silizium (μc-Si:H), Gallium-Arsenid (GaAs), Cadmium-Tellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium-(Gallium)-Schwefel-Selen-Verbindungen, die so genannten CIS-Zellen bzw. CIGS-Zellen.
  • Für die Produktion von Strom ist ein hoher Wirkungsgrad erwünscht, den auch Dünnschichtmodule teilweise aufweisen. Jedoch ist der Wirkungsgrad nicht das alleinige Kriterium bei der Auswahl von Solarzellen, da häufig die Kosten, zu denen Strom aus den Solarzellen produziert werden kann, einen ausschlaggebenden Faktor bilden, wobei die verwendeten Herstellungsverfahren, die Kosten der eingesetzten Materialien, die Kosten für die kompletten Module sowie deren Montagekosten nicht unerheblich sind. In diesem Zusammenhang ist die kostengünstige und großflächige Fertigung von Dünnschichtmodulen vorteilhaft.
  • Die DE 20 2006 008 614 U1 offenbart eine Träger-Montagegruppe für eine kristalline Solarzellen umfassende Solarzelleneinheit. Auf der Rückseite der bahnenförmigen Träger-Montagegruppe, also auf der der Sonnenbestrahlungsseite abgewandten Seite, ist eine die Solarzellen einbettende Kunststoffmasse mit einem als verzinktes Stahlblech ausgeführten Tragkörper verbunden, dessen Dicke etwa 0,5 mm bis 1 mm beträgt. Randseitig ist die Träger-Montagegruppe mit Montageleisten zur Verbindung mit benachbarten Träger-Montagegruppen ohne Adapterelemente versehen. Soll die Träger-Montagegruppe eine relativ hohe Steifigkeit aufweisen, dann umfasst der Tragkörper einen aufwändig gestalteten Kunststoff-Grundkörper mit einer eingebetteten Metallarmierung.
  • Im Weiteren zeigt die DE 699 30 588 T2 ein Rahmensystem für Photovoltaikmodule, die einen aus mehreren Schienen zusammengesetzten Rahmen zur mechanischen Stabilisierung und zur Befestigung aufweisen.
  • Die bekannten Lösungen zur Montage von Dünnschicht-Photovoltaikmodulen sind insofern nachteilig, als die Dünnschicht-Photovoltaikmodule stets einen mehrteiligen Rahmen aufweisen, der sowohl die Dünnschicht-Photovoltaikmodule selbst stabilisiert als auch zu deren Befestigung dient. Der in der Regel aus Aluminiumprofilen gefertigte Rahmen verursacht Kosten, die bei den Investitionskosten einer Photovoltaikanlage zu berücksichtigen sind und den Kostenvorteil durch die relativ billige Herstellung der Dünnschicht-Photovoltaikmodule teilweise zunichte machen. Im Weiteren wirkt sich der Rahmen negativ auf das Gewicht des Dünnschicht-Photovoltaikmoduls aus, das insbesondere die Handhabung bei der Montage der Photovoltaikanlage erschwert.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Photovoltaikelement, eine Trägerstruktur und ein Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, das bzw. die kostengünstig zu fertigen bzw. realisieren ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Photovoltaikelement dadurch gelöst, dass der Tragkörper an seinen Seitenkanten derart abgewinkelt ist, dass er gegen Verformung in einer zu den Seitenkanten versetzten Richtung stabilisiert ist.
  • Demnach ist es nicht erforderlich, das Photovoltaikelement in einen separaten Rahmen einzufassen, damit es stabilisiert ist. Einfaches und kostengünstiges Abkanten gegenüberliegender Seitenkanten, die über das Laminat hervorstehen, wirkt einer unerwünschten Verformung und einer gegebenenfalls daraus resultierenden Beschädigung entgegen. Ist der Tragkörper rechteckförmig gestaltet und an einer Trägerstruktur festgelegt, ist es ausreichend, die längsseitigen Seitenkanten entsprechend umzuformen, damit bei der Montage des Photovoltaikelements unter Verwendung entsprechender Abstützvorrichtungen das Laminat nicht durch eine Verformung des Tragkörpers beschädigt wird. Nach der Montage kann das Photovoltaikelement durch weitere Maßnahmen für seinen Gebrauch stabilisiert werden. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, das Photovoltaikelement über seine befestigten Seitenkanten auf Zug zu beanspruchen. Hierdurch ist auch ein Dünnschicht-Modul vor umweltbedingten Beschädigungen, die beispielsweise durch Wind oder sich ändernde Temperaturen hervorgerufen werden können, geschützt.
