DE102008024406A1

DE102008024406A1 - Test system for testing mechanical loading capacity of photovoltaic module of solar energy system, has carriages arranged to form rows, where lowest carriage in rows is provided against lower section of frame for abrasion of sloping output

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Publication number: DE102008024406A1
Application number: DE200810024406
Authority: DE
Original assignee: GUETEGEMEINSCHAFT SOLARENERGIE; Guetegemeinschaft Solarenergieanlagen Ev; Leichtmetallbau Schletter GmbH
Current assignee: GUETEGEMEINSCHAFT SOLARENERGIEANLAGEN E.V., 76, DE; Schletter GmbH
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2009-11-26

Abstract

The system has multiple loading carriages (1-6) arranged on a sloping front side of a test item (10) i.e. photovoltaic module, to form carriage rows aligned downwards. The loading carriages act downward in a closed successive manner. The loading carriages are equipped with weights, where a lowest loading carriage in the carriage rows is provided against a lower section of the module frame for abrasion of a sloping output. The loading carriages form a carriage field whose format is provided in a rectangular manner, where the carriage field corresponds with a format of the photovoltaic module.

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfsystem zum Prüfen der mechanischen Belastbarkeit eines von einem Modulrahmen eingefassten Photovoltaikmoduls in Schräganordnung.The The invention relates to a test system for testing the mechanical load capacity of one enclosed by a module frame Photovoltaic module in oblique arrangement.

Es ist branchenüblich, PV-Module gemäß IEC 61215 oder IEC 61646 prüfen zu lassen. Diese Normen sehen unter anderem einen mechanischen Test zur Flächenbelastbarkeit vor. Dieser Test ist sehr vereinfachend und lässt den Lastfall außer Betracht, bei dem auf den Rahmen eines schräg montierten PV-Moduls zusätzlich der Hangabtrieb einer Schneelast wirkt. Zur weiteren Information und im Zusammenhang mit Schnee- und Eislasten gemäß DIN 1055 Teil 5 wird auf den Aufsatz von Dobelmann in Sonnenenergie, Heft Juli/August 2007, Seite 6 bis 11 , verwiesen. Im selben Heft, Seite 65 ist zur Güte- und Prüfbestimmung RAL-GZ 966 ein Novellierungsvorschlag der RAL Gütegemeinschaft Solarenergieanlagen e. V. veröffentlicht, der den vorgenannten Lastfall in einem erweiterten Test berücksichtigen soll. Dieser Test sieht vor, ein mit einem Rahmen eingefasstes PV-Modul in Schräganordnung mit mehreren Sandsäcken in unterschiedlichen Lastgraden differenziert zu beschweren. Um die Hangabtriebslast einer Schneemasse realitätsnah zu simulieren, sollen die Sandsäcke gemeinsam gegen den unteren Teil des Rahmes schieben und daher gleitfähig auf der Oberfläche des PV-Moduls aufliegen.It is industry standard, PV modules according to IEC 61215 or IEC 61646 to have checked. These standards provide, among other things, a mechanical surface load test. This test is very simplistic and ignores the load case, in which the slope of a snow load also acts on the frame of a diagonally mounted PV module. For further information and in connection with snow and ice loads according to DIN 1055 Part 5 will be on the essay of Dobelmann in solar energy, issue July / August 2007, pages 6 to 11 , referenced. In the same Booklet, page 65 For quality and test regulation RAL-GZ 966 a proposal for amendment of the RAL Quality Association Solar Energy Systems e. V., which should consider the aforementioned load case in an extended test. This test provides a differentiated weighting of a PV module enclosed in a frame in an oblique arrangement with several sandbags in different degrees of load. In order to simulate the downhill load of a mass of snow in a realistic manner, the sandbags should push together against the lower part of the frame and therefore slidably rest on the surface of the PV module.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Prüfsystem zu schaffen, das auf einfache Weise die verschiedenen Wirkungen von Schnee- und Eislasten auf ein von einem Modulrahmen eingefasstes PV-Modul in Schräganordnung möglichst wirklichkeitsgetreu und hochgradig reproduzierbar nachbildet.task The invention is to provide a test system on easy way the different effects of snow and ice loads on an enclosed by a module frame PV module in an inclined arrangement as realistic as possible and highly reproducible replicates.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit dem im Anspruch 1 angegebenen Prüfsystem. Es umfasst demgemäß eine Vielzahl von Belastungswagen, die auf der einen schrägen Vorderseite des PV-Moduls zu abwärts gerichteten Wagenreihen angeordnet sind, so dass die Belastungswagen jeder Wagenreihe geschlossen hintereinander nach unten wirken, wobei die Belastungswagen mit Gewichten bestückbar sind und die untersten Belastungswagen in den Wagenreihen zum Abtrag des Hangabtriebs gegen den einen unteren Abschnitt des Modulrahmens anstehen.The Solution of the problem is given in the claim 1 Testing system. It accordingly comprises a Variety of load cars, one on one inclined Front side of the PV module facing downwards are arranged so that the load cars of each row of wagons closed down in a row, the load wagons with Weights are equippable and the lowest load cars in the rows of cars for the removal of the downhill drive against the one lower Section of the module frame.

