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Es wird eine Fotovoltaikanlage zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie mit zumindest einem Fotovoltaikmodul angegeben. Weiterhin wird ein Befestigungselement für eine Fotovoltaikanlage angegeben.
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Ein Fotovoltaikmodul, das auch als Solarmodul bezeichnet wird, weist üblicherweise eine Mehrzahl von miteinander elektrisch verbundenen Solarzellen auf, die über den fotovoltaischen Effekt im Sonnenlicht enthaltene Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandeln.
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Fotovoltaikmodule dienen somit der direkten Umsetzung von Sonnenenergie in elektrischen Strom. Fotovoltaikmodule, die als Dünnschichtsolarmodule ausgeführt sind, weisen dazu photoaktive Schichten mit einer Dicke im Bereich von wenigen zehn Nanometern bis einigen Mikrometern auf. Üblicherweise werden die fotoaktiven Schichten zusammen mit Kontakt- und gegebenenfalls auch mit Reflexionsschichten großflächig auf ein Substrat, beispielsweise eine Glasscheibe, aufgebracht. Mit Hilfe von mehreren Strukturierungsschritten wird eine Mehrzahl von einzelnen streifenförmigen Solarzellen gebildet, die elektrisch in Serie verschaltet sind. Die Breite der streifenförmigen Solarzellen, auch Zellstreifen genannt, liegt im Bereich von einigen Zentimetern. Auf die äußeren Zellstreifen werden üblicherweise Stromabnehmer aufgebracht, über die das Dünnschichtsolarmodul angeschlossen wird und über die die erzeugte elektrische Leistung abgeführt werden kann.
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Auf das beschichtete Substrat wird zumeist ein weiteres flächiges Material, zum Beispiel eine weitere Glasscheibe, auflaminiert, um die fotoaktiven Schichten vor Beschädigungen und Witterungseinflüssen zu schützen. Zur Verstärkung des Solarmoduls kann ein umlaufender Rahmen, beispielsweise aus Aluminium, eingesetzt werden, insbesondere wenn ein nicht tragfähiges oder flexibles Substrat verwendet wird. Ist kein Rahmen vorgesehen, beispielsweise beim Einsatz von Glasscheiben als Substrat und als Abdeckung, spricht man von einem rahmenlosen Fotovoltaik- oder Solarmodul.
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Eine Zusammenstellung mehrerer Fotovoltaikmodule zur Stromgewinnung wird als Fotovoltaikanlage bezeichnet. Üblicherweise werden die Fotovoltaikmodule dabei mit einem Rahmen versehen, der beispielsweise auf einer Aufständerung mittels einer Unterkonstruktion befestigt wird. Bei einer Freilandanlage wird dabei das Fotovoltaikmodul auf einer Unterkonstruktion befestigt, die auf einer Aufständerung montiert ist. Bei einer Aufdachanlage wird üblicherweise das Fotovoltaikmodul auf einer Unterkonstruktion befestigt, die auf einer Trägerkonstruktion auf einem Hausdach montiert ist. Weiterhin ist es auch möglich, das Fotovoltaikmodul mit einer Unterkonstruktion zu versehen, die als Schnittstelle zum Hausdach dient. Unabhängig vom Typ der Fotovoltaikanlage werden im allgemeinen Fotovoltaikmodule entweder mit einem Rahmen versehen oder als ungerahmte Module bereitgestellt.
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Bei der Befestigung eines Fotovoltaikmoduls muss auf eine ausreichende Stabilität geachtet werden, da das befestigte Fotovoltaikmodul gewissen Belastungen beispielsweise durch Wettereinflüsse wie etwa Wind und Schneelasten widerstehen muss. Beispielsweise nach der Norm IEC 61646 ist es erforderlich, dass die Befestigung des Fotovoltaikmoduls einer wechselnden Zug- und Druckbelastungen von 2400 Pa für eine Dauer von drei Zyklen mit jeweils einer Stunde Druck- und einer Stunde Zugbelastung widersteht.
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Bekannte Unterkonstruktionen für Fotovoltaikmodule mit einer Fläche von mehreren Quadratmetern weisen daher typischerweise eine Anzahl von vier Querstreben, so genannten Pfetten, auf, an die jeweils ein Fotovoltaikmodul mittels handelsüblicher Klemmplatten befestigt ist. Dadurch ergeben sich ein hoher Montage- und Materialaufwand bei der herkömmlichen Anbringung und Befestigung von Fotovoltaikmodulen, wenn die Befestigung der Norm entsprechend ausgelegt sein soll.
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Dies hat somit den Nachteil, dass eine solche Art der Installation insbesondere bei der Bestückung einer Fotovoltaikanlage mit einer großen Zahl an Fotovoltaikmodulen, beispielsweise bei so genannten Freiflächen-Solaranlagen, zeitaufwändig und teuer ist.
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Eine Aufgabe zumindest von gewissen Ausführungsformen ist es daher, eine Fotovoltaikanlage anzugeben, bei der vorab genannte Nachteile vermieden werden können. Eine weitere Aufgabe von gewissen Ausführungsformen ist es, ein Befestigungselement für eine solche Fotovoltaikanlage anzugeben.
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Diese Aufgaben werden durch Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst eine Fotovoltaikanlage insbesondere zumindest ein Fotovoltaikmodul mit einer Strahlungseintrittsfläche und zumindest einem Rückträgerelement auf einer der Strahlungseintrittsfläche gegenüber liegenden Rückseite und mit zumindest einem eine Profilschiene aufweisenden Trägerelement. Weiterhin weist die Fotovoltaikanlage zumindest ein Befestigungselement zur Befestigung des Rückträgerelements am Trägerelement auf. Das Befestigungselement weist einen Grundkörper mit einer Auflagefläche und ein mit dem Grundkörper einstückig ausgebildetes Halteelement auf, wobei die Auflagefläche gänzlich auf dem Rückträgerelement aufliegt, das Halteelement in die Profilschiene derart eingreift, dass ein Teil der Profilschiene vom Halteelement formschlüssig umschlossen wird, und das Befestigungselement am Rückträgerelement fixiert ist.
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Hier und im Folgenden bedeutet „gänzlich aufliegen”, dass die Auflagefläche einen Bereich des Rückträgerelements bedeckt, wobei der durch die Auflagefläche bedeckte Bereich des Rückträgerelements beispielsweise auch einen Teil einer Öffnung wie etwa eines Langloches oder Schlüsselloches, wie weiter unten beschrieben ist, aufweisen kann. Die auf dem Rückträgerelement aufliegende Auflagefläche steht dabei über ihre gesamte Fläche direkt in Kontakt mit dem Material des Rückträgerelements und gegebenenfalls mit einem Teil der Öffnung im Rückträgerelement.
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Dadurch, dass der Grundkörper des Befestigungselements mit der Auflagefläche derart ausgebildet ist, dass die Auflagefläche gänzlich auf dem Rückträgerelement aufliegt, kann eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rückträgerelement und dem Befestigungselement hergestellt werden. Dadurch kann das Befestigungselement Kräfte, die auf das Fotovoltaikmodul und damit auf das Rückträgerelement wirken, effektiv ohne Kraftumleitung aufnehmen. Durch die einstöckige Ausbildung des Befestigungselements und die formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement und der Profilschiene des Trägerelements können die Kräfte durch das Befestigungselement wirksam in die Profischiene und damit in das Trägerelement eingeleitet werden. Kräfte, die auf das Fotovoltaikmodul einwirken und die beispielsweise durch Schneelasten und/oder Wind hervorgerufen werden, können somit direkt wirksam durch das Trägerelement der Fotovoltaikanlage aufgenommen werden.
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Das Befestigungselement kann dazu weiterhin im Grundkörper eine Öffnung in der Auflagefläche aufweisen, die von der Auflagefläche bis zu einer der Auflagefläche gegenüberliegenden Fläche des Grundkörpers reicht. Eine solche Öffnung kann beispielsweise in Form einer zylindrischen Bohrung ausgeführt sein. Das Befestigungselement kann am Rückträgerelement mittels einer Schraube, die durch die Öffnung reicht, fixiert sein.
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Insbesondere kann das Rückträgerelement weiterhin zumindest ein Schlüsselloch aufweisen, in das eine Schraube mit ihrem Schraubenkopf, beispielsweise eine so genannte Schlossschraube, eingehängt werden kann. Die Schraube kann dazu auf der der Auflagefläche gegenüberliegenden Fläche des Grundkörpers mittels einer passenden Mutter fixiert sein. Unter Schlüsselloch wird hier und im Folgenden ein Langloch mit einer Breite verstanden, das an einem Endbereich eine Öffnung mit einem Durchmesser aufweist, der größer als die Breite des Langlochs im daran angrenzenden, länglichen Bereich des Langlochs ist. Der Schraubenkopf kann durch die Öffnung im einen Endbereich in das Langloch eingeführt werden und durch Verschieben in den daran angrenzenden Bereich im Langloch derart gehalten werden, dass der Schraubenkopf nicht mehr aus dem Langloch herausrutschen kann. Im Falle handelsüblicher Klemmplatten, die üblicherweise nicht flächig auf dem Rückträgerelement anbringbar sind und die deshalb im Bereich der Schraubendurchführung einen Abstand und damit einen Hohlraum zum Rückträgerelement bilden, kann die Schraube durch Kräfte, die zwischen dem Rückträgerelement und der Klemmplatte wirken, „arbeiten”. Das bedeutet, dass die Schraube sich innerhalb des Schlüssellochs verschieben kann. Als Folge davon kann die Schraube beispielsweise ausknöpfen, aus dem Rückträgerelement herausrutschen und/oder das Rückträgerelement verformen. Derartige Probleme können hier vorliegend dadurch vermieden werden, dass das Befestigungselement mit der Auflagefläche im Grundkörper gänzlich auf dem Rückträger aufliegt, so dass durch den oben beschriebenen Kraftschluss zwischen dem Rückträgerelement und dem Befestigungselement ein Verschieben der Schraube im Schlüsselloch des Rückträgerelements verhindert werden kann.
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Weiterhin können das Halteelement und der Grundkörper des Befestigungselements eine Nut bilden.
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Insbesondere kann gemäß einer Ausführungsform ein Befestigungselement zur Befestigung eines Fotovoltaikmoduls an einer Profilschiene einen Grundkörper mit einer Öffnung in einer Auflagefläche aufweisen, wobei die Öffnung von der Auflagefläche zu einer der Auflagefläche gegenüber liegenden Fläche reicht, sowie ein mit dem Grundkörper einstückig ausgebildetes Halteelement, wobei der Grundkörper mit dem Halteelement eine Nut bildet.
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Der Grundkörper kann dazu beispielsweise quaderartig ausgebildet sein. An der der Auflagefläche gegenüberliegenden Fläche weist das Befestigungselement das Halteelement auf, das als hakenartige Erweiterung des Grundkörpers ausgebildet ist und bevorzugt dieselbe Breite wie der Grundkörper aufweist. Das Halteelement kann sich dabei vom Grundkörper in einem an den Grundkörper angrenzenden Teilbereich wegerstrecken und in einem daran angrenzenden Teilbereich entlang der nächstliegenden Seitenfläche des Grundkörpers erstrecken. Dadurch kann eine längliche, nutförmige, bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Vertiefung zwischen dem Halteelement und dem Grundkörper ausgebildet sein, die in ihrer Form an die Wandung der Profilschiene des Trägerelements angepasst ist, so dass die Profilschiene in das Befestigungselement formschlüssig eingreifen kann. Dadurch können das Befestigungselement und die Profilschiene eine Nut-Feder-Verbindung bilden.
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Das Befestigungselement kann bevorzugt aus Metall sein, um eine stabile Verbindung zwischen dem Trägerelement und dem Rückträgerelement des Fotovoltaikmoduls zu ermöglichen. Insbesondere kann das Metall Aluminium oder Edelstahl sein.
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Die zumindest eine Profilschiene kann bevorzugt zumindest eine Nase zur Befestigung des Halteelements aufweisen. Eine Nase bezeichnet hierbei beispielsweise einen Vorsprung oder eine Ausstülpung in der Profilschiene, die das Halteelement bevorzugt umgreifen kann. In einer solchen Ausgestaltung kann die Nase beispielsweise als Feder einer Nut-Feder-Verbindung ausgeführt sein. Insbesondere kann sich die Nase auch über die gesamte Länge der Profilschiene erstrecken. Die zumindest eine Profilschiene des Trägerelements kann in diesem Fall besonders bevorzugt eine so genannte C-Profilschiene sein oder alternativ dazu auch ein anderes geeignetes Profil aufweisen.
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Weiterhin kann das Fotovoltaikmodul eine Mehrzahl von zumindest zwei und besonders bevorzugt vier Rückträgerelementen auf der Rückseite aufweisen, die nebeneinander angeordnet sind. Die Fotovoltaikanlage kann weiterhin eine Mehrzahl von Befestigungselementen aufweisen, so dass jedes der Rückträgerelemente an der zumindest einen Profilschiene des Trägerelements mittels eines Befestigungselements fixiert ist.
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Weiterhin kann das Fotovoltaikmodul eine Trägerelement mit zwei Profilschienen aufweisen, wobei das zumindest eine Rückträgerelement oder auch die Mehrzahl der Rückträgerelemente jeweils mit einem Befestigungselement an jeder der Profilschienen fixiert sind. Insbesondere bei der Verwendung von zwei Profilschienen und vier Rückträgerelementen kann eine der erforderlichen Norm entsprechende Befestigung des Fotovoltaikmoduls am Trägerelement mit lediglich acht Befestigungselementen möglich sein. Im Gegensatz dazu ist bei bekannten Fotovoltaikanlage eine Befestigung an zumindest vier Pfetten mit vier Rückträgerelementen notwendig, damit die Kräfte auf die typischerweise verwendeten Klemmplatten nicht zu groß werden und es zu den oben genannten Problemen kommt. Durch das hier verwendete Befestigungselement kann der Material- und Montageaufwand somit erheblich reduziert werden.
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Weiterhin kann das zumindest eine Rückträgerelement zumindest eine Klebefläche aufweisen, mit der das Rückträgerelement am Fotovoltaikmodul befestigt ist, sowie ein Verbindungsstück, wobei die Auflagefläche des Befestigungselements auf dem Verbindungsstück aufliegt.
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Das Verbindungsstück des Rückträgerelements kann im Querschnitt als Hutprofil, als V- oder als U-Profil ausgebildet sein. Das Rückträgerelement kann somit als Profilschiene mit einem derartigen Querschnittsprofil ausgebildet sein. Dadurch kann das Rückträgerelement als verwindungssteifes Werkstück gebildet sein, wobei die zumindest eine und bevorzugt zwei Klebeflächen an den Schenkeln des Hut-, V- oder U-Profils angeordnet sind. Dabei können die Klebeflächen sowohl durchgängig als auch in mehreren Segmenten entlang des Rückträgerelements gebildet sein, so dass sie im Wesentlichen parallel und in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Das Verbindungsstück und die Klebeflächen können als einstückiges Werkstück ausgeführt sein. Dazu können beispielsweise Stahl- oder Aluminium-Stangenpressprofile verwendet werden, die eine einfache und kostengünstige Herstellung von Rückträgerelementen ermöglichen.
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Die Klebeflächen des Rückträgerelements können mit der Rückseite des Photovoltaikmoduls mittels eines Klebestreifens oder mittels einer Klebeschicht stoffschlüssig verbunden sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1A bis 4 beschriebenen Ausführungsformen.
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Es zeigen:
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1A und 1B schematische Darstellungen einer Fotovoltaikanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel,
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2A und 2B schematische Darstellungen eines Befestigungselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und
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3 und 4 schematische Darstellungen einer Fotovoltaikanlage und eines Fotovoltaikmoduls gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
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In den 1A und 1B sind schematische Darstellungen einer Fotovoltaikanlage 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. In 1A ist die Fotovoltaikanlage 100 in einer Schnittdarstellung entlang der in 1B gezeigten, mit AA bezeichneten Schnittebene dargestellt, in 1B ist die Fotovoltaikanlage 100 entlang der in 1A gezeigten, mit BB bezeichneten Schnittebene dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich gleichermaßen auf beide 1A und 1B. In beiden 1A und 1B ist lediglich ein Ausschnitt aus der Fotovoltaikanlage 100 gezeigt.
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Die Fotovoltaikanlage 100 ist zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie geeignet und weist zumindest ein Fotovoltaikmodul 1 mit einer Strahlungseintrittsfläche 11 und zumindest einem Rückträgerelement 13 auf einer der Strahlungseintrittsfläche 11 gegenüber liegenden Rückseite 12 auf.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Fotovoltaikmodul 1 als Dünnschicht-Fotovoltaikmodul, vorzugsweise als rechteckförmiges rahmenloses Dünnschicht-Fotovoltaikmodul mit einer Fläche von etwa 2200 mal 2600 mm ausgebildet. Derartige großflächige Fotovoltaikmodule sind insbesondere für Freiflächenanlagen wünschenswert, um die Kosten für die Bereitstellung einer Unterkonstruktion niedrig zu halten. So können beispielsweise kristalline Zellen in ein großflächiges Modul einlaminiert werden. Die Größe und die Ausführung des Fotovoltaikmoduls 1 im gezeigten Ausführungsbeispiel ist rein beispielhaft und nicht beschränkend zu verstehen.
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Weiterhin weist die Fotovoltaikanlage 100 zumindest ein eine Profilschiene 31 aufweisendes Trägerelement 3 sowie zumindest ein Befestigungselement 2 zur Befestigung des Rückträgerelements 13 am Trägerelement 3 auf.
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Das Befestigungselement 2 umfasst einen Grundkörper 21 mit einer Auflagefläche 23 und mit einem mit dem Grundkörper 21 einstückig ausgebildeten Halteelement 22. Die Auflagefläche 23 liegt gänzlich auf dem Rückträgerelement 13 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Rückträgerelement 13 ein Schlüsselloch 131, so dass die gänzlich auf dem Rückträgerelement 13 aufliegende Auflagefläche 23 des Befestigungselements 2 in direktem Kontakt mit dem Rückträgerelement 13 steht und im Bereich des Schlüssellochs 131 direkt an dieses angrenzt, was durch die gestrichelten Linien in 1A im Bereich des Schlüssellochs 131 angedeutet ist.
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Das Halteelement 22 des Befestigungselements 2 greift in die Profilschiene 31 des Trägerelements 3 derart ein, dass ein Teil der Profilschiene 31 vom Halteelement 22 formschlüssig umschlossen wird.
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Weiterhin ist das Befestigungselement 2 am Rückträgerelement 13 fixiert. Dazu weist das Rückträgerelement 13 die bereits vorab genannte Öffnung in Form des Schlüssellochs 131 auf, in dem eine Schlossschraube 4 wie im allgemeinen Teil beschrieben mit dem Schraubenkopf eingeführt und gehalten ist. Das Befestigungselement 2 weist in der Auflagefläche 23 eine Öffnung 25 auf, die als Bohrung ausgeführt ist und die bis zu der der Auflagefläche 23 gegenüberliegenden Fläche 24 reicht und dabei auf der Fläche 24 mittels einer Schraubenmutter 5 fixiert ist.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 2 aus Edelstahl ausgeführt. Alternativ dazu kann das Befestigungselement 2 auch aus Aluminium oder verzinktem Stahl ausgeführt sein.
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Weitere Merkmale des Befestigungselements 2 sind in Verbindung mit den 2A und 2B gezeigt, die eine Seitenansicht (2A) und eine Aufsicht auf die Fläche 24 (2B) des Befestigungselements 2 zeigen.
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Insbesondere weist das Befestigungselement 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2A und 2B eine Nut 26 auf, die durch den Grundkörper 21 und das Halteelement 22 gebildet wird. Dazu erstreckt sich das Halteelement 22 in einem ersten Bereich von der Fläche 24 des Grundkörpers 21 weg und verläuft in einem daran angrenzenden Bereich entlang der nächstliegenden Seite des Grundkörpers, so dass die derart gebildete Nut 26 einen recheckigen Querschnitt aufweist. Wie in 1A ersichtlich bilden der Grundkörper 21 und das Halteelement 22 mit der Profilschiene 31, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als C-Profilschiene ausgebildet ist, eine Nut-Feder-Verbindung, indem die Profilschiene 31 in die Nut eingreift und formschlüssig von dieser gehalten wird.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe 201 des Befestigungselements 2 etwa 27 mm, die Breite 202 etwa 30 mm und die Gesamtlänge auf der Fläche 24 etwa 27 mm. Die Öffnung 25 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von etwa 12 mm auf und der Abstand 208 beträgt etwa 13 mm. Die Dicke 205 des Halteelements 22 beträgt etwa 6 mm, die Dicke 206 etwa 5 mm und die Länge 204 etwa 20 mm. Die Nut 26 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Breite von etwa 4 mm auf und entspricht damit der Wandstärke der Profilschiene 31.
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Alternativ sind Nutbreiten beziehungsweise Wandstärken der Profilschiene 31 von größer oder gleich 1,5 mm und kleiner oder gleich 4 mm, etwa 2,4 mm, möglich.
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Alternativ zu der in 2B gezeigten als Bohrung ausgeführten Öffnung 25 mit einem zylindrischen Querschnitt kann das Befestigungselement 2 beispielsweise auch eine Öffnung aufweisen, die an eine Seitenfläche des Befestigungselements 2 angrenzt und damit zu dieser Seitenfläche offen als Einschub ausgeführt ist, wie in 2B durch die gestrichelte Linie 25' angedeutet ist.
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Wie in 1B dargestellt, umfasst das Rückträgerelement 13 zwei Klebeflächen 132, die parallel zueinander und mit einem Abstand angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, ein Rückträgerelement 13 zu verwenden, das nur eine Klebefläche aufweist.
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Zusammen mit einem Verbindungsstück 133, das die beiden Klebeflächen 132 miteinander verbindet, wird ein einstückiges Rückträgerelement 13 gebildet. Dazu können beispielsweise Stahl- oder Aluminium-Stangenpressprofile verwendet werden, die eine einfache und kostengünstige Herstellung von Rückträgerelementen 13 ermöglichen.
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Das Verbindungsstück 133 des Rückträgerelements 13 weist im Querschnitt ein Hutprofil auf. Es ist aber auch möglich, andere Profilformen, wie zum Beispiel V- oder U-Profile, zu verwenden, wobei die Auflagefläche 23 des Befestigungselements 2 dann entsprechend angepasst ist, um weiterhin gänzlich auf dem Rückträgerelement 13 aufzuliegen. Das Rückträgerelement 13 dient der mechanischen Stabilisierung des Fotovoltaikmoduls 1. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Klebeflächen 132 des Rückträgerelements 13 mit dem Fotovoltaikmodul 1 mittels eines Klebestreifens, mittels einer Klebeschicht oder mit einer Leimschicht stoffschlüssig verbunden. Die Klebeverbindung dient zum einen der mechanischen Fixierung des Rückträgerelements 13 auf dem Fotovoltaikmodul 1. Zum anderen kann die Klebeschicht aber auch eine elektrische Isolierung bewirken, um das Fotovoltaikmodul 1 vom Rückträgerelement 13 elektrisch zu isolieren.
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Weiterhin ist es auch möglich, zwischen dem Rückträgerelement 13 und dem Fotovoltaikmodul 1 eine Trennschicht aus elektrisch nicht leitfähigem Material anzubringen. Das Rückträgerelement 13 kann darüber hinaus so ausgeführt sein, dass sein thermischer Ausdehnungskoeffizient demjenigen des Fotovoltaikmoduls 1 innerhalb vorgegebener Grenzen entspricht, um mechanische Belastungen aufgrund von Temperaturänderungen zu verringern.
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Das Befestigungselement 2 kann Kräfte, die auf das Fotovoltaikmodul 1 und damit auf das Rückträgerelement 13 beispielsweise durch äußere Einflüsse wie Wind oder Schneelasten wirken, effektiv aufnehmen. Durch die einstöckige Ausbildung des Befestigungselements 2 in Form des Grundkörpers 21 mit dem Halteelement 22 und die formschlüssige Verbindung zwischen dem Halteelement 22 und der Profilschiene 31 des Trägerelements 3 können die Kräfte durch das Befestigungselement 2 wirksam in die Profilschiene 31 und damit in das Trägerelement 3 eingeleitet werden. Kräfte, die auf das Fotovoltaikmodul 1 einwirken, können somit wirksam durch das Trägerelement 3 der Fotovoltaikanlage 100 aufgenommen werden.
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Die Fotovoltaikanlage 100 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann insbesondere auch eine Mehrzahl von Fotovoltaikmodulen 1 aufweisen, die beispielsweise alle an der gezeigten Profilschiene 31 des Trägerelements 3 fixiert sind. Weiterhin kann die Fotovoltaikanlage 100 auch ein Trägerelement 3 aufweisen, das zusätzlich zur Profilschiene 31 zumindest eine weitere oder eine Mehrzahl von Profilschienen aufweist, an denen weitere Fotovoltaikmodule fixiert sind. Weiterhin kann das Trägerelement 3 weitere Bauteile aufweisen, die für Unterkonstruktion für eine Freiland- oder eine Aufdachanlage notwendig und dem Fachmann bekannt sind.
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In 3 ist eine Fotovoltaikanlage 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, die eine Modifikation des vorherigen Ausführungsbeispiels darstellt und die vier nebeneinander angeordnete Rückträgerelemente 13 auf der Rückseite 12 des Fotovoltaikmoduls 1 aufweist. Weiterhin weist das Trägerelement 3 zwei Profilschienen 31 auf, die parallel zueinander angeordnet sind.
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Das Fotovoltaikmodul 1 weist entlang der Erstreckungsrichtungen der Profilschienen 31 eine Breite von etwa 2200 mm auf und senkrecht dazu eine Länge von etwa 2600 mm. Der Abstand der Profilschienen zueinander ist größer oder gleich 1300 mm und kleiner oder gleich 1500 mm. Alternativ dazu kann das Fotovoltaikmodul 1 auch andere Abmessungen aufweisen.
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In 4 ist das Fotovoltaikmodul 1 der Fotovoltaikanlage 200 in einer Rückansicht, das heißt in einer Sicht auf die Rückseite 12, gezeigt. Darin sind die Schlüssellöcher 131 zur Fixierung der Befestigungselemente 2 und daran angrenzend die Bereiche 6 gezeigt, in denen die Profilschienen 31 des Trägerelements 3 auf den Rückträgerelementen 13 aufliegen.
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Jedes der Rückträgerelemente 13 ist mittels eines Befestigungselements 2 an jede der zwei Profilschienen 31 des Trägerelements 3 fixiert. Dadurch entstehen acht Lastaufnahmepunkte, mittels derer Kräfte, die auf das Fotovoltaikmodul 1 wirken, in das Trägermodul 2 abgeleitet werden können.
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Bei der hier gezeigten Fotovoltaikanlage 200 ist es dadurch möglich, das Fotovoltaikmodul 1 an das Trägerelement 3 mit den zwei Profilschienen 31 mittels der Befestigungselemente 2 derart zu montieren, dass diese Form der Befestigungsform nach IEC 61646 mit einer Wind- und Schneelast von 2400 Pa ausgelegt ist.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fotovoltaikmodul
- 2
- Befestigungselement
- 3
- Trägerelement
- 4
- Schraube
- 5
- Mutter
- 6
- Bereich
- 11
- Strahlungseintrittsfläche
- 12
- Rückseite
- 13
- Rückträgerelement
- 21
- Grundkörper
- 22
- Halteelement
- 23
- Auflagefläche
- 24
- Fläche
- 25, 25'
- Öffnung
- 26
- Nut
- 31
- Profilschiene
- 100
- Fotovoltaikanlage
- 131
- Schlüsselloch
- 132
- Klebefläche
- 133
- Verbindungsstück
- 200
- Fotovoltaikanlage
- 201
- Bemaßung
- 202
- Bemaßung
- 203
- Bemaßung
- 204
- Bemaßung
- 205
- Bemaßung
- 206
- Bemaßung
- 207
- Bemaßung
- 208
- Bemaßung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm IEC 61646 [0006]
- IEC 61646 [0055]
