DE102011116926B3 - Floor support used for assembly of photovoltaic module, has main portion that includes support plates which are provided to make specific angle with upward and downward pointing bent sections and are connected with main plates over rod - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Paar von Bodenstützen für die Montage von gerahmten Photovoltaikmodulen oberhalb eines Geländes und unter einem Gefälle zu diesem, wobei am unteren geländeseitigen Ende jeder Bodenstütze (
Bei der Konstruktion von Photovoltaik-Freiflächenanlagen wird in der Regel ein Traggerüst für die Vielzahl von Photovoltaikmodulen errichtet, welches aus Stützen unterschiedlicher Länge besteht. Auf den Stützen sind Querbalken angeordnet, die sich über die Stützen je gleicher Länge erstrecken. Wiederum quer zu den Querbalken ist eine Vielzahl von parallel angeordneten Holmen in einem Rastermaß angeordnet, welches an die Länge oder Breite der Photovoltaikmodule angepasst ist. Auf den Holmen werden dann mittels Klammern die eigentlichen gerahmten oder nicht gerahmten PV-Module befestigt. Die kürzeren Stützen haben eine Länge von ca. 1,2 Meter und die längeren Stützen können Längen von bis zu 3 Meter oder mehr annehmen. Stützen der bekannten Längen erfordern eine sichere Verankerung im Boden, was wiederum zusätzliche Kosten in Form von Rammarbeiten oder Einbringung von Fundamenten verursacht. Die hohen Stützen bieten den Vorteil, dass die Photovoltaikmodule einem Monteur von unten frei zugänglich sind, ohne dass er sich unbotmäßig bücken oder verrenken muss. Dieses ist insbesondere auch für die spätere Pflege des Geländes wichtig auf dem die Photovoltaikanlage steht. Aus Gründen des Umweltschutzes ist dieses in der Regel eine begrünte Fläche, die im Sommer regelmäßig gemäht werden muss.In the construction of photovoltaic open space systems usually a support structure is erected for the plurality of photovoltaic modules, which consists of columns of different lengths. On the supports transverse bars are arranged, which extend over the supports of the same length. Again transversely to the transom a plurality of parallel bars is arranged in a grid, which is adapted to the length or width of the photovoltaic modules. On the spars then the actual framed or unframed PV modules are attached by means of brackets. The shorter supports have a length of about 1.2 meters and the longer supports can take lengths of up to 3 meters or more. Supports of the known lengths require a secure anchoring in the ground, which in turn causes additional costs in the form of pile work or incorporation of foundations. The high supports offer the advantage that the photovoltaic modules are freely accessible to a fitter from below, without having to stoop or distort them. This is especially important for the subsequent care of the terrain on which the photovoltaic system is. For reasons of environmental protection, this is usually a green area, which must be regularly mowed in the summer.
Eine solche gattungsgemäße Unterkonstruktion ist beispielsweise aus der
In den letzten Jahren ist ein dramatischer Verfall der Preise für Photovoltaikmodule zu beobachten gewesen, der sich vermutlich auch noch fortsetzen wird. Daraus folgt, dass im Gegensatz zu früher als die Stahl- und/oder Holzkonstruktion des Gerüstes ca. 10 Prozent der Anlagenkosten ausgemacht hat, heute ein Anteil an den Gesamtkosten von 20% bis 30% für die Unterkonstruktion angesetzt werden muss. Es ist also zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit wichtig, die Kosten für den Unterbau zu senken.In recent years, a dramatic decline in prices for photovoltaic modules has been observed, which is likely to continue. It follows that in contrast to earlier than the steel and / or wooden construction of the scaffold accounted for about 10 percent of the equipment costs, today a share of the total cost of 20% to 30% for the substructure must be stated. It is therefore important to maintain the competitiveness, lower the cost of the substructure.
Die Erfindung geht aus von der Überlegung, dass die moderne Robotertechnik unter anderem auch Rasenmäher hervorgebracht hat, die selbstständig ohne laufende Bedienung einer Person unter dem Auswelchen von Hindernissen Rasenflächen mähen können.The invention is based on the consideration that modern robotic technology has, inter alia, also produced lawnmowers which can independently mow lawns without ongoing operation of a person under the presence of obstacles.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und damit kostengünstige Unterkonstruktion für eine Photovoltaik-Freiflächenanlage anzugeben, die für eine Bauweise von geringer Höhe geeignet ist.The invention is therefore based on the object to provide a structurally simple and therefore cost-effective substructure for a photovoltaic open-space plant, which is suitable for a construction of low height.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am oberen Ende der ersten Bodenstütze des Paares eine Auflageplatte für den Rand eines oder mehrerer Photovoltaikmodule vorgesehen ist, die an gegenüberliegenden Seiten je eine unter dem Winkel nach oben weisende Abkantung aufweist und dass am oberen Ende der zweiten Bodenstütze des Paares eine Auflageplatte für den Rand eines oder mehrerer Photovoltaikmodule vorgesehen ist, die an gegenüberliegenden Seiten je eine unter dem Winkel nach unten weisende Abkantung aufweist, wobei der Teller und die Auflageplatte jeder Bodenstütze über einen Stab miteinander verbunden sind.This object is achieved in that at the upper end of the first floor support of the pair a support plate for the edge of one or more photovoltaic modules is provided, which has on opposite sides depending on an angle upwardly facing bevel and that at the upper end of the second floor support the pair is provided with a support plate for the edge of one or more photovoltaic modules, which has on opposite sides depending on an angle at the downward facing edge, wherein the plate and the support plate of each floor support are connected to each other via a rod.
Unter einer Auflageplatte wird dabei jedes Aufnahmeelement verstanden, dass für ein Aufliegen des Rahmens des gerahmten Moduls geeignet ist. Dies kann insbesondere ein vorzugsweise galvanisiertes Blech sein oder auch ein Drahtgerüst, eine geformte Kunststoffplatte, ein Rahmen aus Profilleisten usw. Wichtig für die Auflageplatte ist es, dass sie zwei Abkantungen oder sonst wie abgewinkelte oder abgebogene Teile umfasst, auf denen die Modulrahmen unter einem vorgeb baren Winkel zum Untergrund montiert werden können. Unter einem Teller ist jede konstruktive Maßnahme zu verstehen, die ein ungehindertes Eindringen des Stabes in den Untergrund verhindert. Es können also Anti-Eindringbauteile sein, die flügelartige Stege nach Art eines Skistockes aufweisen, oder flächige Bleche oder Betonscheiben etc. Entsprechend weit ist auch der Begriff Stab auszulegen. Unter Stab wird dabei jedes längliche Bauteil verstanden, wie z. B. eine massive Stange, ein Vierkantrohr, ein Rundrohr etc. das geeignet ist, den Teller starr mit der Auflageplatte zu verbinden. Schließlich soll noch auf den Begriff „Abkantung” eingegangen werden, unter dem jede Art von Richtungsänderung der Fläche der Auflageplatte verstanden wird. Eine nach oben weisende Abkantung hat dabei eine schräg aufwärts verlaufende Fläche zur Folge und eine nach unten weisende Abkantung eine schräg abwärts verlaufende Fläche. Die Abkantung selber kann eine klare Kante sein, aber auch eine Rundung oder jede andere geeignete Form, die die gewünschte Richtungsänderung der Auflageplatte zur Folge hat. Dabei kann auch ein zusätzliches Bauteil, wie z. B. ein angesetzter Blechstreifen, eingesetzt werden.Under a support plate while each receiving element is understood that is suitable for a resting of the frame of the framed module. This may in particular be a preferably galvanized sheet or a wire frame, a molded plastic plate, a frame of profile strips, etc. Important for the support plate is that it includes two folds or otherwise like angled or bent parts on which the module frame vorgeb baren angle to the ground can be mounted. Under a plate is any constructive action to understand that prevents unhindered penetration of the rod into the ground. It may therefore be anti-Eindringbauteile having wing-like ridges in the manner of a ski pole, or flat sheets or concrete slices, etc. Accordingly, the term rod is interpreted accordingly. Under rod while every elongated component is understood, such. As a solid rod, a square tube, a round tube, etc. which is suitable to connect the plate rigidly with the support plate. Finally, the term "fold" should be discussed, under which any type of change in direction of the surface of the support plate is understood. An upwardly facing edge has an obliquely upwardly extending surface result and a downwardly facing edge an obliquely downward surface. The Bending itself can be a clear edge, but also a rounding or any other suitable shape that has the desired change in direction of the support plate result. In this case, an additional component such. As an applied sheet metal strips are used.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bieten insbesondere den Vorteil, dass die schweren Bauelemente der klassischen Unterkonstruktionen wie Stützen, Querbalken und Holme wegfallen und ersetzt werden durch eine Vielzahl an leichten und handlichen Bodenstützen.The measures according to the invention have the particular advantage that the heavy components of the classic substructures such as columns, crossbeams and spars are eliminated and replaced by a variety of light and handy floor supports.
Dies ermöglicht es, den Abstand zwischen dem Teller und der Auflageplatte zwischen 30 cm und 100 cm, insbesondere zwischen 40 cm und 80 cm, und besonders bevorzugt zwischen 50 und 60 cm auszulegen. Die Stützen für die Photovoltaikmodule sind damit im Vergleich zum Stand der Technik relativ kurz, was den Materialaufwand verringert. Durch die geringe Bauhöhe kann auftretender Wind die Unterkonstruktion nicht so unterfahren und entsprechend hohe Auftriebskräfte unter den Photovoltaikmodulen erzeugen, wie es bei höher platzierten PV-Modulen der Fall ist. Die Photovoltaikmodule ducken sich quasi in die Landschaft ein und bieten kaum Angriffsfläche für Wind.This makes it possible to design the distance between the plate and the platen between 30 cm and 100 cm, in particular between 40 cm and 80 cm, and particularly preferably between 50 and 60 cm. The supports for the photovoltaic modules are thus relatively short compared to the prior art, which reduces the cost of materials. Due to the low overall height, wind can not undercut the substructure and generate correspondingly high buoyancy forces under the photovoltaic modules, as is the case with higher-placed PV modules. The photovoltaic modules are virtually dipping into the landscape and offer little access to wind.
Deswegen reicht es aus, dass an der Unterseite des Tellers ein in das Gelände eintreibbarer Dorn angeordnet ist, der insbesondere durch eine zugespitzte Verlängerung des Stabes gebildet wird. Der Dorn verhindert ein laterales Verrutschen der Bodenstütze und bietet zugleich einen kleinen Beitrag, einer Wind bedingten Auftriebskraft entgegen zu wirken. Der Auftriebskraft wird aber im Wesentlichen durch das Eigengewicht der montierten PV-Module begegnet, das ein Abheben der Bodenstütze vom Gelände verhindert.Therefore, it is sufficient that on the underside of the plate a drivable into the terrain mandrel is arranged, which is formed in particular by a tapered extension of the rod. The mandrel prevents lateral slippage of the ground support and also offers a small contribution to counteract a wind-induced buoyancy. However, the buoyancy force is essentially countered by the dead weight of the assembled PV modules, which prevents the ground support from lifting off the ground.
Zusätzlich oder alternativ zu dem Dorn kann die Unterseite der Teller mit einer Antirutschstruktur versehen sein, wobei dann auf den Tellern ein Belastungsgewicht vorgesehen sein sollte. Das Belastungsgewicht kann auch nur in Zusammenhang mit dem Dorn ohne Antirutschstruktur vorgesehen sein, falls das Eigengewicht der PV-Module nicht ausreicht, um zusammen mit dem Rückhalteeffekt des Dorns größer als die zu erwartenden Auftriebskräfte zu sein. Als Antirutschstruktur kommt zum Beispiel eine geriffelte Unterseite der Teller, eine Unterseite mit Spikes oder dergleichen infrage.Additionally or alternatively to the mandrel, the underside of the plate may be provided with an anti-slip structure, in which case a loading weight should then be provided on the plates. The load weight can also be provided only in connection with the mandrel without anti-slip structure, if the net weight of the PV modules is not sufficient to be greater than the expected buoyancy forces together with the retention effect of the mandrel. As an anti-slip structure comes, for example, a corrugated underside of the plate, a bottom with spikes or the like in question.
Um die Bodenstützen als ein einfach konstruiertes Massenprodukt zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn der Stab rund ist und zumindest im oberen Teilbereich ein Außengewinde aufweist, welches mit einem zentralen Loch mit Innengewinde fluchtet, welches zwischen den jeweils gegenüberliegenden Abkantungen der Auflageplatte angeordnet ist. Der zwischen den Abkantungen liegende Zwischenteil der Auflageplatte ist dabei im Wesentlichen parallel zum Gelände angeordnet, so dass der Stab in Richtung der Normalen bezüglich des horizontalen Zwischenteils der Auflageplatte weist. Das gleiche gilt für den unteren Teilbereich des Stabes, der auch zumindest dort ein Außengewinde aufweist, welches mit einem zentralen Loch mit Innengewinde fluchtet, welches im Zentrum des Tellers angeordnet ist. Beide Teilbereiche jeder Bodenstütze dienen dazu, nach dem Planieren des Untergrunds möglicherweise verbliebene Unebenheiten im Gelände auszugleichen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, eine gleichmäßige Anordnung der Photovoltaikmodule in einer Ebene (abgesehen von dem beabsichtigten Winkel zum Gelände) zu erzielen.In order to make the floor supports as a simple constructed mass product, it is advantageous if the rod is round and at least in the upper portion has an external thread which is aligned with a central hole with internal thread, which is arranged between the respective opposite folds of the support plate. The lying between the folds intermediate part of the support plate is arranged substantially parallel to the terrain, so that the rod has in the direction of the normal with respect to the horizontal intermediate part of the support plate. The same applies to the lower portion of the rod, which also at least there has an external thread, which is aligned with a central hole with internal thread, which is arranged in the center of the plate. Both sections of each floor support serve to compensate for any remaining unevenness in the terrain after leveling the ground. This creates the opportunity to achieve a uniform arrangement of the photovoltaic modules in one plane (apart from the intended angle to the terrain).
Die unterschiedlichen Höhen der beiden Bodenstützen über Geländeniveau kann über verschieden lange Stäbe erzielt werden. Alternativ ist auch eine gleiche Länge der Stäbe möglich, wobei dann die eine Bodenstütze des Paares tiefer in den Boden eingeschlagen wird als die andere Bodenstütze des Paares. Über die Stabbereiche mit Außengewinde können dann die Niveaus des Tellers und der Auflageplatte so eingestellt werden, dass die gewünschte Höhendifferenz zwischen den beiden Auflageplatten des Paares vorliegt.The different heights of the two floor supports over terrain level can be achieved over different lengths rods. Alternatively, an equal length of the rods is possible, in which case one bottom support of the pair is driven deeper into the ground than the other bottom support of the pair. Through the rod sections with external thread then the levels of the plate and the support plate can be adjusted so that the desired height difference between the two support plates of the pair is present.
Etwaige ungleichmäßige Absenkungen der Bodenstützten werden dadurch kompensiert, dass die Auflageplatten aus einem biegsamen Material gefertigt sind, so dass eine durch unterschiedliches Absacken der Bodenstützen in das Gelände hervorgerufene Torsion innerhalb der Auflageplatten abgefangen wird. Die Torsion tritt zwar auf, führt aber nicht zu hohen Spannungen in den Auflageplatten, da die Spannungen durch das Verbiegen umgangen werden. Als biegsame Auflageplatte kommt insbesondere ein Federstahlblech, eine Scheibe aus Kunststoff wie z. B. Teflon, ein aufgrund seiner geringen Stärke biegsames Metallblech oder dergleichen infrage.Any uneven subsidence of the bottom supports is compensated for by making the support plates of a flexible material so as to intercept torsion within the support plates caused by differential sagging of the floor supports into the terrain. The torsion occurs, but does not lead to high stresses in the support plates, since the stresses are avoided by the bending. As a flexible support plate is in particular a spring steel sheet, a disc made of plastic such. B. Teflon, a due to its low thickness flexible metal sheet or the like in question.
Für die Befestigung der gerahmten PV-Module ist die durch jede Abkantung gebildete Seitenfläche mit einem Gewindeloch für die Befestigung einer Modulklammer und mit einem nach oben weisenden Zentrierstift versehen, der im montierten Zustand in eine kongruente Aussparung im Rahmen des Photovoltaikmoduls eingreift. Dieser Sachverhalt wird später anhand einer Figur nochmal näher dargestellt.To fasten the framed PV modules, the side surface formed by each fold is provided with a threaded hole for the attachment of a module clamp and with an upwardly pointing centering pin, which engages in the assembled state in a congruent recess in the frame of the photovoltaic module. This situation will be shown again later with reference to a figure.
Die Paare von Bodenstützen können auf verschiedene Weise zur Bildung eines Stützenfeldes für die Bestückung mit Solarmodulen angeordnet werden. Auf zwei bevorzugte Arten wird näher eingegangen. Die erste sieht vor, dass die ersten Bodenstützen und die zweiten Bodenstützen jeweils eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Reihen bilden, wobei sich zwischen zwei Reihen von ersten Bodenstützen eine Reihe von zweiten Bodenstützen befindet. Die Bodenstützen von Reihen verschiedener Länge liegen sich jeweils auf gleicher Höhe gegenüber, also unmittelbar nebeneinander. So dient die Auflageplatte jeder Bodenstütze zum Abstützen von zwei gerahmten Kanten an beliebiger Steile des Modulrandes. Eine der abgekanteten Teilflächen dient zur Aufnahme eines ersten Modulrandes und die andere Teilfläche zur Aufnahme eines Rahmenrandes eines benachbarten PV-Modulrandes. Der Abstand zwischen Bodenstützen gleicher Länge beträgt dann z. B. eine halbe Modulbreite, so dass zwischen zwei benachbarten Stützen etwa eine halbe Modulbreite vorliegt und links bzw. rechts von je einer der benachbarten Bodenstützen ein Viertel Modulbreite über die Bodenstütze herausragt. Bei dieser Anordnung der Bodenstützen ist es auch denkbar, den Abstand der Bodenstützen an die Breite des verwendeten PV-Moduls anzupassen. Dann kann jede Auflageplatte vier Ecken von im Viereck angeordneten PV-Modulen aufnehmen, je eine Ecke pro Modul. Auch hier wird zur weiteren Illustration auf eine spätere Figur verwiesen.The pairs of floor supports can be arranged in various ways to form a support field for the assembly of solar modules. In two preferred ways will be discussed in more detail. The first provides that the first floor supports and the second floor supports each have a plurality of mutually parallel rows form, between two rows of first floor supports is a series of second floor supports. The floor supports of rows of different lengths are each at the same height opposite, so directly next to each other. Thus, the support plate of each floor support serves to support two framed edges on any part of the module edge. One of the folded partial surfaces serves for receiving a first module edge and the other partial surface for receiving a frame edge of an adjacent PV module edge. The distance between floor supports of the same length is then z. B. half a module width, so that between two adjacent columns about half a module width is present and left or right of each one of the adjacent floor supports a quarter module width protrudes beyond the floor support. In this arrangement, the floor supports, it is also conceivable to adjust the distance of the floor supports to the width of the PV module used. Then, each platen can accommodate four corners of PV modules arranged in quadrilateral, one per module per corner. Again, reference is made to a further figure for further illustration.
Die zweite bevorzugte Art der Bodenstützenanordnung sieht vor, dass die Reihen mit ersten Bodenstützen versetzt sind zu den Reihen mit zweiten Bodenstützen, so dass bei montierten Photovoltaikmodulen jedes Photovoltaikmodul, bis auf die randseitigen Photovoltaikmodule, an insgesamt drei Auflageplatten befestigt ist.The second preferred type of floor support arrangement provides that the rows of first floor supports are offset from the rows of second floor supports, so that with photovoltaic modules mounted, each photovoltaic module is fastened to a total of three support plates, with the exception of the edge-side photovoltaic modules.
Die jeweils kürzeren Bodenstützen sind dabei wie zuvor beschrieben angeordnet, das heißt, der Abstand zwischen Bodenstützen gleicher Länge beträgt dann z. B. eine halbe Modulbreite, so dass zwischen zweibenachbarten Stützen etwa eine halbe Modulbreite vorliegt und links bzw. rechts von je einer der benachbarten Bodenstützen ein Viertel Modulbreite über die Bodenstütze herausragt. Auch hier ist der Abstand so wählbar, dass die untere Kante jedes PV-Modul an seinen beiden Ecken auf eine der Bodenstützen kleinerer Länge aufliegt. Im Ergebnis wird der untere Rahmenrand dann von zwei Auflageplatten abgestützt, was sinnvoll ist, um die höhere Last auf dem unteren Rand im Vergleich zu der Last auf dem höher liegenden Rand abzufangen.The respective shorter floor supports are arranged as described above, that is, the distance between floor supports of the same length is then z. B. half a module width, so that between zweibenachagten supports is about half a module width and left and right of each one of the adjacent floor supports protrudes a quarter module width on the ground support. Again, the distance is selectable so that the lower edge of each PV module rests at its two corners on one of the floor supports of smaller length. As a result, the lower frame edge is then supported by two support plates, which makes sense to catch the higher load on the lower edge compared to the load on the higher edge.
Die Versetzung der längeren Bodenstützen gegenüber den kürzeren Bodenstützen ist so zu bemessen, dass jede Bodenstütze mit größerer Länge jeweils ca. in der Mitte eines Photovoltaikmodulrandes liegt. Dadurch wird der obere Modulrand nur von einer einzigen Bodenstütze in der Mitte des Randes abgestützt. Das Photovoltaikmodul wird also an drei Punkten abgestützt, zwei an dem unteren Rand und einem an dem oberen Rand.The displacement of the longer floor supports in relation to the shorter floor supports must be dimensioned so that each floor support with a greater length lies approximately in the middle of a photovoltaic module edge. As a result, the upper module edge is supported only by a single floor support in the middle of the edge. The photovoltaic module is therefore supported at three points, two at the lower edge and one at the upper edge.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description of an embodiment with reference to FIGS. Show it:
In den
In dieser ersten Ausführungsform stützt die Auflageplatte
Diese unversetzte Anordnung von Bodenstützen
In den
Im Ergebnis liegen wiederum zwei Arten von Reihen
In der
Die Auflageplatte
Für die Lagefixierung jedes Photovoltaikmoduls
Die ersten Bodenstützen
Die
Auch bei den Auflageplatten
Im Ergebnis kann ausgeführt werden, dass bei der ersten Bodenstütze
In der
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1a1, 1a
- Bodenstützeground support
- 3, 3a3, 3a
- Auflageplatteplaten
- 55
- Photovoltaikmodulphotovoltaic module
- 7, 7a7, 7a
- Reihen an BodenstützenRows of ground supports
- 9, 9'9, 9 '
- Abkantung nach obenFold upwards
- 9a, 9a'9a, 9a '
- Abkantung nach untenFold down
- 11, 11'11, 11 '
- Auflageflächen erste BodenstützeSupporting surfaces first floor support
- 11a, 11a'11a, 11a '
- Auflageflächen zweite BodenstützeSupport surfaces second floor support
- 13, 13a13, 13a
- Modulklammermodule clamp
- 15, 15a15, 15a
- Schraubescrew
- 1717
- ZentrierstiftCentering
- 19, 19a19, 19a
- StabRod
- 21, 21a21, 21a
- Außengewindeexternal thread
- 23, 23', 23a, 23a'23, 23 ', 23a, 23a'
- Muttermother
- 2525
- TellerPlate
- 2727
- Dornmandrel
- 2929
- SpikeSpike
- 3131
- Belastungsgewichtloading weight
- αα
- Winkelangle
- VV
- Versatzoffset
Claims (10)
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