Der Modulrahmen eines PV-Moduls ist üblicherweise rechteckig und kann insbesondere aus vier Abschnitten bzw. Segmenten bestehen, die zusammengefügt das PV-Modul an seinen Kanten ringsum einfassen und tragen. Zur Schräganordnung kann in einfacher und dem Fachmann bekannter Weise ein Gestell eingesetzt werden, auf dem das zu prüfende PV-Modul angeordnet, an seinen Modulrahmen getragen und mit Haltern eingespannt ist. Für aussagekräftige Prüfergebnisse sollten dabei die Neigung, die Tragabstände und die Art der Einspannung bekanntlich mit den geplanten Montagebedingungen vergleichbar sein. So kann die Schräganordnung insbesondere eine Aufdach- oder Freiflächenmontage repräsentieren.Of the Module frame of a PV module is usually rectangular and may in particular consist of four sections or segments, the assembled the PV module at its edges all around border and carry. To the oblique arrangement can be easier and a known manner skilled in the art, a frame can be used, arranged on the PV module to be tested, to his Modular frame worn and clamped with holders. For meaningful Test results should include the inclination, the bearing distances and the type of clamping known with the planned installation conditions be comparable. Thus, the oblique arrangement in particular represent a rooftop or open space installation.

Die erfindungsgemäßen Belastungswagen können einfache rollbare Lastträger sein und je ein Gestell umfassen, das zur reibungsarmen Fortbewegung von einem oder mehreren Rollkörpern getragen wird. Als Rollkörper sind Kugeln, Walzen oder bevorzugt Räder denkbar. Außerdem ist es möglich, die Belastungswagen ein- oder mehrachsig sowie ein- oder mehrspurig auszuführen. Wesentlich ist, dass die Belastungswagen auf der Vorderseite des schräg angeordneten Photovoltaikmoduls nach unten rollbeweglich und dort angeordnet zum Tragen von Gewichten geeignet sind. Zudem sind die Belastungswagen, vergleichbar mit einem Zug, in Fahrtrichtung zu mehreren Wagenreihen aneinandergereiht. Diese Wagenreihen verlaufen nebeneinander abwärts, d. h. parallel zur Falllinie des schräg angeordneten Photovoltaikmoduls. Aufgrund ihres Hangabtriebs streben die Belastungswagen jeder Wagenreihe gemeinsam auf dem PV-Modul schräg nach unten.The Loading carriage according to the invention can be simple rollable load carriers and each include a frame, that for the low-friction movement of one or more rolling elements will be carried. As rolling bodies are balls, rolls or preferred wheels conceivable. It is also possible the load wagons single or multi-axis and single or multi-lane perform. It is essential that the load cars on the front of the slanted photovoltaic module Rolling down and arranged there to carry weights are suitable. In addition, the load cars, comparable to a train, lined up in the direction of travel to several rows of cars. These rows of cars run side by side downwards, d. H. parallel to the fall line of the obliquely arranged photovoltaic module. Because of their downhill drive strive the load cars each row of cars together on the PV module diagonally downwards.

Hierbei stehen die untersten Belastungswagen in den Wagenreihen gegen das untere Rahmensegment des Modulrahmens an. Andernfalls würden die Belastungswagen ungehindert abwärts rollen. Zum Anstehen am unteren Rahmensegment sind die untersten Belastungswagen in geeigneter Weise ausgeführt. So können diese insbesondere Mittel zur Übertragung der Hangabtriebskraft auf die vorderseitige Innenkante des unteren Rahmensegments aufweisen. Da der Modulrahmen das PV-Modul vorderseitig üblicherweise mit nur einer geringen Materialstärke überdeckt, eignen sich dazu bevorzugt Mittel, die an einer solchen schmalen Kante ansetzen können. Diese Mittel können zudem Bestandteil der untersten Belastungswagen oder eigens an diesen befestigt sein.in this connection the lowest load cars in the rows of cars stand against the lower frame segment of the module frame. Otherwise, the Roll the load carriage unhindered downhill. To queue at the lower frame segment, the lowermost load cars are suitable Way executed. So these can be particular Means for transmitting the downhill power to the front Having inner edge of the lower frame segment. As the module frame the PV module front usually with only a small Covered material thickness, are suitable for this purpose Means that can attach to such a narrow edge. These funds can also be part of the lowest load cars or be attached to this particular.

Es sind mindestens zwei Wagenreihen vorgesehen, wobei jede Wagenreihe wiederum zumindest aus zwei Belastungswagen besteht, so dass das Prüfsystem geringstenfalls vier Belastungswagen umfasst. Um die Vorderseite des Photovoltaikmoduls repräsentativ abzudecken, wird jedoch eine größere Anzahl entsprechend kleinteiliger Belastungswagen bevorzugt. Die Wagenreihen können hierbei jeweils gleich viele Belastungswagen enthalten und eng benachbart nebeneinander verlaufen, so dass sich ein enges Raster an Rollkörpern ergibt, welche die Vorderseite des PV-Moduls punktuell belasten.It At least two rows of wagons are provided, each row of wagons In turn, at least consists of two load cars, so the test system at the most four load wagons. To the front of the photovoltaic module representatively, however, will a larger number correspondingly smaller parts Load wagon preferred. The rows of cars can hereby each same number of load wagons and closely adjacent run side by side, leaving a tight grid of rolling bodies results, which load the front of the PV module selectively.

Aufgrund des Hangabtriebs ist es nicht zwingend erforderlich, die Belastungswagen untereinander zu kuppeln. So können die Belastungswagen jeder Wagenreihe auch Stoß an Stoß aufeinanderschieben. Dabei ist es in einem einfachen Fall möglich, das die Wagenreihen voneinander unabhängig nach unten streben. Es ist aber auch denkbar, insbesondere zur Simulation des inneren Zusammenhalts einer Schnee- oder Eismasse die Wagenreihen untereinander entsprechend elastisch zu verbinden.Due to the downgrade, it is not mandatory, the load cars untereinan to couple. Thus, the load cars of each row of cars can also push each other push by jerk. It is possible in a simple case that strive the car rows independently from each other down. However, it is also conceivable, in particular for simulating the internal cohesion of a snow or ice mass, to connect the rows of carriages to one another correspondingly elastically.

Die Gewichte, mit denen die Belastungswagen bestückbar sind, können zu einem Gewichtssatz mit Gewichten einheitlicher oder unterschiedlicher Masse gehören. Wesentlich ist, dass die Gewichte in geeigneter Weise auf den Belastungswagen angeordnet werden können und entsprechend den Prüfkriterien den Hangabtrieb zweckmäßig erhöhen. Sind die Belastungswagen mit Gewichten bestückt, wirkt das Prüfsystem in zweifacher Hinsicht. Zum einen lastet jeder einzelne Belastungswagen mit seiner jeweiligen Normalkraft über seine Rollkörper auf der Vorderseite des PV-Moduls. Und zum anderen schieben die Belastungswagen jeder Wagenreihe als Gruppe mit einer entsprechend kumulierten Hangabtriebslast mittels den untersten Belastungswagen gegen das untere Rahmensegment.The Weights with which the load wagons can be loaded, can become more uniform to a weight set with weights or different mass belong. It is essential that the weights arranged in a suitable manner on the load carriage and according to the test criteria appropriately increase the downslope. Are the Load car loaded with weights, the test system acts in two ways. On the one hand, every single load car weighs down with its respective normal force over its rolling bodies on the front of the PV module. And on the other push the Load wagons each wagon row as a group with a corresponding accumulated downgrade load by means of the lowest load carriage against the lower frame segment.

Die Erfindung ist mit einer Reihe von Vorteilen verbunden. Gegenüber dem Stand der Technik liegt der Hauptvorteil darin, dass das vorgeschlagene Prüfsystem auf dem Photovoltaikmodul rollfähig ist. Gleit- und Haftreibungseinflüsse werden daher vermieden, und die restlichen Rollreibungseinflüsse sind vernachlässigbar. Dadurch kann das Prüfsystem auch den Worst Case wirklichkeitsgetreu abbilden, nämlich falls zwischen einer glatten, gläsernen Vorderseite des PV-Moduls und einer aufliegenden Schnee- oder Eislast aufgrund einer Antauung sich ein Wasserfilm bildet und die Haftreibung infolge gegen null geht. Augrund der vernachlässigbaren Rollreibung, der festen Gestalt und der definierten Anordnung der Belastungswagen sind die Versuchsbedingungen leicht wiederholbar, so dass das Prüfsystem höchste Reproduzierbarkeit und repräsentative Ergebnisse für die unterschiedlichsten Lastfälle bietet.The This invention has a number of advantages. Across from The main advantage of the prior art is that the proposed test system is rollable on the photovoltaic module. Slip and stiction influences are therefore avoided, and the remaining rolling friction influences are negligible. This allows the test system as well to represent the worst case true to reality, namely if between a smooth, glass front of the PV module and an overlying snow or ice load due to Antauung a water film forms and the static friction due to zero goes. Due to the negligible rolling friction, the fixed Shape and the defined arrangement of the load carriage are the Test conditions easily repeatable, so that the test system highest Reproducibility and representative results for offers a wide variety of load cases.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sowohl die Vorderseite des PV-Moduls über die Vielzahl von Rollkörpern als auch das untere Segment des Modulrahmens über mehrere Wagenreihen vergleichbar der Finite-Elemente-Methode belastet werden. Die in der Praxis typischerweise auftretenden Schadensbilder, wie insbesondere Einsenkungen des PV-Moduls und Ausbauchungen des unteren Rahmensegments, können somit mit dem Prüfsystem bei entsprechender Überlast gleichzeitig hervorgerufen werden, einschließlich deren Wechselwirkungen. Das Prüfsystem trägt damit der Komplexität von Schnee- und Eismassen und deren verschiedenen Wirkungen auf schräg angeordneten und mit einem Rahmen eingefassten PV-Modulen Rechnung.One Another advantage is that both the front of the PV module on the variety of rolling elements as also the lower segment of the module frame over several rows of carriages comparable to the finite element method. In the practice typically occurring damage patterns, in particular Depressions of the PV module and bulges of the lower frame segment, can thus with the test system with appropriate overload be evoked simultaneously, including theirs Interactions. The test system thus carries the Complexity of snow and ice masses and their different Effects on an angle and with a frame enclosed PV modules.

Schließlich ist das Prüfsystem für verschiede Modulformate universal einsetzbar, da die Anzahl der vergleichsweise kleinteiligen Belastungswagen bzw. die Länge und die Anzahl der Wagenreihen variabel ist.After all is the test system for various module formats universally applicable, since the number of comparatively small parts Load carriage or the length and the number of carriage rows is variable.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:following is an embodiment of the invention with reference to drawings explained in more detail. It shows:

1 ein Prüfsystem mit sechs Belastungswagen auf einem gerahmten PV-Modul in Schräganordnung sowie einen Gewichtssatz, 1 a test system with six load wagons on a framed PV module at an angle and a weight set,

2 einen der Belastungswagen gemäß 1, 2 one of the load carriage according to 1 .

3 den unteren Bereich des Prüfsystems gemäß 1, 3 the lower part of the test system according to 1 .

4 das Prüfsystem auf dem PV-Modul gemäß 1 während eines Belastungstests. 4 the test system on the PV module according to 1 during a stress test.

1 zeigt einen bereitgestellten Gewichtssatz mit mehreren einheitlichen Gewichten zu je 5 kg sowie ein erfindungsgemäßes Prüfsystem mit sechs baugleichen Belastungswagen 1 bis 6, die auf der Vorderseite eines im Weiteren als Prüfling 10 bezeichneten PV-Moduls angeordnet sind. Der Prüfling 10 ist von einem in der Zeichnung nur teilweise dargestellten Modulrahmen ringsum eingefasst. Lediglich das untere Rahmensegment 11 des Modulrahmens ist ersichtlich. Zu erkennen ist weiter, dass der Prüfling 10 mit einer typischen Neigung von rund 30° gegenüber einer gedachten waagerechten Ebene 12 angeordnet ist. Hierzu kann der Prüfling 10 wie aus dem Stand der Technik bekannt auf einem einfachen Traggestell schräg befestigt sein. Dabei sollte die Befestigung möglichst derjenigen entsprechen, wie sie für die vom Prüfling 10 repräsentierten PV-Module vorgesehen ist. Insbesondere sollte auf die gleichen Trag- und Klemmstellen am Modulrahmen Wert gelegt werden. 1 shows a weight set provided with several uniform weights of 5 kg and a test system according to the invention with six identical load carriage 1 to 6 which on the front of a subsequently as a test object 10 designated PV module are arranged. The examinee 10 is bordered by a module frame only partially shown in the drawing. Only the lower frame segment 11 the module frame is visible. It can be seen further that the examinee 10 with a typical inclination of about 30 ° with respect to an imaginary horizontal plane 12 is arranged. For this purpose, the candidate 10 As known from the prior art be mounted obliquely on a simple support frame. The attachment should be as close as possible to those of the test specimen 10 represented PV modules is provided. In particular, emphasis should be placed on the same support and clamping points on the module frame.

Des Weiteren zeigt 1, dass die Belastungswagen 1, 3, 5 sowie 2, 4, 6 wie Züge zu zwei Wagenreihen gruppiert sind. Die Wagenreihen sind abwärts gerichtet, so dass die Belastungswagen jeder Wagenreihe geschlossen hintereinander in der Falllinie 13 des Prüflings 10 rollbeweglich nach unten wirken. Zudem ist zu erkennen, dass die Wagenreihen nebeneinander verlaufen, wobei die jeweiligen quer benachbarten Belastungswagen 1, 2 bzw. 3, 4 bzw. 5, 6 gleichauf stehen, so dass diese senkrecht zu den Wagenreihen jeweils eine Querreihe bilden. Demgemäß enthält jede der zwei Wagenreihen drei und jede der drei Querreihen zwei der sechs Belastungswagen 1 bis 6. Zusammen bilden die sechs Belastungswagen 1 bis 6 ein Wagenfeld mit einer einheitlichen, zur Falllinie 13 parallelen Fahrtrichtung 24 gemäß 2.Further shows 1 that the load cars 1 . 3 . 5 such as 2 . 4 . 6 how trains are grouped into two rows of wagons. The rows of wagons are directed downwards so that the load wagons of each wagon row are closed one behind the other in the fall line 13 of the test piece 10 Rolling down act. In addition, it can be seen that the rows of cars run side by side, with the respective transversely adjacent load carriage 1 . 2 respectively. 3 . 4 respectively. 5 . 6 stand upright, so that they form each perpendicular to the rows of cars a transverse row. Accordingly, each of the two carriage rows includes three and each of the three transverse rows two of the six load cars 1 to 6 , Together they form the six load cars 1 to 6 a Wagenfeld with a uniform, to the fall line 13 parallel direction of travel 24 according to 2 ,

Das Format des Wagenfelds ist rechteckig und bis auf einen schmalen Randbereich nur geringfügig kleiner als das rechteckige Format des Prüflings 10. Die Vorderseite des Prüflings 10 wird daher größtenteils von den Belastungswagen 1 bis 6 abgedeckt und über deren Räder 25 gemäß 2 in einem regelmäßigen Raster repräsentativ belastet. Außerdem ist zu erkennen, dass die sechs Belastungswagen 1 bis 6 untereinander gekuppelt sind, und zwar sowohl in Fahrtrichtung 24 als auch quer zur Fahrtrichtung 24. Die Kupplung der Belastungswagen 1 bis 6 dient in erster Linie zur Erhöhung der Stabilität und damit der Sicherheit des Prüfsystems. Näheres zu den Kupplungsmitteln zur Bauart der Belastungswagen 1 bis 6 kann im Weiteren 2 und 3 entnommen werden.The format of the Wagenfeld is rectangular and only slightly smaller than the rectangular format of the DUT except for a narrow edge area 10 , The front of the specimen 10 is therefore largely from the load car 1 to 6 covered and over their wheels 25 according to 2 loaded in a regular grid representative. It can also be seen that the six load cars 1 to 6 coupled with each other, both in the direction of travel 24 as well as across the direction of travel 24 , The coupling of the load carriage 1 to 6 Primarily serves to increase the stability and thus the safety of the test system. More about the coupling means for the design of the load carriage 1 to 6 can in the following 2 and 3 be removed.

In 1 ist ferner dargestellt, wie die zwei untersten Belastungswagen 5 und 6 jeweils mithilfe eines Schubelements 7 gegen das untere Rahmensegment 11 anstehen. Die Schubelemente 7 sind winkelförmig ausgeführt und weisen einen vertikalen Schenkel sowie einen schrägen, zur Vorderseite des Prüflings 10 parallelen Schenkel auf und sind am jeweiligen Kupplungshaken 30 gemäß 2 und 3 höhenverstellbar befestigt. Dazu sind je Schubelement 7 zwei Schraubverbindungen 8 vorgesehen, die durch Bohrungen im Kupplungshaken 30 sowie durch zwei vertikale Langlöcher im vertikalen Schenkel des Schubelements 7 führen. Auf diese einfache Art können die Schubelemente 7 so eingestellt werden, dass deren schrägen Schenkel mit ihrer Vorderkante genau gegen die schmale Innenkante des unteren Rahmensegments 11 anstehen, wie 3 zusätzlich verdeutlicht. Entsprechend kann die Hangabtriebslast jeder einzelnen Wagenreihe gegen das untere Rahmensegment 11 wirken. Dabei ist es wichtig, dass die Wagenreihen, zumindest in einem begrenzten Bereich, voneinander unabhängig in der Falllinie 13 rollbeweglich sind. Das bedeutet, die Belastungswagen 1, 3, 5 bzw. 2, 4, 6 der einen Wagenreihe sind gegenüber denjenigen der benachbarten Wagenreihe sowohl in als auch gegen die Fahrtrichtung 24 zumindest um ein kleines Maß gegeneinander verschieblich. Folglich bilden die Belastungswagen einer Wagenreihe jeweils einen eigenständigen Schubverband, der über das jeweilige Schubelement 7 gegen das untere Rahmensegment 11 wirkt. Je mehr Wagenreihen dabei am unteren Rahmensegment 11 nebeneinander anstehen, desto wirklichkeitsgetreuer kann die Auswirkung einer Schnee- oder Eislast auf das untere Rahmensegment 11 im Sinne der Finite-Elemente-Methode abgebildet werden.In 1 is also shown as the two lowest load carriage 5 and 6 each using a pusher element 7 against the lower frame segment 11 queue. The push elements 7 are angular and have a vertical leg and an oblique, to the front of the specimen 10 parallel leg and are on each coupling hook 30 according to 2 and 3 attached height adjustable. These are per pusher element 7 two screw connections 8th provided by holes in the coupling hook 30 and by two vertical slots in the vertical leg of the pusher 7 to lead. In this simple way, the pushers 7 be adjusted so that their oblique legs with their front edge exactly against the narrow inner edge of the lower frame segment 11 pending, like 3 additionally clarified. Accordingly, the downhill load of each row of cars against the lower frame segment 11 Act. It is important that the rows of cars, at least in a limited area, independent of each other in the fall line 13 are mobile. That means the load cars 1 . 3 . 5 respectively. 2 . 4 . 6 one row of cars are opposite those of the adjacent row of cars both in and against the direction of travel 24 at least a small amount against each other displaceable. Consequently, the load carriage of a row of cars each form an independent push bandage, which over the respective push element 7 against the lower frame segment 11 acts. The more rows of carriages on the lower frame segment 11 standing next to each other, the more realistic the impact of a snow or ice load on the lower frame segment 11 in the sense of the finite element method.

Insbesondere kann damit das typische Schadensbild eines verbogenen bzw. in der Mitte ausbauchenden unteren Rahmensegments 11 hervorgerufen werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde des Prinzips halber jedoch ein vergleichsweise kleinformatiger Prüfling 10 bzw. vergleichsweise großformatiger Belastungswagen gewählt, so dass lediglich zwei Wagenreihen Platz finden. In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass die Belastungswagen 1 bis 6 einem Satze von Belastungswagen zugeordnet sind, deren unbenutzte Belastungswagen nicht dargestellt sind. Mit diesen weiteren Belastungswagen kann das Prüfsystem dann an größere Modulformate angepasst werden.In particular, this can be the typical damage pattern of a bent or bulging in the middle lower frame segment 11 be caused. In the present embodiment, however, the sake of principle, a comparatively small-sized test specimen 10 or comparatively large-sized load carriage, so that only two rows of cars find space. In this context, it is possible that the load wagons 1 to 6 assigned to a set of load wagons whose unused load wagons are not shown. These test cars can then be adapted to larger module formats.

2 zeigt stellvertretend für die baugleichen Belastungswagen 1 bis 6 gemäß 1 den Belastungswagen 1 separat in einer anderen Ansicht. Der Belastungswagen 1 umfasst ein aus einem Blechstanzteil geformtes Wagengestell 20 mit einer Stellfläche 21. Zudem ist ersichtlich, dass der Belastungswagen 1 zweiachsig und zweispurig ist, wobei die beiden Achsen 22 und 23 quer zur Fahrtrichtung 24 am Wagengestell 20 fest angeordnet und an jeder der beiden Achsen 22 und 23 zwei Räder 25 drehbar gelagert aufgezogen sind. Die Fahrtrichtung 24 und die Fahrebene des Belastungswagens 1 entsprechen der Falllinie 13 bzw. der Vorderseite des PV-Moduls 10 gemäß 1. 2 shows a representative of the identical load wagons 1 to 6 according to 1 the load car 1 separately in another view. The load car 1 comprises a carriage frame formed from a stamped sheet metal part 20 with a footprint 21 , In addition, it can be seen that the load wagon 1 biaxial and two lane, with the two axles 22 and 23 transverse to the direction of travel 24 on the cart frame 20 firmly arranged and on each of the two axes 22 and 23 two wheels 25 are mounted rotatably mounted. The direction of travel 24 and the driving level of the load carriage 1 correspond to the fall line 13 or the front of the PV module 10 according to 1 ,

Die Stellfläche 21 des Belastungswagens 1 ist, wie 4 veranschaulicht, zum Aufsetzen der Gewichte des Gewichtssatzes gemäß 1 vorgesehen. Damit die Gewichte dort auf einfache Weise auflegbar und leicht stapelbar sind, ist die Stellfläche 21 gegenüber der Fahrebene des Belastungswagens 1 schräg angeordnet. Und zwar gemäß 3 so, dass unter Prüfbedingungen die Stellfläche 21 waagerecht ist. Entsprechend ergeben sich für die auf dem PV-Modul 10 angeordneten Wagenreihen gemäß 1 charakteristische treppenförmige Abstufungen.The footprint 21 of the load car 1 is like 4 illustrated, for setting up the weights of the weight set according to 1 intended. So that the weights are easy to place there and easy to stack, is the footprint 21 opposite the driving level of the load carriage 1 arranged at an angle. And according to 3 so that under test conditions the footprint 21 is horizontal. The results accordingly for those on the PV module 10 arranged carriage rows according to 1 characteristic staircase-like steps.

Zum Kuppeln in Fahrtrichtung 24 bzw. innerhalb einer Wagenreihe gemäß 1 weist das Wagengestell 20 vorne einen Kupplungshaken 30 und hinten eine Kupplungsöse 31 auf. Der Kupplungshaken 30 ist als breites Winkelelement mit L-förmigem Querschnitt erkennbar und kann in die Kupplungsöse 31 eines voranfahrenden baugleichen Belastungswagens eingehängt werden. Die Kupplungsöse 31 ist dazu als winkelförmiger Fortsatz mit einem entsprechenden Schlitz ausgebildet. Wie auch aus 3 zu erkennen ist, liegt unter Prüfbedingungen aufgrund der Neigung des Prüflings 10 zwischen dem Kupplungshaken 30 und der Kupplungsöse 31 desselben Belastungswagens ein entsprechend deutlicher Höhenunterschied vor. Relativ zur Fahrebene gesehen korrespondieren der Kupplungshaken 30 und die Kupplungsöse 31 jedoch miteinander.For coupling in the direction of travel 24 or within a car row according to 1 has the carriage frame 20 front a coupling hook 30 and behind a coupling eye 31 on. The coupling hook 30 is recognizable as a wide angle element with L-shaped cross-section and can be in the coupling eye 31 to be suspended from a preceding identical load carriage. The coupling eye 31 is designed as an angular extension with a corresponding slot. As well as out 3 can be seen under test conditions due to the inclination of the specimen 10 between the coupling hook 30 and the coupling eye 31 the same car a correspondingly significant difference in height before. Seen relative to the driving plane correspond to the coupling hook 30 and the coupling eye 31 but with each other.

Zum Kuppeln quer zur Fahrtrichtung 24 bzw. innerhalb einer Querreihe gemäß 1 weist das Wagengestell 20 rechts einen weiteren, in 1 und 3 näher ersichtlichen Kupplungshaken 35 und links eine weitere Kupplungsöse 36 auf. Der Kupplungshaken 35 ist wie der Kupplungshaken 31 als Winkelelement mit L-förmigem Querschnitt ausgeführt. Und die Kupplungsöse 36 ist vergleichbar zur Kupplungsöse 31 als winkelförmiger Fortsatz mit einem Schlitz ausgebildet. Auf diese Art kann der Kupplungshaken 35 des Belastungswagens in die Kupplungsöse eines linkerseits angeordneten, baugleichen Belastungswagens eingehängt werden. Ein wichtiger Unterschied zu dem Kupplungshaken 30 und der Kupplungsöse 31 besteht jedoch darin, dass der Schlitz der Kupplungsöse 36 in Fahrtrichtung 24 orientiert ist und außerdem die Kupplungsöse 36 und der Kupplungshaken 35 etwa höhengleich mit der Stellfläche 21 sind. Um zu gewährleisten, dass die Belastungswagen einer Wagenreihe gemäß 1 gegenüber denjenigen einer gleichauf benachbarten Wagenreihe um ein kleines Maß sowohl in als gegen die Fahrtrichtung 24 gegeneinander verschoben werden können, ist der Kupplungshaken 35 in der Kupplungsöse 36 verschieblich gehalten. Für ein entsprechendes Bewegungsspiel ist der Schlitz der Kupplungsöse 36 etwa um den Faktor drei breiter als der Kupplungshaken 35. Da die Schlitzebene parallel zur Stellfläche 21 angeordnet ist, ist bei einer gegenseitigen Verschiebung benachbarter Belastungswagen zusätzlich auch ein Freiheitsgrad senkrecht zur Stellfläche erforderlich. Daher ist der Kupplungshaken 35 relativ zum Schlitz der Kupplungsöse 36 eines benachbarten Belastungswagens bei einer Bewegung in Fahrtrichtung nach unten und bei einer Bewegung gegen die Fahrrichtung nach oben beweglich, was auf einfache Weise durch eine nach unten versetzte Kupplungsöse 36 bei gleichauf benachbarten Belastungswagen erreicht wird.For coupling across the direction of travel 24 or within a transverse row according to 1 has that carriage frame 20 right another, in 1 and 3 closer apparent coupling hook 35 and on the left another coupling eye 36 on. The coupling hook 35 is like the coupling hook 31 designed as an angle element with L-shaped cross-section. And the coupling eye 36 is similar to the coupling eye 31 formed as an angular extension with a slot. In this way, the coupling hook 35 of the load carriage are mounted in the coupling eye of a structurally identical load carriage on the left side. An important difference to the coupling hook 30 and the coupling eye 31 However, it is that the slot of the coupling eye 36 in the direction of travel 24 oriented and also the coupling eye 36 and the coupling hook 35 about the same height with the footprint 21 are. To ensure that the load wagons of a wagon row in accordance with 1 compared to those of an equally adjacent car row by a small amount both in as against the direction of travel 24 can be moved against each other, is the coupling hook 35 in the coupling eye 36 kept displaceable. For a corresponding movement play the slot of the coupling eye 36 about three times wider than the coupling hook 35 , Because the slot plane is parallel to the footprint 21 is arranged at a mutual displacement of adjacent load carriage additionally also a degree of freedom perpendicular to the footprint required. Therefore, the coupling hook 35 relative to the slot of the coupling eye 36 an adjacent load carriage during a movement in the direction of travel down and in a movement against the direction of travel upwards, which in a simple way by a downwardly offset coupling eye 36 is achieved at the same time adjacent load car.

3 zeigt im Weiteren einen Detailausschnitt am unteren Bereich des Prüflings 10 gemäß 1. Deutlich zu erkennen ist, wie der unterste Belastungswagen 6 mittels des Schubelements 7 gegen das untere Rahmensegment 11 schiebt. Das Schubelement 7 ist dabei gegenüber dem Kupplungshaken 30 vertikal so eingestellt und mit den Schraubverbindungen 8 fixiert, dass die Vorderkante des schrägen Schenkels des Schubelements 7 genau an der schmalen Innenkante des unteren Rahmensegments 11 anliegt. 3 shows below a detail at the bottom of the specimen 10 according to 1 , It can be clearly seen how the lowest load car 6 by means of the pusher element 7 against the lower frame segment 11 pushes. The push element 7 is opposite the coupling hook 30 vertically adjusted and with the screw connections 8th fixed that the front edge of the oblique leg of the pusher 7 exactly at the narrow inner edge of the lower frame segment 11 is applied.

Außerdem ist gut erkennbar, dass die Stellfläche 21 waagerecht ist und gegenüber der Fahrebene des Belastungswagen 6 bzw. gegenüber dem Prüfling 10 um denselben Winkel α geneigt ist wie der Prüfling 10 gegenüber der gedachten waagerechten Grundebene 12. Die Stellfläche 21, der Prüfling 10 und die Grundebene 12 nehmen daher entsprechend einen Z-Winkel ein. Der Winkel α beträgt wie dargestellt bevorzugt 30°. Andere geeignete Winkelwerte sind jedoch ebenso denkbar.In addition, it is easy to see that the footprint 21 is horizontal and opposite the driving level of the load carriage 6 or towards the examinee 10 inclined at the same angle α as the test object 10 opposite the imaginary horizontal ground plane 12 , The footprint 21 , the test object 10 and the ground plane 12 therefore take a Z-angle accordingly. The angle α is preferably 30 °, as shown. However, other suitable angle values are also conceivable.

Ferner ist in 3 im Detail dargestellt, wie der Kupplungshaken 30 des Belastungswagens 4 der mittleren Querreihe gemäß 1 in die Kupplungsöse 31 des untersten Belastungswagens 6 greift und nach vorne schiebend ansteht.Furthermore, in 3 shown in detail, as the coupling hook 30 of the load car 4 the middle transverse row according to 1 into the coupling eye 31 of the lowest load car 6 grips and pushes forward sliding.

Schließlich veranschaulicht 4 das Prüfsystem gemäß 1 während eines Belastungstests. Dazu sind die Belastungswagen 1 bis 6 mit einigen der Gewichte des Gewichtssatzes bestückt. Die restlichen, seitlich noch bereitstehenden Gewichte können im weiteren Testverlauf ebenfalls eingesetzt werden. Die Gewichte sind mit einer Masse von je 5 kg einheitlich und passen auf die waagerechten Stellflächen 21 der Belastungswagen 1 bis 6. Außerdem ist ersichtlich, dass die Gewichte plattenförmig sind und sich daher gut auf die waagerechten Stellflächen 21 auflegen und dort stapeln lassen.Finally illustrated 4 the test system according to 1 during a stress test. These are the load cars 1 to 6 equipped with some of the weights of the weight set. The remaining weights, which are still available at the side, can also be used in the further course of the test. The weights are uniform with a mass of 5 kg each and fit on the horizontal shelves 21 the load carriage 1 to 6 , In addition, it can be seen that the weights are plate-shaped and therefore well on the horizontal shelves 21 hang up and let stack there.

Bei dem dargestellten Lastgrad sind die Belastungswagen 1 und 2 der obersten Querreihe mit jeweils einem Gewicht, die Belastungswagen 3 und 4 der mittleren Querreihe mit jeweils zwei und diejenigen der untersten Querreihe mit jeweils drei Gewichten bestückt. Die nach unten hin ansteigende Anzahl von Gewichten simuliert bei einer Aufdachmontage eine am Dachrand durch Wind verursachte Schneeanhäufung.In the illustrated load level are the load cars 1 and 2 the top transverse row with one weight each, the loading car 3 and 4 the middle transverse row with two and those of the lowest transverse row equipped with three weights. The downwards increasing number of weights simulates a snow accumulation caused by wind at the roof edge during a rooftop installation.

Eine Bestückung erfolgt aus Stabilitätsgründen zweckmäßigerweise derart, dass die je nach Lastgrad und Lastverteilung zu bestückenden Belastungswagen in der Reihenfolge von unten nach oben mit Gewichten bestückt werden. Sind für einen Belastungswagen mehrere Gewichte vorgesehen, so kann die Bestückung von unten nach oben iterativ mit jeweils immer nur einem Gewicht erfolgen.A Assembly is for reasons of stability expediently such that depending on the degree of load and load distribution to loading trucks in the Order from bottom to top equipped with weights become. Are for a load car several weights provided, the assembly can from bottom to top iteratively with only one weight at a time.

Erfindungsgemäß wirken die mit den Gewichten bestückten Belastungswagen 1 bis 6 auf zweierlei Weise: Zum einen lastet jeder einzelne Belastungswagen 1 bis 6 mit seiner jeweiligen Normalkraft über seine vier Räder 25 auf der Vorderseite des Prüflings 10. Zum anderen schieben die Belastungswagen 1, 3 und 5 bzw. 2, 4 und 6 jeder Wagenreihe ohne nennenswerten Reibungseinfluss als Gruppe mit kumulierter Hangabtriebslast über die jeweiligen Schubelemente 7 gegen das untere Rahmensegment 11. Bei entsprechender Überlastung können mit dem erfindungsgemäßen Prüfsystem sowohl Einsenkungen des Prüflings 10 als auch Ausbauchungen seines unteren Rahmensegments 11 hervorgerufen werden. Wechselwirkungen dieser beiden Schadensbilder werden dabei ebenso berücksichtigt.According to the invention loaded with the weights load carriage 1 to 6 in two ways: on the one hand, each individual load car weighs 1 to 6 with its respective normal force across its four wheels 25 on the front of the specimen 10 , On the other push the load cars 1 . 3 and 5 respectively. 2 . 4 and 6 each row of wagons without appreciable frictional influence as a group with accumulated downgrade load over the respective pusher elements 7 against the lower frame segment 11 , With appropriate overload can with the test system according to the invention both depressions of the test specimen 10 as well as bulges of its lower frame segment 11 be caused. Interactions of these two damage patterns are taken into account as well.

Um zu verhindern, dass beim Bewirken eines Schadens am PV-Modul oder am unteren Rahmensegment die Belastungswagen ungehindert abwärts rollen, kann das Prüfsystem einen Sicherungseinrichtung umfassen, die eine versehentliche oder über eine bloße Deformation des unteren Abschnitts des Modulrahmens hinausgehende Abwärtsbewegung von Belastungswagen verhindert.To prevent damage to the PV module or the lower frame segment from causing the load carriages to roll down freely, the test system may include a safety device which may be accidental or over-loaded prevents downward movement of load cars beyond mere deformation of the lower portion of the module frame.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- IEC 61215 [0002]
- IEC 61646 [0002]
- DIN 1055 [0002]
- Dobelmann in Solar Energy, Issue July / August 2007, pages 6 to 11 [0002]
- Issue, page 65 [0002]

Claims

Test system for testing the mechanical Load capacity of a photovoltaic module enclosed by a module frame in an oblique arrangement comprising a plurality of load cars, on the one oblique front of the photovoltaic module to downwardly arranged carriage rows are arranged, so that the load wagons of each wagon row closed one behind the other act down, the load wagons can be equipped with weights are and the lowest load carriage in the rows of cars for removal of the downgrade against the one lower portion of the module frame queue.

Test system according to claim 1, characterized in that that the load cars form a Wagenfeld whose format is rectangular is and / or corresponds to the format of the photovoltaic module.

Test system according to claim 1 or 2, characterized that the load cars are identical or the load wagons with the exception of the lowest in the car series are identical.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that the load cars a set of Charge trolley are assigned, which is part of the test system is.

Test system according to claim 1, characterized in that that the rows of cars contain the same number of load cars.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent to the rows of carriages Load cars stand on the same and each form a transverse row.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that the Wagenfeld of M wagon rows and N transverse rows exists and M times N load cars are provided.

Test system according to claim 1, characterized in that that the load wagons one or two axle and / or one or multiaxial.

Test system according to claim 8, characterized in that that the lowermost load wagons in the wagon series biaxial and the others are uniaxial.

Test system according to claim 1, characterized in that that the load carriage each row of vehicles force and / or positive connected to each other.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that the load carriage coupling means by means of which the load carriage of a row of wagons and / or a transverse row are coupled together.

Test system according to claim 11, characterized in that that the coupling agents are elastic.

Test system according to one of the preceding claims, characterized in that the load carriage by weights coupled to each other.

Test system according to claim 1, characterized in that that the lowest load carriage in the rows of cars for removal of the downgrade drive via a push element or together via a have flexible push element, by means of which the lowest Passenger car at the bottom of the module frame pending.

Test system according to claim 1, characterized in that that each load wagon is a support for at least has a weight.

Test system according to claim 15, characterized in that that the supports against the driving levels of the load carriage are oblique.

Test system according to claim 16, characterized in that that the angle between the supports and the driving levels of the load carriage fixed or adjustable.

Test system according to claim 17, characterized that the angle between the supports and the driving levels of the load carriage between 25 ° and 50 °.

Test system according to one of the claims 15 to 18, characterized in that the supports arranged Load wagons are horizontal.

Test system according to claim 1, characterized in that that the test system includes weights.

Test system according to claim 20, characterized that the weights are of uniform shape and / or mass.

Test system according to claim 20 or 21, characterized characterized in that the weights are stackable.

Test system according to one of claims 20 to 22, characterized in that the weights are assigned to a weight set, the component of the test system.

Test system according to claim 1, characterized in that that the oblique arrangement of the photovoltaic module, a support frame is provided with fastening means for the module frame.

Test system according to claim 1, characterized in that that a safety device is provided which is an accidental or beyond a mere deformation of the lower section the module frame outgoing downward movement of load carriage prevented.