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Die
Erfindung betrifft eine Traganordnung für Solarmodule.
Solaranlagen mit einer Mehrzahl von Solarmodulen, insbesondere Photovoltaikmodulen sind
häufig als Freilandanlagen ausgeführt, bei welchen
Pfosten in den Erdboden beigebracht, insbesondere eingerammt werden.
Auf diesen Pfosten, welche typischerweise in einer oder mehreren
Reihen angeordnet werden, werden Trägeranordnungen über
Verbindungselemente befestigt. Trägeranordnungen enthalten
typischerweise einen oder mehrere Längsträger
und quer zu diesen verlaufende Modulträger, auf welchen
die Solarmodule montiert werden.
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Aus
der
WO 2008/009530
A2 und der
DE
20 2005 012 993 U1 sind Anordnungen bekannt, bei welchen
auf einer im wesentlichen in horizontaler Längsrichtung
ausgerichteten Längsträgeranordnung Modulträger
in Form von Profilen aufliegen, welche in einer gegen die Horizontale
geneigten Querrichtung parallel zueinander verlaufen und mittels
Halteklammern auf den Längsträgern gehalten sind.
Die Halteklammern sind als U-förmige Bügel ausgeführt,
welche in einen Mittelabschnitt über eine Schraube als
Spannelement mit den Modulträgern verbunden sind und sich
mit jeweils einem Schenkel gegen den Längsträger
und mit dem anderen Schenkel gegen den Modulträger abstützen.
Die Schrauben liegen mit Schraubenköpfen in einem Kanal
der Modulträgerprofil ein. Durch Anziehen der Schrauben
werden die Modulträger gegen die Längsträger verspannt
und insbesondere kraftschlüssig auf diesen gegen Abrutschen
in Querrichtung nach unten gehalten. Bei gelockerten Schrauben sind
die Modulträger in Längsrichtung und Querrichtung
relativ zu den Trägern verschiebbar, wobei eine lose Verbindung über
die Halteklammern erhalten bleibt und insbesondere die Schrauben
mit Schraubenköpfen in dem Kanal des Modulträ gers,
was für die präzise Ausrichtung der Modulträger
bei der Montage von besonderem Vorteil ist.
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Durch
das Gewicht der Solarmodule und insbesondere durch eventuell auf
diesen lastende Schneeschichten sind die Verbindungen zwischen Modulträger
und Längsträgern erheblichen, in Querrichtung
abwärts gerichteten Kräften ausgesetzt und müssen
daher zur Sicherheit gelegentlich überprüft und
durch Nachziehen der Schrauben gefestigt werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Langzeitstabilität
einer derartigen Traganordnung bezüglich der Position der
Modulträger zu verbessern.
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Die
Erfindung ist im unabhängigen Anspruch beschrieben. Die
abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung.
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Durch
das wenigstens eine zusätzliche Fixierelement kann vorteilhafterweise
die für die Montage günstige beschriebene Verschiebbarkeit
eines Modulträgers in Querrichtung relativ zu einem Halteelement
beibehalten und bei einjustierter Position eine dauerhaft stabile
Fixierung vorgenommen werden.
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Das
zusätzliche Fixierelement kann insbesondere eine Schraube,
vorzugsweise eine selbstbohrende Schraube sein welche in den Modulträger eingeschraubt
wird und vorteilhafterweise eine Aussparung des Halteelements durchgreift.
Die Aussparung am Halteelement kann vorteilhafterweise in definierter
Position vorbereitet sein, so dass bei der Montage die beliebige
Positionierung in Längsrichtung erhalten bleibt und keine
Eingriffe in am Längsträger erforderlich sind.
Das Halteelement ist vorteilhafterweise gegen eine Verschie bung
in Querrichtung, als welche die Richtung der langgestreckten Modulträger
bezeichnete sind, nach unten an dem Längsträger
abstützbar.
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Vorzugsweise
verläuft das zusätzliche Fixierelement parallel
zur Längsrichtung und das Halteelement wird in Längsrichtung
gegen den Modulträger verspannt. Das Halteelement überlappt
vorteilhafterweise mit einem Fixierabschnitt mit dem Modulträger und
das Fixierelement greift in dem Fixierabschnitt durch das Halteelement
durch.
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Das
Fixierelement kann bis in den Befestigungskanal ragen und ist vorteilhafterweise
in Querrichtung gegen das Spannelement versetzt angeordnet.
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Das
Spannelement, welches vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu
Längsrichtung und Querrichtung verläuft ist vorteilhafterweise
in einem Langloch durch das Halteelement geführt, wobei
das Langloch vorzugsweise in Längsrichtung verläuft,
so dass für unterschiedliche Breiten von Modulträgern bei
typischer mittiger Lage des Befestigungskanals das Halteelement
mit dem Fixierabschnitt an eine Seite des Modulträgerprofils
angelegt werden kann.
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Vorteilhafterweise
weist das Halteelement einen Stützabschnitt auf, der sich
in Querrichtung von oben an den Längsträger anlegen
läßt und das Halteelement und über das
Fixierelement auch den Modulträger gegen eine Verschiebung
in Querrichtung nach unten sichert.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei
zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Traganordnung,
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt mit einem Halteelement,
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3 Ansichten
einer bevorzugten Ausführung eines Halteelements,
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4 einen
ebenen Blechzuschnitt für ein Halteelement nach 3,
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5 eine
erste Ausführung einer Verbindung mit Blickrichtung in
Querrichtung,
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6 eine
Schrägansicht zu 5,
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7 eine
weitere Ausführung einer Verbindung mit Blickrichtung in
Querrichtung,
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8 eine
Schrägansicht zu 7.
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In
den Figuren sind teilweise Koordinaten rechtwinkliger Koordinatensysteme
mit eingezeichnet, wobei in einem x-y-z-Koordinatensystems x eine horizontale
Längsrichtung, in welcher sich Längsträger
der Traganordnung erstrecken, y eine dazu orthogonale Horizontalrichtung
und z die Vertikalrichtung bezeichnen. Unter der horizontalen Ausrichtung der
x-Koordinate sei auch bei unebenem Gelände ein leicht geneigter
Verlauf angesehen, wenn die Längsträger der Topographie
folgend nicht exakt horizontal ausgerichtet sind. Zusätzlich
sind noch Koordinaten q und r eines rechtwinkligen x-q-r-Koordinatensystems
eingezeichnet, wobei die x-Koordinate zu der x-Koordinate des x-y-z-Systems
gleichgerichtet sei und die q-r-Ebene einer y-z-Ebene entspreche.
Die Koordinate q ist gegen die Koordinaten y und z geneigt und weist
in Richtung von linearen Modulträgerprofilen, die Koordinate
r verläuft orthogonal zu x und q.
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1 zeigt
einen Ausschnitt aus einer Traganordnung mit Blickrichtung in Längsrichtung
x. Die Traganordnung enthält in an sich bekannter und gebräuchlicher
Ausführung Pfosten PF, welche in zur Zeichenebene der 1 senkrecht
verlaufender Längsrichtung x beabstandet aufeinander folgend eine
Pfostenreihe bilden und welche in vertikaler Ausrichtung mit einer
Standfläche, insbesondere dem Erdboden, verankert sind.
Typischerweise werden solche Pfosten in den Erdboden eingerammt.
Am oberen Ende des Pfostens ist ein Verbindungselement VE befestigt,
insbesondere verschraubt. Das Verbindungselement VE, dessen Aufbau
im einzelnen verschieden und in aus dem Stand der Technik an sich
bekannter Art gestaltet sein kann, besitzt eine schräg
nach oben weisende Auflagefläche AF in einer gegen die
Vertikale z geneigten x-q-Ebene. Auf dieser Auflagefläche
sind zwei Längsträger LU, LH befestigt, welche
sich senkrecht zur Zeichenebene erstrecken und vorzugsweise als
Blechprofile ausgeführt sind. Die Längsträger
LU, LH sind in q-Richtung voneinander beabstandet. Die Längsträger
LU, LH weisen ihrerseits in r-Richtung schräg nach oben
weisend in einer Auflageebene AE Anlageflächen für Modulträger
MT auf. Die Modulträger MT verlaufen langgestreckt in q-Richtung
und sind vorzugsweise als Profile, insbesondere als Aluminium-Strangpressprofile
ausgeführt. Für die Modulträger MT sind
eine Vielzahl unterschiedlicher Profilquerschnitte bekannt. Die
Modulträger MT dienen als Auflage für in einer x-q-Ebene
auf den Modulträgern MT aufgelegte, in 1 nicht
mit eingezeichnete flache Solarmodule.
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Die
Längsträger LU, LH sind über durch Flächendurchbrüche
durch die Längsträger und das Verbindungselement
ragende Befestigungselemente, insbesondere Schrauben, auf dem Verbindungselement
VE in bekannter Weise befestigt. Die Befestigung der Modulträger
MT auf den Auflageflächen der Längsträger
LU, LH in der Auflageebene AE erfolgt vorteilhafterweise in der
Art, dass Halteelemente HE zwischen den Längsträgern
und den Modulträgern eingesetzt sind und die Modulträger
MT während des Montagevorgangs auf den Längsträgern
halten, dabei aber eine Relativverschiebung der Modulträger bezüglich
der Längsträger sowohl in Längsrichtung
x als auch in geneigter Richtung q zulassen. Hierdurch kann auf
besonders vorteilhafte Weise eine präzise Positionierung
der Modulträger MT auf den Längsträgern
in x-Richtung und in q-Richtung vorgenommen werden. Für
eine solche Verschiebbarkeit sind Spannelemente SE zwischen den
Halteelementen HE und einem Befestigungskanal BK eines Modulträgers
MT vorgesehen, welche insbesondere als Schrauben ausgeführt
sind, die mit dem Schraubenkopf SK, vorzugsweise einem sogenannten
Hammerkopf, in dem hinterschnittenen Befestigungskanal BK einliegen und
durch eine Aussparung in dem Halteelement HE geführt sind.
Durch eine dem Schraubenkopf SK abgewandt aufgeschraubte Mutter
MU sind die Halteelemente in einer gelockerten Stellung unverlierbar
an dem jeweiligen Längsträger und Modulträger
gehalten, erlauben aber die genannte Verschiebung des Halteelements
entlang des Längsträgers in horizontaler x-Richtung
und die Verschiebung des Modulträgers MT relativ zu dem
Halteelement HE in q-Richtung, wobei für letztere der Schraubenkopf
SK in dem Befestigungskanal BK gleitet. Die Halteelemente sind hierfür
vorteilhaft als U-förmige Bügel ausgeführt,
durch deren Mittelteil das Spannelement SE greift und deren seitliche
Schenkel zum einen gegen den Längsträger und zum
anderen gegen die dem Längsträger zuweisende Unterseite
des Modulträgers abgestützt sind. Eine derartige
Befestigungsart ist an sich aus dem eingangs genannten Stand der Technik
bekannt.
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2 zeigt
in gegenüber 1 detaillierterer Darstellung
einen Ausschnitt aus einem Verbindungsabschnitt zwischen einem Längsträger
LH und einem Modulträger MT. Der Modulträger MT
liegt mit einer Unterseite in einer Anlageebene AE auf dem Längsträger
LH auf einem vorzugsweise ebenen Abschnitt LA des Längsträgers
auf. An den Abschnitt LA des Längsträgers schließt
sich an dessen oberem Ende eine von der Anlageebene AE und dem Modulträger
MT weg weisende Kante TK, insbesondere in Form eines materialhomogen
mit dem Abschnitt LA ausgeführten und gegen diesen umgebogenen Blechstreifens
an. Das Halteelement HE, welches mit seitlichen Schenkeln S3 und
S4 sowie einem Mittelteil MP in einer q-z-Schnittebene eine in r-Richtung offene
U-Form bildet, stützt sich mit dem Schenkel S3 an der dem
Modulträger abgewandten Seite des Abschnittes LA des Längsträgers
und mit dem Schenkel S4 an der dem Längsträger
zugewandten Unterseite des Modulträgers MT ab. Das als
Schraube ausgebildete Spannelement SE liegt mit einem Schraubenkopf
SK in einem hinterschnittenen Befestigungskanal BK und ragt mit
dem Schraubenschaft durch eine Aussparung LL in dem plattenförmigen Mittelteil
MP des Halteelements. Durch Anziehen der Schraubenverbindung wird
das Halteelement gegen den Abschnitt LA des Längsträgers
LH und gegen die Unterseite des Modulträgers MT verspannt
und bewirkt dabei zugleich eine Verspannung der Unterseite des Modulträgers
MT gegen den Abschnitt LA des Längsträgers LH
in der Anlageebene AE. Der Schenkel S3 des Halteelements hintergreift
dabei die Kante TK des Längsträgers LH, so dass
diese Kante TK zwischen dem Schenkel S3 und dem Befestigungselement
liegt.
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Eine
solche Verbindung von Modulträger MT und Längsträger
LH ist an sich lediglich eine kraftschlüssige Verbindung,
da der Modulträger MT mit seiner Unterseite auf dem Abschnitt
LA durch Reibungskraft gehalten ist und auch der Schraubenkopf SK
in dem hinterschnittenen Befestigungskanal BK nur durch Reibung
gehalten ist. Die Haltekräfte sind aber in der Regel ausreichend.
Für besonders hohe auftretende Kräfte, wie beispielsweise
bei zusätzlicher Schneelast auf den Solarmodulen, kann
die in q-Richtung gerichtete Kraftkomponente die formschlüssige
Haltekraft im ungünstigen Fall aber auch übersteigen,
insbesondere wenn durch Temperaturwechsel oder andere Einflüsse
die Spannkraft des Spannelements SE nachgelassen hat. Die Erfindung sieht
daher vor, dass zusätzlich ein Fixierelement FE eine formschlüssige
Sicherung des Modulträgers MT gegen Abrutschen in q-Richtung
nach unten relativ zu den Längsträgern verhindert.
Ein solches zusätzliches Fixierelement ist in bevorzugter
Ausführung zwischen Halteelement HE und Modulträger
in Längsrichtung x verlaufend ausgerichtet. Das Fixierelement
FE kann insbesondere durch einen Fixierabschnitt FA des Halteelements
durchgreifen, wobei vorzugsweise in einem solchen Fixierabschnitt
wenigstens eine Aussparung für das Fixierelement vorgesehen
ist. Im skizzierten Beispiel ist der Fixierabschnitt FA durch einen
Teil eines weiteren in einer x-y-Ebene bzw. r-q-Ebene liegenden
plattenförmigen Schenkels S2 des Halteelements gebildet,
welcher insbesondere materialhomogen von dem plattenförmigen
mittleren Abschnitt MP fortgesetzt und gegen diesen abgewinkelt
ausgeführt sein kann. Der Schenkel S2 ragt als Fixierabschnitt
in r-Richtung von dem mittleren Plattenabschnitt MP ausgehend über die
Anlageebene AE hinaus und überlappt in der Ansicht nach 2 insbesondere
mit dem den Befestigungskanal enthaltenden Abschnitt des Modulträgers
MT. Das Fixierelement FE ist durch eine Aussparung FA1 des Fixierabschnitts
hindurchgeführt und greift in den Modulträger
MT, insbesondere eine dem Fixierabschnitt FA zugewandte Seitenwand
des Modulträgers ein. Das Fixierelement FE kann in x-Richtung
bis in den hinterschnittenen Befestigungskanal BK ragen und sich
in x-Richtung mit dem Schraubenkopf SK des Spannelements SE überlappen.
Um eine Störung zwischen Fixierelement FE und Schraubenkopf
SK des Spannelements SE zu vermeiden, ist das Fixierelement FE in
q-Richtung gegen das Spannelement SE, insbesondere dessen Schraubenkopf
SK versetzt angeordnet. Eine zweite Aussparung FA2 in dem Fixierabschnitt
FA kann als alternative Aussparung für die Durchführung
eines Fixierelements oder als Aussparung für die Durchführung
eines zweiten Fixierelements dienen.
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Der
Schenkel S2 des Halteelements dient zugleich mit einer in q-Richtung
dem Längsträger zuweisenden Kante als Stützabschnitt
SA, an welchem sich das Halteelement gegen ein Abrutschen in q-Richtung
schräg nach unten zuverlässig gegen die Kante
TK des Längsträgers LH abstützen kann.
Vorteilhafterweise ist auf der in x-Richtung dem Schenkel S2 entgegen
gesetzten Seite des mittleren Plattenabschnitts MP des Halteelements
ein weiterer Schenkel S1 in einer y-z-Ebene bzw. q-r-Ebene in Fortsetzung
des mittleren Abschnitts MP vorgesehen, welcher gleichfalls einen
Stützabschnitt zu der Kante TK des Längsträgers
bildet. Hierdurch wird insbesondere auch ein Verdrehen des Halteelements vermieden.
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3 zeigt
eine bevorzugte Ausführung eines Halteelements mit der
vorstehend beschriebenen Struktur. Das Halteelement nach 3 ist
vorteilhafterweise als ein Blechteil aus einem ebenen Blechzuschnitt
herstellbar. 4 zeigt einen solchen ebenen
Blechzuschnitt mit einem mittleren Plattenabschnitt MP und vier
Schenkelabschnitten S1, S2, S3, S4, welche durch Umbiegen an den
mit unterbrochener Linie eingezeichneten Biegekanten um ca. 90° zu
der in 3 dargestellten Form des Halteelements führen.
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Der Überstand
des Schenkels S1 über die Plattenebene des mittleren Plattenabschnitts
MP ist geringer als der Überstand des Schenkels S4 über den
Plattenabschnitt MP. Bei der Abstützung des Schenkels S4
gegen die Unterseite des Modulträgers MT kann dadurch vorteilhafterweise
der Schenkel S1 auch unterhalb des Modulträgers liegen
und dabei einen geringen Abstand zu der Unterseite des Modulträgers
aufweisen. Die umgebogenen Schenkel S1 bis S4 stabilisieren zugleich
die Form des mittleren Abschnitts MP gegen Durchbiegen bei Anziehen
des Spannelements SE.
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5 zeigt
in einer x-r-Schnittebene mit Blickrichtung in q-Richtung nach unten
die Befestigung eines einfachen, in x-Richtung schmalen Modulträger-Profils
MTK, welches als solches bekannt und gebräuchlich ist.
Das Profil MTK liegt mit seiner Unterseite in der Anlageebene AE
auf dem Abschnitt LA des Längsträgers auf. Der
Schenkel S3 des Halteelements liegt in Blickrichtung hinter der
Kante TK des Längsträgers und stützt
sich an der Innenseite des Längsabschnitts LA in r-Richtung
an dem Längsträger ab. Der Schenkel S4 des Halteelements
stützt sich gegen die Unterseite des Profils MTK ab. Der Schenkel
S2 des Halteelements ragt in r-Richtung über die Anlageebene
AE hinaus. Das durch die Aussparung FA1 hindurchgeführte
Fixierelement FA ist vorzugsweise als Bohrschraube ausgeführt
und greift durch eine Seitenwand MW des Profils MTK hindurch bis
in den Befestigungskanal BK. Durch Anziehen des Fixierelements FE
werden das Halteelement mit dem Schenkel S2 und das Profil MTK mit
der Seitenwand MW in x-Richtung gegeneinander verspannt. Das Fixierelement
FE ragt in dem skizzierten Beispiel weit in den Befestigungskanal
hinein. Der Schraubenkopf SK liegt in Blickrichtung hinter dem Bohr- und
Gewindeabschnitt SS des Fixierelements FE. Der Schenkel S1 des Halteelements
liegt in x-Richtung von dem Profil MTK beabstandet und weist mit seinem
freien Ende einen geringen Abstand DS gegen die Anlageebene AE auf.
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6 zeigt
die Verbindung nach 5 in schräger Ansicht
von unten, aus welcher die Überlappung des Fixierabschnitts
FA des Schenkels S2 mit der Seitenwand des Befestigungskanals des
Modulträgers MTK ersichtlich ist.
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Das
Spannelement SE liegt in der in 5 und 6 gezeigten
Verbindung mit dem schmalen Profil MTK innerhalb des Langlochs LL
in dem mittleren Plattenabschnitt MP nahe bei dem Schenkel S2.
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7 zeigt
in zu 5 analoger Ansicht die Verbindung eines gegenüber
dem schmalen Profil MTK der 5 wesentlich
breiteren Modulträger-Profils MTG mit dem Längsträger
LH. Die Auflage des Profils MTG auf dem Längsträger
in der Anlageebene AE und die Funktion und Position des Halteelements
entsprechen weitgehend der Darstellung nach 5, so dass
hierauf Bezug genommen wird. Unterschiede der Verbindung nach 7 gegenüber der
Verbindung nach 5 sind insbesondere, dass durch
die größere Profilbreite das durch die Aussparung
FA1 geführte und in die Seitenwand WM des Profils eingreifende
Fixierelement weniger weit in den Befestigungskanal BK ragt und
dass der Schenkel S1 des Halteelements nunmehr unterhalb der Unterseite
des Profils MTG in Projektion in r-Richtung liegt. Der Schenkel
S1 bildet aber keine Abstützung des Halteelements gegenüber
dem Profil MTG, sondern weist gegenüber der Unterseite
des Profils MTG einen geringen Abstand DS auf.
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Aus
der Schrägansicht in 8 auf die
Verbindung nach Art der 7 von schräg unten,
welche sich in der Blickrichtung von der Ansicht nach 6 unterscheidet,
ist der Spalt DS zwischen der freien Kante des Schenkels S1 des
Halteelements und der Unterseite des Modulträgers erkennbar.
Erkennbar ist auch, dass der Schenkel S1 an der Kante TK des Längsträgers
anliegt und hierdurch eine Abstützfunktion in q-Richtung
hat.
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Die
Verbindung nach 7 und 8 unterscheidet
sich von der Verbindung nach 5 und 6 auch
noch darin, dass das Spannelement SE innerhalb des Langlochs LL
in dem mittleren Plattenabschnitt MP des Halteelements in einer
von dem Schenkel S2 entfernten Position einliegt. Durch die Ausbildung
der Aussparung in dem mittleren Schenkel MP als Langloch ist dadurch
für unterschiedliche Profilbreiten die Möglichkeit
gegeben, das Spannelement bezüglich des Befestigungskanals
exakt mittig zu positionieren und zugleich den Schenkel S2 seitlich
an dem Profil anliegend gegen dieses in x-Richtung zu verspannen.
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Die
vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie
die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als
auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung
ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt,
sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei
Weise abwandelbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2008/009530
A2 [0002]
- - DE 202005012993 U1 [0002]