DE102013204196A1 - Device for mounting photovoltaic modules on roof surfaces, in particular of lightweight roofs - Google Patents
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Abstract
Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren von Photovoltaikmodulen auf Dachflächen insbesondere von leichten Dächern, umfassend wenigstens ein flexibles Trägermaterial mit darauf angeordneten Photovoltaikmodulen, wenigstens drei Befestigungsvorrichtungen zum Aufspannen des Trägermaterials, wobei die Befestigungsvorrichtungen so ausgebildet sind, dass das Trägermaterial von der Dachfläche beabstandet aufgespannt wird, und dass die auf das Trägermaterial wirkenden Aufspannkräfte so ausgebildet sind, dass das Trägermaterial durch die auftretenden Windkräfte und/oder Schneelasten im Wesentlichen nicht verformt wird.The application relates to a device for mounting photovoltaic modules on roof surfaces, in particular of light roofs, comprising at least one flexible carrier material with photovoltaic modules arranged thereon, at least three fastening devices for clamping the carrier material, the fastening devices being designed such that the carrier material is clamped at a distance from the roof surface , and that the clamping forces acting on the carrier material are designed such that the carrier material is essentially not deformed by the wind forces and / or snow loads that occur.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Montieren von Photovoltaikmodulen auf Dachflächen, insbesondere von leichten Dächern.The invention relates to a device for mounting photovoltaic modules on roofs, especially light roofs.
Aus der
In der
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Montieren von Photovoltaikmodulen auf Dachflächen, insbesondere von leichten Dächern, bereitzustellen, die möglichst leicht, einfach und kostengünstig ausgestaltet ist und gegenüber Witterungseinflüssen unempfindlich ist.The invention is therefore an object of the invention to provide a device for mounting photovoltaic modules on roofs, in particular of lightweight roofs, which is as light as possible, simple and inexpensive and is insensitive to weathering.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Montieren von Photovoltaikmodulen auf Dachflächen, insbesondere von leichten Dächern, umfassend wenigstens ein flexibles Trägermaterial, mit darauf angeordneten Photovoltaikmodulen, wenigstens drei Befestigungsvorrichtungen zum Aufspannen des Trägermaterials, wobei die Befestigungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass das Trägermaterial von der Dachfläche beabstandet aufgespannt wird und das die auf das Trägermaterial wirkenden Aufspannkräfte so ausgebildet sind, dass das Trägermaterial durch die auftretenden Windkräfte und/oder Schneelasten im Wesentlichen nicht verformt wird.The object is achieved by a device for mounting photovoltaic modules on roof surfaces, in particular light roofs, comprising at least one flexible substrate, with photovoltaic modules arranged thereon, at least three fastening devices for clamping the carrier material, wherein the fastening device is formed so that the carrier material of the Roof surface is spanned spaced and the forces acting on the substrate clamping forces are formed so that the substrate is not deformed by the wind forces and / or snow loads occurring substantially.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass diese auf einfache Art und Weise an einer Dachfläche montiert werden kann, insbesondere an leichten Dächern, mit einer unterbrochenen Oberfläche, wie beispielsweise einer wellenförmigen oder trapezförmigen Oberfläche. Eine Bemessung der Konstruktion auf Schneelasten ist weiterhin bei der Wahl geeigneter Federkräfte und -wege nicht erforderlich, da sich bei Schneelasten die Konstruktion auf das Dach absenken kann für deren Lastaufnahme die Dächer ausgelegt sind.The device according to the invention has the advantage that it can be mounted in a simple manner on a roof surface, in particular on lightweight roofs, with an interrupted surface, such as a wave-shaped or trapezoidal surface. A design of the construction on snow loads is still not required in the selection of suitable spring forces and paths, as in snow loads, the construction can lower to the roof for the load bearing the roofs are designed.
Die Anzahl der Photovoltaikmodule auf dem Trägermaterial ist variabel und abhängig von der Größe der Photovoltaikmodule und der Größe des Trägermaterials bzw. der Dachfläche.The number of photovoltaic modules on the carrier material is variable and depends on the size of the photovoltaic modules and the size of the carrier material or the roof surface.