  • Vorzugsweise ist zumindest eine der parallel zueinander ausgerichteten Seitenkanten L-förmig abgekantet. Die L- förmige Abkantung stabilisiert das Photovoltaikelement zunächst, damit es ohne Zerstörung handhabbar ist. Darüber hinaus dient die L-förmige Abkantung zur Einhängung in ein zugeordnetes Profil einer Tragstruktur und kann nach weiteren Umformverfahren, wie z. B. Rollen oder Bördeln, zur sicheren Befestigung dienen.
  • Alternativ sind die parallel zueinander ausgerichteten Seitenkanten U-förmig abgekantet, wobei der freie Schenkel der Abkantung unterhalb der Rückseite des Laminats parallel und beabstandet zu dem Tragkörper ausgerichtet ist. Die U-Form der Seitenkanten bietet neben der Stabilisierung des Photovoltaikelements gleichzeitig die Möglichkeit der Einhängung in ein entsprechend gestaltetes Profil einer Trägerstruktur.
  • Damit der Tragkörper das Gesamtgewicht des Photovoltaikelements nicht allzu negativ beeinträchtigt, ist zweckmäßigerweise der Tragkörper aus einem armierten Kunststoff gefertigt. Die Armierung ist als Drahtgitter ausgebildet. Zur relativ leichten Fertigung des Tragkörpers ist der Kunststoff ein Thermoplast, das beispielsweise einer Warmumformung unterzogen werden kann, und die Armierung ist umspritzt. Selbstverständlich kann die Armierung auch durch eine Faserverstärkung gebildet sein.
  • Bevorzugt ist der Tragkörper aus einem Feinblech gefertigt. Unter einem Feinblech ist im Sinne der Erfindung ein warm oder kalt gewalztes Blech mit einer Dicke bis zu 3 mm zu verstehen. Bevorzugt besteht der Tragkörper aus einem rostfreien Blech, insbesondere einem verzinkten Stahlblech, ei nem Aluminiumblech oder einem Edelstahlblech. Das Feinblech ist auf einer Baustelle bei der Montage der Trägerstruktur einfach mit handwerklichen Mitteln zu bearbeiten.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Trägerstruktur mit parallel zueinander ausgerichteten Profilen für mindestens ein Dünnschicht-Photovoltaikmodul dadurch gelöst, dass das Profil mindestens einen Fortsatz zum Einhängen der abgewinkelten Seitenkanten des Tragkörpers des Photovoltaikelements aufweist.
  • Eine Photovoltaikanlage ist unter Verwendung einer solchen Trägerstruktur mit eingehängten Photovoltaikelementen schnell und kostengünstig zu fertigen.
  • In Ausgestaltung ist das Photovoltaikelement unter einer Zugbeanspruchung zwischen den Profilen gehalten. Die Profile können derart an der Trägerstruktur verschoben und befestigt werden, dass die in die Fortsätze eingehängten Tragkörper auf Zug belastet sind und dadurch eine verhältnismäßig geringe Verformung aufweisen. Die Vorspannung wirkt einer durch Wind oder Schnee bedingten Verformung und einer unter Umständen daraus resultierenden Beschädigung entgegen. Durch die Zugbelastung ist es möglich, den Tragkörper dünn und damit kostengünstig zu gestalten, da mit der Verstreckung die Steifigkeit steigt und bei gleicher Stabilität eine Gewichtseinsparung gegenüber einem nicht vorgespannten Tragkörper zu erzielen ist.
  • Zur Bereitstellung eines sicheren Halts ist der Fortsatz des Profils winkel- oder T-förmig und ein Schenkel des Fortsatzes von der U-förmig abgekanteten Seitenkante des Tragkörpers übergriffen. Insbesondere eine T-förmige Gestaltung des Fortsatzes weist eine relativ große Auflagefläche für den Tragkörper auf, wodurch die Montage des Photovoltaikelementes vereinfacht ist. Die U-förmige Abkantung der Seitenkante kann beispielsweise durch Bördeln einer vorgeformten Seitenkante auf der Baustelle gefertigt werden, wobei die Abkantung direkt um den Schenkel des Fortsatzes gebogen wird.
  • In Ausgestaltung weist das Profil zwei parallel und zueinander beabstandete Fortsätze zum Einhängen der abgewinkelten Seitenkanten von zwei benachbarten Tragkörpern auf. Ein derartiges Profil ist zur Verwendung in großflächigen Photovoltaikanlagen mit einer Vielzahl von Photovoltaikelementen geeignet.
  • Um einen sicheren Halt sowohl während der Montage als auch bei thermisch bedingten Längenänderungen zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise der Tragkörper mittels mindestens eines Klemmelementes an dem Profil gehalten. Ein typischer Tragkörper mit einer Länge von beispielsweise 10 bis 1 m, insbesondere 8 bis 4 m, vorzugsweise 5,6 m und einer Breite von insbesondere 2 bis 0,1 m, bevorzugt 1 bis 0,2 m und vorteilhafterweise ca. 0,4 m kann durch beispielsweise 4 bis 8 gleichmäßig über die Länge verteilte rechteckförmige Klemmelemente gehalten werden.
  • Zweckmäßigerweise ist das Klemmelement aus einem Oberteil und einem damit verbundenen Unterteil zusammengesetzt. Bevorzugt weist das Klemmelement auf gegenüberliegenden Sei ten Einbuchtungen zum klemmenden Übergreifen von Schenkeln benachbarter Fortsätze des Profils mit der daran festgelegten abgekanteten Seitenkanten des Tragkörpers auf. Zur einfachen Bewerkstelligung der Montage ist zwischen den Fortsätzen des Profils eine Nut zur gleitenden Aufnahme einer Mutter bzw. eines Kopfes einer Schraube zur Schraubbefestigung des Klemmelementes ausgebildet. Beispielsweise kann mindestens eine Schraube drehfest in der Nut verschiebbar gehalten sein und das Oberteil sowie das Unterteil des Klemmelementes werden auf die Schraube aufgesteckt und mit einer Mutter verschraubt. Somit ist sowohl die Befestigung des Klemmelementes als auch die Ausübung einer Klemmkraft auf den Tragkörper gewährleistet.
  • Zur Bereitstellung einer großflächigen Photovoltaikanlage sind mehrere Profile parallel zueinander ausgerichtet an senkrecht dazu angeordneten Tragprofilen festgelegt, wobei zwischen zwei benachbarten Profilen jeweils ein rechteckförmiges Photovoltaikelement angeordnet ist. Zweckmäßigerweise sind die Tragprofile mit einem Gestell zur geneigten Anordnung der Photovoltaikelemente verbunden. Nach einer Weiterbildung ist das Profil und/oder das Tragprofil ein gezogenes Aluminium-Kastenprofil. Durch entsprechende Hohlräume des Profils und/oder des Tragprofils lassen sich elektrische Leitungen zur Kontaktierung der Photovoltaikelemente verlegen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur, umfassend mehrere parallel zueinander ausgerichtete Profile für mehrere Photovoltaikelemente, insbesondere Dünnschicht-Module, wobei die Profile parallel zueinander ausgerichtet an mindestens zwei senkrecht dazu angeordneten Tragprofilen festgelegt werden. Das erste Profil wird an den beiden Tragprofilen festgelegt und das zweite Profil in einem Abstand, der etwa der Breite des Photovoltaikelementes entspricht, verschiebbar auf den Tragprofilen befestigt. Anschließend wird das Photovoltaikelement mit seinen abgewinkelten Seitenkanten in die Fortsätze der Profile eingehängt. Danach wird das zweite Profil derart verschoben, dass das Photovoltaikelement unter Zugbelastung zwischen den beiden benachbarten Profilen gehalten wird und anschließend wird das zweite Profil an den Tragprofilen festgelegt.
