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Die Erfindung betrifft ein Traggerüst für eine Photovoltaik-Freiflächenanlage mit mehreren an einem Ende von dem Boden wegragende Erdstützen, auf deren anderes Ende horizontal zum Geländegrund verlaufende Träger aufliegen, auf denen wiederum Modulschienen zur Anbringung von Photovoltaikmodule befestigt sind.
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Solche Traggerüste sind weitläufig bekannt und haben nach Kenntnis der Erfinder alle den in den 9a und 9b gezeigten prinzipiellen Aufbau, bei dem in zwei Reihen angeordnete, verschieden lange Boden- oder Erdstützen senkrecht aus der Erde herausragen oder in einem mit der Erde verbundenen Fundament senkrecht eingegossen sind. Sowohl die Reihe mit den kurzen als auch die mit den längeren Erdstützen verläuft in Ost-West Richtung. Über die freien Enden der Erdstützen werden Balken oder Träger gelegt und befestigt, die ebenfalls in O-W Richtung verlaufen. Im Ergebnis liegen dann zwei durchgehende Träger über z. B. 100 Meter vor, die jeweils von einer Vielzahl an Erdstützen getragen werden. Einer der durchgehenden Träger liegt auf einem niedrigeren Niveau als der andere, wobei ein Höhenunterschied von z. B. 60 cm bis 80 cm üblich ist. Der Höhenunterschied gibt die Neigung von Modulschienen gegenüber der Bodenebene vor, die senkrecht zu den Trägern verlaufend auf diesen in Nord-Süd Richtung montiert sind. Auf den Modulschienen werden dann die Photovoltaikmodule mit Klammern befestigt.
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Diese Anordnung stellt den Photovoltaikmodulen einen guten Einfallswinkel zur Verfügung, ist aber in der Ausführung aufwendig und relativ massiv konstruiert, um Windkräften, die unter die schräg montierten PV-Module angreifen, widerstehen zu können. Hinzu kommt, dass bei Anordnung von mehreren Reihen dieser Art zwischen den Reihen Platz gelassen werden muss, um eine Abschattung des unteren Bereichs der nördlich benachbarten Reihe an PV-Modulen durch die oberen Photovoltaikmodule der südlich benachbarten Reihe an Photovoltaikmodulen zu vermeiden. Schließlich ist auch keine Doppelnutzung von Erdstützen und Trägern derart möglich, dass eine Trägerreihe Modulschienen für zwei Reihen an Photovoltaikmodulen trägt, was zum einen wegen des oben genannten Abstands zwischen den Reihen und wegen der unterschiedlichen Niveaus nicht möglich ist.
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Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, oben genannte Nachteile der massiven Konstruktion und des Platzbedarfs zumindest teilweise zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens zwei fluchtende Reihen (3a, 3b) zu mindestens je drei Erdstützen (5) in im wesentlichen Nord-Süd Richtung gereiht sind, dass auf oder zwischen an gleicher Stelle in der Reihe (3a, 3b) liegenden Erdstützen (5, 5') jeweils ein horizontaler Träger (7) in im wesentlichen Ost-West Richtung montiert ist und dass mindestens zwei Modulschienen (9) auf oder zwischen jeweils zwei benachbarten Trägern (7) in im wesentlichen Nord-Süd Richtung befestigt sind, wobei bei beiden Reihen (3a, 3b) die anderen Enden von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Erdstützen (5, 5') derselben Reihe (3a, 3b) derart auf unterschiedlichem Niveau über dem Geländegrund (13) liegen, dass einer der horizontalen Träger (7) unterhalb seines nördlich benachbarten Trägers (7) verläuft, wodurch die Modulschienen (9) schräg, nach Süden hin abfallend zum Geländegrund (13) verlaufen.
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Diese Anordnung erlaubt eine wenig Gelände beanspruchende Montage der Photovoltaikmodule, die geneigt zum Grund verlaufen, wodurch eine zufriedenstellende Lichtausbeute auch ohne den Einsatz von Modulklammern, die einen Neigungswinkel über die Form der Modulklammer bereitstellen, erreicht wird.
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Sollte eine weitere Erhöhung der Lichtausbeute gewünscht werden, können die Photovoltaikmodule an den Modulschienen unter einem zusätzlichen Neigungswinkel zwischen 2° bis 20° montiert werden, der sich zu dem durch die unterschiedlich hohen Erdstützen erzielten Neigung addiert, z. B. auf insgesamt 30° bis 40° Grad. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Neigungswinkel über die Form der Befestigungsmittel gebildet wird. Dieses kann zum Beispiel mittels einer Doppelniveauklammern geschehen, die den unteren Rand eines Photovoltaikmoduls auf eine tiefer liegende Auflagefläche abstützt, als den oberen Rand des vorhergehenden Photovoltaikmoduls, der auf einem höher gelegenen Niveau auf der Klammer aufliegt. Solche Klammern sind prinzipiell auf dem Markt für die Verwendung bei Flachdachanlagen bekannt.
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Um in der Bauhöhe nicht zu hoch zu kommen, z. B. unterhalb von ca. 2,5 Meter oder unterhalb von 3,5 Meter, ist es zweckmäßig, dass der Abstand der Erdstützen in Nord-Süd Richtung unterschiedlich ist und sich an die höchste Erdstütze in der Reihe eine kürzeste Erdstütze mit dem kürzesten Abstand anschließt, wie es in der 7 gezeigt ist. Diese Vorgehensweise ist insbesondere für den Einsatz von spannbaren Modulschienen vorgesehen, wie er später noch beschrieben wird. Dabei entsteht ein in der Seitenansicht sägezahnförmiges Profil der Photovoltaikanlage: Es liegt eine für die Belegung mit Photovoltaikmodulen nutzbare, dem Süden zugeneigte Flanke großer Länge im Wechsel mit einer dem Norden zugeneigten Flanke geringer Länge vor.
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Das durch den Patentanspruch 1 definierte Schräggerüst stellt die kleinste Einheit dar, bei der die Vorteile der Erfindung zum Tragen kommen. In der praktischen Anwendung bei Photovoltaik-Großanlagen, die sich über mehrere 100 Meter erstrecken und bei denen Flächen von bis zu einem Quadratkilometer mit PV-Modulen bestückt sind, kann die kleinste Einheit leicht erweitert oder multipliziert werden. So zum Beispiel scheinen mindestens fünf zueinander parallel verlaufende Reihen zu jeweils mindestens drei bis fünf Erdstützen und entsprechend drei bis fünf Trägern eine sinnvolle untere Dimensionierung zu ergeben, um den Einsatz von Baustellenfahrzeugen, Montageautomat, Personal etc. vertreten zu können.
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Wie zuvor angesprochen, können sich im Gelände große Flächen mit einer Ansammlung an zusammenhängendem Metall ergeben, die bei einem Gewitter ein attraktives Ziel für Blitze abgibt. Es ist daher vorgesehen, die gesamte Metallmasse in möglichst viele kleine, voneinander isolierte Metallmassen aufzuteilen, die nicht mehr als große ”Einschlagelektrode” für einen Blitz dient. Dies geschieht, indem zumindest eines der Teile: Erdstütze, Träger, Modulschiene oder Befestigungsmittel aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist. Alternative oder auch zusätzlich vorzusehende Maßnahmen sehen vor:
- – dass die Erdstützen und die Träger aus Metall gefertigt sind, und dass ein Isolationsmaterial die Träger von den Erdstützen trennt, und/oder
- – dass die Träger und die Modulschienen aus Metall gefertigt sind, und dass ein Isolationsmaterial die Modulschienen von den Trägern trennt, und/oder
- – dass das Befestigungsmittel aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist.
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Bei einer nach der Erfindung dimensionierten Großanlage können sich bei einer rechteckigen Ausführung der Anlage Kantenlängen von mehreren Hundert Metern ergeben, was bei einem Wind zu erheblichen Kräften oder gar zu einer Ausbildung von Schwingungen führen kann. Überhöhten Kräften wird entgegengetreten, in dem jede parallel fluchtende Reihe von Erdstützen an derselben Position in der Reihe ein starres Biegeverhalten aufweist und zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Erdstützen mit starrem Biegeverhalten sich mindestens eine, besser zwei flexibel biegbare Zwischenerdstützen befindet. Dieses hat den Vorteil, dass ein Teil der Kräfte über die flexible Biegung der Zwischenerdstützen als Biegemoment in den Boden abgeleitet wird, und lediglich Fixpunkte gesetzt werden, um keine zu großen Verbiegungen zu generieren. Einem Aufschaukeln zu Schwingungen kann durch die Bereitstellung von Federn begegnet werden, wie sie später noch näher beschrieben wird.
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Die unterschiedlichen Biegeverhalten können sich dabei aus den Querschnitten der Erdstützen begründen. So zum Beispiel können die Erdstützen Rundrohre mit unterschiedlichen Durchmessern sein, wobei die starren Erdstützen einen größeren Durchmesser als die flexibel biegsamen Erdstützen haben. Als Erdstützen können auch ein IPE oder ein Breitflanschträger eingesetzt werden, die je nach gewünschter Biegerichtung längs oder quer verbaut sind.
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Es ist vorteilhaft, wenn die starre Biegerichtung bei den Zwischenerdstützen in O-W Richtung verläuft und bei allen anderen Erdstützen in N-S Richtung. Dieses hängt mit der später erwähnten Montage der Modulschienen zusammen, die verspannt werden. Die starre Biegerichtung bei den Zwischenerdstützen in O-W Richtung verhindert, dass sich bei großen Längen Auslenkungen ergeben, die zu einem Aneinanderstoßen der gläsernen PV-Module führen würden.
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Alternativ oder zusätzlich zur obiger Verbesserung der Steifigkeit ist es sinnvoll, wenn in Boden- oder ggf. Fundamentnähe der niedrigsten Erdstütze jeder Reihe eine diagonal verlaufende Verstrebung befestigt ist, deren anderes Ende am oberen Bereich der nördlich benachbarten Erdstütze festgelegt ist. Analog ist zweckmäßig, am oberen Ende der in nördlicher Richtung gesehen, vorletzten Stütze einer jeden Reihe ein mechanisch stabiles Verbindungsmittel zum unteren Bereich des Endes der letzten Erdstütze vorzugesehen. Dabei ist es unerheblich, ob die Verstrebung oder das Verbindungsmittel unten unmittelbar mit der entsprechenden Erdstütze verbunden sind oder am Fundament der Erdstütze. Eine noch weiterreichende, allerdings etwas aufwendigere Version sieht vor, dass jeweils das obere Ende der ersten und/oder der letzten Erdstütze einer Reihe mit einer Versteifung versehen ist, die zu einem eigenen Fundament führt, das allein zum Zwecke der Kraftaufnahme der Verstrebung vorgesehen ist. Der Abstand des separat von den Erdstütze-Fundamenten gesetzten Fundaments kann dann bezüglich der errechneten Kräfte optimal bemessen werden. Um insbesondere bei mehreren 100 Quadratmeter umfassenden Traggerüsten ein Schwingen zu verhindern, können weitere Verstrebungen zwischen an gleicher Position in der Reihe liegenden Erdstützen vorgesehen sein. Diese Querverstrebungen verlaufen senkrecht zur Reihenrichtung und sind vorteilhafterweise jeweils zum unteren Erdstützen-Bereich der beiden außen liegenden Reihe geführt.
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Zur einfachen Herstellung sind die Modulschienen als in der Länge vorkonfektionierte Bänder oder Seile vorgesehen, an deren zumindest einem Ende ein Federelement vorzugsweise mit einem Isolator zusammen vorhanden ist. Dann werden mehrere dieser vorkonfektionierten Modulschienen über die Feder und gegebenenfalls den Isolator aneinandergeknüpft. Eine solche Vorbereitung der Modulschienen reduziert den Montageaufwand vor Ort, der teurer kommt als in der Fertigungsstätte.
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Es ist auch sinnvoll, in die Träger eine Durchführung, z. B. eine Bohrung, vorzusehen, durch die das Seil, Band oder Flachband durchgefädelt werden kann, ohne es später an dem Träger zu fixieren, was wiederum Montageaufwand einspart. Diese Vorgehensweise ist aber nur bei geeignet Wahl der beteiligten Materialien möglich, so z. B. wenn Holz als Material für den Träger und Metall als Material für die Modulschiene verwendet werden.
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Zur einfachen Montage wiederum ist es vorgesehen, dass die Erdstützen in einem Rastermaß angeordnet sind und die Modulschienen in diesem Rastermaß mit Vorbereitungsmitteln zur Vorbereitung ihrer Fixierung mit den Trägern versehen sind. Das Vorbereitungsmittel ist in seiner einfachsten Form ein Loch durch die Modulschiene, durch welches später eine Schraube in den Träger gedreht wird, um die Modulschiene am Träger zu fixieren. Das Rastermaß muss nicht durchgehend dasselbe sein, sondern richtet sich nach dem Abstand und der Höhe der Erdstützen, die die Modulschiene tragen.
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Üblicherweise sind die Modulschienen als Aluminiumprofil ausgeführt. Abweichend hierzu ist es zur vollen Erzielung der Vorteile vorgesehen, dass die Modulschiene ein Flachbandeisen ist und die Feder durch eine endseitige Wellung des Flachbandeisens realisiert ist. Bei entsprechender Ausführung der Modulklammer, kann auch ein Nylon-, Teflon- oder sonstiges Kunststoffband eingesetzt werden.
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Zum eingangs erwähnten günstigen Einfallwinkel auf die Photovoltaikmodule, hat sich eine Höhe der Träger oder Querbalken von 0,5 m bis 2,5 m über Geländegrund, d. h. über Bodenniveau als ausreichend dargestellt.
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Ein mögliches Verfahren zur Montage des Traggerüsts zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass zunächst die Erdstützen in den Boden fixiert werden, so dass ihre freien Enden alle auf dem gewünschten Höhenniveau liegen und mehrere parallele, nebeneinander liegende Reihen gebildet werden, anschließend die Träger mit den freien Enden der Erdstützen, die nebeneinander an derselben Position der Reihen liegen, verbunden werden, in einem weiteren Schritt die Modulschienen durch Befestigung an einem und Ausübung von Zug an dem anderen Ende gespannt werden und im gespannten Zustand auf den Trägern fixiert werden.
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Zu dieser Vorgehensweise ist es erforderlich, dass die Modulschienen aus zumindest biegsamem Material, wie zum Beispiel dem erwähnten Flacheisen, gefertigt sind, wenn nicht sogar aus einem flexiblen Material, wie ein Nylon- oder Teflonband, was dann eine integrierte Federwirkung beinhaltet. Das an einem Ende mit dem Träger an einer starren Erstütze befestigte Band wird mittels einer Seilwinde solange gespannt, bis sich alle Aussparungen auf Höhe weiterer Träger befinden. In dieser Lage wird das Band durch die Löcher hindurch an den Trägern fixiert.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:
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1 eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Traggerüst,
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2 einen Längsschnitt entlang der Linie II-II in der 1,
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3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III der 1,
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4 eine perspektivische Ansicht einer Photovoltaik-Freiflächenanlage,
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5 eine einzelne Reihe aus der Anlage nach 4,
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5a eine Detailansicht eines Erdstützenquerschnitts starr verbaut,
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5b eine Detailansicht eines Zwischenerdstützenquerschnitts längs verbaut,
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6 eine weitere Ausführungsform,
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7 eine Endversteifung von außen liegenden Erdstützen,
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8a einen aufgelegten Modulträger vor dem Spannen,
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8b einen fixierten Modulträger nach dem Spannen,
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9a eine Ansicht eines Traggerüsts nach dem Stand der Technik, und
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9b einen Querschnitt eines Traggerüsts nach dem Stand der Technik.
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In den 1 bis 3 ist ein Traggerüst 1 gezeigt, welches zwei Reihen 3a, 3b von Erdstützen 5 aufweist, die in den Boden eingelassen sind. Die Erdstützen 5 sind entweder direkt in den natürlichen Boden eingerammt oder mittels eines Fundamentes (nicht gezeigt) mit dem Boden verbunden. In beiden Fällen ergibt sich auf Bodenniveau ein unverrückbares Auflager, also eine Höhenfixierung für die Erdstützen 5. Zur übersichtlicheren Darstellung sind die Reihen 3a, 3b jeweils durch einen Pfeil in Reihenrichtung symbolisiert.
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Die Reihen 3a, 3b sind im Gelände in Nord-Süd Richtung orientiert und an ihrem oberen, also freien Ende mit Querbalken oder Trägern 7 verbunden. Die Verbindung kann entweder durch ein Aufliegen auf der Stirnseite der Erdstützen 5 und dortiger Befestigung erfolgen, oder mit Hilfe von Balkenschuhen, so dass die Stirnfläche der Erdstützen 5 mit der Oberseite der Träger 7 eine bündige Fläche ergibt. In beiden Fällen wird der lichte Abstand zwischen den Erdstützen in Ost-West Richtung überbrückt, d. h. das jeweils zwei an gleicher Stelle in der Reihe 3a, 3b liegende Erdstützen 5 mit einem Träger 7 verbunden werden. Der erste Träger 7 verbindet also die erste Erdstütze 5 der Reihe 3a mit der ersten Erdstütze 5 der Reihe 3b. Der folgende Träger 7 verbindet dann die zweite Erdstütze 5 in der Reihe 3a mit der zweiten Erdstütze 5 der Reihe 3b usw.
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Die Erdstützen 5 sind zum Teil unterschiedlich lang, sodass ihre freien Ende, entlang einer Reihe 3a, 3b gesehen, auf unterschiedlichen Höhen über dem Bodenniveau liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Erdstützen 5 pro Reihe 3a, 3b vorgesehen, von denen die vorderste, also die südlichst gelegene Erdstütze 5 am kürzesten ist, die hinterste, also nördlichst gelegene Erdstütze 5 am längsten ist, und die mittlere Erdstütze 5 eine Länge entsprechend dem geometrischen Mittel aus der vordersten und der hintersten Erdstütze 5 aufweist. Diese Betrachtung gilt für die jeweils freien Enden der Erdstützen 5, also unter der Vorraussetzung, dass sie alle gleich tief in den Boden eingebracht sind. Als Folge der unterschiedlich hohen freien Enden der Erdstützen ergibt sich für die Träger 7, dass diese ebenfalls entsprechend abgestuft auf unterschiedlichen Höhenniveaus liegen. Auf den Trägern 7 sind mindestens zwei Modulschienen 9 in Nord-Süd Richtung montiert, die der Aufnahme von mehreren Photovoltaikmodulen 11 dienen. Aufgrund der unterschiedlichen Trägerhöhen ergibt sich für die Modulschienen eine Neigung gen Süden, was für einen besseren Einfallswinkel der Sonnenstrahlung auf die Photovoltaikmodule 11 sorgt.
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In der 4 ist der Ausschnitt einer Photovoltaikanlage gezeigt, der vier dieser Reihen 3a bis 3d von Erdstützen 5 umfasst. Von Erdstütze 5 zu Erdstütze 5 ist jeweils ein Träger 7 montiert, wobei jede Erdstütze 5 an derselben Position in der Reihe 3a bis 3d durchlaufend mit einer Querschiene als Träger 7 wie bei einer Modelleisenbahn ineinander gesteckt oder aneinander anstoßend versehen ist. Es ist auch denkbar, Träger 7 vorzusehen, die mehr als den Ost-West Abstand zwischen zwei Erdstützen 5 überspannen, so dass nicht auf jeder Erdstütze 5 eine Fuge ist. So können z. B. nur bei jeder zweiten oder dritten Erdstütze 5 die dann entsprechend längeren Träger 7 aneinanderstoßen. In der 4 sind diesmal pro Träger 7 zehn in Nord-Süd Richtung verlaufende Modulschienen 9 vorgesehen, die im gezeigten Beispiel fünf nebeneinander liegende PV-Module 11 aufnehmen.
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Abweichend von der in der 4 gezeigten Anordnung von Erdstützen 5 ist es auch möglich, die jeweils kürzeste Erdstütze 5 einer Reihe 3a–3d in die längste Erdstütze 5 zu integrieren, indem bei der längsten Erdstütze 5 auf der gewünschten Höhe der kürzesten Erdstütze 5 ein zusätzliches Befestigungsmittel für den Träger 7 auf dem niedrigsten Höhenniveau angebracht ist. Dieses kann im Falle eines Trägers 7 aus Stahl ein angeschweißter Steg sein, auf welchem der Träger 7 aufgelegt und befestigt werden kann. So entsteht eine Doppelnutzung der längsten Erdstütze als zugleich kürzeste Erdstütze für den nächsten Abschnitt einer Reihe 3a–3d.
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Die 5 zeigt einen Streifen aus der betrachteten PV-Freiflächenanlage, bei dem zwei erster Reihen 3a und 3b mit jeweils vier Erdstützen 5 gezeigt sind. Die acht nebeneinander liegenden Modulschienen 9 sind als Flachbandeisen ausgeführt, welches durchlaufend über alle Träger 7 geführt ist. Die Länge der Modulschiene 9 in Form des Flachbandeisens wird nur durch die Handhabbarkeit der Rolle, zu dem das Flacheisen angeliefert wird begrenzt. An mindestens einem Ende des Flachbandeisens befindet sich eine Feder 15, die am einfachsten durch eine Wellung des Flachbandeisens bereitgestellt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist an beiden Enden eine Feder 15 vorgesehen, so dass an dem entstehenden Stoß 17 ein Verbindungselement 19 die beiden Flachbandeisen miteinander verknüpft. Jeweils vor der Feder 15 ist ein Isolator 21 angeordnet, der die beiden zusammengeführten Modulschienen 9 elektrisch voneinander trennt. Solche Isolatoren 21 sind auf dem Gebiet des Freileitungsbaus an sich bekannt und dienen vorliegend dazu, eine lange, durchgehende elektrisch leitende Metallmasse zu vermeiden. Diese wird als Ursache für eine überdurchschnittlich hohe Blitzeinschlagsgefahr bei PV-Freiflächenanlagen angesehen. Bei einer Modulschiene 9 aus elektrisch isolierendem Material kann der Isolator 21 entfallen.
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In der 5 sind noch Detailkreise zu den 5a und 5b eingezeichnet, die die Orientierung der verbauten Breitflanschträger als Erdstütze 5 verdeutlichen. Die 5a zeigt dabei den Querschnitt durch eine Erdstütze 5, die starr in die N-S Richtung orientiert ist, in der die Modulschienen 9 verlaufen. Treten in diese Richtung wirkende Kräfte auf, werden sie durch die Erdstütze 5 aufgenommen und teilweise in den Boden abgeleitet.
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Der Detailkreis der 5b zeigt die Erdstütze 5, wie sie verbaut ist, wenn sie als Zwischenerdstütze 5' dient, die zwischen zwei in N-S Richtung starren Erdstützen 5 liegt. Diese als Zwischenerdstütze 5' bezeichnete Erdstütze 5 ist identisch wie alle Erdstützen 5, unterscheidet sich aber durch ihre Einbauorientierung. Bei den als Zwischenerdstütze 5' dienenden Erdstützen 5 ist der Breitflanschträger mit seinem starren Biegeverhalten in die O-W Richtung verbaut und seine flexiblere Biegerichtung ist in der N-S Richtung orientiert. In der gezeigten Ausführung befinden sich zwei Zwischenerdstützen 5' zwischen jeweils zwei Erdstützen 5. Sollte ein Stoß 17 erforderlich sein, liegt dieser vorzugsweise in der Mitte zwischen den zwei Zwischenerstützen 5'.
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Die 6 zeigt eine Variante, bei der sich an die längste Erdstütze 5längste eine kürzeste Erdstütze 5kürzeste anschließt. Im dargestellten Fall geschieht dies im Wechsel, sodass im Querschnitt gesehen ein Profil vergleichbar mit dem Sägezahn-Profil eines Industriedaches vorliegt, bei dem die Glasscheiben südlich ausgerichtet auf der langen flachen Schräge des Sägezahns montiert sind und auf der nördlichen Seite eine steile, kurze Flanke mit entweder Glas oder Blech verbaut ist. In der 6 ist gestrichelt noch eine Zwischenstütze 5' eingezeichnet, von denen je nach gewähltem Abstand A zwischen der längsten Erdstütze 5längste und der kürzesten Erdstütze 5kürzeste eine oder mehrere verbaut sein können, bevor nach der längsten Erdstütze 5längste im gewünschten Abstand B wieder eine kürzeste Erdstütze 5kürzeste folgt. Die Abstände A und B hängen von dem Gewicht der verwendeten Photovoltaikmodule 11, der Fundamentierung der Erdstützen 5, 5', 5'', der Zugfestigkeit der Modulträger-Flacheisen oder der verwendeten Modulträger 7, der zu erwartenden Schneelast etc. ab und können für den Abstand A im Bereich von ca. 3 Meter bis 20 Meter und für den Abstand B im Bereich zwischen 1 und 3 Meter liegen.
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In der 7 ist eine schematische Seitenansicht des in der 6 gezeigten Stützenaufbaus dargestellt. Die links außen liegende, kürzeste Erdstütze 5kürzeste ist in der Nähe des Bodens, wenn sie eingerammt ist, oder in der Nähe ihres Fundaments, wenn sie in Beton eingegossen wurde, mit dem ersten Ende einer diagonal verlaufenden ersten Verstrebung 33 befestigt. Das andere Ende der Verstrebung 33 ist am oberen Bereich der nördlich benachbarten Erdstütze 5 festgelegt. Analog ist am rechten Rand am oberen Ende der in nördlicher Richtung gesehen, vorletzten Stütze 5 einer jeden Reihe eine zweite Verstrebung 35 zum Bereich des unteren Endes der letzten Erdstütze 5 vorgesehen ist. Eine alternative Versteifung des Traggerüsts 1 sieht vor, dass die Verstrebungen 33, 35 nicht an eine Erdstütze 5 geführt sind, sondern ihr Boden-nahes Ende in einem eigenen separaten Fundament festgelegt sind, wie es gestrichelt in der 7 am rechten Rand eingezeichnet ist. Dieses ermöglicht eine Form und Größe des separaten Fundaments, die allein auf die Stabilisierung ausgelegt ist, und nicht zugleich auf die Tragfähigkeit der Träger 7, Modulschienen 9 und PV-Module 11.
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Mit Hilfe der 8a und 8b ist das Verfahren zur Montage des Traggerüsts 1 näher erklärt. Die Erdstützen 5, 5' und die Träger 7 werden in an sich bekannter Weise in das Gelände eingebracht, bis auf die Tatsache, dass vorliegend die erwähnte Planparallelität zum Erdboden 13 vorliegt. Anschließend wird das die Modulschiene bildende Flacheisen von einer Rolle (nicht gezeigt) aus auf die Träger 7 gelegt, sodass sie ähnlich zu einer Freileitung zwischen den Trägern 7 durchhängt. In den 8a und 8b sind Aussparungen 23 in den Modulschienen ersichtlich, die in der 8a deutlich jenseits der Mitte des Trägers 7 liegen. Der Träger 7 ist dabei als topfförmiges Metallteil ausgeführt, dessen innerer Topfgrund auf der freien Stirnseite der Erdstütze 5 anliegt. Bevor die Modulschiene 9 abgerollt und in Position gebracht wird, wird sie an einer der in N-S Richtung starr verbauten Erdstützen 5 befestigt. Es ergibt sich dann das Bild der 8a, wo die Aussparung 23 links neben der Trägermitte ist. An das freie Ende der Modulschiene 9 wird eine Winde angeschlossen, die die einseitig fixierte Modulschiene 9 in Richtung des Pfeils 25 anzieht.
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Die Winde wird solange betätigt, bis die Modulschiene 9 sich so gestrafft hat, dass ihre im Abstand der Träger eingebrachten Aussparungen 23 alle oberhalb des jeweils zugeordneten Trägers 7 sind. Diese Lage ist in der 8b dargestellt. Dann wird die Modulschiene 9 auf den Träger fixiert, z. B. mittels einer herkömmlichen Schrauben/Mutter-Verbindung 27.
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In den 8a und 8b sind noch zur Veranschaulichung ein erstes Isoliermittel 29 dargestellt, welches die Modulschiene 9 elektrisch von dem Träger 7 isoliert und ein zweites Isoliermittel 31, welches den Träger 7 elektrisch von der Erdstütze 5 isoliert. Beide Maßnahmen dienen wiederum dazu, große elektrisch zusammenhängende Massen von Metall zu vermeiden, um die Einschlagsgefahr für Blitze zu reduzieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Traggerüst
- 3a, 3b, 3c, 3d
- Reihen an Erdstützen
- 5, 5', 5''
- Erdstützen
- 7
- Träger
- 9
- Modulschiene
- 11
- Photovoltaikmodul
- 13
- Geländeboden
- 15
- Feder
- 17
- Stoß
- 19
- Verbindungselement
- 21
- Isolator
- 23
- Aussparung
- 25
- Pfeil
- 27
- Schrauben/Mutter Verbindung
- 29
- erstes Isoliermittel
- 31
- zweites Isoliermittel
- 33
- erste Verstrebung
- 35
- zweite Verstrebung
