DE102012209738A1

DE102012209738A1 - Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen

Info

Publication number: DE102012209738A1
Application number: DE102012209738A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-12
Also published as: DE202013002162U1; DE202013002774U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen für Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung, wobei die Photovoltaikmodule jeweils im Wesentlichen zueinander parallele Kanten (18, 20, 21) aufweisen und jeweils dachartig geneigt sind, wobei dadurch eine obere (20) der Kanten (18, 20, 21) des jeweiligen Photovoltaikmoduls um eine Höhe H höher angeordnet ist als eine durch eine untere (18) der Kanten (18, 20, 21) des jeweiligen Photovoltaikmoduls verlaufende Horizontale (22), wobei jeweils zwei der Photovoltaikmodule voneinander abgeneigt angeordnet sind, wobei ein Abstand A der oberen (20) der Kanten (18, 20, 21) dieser beiden Photovoltaikmodule mindestens 1H und höchstens 5H beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen für Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung.
Aus der DE 100 47 400 A1 ist eine derartige Anordnung bekannt. Bei dieser Anordnung sind auf einem Tragegerüst zur Faltmontage zwei dachförmig gegeneinander angestellte Solarmodule jeweils um einen Neigungswinkel zwischen 10° und 45° gegenüber einer Flachmontage geneigt angeordnet. Es können Dachhaken zur Befestigung am Dachgebälk vorgesehen sein. Die Montage dieser Solarmodule ist aufwändig. Sie erfordert eine Fixierung der Solarmodule am Untergrund.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verhältnismäßig einfach zu montierende Anordnung von Photovoltaikmodulen anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 9.
Erfindungsgemäß ist eine Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen für Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung vorgesehen, wobei die Photovoltaikmodule jeweils im Wesentlichen zueinander parallele Kanten aufweisen und jeweils dachartig geneigt sind, wobei dadurch eine obere der Kanten des jeweiligen Photovoltaikmoduls um eine Höhe H höher angeordnet ist als eine durch eine untere der Kanten des jeweiligen Photovoltaikmoduls verlaufende Horizontale. Jeweils zwei der Photovoltaikmodule sind dabei voneinander abgeneigt angeordnet, wobei ein Abstand A der oberen der Kanten dieser beiden Photovoltaikmodule mindestens 1H und höchstens 5H beträgt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einem "Photovoltaikmodul" eine Vorrichtung verstanden, welche das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie umwandeln kann. Solche Photovoltaikmodule können z. B. mit mono- oder polykristallinen Siliziumzellen oder Dünnschichtzellen bestückt sein. Ein Photovoltaikmodul umfasst im Allgemeinen mehrere solcher Zellen, welche sonnenseitig mittels einer Glas- oder Kunststoffscheibe abgedeckt sind. Die Siliziumzellen sind üblicherweise in eine transparente Kunststoffschicht eingebettet und an ihrer Rückseite mit einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie kaschiert.
Durch den im Vergleich zu bekannten Anordnungen von Photovoltaikmodulen großen Abstand A der oberen Kanten der beiden Photovoltaikmodule erreicht Luft unterhalb der Photovoltaikmodule bei über die Anordnung strömendem Wind eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als bei den bekannten Anordnungen. Dadurch bildet sich unter den Photovoltaikmodulen ein Unterdruck, so dass die Photovoltaikmodule nach unten gedrückt werden. Dadurch ist eine Verankerung der Anordnung auf einem Untergrund, wie z. B. einem Flachdach, nicht erforderlich. Der zur Verhinderung eines Anhebens der Anordnung durch Wind gegebenenfalls erforderliche Ballast ist dabei geringer als bei einem geringeren Abstand A der oberen der Kanten der beiden Photovoltaikmodule.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann, beispielsweise auf Füßen aus einem elastischen Material, einfach auf ein herkömmliches Flachdach gestellt und mit Ballast beschwert werden. Durch die geringe erforderliche Ballastierung der Anordnung kann dies auch auf statisch verhältnismäßig gering belastbaren Dächern realisiert werden. Die herkömmliche Entwässerung des Flachdachs wird dadurch nicht beeinträchtigt. Eine Durchdringung der Dachhaut zur Fixierung der Photovoltaikmodule mit einer damit einhergehenden Gefahr einer Undichtigkeit des Dachs ist bei der Montage der erfindungsgemäßen Anordnung nicht erforderlich. Der Montageaufwand ist dadurch deutlich verringert. Ein Aufstellen der erfindungsgemäßen Anordnung ohne eine Verankerung im Untergrund ist auf Flächen mit einer Neigung von bis zu 20° gegenüber einer Horizontalen möglich.
Ein weiterer mit der erfindungsgemäßen Anordnung einhergehender Vorteil ist, dass durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luft unter den Modulen eine bessere Belüftung und damit auch eine besserte Kühlung der Module erfolgt. Durch die bessere Kühlung ist der elektrische Widerstand der Module geringer und die Stromausbeute höher. Weiterhin ermöglicht der Abstand A zwischen den oberen Kanten der Photovoltaikmodule eine einfache Montage von Kabeln für den elektrischen Anschluss der Photovoltaikmodule und danach eine gute Zugänglichkeit zu diesen Kabeln. Es ist sowohl bei der Montage als auch bei späteren Wartungsarbeiten möglich, zwischen den oberen Kanten der Photovoltaikmodule zu laufen. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine Positionierung von Gewichten zur Ballastierung einer Trägeranordnung für die Photovoltaikmodule unterhalb der Module, so dass dadurch keine Verschattung der Module bewirkt werden kann.
Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung beträgt der Abstand A mindestens 1,5H und höchstens 4,5H, insbesondere mindestens 2H und höchstens 4H oder mindestens 1,5H und höchstens 3H. Der Abstand A kann mindestens 100 mm, insbesondere mindestens 200 mm, insbesondere mindestens 300 mm, insbesondere mindestens 400 mm, insbesondere höchstens 500 mm, betragen.
Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Abstand A größer als ein weiterer Abstand zwischen unteren der Kanten benachbarter Photovoltaikmodule. Dadurch werden besonders günstige Strömungsverhältnisse bei einem über die erfindungsgemäße Anordnung strömenden Wind erreicht, so dass sich unter den Photovoltaikmodulen ein verhältnismäßig starker Unterdruck bildet. Der weitere Abstand kann zwischen 50 mm und 200 mm betragen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindungsgemäßen Anordnung beträgt der Abstand A etwa 300 mm und der weitere Abstand etwa 100 mm.
Die Montage kann vereinfacht werden, wenn die Anordnung eine Trägerkonstruktion umfasst, an der mindestens zwei der Photovoltaikmodule befestigt sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit der Trägerkonstruktion kann auf einem Untergrund, insbesondere einem Flachdach, frei stehend ohne eine Verankerung im Untergrund angeordnet sein. Dadurch ist der Montageaufwand zur Erstellung der betriebsbereiten erfindungsgemäßen Anordnung besonders gering. Je nach Windverhältnissen und Gewicht der Anordnung mit der Trägerkonstruktion kann es günstig sein, die Trägerkonstruktion mit Gewichten zu belasten, damit die Anordnung bei starkem Wind und den daraus resultierenden Verwirbelungen an einer Dachkante nicht vom Untergrund abheben kann.
Gegenüber der Horizontalen können die Photovoltaikmodule um mindestens 5° und höchstens 25°, insbesondere um mindestens 10° und höchstens 15°, geneigt sein. Bei einer Neigung in diesem Bereich ist die Stromausbeute bei Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung bei gleichzeitig guter Flächenausnutzung auf einem Flachdach besonders gut. Weiterhin erfolgt bei dieser Neigung eine gute Hinterlüftung mit damit einhergehender Kühlung der Photovoltaikmodule. Bei einer Neigung gegenüber der Horizontalen ab etwa 10° ist darüber hinaus die Reinigung der Photovoltaikmodule durch Regen besonders gut.
Unter seitlichen Kanten der Photovoltaikmodule und unter endständigen oberen Kanten der Photovoltaikmodule der erfindungsgemäßen Anordnung können jeweils Abdeckungen angeordnet sein, um zu verhindern, dass Wind unter die Photovoltaikmodule greift und diese dadurch anhebt oder ihnen einen Auftrieb verschafft. Eine endständige obere Kante ist dabei eine obere Kante, die an einem Ende der erfindungsgemäßen Anordnung angeordnet ist, ohne dass ihr eine entsprechende obere Kante eines zweiten Photovoltaikmoduls direkt gegenübersteht.
Eine effiziente Flächenausnutzung üblicherweise rechteckiger Flachdächer wird erreicht, wenn die Photovoltaikmodule jeweils eine rechteckige von den Kanten begrenzte sonnenseitige Fläche aufweisen. Dadurch sind dann auch seitliche Kanten benachbarter Photovoltaikmodule im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Darstellung einer Trägerkonstruktion für die erfindungsgemäße Anordnung von Photovoltaikmodulen. Von den Photovoltaikmodulen sind hier zur Vereinfachung der Darstellung nur deren rechteckig umlaufende Rahmen dargestellt.
Die Figur zeigt die rechteckigen Rahmen 10 der Photovoltaikmodule. Die Rahmen 10 werden jeweils durch Halter 13 und Stützelemente 14 in ihrer geneigten Position gehalten. Die Halter 13 und die Stützelemente 14 sind durch Verbindungsmittel 12 mit den Trägern 15 verbunden. Zur Verhinderung eines Auftriebs durch unter die Photovoltaikmodule greifenden Wind sind seitlich an den Stützelementen 14 unterhalb der seitlichen Kanten 21 und unterhalb der oberen Kanten 20 der endständig in der Anordnung angeordneten Rahmen 10 jeweils Abdeckungen 16 angeordnet. Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass der Abstand A zwischen den oberen Kanten 20 benachbarter Photovoltaikmodule mindestens so groß ist wie die Höhe H. Dabei ist die Höhe H definiert als der Abstand zwischen einer durch eine untere Kante 18 des jeweiligen Photovoltaikmoduls verlaufenden Horizontalen 22 und einer oberen Kante 20 des jeweiligen Photovoltaikmoduls. Der weitere Abstand zwischen den unteren Kanten 18 benachbarter Photovoltaikmodule ist dabei im Allgemeinen geringer als der Abstand A.
Bezugszeichenliste

10: Rahmen
12: Verbindungsmittel
13: Halter
14: Stützelement
15: Träger
16: Abdeckung
18: untere Kante
20: obere Kante
21: seitliche Kante
22: Horizontale
A: Abstand
H: Höhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10047400 A1 [0002]

Claims

Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen für Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung, wobei die Photovoltaikmodule jeweils im Wesentlichen zueinander parallele Kanten (18, 20, 21) aufweisen und jeweils dachartig geneigt sind, wobei dadurch eine obere (20) der Kanten (18, 20, 21) des jeweiligen Photovoltaikmoduls um eine Höhe H höher angeordnet ist als eine durch eine untere (18) der Kanten (18, 20, 21) des jeweiligen Photovoltaikmoduls verlaufende Horizontale (22), wobei jeweils zwei der Photovoltaikmodule voneinander abgeneigt angeordnet sind, wobei ein Abstand A der oberen (20) der Kanten (18, 20, 21) dieser beiden Photovoltaikmodule mindestens 1H und höchstens 5H beträgt.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Abstand A mindestens 1,5H und höchstens 4,5H, insbesondere mindestens 2H und höchstens 4H, beträgt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand A mindestens 100 mm, insbesondere mindestens 200 mm, insbesondere mindestens 300 mm, insbesondere mindestens 400mm, insbesondere höchstens 500 mm, beträgt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand A größer ist als ein weiterer Abstand zwischen unteren (18) der Kanten (18, 20, 21) benachbarter Photovoltaikmodule.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung eine Trägerkonstruktion (10, 12, 14) umfasst, an der mindestens zwei der Photovoltaikmodule befestigt sind.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Anordnung mit der Trägerkonstruktion (10, 12, 14) auf einem Untergrund, insbesondere einem Flachdach, frei stehend ohne eine Verankerung im Untergrund angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 6, wobei die Trägerkonstruktion (10, 12, 14) mit Gewichten belastet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Neigung der Photovoltaikmodule gegenüber der Horizontalen (22) mindestens 5° und höchstens 25°, insbesondere mindestens 10° und höchstens 15°, beträgt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Photovoltaikmodule jeweils eine rechteckige von den Kanten (18, 20, 21) begrenzte Fläche aufweisen.