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Die Erfindung betrifft ein Trägerelement für wenigstens ein Solarmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Trägersystem für Solarmodule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Außerdem betrifft die Erfindung eine Solaranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerelements oder eines Trägersystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
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Die Nutzung von Sonnenenergie bzw. Solarenergie macht in jüngster Zeit erhebliche Fortschritte. Die zwei Hauptnutzungsarten sind einerseits die Stromerzeugung, also die Photovoltaik, und andererseits für Wärmezwecke, also solarthermische Zwecke, wie beispielsweise zur Gebäudeheizung oder ähnlichem.
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Für eine leichte Handhabbarkeit der eigentlichen Solarkollektoren und Skalierbarkeit entsprechender Solaranlagen werden sogenannte Solarmodule produziert. Dabei handelt es sich um fertig konfektionierte Baugruppen, in denen die eigentlichen, das Sonnenlicht umwandelnden Bauteile, wie insbesondere Solarzellen, eingebaut sind. Die Solarmodule sind üblicherweise mit einem umtaufenden Rahmen versehen. Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse weisen sie im Regelfall eine transparente Abdeckung, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff, im Bereich der eigentlichen Sonnenkollektorfläche auf. Des Weiteren sind entsprechende Zu- und Ableitungen für einen Energieträger, also beispielsweise Kabel für elektrische Energie, Rohrleitungen für ein Wärmetauschermedium oder ähnliches vorgesehen. Mehrere Solarmodule lassen sich so einfach zu einer Solaranlage zusammenkoppeln, um auf den gewünschten Gesamtenergieaustrag zu gelangen.
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Ein solches Trägerelement kann insbesondere als Teil eines Trägersystems verwendet werden. Das Trägerelement ist für wenigstens ein, insbesondere für ein oder zwei Solarmodule vorgesehen. Bei den Solarmodulen handelt es sich vorzugsweise um Photovoltaikmodule, alternativ aber auch beispielsweise um thermische oder andere Solarmodule. Das Trägerelement weist einen Basisabschnitt auf, dessen Unterseite zum Aufstellen auf einem vorzugsweise horizontalen Untergrund geeignet ist, beispielsweise zum Aufstellen auf einem Flachdach oder auf einer Freifläche auf dem Erdboden. Mit dem Basisabschnitt sind wenigstens zwei Halteabschnitte verbunden. Die Halteabschnitte stehen vom Basisabschnitt vorzugsweise winklig ab. Die Halteabschnitte sind insbesondere voneinander beabstandet angeordnet. Das Trägerelement ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteabschnitte jeweils mit dem wenigstens einen Solarmodul werkzeuglos verbindbar und/oder verbunden sind. Dies bedeutet, dass eine Montage des Solarmoduls an dem Trägerelement ohne den Einsatz von Werkzeug erfolgen kann. Damit ergeben sind entsprechende Kosten- und Zeitersparnisse bei der Montage. Außerdem senkt eine werkzeuglose Montage auch die Anforderungen an die Ausbildung des Montagepersonals. Das Trägerelement ist insbesondere freitragend ausgebildet.
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Die
DE 20 2009 007 481 U1 betrifft eine Solarträgerkonsole mit mehreren Blechteilen, wobei jedes Blechteil sowohl mit einer vorder- als auch mit einer rückseitigen Kante des Solarmoduls verbindbar ist und aus einem Stück gefertigt ist.
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Die
DE 10 2010 013 369 A1 betrifft einen Modulträger aus Stahl- oder Aluminiumblech, der aus mehreren lösbar miteinander verbindbaren Bestandteilen zusammengesetzt ist.
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Üblicherweise werden die einzelnen Solarmodule an entsprechende Trägersysteme montiert und damit auf einem Untergrund aufgestellt. Dabei wird eine Neigung in Sonnenrichtung für einen möglichst optimalen Einstrahlwinkel sichergestellt. Auf diese Weise lassen sich die Module gleichzeitig auch mechanisch zu einer Solaranlage verbinden. Eine Flächenausnutzung ohne Überdeckung bei gleichzeitiger Sicherstellung der Sonneneinstrahlung auf alle Module ist zu beachten. Andererseits ist für einen haltbaren Aufbau und eine gegenüber Umwelteinflüssen, wie beispielsweise eine Windlast, für eine stabile Konstruktion zu sorgen. Hierzu werden entsprechende Bestandteile des Trägersystems, insbesondere Trägerelemente, Koppelstangen und Halterungen miteinander verbunden und durch lösbare Befestigungsmittel wie Schrauben verbunden.
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Nachteilig an den bekannten Trägersystemen und deren Bestandteilen ist insbesondere, dass deren Herstellung und Aufbau zeit- und kostenintensiv ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Trägersystem für Solarmodule zu entwickeln, das schnell und einfach aufbaubar ist, aber dennoch eine stabile und leichte Konstruktion darstellt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Trägerelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es ist zur Herstellung der werkzeuglosen Verbindung, insbesondere einer Klemm-, Steck- oder Rastverbindung zwischen dem Halteabschnitt und dem wenigstens einem Solarmodul wenigstens ein selbsthaltendes Verbindungsmittel vorgesehen. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem selbsthaltenden Verbindungsmittel um wenigstens eine Klammer. Die Klammer ist als lösbar befestigter Teil des Halteabschnitts ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das selbsthaltende Verbindungsmittel beziehungsweise die Klammer derart ausgebildet, dass sie den Rahmen des Solarmoduls im montierten Zustand hintergreift. Die Klammer weist dazu eine Lasche oder Zunge auf, die einen Vorsprung zum Hintergreifen des Rahmens aufweist. Dabei fixiert vorzugsweise eine im Wesentlichen U-förmige Aufnahme oder eine Raute die Ober- und Unterkante des Rahmens. Somit sorgt die Klammer dafür, dass ein selbsttätiges Lösen des Solarmoduls aus der Verankerung nicht ohne Weiteres möglich ist. Im Übrigen sind die Halteelemente gegenüber vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Solarmoduls angeordnet. Somit werden die Klammern bereits dadurch automatisch in Position gehalten, so dass sie nur durch gegensinniges Auseinanderziehen gelöst werden könnten.
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Bevorzugt sind mehrere, insbesondere beide Halteabschnitte gleichzeitig mit dem wenigstens einen Solarmodul verbindbar und/oder verbunden. Diese Verbindung erfolgt insbesondere im Bereich gegenüberliegender Seitenkanten des wenigstens einen Solarmoduls. Vorzugsweise ist das eine Trägerelement mit einem insbesondere längsseitigen Bereich des Solarmoduls verbunden. Der gegenüberliegende Endbereich des Solarmoduls ist dementsprechend mit einem anderen Trägerelement verbunden. Umgekehrt bedeutet dies, dass ein Trägerelement lediglich zur Verbindung mit einem der beiden Endbereiche eines Solarmoduls vorgesehen ist. Allerdings kann das Trägerelement auch gleichzeitig mit zwei benachbarten Endbereichen zweier verschiedener, insbesondere benachbarter Solarmodule verbindbar beziehungsweise verbunden sein.
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Besonders bevorzugt sind die Halteabschnitte einander gegenüberliegend und/oder voneinander beabstandet angeordnet. Die Halteabschnitte sind insbesondere Endbereichen des Basisabschnitts zugeordnet. Insbesondere kann das Solarmodul damit zumindest zum Teil im Bereich zwischen den beiden Halteabschnitten und vorzugsweise oberhalb des Basisabschnitts befestigt werden.
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Weiter bevorzugt sind die Halteabschnitte zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Es kann allerdings ein mehr oder weniger großer Winkel zwischen den Ebenen der Halteabschnitte vorgesehen sein. Eine Neigung zumindest eines der beiden Halteabschnitte ist vorzugsweise zur Einstellung der aerodynamischen Eigenschaften des Trägerelements erforderlich. Außerdem ist so vorzugsweise eine geneigte Anordnung des Solarmoduls gegenüber dem Untergrund erreichbar zur Optimierung der Einstrahlwinkels der Sonne. Indem zumindest einer der Halteabschnitte einen Winkel mit dem Basisabschnitt einschließt, der kleiner als ein rechter Winkel ist und durch Neigung in Richtung des zweiten Halteabschnitts, kann eine gute Windüberstreichung des aufgestellten Trägerelements erfolgen, insbesondere durch im Wesentlichen parallel zur Aufstellebene einströmende Luftbewegungen. Besonders bevorzugt schließt ein installiertes Solarmodul mit dem Basisabschnitt einen Winkel kleiner 90° beziehungsweise dem rechten Winkel ein. Der Winkel beträgt dagegen bevorzugt zwischen 0° und 45°, weiter bevorzugt zwischen 5° und 40°. Eine Überströmung der Verbindungskante zwischen Halteelement und Solarmodul kann aufgrund physikalischer Effekte zu einer wirksamen Verhinderung eines Abhebens der Konstruktion führen.
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Jeder der Halteabschnitte ist insbesondere gleichzeitig mit den angrenzenden Endbereichen zweier benachbart zueinander angeordneter Solarmodule verbindbar und/oder verbunden. Üblicherweise werden mehrere Solarmodule in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Dann kann mittels eines Trägerelements durch Verbindung seiner Halteabschnitte gleichzeitig mit zweien der aufgereihten Solarmodule eine Verbindung derselben auf einfache Weise geschaffen werden. Zusätzliche Verbindungsmittel sind insbesondere nicht erforderlich. Da das Trägerelement vorzugsweise speziell zur gleichzeitigen Verbindung zweier Solarmodule ausgebildet ist, wird die Handhabung vereinfacht. Es kann damit auf einfache Weise durch jeweiliges Ergänzen weiterer Trägerelemente eine Reihe von Solarmodulen miteinander verbunden werden. Weitere Trägerelemente können derart ausgebildet sein, dass deren Halteabschnitte lediglich mit einem Endbereich eines Solarmoduls verbindbar und/oder verbunden sind. Die Trägerelemente weisen vorzugsweise auch nur die halbe Breite der Trägerelemente zum Verbinden zweier Solarmodule auf. Dementsprechend handelt es sich um sogenannte endseitige Trägerelemente oder Abschlusselemente für die beiden freien Enden einer Reihe Solarmodule.
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Vorzugsweise sind die Basisabschnitte und/oder die Halteabschnitte und/oder die Verbindungsmittel miteinander lösbar verbunden. Vorzugsweise sind dazu jeweils miteinander korrespondierende Befestigungsmittel zur werkzeuglosen Befestigung aneinander vorgesehen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Befestigungsmittel einerseits um insbesondere schlitzförmige Öffnungen oder Schlitze. Die Öffnungen sind zur Aufnahme korrespondierender Laschen als Gegenstücke ausgebildet. Bei diesen Laschen handelt es sich um geeignet zur Einführung in die schlitzartigen Öffnungen beziehungsweise Schlitze gebogene und ausgeschnittene Blechstreifen. Sie sind an den jeweiligen Bauteilen des Trägerelements vorgesehen. Um eine variable Positionierung beziehungsweise einen variablen Einsatz bei unterschiedlichen Größen der Solarmodule zu gewährleisten, können entsprechende Schlitze an unterschiedlichen Stellen der entsprechenden Komponenten vorgesehen sein. Durch Auswahl der jeweils geeigneten Schlitze bei der Montage kann dann eine Anpassung des Trägerelements an unterschiedliche Modulgrößen und/oder Rahmenabmessungen vorgenommen werden. Auch die Befestigungsmittel oder Klammern können durch entsprechende Schlitze eingesteckt werden. Eine Anlagefläche sorgt dann für eine Sicherung Die Bestandteile des Trägerelements, also insbesondere Halteabschnitte und/oder der Basisabschnitt und/oder die Verbindungsmittel, sind lösbar oder dauerhaft miteinander verbunden. Bevorzugt sind die Bestandteile, vorzugsweise Halteabschnitte und/oder der Basisabschnitt und/oder die Verbindungsmittel aus Blech gebildet, vorzugsweise aus einem Stück beziehungsweise einstückig. Durch eine solche einstückige Ausbildung des gesamten Trägerelements ist dies ohne vorherige Zusammenbau schnell mit dem Solarmodul verbindbar. Da dies jedoch zu Lasten des Packmaßes geht, kann alternativ eine zumindest teilweise zerlegbare Variante des Trägerelements vorgesehen sein. Bei dieser sind Bestandteile des Trägerelements, also beispielsweise wenigsten einer der Halteabschnitte und/oder der Basisabschnitt und/oder die Verbindungsmittel, wie insbesondere die Klammern als separate Teile ausgebildet. Die einzelnen Bauteile sind dann miteinander verbindbar, vorzugsweise durch lösbare oder dauerhafte Befestigungsmittel. Hierzu dienen besonders bevorzugt die oben bereits beschriebenen schlitzförmigen Öffnungen und korrespondierenden Laschen. Beispielsweise werden entsprechende Laschen zumindest eines der Halteabschnitte in entsprechende Öffnungen den Basisabschnitt eingesetzt beziehungsweise umgekehrt. Die Befestigungsmittel oder Klammern können ebenfalls als separate Bauteile vorgesehen sein. Damit wird eine entsprechende Anpassbarkeit an unterschiedlich große Solarmodule gewährleistet. Die Klammern weisen dazu vorzugsweise Laschen auf, die sie sich in Schlitze an unterschiedlichen Positionen einführen lassen. So wird beispielsweise verschiedenen Rahmenstärken der Module Rechnung getragen. Gleichzeitig weisen die Laschen der Klammern bevorzugt einen Vorsprung, eine Ausbuchtung oder eine Wölbung auf, die zum Hintergreifen eines Rahmenteils geeignet ist. Damit wird vorzugsweise eine Rastverbindung gebildet.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch ein Trägersystem für wenigstens ein Solarmodul, insbesondere ein Photovoltaikmodul, mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Demnach ist das wenigstens eine Solarmodul mit einem der oben beschriebenen Trägerelemente werkzeuglos verbindbar und/oder verbunden. Bevorzugt erfolgt die Verbindung an einem Endbereich des Solarmoduls. Durch die werkzeuglose Verbindung wird eine einfache und kostengünstige Montage sichergestellt. Eine Anordnung der Trägerelemente an einem Endbereich des Solarmoduls dient dazu, eine stabile Halterung vorzusehen, ohne unnötigen Materialverbrauch. Es ist insbesondere nicht erforderlich, auch zentrale Bereiche der Solarmodule abzustützen, wenn dies bereits hinreichend an den Randbereichen erfolgt.
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Zwei benachbart angeordnete Solarmodule sind besonders bevorzugt mit demselben Trägerelement verbindbar und/oder verbunden. Dies wird durch die endbereichsseitige Anordnung der Trägerelemente erreicht. Außerdem weist das Trägerelement zwei geeignete Befestigungsmöglichkeiten, insbesondere eine doppele Anzahl Befestigungsmittel, vorzugsweise Klammern, für Solarmodule auf. Diese Trägerelemente können dann gleichzeitig mit zwei nebeneinander in einer Reihe angeordneten Solarmodulen in Verbindung gebracht werden. Aufgrund der gleichzeitigen Verbindung mit zwei benachbarten Solarmodulen werden diese auf sichere Weise miteinander verbunden. Somit wird auch insgesamt eine stabile Reihung erreicht. Am Ende beziehungsweise Beginn einer jeden Reihe werden, wie oben bereits beschrieben wurde, entsprechend zur Befestigung an lediglich einem Solarmodul vorgesehene Trägerelemente verwendet. Es kann sich dabei um spezielle Trägerelemente mit lediglich der halben Baugröße als Randabschluss handeln. Alternativ können auch Trägerelemente für zwei Solarmodule versetzt angeordnet werden, so dass sie nicht über das Ende des Solarmoduls hinausragen. Dann ist beispielsweise auch nur die Hälfte der Klammern erforderlich, um eine stabile Verbindung zum Solarmodul herzustellen.
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Vorzugsweise sind zwei gemeinsam einem Solarmodul zugeordnete Trägerelemente durch ein einziges Verbindungselement beziehungsweise Abdeckteil miteinander werkzeuglos verbindbar und/oder verbunden. Diese Verbindung erfolgt bevorzugt lösbar, weiter bevorzugt mittels einer Steck-, Rast- und/oder Klemmverbindung. Besonders bevorzugt werden schlitzförmige Öffnungen auf einer Seite und korrespondierende Laschen oder Zungen auf der anderen Seite verwendet. Das Verbindungselement dient zur Sicherung der Positionierung der Trägerelemente relativ zueinander. Außerdem erfüllt das Verbindungselement aerodynamische Zwecke. Damit wird eine Abdeckung des offenen Bereichs zwischen zwei Trägerelementen erreicht. Somit kann für eine Umlenkung des Luftstroms über die Oberkante des Solarmoduls hinweg gesorgt werden. Statt eine Luftströmung unter die Solarmodule wehen zu lassen und diese anzuheben, kann so für ein Überströmen und dessen physikalische Folgen gesorgt werden. Die seitlichen Öffnungen am Ende einer Reihe von Solarmodulen können durch geeignete Seitenelemente verschlossen werden. Diese sind ebenfalls vorzugsweise werkzeuglos und/oder lösbar mit den Trägerelementen verbunden.
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Besonders bevorzugt ist das wenigstens eine Solarmodul unter einem Winkel zum Basisabschnitt beziehungsweise zur Aufstellfläche angeordnet. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen spitzen Winkel, insbesondere zwischen 0° und 45°. Der Winkel kann je nach durchschnittlichem Sonnenstand einer entsprechende Region angepasst werden. Hierzu sind beispielsweise Halteabschnitte mit unterschiedlichen Abmessungen vorzusehen, wenn diese austauschbar sind. Alternativ kann bei einer einstückigen Ausbildung des Trägerelements eine entsprechende Variante mit längerem Halteabschnitt auf einer Seite vorgesehen sein.
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Besonders bevorzugt sind benachbarte Reihen von Solarmodulen miteinander durch wenigstens ein Koppelelement verbindbar und/oder verbunden. Als Verbindungsmittel beziehungsweise Koppelelement kommt insbesondere eine Stange oder Koppelstange oder auch ein Kabelkanal in Betracht. Besonders bevorzugt kann auch für eine Kabelführung innerhalb des Koppelelements gesorgt werden. Dabei sind außerdem eine entsprechende Aussparungen zur Durchführung der Zu- beziehungsweise Ableitungen der Solarmodule vorzusehen, insbesondere im Koppelelement, in den Seitenelementen und in den Solarmodulen selber. Die Koppelelemente dienen zur Fixierung des Abstandes der einzelnen Reihen von Solarmodulen und gleichzeitig zur Stabilisierung des gesamten Trägersystems als eine Einheit. Die Befestigung der Koppelelemente an den Trägerelementen beziehungsweise den dort angebrachten Seitenelementen kann ebenfalls über entsprechende werkzeuglose Befestigungsmittel erfolgen, insbesondere Steck-, Rast- beziehungsweise Klemmverbindungen bevorzugt über eine Kombination von Laschen und schlitzartigen Öffnungen beziehungsweise geeigneten Klammern.
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Die der Erfindung zugrundliegende Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Solaranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Demnach weist eine Solaranlage ein Trägersystem wie oben beschrieben auf und wenigstens eines mit dem Trägersystem auf die oben beschriebene Weise werkzeuglos verbundenes Solarmodul beziehungsweise Photovoltaikmodul. Damit ist die Solaranlage auf einfache Weise vollständig werkzeuglos montierbar. Gegebenenfalls sind auch die Zu- und Ableitungen entsprechend werkzeuglos verbindbar ausgebildet, insbesondere steckbar.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerelements beziehungsweise eines Trägersystems, wie jeweils oben beschrieben ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle Bestandteile des Trägerelements und/oder des Trägersystems aus demselben Material und/oder Materialstück gefertigt werden. Damit ist eine besonders einfache und rationelle Produktion möglich. Es ist insbesondere nicht erforderlich, verschiedene Materialien oder Herstellungsprozesse vorzusehen.
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Besonders bevorzugt wird als Material ein flächiges Material, insbesondere Metall verwendet. Es handelt sich dabei insbesondere um Blech, vorzugsweise Stahlblech, insbesondere rostfrei. Solche Materialien lassen sich auf einfache Weise schneiden und in Form biegen. Gegebenenfalls können aber auch geeignete Kunststoffe oder Keramiken verwendet werden. Die entsprechenden Befestigungsmittel und Formgestaltungen der oben beschriebenen Bauteile lassen sich somit einfach und kostengünstig herstellen. Bekannte Trenn- oder Schneideverfahren, wie Sägen, Stanzen, Trennschweißen, Strahlschneiden, insbesondere Laser- oder Wasserstrahlschneiden kommen ins Betracht. Ebenso können Verformungen durch Biegen oder Stanzen, wie mittels einer Biegemaschine, einer Presse, einer Stanze oder ähnlichem, Verwendung finden. Besonders bevorzugt wird lediglich ein einziges Materialstück zur Herstellung mehrerer oder sogar aller Bestandteile eines Trägerelements und/oder Trägersystems verwendet. Damit kann auch beispielsweise aus einem Stück Blech ein vollständiges Trägerelement mit allen Bauteilen hergestellt werden, also insbesondere der Basisabschnitt und/oder der wenigstens eine Halteabschnitt und/oder das wenigstens eine Befestigungsmittel, wie eine Klammer und/oder das Koppelelement und/oder das Verbindungselement und/oder die Seitenelemente, etc.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:
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1 einen Ausschnitt aus einer Solaranlage mit installierten Solarmodulen,
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2 die Solaranlage der 1 mit lediglich eingesetzten Rahmen von Solarmodulen,
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3 eine vergrößerte Darstellung zweier verbundener Solarmodule einer Solaranlage,
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4 eine Explosionsdarstellung des Ausschnitts der Solaranlage der 3,
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5 eine Detailansicht eines Trägerelements der 4 im vorderen, flachen Bereich,
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6 eine Detailansicht eines Trägerelements gemäß der 4 im hinteren, erhöhten Bereich,
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7 eine teilweise montierte Übersichtsdarstellung eines Solarmoduls mit Trägerelementen bei Einsetzen eines Verbindungselementes,
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8 eine Detailansicht der 7,
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9 eine Detailansicht von Verbindungsklammern für einen Kabelkanal,
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10 eine zusammengebaute Darstellung der 9,
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11 eine Detaildarstellung eines Seitenelements mit Kopplungsklammer für einen Kabelkanal,
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12 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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13 eine Rückansicht des Ausführungsbeispiels der 12,
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14 eine Explosionsdarstellung der 13,
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15 eine Detaildarstellung der flachen Vorderkante des zweiten Ausführungsbeispiels der 13,
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16 eine Detaildarstellung des hinteren hohen Halteabschnitts des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der 12,
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17 eine Detaildarstellung der zerlegten hinteren, hohen Kante des Ausführungsbeispiels gemäß 14, und
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18 eine Detaildarstellung der vorderen, flachen Seitenkante in einer zerlegten Darstellung gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der 14.
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Das erste hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 1 bis 11 dargestellt. Einige der dort beschriebenen Merkmale der Erfindung sind jedoch insbesondere auch für das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung der 12 bis 18 von Relevanz.
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Die 1 zeigt eine Solaranlage 2 mit insgesamt vier Solarmodulen 4. Die Solarmodule 4 sind dabei mit Trägerelementen 6 und 8 verbunden, die zur Aufstellung der Solaranlage 2 auf einem Untergrund dienen. Des Weiteren sind die Trägerelemente 6 und 8 mittels Verbindungselementen 10 innerhalb der beiden dargestellten Reihen von Solarmodulen 4 verbunden. Die Verbindung zwischen den Reihen wird durch die beiden Koppelstangen 12 hergestellt. Die Endbereiche der beiden Reihen Solarmodule 4 sind dazu mittels Seitenelementen 14 abgedeckt. Mit diesen Seitenelementen 14 sind die Koppelstangen 12 verbunden. Die 2 zeigt praktisch dieselbe Solaranlage 2 wie die 1, in der jedoch die eigentlichen Sonnenkollektoren der Solarmodule 4 transparent dargestellt beziehungsweise entfernt wurden. Lediglich die umschließenden Rahmen der Module 4 sind hier zu Illustrationszwecken dargestellt.
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Die Solarmodule 4 sind durch die entsprechenden Trägerelemente 6 und 8 in einer gegenüber der Aufstellebene beziehungsweise dem Untergrund geneigten Stellung gehaltert. Wie der Explosionsdarstellung der 4 zu entnehmen ist, sind dazu die Rahmen 24 der Solarmodule 4 an unterschiedlich hoch aufragenden Halteabschnitten 16 gelagert. Zur eigentlichen Befestigung beziehungsweise Lagerung dienen Klammern 18 als Befestigungsmittel, die mit den Rahmen 24 der Solarmodule 4 in Eingriff stehen. Dazu sind die Klammern 18 mit Laschen 20 durch entsprechende Schlitze 20 derart hindurchgeführt, dass sie unterhalb der Unterkante der Rahmen 24 entlanggeführt werden können.
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Aufgrund eines endseitigen Vorsprungs 48 greifen die Klammern 18 dabei hinter den Rahmen 24 und sichern diesen gegen selbständiges Lösen. Hierzu ist oberhalb des Rahmens 24 an dem Halteabschnitt 16 eine Kante 26 vorgesehen. Diese Kante 26 dient dazu, eine Aufwärtsbewegung des Rahmens 24 zu verhindern. So kann die Klammer 18 den Rahmen 24 hintergreifen und ein Verschieben beziehungsweise Loslösen verhindern.
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Je nach Ausbildung des Rahmens 24 können die Klammern 18 in verschiedene Schlitze 22 der Halteabschnitte 16 eingesetzt werden. Dargestellt sind hier lediglich zwei übereinander angeordnete Schlitze für unterschiedliche Rahmenstärken beziehungsweise Rahmenhöhen. Je nach Rahmenstärke beziehungsweise -breite können Klammern 18 mit entsprechend längeren oder kürzeren Laschen 20 verwendet werden. Die Klammern 18 weisen im Übrigen eine Anlagefläche 40 zur Abstützung an der Außenseite beispielsweise der Halteabschnitte 16 oder entsprechender anderer Bauteile auf, um eine sichere Fixierung und Klammerwirkung zu ermöglichen.
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Die Halteabschnitte 16 sind auf jeweils einer Seite der Trägerelemente 6, 8 als Steckelemente 28 ausgebildet. Dies dient dazu, eine schräge Anordnung der Solarmodule 4 gegenüber dem Untergrund zu ermöglichen. Die Trägerelemente 6, 8 stehen im Übrigen mit der Unterseite des Basisabschnitts 30 auf einem hier nicht dargestellten Untergrund auf. Dementsprechend ist eine Hinterkante 34 des Solarmoduls 4 höher angeordnet als die Vorderkante 32. Insgesamt schließt damit das Solarmodul 4 mit dem Basisabschnitt 30 einen spitzen Winkel ein.
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Die Halteabschnitte 16 sind zur Verlängerung teilweise als Steckelemente 28 ausgebildet. Diese sind dann mittels der Verbindungselemente 10 ebenfalls miteinander verbunden. Die Verbindungselemente 10 dienen außerdem dazu, ein Unterströmen der Solarmodule 4 zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, dass die zwischen den Trägerelementen 6 und 8 entstehenden Öffnungen durch das Verbindungselement 10 größtenteils verschlossen werden. Lediglich kleine Öffnungen bleiben aus aerodynamischen Gründen bestehen.
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Wie auch die Klammern 18 sind auch die übrigen Bauteile der Trägerelemente 6 und 8 werkzeuglos montierbar. Dies wird dadurch erreicht, dass entsprechende Schlitze 20 und Laschen 22 in korrespondierender Weise an den zusammengehörenden Bauteilen vorgesehen sind. Beispielsweise werden die Steckelemente 28 beziehungsweise Halteabschnitte 16 mittels zweier Laschen 22 in entsprechende Schlitze 20 des Basisabschnitts 30 eingesteckt. Die Laschen 22 werden dabei von der Innenseite des Basisabschnitts 30 her durch die Schlitze 20 hindurch gesteckt, um so eine sichere Anlage und ein Abstützen der Laschen 22 am Basisabschnitt 30 zu ermöglichen. Die Laschen sind dazu in einer S-förmigen oder Z-förmigen Weise gebogen. Damit können sie gleichzeitig an beiden gegenüberliegenden Flächen des Elements zur Abstützung anliegen, durch das sie hindurch gesteckt sind.
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Das Solarmodul 4 wird zwischen dem vorderen Halteabschnitt 16 im Bereich der Vorderkante 32 des Solarmoduls 4 und das Steckelement 28 eingesetzt und mittels der Klammern 18 fixiert. Bereits durch die Anpresskraft des Steckelements 28 in Richtung der Vorderkante 32 des Solarmoduls 4 wird eine gute Fixierung des Solarmoduls 4 erreicht. Die Klammern 18 sorgen durch das Hintergreifen des Rahmens 24 außerdem dafür, dass ein Einrasten und kein selbsttätiges Lösen der Verbindung erfolgt.
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Wie den Darstellungen ebenfalls zu entnehmen ist, werden im Bereich zweier zusammenstoßender beziehungsweise benachbarter Solarmodule 4 jeweils Trägerelemente 8 verwendet, die breit genug sind, um gleichzeitig mit beiden benachbarten Solarmodulen 4 verbunden zu sein. Damit wird erreicht, dass die beiden Solarmodule 4 fest miteinander gekoppelt werden. Dazu kann eine entsprechend doppelte Anzahl Klammern 18 wie für ein einzelnes Solarmodul 4 vorgesehen sein. Eine solche Reihung kann selbstverständlich mehrfach wiederholt werden, so dass praktisch beliebig viel Solarmodule 4 in einer Reihe auf diese Weise gekoppelt werden können.
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Zur Abstützung der Solarmodule 4 an den Enden einer Reihe dienen in diesem Fall Trägerelemente 6, die lediglich etwa die halbe Breite der Trägerelemente 8 aufweisen. Da kein benachbartes Solarmodul vorhanden ist, genügt hier die materialsparende, schmale Variante des Trägerelements 6. Hier ist auch lediglich eine Klammer für jede der beiden gegenüberliegenden Seitenkanten des Solarmoduls 4 vorgesehen. Im Gegensatz dazu sind bei den Trägerelementen 8 jeweils zumindest insgesamt vier Klammern 18 vorgesehen, so dass jedes der beiden Solarmodule 4 mit zwei Klammern 18 gehalten wird, also eine Klammer je Seitenkante. Alternativ können allerdings auch die doppelten Trägerelemente 8 für die Randbereich verwendet werden, falls auf separate Trägerelemente 6 verzichtet werden soll.
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Im Bereich der Seitenflächen der Reihen von Solarmodulen 4 ist zur Abdeckung das bereits erwähnte Seitenelement 14 vorhanden. Dieses wird ebenfalls mittels einer Klammer 18 am diesmal seitlichen Abschnitt beziehungsweise Endbereich des Rahmens 24 befestigt. Im Übrigen dient es zur geklammerten Befestigung an einer Koppelstange 12.
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Die Klammern 18 weisen im Querschnitt eine im Wesentlichen L-förmige Gestalt auf. Dies dient dazu, dass sich die Klammern 18 nach Hindurchstecken durch die Schlitze 20 mit ihrer Lasche 22 an der Außenfläche des jeweiligen Bauteils abstützen können. Zur Abstützung dient die Anlagefläche 40. Die Anlagefläöche 40 liegt im Wesentlichen flach an dem Bauteil an, durch dessen Schlitz 20 die Lasche geführt wurde. Die Lasche 20 der Klammer 18 steht dann aufgrund der L-förmigen Gestalt im Wesentlichen senkrecht zur Ebene des entsprechenden Bauteils mit dem Schlitz 20. Aufgrund des entstehenden Hebelarms wird eine stabile Positionierung und Halterung erreicht. Außerdem weisen die Klammern 18 am vorderen freien Ende eine Kante beziehungsweise einen Vorsprung 38 zum Hintergreifen des Rahmens 24 des Solarmoduls 4 auf. Dieser Vorsprung 38 kann dazu beispielsweise als bogen- oder hakenförmige Ausformung ausgebildet sein.
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Die Verbindungselemente 10 weisen ebenfalls Laschen 22 auf, die in entsprechende Schlitze 20 der Trägerelemente 6 beziehungsweise 8 eingesteckt werden. Durch zusätzliche Fixierung mittels einer Klammer 18 am oberen Bereich am Rahmen 24 des Solarmoduls 4 wird ebenfalls eine sichere Befestigung erreicht. Je nach Breite des Solarmoduls 4 kann das Verbindungselement beziehungsweise die Klammer 18 in unterschiedliche, beispielsweise nebeneinander und/oder übereinander angeordnete Schlitze 22 eingesteckt werden. Damit lässt sich der Abstand der Trägerelemente 6 und 8 voneinander variieren. Wie oben beschrieben wurde, dient eine S- beziehungsweise Z-Form des Laschen 22 für eine stabile Verbindung. Die Form ist außerdem so gewählt, dass keine selbsttätiges Lösen im montierten Zustand erfolgen kann. Dies wird durch den S-förmigen Verlauf erreicht, der für ein Anliegen der Lasche 22 beziehungsweise der Anlagefläche 40 der Klammer 18 auf beiden Seiten der Bauteils sorgt, durch das die Lasche 22 hindurch gesteckt ist.
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Die in den 9 bis 11 dargestellten Koppelstangen 12 werden durch entsprechende Koppelklammern 36 miteinander verbunden. Damit können die hier dargestellten Koppelstangen 12 in Form von Kabelkanälen praktisch beliebig verlängert werden. Um ein Auseinanderziehen zu verhindern, weisen die Koppelklammern 36 dazu im hinteren Bereich zwei Vorsprünge 38 auf, die in entsprechende Öffnungen auf der Unterseite der Koppelstangen 12 eingreifen. Gleichzeitig können die Koppelklammern 36 dazu dienen, die Koppelstangen 12 mit den Seitenelementen 14 an den Solarmodulen 4 zu verbinden. Dazu werden die Koppelklammern 36 durch ein entsprechendes Schlitzpaar aus zwei einzelnen Schlitzen 20 in den Seitenelementen 14 hindurch gesteckt. Im Übrigen umgreifen die Koppelklammern 36 dann wie in 10 gezeigt die Seitenflächen der Koppelstange 12. Ein Einrasten durch Hintergreifen der Koppelstange 12 sorgt für eine sichere Verbindung.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 12 bis 18 dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen aus mehreren Teilen zusammengesteckten Rahmen 24 für Solarmodule 4. In diesem Fall wird allerdings zu Gunsten eines alternativen Aufbaus auf eine Zerlegung in einzelne Trägerelemente 6 und 8 verzichtet. Stattdessen wird das hier gezeigte Trägerelement 50 aus ebenfalls einer im Basisabschnitt 30, einem Steckelement 28 als hinterem Halteabschnitt 16 und einem vorderen Halteabschnitt 16 gebildet. Alternativ kann auch dieses Ausführungsbeispiel aus mehreren separaten Trägerelementen 6, 8 gebildet werden.
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Das hier ebenfalls lediglich als Rahmen 24 dargestellte Solarmodul wird zwischen den vorderen Halteabschnitt 16 und den hinteren Halteabschnitt 16 in Form des Steckelements 28 eingesetzt. Dabei dient wieder eine Kante 26 am jeweils oberen Ende der Halteabschnitte 16 dazu, ein Verrutschen oder Lösens des Rahmens 24 zu verhindern. Zur Erzeugung einer Klemm-, Steck- beziehungsweise Rastwirkung ist ein Federelement 52 als Alternative zu den Klammern 18 des ersten Ausführungsbeispiels vorgesehen. Dieses Federelement 52 als werkzeugloses Befestigungsmittel dient dazu, den Rahmen 24 auch hier selbsttätig beim Zusammenbau zu hintergreifen und somit gegen unbeabsichtigtes Lösen zu sichern. Um den Rahmen 24 herauszunehmen, ist es erforderlich, das Federelement 52 herunterzudrücken, um so das Hintergreifen des Rahmens 24 zu beenden.
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Um mehrere der Trägerelemente 50 miteinander koppeln zu können, weisen diese auf der Seiten eine Reihe von Schlitzen 54 und auf der anderen Seite korrespondierende Laschen 56 auf. Im vorliegenden Fall handelt es sich um jeweils drei Schlitze 54 und drei Laschen 56. Die Laschen 56 sind außerdem mit Vorsprüngen oder Widerhaken am Ende ausgebildet, um ein Hintergreifen der Ränder der Schlitze 54 zu ermöglichen. Somit sind die Trägerelemente 50 ebenfalls koppelbar, so dass eine Anordnung der Solarmodule 4 in einer Reihe erfolgen kann. Mittels Koppelstangen 12 und Koppelklammern 36 lässt sich wieder eine Solaranlage mit mehreren Reihen Solarmodulen 4 zusammenstellen.
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Die einzelnen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele lassen sich im Übrigen auch kombinieren.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Solaranlage
- 4
- Solarmodul
- 6
- Trägerelement
- 8
- Trägerelement
- 10
- Verbindungselemente
- 12
- Koppelstange
- 14
- Seitenelemente
- 16
- Halteabschnitt
- 18
- Klammer
- 20
- Schlitz
- 22
- Lasche
- 24
- Rahmen
- 26
- Kante
- 28
- Steckelement
- 30
- Basisabschnitt
- 32
- Vorderkante
- 34
- Hinterkante
- 36
- Koppelklammer
- 38
- Vorsprung
- 40
- Anlagefläche
- 50
- Trägerelement
- 52
- Federelement
- 54
- Schlitz
- 56
- Lasche
