DE102012025410B4 - Carrying device for an energy generation module - Google Patents
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Abstract
Tragvorrichtung (T) für ein Energiegewinnungsmodul (E) und zur vorzugsweise rückverankerungsfreien Nutzung auf einer Aufstellfläche (AF), mit:- einer Modultrageinrichtung (1) zum Tragen des Energiegewinnungsmoduls (E), und- einem Tragbock (2), der zum Aufstellen auf der Aufstellfläche (AF) und zum Tragen der Modultrageinrichtung (1) dient,- wobei die Tragvorrichtung (T) ein ausschwenkbares Windschild (4) zur Windkraftreduzierung aufweist,- wobei die Tragvorrichtung (T) eine Stützeinrichtung (6) aufweist, die mittels einer lastfallabhängigen Schwenk- oder Kippbewegung der Tragvorrichtung (T) um eine Achse (A) temporär auf der Aufstellfläche (AF) aufsetzbar ist, und- wobei die Modultrageinrichtung (1) und der Tragbock (2) so ausgebildet sind, dass zumindest die Oberseite (1.1) der Modultrageinrichtung (1) und der Tragbock (2) durch das Energiegewinnungsmodul (E) vollständig überdeckbar sind, oder- wobei die Tragvorrichtung (T) ein Abdeckteil (3) aufweist und die Modultrageinrichtung (1), der Tragbock (2) und das Abdeckteil (3) so ausgebildet sind, dass die Modultrageinrichtung (1) und der Tragbock (2) durch das Energiegewinnungsmodul (E) und das Abdeckteil (3) vollständig überdeckbar sind.Carrying device (T) for an energy generation module (E) and for preferably anchoring-free use on a set-up area (AF), with: - a module carrying device (1) for carrying the energy generation module (E), and the installation surface (AF) and for carrying the module support device (1), - the support device (T) having a swiveling windshield (4) for reducing wind power, - the support device (T) having a support device (6) which is supported by a load case-dependent Pivoting or tilting movement of the support device (T) about an axis (A) can be placed temporarily on the installation surface (AF), and - the module support device (1) and the support bracket (2) being designed so that at least the top (1.1) the module support device (1) and the support frame (2) can be completely covered by the energy generation module (E), or - the support device (T) having a cover part (3) and the module support device (1), the support frame (2) and the cover part (3) are designed so that the module support device (1) and the support frame (2) can be completely covered by the energy generation module (E) and the cover part (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für ein Energiegewinnungsmodul, die zum vorzugsweise rückverankerungsfreien Aufstellen auf einer Aufstellfläche geeignet ist.The invention relates to a support device for an energy generation module, which is suitable for preferably anchoring-free installation on an installation surface.
Zum Stand der Technik wird zunächst auf die
Traggestelle für Energiegewinnungsmodule sind meist aus Metall-, insbesondere Aluminiumprofilen ausgebildet und so aufgebaut, dass sie Witterungseinflüssen ausgesetzt sind, wie etwa aggressiver UV-Strahlung, Regenwasser und Schnee. Insbesondere Aluminiumprofile sind bereits aus materialspezifischen Gründen sehr witterungsbeständig. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Traggestelle die lange Funktionsdauer der Energiegewinnungsmodule von in der Regel etwa 20 Jahren überstehen, ohne dass ein konstruktiver Witterungsschutz erforderlicher wäre. Allerdings ist Aluminium relativ teuer sowie in der Herstellung sehr energieintensiv und besitzt somit eine sehr hohe sogenannte „Graue Energie“.Support frames for power generation modules are usually made of metal, in particular aluminum, profiles and are constructed in such a way that they are exposed to the elements, such as aggressive UV radiation, rainwater and snow. Aluminum profiles in particular are very weather-resistant for material-specific reasons. This ensures that the support frames can withstand the long service life of the energy generation modules, which is usually around 20 years, without the need for structural weather protection. However, aluminum is relatively expensive and very energy-intensive to manufacture and therefore has a very high level of so-called "gray energy".
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative und/oder verbesserte Tragvorrichtung für ein Energiegewinnungsmodul zu schaffen.One object of the invention is to create an alternative and / or improved support device for an energy generation module.
Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This problem can be solved with the features of the main claim. Advantageous further developments can be found in the subclaims.
Die Erfindung betrifft die allgemeine technische Lehre, eine Modultrageinrichtung, einen Tragbock und optional zumindest ein Abdeckteil so auszubilden, dass nach Montage eines Energiegewinnungsmoduls und optional des Abdeckteils die Modultrageinrichtung und der Tragbock durch das Energiegewinnungsmodul und optional das Abdeckteil überdeckt und somit vor Witterungseinflüssen geschützt werden können.The invention relates to the general technical teaching of designing a module support device, a support bracket and optionally at least one cover part in such a way that after the assembly of an energy generation module and optionally the cover part, the module support device and the support bracket can be covered by the energy generation module and optionally the cover part and thus protected from the elements .
Die Erfindung schafft eine Tragvorrichtung für ein Energiegewinnungsmodul, z.B. ein Photovoltaikmodul oder ein Solarkollektor. Die Tragvorrichtung dient zweckmäßig zum Aufstellen auf einer leicht geneigten (z.B. ≤ 20°, 15° oder 10°) oder horizontalen Aufstellfläche, vorzugsweise ohne dass eine statische Rückverankerung in der Aufstellfläche erforderlich ist. Die Tragvorrichtung ist vorzugsweise zum aufstellflächennahen Halten des Energiegewinnungsmoduls ausgeführt.The invention provides a support device for a power generation module, e.g. a photovoltaic module or a solar collector. The carrying device is expediently used for setting up on a slightly inclined (e.g. ≤ 20 °, 15 ° or 10 °) or horizontal installation surface, preferably without static anchoring in the installation surface being required. The carrying device is preferably designed to hold the energy generation module close to the installation surface.
Die Tragvorrichtung umfasst eine Modultrageinrichtung zum Tragen des Energiegewinnungsmoduls und einen Tragbock, der zum Aufstellen auf der Aufstellfläche und zum Tragen der Modultrageinrichtung dient.The support device comprises a module support device for carrying the energy generation module and a support bracket which is used to set up on the installation surface and to support the module support device.
Die Tragvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Modultrageinrichtung und der Tragbock so ausgebildet sind, dass das Energiegewinnungsmodul nach Montage die Modultrageinrichtung oder zumindest deren Oberseite und den Tragbock zumindest nahezu vollständig überdeckt.The support device is characterized in particular in that the module support device and the support bracket are designed such that the energy generation module at least almost completely covers the module support device or at least its upper side and the support bracket after assembly.
Die Tragvorrichtung kann zudem zumindest ein Abdeckteil aufweisen und sich dadurch auszeichnen, dass die Modultrageinrichtung, der Tragbock und das Abdeckteil so ausgebildet sind, dass nach Montage des Energiegewinnungsmoduls und des Abdeckteils selbige die Modultrageinrichtung und den Tragbock zumindest nahezu vollständig überdecken. Das Abdeckteil ist vorzugsweise als Profilteil ausgeführt (z.B. als Blechprofil, Haltewinkel, etc.) und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein Profilteil beschrieben.The support device can also have at least one cover part and is characterized in that the module support device, the support bracket and the cover part are designed in such a way that after assembly of the energy generation module and the cover part they at least almost completely cover the module support device and the support bracket. The cover part is preferably designed as a profile part (e.g. as a sheet metal profile, bracket, etc.) and is described below with reference to a profile part.
Die Erfindung ermöglicht einen konstruktiven, durch das Energiegewinnungsmodul und vorzugsweise das Profilteil erzeugten Witterungsschutz für die Modultrageinrichtung und den Tragbock, die somit größtenteils vor direkter Regen- und Sonneneinwirkung (z.B. vor aggressiver UV-Strahlung) geschützt werden können. Die Modultrageinrichtung und der Tragbock können deshalb z.B. zumindest teilweise aus Holzträgern ausgeführt sein, wobei trotzdem deren Funktionstüchtigkeit über die Funktionsdauer des Energiegewinnungsmoduls, die in der Regel ungefähr 20 Jahre beträgt, gewährleistet werden kann. Danach kann der Holzwerkstoff quasi rückstandsfrei entsorgt werden, z.B. durch Kompostieren oder Verbrennen. Dadurch, dass die aus Holz gefertigten Teile durch das Energiegewinnungsmodul und vorzugsweise das Profilteil zumindest nahezu vollständig überdeckbar sind, kann auf umweltunverträglichen, z.B. starken chemischen Holzschutz, verzichtet werden. Die Holzträger können vorzugsweise mittels eines z.B. leichten umweltverträglichen Holzschutzes, vorzugsweise einer Thermobehandlung, behandelt sein. Das Profilteil dient vorzugsweise zur Montage an einen Rand- oder Stirnflächenbereich und somit als Witterungsschutz für selbigen.The invention enables constructive weather protection for the module support device and the support frame, produced by the energy generation module and preferably the profile part, which can thus be largely protected from direct rain and sunlight (e.g. from aggressive UV radiation). The module support device and the support bracket can therefore e.g. be made at least partially from wooden beams, although their functionality can be guaranteed over the service life of the energy generation module, which is usually about 20 years. The wood-based material can then be disposed of with virtually no residue, e.g. by composting or burning. Because the parts made of wood can be covered at least almost completely by the energy generation module and preferably the profile part, environmentally incompatible, e.g. strong chemical wood protection, can be omitted. The wooden beams can preferably be made by means of e.g. light, environmentally friendly wood protection, preferably a thermal treatment. The profile part is preferably used for mounting on an edge or face area and thus as weather protection for the same.
Die Modultrageinrichtung umfasst vorzugsweise zumindest zwei Tragbalken (z.B. ein Vollprofil, U-Profil, I-Profil, etc.). Die Tragbalken sind insbesondere schräg zum Tragbock ausgerichtet.The module support device preferably comprises at least two support beams (e.g. a full profile, U-profile, I-profile, etc.). The support beams are aligned in particular at an angle to the support frame.
Der Tragbock ist vorzugsweise aus einzelnen, aneinander befestigbaren Trägern, z.B. Holzträgern, aufgebaut und zweckmäßig rahmenförmig ausgeführt. Dadurch kann eine Luftdurchspülung gewährleistet werden, was wiederum eine dauerhafte Feuchtigkeitsansammlung unter der Tragvorrichtung verhindert.The support bracket is preferably constructed from individual supports that can be fastened to one another, for example wooden supports, and is expediently designed in the form of a frame. This ensures that air is flushed through, which in turn prevents permanent moisture accumulation under the carrying device.
Die Tragvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest ein Profilteil, das zur Halterung des Energiegewinnungsmoduls an der Modultrageinrichtung und/oder zur Anbringung an einen Rand- oder Stirnflächenbereich der Modultrageinrichtung dient. Das Profilteil kann ferner dazu dienen, einen Rand- oder Stirnflächenbereich z.B. der Modultrageinrichtung zu überdecken, um als Witterungsschutz hierfür zu wirken.The support device preferably comprises at least one profile part which is used to hold the energy generation module on the module support device and / or to attach it to an edge or end face area of the module support device. The profile part can also serve to create an edge or end face area, e.g. to cover the module support device in order to act as weather protection for this.
Die Tragvorrichtung kann insbesondere mehrere Profilteile aufweisen. Ein Profilteil kann zur Anbringung an einem z.B. oberen Rand- oder Stirnflächenbereich der Modultrageinrichtung ausgeführt sein und ein Profilteil kann zur Anbringung an einem z.B. unteren Rand- oder Stirnflächenbereich der Modultrageinrichtung ausgeführt sein.The support device can in particular have several profile parts. A profile part can be attached to e.g. upper edge or end face area of the module support device and a profile part can be attached to a e.g. be executed lower edge or end face area of the module support device.
Die Tragvorrichtung umfasst zudem ein vorzugsweise nach hinten ausschwenkbares Windschild, das zur Windkraftreduzierung dient, insbesondere zur Windsog- und/oder Winddruckreduzierung. Das Windschild ist vorzugsweise über eine Gelenkverbindung mit der Modultrageinrichtung verbunden.The support device also comprises a windshield which can preferably be swiveled backwards and which serves to reduce wind power, in particular to reduce wind suction and / or wind pressure. The windshield is preferably connected to the module support device via an articulated connection.
Der Tragbock definiert zweckmäßig einen Aufnahmeraum für Ballast zum Beschweren der Tragvorrichtung. Die Tragvorrichtung kann insbesondere mit zumindest einem Ballastblock, z.B. einer oder mehreren übereinander gestapelten Betonplatten, ausgestattet sein, der zur Halterung an und Platzierung im Tragbock ausgeführt ist. Ebenso kann die Tragvorrichtung mit einer Tragwanne zur Aufnahme von Ballast, z.B. Sand, Kies, Beton, etc., zum Beschweren der Tragvorrichtung ausgestattet sein. Die Tragwanne ist ebenfalls zweckmäßig zur Halterung an und Platzierung im Tragbock ausgeführt.The support bracket expediently defines a receiving space for ballast to weigh down the support device. The support device can in particular be provided with at least one ballast block, e.g. one or more concrete slabs stacked on top of each other, which is designed to be held on and placed in the support frame. Likewise, the carrying device can be provided with a carrying trough for receiving ballast, e.g. Sand, gravel, concrete, etc., must be equipped to weigh down the carrying device. The carrying tray is also designed to be attached to and placed in the trestle.
Die Tragvorrichtung ist zweckmäßig so ausbalanciert, dass sie um eine zweckmäßig horizontale, vorzugsweise durch den Tragbock definierte Achse lastfallabhängig schwenk- oder kippbar ist. Dadurch kann die Tragvorrichtung unterschiedlichen Lasten gezielt nachgeben, wodurch als Vorteil tragende Teile der Tragvorrichtung materialschonender dimensioniert werden können.The support device is expediently balanced in such a way that it can be pivoted or tilted depending on the load case about an expediently horizontal axis, preferably defined by the support frame. This allows the carrying device to yield to different loads in a targeted manner, as a result of which, as an advantage, supporting parts of the carrying device can be dimensioned to be more gentle on the material.
Die Tragvorrichtung weist eine Stützeinrichtung auf, die im Normalfall von der Aufstellfläche beabstandet ist und mittels einer lastfallabhängigen gezielten Schwenk- oder Kippbewegung der Tragvorrichtung temporär auf der Aufstellfläche aufsetzbar ist und somit einen vergrößerten Hebelarm zur Lastabragung erzeugen kann. Dadurch stellt die Tragvorrichtung ein auf unterschiedliche Lastzustände reagierendes passiv-adaptives Tragwerk dar. Die Stützeinrichtung kann z.B. durch einen unteren Randbereich der Modultrageinrichtung, zumindest einen daran angeordneten Stützvorsprung, zumindest einen an der Tragvorrichtung angeordneten Stützfuß oder ein anderes geeignetes Stützelement realisiert werden.The support device has a support device which is normally spaced from the installation surface and can be temporarily placed on the installation surface by means of a load case-dependent, targeted pivoting or tilting movement of the support device and thus can generate an enlarged lever arm for load transfer. As a result, the support device represents a passive-adaptive support structure that reacts to different load conditions. The support device can e.g. can be implemented by a lower edge region of the module support device, at least one support projection arranged thereon, at least one support foot arranged on the support device or another suitable support element.
Insbesondere können die Modultrageinrichtung und/oder der Tragbock einen oder mehrere Holzträger (z.B. Holzleisten, Holzbalken, Holzprofile, etc.) umfassen. Das Windschild kann z.B. ein Windholzschild umfassen, das vorzugsweise mit einem Witterungsschutz versehen ist, z.B. einer Beschichtung, einer Folie, einem chemischen Holzschutz, einer Thermobehandlung, etc., um den Witterungseinflüssen standhalten zu können.In particular, the module support device and / or the support frame can comprise one or more wooden beams (e.g. wooden strips, wooden beams, wooden profiles, etc.). The windshield can e.g. comprise a windshield, preferably provided with weather protection, e.g. a coating, a film, a chemical wood protection, a thermal treatment, etc., in order to be able to withstand the weather influences.
Es ist möglich, dass die Tragvorrichtung, insbesondere die Modultrageinrichtung, zum Halten eines einzigen Energiegewinnungsmoduls ausgeführt ist. Übliche Tragvorrichtungen dienen meist dazu, mehrere Energiegewinnungsmodule gleichzeitig zu tragen, um Ballastgewicht gegen Windsogkräfte auf eine größere Anzahl von Tragvorrichtungen verteilen zu können. Die Verteilung des Ballastgewichts durch die Vielzahl der Tragvorrichtungen kann allerdings zu Verwindungen innerhalb der Tragvorrichtungen führen, was zu einer statisch unzulässigen Belastung der Energiegewinnungsmodule führen kann.It is possible for the carrying device, in particular the module carrying device, to be designed to hold a single energy generation module. Conventional carrying devices are mostly used to carry several energy generation modules at the same time in order to be able to distribute ballast weight against wind suction forces over a larger number of carrying devices. The distribution of the ballast weight through the large number of support devices can, however, lead to twisting within the support devices, which can lead to a statically inadmissible load on the energy generation modules.
Die Modultrageinrichtung und der Tragbock weisen insgesamt ein zweckmäßig nur sehr geringes Gewicht auf, z.B. unter 10 kg oder sogar unter ungefähr 5 kg.Overall, the module support device and the support bracket are expediently only very light in weight, e.g. under 10 kg or even under about 5 kg.
Das Abdeckteil kann vorzugsweise als ein Profilteil (z.B. metallisch), ein Haltewinkel, ein Blechprofil, eine Beschichtung, eine Folie, etc. ausgeführt sein.The cover part can preferably be designed as a profile part (e.g. metallic), a bracket, a sheet metal profile, a coating, a film, etc.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung mit zumindest einer Tragvorrichtung wie hierin beschrieben, wobei die Tragvorrichtung ein einziges Energiegewinnungsmodul trägt und das Energiegewinnungsmodul und vorzugsweise das Abdeckteil die Modultrageinrichtung und den Tragbock vollständig überdeckt.The invention also relates to an arrangement with at least one support device as described herein, wherein the support device carries a single energy generation module and the energy generation module and preferably the cover part completely covers the module support device and the support frame.
Die oben beschriebenen Merkmale und bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer Tragvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, -
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Tragvorrichtung der1 , -
3 zeigt eine Seitenansicht der Tragvorrichtung der1 und2 zur Illustrierung der an unterschiedliche Lastzustände passiven Adaptivität der Tragvorrichtung, -
4 zeigt eine Schnittansicht einer Ballastiervariante für eine Tragvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und -
5 zeigt eine Schnittansicht einer Ballastiervariante für eine Tragvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
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1 shows a side view of a support device according to an embodiment of the invention, -
2 FIG. 11 shows a perspective view of the support device of FIG1 , -
3 shows a side view of the support device of FIG1 and2 to illustrate the passive adaptivity of the carrying device to different load conditions, -
4th shows a sectional view of a ballast variant for a support device according to an embodiment of the invention, and -
5 shows a sectional view of a ballast variant for a support device according to another embodiment of the invention.
Die unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen Ausführungsformen stimmen teilweise überein, wobei ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung anderer Ausführungsformen oder Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.The embodiments described with reference to the figures are partially identical, similar or identical parts being provided with the same reference symbols, and for their explanation reference is also made to the description of other embodiments or figures, in order to avoid repetition.
Die Tragvorrichtung T eignet sich insbesondere für ebene oder leicht geneigte Aufstellflächen
Die Tragvorrichtung T ist zum Tragen nur eines einziges Energiegewinnungsmoduls
Die Tragvorrichtung T umfasst eine Modultrageinrichtung
Die Modultrageinrichtung
Der Tragbock
Die Modultrageinrichtung
Die Tragvorrichtung T ist ferner mit zwei unteren Profilteilen (Abdeckteilen) und zwei oberen Profilteilen (Abdeckteilen) ausgeführt, die einheitlich mit dem Bezugseichen
Das Energiegewinnungsmodul
Der Montagevorgang des Energiegewinnungsmoduls
Die Tragvorrichtung T ist außerdem ausgestattet mit einem vorzugsweise aus Holz gefertigten Windschild
Der Tragbock
Bei der in
Zu erwähnen ist, dass die Modultrageinrichtung
Die Tragvorrichtung T ist so ausbalanciert, dass sie um eine horizontale Achse A lastfallabhängig, z.B. schnee- oder windlastabhängig, definiert schwenk- oder kippbar ist. Dadurch stellt die Tragvorrichtung T ein an unterschiedliche Lastzustände passiv-adaptives Tragwerk dar.The support device T is balanced so that it is load-dependent about a horizontal axis A, e.g. Depending on the snow or wind load, it can be pivoted or tilted in a defined manner. As a result, the supporting device T represents a supporting structure that is passively adaptive to different load conditions.
Die Tragvorrichtung T umfasst insbesondere eine Stützeinrichtung
Dadurch kann die Stützeinrichtung
Vorzugsweise stellen die unteren Randbereiche der Tragbalken
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommen Merkmalen und Ansprüchen.The invention is not restricted to the preferred embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible which also make use of the inventive concept and therefore fall within the scope of protection. In addition, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims regardless of the features and claims referred to.
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