  • Aufgrund dieser Vorgehensweise ist eine schnelle Montage einer großflächigen Photovoltaikanlage, wie sie beispielsweise in einem so genannten Solarkraftwerk vorhanden ist, unter Verwendung verhältnismäßig kostengünstiger Photovoltaikelemente möglich.
  • Nach einer Weiterbildung werden die abgewinkelten Seitenkanten des Photovoltaikelementes um die Fortsätze der Profile gebördelt. Damit ist das Photovoltaikelement zuverlässig an den zugeordneten Profilen gehalten. Um beispielsweise eine Photovoltaikelement bei einem ungenügenden Wirkungsgrad oder einer sonstigen Beschädigung zu ersetzen, können die umgebördelten Seitenkanten des Tragkörpers des Photovoltaikelements entweder aufgetrennt oder aufgebogen werden. Nach dem Auflegen eines neuen Photovoltaikelements auf die benachbarten Profile lassen sich dessen vorverformte Seitenkanten einfach um die Fortsätze der Profile bördeln.
  • Um die Handhabung der relativ großen und instabilen Photovoltaikelemente bei der Montage zu vereinfachen, werden bevorzugt gestapelte Photovoltaikelemente auf einem Wagen transportiert, der auf den Tragprofilen rollend verschiebbar ist. Die Photovoltaikelemente werden mit einem Fahrzeug an der Baustelle angeliefert und mittels eines Krans paketweise auf den Wagen gehoben, der auf den Tragprofilen gelagert ist. Zwei Monteure befestigen zunächst die beiden ersten Profile vor dem Wagen, ziehen ein Photovoltaikelement von dem Stapel und legen es auf die Profile, deren weitere Montage wie bereits beschrieben vorgenommen wird. Anschließend wird der Wagen mit den Photovoltaikelementen verschoben und das nächste Profil vormontiert. Danach wird wieder ein Photovoltaikelement auf den vorhandenen Profilen festlegt und das vormontierte Profil derart an den Tragprofilen befestigt, dass das Photovoltaikelement unter Zugspannung gehalten ist.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine perspektivische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Trägerstruktur mit erfindungsgemäßen Photovoltaikelementen,
  • 2 eine Vorderansicht der Darstellung nach 1,
  • 3 eine Draufsicht auf die Darstellung nach 1,
  • 4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit IV nach 2 und
  • 5 eine perspektivische Darstellung eines auf Tragprofilen der Trägerstruktur stehenden Wagens für Photovoltaikelemente.
  • Die Trägerstruktur umfasst mehrere an einem Gestell 1 befestigte Tragprofile 2, die senkrecht dazu verlaufende Profile 3 haltern, wobei zwischen zwei parallel zueinander ausgerichteten Profilen 3 jeweils ein rechteckförmiges als Dünnschicht-Photovoltaikmodul 4 ausgebildetes Photovoltaikelement 16 angeordnet ist.
  • Jedes Dünnschicht-Photovoltaikmodul 4 umfasst ein elektrisch kontaktiertes Laminat 5, das mit seiner Rückseite auf einem Tragkörper 6 aus einem Blech festgelegt ist. Die über das Laminat vorstehenden, parallel zueinander verlaufenden Seitenkanten 7 des Tragkörpers 6 sind derart abgekantet, dass der freie Schenkel 8 der Abkantung unterhalb der Rückseite des Laminats 5 parallel und beabstandet zu dem Tragkörper 6 verläuft.
  • Zur Befestigung des Dünnschicht-Photovoltaikmoduls 4 sind an dem Profil 3 zwei T-förmige Fortsätze 9 vorgesehen, wobei ein Schenkel 10 des Fortsatzes 9 von der U-förmig abgekanteten Seitenkante 7 des Tragkörpers 6 übergriffen wird.
  • Zwischen den zueinander beabstandeten Fortsätzen 9 des als gezogenes Aluminium-Kastenprofil ausgeführten Profils 3 ist eine Nut 15 ausgebildet.
  • Um die Dünnschicht-Photovoltaikmodule 4 zuverlässig an den Fortsätzen 9 des Profils 3 zu haltern, werden jeweils aus einem Oberteil 11 und einem damit verbundenen Unterteil 12 bestehende Klemmelemente 13 angeordnet, die auf gegenüberliegenden Seiten Einbuchtungen 14 zum klemmenden Übergreifen der Schenkel 10 benachbarter Fortsätze 9 des Profils 3 mit der daran festgelegten Seitenkante 7 des Tragkörpers 6 aufweisen. Das Oberteil 11 wird mit dem Unterteil 12 verschraubt, wobei ein Schraubenkopf einer Schraube der Schraubverbindung in der Nut 11 des Profils 3 drehfest gleitend geführt ist.
  • Zur Montage der Tragstruktur wird nach dem Aufstellen des Gestells 1 mit den Tragprofilen 2 zunächst ein randseitiges erstes Profil 3 an den Tragprofilen 2 festgelegt und ein zweites Profil 3 in einem etwa der Breite eines Dünnschicht-Photovoltaikmodul 4 entsprechenden Abstand zu dem randseitigen Profil 3 verschiebbar an den Tragprofilen 2 gehaltert.
  • Zur Bereitstellung der Dünnschicht-Photovoltaikmodule 4 zur Montage ist ein Wagen 17 vorgesehen, der im Wesentlichen aus zwei Längsholmen 18 mit Randanschlägen 19 sowie stirnseitig daran befestigten Querholmen 20 besteht. Die Querholme 20 lagern Rollen 21, die sich auf den Tragprofilen 2 abstützen. Damit der Wagen 17 nicht von den geneigt angeordneten Tragprofilen 2 abrutscht, sind parallel zu den Querholmen 20 ebenfalls Rollen aufweisende Stützholme 22 vorgesehen, die seitlich an den Tragprofilen 2 anliegen. Zwischen den Randanschlägen 19 der Längsholme 18 können mehrere Dünnschicht-Photovoltaikmodule 4 gestapelt werden.
  • Nach dem Anbringen des zweiten Profils 3 wird ein Dünnschicht-Photovoltaikmodul 4 von dem Wagen 17 gezogen und auf die Profile 3 aufgelegt, so dass die seitlichen Abkantungen zwischen den Schenkeln 10 der Fortsätze 9 der Profile 3 liegen. Anschließend wird das noch bewegbare Profil 3 derart verlagert, dass das Dünnschicht-Photovoltaikmodul 4 über seine Breite auf Zug belastet ist. Nach der Befestigung des Profils 3 werden die Seitenkanten 7 des Tragkörpers 6 des Dünnschicht-Photovoltaikmoduls 4 gebördelt, so dass die zuvor erläuterte U-förmige Abkantung entsteht, wobei der freie Schenkel 8 der Abkantung unterhalb der Rückseite des Laminats 5 parallel und beabstandet zu dem Tragkörper 6 verläuft.
  • Danach wird der Wagen 17 verschoben und das dritte Profil 3 verschiebbar auf den Tragprofilen 2 und das zweite Dünnschicht-Photovoltaikmodul 4 auf den Profilen 3 montiert, wie zuvor erläutert. Nach dem Befestigen des dritten Profils 3 werden die Klemmelemente 13 zwischen dem ersten und dem zweiten Dünnschicht-Photovoltaikmodul 4 angeordnet. Dieser Vorgehensweise folgend, lässt sich eine großflächige Photovoltaikanlage mit einer Vielzahl von Dünnschicht-Photovoltaikmodulen 4 schnell und damit kostengünstig montieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202006008614 U1 [0004]
    • - DE 69930588 T2 [0005]

Claims (21)

  1. Photovoltaikelement, insbesondere ein ein elektrisch kontaktiertes Laminat (5) umfassendes Dünnschicht-Modul (4), das mit seiner Rückseite auf einem Tragkörper (6) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (6) an seinen Seitenkanten (7) derart abgewinkelt ist, dass er gegen Verformung in einer zu den Seitenkanten (7) versetzten Richtung stabilisiert ist.
  2. Photovoltaikelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der parallel zueinander ausgerichteten Seitenkanten (7) L-förmig abgekantet ist.
  3. Photovoltaikelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander ausgerichteten Seitenkanten (7) U-förmig abgekantet sind, wobei der freie Schenkel (8) der Abkantung unterhalb der Rückseite des Photovoltaikelements (16) parallel und beabstandet zu dem Tragkörper (6) ausgerichtet ist.
  4. Photovoltaikelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (6) aus einem armierten Kunststoff gefertigt ist.
  5. Photovoltaikelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierung als Drahtgitter ausgebildet ist.
  6. Photovoltaikelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (6) aus einem Feinblech gefertigt ist.
  7. Photovoltaikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (6) aus einem rostfreien Blech, insbesondere einem verzinkten Stahlblech, einem Aluminiumblech oder einem Edelstahlblech besteht.
  8. Trägerstruktur mit parallel zueinander ausgerichteten Profilen (3) für mindestens ein Photovoltaikelement (16), insbesondere ein Dünnschicht-Modul (4), nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (3) mindestens einen Fortsatz (9) zum Einhängen der abgewinkelten Seitenkanten (7) des Tragkörpers (6) des Photovoltaikelementes (16) aufweist.
  9. Trägerstruktur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (16) unter einer Zugbeanspruchung zwischen den Profilen (3) gehalten ist.
  10. Trägerstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (9) des Profils (3) winkel- oder T-förmig und ein Schenkel (10) des Fortsatzes (9) von der U-förmig abgekanteten Seitenkante (7) des Tragkörpers (6) übergriffen ist.
  11. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (3) zwei parallel und zueinander beabstandete Fortsätze (9) zum Einhängen der abgewinkelten Seitenkanten (7) von zwei be nachbarten Tragkörpern (6) aufweist.
  12. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (6) mittels mindestens eines Klemmelementes (13) an dem Profil (3) gehalten ist.
  13. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (13) aus einem Oberteil (11) und einem damit verbundenen Unterteil (12) zusammengesetzt ist.
  14. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (13) auf gegenüberliegenden Seiten Einbuchtungen (14) zum klemmenden Übergreifen von Schenkeln (10) benachbarter Fortsätze (9) des Profils (3) mit der daran festgelegten abgekanteten Seitenkante (7) des Tragkörpers (6) aufweist.
  15. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fortsätzen (9) des Profils (3) eine Nut (15) zur gleitenden Aufnahme einer Mutter bzw. eines Kopfes einer Schraube zur Schraubbefestigung des Klemmelementes (13) ausgebildet ist.
  16. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Profile (3) parallel zueinander ausgerichtet an senkrecht dazu angeordneten Tragprofilen (2) festgelegt sind, wobei zwischen zwei benachbarten Profilen (3) jeweils ein rechteckförmiges Photovoltaikelement (16) angeordnet ist.
  17. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragprofile (2) mit einem Gestell (1) zur geneigten Anordnung der Photovoltaikelemente (16) verbunden sind.
  18. Trägerstruktur nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (3) und/oder das Tragprofil (2) ein gezogenes Aluminium-Kastenprofil ist.
  19. Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur, insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 18, umfassend mehrere parallel zueinander ausgerichtete Profile (3) für mehrere Photovoltaikelemente (16), insbesondere Dünnschicht-Module (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Profile (3) parallel zueinander ausgerichtet an mindestens zwei senkrecht dazu angeordneten Tragprofilen (2) festgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Profil (3) an den beiden Tragprofilen (2) festgelegt und das zweite Profil (3) in einem Abstand, der etwa der Breite des Photovoltaikelementes (16) entspricht, verschiebbar auf den Tragprofilen (2) befestigt wird, – das Photovoltaikelement (16) mit seinen abgewinkelten Seitenkanten (7) in die Fortsätze (9) der Profile (3) eingehängt wird, – das zweite Profil (3) derart verschoben wird, dass das Photovoltaikelement (16) unter Zugbelastung zwischen den beiden benachbarten Profilen (3) gehalten wird und anschließend das zweite Profil (2) an den Tragprofilen (2) festgelegt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die abgewinkelten Seitenkanten (7) des Photovoltaikelementes um die Fortsätze (9) der Profile (3) gebördelt werden.
  21. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass gestapelte Photovoltaikelemente (16) auf einem Wagen (17) transportiert werden, der auf den Tragprofilen (2) rollend verschiebbar ist.
DE102008003286A 2008-01-05 2008-01-05 Photovoltaikelement, Trägerstruktur und Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur dazu Withdrawn DE102008003286A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008003286A DE102008003286A1 (de) 2008-01-05 2008-01-05 Photovoltaikelement, Trägerstruktur und Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur dazu
PCT/DE2008/002130 WO2009086803A2 (de) 2008-01-05 2008-12-18 Photovoltaikelement, trägerstruktur, verfahren zur montage einer trägerstruktur und kraftwerk dazu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008003286A DE102008003286A1 (de) 2008-01-05 2008-01-05 Photovoltaikelement, Trägerstruktur und Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur dazu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008003286A1 true DE102008003286A1 (de) 2009-07-09

Family

ID=40719425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008003286A Withdrawn DE102008003286A1 (de) 2008-01-05 2008-01-05 Photovoltaikelement, Trägerstruktur und Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur dazu

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008003286A1 (de)
WO (1) WO2009086803A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011128331A2 (de) 2010-04-16 2011-10-20 Ludwig Rabold Solaranlage mit kuenstlicher lichtquelle
DE102011088153B3 (de) * 2011-12-09 2013-01-03 Krinner Innovation Gmbh Montagehilfsvorrichtung für fotovoltaikaufständerungen

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10547270B2 (en) 2016-02-12 2020-01-28 Solarcity Corporation Building integrated photovoltaic roofing assemblies and associated systems and methods
CH714595A1 (de) * 2018-01-28 2019-07-31 Iworks Ag Photovoltaikanlage.

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3513910A1 (de) * 1985-04-17 1986-10-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Solarmodul
US5480494A (en) * 1993-05-18 1996-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and installation method thereof
US6105317A (en) * 1997-09-24 2000-08-22 Matsushita Electric Works, Ltd. Mounting system for installing an array of solar battery modules of a panel-like configuration on a roof
US20010045228A1 (en) * 1998-01-21 2001-11-29 Takeshi Takada Solar cell module and process for its production, and solar cell module installing method and solar electricity generation system
DE69930588T2 (de) 1998-07-28 2007-01-25 BP Solar International LLC, Warrenville Rahmensystem für photovoltaische Module mit integrierten Leitungskanälen
DE202006008614U1 (de) 2006-05-31 2007-08-09 Rehau Ag + Co. Träger-Montagegruppe für eine Solarzelleneinheit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5589006A (en) * 1993-11-30 1996-12-31 Canon Kabushiki Kaisha Solar battery module and passive solar system using same
JPH09107119A (ja) * 1995-10-11 1997-04-22 Canon Inc 太陽電池モジュール及び製造法
JPH1072910A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Canon Inc 横葺き屋根板、屋根材一体型太陽電池、横葺き屋根用継ぎ手及び横葺き屋根の施工方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3513910A1 (de) * 1985-04-17 1986-10-23 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Solarmodul
US5480494A (en) * 1993-05-18 1996-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and installation method thereof
US6105317A (en) * 1997-09-24 2000-08-22 Matsushita Electric Works, Ltd. Mounting system for installing an array of solar battery modules of a panel-like configuration on a roof
US20010045228A1 (en) * 1998-01-21 2001-11-29 Takeshi Takada Solar cell module and process for its production, and solar cell module installing method and solar electricity generation system
DE69930588T2 (de) 1998-07-28 2007-01-25 BP Solar International LLC, Warrenville Rahmensystem für photovoltaische Module mit integrierten Leitungskanälen
DE202006008614U1 (de) 2006-05-31 2007-08-09 Rehau Ag + Co. Träger-Montagegruppe für eine Solarzelleneinheit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011128331A2 (de) 2010-04-16 2011-10-20 Ludwig Rabold Solaranlage mit kuenstlicher lichtquelle
DE202011000903U1 (de) 2010-04-16 2011-11-11 Ludwig Rabold Solaranlage mit künstlicher Lichtquelle
DE102011088153B3 (de) * 2011-12-09 2013-01-03 Krinner Innovation Gmbh Montagehilfsvorrichtung für fotovoltaikaufständerungen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009086803A2 (de) 2009-07-16
WO2009086803A3 (de) 2011-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006027629B4 (de) Solarelement mit Temperiereinrichtung, Verfahren zur Herstellung, Bausatz, Verwendung für eine Solarenergieanlage sowie Solarenergieanlage
DE102009025365A1 (de) Doppelniveauklammer für Photovoltaikmodule
WO2010040780A1 (de) Photovoltaikanlage, photovoltaikmodul und verfahren zur bestückung einer photovoltaikanlage
EP2317246B1 (de) Mehrteiliger Rahmen für plattenförmige Module
DE202011100205U1 (de) Unterkonstruktion für Solaranlage sowie Solaranlage
DE102008052418A1 (de) System zur Befestigung, Solaranlage und Verfahren zur Bestückung einer Solaranlage
DE102012105053A1 (de) Vorrichtung zur Abstützung eines Solarmoduls
WO2010040695A1 (de) Photovoltaikanlage, photovoltaikmodul, unterkonstruktion und verfahren zur bestückung einer photovoltaikanlage
DE202010004714U1 (de) Photovoltaische Anlage aus Dünnschichtsolarmodulen
DE102016203158A1 (de) Rahmenprofilleiste für Solarzelllaminate, gerahmtes Solarmodul und Befestigungssystem für Solarmodul
DE102008003286A1 (de) Photovoltaikelement, Trägerstruktur und Verfahren zur Montage einer Trägerstruktur dazu
DE102008058640A1 (de) Photovoltaikeinheit, Photovoltaiksystem sowie Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaikeinheit
DE202012104361U1 (de) Montagesystem für Solarmodule
EP2109153A2 (de) Solarelement für Solaranlagen
DE202010005385U1 (de) Ständer eines Solarmoduls
DE102009004260A1 (de) Dachelement, Anordnung von Dachelementen und Verfahren zur Herstellung eines Dachelements
EP2159847A2 (de) System aus einem rahmenlosen Dünnschichtsolarmodul und einer Befestigungsklammer
DE202011100399U1 (de) Vorrichtung für die Montage von Aufbauten auf einer flachen Ebene oder einer Ebene mit geringer Neigung
DE202011000172U1 (de) Vorrichtung zum Befestigen einer Tragschiene
DE202012103392U1 (de) Halterung für ein Solarpaneel
DE202012002547U1 (de) Vorrichtung zum Abstützen von Solarmodulen
DE202011003534U1 (de) Rahmenprofil für ein Solarmodul und Solarmodul
EP2786422B1 (de) Rahmenloses solarmodul mit modulträger
DE102010010899B4 (de) Solarkollektor
DE102008064554A1 (de) Befestigungssystem für Solarmodule

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee