DE102010047151B3 - Supporting structure for solar modules - Google Patents

Supporting structure for solar modules Download PDF

Info

Publication number
DE102010047151B3
DE102010047151B3 DE102010047151A DE102010047151A DE102010047151B3 DE 102010047151 B3 DE102010047151 B3 DE 102010047151B3 DE 102010047151 A DE102010047151 A DE 102010047151A DE 102010047151 A DE102010047151 A DE 102010047151A DE 102010047151 B3 DE102010047151 B3 DE 102010047151B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
supporting structure
modules
structure according
tracking unit
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102010047151A
Other languages
German (de)
Inventor
Patentinhaber gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102010047151A priority Critical patent/DE102010047151B3/en
Priority to PCT/EP2011/004805 priority patent/WO2012041475A2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102010047151B3 publication Critical patent/DE102010047151B3/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/24—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures specially adapted for flat roofs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/10—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
    • F24S25/13—Profile arrangements, e.g. trusses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/422—Vertical axis
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/131—Transmissions in the form of articulated bars
    • F24S2030/132—Transmissions in the form of articulated bars in the form of compasses, scissors or parallelograms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/134—Transmissions in the form of gearings or rack-and-pinion transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/14—Movement guiding means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragkonstruktion (1) für aufgeständerte Photovoltaikmodule (5), die beispielsweise auf einem Flachdach oder einem Satteldach montierbar ist. Die Erfindung ermöglicht eine azimutale Nachführung der PV-Module (5). Dazu weist die Tragkonstruktion (1) eine Nachführeinheit (3) mit einem scherenartigen Rahmen (9) auf, der durch eine Kulissenführung (7) in sich beweglich ist. Durch eine optional bewegliche Aufhängung der PV-Modul-Ständer (4) kann auch eine Nachführung des Elevationswinkels erfolgen.The invention relates to a support structure (1) for elevated photovoltaic modules (5), which can be mounted, for example, on a flat roof or a gable roof. The invention enables azimuthal tracking of the PV modules (5). For this purpose, the supporting structure (1) has a tracking unit (3) with a scissor-like frame (9) which is movable in itself by a link guide (7). The elevation angle can also be adjusted by optionally suspending the PV module stand (4).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragkonstruktion für Photovoltaikmodule (PV-Module).The invention relates to a support structure for photovoltaic modules (PV modules).

Die Ausbeute eines PV-Moduls hängt im Wesentlichen vom Winkel der Sonneneinstrahlung ab. Dabei gilt, dass bei senkrechter Sonneneinstrahlung der Ertrag des PV-Moduls am größten ist und mit zunehmendem Winkel abnimmt. Ein Problem dabei stellt dar, dass die Sonnen im Laufe eines Tages wandert und sich der Einstrahlwinkel bei feststehendem PV-Modul ständig verändert. Der Einstrahlwinkel ist daher selten optimal.The yield of a PV module essentially depends on the angle of solar radiation. It is true that in vertical sunlight, the yield of the PV module is greatest and decreases with increasing angle. One problem is that the suns migrate in the course of a day and the angle of incidence changes constantly with a fixed PV module. The angle of incidence is therefore rarely optimal.

Um einen möglichst großen Ertrag zu erhalten ist es daher zweckmäßig, das PV-Modul so zu bewegen, dass es dem Lauf der Sonne folgt, so dass die Einstrahlung möglichst lange möglichst senkrecht erfolgt. Eine solche Tragkonstruktion ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 88 11 780 U1 bekannt. Die Tragkonstruktion weist eine feststehende Halterung zur Montage auf einer ebenen Fläche und eine Nachführeinheit auf, wobei die Nachführeinheit einen Ständer zur Befestigung eines PV-Moduls aufweist, der drehbar an der Halterung befestigt ist. Diese Tragkonstruktion ist jedoch nur für einzelne PV-Module geeignet, so dass für mehrere Module mehrere Tragkonstruktionen verwendet werden müssten, was aufwändig und teuer ist.In order to obtain the greatest possible yield, it is therefore expedient to move the PV module so that it follows the course of the sun, so that the irradiation takes place as long as possible as vertically as possible. Such a support structure is for example from the German utility model DE 88 11 780 U1 known. The support structure has a fixed support for mounting on a flat surface and a tracking unit, wherein the tracking unit has a stand for mounting a PV module, which is rotatably mounted on the holder. However, this support structure is only suitable for individual PV modules, so that several support structures would have to be used for several modules, which is complicated and expensive.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 79 24 579 U1 ist eine Tragkonstruktion bekannt, die mehrere PV-Module aufnehmen kann. Diese Tragkonstruktion weist einen großen Drehteller auf, auf dem mehrere PV-Module angeordnet sind. Die PV-Module sind jeweils zusätzlich schwenkbar gelagert. Der Drehteller ist dementsprechend groß und schwer, so dass die Drehmechanik aufwändig und teuer ist. Zudem benötigt der Drehteller sehr viel Raum.From the German utility model DE 79 24 579 U1 is known a supporting structure that can accommodate several PV modules. This support structure has a large turntable, on which several PV modules are arranged. The PV modules are each additionally swivel-mounted. The turntable is therefore large and heavy, so that the twist mechanism is complex and expensive. In addition, the turntable needs a lot of space.

Solaranlagen zur Stromgewinnung sind mittlerweile auch in Privathaushalten weit verbreitet, wobei die Module meist auf dem Dach eines Hauses angeordnet sind. Für private Zwecke ist die oben genannte Drehteller-Anordnung daher völlig ungeeignet.Solar systems for power generation are now widely used in private households, the modules are usually arranged on the roof of a house. For private purposes, the above turntable arrangement is therefore completely unsuitable.

Auf Flachdächern oder wenig stark geneigten Sattel- oder Pultdächern werden hauptsächlich Tragkonstruktionen verwendet, bei denen die PV-Module auf Ständern angeordnet sind, die einen der geografischen Lage angepassten Elevationswinkel aufweisen. Bei diesen Ständern ist es relativ einfach möglich den Elevationswinkel der Ständer veränderlich zu gestalten, so dass zumindest der Elevationswinkel dem veränderten Sonnenstand angepasst werden kann. Dies kann auch automatisiert erfolgen. Die Ausbeute kann dadurch zwar gesteigert werden, ein größerer Gewinn an Ausbeute wäre jedoch durch eine azimutale Nachführung möglich, da der Azimutwinkel, den die Sonne im Tagesverlauf überwandert, größer ist als der überwanderte Elevationswinkel.On flat roofs or low pitched or pitched roofs mainly supporting structures are used, in which the PV modules are arranged on stands that have a geographic location adapted elevation angle. In these stands, it is relatively easy to make the elevation angle of the stand variable, so that at least the elevation angle can be adapted to the changed position of the sun. This can also be done automatically. Although the yield can be increased thereby, a greater gain in yield would be possible by an azimuthal tracking, since the azimuth angle, which the sun passes over during the day, is greater than the migrated elevation angle.

Eine optimale Solaranlage führt daher beide Winkel nach. Dies ist jedoch in einer Anlage für private Zwecke zur Zeit nicht wirtschaftlich realisierbar.An optimal solar system therefore leads both angles. However, this is currently not economically feasible in an investment for private purposes.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2010 001 142 U1 ist dazu eine Tragkonstruktion bekannt, die im Wesentlichen mehrere Drehteller vereint, die über Antriebsstangen gemeinsam angetrieben werden. Auch diese Tragkonstruktion weist einen hohen Raumbedarf auf und ist durch die Drehteller sehr wartungsaufwändig, so dass sie für den privaten Gebrauch nur bedingt geeignet ist.From the German Utility Model DE 20 2010 001 142 U1 For this purpose, a support structure is known, which essentially combines several turntables, which are driven together by drive rods. Also, this support structure has a high space requirement and is very maintenance-intensive due to the turntable, so that it is only partially suitable for private use.

Eine weitere Tragkonstruktion ist aus der österreichischen Gebrauchsmusterschrift AT 010 083 U1 bekannt. Diese Tragkonstruktion weist ein feststehendes Tragwerk auf, das beispielsweise auf einem Dach montiert werden kann. Am Tragwerk sind mehrere Trag- und Stellseile in horizontaler und vertikaler Richtung angeordnet. Die PV-Module sind einzeln zwischen den verschiedenen Seilen aufgehängt. Durch Bewegungen der Seile lassen sich die PV-Module drehen und kippen, so dass eine Nachführung möglich ist. Diese Tragkonstruktion ist leicht und daher für ein Dach geeignet. Zudem erfolgt die Bewegung nur innerhalb des Tragwerks, weshalb der benötigte Bauraum begrenzt ist. Da die PV-Module jedoch ausschließlich an den Seilen aufgehängt sind, ist die Tragfähigkeit, insbesondere bei Schneelasten, sehr gering, so dass eine praktische Anwendung nur in schneelosen Gebieten möglich ist.Another support structure is from the Austrian Utility Model AT 010 083 U1 known. This support structure has a fixed structure that can be mounted on a roof, for example. On the structure several support and control cables are arranged in the horizontal and vertical directions. The PV modules are suspended individually between the different ropes. By moving the ropes, the PV modules can be turned and tilted so that tracking is possible. This supporting structure is lightweight and therefore suitable for a roof. In addition, the movement takes place only within the structure, which is why the space required is limited. However, since the PV modules are suspended solely on the ropes, the load-carrying capacity is very low, especially in the case of snow loads, so that practical use is only possible in snow-free areas.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Tragkonstruktion für eine Photovoltaikanlage zu schaffen, die für private Zwecke geeignet ist und eine verbesserte Energieausbeute ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a support structure for a photovoltaic system, which is suitable for private purposes and allows improved energy yield.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Halterung wenigstens zwei feststehende, kreisbogenförmige Führungsschienen aufweist, die parallel zur Befestigungsebene ausgerichtet sind, wobei die Krümmung wenigstens einer Führungsschiene entgegen der Krümmung der anderen Führungsschiene ausgerichtet ist, dass die Nachführeinheit einen in sich beweglichen Rahmen aufweist, der in den Führungsschienen geführt ist, wobei der Rahmen parallelogrammförmig verformbar ist, wodurch der Azimutwinkel des Ständers veränderbar ist und dass der Ständer an dem Rahmen befestigt ist.This object is achieved in that the holder has at least two fixed, circular arc-shaped guide rails, which are aligned parallel to the mounting plane, wherein the curvature of at least one guide rail is aligned against the curvature of the other guide rail, that the tracking unit has a self-contained frame, which is guided in the guide rails, wherein the frame is deformable parallelogram, whereby the azimuth angle of the stator is variable and that the stator is fixed to the frame.

Durch die Veränderung des Azimutwinkels der PV-Module kann dem Tagesverlauf der Sonne zumindest in einem Teilbereich gefolgt werden, wodurch die Dauer der möglichst senkrechten Einstrahlung verlängert wird. Dadurch steigt automatisch die Ausbeute des PV-Moduls.Due to the change in the azimuth angle of the PV modules, the course of the day of the sun can be followed at least in a subarea, whereby the duration of the possible vertical irradiation is extended. This automatically increases the yield of the PV module.

Die azimutale Nachführung wird durch eine scherenartige Konstruktion des Rahmens ermöglicht. Dazu weist der Rahmen mehrere Stellen auf, die in den kreisförmigen Führungsschienen beweglich geführt sind. Durch eine Bewegung entlang der Führungsschienen wird der Rahmen parallelogrammförmig verformt.The azimuthal tracking is made possible by a scissor-type construction of the frame. For this purpose, the frame has several points which are movably guided in the circular guide rails. By moving along the guide rails, the frame is deformed parallelogram.

Vorzugsweise weist wenigstens eine Führungsschiene einen motorischen Antrieb zur automatischen Nachführung der Nachführeinheit auf.Preferably, at least one guide rail has a motor drive for automatic tracking of the tracking unit.

Insbesondere vorzugsweise weist wenigstens eine Führungsschiene eine Zahnstange auf, in die ein Zahnrad eingreift, das durch einen Elektromotor angetrieben ist und die anderen Führungsschienen weisen Führungsrollen zur Führung des Rahmens aufweisen.In particular, preferably, at least one guide rail on a rack, which engages a gear which is driven by an electric motor and the other guide rails have guide rollers for guiding the frame.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Elektromotor eine Steuerung mit einem Lichtsensor auf, über den die optimale Position der PV-Module zur Sonne bestimmbar ist und diese Position automatisch ansteuerbar ist.In an expedient development of the invention, the electric motor has a control with a light sensor, via which the optimum position of the PV modules can be determined to the sun and this position is automatically controlled.

In einer ersten Ausführung der Erfindung stehen die Ständer in festem Elevationswinkel zur Halterung.In a first embodiment of the invention, the stands are in a fixed elevation angle for mounting.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Ständer beweglich mit dem Rahmen gekoppelt, so dass sich deren Elevationswinkel bei einer Bewegung des Rahmens verändert.In a further development of the invention, the stands are movably coupled to the frame, so that their elevation angle changes during a movement of the frame.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is explained below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt:It shows:

1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Tragkonstruktion mit drei PV-Modul-Ständern, 1 1 is an oblique view of a supporting structure according to the invention with three PV module stands,

2 eine Seitenansicht der 1, 2 a side view of 1 .

3 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Tragkonstruktion mit einem PV-Modul-Ständer, 3 1 is an oblique view of a support structure according to the invention with a PV module stand,

4 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Tragkonstruktion wobei nur die Halterung und der bewegliche Rahmen gezeigt sind und 4 a plan view of a support structure according to the invention with only the holder and the movable frame are shown and

5 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Tragkonstruktion mit gestrichelt eingezeichneter verdrehter Lage der Nachführeinheit. 5 a plan view of a support structure according to the invention with dashed lines shown twisted position of the tracking.

Die 1 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung. Die gezeigte Tragkonstruktion 1 weist eine Halterung 2 und eine Nachführeinheit 3 auf, auf der drei Ständer 4 zur Aufnahme von Photovoltaikmodulen (PV-Module) 5 befestigt sind. Dabei können sowohl gerahmte als auch ungerahmte PV-Module verwendet werden.The 1 shows an exemplary embodiment of the invention. The shown supporting structure 1 has a holder 2 and a tracking unit 3 on, on the three stands 4 for receiving photovoltaic modules (PV modules) 5 are attached. Both framed and unframed PV modules can be used.

Die Ständer 4 weisen einen festen Elevationswinkel β auf, der vorzugsweise abhängig von der geografischen Lage des Aufstellungsortes gewählt wird. Dabei können auf jedem Ständer 4 ein oder mehrere PV-Module 5 angeordnet sein, je nach Größe der Ständer und der Module.The stands 4 have a fixed elevation angle β, which is preferably selected depending on the geographical location of the site. It can be on each stand 4 one or more PV modules 5 be arranged, depending on the size of the stand and the modules.

Zur Befestigung der Ständer 4 an der Nachführeinheit 3 sind im Wesentlichen U-förmige Befestigungen 6 vorgesehen, wobei die beiden U-Schenkel je nach Elevationswinkel β unterschiedliche Längen haben (2). Im Beispiel weist jeder Ständer 4 drei solcher Befestigungen 6 auf. Die Anzahl kann jedoch mit der Größe der Ständer 4 beliebig variiert werden. Die Ständer 4 können jedoch auch anders an der Nachführeinheit 3 befestigt sein.For fixing the stand 4 at the tracking unit 3 are essentially U-shaped fixtures 6 provided, wherein the two U-legs depending on the elevation angle β have different lengths ( 2 ). In the example, each stand points 4 three such fortifications 6 on. However, the number may vary with the size of the stand 4 can be varied as desired. The stands 4 However, they can also be different on the tracking unit 3 be attached.

Gerahmte PV-Module können direkt mit den U-förmigen Befestigungen an der Nachführeinheit befestigt werden, während für rahmenlose PV-Module eine zusätzliche Aufnahme an den Ständern notwendig ist.Framed PV modules can be attached directly to the U-shaped mountings on the tracking unit, while frameless PV modules require additional support on the stands.

Die erfindungsgemäße Tragkonstruktion 1 ist nicht auf drei Ständer 4 beschränkt. Vielmehr ist die Anzahl der Ständer nahezu beliebig. In 3 ist beispielhaft eine Tragkonstruktion 1 mit nur einem Ständer 4 gezeigt, die im Wesentlichen der Tragkonstruktion der 1 entspricht.The support structure according to the invention 1 is not on three stands 4 limited. Rather, the number of stands is almost arbitrary. In 3 is an example of a support structure 1 with only one stand 4 shown essentially the supporting structure of the 1 equivalent.

Die Wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in 4 zu erkennen. Die im Beispiel gezeigte Ausführung weist ebenfalls drei PV-Modul-Ständer 4 auf, wobei auch hier die Anzahl nahezu beliebig ist. Die feststehende Halterung 2 weist insgesamt sechs kreisförmig gebogene Führungsschienen 7 auf, die fest mit einer Unterlage, beispielsweise einem Dach oder einer Zwischenkonstruktion verbunden sind. Die Krümmung der Führungsschienen 7 verläuft dabei parallel zur Befestigungsebene. Die Führungsschienen 7 sind im Beispiel jeweils paarweise sich gegenüberliegend angeordnet, wobei die Krümmung der Schienen 7 eines Paares gegensätzlich ausgerichtet ist. In der Mitte zwischen den Führungsschienen 7 ist eine ebenfalls fest mit der Unterlage oder dem Dach verbundene Längsschiene 8 angeordnet.The essential features of the invention are in 4 to recognize. The embodiment shown in the example also has three PV module stand 4 on, but here, too, the number is almost arbitrary. The fixed bracket 2 has a total of six circular curved guide rails 7 on, which are firmly connected to a base, such as a roof or an intermediate structure. The curvature of the guide rails 7 runs parallel to the mounting plane. The guide rails 7 are in the example in pairs arranged opposite each other, with the curvature of the rails 7 of a couple is oppositely oriented. In the middle between the guide rails 7 is a longitudinal rail also firmly connected to the base or the roof 8th arranged.

Die Nachführeinheit 3 weist einen im Wesentlichen rechteckigen Rahmen 9 auf, der im Beispiel durch Aluminium-Profile gebildet ist. Der Abstand der paarweisen Führungsschienen 7 wird durch die Breite des Rahmens 9 bestimmt. Die Paare selbst sind jeweils identisch entlang der Länge des Rahmens 9 versetzt angeordnet. The tracking unit 3 has a substantially rectangular frame 9 on, which is formed in the example by aluminum profiles. The distance between the pairs of guide rails 7 is determined by the width of the frame 9 certainly. The pairs themselves are each identical along the length of the frame 9 staggered.

Der Rahmen 9 weist im Beispiel zwei Längsstreben 10 und sechs Querstreben 11 auf, wobei die Längs- und zwei Querstreben den Rand des Rahmens 9 definieren. Die restlichen Querstreben sind äquidistant zwischen den beiden Rand-Querstreben 11 parallel angeordnet, wobei für jedes Führungsschienen-Paar jeweils zwei benachbarte Querstreben notwendig sind, die in erste und zweite Querstreben unterteilt sind.The frame 9 in the example has two longitudinal struts 10 and six cross struts 11 on, with the longitudinal and two transverse struts the edge of the frame 9 define. The remaining cross struts are equidistant between the two edge cross struts 11 arranged in parallel, wherein for each pair of guide rails each two adjacent cross braces are necessary, which are divided into first and second cross braces.

Im Beispiel der 4 ist die unterste Querstrebe 11 eine erste Querstrebe. Nach oben folgen abwechselnd eine zweite und wieder eine erste Querstrebe.In the example of 4 is the lowest crossbar 11 a first cross strut. Upwards follow alternately a second and again a first cross strut.

Die Führungsschienen 7 auf der im Bild rechten Seite sind nun so angeordnet, dass jeweils der Anfang tangential an der Verbindungsstelle 14 einer ersten Querstrebe 11 mit der rechten Längstrebe 10 liegt. An dieser Stelle ist am Rahmen 9 eine Führungsrolle (nicht gezeigt) angeordnet, die in die Führungsschiene 7 eingreift. An der unteren rechten Ecke weist die Führungsschiene 7 davon abweichend eine Zahnstange 12 auf, in die ein Zahnrad eingreift, das von einem Elektromotor 13 antreibbar ist. Der Elektromotor 13 ist im Beispiel an der untersten Querstrebe 11 befestigt.The guide rails 7 on the right side of the picture are now arranged so that each of the beginning tangent to the junction 14 a first cross strut 11 with the right side strut 10 lies. At this point is on the frame 9 a guide roller (not shown) disposed in the guide rail 7 intervenes. At the lower right corner is the guide rail 7 Deviating from a rack 12 into which engages a gear wheel, that of an electric motor 13 is drivable. The electric motor 13 is in the example at the bottom crossbar 11 attached.

Die gegenüberliegenden Führungsschienen 7 auf der im Bild linken Seite sind jeweils so angeordnet, dass jeweils der Anfang tangential an der Verbindungsstelle 14 einer zweiten Querstrebe 11 mit der linken Längstrebe 10 liegt. Auch hier sind jeweils an den Verbindungsstellen 14 Führungsrollen angeordnet, die in die Führungsschienen 7 eingreifen.The opposite guide rails 7 on the left in the picture are each arranged so that each beginning tangent at the junction 14 a second transverse strut 11 with the left side strut 10 lies. Again, each at the connection points 14 Guide rollers arranged in the guide rails 7 intervention.

Die einzelnen Quer- und Längsstreben sind jeweils durch Bolzen oder Schrauben drehbar miteinander verbunden. Weiterhin sind die Querstreben 11 drehbar an der mittleren Längsstrebe 8 der Halterung 2 befestigt, wobei die jeweiligen Befestigungsstellen 15 die Drehachse für die Nachführeinheit 3 bilden.The individual transverse and longitudinal struts are each rotatably connected to each other by bolts or screws. Furthermore, the cross struts 11 rotatable on the middle longitudinal strut 8th the holder 2 attached, with the respective attachment points 15 the axis of rotation for the tracking unit 3 form.

Wird nun der Elektromotor 13 aktiviert, treibt das Zahnrad die Zahnstange 12 der Führungsschiene 7 an, wodurch die entsprechende Verbindungsstelle zwischen erster Querstrebe 11 und rechter Längstrebe 10 entlang der Führungsschiene 7 auf einer Kreisbahn bewegt wird. Die anderen Verbindungsstellen mit Führungsrollen folgen dieser Bewegung durch die jeweils kulissenartig geführte Lagerung der Führungsrollen in den anderen Führungsschienen 7.Will now be the electric motor 13 activated, the gear drives the rack 12 the guide rail 7 on, whereby the corresponding connection point between the first cross strut 11 and right-hand side strut 10 along the guide rail 7 is moved on a circular path. The other connection points with guide rollers follow this movement through the respective backdrop-like guided storage of the guide rollers in the other guide rails 7 ,

Da alle Verbindungen zwischen den einzelnen Streben des Rahmens 9 drehbar ausgelegt sind, wird der scherenartig konstruierte Rahmen 9 insgesamt in sich parallelogrammförmig verformt.Because all connections between the individual struts of the frame 9 are designed to be rotatable, the scissors-like constructed frame 9 in total deformed parallelogram-shaped.

In 5 ist eine solche ausgelenkte Stellung strichliniert angedeutet. Wie zu erkennen ist, wird durch die parallelogrammartige Verformung des Rahmens 9 der Azimutwinkel α der PV-Module 5 verändert. Die erfindungsgemäße Tragkonstruktion 1 ermöglicht also die azimutale Nachführung der PV-Module entsprechend dem Tagessverlauf der Sonne.In 5 Such a deflected position is indicated by dashed lines. As can be seen, is due to the parallelogram deformation of the frame 9 the azimuth angle α of the PV modules 5 changed. The support structure according to the invention 1 thus allows the azimuthal tracking of the PV modules according to the daily course of the sun.

Durch die Drehung verändert sich auch der Abstand zwischen den Ständern 4, so dass der maximal abfahrbare Azimutwinkel α hauptsächlich durch den Abstand der Ständer 4 in der Grundstellung bestimmt wird, da eine Berührung der Ständer 4 vermieden werden sollte. Ebenso findet bei zu geringem Abstand der Ständer 4 eine gegenseitige Abschattung der PV-Module 5 statt, die zu einem geringeren Ertrag führt.The rotation also changes the distance between the uprights 4 , so that the maximum retractable azimuth angle α mainly by the distance of the stator 4 in the normal position is determined as a touch of the stand 4 should be avoided. Likewise, if the distance to the stand is too short 4 a mutual shading of the PV modules 5 instead, which leads to a lower yield.

Die erfindungsgemäße Tragkonstruktion 1 ist sehr einfach aufgebaut und weist gegenüber einer feststehenden Konstruktion nur wenig Mehrgewicht auf, so dass eine Montage auch auf einem Privathaus oder einem Wohngebäude problemlos möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Drehung die Tragkonstruktion in der Breite keine und in der Länge nur wenig zusätzliche Fläche benötigt.The support structure according to the invention 1 is very simple and has compared to a fixed construction only little extra weight, so that an installation on a private house or a residential building is easily possible. Another advantage is that due to the rotation, the support structure requires no width in the width and only a little additional length in the length.

Mit der erfindungsgemäßen Tragkonstruktion können nun auch großflächige Solaranlagen azimutal dem Tagesverlauf der Sonne nachgeführt werden, zumindest in einem relativ weiten Bereich. Dadurch lässt sich der mittlere Ertrag einer Solaranlage mit aufgeständerten PV-Modulen über einen Tag im Schnitt um bis zu 35% steigern.With the support structure according to the invention can now also large solar panels azimuthal the daily course of the sun be tracked, at least in a relatively wide range. As a result, the average yield of a solar system with elevated PV modules can be increased on average by up to 35% over a single day.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ständer am Rahmen über eine drehbare Aufhängung befestigt sind, die eine Änderung des Elevationswinkels β ermöglicht. Der obere Rand eines Ständers ist dabei über eine drehbar befestigte Strebe mit einer Längsstrebe des Rahmens verbunden. Bei einer Bewegung des Rahmens ändert sich der Abstand des oberen Ständer-Rands zur Längstrebe, wodurch automatisch der Elevationswinkel β des Ständers verändert wird. Somit kann mit einfachen Mitteln eine zweiachsige Nachführung der PV-Module erzielt werden.A preferred embodiment of the invention provides that the stand are attached to the frame via a rotatable suspension, which allows a change in the elevation angle β. The upper edge of a stand is connected via a rotatably mounted strut with a longitudinal strut of the frame. Upon movement of the frame, the distance of the upper stand edge changes to the longitudinal strut, whereby the elevation angle β of the stand is automatically changed. Thus, a biaxial tracking of the PV modules can be achieved with simple means.

Die erfindungsgemäße Tragkonstruktion kann in allen Ausführungen aus leichten Aluminiumprofilen zusammengesetzt sein, so dass das Gesamtgewicht sehr gering ist und dadurch eine Montage auf einem Flach- oder Satteldach eines Wohngebäudes oder einer Garage für private Zwecke möglich ist. Aufgrund der einfachen Konstruktion ist die Erfindung nur unwesentlich teurer als eine feststehende Ständerhalterung für PV-Module, wobei die Mehrkosten durch die erheblich gesteigerte Ausbeute schnell amortisiert sind.The support structure according to the invention may be composed of light aluminum profiles in all versions, so that the total weight is very low and thus an installation on a flat or pitched roof of a residential building or a garage for private use is possible. Due to the simple construction, the invention is only slightly more expensive than a fixed stator mount for PV modules, the additional costs are quickly amortized by the significantly increased yield.

Je nach Ausführung des Rahmens ist es auch möglich, dass weniger Führungsschienen verwendet werden. Im Beispiel könnten beispielsweise die beiden mittleren Führungsschienen entfallen, wobei der Rahmen, insbesondere die Längsstreben jedoch entsprechend stabil ausgebildet sein müssen, um die zusätzliche Last des mittleren PV-Moduls aufzunehmen.Depending on the design of the frame, it is also possible that fewer guide rails are used. In the example, for example, the two middle guide rails could be omitted, the frame, in particular the longitudinal struts, however, must be designed to be stable in order to accommodate the additional load of the central PV module.

Claims (7)

Tragkonstruktion für Photovoltaikmodule (PV-Module) (5), mit einer feststehenden Halterung (2), die auf einer ebenen Fläche, beispielsweise einem Flachdach, befestigbar ist und mit einer Nachführeinheit (3), die wenigstens einen Ständer (4) aufweist, an dem wenigstens ein PV-Modul (5) befestigbar ist und die an der Halterung (2) beweglich gelagert ist, um eine Nachführung der PV-Module (5) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2) wenigstens zwei feststehende, kreisbogenförmige Führungsschienen (7) aufweist, die parallel zur Befestigungsebene ausgerichtet sind, wobei die Krümmung wenigstens einer Führungsschiene (7) entgegen der Krümmung der anderen Führungsschiene (7) ausgerichtet ist, dass die Nachführeinheit (3) einen in sich beweglichen Rahmen (9) aufweist, der in den Führungsschienen (7) geführt ist, wobei der Rahmen (9) parallelogrammförmig verformbar ist, wodurch der Azimutwinkel (α) des Ständers (4) veränderbar ist und dass der Ständer (4) an dem Rahmen (9) befestigt ist.Supporting structure for photovoltaic modules (PV modules) ( 5 ), with a fixed bracket ( 2 ), which can be fastened on a flat surface, for example a flat roof, and with a tracking unit ( 3 ), which has at least one stand ( 4 ), on which at least one PV module ( 5 ) and the on the bracket ( 2 ) is movably mounted to a tracking of the PV modules ( 5 ), characterized in that the holder ( 2 ) at least two fixed, circular arc-shaped guide rails ( 7 ), which are aligned parallel to the mounting plane, wherein the curvature of at least one guide rail ( 7 ) against the curvature of the other guide rail ( 7 ), that the tracking unit ( 3 ) an internally movable frame ( 9 ), which in the guide rails ( 7 ), the frame ( 9 ) is deformable parallelogram, whereby the azimuth angle (α) of the stator ( 4 ) is changeable and that the stand ( 4 ) on the frame ( 9 ) is attached. Tragkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsschiene (7) einen motorischen Antrieb zur automatischen Nachführung der Nachführeinheit (3) aufweist.Supporting structure according to claim 1, characterized in that at least one guide rail ( 7 ) a motor drive for automatic tracking of the tracking unit ( 3 ) having. Tragkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsschiene (7) eine Zahnstange (12) aufweist, in die ein Zahnrad eingreift, das durch einen Elektromotor (13) antreibbar ist und die anderen Führungsschienen (7) Rollen zur Führung der Nachführeinheit (3) aufweisen.Supporting structure according to claim 1 or 2, characterized in that at least one guide rail ( 7 ) a rack ( 12 ), in which a gear engages, by an electric motor ( 13 ) is drivable and the other guide rails ( 7 ) Rollers for guiding the tracking unit ( 3 ) exhibit. Tragkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) eine Steuerung mit einem Lichtsensor aufweist, über den die optimale Position der PV-Module (5) zur Sonne bestimmbar ist und diese Position automatisch ansteuerbar ist.Supporting structure according to claim 3, characterized in that the electric motor ( 13 ) has a control with a light sensor, via which the optimum position of the PV modules ( 5 ) can be determined to the sun and this position is automatically controlled. Tragkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2) mittig zwischen den Führungsschienen (7) eine Drehlagerung für die Nachführeinheit (3) aufweist.Supporting structure according to claim 1, characterized in that the holder ( 2 ) in the middle between the guide rails ( 7 ) a pivot bearing for the tracking unit ( 3 ) having. Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer (4) in festem Elevationswinkel (β) zur Nachführeinheit stehen.Supporting structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stands ( 4 ) at a fixed elevation angle (β) to the tracking unit. Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer (4) beweglich mit der Führungseinheit (3) gekoppelt sind, so dass sich deren Elevationswinkel (β) bei einer Bewegung Führungseinheit (3) verändert.Supporting structure according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stands ( 4 ) movable with the guide unit ( 3 ) are coupled so that their elevation angle (β) in a movement guide unit ( 3 ) changed.
DE102010047151A 2010-09-30 2010-09-30 Supporting structure for solar modules Expired - Fee Related DE102010047151B3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010047151A DE102010047151B3 (en) 2010-09-30 2010-09-30 Supporting structure for solar modules
PCT/EP2011/004805 WO2012041475A2 (en) 2010-09-30 2011-09-26 Support construction for solar modules

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010047151A DE102010047151B3 (en) 2010-09-30 2010-09-30 Supporting structure for solar modules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010047151B3 true DE102010047151B3 (en) 2012-03-08

Family

ID=44719844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010047151A Expired - Fee Related DE102010047151B3 (en) 2010-09-30 2010-09-30 Supporting structure for solar modules

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010047151B3 (en)
WO (1) WO2012041475A2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108518877B (en) * 2018-04-13 2020-07-14 宁波德深机械设备有限公司 Photovoltaic module
CN109560759A (en) * 2018-12-04 2019-04-02 贺基乾 A kind of adjustable photovoltaic board device for solar power generation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7924579U1 (en) * 1979-08-30 1979-12-20 Weber, Hilmar, 7636 Ringsheim BRACKET FOR SOLAR PANELS
DE8811780U1 (en) * 1988-09-16 1988-11-10 Burgis, Eduard, Dr.rer.nat., 8871 Haldenwang Electrically operated tracking device for solar modules
AT10083U1 (en) * 2006-11-30 2008-08-15 Innova Patent Gmbh APPENDIX FOR OBTAINING ELECTRICAL ENERGY BY PHOTOVOLIC ELEMENTS
DE202010001142U1 (en) * 2010-01-20 2010-07-08 Nübel, Hubert Support system for the construction of solar modules, through which the modules can track the course of the sun

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018151A1 (en) * 2004-04-08 2005-10-27 Neff, Siegfried Solar modules adjusting device for use in house, has power transmission linkages connected with solar modules and cooperating with connecting links, such that it drives solar modules when links are driven by drive motors
DE102005055258B4 (en) * 2005-11-19 2009-12-24 Goldbeck Solar Gmbh Method for controlling a mount for a group of solar modules
ES2345084B1 (en) * 2008-12-24 2011-07-22 Global Solar Fund Partners Sarl SOLAR FOLLOW-UP DEVICE FOR PANELS.
US20100175741A1 (en) * 2009-01-13 2010-07-15 John Danhakl Dual Axis Sun-Tracking Solar Panel Array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7924579U1 (en) * 1979-08-30 1979-12-20 Weber, Hilmar, 7636 Ringsheim BRACKET FOR SOLAR PANELS
DE8811780U1 (en) * 1988-09-16 1988-11-10 Burgis, Eduard, Dr.rer.nat., 8871 Haldenwang Electrically operated tracking device for solar modules
AT10083U1 (en) * 2006-11-30 2008-08-15 Innova Patent Gmbh APPENDIX FOR OBTAINING ELECTRICAL ENERGY BY PHOTOVOLIC ELEMENTS
DE202010001142U1 (en) * 2010-01-20 2010-07-08 Nübel, Hubert Support system for the construction of solar modules, through which the modules can track the course of the sun

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012041475A2 (en) 2012-04-05
WO2012041475A3 (en) 2012-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202007017719U1 (en) System for supporting energy production from solar radiation
DE112013003631T5 (en) Single-axis sun tracking arrangement
EP2532989B1 (en) Assembly with a support structure that can be adjusted around a single horizontal axis for holding one or more solar panels, photovoltaic modules or the like
DE102015119849A1 (en) Photovoltaic system, module holder system and reflector
EP2171767A2 (en) Solar power plant
DE4442298C2 (en) Solar device for fastening a solar cell module or an absorber to a wall
DE9116151U1 (en) Device for tracking solar panels
EP2669596A1 (en) Solar array
WO2009040065A2 (en) Photovoltaic system, and tracking method
DE10192244B4 (en) Sun position follower for solar collectors, absorbers, reflectors, or photovoltaic modules
DE102010047151B3 (en) Supporting structure for solar modules
DE202009012226U1 (en) Module arrangement of solar modules
EP2475940B1 (en) Module arrangement consisting of solar modules
DE202009011880U1 (en) Module arrangement of solar modules
EP2891188A1 (en) Device and method for the photovoltaic absorption of incident light
DE102015004046B4 (en) Quick assembly system for installation of photovoltaic modules
CH653119A5 (en) DEVICE FOR UTILIZING SOLAR ENERGY.
DE202011105918U1 (en) Device for rotating a support structure about a main axis for use in a plant equipped with planar elements or surfaces, in particular a solar system
DE202010013796U1 (en) Supporting structure for solar modules
DE102011011805B4 (en) Unwinding parabolic mirror trough
DE202006002699U1 (en) Industry structure e.g. trade fair, camp, production hall, office building, large departmental stores or such structures has roof structure in which platform can rotate around center axis of rotation
EP4013999A1 (en) Parabolic trough collector module, parabolic trough collector module unit, and solar thermal power plant
WO2012055403A2 (en) Module block for holding a photovoltaic module
CH705824B1 (en) Solar system with uniaxial and biaxial solar tracking.
EP2253903A2 (en) Device for securing and tracing photovoltaic modules

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R082 Change of representative
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120609

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20150401