Die auf das Trägermaterial wirkenden Windkräfte und/oder Schneelasten werden anhand des Standortes der Vorrichtung und der dort vorherrschenden Klimabedingungen bestimmt. Von Bauwerken ist es bekannt, diese für Windgeschwindigkeiten auszulegen, die nur alle fünfzig Jahre auftreten oder überschritten werden. Anhand der für das Bauwerk bestimmten Belastung kann ebenfalls die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgelegt werden. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung auf wenigstens 90% dieser Belastungen ausgelegt.The forces acting on the substrate wind forces and / or snow loads are determined by the location of the device and the climate conditions prevailing there. Structures are known to be designed for wind speeds that only occur or are exceeded every fifty years. On the basis of the load for the structure can also be designed according to the invention device. Preferably, the device according to the invention is designed for at least 90% of these loads.
Als besonders zweckmäßig hat sich die Verwendung von flexiblen Photovoltaikmodulen erwiesen, beispielsweise von flexiblen Photovoltaikmodulen gemäß der
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung umfasst wenigstens eine Befestigungsvorrichtung ein Federelement, vorzugsweise eine Tellerfeder, eine Gummihohlfeder oder einen druckgeregelten Pneumatikzylinder. Mittels des Federelements können die Befestigungsvorrichtungen zum Aufspannen des Trägermaterials so ausgebildet werden, dass das Trägermaterial von der Dachfläche beabstandet aufgespannt wird und dass die auf das Trägermaterial wirkenden Aufspannkräfte so ausgebildet sind, dass das Trägermaterial durch die auftretenden Windkräfte und/oder Schneelasten im Wesentlichen nicht verformt wird. Beispielsweise können die Kennlinien des Federelements an die auftretenden Windkräfte und/oder Schneelasten am Aufstellungsort angepasst werden.According to a preferred variant of the invention, at least one fastening device comprises a spring element, preferably a disc spring, a rubber hollow spring or a pressure-controlled pneumatic cylinder. By means of the spring element, the fastening devices for mounting the carrier material can be formed so that the carrier material is clamped spaced from the roof surface and that acting on the substrate clamping forces are formed so that the carrier material by the wind forces and / or snow loads substantially not deformed becomes. For example, the characteristics of the spring element can be adapted to the occurring wind forces and / or snow loads at the site.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung umfasst die Vorrichtung wenigstens ein Dämpfungselement zwischen Trägermaterial und einer Befestigungsvorrichtung. Das Dämpfungselement dient dabei zur Unterdrückung von Schwingungen, die durch die auftretenden Windkräfte verursacht werden. Insbesondere dient das Dämpfungselement zur Unterdrückung des Auftretens der Resonanzfrequenz des Trägermaterials.According to a further variant of the invention, the device comprises at least one damping element between the carrier material and a fastening device. The damping element serves to suppress vibrations that are caused by the wind forces occurring. In particular, the damping element serves to suppress the occurrence of the resonance frequency of the carrier material.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung umfasst die Vorrichtung mehrere Trägermaterialbahnen mit darauf angeordneten Photovoltaikmodulen. Durch die Verwendung von mehreren Trägermaterialbahnen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach an die Dachfläche angepasst werden, auf welcher die Vorrichtung montiert werden soll.According to a further variant of the invention, the device comprises a plurality of carrier material webs with photovoltaic modules arranged thereon. By using a plurality of substrate sheets, the device of the invention can be easily adapted to the roof surface on which the device is to be mounted.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen zwei benachbarten Trägermaterialbahnen ein Federelement und/oder ein Dämpfungselement angeordnet ist. Das zusätzliche Federelement dient dabei ebenfalls der Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die auftretenden Windkräfte und/oder Schneelasten. Das zusätzliche Dämpfungselement dient wiederum zur Unterdrückung von eventuell auftretenden Schwingungen durch die auftretenden Windkräfte.It is particularly advantageous if a spring element and / or a damping element is arranged between two adjacent carrier material webs. The additional spring element also serves to adapt the device according to the invention to the occurring wind forces and / or snow loads. The additional damping element in turn serves to suppress any vibrations that may occur due to the occurring wind forces.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung ist zwischen wenigstens zwei benachbarten Trägermaterialbahnen ein Luftdurchtrittsspalt angeordnet. Durch den Luftdurchtrittsspalt werden die auf die Vorrichtung wirkenden Windkräfte reduziert. Weiterhin können die Luftdurchtrittsspalten so ausgelegt werden, dass eine Begehung der darunter liegenden Dachfläche ermöglicht wird.According to a further variant of the invention, an air passage gap is arranged between at least two adjacent carrier material webs. The air passage gap reduces the wind forces acting on the device. Furthermore, the air passage columns can be designed so that an inspection of the underlying roof surface is made possible.
Zweckmäßigerweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung Aussparungen für Dachdurchdringungen auf.Conveniently, the device according to the invention has recesses for roof penetrations.
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die auf dem Trägermaterial angeordneten Photovoltaikmodule flexibel ausgebildet. Durch die flexible Ausgestaltung der Photovoltaikmodule können diese beim Aufspannen des Trägermaterials während der Montage an die Umgebung angepasst werden. Dadurch, dass erfindungsgemäß das Trägermaterial nachfolgend durch die auftretenden Windkräfte und/oder Schneelasten im Wesentlichen nicht mehr verformt wird, werden Beschädigungen durch nachfolgende Verformungen des Trägermaterials verhindert, insbesondere Beschädigungen durch ständige Verformung des Trägermaterials.According to a preferred variant of the invention, the photovoltaic modules arranged on the carrier material are flexible. Due to the flexible design of the photovoltaic modules they can be adapted during mounting of the substrate during assembly to the environment. Due to the fact that according to the invention the carrier material is subsequently substantially no longer deformed by the occurring wind forces and / or snow loads, damage is prevented by subsequent deformations of the carrier material, in particular damage due to constant deformation of the carrier material.
Zweckmäßigerweise sind die Photovoltaikmodule direkt auf das Trägermaterial aufgedruckt, auf diesem aufgeklebt oder auflaminiert. Alternativ können die Photovoltaikmodule in für die Photovoltaikmodule ausgebildete Ausnehmungen angeordnet sein, vorzugsweise mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung, beispielsweise in Form einer Folie. Derartige Ausnehmungen können auch als Taschen ausgebildet sein.Appropriately, the photovoltaic modules are printed directly on the substrate, glued or laminated on this. Alternatively, the photovoltaic modules may be arranged in recesses formed for the photovoltaic modules, preferably with a translucent cover, for example in the form of a foil. Such recesses may also be formed as pockets.
Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ist das Trägermaterial als Membran ausgebildet, vorzugsweise als flexible, winddurchlässige und/oder wasserdurchlässige Membran. Dadurch werden die Belastungen durch die äußeren Witterungseinflüsse auf die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter reduziert.According to a preferred variant of the invention, the carrier material is formed as a membrane, preferably as a flexible, wind-permeable and / or water-permeable membrane. As a result, the loads are further reduced by the external influences of the weather on the device according to the invention.
Zweckmäßigerweise weist die Membran eine Flächendichte zwischen 0,3 und 1,5 kg/m2 auf.Conveniently, the membrane has a surface density between 0.3 and 1.5 kg / m 2 .
Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung besteht das Trägermaterial aus einem der folgenden Materialien: Glasgittergewebe mit Polytetrafluorethylenbeschichtung (PTFE), Glasgewebe mit Silikonbeschichtung, Polyestergewebe mit Polyvinylchloridbeschichtung (PVC) oder Ethylentetrafluorethylenfolien (ETFE).According to a preferred variant of the invention, the support material consists of one of the following materials: glass mesh fabric with polytetrafluoroethylene coating (PTFE), glass fabric with silicone coating, polyester fabric with polyvinyl chloride coating (PVC) or ethylene tetrafluoroethylene films (ETFE).
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist der Abstand zwischen Trägermaterial und Dachfläche kleiner als 30 cm, vorzugsweise kleiner als 20 cm und weiter vorzugsweise kleiner als 10 cm. Der geringe Abstand zwischen Trägermaterial und Dachfläche hat den Vorteil, dass die auf das Trägermaterial wirkenden Windkräfte reduziert werden, da durch den geringen Abstand nur wenig Wind zwischen Dachfläche und Trägermaterial gelangt. Des Weiteren bietet der geringe Abstand den Vorteil, dass bei Auftreten besonders hoher Lasten, beispielsweise durch große Schneemengen, das Trägermaterial in Richtung der Dachfläche bei Überschreiten der durch die Befestigungsvorrichtung aufnehmbaren Kräfte nur bis zur Dachfläche verformt werden kann.According to a further variant of the invention, the distance between the carrier material and the roof surface is less than 30 cm, preferably less than 20 cm and more preferably less than 10 cm. The small distance between the carrier material and the roof surface has the advantage that the wind forces acting on the carrier material are reduced, since only a small amount of wind is caused by the small distance between the roof surface and the carrier material. Furthermore, the small distance offers the advantage that when particularly high loads occur, for example due to large quantities of snow, the carrier material can be deformed in the direction of the roof surface when the forces that can be absorbed by the fastening device are exceeded only up to the roof surface.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen wenigstens zwei Befestigungsvorrichtungen wenigstens ein Seil gespannt, an welchem das Trägermaterial befestigt ist.According to an expedient embodiment of the invention, at least one cable is tensioned between at least two fastening devices, to which the carrier material is attached.
Das Seil ist dabei beispielsweise als Stahlseil ausgebildet.The rope is designed, for example, as a steel cable.
Besonders bevorzugt ist das Seil als elektrischer Leiter ausgebildet, so dass zusätzliche elektrische Leitungen zum Anschluss der Photovoltaikmodule überflüssig sind.Particularly preferably, the cable is designed as an electrical conductor, so that additional electrical lines for connecting the photovoltaic modules are superfluous.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments illustrated in FIGS. Show it:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass die auf dem Trägermaterial
Die Befestigungsvorrichtungen
Zwischen den Befestigungsvorrichtungen
Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Das Trägermaterial
Zweckmäßigerweise weist diese Membran eine Flächendichte zwischen 0,3 und 1,5 kg/m2 auf, um eine Montage auf leichten Dächern zu ermöglichen.Conveniently, this membrane has a surface density between 0.3 and 1.5 kg / m 2 , to allow mounting on lightweight roofs.
Eine Membran, die die vorgenannten Merkmale aufweist, ist beispielsweise aus einem PTFE-beschichteten Glasgittergewebe, einer ETFE-Folie, einem Glasgewebe mit Silikonbeschichtung oder einem PVC-beschichteten Polyestergewebe hergestellt.A membrane having the aforementioned features is made of, for example, a PTFE-coated glass mesh fabric, an ETFE film, a silicone-coated glass fabric or a PVC-coated polyester fabric.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung
Das in
Die Ausgestaltung nach
Die in
Des Weiteren sind zwischen benachbarten Trägermaterialbahnen
Die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Photovoltaikmodulphotovoltaic module
- 33
- Dachflächeroof
- 44
- Trägermaterialsupport material
- 55
- Befestigungsvorrichtungfastening device
- 66
- Federelementspring element
- 77
- Dämpfungselementdamping element
- 88th
- TrägermaterialbahnSubstrate sheet
- 99
- TrägermaterialbahnSubstrate sheet
- 1010
- TrägermaterialbahnSubstrate sheet
- 1111
- LuftdurchtrittsspalteAir passage gaps
- 1212
- TrägermaterialstückCarrier piece
- 1313
- Seilrope
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 4142565 A1 [0003] DE 4142565 A1 [0003]
- US 5212916 [0004] US 5212916 [0004]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16M0013000000 Ipc: H02S0020230000 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |