DE102013216173A1

DE102013216173A1 - Anordnung und Verfahren zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls

Info

Publication number: DE102013216173A1
Application number: DE102013216173.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Zabel; Helmut Zabel
Original assignee: Hanergy Holding Group Ltd
Current assignee: Beijing Apollo Ding Rong Solar Technology Co Ltd
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2015-02-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls (2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_b, 2a_c), wobei die Anordnung mindestens ein erstes Tragelement (3a, 54a) und mindestens ein Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) umfasst, wobei das erste Tragelement (3a, 54a) eine Längsachse (23) aufweist, wobei das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) eine Längsachse (18) aufweist, wobei das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) an einem ersten freien Ende (6a) des ersten Tragelements (3a, 54a) derart angeordnet ist, dass an dem ersten freien Ende (6a) eine Tangente an die Längsachse (18) des Verbindungselements (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) parallel zu einer Tangente an die Längsachse (23) am ersten freien Ende (6a) des ersten Tragelements (3a, 54a) verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Anordnungen zur Halterung von Photovoltaikmodulen bekannt.
So beschreibt z.B. die WO 2013/040687 A1 eine Solarmodulanordnung mit einer Haltestruktur. Die Haltestruktur umfasst Nord-Süd-Schienen und Ost-West-Schienen. Die Nord-Süd-Schienen sind gekrümmt ausgeführt. Weiter sind diese Nord-Süd-Schienen über Pfähle, die sich in vertikaler Richtung nach oben erstrecken, an einer Basis befestigt.
Die DE 20 2009 004 217 U1 offenbart eine Montierung für Solarmodule, mit einer Anzahl parallel beabstandeter Schienen zur Aufnahme der Solarmodule, wobei die Schienen seitliche Nuten zur Führung eines zwischen die Schienen eingeschobenen Solarmoduls aufweisen. Die Schienen sind über vertikale Ständer auf dem Boden befestigt.
Die US 2009/0235593 A1 offenbart eine Dekorations-Solarmodulbrücke, die Leistungsquellen für gewerbliche und Wohnzwecke bereitstellt. Diese Anordnung kann Tragelemente und Verbindungselemente umfassen, wobei Verbindungselemente die Tragelemente auf einem Boden abstützen. Die Verbindungselemente sind jedoch nicht an freien Enden der Tragelemente angeordnet.
Es stellt sich das technische Problem, eine Anordnung und ein Verfahren zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls zu schaffen, welche eine dauerhafte Befestigung von, insbesondere rahmenlosen, Photovoltaikmodulen ermöglichen, wobei eine Lastabtragung, insbesondere des Eigengewichts der Anordnung und des Gewichts der Photovoltaikmodule, in einen Befestigungsbereich optimiert wird.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird eine Anordnung zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls. Das Photovoltaikmodul (PV-Modul) kann insbesondere ein rahmenloses PV-Modul sein. Selbstverständlich kann das Photovoltaikmodul aber auch ein gerahmtes PV-Modul sein, beispielsweise ein über eine Rast- oder Klickverbindung befestigbares PV-Modul. Das PV-Modul dient zur Erzeugung elektrischer Energie aus Sonnenenergie.
Unter einer Halterung wird hierbei ein mechanisches Befestigen oder Fixieren des PV-Moduls verstanden. So ist es mittels der Anordnung möglich, ein PV-Modul in einer gewünschten Position und Ausrichtung, insbesondere relativ zu einer Bodenfläche, anzuordnen. Die Halterung kann hierbei derart erfolgen, dass das Photovoltaikmodul ortsfest, also in Position und Ausrichtung unveränderbar, gehaltert ist.
Die Anordnung umfasst mindestens ein Tragelement. Das Tragelement bezeichnet hierbei ein Element, an welchem das PV-Modul direkt oder über eine weitere Teilanordnung zur Halterung befestigt ist.
Das Tragelement kann ein vorbestimmtes Profil aufweisen. So ist es z.B. möglich, dass das Tragelement ein U-Profil, ein Vierkantprofil, ein Rohrprofil oder ein mehrfach abgekantetes Profil aufweist. Auch kann das Tragelement ein Strangpressprofil sein. Das Profil kann hierbei aus Stahl, insbesondere Stahlblech, Aluminium oder Holz ausgebildet sein. Selbstverständlich ist jedoch auch ein anderes Material vorstellbar.
Vorzugsweise weist das Tragelement ein Innenvolumen auf, welches zumindest teilweise durch das Tragelement umfasst wird. Somit kann das Profil des Tragelements beispielsweise als Hohlprofil ausgebildet sein. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Tragelement als Vollprofil, insbesondere als Vollholzprofil, auszubilden.
Weiter umfasst die Anordnung ein Verbindungselement des ersten Tragelements. Das Verbindungselement des ersten Tragelements dient zur mechanischen Verbindung des ersten Tragelements mit einem Befestigungsabschnitt, beispielsweise einem Fundament, und/oder mit einem Verbindungselement eines weiteren Tragelements. Das Verbindungselement kann auch als Stützelement bezeichnet werden.
Das Verbindungselement kann als U-Profil, Vierkantprofil, Rohrprofil, Strangpressprofil, Rohrhalbprofil oder, insbesondere mehrfach, abgekantetes Profil ausgebildet sein.
Das Verbindungselement kann zumindest teilweise aus Holz bestehen, wobei das Holz, je nach klimatischem Umfeld, chemisch oder thermisch behandelt sein kann. Alternativ kann das Verbindungselement als Kunststoff- oder Kunststoffverbundprofil ausgebildet sein, insbesondere als witterungsbeständiges Kunststoff(verbund)profil.
Vorzugsweise besteht das Tragelement aus Stahlblech, insbesondere verzinktem Stahlblech, oder aus Aluminium. Das Tragelement kann hierbei eine vorbestimmte Dicke oder Stärke aufweisen, beispielsweise eine Dicke von 2 mm.
Das erste Tragelement weist eine Längsachse auf. Die Längsachse kann sich in eine oder entlang einer Längsrichtung des ersten Tragelements erstrecken. Die Längsachse kann hierbei z.B. eine zentrale Längsachse des ersten Tragelements sein. Z.B. kann die Längsachse eine Symmetrieachse des ersten Tragelements sein. Weiter ist es möglich, dass sich die Längsachse als Schnittlinie einer Symmetrieebene des ersten Tragelements und einer Befestigungsoberfläche des ersten Tragelements ergibt, wobei an der Befestigungsoberfläche ein PV-Modul oder die nachfolgend erläuterte Teilanordnung zur Halterung des PV-Moduls befestigt ist.
Das Verbindungselement des ersten Tragelements weist ebenfalls eine Längsachse auf. Die Längsachse kann sich in eine oder entlang einer Längsrichtung des Verbindungselements erstrecken. Auch diese Längsachse kann eine Symmetrieachse oder zentrale Längsachse des Verbindungselements sein.
Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement des ersten Tragelements an einem ersten freien Ende des ersten Tragelements derart angeordnet, dass an dem ersten freien Ende eine Tangente an die Längsachse des Verbindungselements des ersten Tragelements parallel zu einer Tangente an die Längsachse am ersten freien Ende des ersten Tragelements verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht.
Das freie Ende bezeichnet hierbei ein Ende des ersten Tragelements entlang der Längsrichtung, in der sich auch die zentrale Längsachse erstreckt. Somit ist das Verbindungselement derart am ersten Tragelement angeordnet, dass die Längsachsen im Bereich des ersten freien Endes eine gleiche räumliche Orientierung aufweisen. Anschaulich gesprochen bedeutet dies, dass das erste Verbindungselement derart am ersten Tragelement angeordnet wird, dass das erste Tragelement am freien Ende durch das Verbindungselement mit der am freien Ende vorliegenden Orientierung des ersten Tragelements verlängert wird. Somit wird also der räumliche Verlauf des Tragelements durch das Verbindungselement zumindest am ersten freien Ende aufgenommen.
Der Begriff „parallel“ umfasst hierbei, dass die Längsachsen kollinear, also überlagernd, angeordnet sein können.
Der vorbestimmte Winkel bezeichnet den zwischen den Tangenten eingeschlossenen spitzen Winkel und kann z.B. kleiner als 45°, 30°, bevorzugt jedoch kleiner als 15°, sein.
Vorzugsweise umfasst die Anordnung ein weiteres Verbindungselement des ersten Tragelements, welches an einem weiteren freien Ende des Tragelements in entsprechender Weise angeordnet ist. Das weitere freie Ende liegt hierbei dem ersten freien Ende entlang der Längsrichtung gegenüber.
Die vorgeschlagene Anordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine, insbesondere bei einem gekrümmten oder bogenförmigen Tragelement, verbesserte Einleitung von auf das Tragelement ausgeübten Kräften in z.B. ein Fundament. Hierbei werden z.B. ein Gewicht der PV-Module, ein Eigengewicht der Anordnung sowie aus Windlast oder Schneelast resultierende Druck- oder Zugkräfte von dem Tragelement über das Verbindungselement verbessert in ein Fundament eingeleitet, insbesondere derart, dass dass die verbleibenden und auf das Tragelement wirkenden Kräfte, die nicht in das Fundament eingeleitet werden, reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Tragelement bogenförmig ausgebildet. Das erste Tragelement kann hierbei z.B. einen Teil eines Kreisbogens ausbilden. In diesem Fall kann die Längsachse des ersten Tragelements einem Kreisbogenausschnitt um einen Mittelpunkt des bogenförmigen ersten Tragelements entsprechen. Die gekrümmte Längsachse kann diesem Fall die gleiche Krümmung wie eine gekrümmte Befestigungsoberfläche des bogenförmigen Tragelements aufweisen.
Das erste Tragelement kann somit eine gekrümmte Befestigungsoberfläche aufweisen, an der die PV-Module oder die nachfolgend erläuterten Teilanordnungen zur Halterung der PV-Module befestigt werden können.
Ein Mittelpunktswinkel des bogenförmigen Tragelements bzw. der gekrümmten Längsachse kann kleiner als 180° sein. Bevorzugt liegt der Mittelpunktswinkel in einem Winkelintervall von 60° bis 120°.
Das bogenförmige erste Tragelement kann eine vorbestimmte Krümmung aufweisen. Diese kann abhängig von einer Anzahl und/oder Dimension und/oder gewünschten Ausrichtung der am bogenförmigen Tragelement zu befestigenden PV-Module gewählt werden.
Ein bogenförmiges Tragelement ermöglicht vorteilhafterweise die Anordnung mehrerer PV-Module entlang der gekrümmten Befestigungsoberfläche, wobei die PV-Module relativ zueinander unterschiedliche Ausrichtungen aufweisen. So können die PV-Module z.B. mit unterschiedlichen Neigungswinkeln entlang der gekrümmten Befestigungsoberfläche an dem bogenförmigen ersten Tragelement befestigt werden. Ein Neigungswinkel kann hierbei beispielsweise einen Winkel zwischen einer planen Oberfläche eines PV-Moduls mit einer horizontalen Oberfläche, an der das bogenförmige Tragelement befestigt wird, bezeichnen, wobei der Neigungswinkel in einem Winkelbereich von beispielsweise von –90° bis 90° liegen kann. So können beispielsweise Neigungswinkel von ±7°, ±20° und ±33° eingestellt werden.
Eine solche Anordnung von PV-Modulen ermöglicht in vorteilhafter Weise eine verbesserte Verteilung der Menge an durch die PV-Module über den Tag produzierte elektrische Energie. Die elektrische Mittagsspitzen-Peaklast-Parabel lässt sich entsprechend einer Bogenhöhe und einer Anzahl der an dem bogenförmigen Tragelement befestigten PV-Module abflachen und damit besser an einen gewünschten Energiebedarf, insbesondere einem gewünschten Tagesenergiebedarf, anpassen.
Ein bogenförmiges Tragelement kann hierbei auch mindestens einen geraden, also ungekrümmten Abschnitt und mindestens einen gekrümmten Abschnitt umfassen. So ist z.B. vorstellbar, dass an einem freien Ende oder beiden freien Enden des bogenförmigen Tragelements ungekrümmte Abschnitte angeordnet sind. Zwischen ungekrümmten Abschnitten kann dann ein gekrümmter Abschnitt angeordnet sein. In ein Innenvolumen dieser ungekrümmten Abschnitte kann beispielsweise jeweils ein Verbindungselement eingebracht werden. Auch ist es möglich, dass ein ungekrümmter Abschnitt in ein Innenvolumen eines Verbindungselements eingebracht wird.
Alternativ kann das Trageelement aber auch zwei gerade und ungekrümmte Abschnitte umfassen, die sich unter einem vorbestimmten Winkel schneiden, wobei PV-Module an diesen geraden Abschnitten befestigt sind.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist das Verbindungselement des ersten Tragelements zumindest einen ungekrümmten Abschnitt mit einer ungekrümmten Längsachse auf. Besonders vorzugsweise ist das Verbindungselement des ersten Tragelements ein ungekrümmtes Verbindungselement mit einer ungekrümmten und somit geraden Längsachse.
In diesem Fall kann das Verbindungselement des ersten Tragelements an dem ersten freien Ende des ersten Tragelements derart angeordnet werden, dass die Längsachse des ungekrümmten Abschnitts des Verbindungselements des ersten Tragelements parallel zu der Tangente an die Längsachse am ersten freien Ende des ersten Tragelements verläuft oder um nicht mehr als den vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht. Der ungekrümmte Abschnitt des Verbindungselements kann insbesondere ein freier Endabschnitt des Verbindungselements sein oder einen Teil des freien Endabschnitts ausbilden, wobei der ungekrümmte Abschnitt zur Befestigung des Tragelements in oder an einem Befestigungsabschnitt, insbesondere dem Erdboden, angeordnet wird. Durch die ungekrümmte Ausbildung zumindest eines Abschnitts des Verbindungselements kann dieses einfacher in den Befestigungsabschnitt, insbesondere den Erdboden, eingebracht werden.
Ein freier Endabschnitt des Verbindungselements bezeichnet hierbei den Abschnitt des Verbindungselements, der sich an dem freien Ende des Tragelements weg vom diesem Tragelement erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Verbindungselement des ersten Tragelements derart an dem freien Ende befestigbar, dass eine Länge eines freien Endabschnitts des Verbindungselements des ersten Tragelements veränderbar ist.
Wird das erste Tragelement durch das Verbindungselement mit einem Befestigungsabschnitt, beispielsweise dem Erdboden, verbunden, so kann hierdurch in vorteilhafter Weise ein Abstand, insbesondere ein maximaler Abstand, des Tragelements von dem Befestigungsabschnitt eingestellt werden. Das Verbindungselement kann beispielsweise eine vorbestimmte Länge aufweisen. Je länger der freie Endabschnitt des Verbindungselements gewählt wird, desto höher kann das erste Tragelement über dem Befestigungsabschnitt angeordnet werden.
Es ist z.B. möglich, dass ein vom freien Endabschnitt verschiedener, insbesondere der verbleibende, Abschnitt des ersten Verbindungselements sich in ein Innenvolumen des ersten Tragelements erstreckt. Der freie Abschnitt ist in diesem Fall der außerhalb des Innenvolumens angeordnete Abschnitt. Allerdings ist es auch möglich, dass sich ein Endabschnitt des ersten Tragelements in ein Innenvolumen des Verbindungselements des ersten Tragelements erstreckt. In diesem Fall ist der freie Endabschnitt des Verbindungselements der Abschnitt, in dessen Innenvolumen kein Abschnitt des Tragelements angeordnet ist.
Ist das erste Tragelement als bogenförmiges Tragelement ausgebildet, so kann durch eine Veränderung der Länge des freien Endabschnitts des Verbindungselements oder der Endabschnitte von Verbindungselemente an beiden freien Enden des bogenförmigen Tragelements eine Stichhöhe des bogenförmigen Tragelements eingestellt werden. Durch die Veränderung der Länge der Verbindungselemente sind bogenförmige Tragelemente mit verschiedenen Bogenradien verbindbar sowie verschiedene Stichhöhen direkt benachbarter, bogenförmiger Tragelemente eines Gründungselements einstellbar.
Je nach Stichhöhe und dem vorhergehend erläuterten Neigungswinkel der an dem bogenförmigen Tragelement angeordneten PV-Module kann eine erzeugte Solarenergie in vorbestimmten Tageszeiten, beispielsweise in Morgen- und Abstandstunden, in gewünschter Weise erhöht oder verringert werden.
Es ist vorstellbar, dass die Länge des freien Endabschnitts/der freien Endabschnitte manuell oder aktorgestützt veränderbar ist. Eine aktorgestützte Veränderung kann beispielsweise tages- oder jahreszeitabhängig durchgeführt werden. Ist sowohl eine Länge des freien Endabschnitts des Verbindungselements am ersten freien Ende und eine Länge des freien Endabschnitts des Verbindungselements am weiteren Ende des Tragelements veränderbar, so kann in vorteilhafter Weise eine Höhe und eine Ausrichtung von an dem Tragelement befestigten PV-Modulen, beispielsweise tageszeit- oder jahreszeitabhängig, eingestellt werden.
Um die Veränderbarkeit der Länge zu gewährleisten, können das Verbindungs- und Trageelement über eine entsprechende, insbesondere lösbare, mechanische Verbindung verbunden werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Anordnung mindestens ein Gründungselement, wobei das Verbindungselement des ersten Tragelements mechanisch an dem mindestens einen Gründungselement befestigt ist.
Das Gründungselement kann mit einem Befestigungsabschnitt mechanisch verbunden sein. Das Gründungselement kann z.B. zumindest teilweise in einem Bodenbereich oder auf einer Bodenfläche angeordnet oder befestigt sein. Es ist möglich, dass sich zumindest ein Abschnitt des Verbindungselements des ersten Tragelements durch das Gründungselement hindurch in den Befestigungsabschnitt, insbesondere in den Bodenbereich hinein, erstreckt. Hierzu kann das Gründungselement entsprechende Öffnungen, insbesondere Durchgangsöffnungen, aufweisen.
Das Verbindungselement des ersten Tragelements kann mechanisch lösbar oder unlösbar am Gründungselement befestigt sein. Das Gründungselement kann hierfür geeignete Befestigungselemente, insbesondere Befestigungszungen, Feder- oder Klemmbügel ausbilden oder aufweisen.
Mögliche mechanische Befestigungsarten im Kontext dieser Erfindung umfassen beispielsweise eine Verschraubung, eine Vernietung, einer Verrastung, eine Verklemmung, eine Verklebung. Selbstverständlich sind auch andere Formen der mechanischen Befestigung vorstellbar.
Vorzugsweise ist das Gründungselement als Gründungsplatte ausgeführt. Die Gründungsplatte kann hierbei eine vorbestimme Länge, vorbestimmte Breite und vorbestimmte Dicke aufweisen. Die Gründlungsplatte kann z.B. aus Beton, Polymerbeton oder aus einem Kunststoffkomposit bestehen. Die Gründungsplatte ist aber vorzugsweise als Stahlplatte, insbesondere verzinkte Stahlplatte, ausgebildet.
Auch ist es möglich, dass das Gründungselement aus verschiedenen Teilen besteht. So kann z.B. das Gründungselement die Gründungsplatte und weiteres Gründungsmaterial, welches unter und/oder über der Gründungsplatte angeordnet ist, umfassen. Das Gründungsmaterial kann beispielsweise ein mineralisches oder hydraulisch abbindendes Material sein.
Das Gründungselement kann hierbei Mittel zur Höhenverstellung umfassen. Hierdurch kann ein Abstand eines Bereichs zum Befestigen des Verbindungselements des ersten Tragelements an dem Gründungselement über einer Befestigungsoberfläche eines Befestigungsabschnitts, auf oder in der das Gründungselement angeordnet ist, verändert werden. Dies wiederum erlaubt die vorhergehend erläuterte Einstellung eines Abstandes, insbesondere eines maximalen Abstandes, des Tragelements von der Befestigungsoberfläche, insbesondere in vertikaler Richtung, also senkrecht zur Befestigungsoberfläche.
Das Gründungselement kann auch ein Bohrfundament oder einen Gewindestab oder ein Stahlprofil umfassen. Beim Einbringen wird das Gründungselement mittels zumindest eines Teils des Bohrfundaments oder des Gewindestabs oder des Stahlprofils in den Befestigungsabschnitt oder -bereich, beispielsweise einen Erdboden, eingebracht. Z.B. kann das Gründungselement eine Gründungsplatte und ein mit der Gründungsplatte verbundenes Bohrfundament umfassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Anordnung ein weiteres Tragelement und mindestens ein Verbindungselement des weiteren Tragelements. Das weitere Tragelement und das Verbindungselement des weiteren Tragelements weisen jeweils eine Längsachse auf. Das Verbindungselement des weiteren Tragelements ist an einem freien Ende des weiteren Tragelements derart angeordnet, dass an dem freien Ende des weiteren Tragelements eine Tangente an die Längsachse des Verbindungselements des weiteren Tragelements parallel zu einer Tangente an die Längsachse am freien Ende des weiteren Tragelements verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht. Das Verbindungselement des weiteren Tragelements ist mechanisch mit dem Verbindungselement des ersten Tragelements und/oder mechanisch mit dem ersten Gründungselement verbunden.
Somit ergibt sich eine Anordnung von mindestens zwei Tragelementen, die über ihre Verbindungselemente und/oder über das Gründungselement mechanisch verbunden sind.
Generell ist aber auch eine Ausführungsform vorstellbar, bei der benachbarte Tragelemente direkt mechanisch miteinander verbunden sind. In diesem Fall ist es nicht zwingend erforderlich, Verbindungselemente der Tragelemente vorzusehen. In einer solchen Ausführungsform können freie Enden benachbarter Tragelemente direkt mechanisch miteinander und/oder mechanisch mit einem Gründungselement verbunden sein. Die freien Enden benachbarter Tragelemente können hierbei derart miteinander und/oder mit einem Gründungselement verbunden werden, dass sich Tangenten an die jeweilige Längsachse an den entsprechenden freien Enden der benachbarten Tragelemente unter einem vorbestimmten Winkel schneiden. Dieser Winkel kann beispielsweise kleiner als 180° sein.
Beispielsweise können sich die Verbindungselemente verschiedener Tragelemente in vertikaler Richtung über dem Gründungselement kreuzen, wobei die Verbindungselemente an einem Kreuzungspunkt oder in einem Kreuzungsbereich mechanisch aneinander befestigt sind. Weiter können die jeweiligen Verbindungselemente zusätzlich an dem Gründungselement mechanisch befestigt sein. In diesem Fall ergibt sich zwischen den Verbindungselementen und dem Gründungselement eine Dreieckstruktur, die in vorteilhafterweise eine hohe Biegesteifigkeit bereitstellt.
Kreuzen sich die Verbindungselemente nicht, so können die Verbindungselemente an einem freien Ende ihrer freien Endabschnitte miteinander und/oder mit dem Gründungselement mechanisch verbunden sein. Mit dem Verbindungspunkt der Verbindungselemente kann in diesem Fall, z. B. noch ein weiteres Gründungsprofilelement mechanisch derart verbunden werden, dass sich eine im Querschnitt Y-förmige Struktur ergibt. Beispielsweise kann an dem Verbindungspunkt der Verbindungselemente das weitere Gründungsprofilelement derart angeordnet werden, dass sich die im Querschnitt Y-förmige Struktur ergibt. Hierbei wird der vertikal orientierte, also untere, Schenkel der Y-förmigen Struktur von dem weiteren Gründungsprofilelement gebildet, während die schräg orientierten Schenkel, also die oberen Schenkel, der Y-förmigen Struktur jeweils von einem Verbindungselement gebildet werden.
Wird z.B. das vorhergehend erläuterte Bohrfundament verwendet, so kann ein Abschnitt des Bohrfundaments, welcher in einen Befestigungsabschnitt eingebohrt wird, als weiteres Gründungsprofilelement dienen oder das weitere Gründungsprofilelement zumindest teilweise ausbilden.
Das weitere Gründungsprofilelement kann z.B. auch zumindest teilweise als Gewindestange ausgebildet sein. Auch kann das weitere Gründungsprofilelement zumindest teilweise als Bewehrungselement, z.B. als Bewehrungsstab, ausgebildet sein. Das weitere Gründungsprofilelement kann beispielsweise aus Stahl bestehen. Das weitere Gründungsprofilelement kann z.B. als Rundstahl oder als abgekantetes Stahlblech ausgebildet sein oder ein Kastenprofil aufweisen.
Das weitere Gründungsprofilelement kann auch zumindest teilweise als Stahlprofil ausgebildet sein. Hierzu kann z.B. an dem vertikal orientierten Schenkel der Y-förmigen Struktur ein Stahlprofil befestigt sein.
Das weitere Gründungsprofilelement, insbesondere zumindest ein Teil des vertikal orientierten Schenkels, beispielsweise zumindest ein Teil des Stahlprofils, kann hierbei zumindest teilweise in einen Befestigungsbereich eingebracht werden, z.B. eingerammt werden. Auch ist es möglich, das weitere Gründungsprofilelement oder das dem vertikal orientierten Schenkel der Y-förmigen Struktur befestigte Stahlprofil in einem Fundament, beispielsweise in einem Betonfundament, tragfähig zu befestigen.
Das weitere Gründungsprofilelement, insbesondere zumindest ein Teil des vertikal orientierten Schenkels, beispielsweise zumindest ein Teil des Stahlprofils, kann auch als Erdungselement ausgebildet sein, wobei mittels des Erdungselements ein elektrischer Erdkontakt zwischen einem Erdpotential und den PV-Modulen oder einer mit den PV-Modulen elektrisch verbundenen Schaltungsanordnung herstellbar oder hergestellt ist. Auch kann das weitere Gründungsprofilelement, insbesondere zumindest ein Teil des vertikal orientierten Schenkels, beispielsweise zumindest ein Teil des Stahlprofils die Funktion eines Potentialausgleichs übernehmen.
Das weitere Gründungsprofilelement kann hierbei an dem vorhergehend erläuterten Gründungselement mechanisch befestigt sein oder auch von diesem ausgebildet werden.
Auch ist es möglich, dass das vorhergehend erläuterte weitere Gründungsprofilelement das Gründungselement ausbildet. In diesem Fall ist es z.B. möglich, dass keine Gründungsplatte vorgesehen ist und die Verbindungselemente ausschließlich über das weitere Gründungsprofilelement tragfähig am oder im Befestigungsbereich befestigt sind.
Eine solche Y-förmige Struktur stellt ebenfalls in vorteilhafterweise eine hohe Biegesteifigkeit bereit.
In der vorgeschlagenen Ausführungsform ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass von einem Tragelement über eine Verbindungselement des Tragelements z.B. in ein Fundament übertragene Kräfte zumindest teilweise durch Kräfte kompensiert werden können, die vom weiteren Tragelement über dessen Verbindungselement in das Gründungselement und/oder an das Verbindungselement des ersten Tragelements übertragen werden können. Wie nachfolgend näher erläutert, können insbesondere durch Windlasten auf die derart angeordneten und mechanisch verbundenen Tragelemente ausgeübte Kräfte kompensiert werden. Auch kann in vorteilhafter Weise ein Aufschwingen der Photovoltaikmodule, z.B. durch dynamische Windlastwechsel, reduziert werden. Als weiterer Vorteil ergeben sich geometriebedingt gute statische Eigenschaften des durch die Tragelemente gebildeten Raumfachwerks sowie eine Verringerung der lastabtragenden Elemente auf eine Mindestanzahl. Weiterhin kann eine Kabelverlegung zur elektrischen Kontaktierung der einzelnen Photovoltaikmodule vereinfacht werden, da Kabel oberirdisch verlegt und dabei problemlos entlang der Trag- und Verbindungselemente zu einem benachbarten Tragelement geführt werden können und dort z.B. mit Kabeln zur Kontaktierung der an dem benachbarten Tragelement befestigten PV-Module zu Photovoltaikmodulsträngen verschaltet werden können. In diesem Fall ergibt sich keine Behinderung durch frei verlegte Kabel sowie ein Schutz der Kabel vor Witterungseinflüssen durch die Tragelemente.
Weiter ist vorstellbar, dass eine Länge eines freien Endabschnittes eines Verbindungselements eines Tragelements, welches nicht mit einem Verbindungselement eines weiteren Tragelements verbunden ist, länger sein kann als eine Länge eines freien Endabschnittes eines Verbindungselements eines Tragelements, welches mit einem Verbindungselement eines weiteren Tragelements mechanisch verbunden ist. Die nicht mit weiteren Verbindungselementen verbundenen Verbindungselemente können insbesondere Verbindungselemente sein, die an Tragelementen angeordnet sind, die an einem Rand einer Anordnung von mehreren Tragelementen angeordnet sind. Da für diese randseitigen Tragelemente keine Verbindung der entsprechenden Verbindungselemente mit Verbindungselementen weiterer Tragelemente möglich ist, kann eine ausreichende Krafteinleitung in den Befestigungsbereich über die längeren Endabschnitte erreicht werden, die in oder an dem Befestigungsbereich eingebracht werden.
Die vorhergehend erläuterten freien Enden der Tragelemente können in der erfindungsgemäßen Anordnung einander zugewandt sein. Weiter kann auch das weitere Tragelement ein bogenförmiges Tragelement sein. Dieses kann die gleiche Krümmung oder eine von der Krümmung des ersten bogenförmigen Tragelements verschiedene Krümmung aufweisen.
Auch kann das weitere Tragelement den gleichen Bogenradius wie das erste Trageelement oder einen vom ersten Tragelement verschiedenen Bogenradius aufweisen, insbesondere einen größeren Bogenradius. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass unterhalb des weiteren Tragelements mehr Raum zur Verfügung steht, der einen verbesserten Zugang zum weiteren Tragelement ermöglicht. Hierdurch können beispielsweise PV-Module einfacher zum weiteren Tragelement transportiert und deren Montage vereinfacht werden.
Auch das Verbindungselement des weiteren Tragelements kann zumindest einen ungekrümmten Abschnitt aufweisen.
Auch ist es möglich, dass das Verbindungselement des weiteren bogenförmigen Tragelements an einem freien Ende des weiteren bogenförmigen Tragelements derart angeordnet ist, dass die Längsachse des ungekrümmten Abschnittes des Verbindungselements des weiteren bogenförmigen Tragelements parallel zu einer Tangente an die gekrümmte Längsachse am freien Ende des weiteren bogenförmigen Tragelements verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht.
In einer weiteren Ausführungsform schließt die Tangente an die Längsachse des Verbindungselements des weiteren Tragelements an dem freien Ende des weiteren Tragelements mit einer Vertikalachse einen vorbestimmten ersten Winkel ein. Die Tangente an die Längsachse des Verbindungselements des ersten Tragelements an dem ersten freien Ende des ersten Tragelements schließt mit der Vertikalachse einen vorbestimmen weiteren Winkel ein. Hierbei ist ein Betrag des ersten und des weiteren Winkels gleich, jedoch ein Vorzeichen des ersten und des weiteren Winkels verschieden. Ein Betrag des vorbestimmten Winkels kann hierbei kleiner als 90° sein.
Die Vertikalrichtung kann hierbei insbesondere senkrecht zu einer Befestigungsoberfläche des Befestigungsabschnitts, beispielsweise einer Erdoberfläche, orientiert sein. Insbesondere wenn die Tragelemente bogenförmig ausgebildet sind, ergibt sich in dieser Ausführungsform in vorteilhafter Weise, dass ein im Bereich des freien Endes des ersten Tragelements angeordnetes PV-Modul Sonnenlicht auf ein im Bereich des freien Endes des weiteren Tragelements angeordnetes PV-Modul reflektieren kann. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine durch die PV-Module erzeugte elektrische Energie erhöht, also eine Ausbeute verbessert.
Es ist auch möglich, die Längsachse des ungekrümmten Abschnitts des Verbindungselements des ersten Tragelements mit der Vertikalachse den vorbestimmten weiteren Winkel einschließt, wobei die Längsachse des ungekrümmten Abschnitts des Verbindungselements des weiteren Tragelements mit der Vertikalachse den vorbestimmten ersten Winkel einschließt.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Anordnung mindestens ein tragelementseitiges Befestigungselement, wobei mittels des tragelementseitigen Befestigungselements das mindestens eine Photovoltaikmodul an dem Tragelement befestigbar ist. Alternativ kann eine Teilanordnung zur Halterung des mindestens einen Photovoltaikmoduls mittels des tragelementseitigen Befestigungselements an dem Tragelement befestigbar sein. Die Teilanordnung dient hierbei einer mechanischen Verbindung des Photovoltaikmoduls und dem tragelementseitigen Befestigungselement, insbesondere in dem Fall, in dem das Photovoltaikmodul nicht direkt durch das tragelementseitige Befestigungselement befestigbar ist.
Das tragelementseitige Befestigungselement kann hierbei von dem Tragelement ausgebildet werden oder an diesem befestigt werden. Somit können das Tragelement und das tragelementseitige Befestigungselement einstückig ausgebildet sein. Auch können das Tragelement und das tragelementseitige Befestigungselement als separat voneinander ausgebildete Bauteile ausgebildet sein.
Das Befestigungselement kann hierbei mechanisch lösbar oder unlösbar an dem Tragelement befestigt werden. Vorstellbar ist hierbei eine der vorhergehend genannten mechanischen Verbindungsarten.
Das Photovoltaikmodul oder die Teilanordnung kann hierbei mechanisch lösbar oder unlösbar an dem tragelementseitigen Befestigungselement befestigt werden. Vorstellbar ist hierbei wiederum eine der vorhergehend erläuterten mechanischen Befestigungsarten.
Vorzugsweise wird jedoch das Photovoltaikmodul oder eine Teilanordnung zur Halterung des mindestens einen Photovoltaikmoduls mit dem tragelementseitigen Befestigungselement verrastet. Hierzu kann das Photovoltaikmodul oder die Teilanordnung entsprechende Rastelemente und das tragelementseitige Befestigungselement korrespondierende Rastelemente aufweisen.
Insbesondere kann das Befestigungselement als Klemm- oder Rastplatte ausgeführt sein, die auf der vorhergehend erläuterten Befestigungsoberfläche des Tragelements befestigt wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Anordnung, die eine zuverlässige Befestigung des Photovoltaikmoduls an dem Tragelement ermöglicht.
Auch kann das tragelementseitige Befestigungselement an Seiten- oder Randflächen des Tragelements befestigt werden, insbesondere kraftschlüssig befestigt werden. Hierzu kann eine der vorhergehend erläuterten mechanischen Verbindungsarten genutzt werden.
Auch ist es möglich, dass eine Form des tragelementseitigen Befestigungselements an eine Form eines nachfolgend erläuterten Abstandshalteelements, insbesondere an eine Form eines Innenvolumens eines Abstandshalteelements, angepasst ist. Hierdurch können das tragelementseitige Befestigungselement und das Abstandshalteelement beispielsweise formschlüssig verbunden werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil des tragelementseitigen Befestigungselements formschlüssig in zumindest einem Teil eines Innenvolumens des Abstandshalteelements angeordnet werden, wobei das Innenvolumen z.B. das von einem trapezförmigen Profil des Abstandshalteelements umfasste Innenvolumen bezeichnet. Hierdurch kann eine Verformung des Abstandshalteelements im Montagebereich mit dem tragelementseitigen Befestigungselement verhindert oder erschwert werden.
Das tragelementseitige Befestigungselement und das Abstandshalteelement können z.B. derart ausgebildet sein, dass das tragelementseitige Befestigungselement und das Abstandshalteelement verkeilt werden können, z.B. wenn zumindest ein Teil des tragelementseitigen Befestigungselements in zumindest einem Teil des Innenvolumens des Abstandshalteelements angeordnet wird. Zusätzlich zur formschlüssigen Verbindung ergibt sich in diesem Fall auch eine kraftschlüssige Verbindung. Dies verbessert in vorteilhafter Weise die lagesichere Positionierung des Abstandshalteelements an dem tragelementseitigen Befestigungselement.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Teilanordnung ein Abstandshalteelement. Das Abstandshalteelement dient hierbei insbesondere zur Herstellung und Einhaltung eines Abstandes zwischen einem Photovoltaikmodul und der Befestigungsoberfläche des Tragelements. Das Abstandshalteelement ist an dem tragelementseitigen Befestigungselement befestigbar.
Beispielsweise kann das tragelementseitige Befestigungselement Befestigungs- oder Verbindungsmittel aufweisen, wobei das Abstandshalteelement in einem Fußbereich korrespondierende Befestigungs- oder Verbindungselemente aufweist. Die Befestigungs- oder Verbindungselemente können hierbei wechselwirken, um die mechanische Verbindung herzustellen. Wie vorhergehend erläutert, wird das Abstandshalteelement vorzugsweise mit dem tragelementseitigen Befestigungselement verrastet. Selbstverständlich sind aber auch andere Verbindungsarten wie z.B. Verschrauben, Vernieten oder Clinchen möglich.
Das Abstandshalteelement kann als Abstandshalteleiste oder Halteleiste ausgeführt sein, die eine vorbestimmte Länge aufweist, wobei die vorbestimmte Länge größer als eine Breite des Tragelements sein kann. Hierbei bezeichnet die Breite eine Dimension senkrecht zur vorhergehend erläuterten Längsrichtung des Tragelements.
Vorzugsweise ist es möglich, das Abstandshalteelement als Walzrollprofil auszuführen. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, das Abstandshalteelement oder die Abstandshalteleiste einfach herzustellen. Beispielsweise kann die Abstandshalteleiste an einem Installationsort der Photovoltaikmodule durch eine Walzrollenanordnung hergestellt werden.
Das Abstandshalteelement kann auch Durchgangsöffnungen, insbesondere Langlöcher, aufweisen, die der Befestigung des Abstandshalteelements an dem tragelementseitigen Befestigungselement und/oder der Befestigung des Modulhalteelements an dem Abstandshalteelement dienen. Die Durchgangsöffnungen können z.B. in einem Fußbereich und/oder in einem oberen Bereich des Abstandshalteelements angeordnet sein.
Weiter kann das Abstandshaltelement Mittel zur Fluidführung aufweisen oder ausbilden. Beispielsweise kann das Abstandshalteelement einen Fluidkanal, insbesondere für Wasser, aufweisen oder ausbilden. Mittels eines solchen Fluidführungsmittels kann z.B. Regenwasser gezielt abgeführt werden.
Das Abstandshalteelement kann, insbesondere im Querschnitt, trapezförmig ausgebildet sein, wobei eine Grundseite des Trapezes am tragelementseitigen Befestigungselement befestigt werden kann.
Das Abstandshalteelement kann ein Innenvolumen aufweisen. Weiter kann in zumindest einem Teil des Innenvolumens zumindest ein Aussteifungselement angeordnet werden. Das Aussteifungselement kann hierbei z.B. einen vorbestimmten Teil des Innenvolumens vollständig ausfüllen. Beispielsweise kann das Aussteifungselement ein sich über eine vorbestimmte Länge des Abstandshalteelements erstreckenden Teil des Innenvolumens vollständig ausfüllen. Das Aussteifungselement kann hierbei mit dem Abstandshalteelement mechanisch verbunden sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine erhöhte Stabilität des Abstandshalteelements, insbesondere gegenüber einer Torsion.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Teilanordnung ein Modulhalteelement. Das Modulhalteelement dient zur Halterung oder Lagerung des mindestens einen PV-Moduls. Somit ermöglicht das Modulhalteelement beispielsweise eine form- und/oder kraft- und/oder reibschlüssige Verbindung des PV-Moduls mit dem Modulhalteelement.
Das Modulhalteelement ist an dem tragelementseitigen Befestigungselement oder dem Abstandshalteelement befestigbar. Hierfür kann eine der vorhergehend erläuterten mechanischen Befestigungsarten gewählt werden. Vorzugsweise wird das Modulhalteelement mit dem tragelementseitigen Befestigungselement oder dem Abstandshalteelement verrastet.
Mittels des Modulhalteelements ist das mindestens eine Photovoltaikmodul an dem Tragelement befestigbar.
Beispielsweise kann das Modulhalteelement als Modulklemmeinrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Modulhalteelement einen Klemmabschnitt aufweisen oder ausbilden, mittels dessen eine zu einer Oberfläche des PV-Moduls senkrechte Haltekraft auf das PV-Modul ausübbar ist. Vorzugsweise ist diese Haltekraft jedoch gering.
Alternativ kann das Modulhalteelement einen Befestigungsbereich aufweisen, der derart ausgebildet ist, dass ein in dem Befestigungsbereich angeordnetes PV-Modul mit einem vorbestimmten Reibungskoeffizienten gelagert ist. Somit kann im gelagerten Zustand eine vorbestimmte Haftreibungskraft zwischen Modulhalteelement und PV-Modul vorhanden sein. Durch diese Haftreibungskraft kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass sich eine Position und/oder Ausrichtung des PV-Moduls verändert. Selbstverständlich kann der Befestigungsabschnitt auch derart ausgebildet sein, dass eine vorbestimmte Gleitreibung zwischen Befestigungsabschnitt und PV-Modul vorhanden ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Bewegung des PV-Moduls in oder aus dem Befestigungsbereich heraus erschwert.
Das vorgeschlagene Modulhalteelement kann auch zur Halterung von zwei benachbart angeordneten PV-Modulen dienen. Hierzu kann das Modulhalteelement z.B. zwei Befestigungsabschnitte aufweisen.
Beispielsweise kann das Modulhalteelement eine Aussparung aufweisen, beispielsweise eine als Nut oder Schlitz ausgebildete Aussparung. In der Aussparung kann ein Kunststoffelement angeordnet sein, wobei ein Randabschnitt des PV-Moduls, welches in der Aussparung angeordnet wird, vom Kunststoffelement umgriffen wird. Das Kunststoffelement kann hierbei in die Aussparung eingeklebt, einvulkanisiert oder durch eine Hinterschneidung in der Aussparung befestigt sein.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine mechanische Befestigung des PV-Moduls, welche eine Veränderung der Position und der Ausrichtung des PV-Moduls verhindert oder erschwert, wobei jedoch gleichzeitig auf das PV-Modul wirkende Befestigungskräfte minimal sind. Somit ergibt sich in vorteilhafterweise eine Lagesicherung der PV-Module auch ohne Schraubklemmung.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Abstandshalteelement an mindestens zwei voneinander verschiedenen Tragelementen befestigt.
Beispielsweise kann die Anordnung mindestens zwei in einer ersten Raumrichtung benachbarte Tragelemente umfassen, wobei Verbindungselemente von in dieser Raumrichtung unmittelbar benachbarten Tragelementen mechanisch miteinander und/oder mechanisch mit einem gemeinsamen Gründungselement verbunden sind. Weiter kann die Anordnung mindestens zwei in einer zu der ersten Raumrichtung verschiedenen, insbesondere senkrechten, Raumrichtung benachbarte Tragelemente umfassen, wobei Verbindungselemente von diesen Tragelementen nicht mechanisch miteinander und/oder mechanisch mit einem gemeinsamen Gründungselement verbunden sind, wobei jedoch ein oder mehrere Abstandshalteelemente jeweils mit jedem dieser in der weiteren Raumrichtung benachbarten Tragelemente mechanisch verbunden sind. Die erste und die weitere Raumrichtung können beispielsweise eine Ebene aufspannen, die parallel zu einer horizontalen Ebene oder parallel zu einer Befestigungsoberfläche ist. Die in der weiteren Raumrichtung benachbarten Tragelemente können mit einem vorbestimmten Abstand in dieser Raumrichtung beabstandet sein. In diesem Fall entspricht eine Länge des Abstandshalteelements mindestens dem vorbestimmten Abstand.
So ist es möglich, eine Halterung einer Anzahl von Photovoltaikmodulen mittels der Anordnung bereitzustellen, die die Anordnung von mehreren Photovoltaikmodulen in der ersten Raumrichtung und der weiteren Raumrichtung ermöglicht. Beispielsweise können in der ersten Raumrichtung zehn Tragelemente benachbart zueinander angeordnet sein, wobei in der weiteren Raumrichtung sechs Tragelemente benachbart zueinander angeordnet sind.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Halterung einer Vielzahl von PV-Modulen mit einer gewünschten Position und Ausrichtung, wobei die Halterung die vorhergehend erläuterte vorteilhafte Kraftübertragung in ein Fundament begünstigt bzw. die vorteilhafte Kompensation von Kräften, die von verschiedenen Tragelementen in das Fundament eingeleitet werden, ermöglicht.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls, wobei eine Anordnung zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls mindestens ein erstes Tragelement und mindestens ein Verbindungselement des ersten Tragelements umfasst. Das erste Tragelement und das Verbindungselement des ersten Tragelements weisen, wie vorhergehend erläutert, jeweils eine Längsachse auf.
Erfindungsgemäß wird das Verbindungselement des ersten Tragelements an einem ersten freien Ende des ersten Tragelements derart angeordnet, dass an dem ersten freien Ende eine Tangente an die Längsachse des Verbindungselements des ersten Tragelements parallel zu einer Tangente an die Längsachse am ersten freien Ende des Tragelements verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht. Weiter wird zumindest ein Teil eines freien Endabschnitts des Verbindungselements des ersten Tragelements an oder in einem Befestigungsbereich befestigt, beispielsweise in diesen eingebracht. Dies umfasst, dass das Verbindungselement an einem Gründungselement befestigt werden kann. Der zumindest eine Teil des freien Endabschnitts dient somit als Anker der vorgeschlagenen Anordnung.
Ist das erste Tragelement als bogenförmiges Tragelement ausgebildet, so kann das Verbindungselement des ersten bogenförmigen Tragelements an einem ersten freien Ende des ersten bogenförmigen Tragelements derart angeordnet werden, dass die Längsachse eines ungekrümmten Abschnitts des Verbindungselements parallel zu einer Tangente an die gekrümmte Längsachse am ersten freien Ende des bogenförmigen ersten Tragelements verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von der Tangente abweicht.
Weiter kann mindestens ein PV-Modul an dem ersten Tragelement, insbesondere mit einer gewünschten Position und Ausrichtung, befestigt werden. Hierzu kann z.B. ein tragelementseitiges Befestigungselement an dem Tragelement, insbesondere einer Befestigungsoberfläche des Tragelements, befestigt werden. An diesem tragelementseitigen Befestigungselement kann dann ein Abstandshalteelement befestigt werden, wobei an dem Abstandshalteelement weiter ein Modulhalteelement befestigt wird. Das PV-Modul, insbesondere ein Randabschnitt des PV-Moduls, kann dann an dem Modulhalteelement befestigt oder gelagert werden.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise die Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls in einer gewünschten Position und Ausrichtung, wobei eine Krafteinleitung in ein Fundament verbessert wird.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Tragelementen,
2 eine Detailansicht eines bogenförmigen Tragelements und eines Verbindungselements,
3 eine Draufsicht auf ein Gründungselement,
4 eine perspektivische Ansicht eines tragelementseitigen Befestigungselements,
5 eine perspektivische Ansicht einer Halteleiste,
6 eine schematische Darstellung einer Befestigung der in 5 dargestellten Halteleiste an einem tragelementseitigen Befestigungselement,
7 eine perspektivische Ansicht eines Modulhaltelements in einer ersten Ausführungsform,
8 eine perspektivische Ansicht eines Modulhaltelements in einer weiteren Ausführungsform,
9 einen Querschnitt durch eine Halteleiste in einer weiteren Ausführungsform,
10 eine Seitenansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Tragelementen,
11 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Tragelementen,
12a ein erstes abgekantetes Profil,
12b ein zweites abgekantetes Profil,
12c ein Halbrohrprofil,
12d ein Strangpressprofil,
13 ein Querschnitt durch ein Gründungselement,
14 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anordnung,
15a einen Querschnitt durch eine erste Tragstruktur für Photovoltaikmodule,
15b einen Querschnitt durch eine weitere Tragstruktur für Photovoltaikmodule,
16 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Tragelementen und
17 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Tragelementen
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
In 1 ist eine Seitenansicht einer Anordnung 1 zur Halterung mehrerer Photovoltaikmodule 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_a, 2a_c dargestellt. Die Anordnung 1 umfasst ein erstes bogenförmiges Tragelement 3a, ein zweites bogenförmiges Tragelement 3b und ein drittes bogenförmiges Tragelement 3c. Nicht dargestellt sind weitere Tragelemente der Anordnung 1.
Weiter dargestellt ist eine Befestigungsoberfläche 4 und ein Befestigungsbereich 5, an/in dem die Anordnung 1 befestigt ist, wobei die die Befestigungsoberfläche 4 eine Oberfläche des Befestigungsbereichs 5 bildet. Eine vertikale Richtung ist durch einen Pfeil z dargestellt und senkrecht zur Befestigungsoberfläche 4 orientiert. Eine erste Raumrichtung (horizontale Richtung) ist durch einen Pfeil x dargestellt. Eine zweite (horizontale) Raumrichtung y (siehe z.B. 14) ist nicht dargestellt, jedoch in die Zeichenebene hinein orientiert.
Das erste bogenförmige Tragelement 3a weist ein erstes freies Ende 6a und ein weiteres freies Ende 6b auf. Das zweite bogenförmige Tragelement 3b weist ebenfalls ein freies Ende 7a und ein nicht dargestelltes weiteres freies Ende auf. Entsprechend weist auch das dritte bogenförmige Tragelement 3c ein freies Ende 8a und ein nicht dargestelltes weiteres freies Ende auf.
Weiter weist die Anordnung 1 ein erstes Verbindungselement 9a und ein weiteres Verbindungselement 9b des ersten bogenförmigen Tragelements 3a auf. Hierbei ist das erste Verbindungselement 9a des ersten Tragelements 3a an dem ersten freien Ende 6a befestigt. Das erste bogenförmige Tragelement 3a kann ein U-Profil aufweisen, welches ein Innenvolumen umfasst. Das Innenvolumen kann beispielsweise in vertikaler Richtung z nach unten hin oder nach oben hin geöffnet sein. Hierbei erstreckt sich ein erster Abschnitt 10a des Verbindungselements 9a in das Innenvolumen des ersten bogenförmigen Tragelements 3a an dem ersten freien Ende 6a. Weiter dargestellt ist ein freier Endabschnitt 10b des ersten Verbindungselements 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a. Der freie Endabschnitt 10b ist hierbei nicht im Innenvolumen des ersten bogenförmigen Tragelements 3a angeordnet.
Entsprechend erstreckt sich ein erster Abschnitt 11a des weiteren Verbindungselements 9b des ersten bogenförmigen Tragelements 3a in ein Innenvolumen des U-profilförmigen ersten Tragelements 3a im Bereich des weiteren freien Endes 6b. Ebenfalls weist das weitere Verbindungselement 9b einen freien Endabschnitt 11b des Verbindungselements 9b auf. Dieser ist außerhalb des Innenvolumens des ersten Tragelements 3a angeordnet.
Weiter dargestellt ist ein Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b, wobei ein erster Abschnitt 13a des Verbindungselements 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b sich in ein Innenvolumen des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b im Bereich des freien Endes 7a des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b erstreckt. Weiter umfasst das Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b einen freien Endabschnitt 13b, der außerhalb des Innenvolumens des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b angeordnet ist. Entsprechend ist ein Verbindungselement 14 des dritten bogenförmigen Tragelements 3c dargestellt, wobei sich ein erster Abschnitt 15a des Verbindungselements 14 des dritten bogenförmigen Tragelements 3c in ein Innenvolumen des dritten bogenförmigen Tragelements 3c erstreckt. Weiter weist das Verbindungselement 14 des dritten bogenförmigen Tragelements 3c einen freien Endabschnitt 15b auf, der außerhalb des Innenvolumens des dritten bogenförmigen Tragelements 3c angeordnet ist.
Die Verbindungselemente 9a, 9b des ersten bogenförmigen Tragelements 3a, insbesondere die ersten Abschnitte 10a, 11a sind an dem ersten bogenförmigen Tragelement 3a mechanisch befestigt, beispielsweise mit diesem verklemmt oder verschraubt. Entsprechend sind die Verbindungselemente 12, 14, insbesondere deren im Innenvolumen der jeweiligen Tragelemente 3b, 3c angeordneten Abschnitte 13a, 15a, an den jeweiligen bogenförmigen Tragelementen 3b, 3c befestigt. Weiter dargestellt ist, dass sich die freien Endabschnitte 10b, 11b, 13b, 15b, teilweise in den Befestigungsbereich 5 erstrecken, also in vertikaler Richtung z unterhalb der Befestigungsoberfläche 4 angeordnet sind.
Die Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 14 sind hierbei ungekrümmte, also gerade, Verbindungselemente. Diese können beispielsweise ebenfalls ein U-Profil oder ein Vierkantprofil aufweisen, wobei Dimensionen der Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 14 derart gewählt sind, dass diese in den Innenvolumina der entsprechenden bogenförmigen Tragelemente 3a, 3b, 3c angeordnet werden können.
Weiter umfasst die Anordnung eine erste Gründungsplatte 16a und eine weitere Gründungsplatte 16b. Diese weist im dargestellten Querschnitt einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei ein Teil der jeweiligen Gründungsplatte 16a, 16b in vertikaler Richtung z unterhalb der Befestigungsoberfläche 4 angeordnet ist, während ein weiterer Teil aus der Befestigungsoberfläche 4 in vertikaler Richtung z nach oben herausragt.
Die Gründungsplatte 16a, 16b weist Öffnungen 26 (siehe 3) auf, durch die sich die Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 14 hindurch von einem Bereich oberhalb der Befestigungsoberfläche 4 in den Befestigungsbereich 5 hinein erstrecken können. Wie nachfolgend näher erläutert, ist das Verbindungselement 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a sowie das Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b mechanisch an der ersten Gründungsplatte 16a befestigt. Weiter ist das weitere Verbindungselement 9b des ersten bogenförmigen Tragelements 3a und das Verbindungselement 14 des dritten bogenförmigen Tragelements 3c mechanisch an der zweiten Gründungsplatte 16b befestigt.
Dargestellt ist weiter, dass sich das erste Verbindungselement 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a und das Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b in einer gemeinsamen Projektionsfläche, die senkrecht zu der in 1 nicht dargestellten weiteren Raumrichtung y orientiert ist, kreuzen. In einem Kreuzungsbereich 17 können das erste Verbindungselement 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a und das Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b mechanisch aneinander befestigt sein. Entsprechend kreuzen sich in der vorhergehend erläuterten gemeinsamen Projektionsfläche das weitere Verbindungselement 9b des ersten bogenförmigen Tragelements 3a und das Verbindungselement 14 des dritten bogenförmigen Tragelements 3c in einem Kreuzungsbereich 17. Somit können auch diese Verbindungselemente 9b, 14 im Kreuzungsbereich mechanisch miteinander verbunden sein.
Weiter dargestellt ist, dass sich eine Längsachse 18, die durch eine Strichpunktlinie dargestellt ist, des ersten Verbindungselements 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a einen Winkel –α mit der vertikalen Richtung z einschließt. Eine Längsachse 18 des Verbindungselements 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b schließt mit der Vertikalrichtung z einen Winkel +α ein.
Somit bilden die sich der gemeinsamen Projektionsfläche schneidenden Verbindungselemente 9a, 12 und die erste Gründungsplatte 16a eine dreieckförmige Struktur aus. Entsprechendes gilt für die Anordnung des weiteren Verbindungselements 9b des ersten bogenförmigen Tragelements 3a sowie des Verbindungselements 14 des dritten bogenförmigen Tragelements 3c.
Die Photovoltaikmodule 2a, ..., 2f, 2f_b, 2a_c sind in Modulhalteelementen 19, die in den 7 und 8 detailliert dargestellt sind, gehaltert. Die Modulhaltelemente 19 sind jeweils über Abstandshalteleisten 20 an tragelementseitigen Befestigungselementen 21 befestigt, wobei die tragelementseitigen Befestigungselemente 21 wiederum jeweils an einer gekrümmten Befestigungsoberfläche 22a, 22b, 22c der bogenförmigen Tragelemente 3a, 3b, 3c befestigt sind. Dies wird nachfolgend näher erläutert.
Dargestellt ist, dass die an den bogenförmigen Tragelementen 3a, 3b, 3c befestigten Photovoltaikmodule 2a, ..., 2f, 2f_b, 2a_c mit unterschiedlichen Neigungen zur Befestigungsoberfläche 4 ausgerichtet sein können. Ein Neigungswinkel (nicht dargestellt) kann beispielsweise ein Winkel sein, unter dem die erste Raumrichtung x eine Oberfläche der Photovoltaikmodule 2a, ..., 2f, 2f_b, 2a_c schneidet. So beträgt der Betrag des Neigungswinkels von ersten Photovoltaikmodulen 2a, 2a_c und sechsten Photovoltaikmodulen 2f, 2f_b jeweils 33°. Ein Betrag des Neigungswinkels eines zweiten und eines fünften Photovoltaikmoduls 2b, 2e beträgt z.B. 20°. Ein Betrag des Neigungswinkels eines dritten und eines vierten Photovoltaikmoduls 2c, 2d beträgt z.B. 7°. Hierbei sind die Vorzeichen der Neigungswinkel der ersten und der sechsten Photovoltaikmodule 2a, 2a_c, 2f, 2f_b, des zweiten und des fünften Photovoltaikmoduls 2b, 2e und des dritten und vierten Photovoltaikmoduls 2c, 2d voneinander verschieden.
Die bogenförmigen Tragelemente 3a, 3b, 3c können Ausstanzungen zur Aufnahme der tragelementseitigen Befestigungselemente 21 oder zur Aufnahme der Halteleiste 20 oder zur Aufnahme einer elektrischen Verkabelung aufweisen.
Die dargestellte Anordnung 1 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Kraftkompensation von Kräften, die auf benachbarte bogenförmige Tragelemente 3a, 3b, 3c wirken und über die entsprechenden Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 14 in den Bodenbereich 5 eingeleitet werden. Bläst z.B. ein Wind in die erste Raumrichtung x, so wird auf die in der ersten Raumrichtung x hintere Hälfte des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b eine Kraft ausgeübt, die in der vertikalen Richtung z und in der ersten Raumrichtung x orientierte Anteile umfasst. Auf die in der ersten Raumrichtung x vordere Bogenhälfte des ersten bogenförmigen Tragelements 3a wird durch den Wind eine Kraft ausgeübt, die einen entgegengesetzt zur vertikalen Richtung z wirkenden Anteil und einen in der ersten Raumrichtung x wirkenden Anteil umfasst. Somit heben sich in vorteilhafter Weise die in und entgegengesetzt der vertikalen Raumrichtung z wirkenden Anteile der auf benachbarte bogenförmige Tragelemente 3a, 3b wirkenden Kräfte zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, auf. Die resultierende, in der ersten Raumrichtung x wirkende Kraft wird durch Verbindungselemente 9a, 12 in den Bodenbereich 5 eingeleitet. Durch die erläuterte Kompensation verringern sich in vorteilhafter Weise auch die durch Gründungselemente aufzunehmenden Kräfte, wodurch diese kostengünstiger und mit verringertem Bauraumbedarf ausgebildet werden können, beispielsweise in Form einer Flachgründung.
Auch ermöglicht die vorgeschlagene Anordnung aus dem bogenförmigen Tragelement und dem daran angeordneten Verbindungselement durch verbesserte aerodynamische Eigenschaften eine Verringerung von Schubkräfte im Gründungsbereich.
In 1a ist eine Detailansicht des ersten freien Endes 6a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a dargestellt. Hierbei ist eine Längsachse 18, die als Strichpunktlinie dargestellt ist, des ersten Verbindungselements 9a dargestellt. Weiter ist eine gekrümmte Längsachse 23, die durch eine gepunktete Linie dargestellt ist, des ersten bogenförmigen Tragelements 3a dargestellt. Am ersten freien Ende 6a, insbesondere in einem Punkt P, in welchem die Längsachsen 23, 18 das erste freie Ende 6a durchstoßen, können Tangenten an die entsprechenden Längsachsen 18, 23 gelegt werden. Erfindungsgemäß sind diese Tangenten an die Längsachsen 18, 23 am ersten freien Ende 6a parallel zueinander, insbesondere kollinear, angeordnet oder orientiert.
In 2 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Gründungsplatte 16a sowie das erste bogenförmige Tragelement 3a und das erste Verbindungselement 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a dargestellt. Nicht dargestellt ist das Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b. Hierbei ist ersichtlich, dass ein erster Abschnitt 10a des ersten Verbindungselements 9a in einem Innenvolumen des ersten bogenförmigen Tragelements 3a im Bereich des ersten freien Endes 6a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a angeordnet ist.
Die erste Gründungsplatte 16a weist abgeschrägte Randbereiche 24 auf, die eine verbesserte Lagesicherung im Bodenbereich 5 (siehe 1) ermöglichen. Weiter dargestellt ist, dass die erste Gründungsplatte 16a eine Befestigungszunge 25 aufweist, die eine Oberfläche 66 der ersten Gründungsplatte 16a unter einem vorbestimmten spitzen Winkel β schneidet. Hierbei erstreckt sich die Befestigungszunge 25 über einer Öffnung 26. Wird ein freier Endabschnitt 10b des Verbindungselements 9a durch die Öffnung 26 der ersten Gründungsplatte 16a hindurch in den Bodenbereich 5 eingebracht, so liegt die Befestigungszunge an einer Oberfläche 28 des ersten Verbindungselements 9a an. Dargestellt sind weiter Durchgangsbohrungen 27 in der Befestigungszunge 25, durch die die Befestigungszunge 25 mit dem ersten Verbindungselement 9a verschraubt werden kann.
Weiter dargestellt ist, dass im Bereich der Oberfläche 28 des ersten Verbindungselements 9a Klemmbügel 29 angeordnet sind. Diese Klemmbügel 29 können beispielsweise aus der Oberfläche 28 ausgestanzt und derart gebogen werden, dass die Klemmbügel 29 senkrecht zur Oberfläche 28 orientiert sind. Die Klemmbügel 29 weisen Öffnungen 30 auf. Im Bereich des ersten Abschnitts 10a des ersten Verbindungselements 9a erstrecken sich die Klemmbügel 29 durch schlitzförmige Durchgangsöffnungen 31, die in der Befestigungsoberfläche 22a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a angeordnet sind. Weiter dargestellt ist, dass Keile 32 in den Öffnungen 30 der sich durch die schlitzförmigen Durchgangsöffnungen 31 erstreckenden Klemmbügel 29 eingebracht sind. Durch diese Anordnung wird das erste bogenförmige Tragelement 3a mit dem ersten Verbindungselement 9a mechanisch verbunden.
In 3 ist eine Draufsicht auf die erste Gründungsplatte 16a dargestellt. Im Unterschied zu der in 2 dargestellten ersten Gründungsplatte 16a ist dargestellt, dass die erste Gründungsplatte 16a zwei Durchgangsöffnungen 26 aufweist, über die sich Befestigungszungen 25 mit Durchgangsbohrungen 27 teilweise erstrecken. Dies ermöglicht, wie in 1 dargestellt, dass das erste Verbindungselement 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a als auch das Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b an der ersten Gründungsplatte 16a befestigt werden. Weiter dargestellt sind Sicken 33, die zur Aussteifung der ersten Gründungsplatte 16 dienen. Die erste Gründungsplatte 16a kann beispielsweise als feuerverzinkte Stahlplatte ausgebildet sein. Randbereiche der ersten Gründungsplatte 16a können durch zusätzliches Abkanten verstärkt werden. Dargestellt ist weiter eine Zentrierbohrung 46, die in der Mitte der Gründungsplatte 16a angeordnet ist. In diese Zentrierbohrung 46 kann beispielsweise ein nicht dargestellter Bewehrungsstab oder ein Gewindestab eingebracht werden. So ist es z.B. möglich, an einer vorbestimmten Position für eine Gründungsplatte 16a einen Gewindestab in einen Befestigungsbereich 5 (siehe 1) einzubringen, wobei ein Endabschnitt des Gewindestabs aus dem Befestigungsbereich 5 herausragt. Hiernach kann die Gründungsplatte 16a derart angeordnet werden, dass der Endabschnitt des Gewindestabs in die Zentrierbohrung 46 hineinragt. Hierdurch ergibt sich eine gewünschte Positionierung der Gründungsplatte 16a relativ zum Befestigungsbereich 5.
In 4 ist eine perspektivische Ansicht eines tragelementseitigen Befestigungselements 21 dargestellt. Das tragelementseitige Befestigungselement 21 ist als Klemm- oder Rastplatte ausgeführt. Das tragelementseitige Befestigungselement 21 weist eine Grundplatte 34 auf. An Ecken der Grundplatte 34 sind jeweils Rastbügel 35 angeordnet. Die Rastbügel 35 umfassen eine Aussparung 36, deren Querschnitt sich hin zu einer Mitte der Grundplatte 34 verjüngt. Die Rastbügel 35 sind hierbei an Ecken von gegenüberliegenden Querseiten des tragelementseitigen Befestigungselements 21 angeordnet, wobei die Aussparungen 36 von zwei gegenüberliegend angeordneten Rastbügeln 35 zueinander hin geöffnet sind.
Weiter umfasst das tragelementseitige Befestigungselement 21 erste Randelemente 37, die an einer Längsseite der Grundplatte 34 angeordnet sind und sich senkrecht zur Grundplatte in vertikaler Richtung z nach oben erstrecken. An Querseiten des tragelementseitigen Befestigungselements 21 sind weitere Randelemente 38 angeordnet, die sich ebenfalls senkrecht zur Grundplatte 34 in vertikaler Richtung z nach oben erstrecken. Gegenüberliegende Rastbügel 35 sind hierbei jeweils an gegenüberliegenden Querseiten angeordnet.
Weiter weist die Grundplatte 34 Durchgangsöffnungen 39 auf, durch die die Grundplatte 34 an die Befestigungsoberfläche 22a (siehe 1) geschraubt werden kann. Selbstverständlich kann die Grundplatte 34 weitere Durchgangsbohrungen zur Befestigung an einem bogenförmigen Tragelement 3a, 3b, 3c aufweisen. Weiter dargestellt ist, dass sich an einer Unterseite der Grundplatte 34 Fußelemente 40 befinden, durch die sich die Durchgangsbohrungen 39 hindurch erstrecken.
Eine zentrale Durchgangsbohrung 39a kann hierbei als Zentriermarkierung dienen, um eine gewünschte Lage und Ausrichtung des tragelementseitigen Befestigungselements 21 auf z.B. dem ersten bogenförmigen Tragelement 3a einzustellen.
Das in 4 dargestellte tragelementseitige Befestigungselement 21 ist hierbei selbstverständlich nicht ausschließlich zur Verwendung mit der in 1 dargestellten bogenförmigen Tragelemente 3a, 3b, 3c, sondern auch zur Verwendung mit ungekrümmten Tragelementen (siehe z.B. 15a und 15b) geeignet.
In 5 ist perspektivisch eine Halteleiste 20 dargestellt, wobei die Halteleiste 20 ein erfindungsgemäßes Abstandshalteelement ausbildet. Eine Länge L der Halteleiste 20 kann hierbei größer als eine Breite eines bogenförmigen Tragelements 3a, 3b, 3c (siehe 1) in der weiteren Raumrichtung y (siehe 14) sein. Die Halteleiste 20 kann z.B. durch eine Walzprofilierung hergestellt werden. Das dargestellte, trapezförmige Profil der Halteleiste 20 ermöglicht in vorteilhafter Weise die Herstellung durch eine Kaltumformung mit einer möglichst geringen Anzahl an Rollenpaarungen. Insbesondere ist keine Fräs- oder Stanzbearbeitung notwendig. Die Halteleiste 20 kann aus einem sendzimierverzinkten, kalt verformbaren Stahlblech bestehen. Die Herstellung als Walzprofil ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die Halteleiste 20 direkt an einem Installationsort mit der gewünschten Länge L herzustellen.
In 6 ist ein Querschnitt durch eine an einem tragelementseitigen Befestigungselement 21 befestigten Halteleiste 20 dargestellt. Ebenfalls dargestellt ist ein an der Halteleiste 20 befestigtes Modulhaltelement 19, welches in Bezug auf die 7 und 8 näher erläutert wird. Hierbei ist dargestellt, dass die Halteleiste 20 ein trapezförmiges Profil aufweist. Die Halteleiste 20 umfasst hierbei eine erste Seitenwand 41a und eine weitere Seitenwand 41b. In einem Fußbereich der Seitenwände 41a, 41b weisen diese gekrümmte, nach außen abstehende Rastzungen 42 auf. Die Krümmung der Rastzungen 42 ist hierbei an eine Krümmung der sich verjüngenden Aussparung 36 (siehe 4) des tragelementseitigen Befestigungselements 21 angepasst. Somit ist es möglich, die Rastzungen 42 in die Aussparungen 36 einzuschieben, um das tragelementseitige Befestigungselement 21 mit der Halteleiste 20 zu verrasten. Im verrasteten Zustand umgreifen die Rastbügel 35 einen Abschnitt der Rastzungen 42. Selbstverständlich ist es auch möglich, alternative zueinander korrespondierende Rastprofile, beispielsweise abgekantete Rastprofile, zu wählen. Eine Länge der Seitenwände 41a, 41b ist vorzugsweise gleich, damit PV-Module 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_b, 2a_c (siehe 1) mit vorbestimmten Abmaßen mit einem gewünschten Abstand und einer gewünschten Orientierung zwangsfrei an Tragelementen 3a, 3b, 3c befestigt werden können.
An einer Oberseite weisen die Seitenwände 41a, 41b Rastnasen 43 auf, die von Rasthaken 44 des Modulhaltelements 19 umgriffen werden können, um das Modulhalteelement 19 an der Oberseite der Halteleiste 20 zu verrasten.
In 6 ist dargestellt, dass das tragelementseitige Befestigungselement 21 im Unterschied zu 4 eine seitliche Ausrichtplatte 45 mit Bohrungen 70 aufweist, die an den ersten Randelementen 37 befestigt ist und sich in vertikaler Richtung z nach unten von der Grundplatte 34 weg erstreckt. Diese dient ebenfalls als Ausrichthilfe bei der Positionierung des tragelementseitigen Befestigungselements 21 auf einem bogenförmigen Tragelement 3a, 3b, 3c (siehe 1). Über die Bohrungen 70 in der Ausrichtplatte 45 kann beispielsweise bei einer Ausführungsform das tragelementseitige Befestigungselement 21 an sich in vertikaler Richtung z erstreckenden Schenkeln eines z.B. bogenförmigen Tragelements 3a, 3b, 3c mit einem U-Profil befestigt werden. Ist das U-Profil des Tragelements 3a, 3b, 3c in vertikaler Richtung z nach oben geöffnet, so ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein von dem U-Profil des Tragelements 3a, 3b, 3c umfasstes und nach oben geöffnetes Innenvolumen durch das tragelementseitige Befestigungselement 21 nach oben hin verschlossen wird, wodurch zumindest der vollständig umfasste Teil des Innenvolumens verbessert geschützt ist.
In 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Modulhaltelements 19 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. In einem Fußbereich weist das Modulhalteelement 19 Rasthaken 44 auf, die sich in vertikaler Richtung z von einer Unterseite des Modulhalteelements 19 weg erstrecken. An einem freien Ende der Rasthaken 44 ist hierbei ein Rastvorsprung 47 angeordnet, wobei mittels Rastzungen 44 und der Rastvorsprünge 47 die in 6 dargestellte Rastnase 44 einer Halteleiste 20 umgriffen werden kann, um das Modulhalteelement 19 mit der Halteleiste 20 zu verrasten.
Weiter weist das Modulhalteelement 19 an Längsseiten des Modulhalteelements 19 und sich in einer Längsrichtung des Modulhalteelements 19 erstreckende rechteckförmige Aussparungen 48 auf, die nach außen hin geöffnet sind. An einer Unterseite und einer Oberseite weisen diese Aussparungen 48 jeweils weitere Ausschneidungen 50 auf, die in Bezug auf die rechteckförmige Aussparung 48 hinterschnittene Bereiche ausbilden. In der rechteckförmigen Aussparung 48 kann ein Kunststoffelement 49 angeordnet werden, wobei die Kunststoffelemente 49 ein U-förmiges Profil aufweisen und an Schenkeln des U-förmigen Profils Fortsätze 51 angeordnet sind. Die Fortsätze 51 sind hierbei in den weiteren Aussparungen 50 angeordnet und hintergreifen das Modulhalteelement 19 im Bereich der vorhergehend erläuterten Hinterschneidungen. Hierbei ist dargestellt, dass die Fortsätze 51 einen Hohlraum umfassen, der eine Einbringung der Fortsätze 51 in die weiteren Aussparungen 50 erleichtert.
Die U-profilförmigen Kunststoffelemente 49 sind ebenfalls nach außen hin geöffnet. In dem Innenvolumen der U-profilförmigen Kunststoffelemente 49 kann jeweils ein PV-Modul 2a, ..., 2f, 2f_b, 2a_c (siehe 1) angeordnet werden. Das Modulhalteelement 19 kann beispielsweise als Aluminiumprofil, insbesondere als Aluminiumstrangpressprofil, ausgebildet sein. Insbesondere kann das Modulhalteelement 19 ein schwarz eloxiertes Aluminium-Strangpressprofil sein. Eine Länge und Anzahl ist je nach PV-Modul 2a, ..., 2f, 2f_b, 2a_c wählbar. Das Kunststoffelement 49 weist vorzugsweise nur eine Halte- und Klemmfunktion, jedoch keine Pressfunktion auf.
In 8 ist die perspektivische Ansicht eines Modulhalteelements 19 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Wie das in 7 dargestellte Modulhalteelement 19 weist das Modulhalteelement 19 Rasthaken 44 mit Rastvorsprüngen 47 auf. Ebenfalls bildet das Modulhalteelement 19 an Längsseiten Aussparungen 48 aus, in denen ein Kunststoffelement 49 mit einem U-Profil angeordnet ist. Im Unterschied zu 7 ist jedoch das Kunststoffelement 49 mit den Aussparungen 48 kraftschlüssig, z. B. durch eine Verklebung verbunden.
Die in 7 und 8 dargestellten Halteelemente weisen jeweils eine zentrale Nut 52 auf, die zwischen Seitenbereichen der Modulhalteelemente 19, die die Aussparungen 48 ausbilden, angeordnet ist und sich ebenfalls in Längsrichtung des Modulhalteelements 19 erstreckt. Die Nut 52 kann hierbei zur Abführung z.B. von Regenwasser dienen.
In 9 ist ein Querschnitt durch die Halteleiste 20 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu der in 6 dargestellten Halteleiste 20 bildet die Halteleiste 20 an einer Oberseite eine Vertiefung 53 aus, die sich in Längsrichtung der Halteleiste 20 erstreckt. Die Vertiefung 53 kann hierbei zur Wasserführung, insbesondere von Regenwasser, dienen.
Weiter anzumerken ist, dass das in 7 und 8 dargestellte Modulhalteelemente 19 nicht ausschließlich zur Verrastung mit einer dargestellten Halteleiste 20 geeignet ist.
Vielmehr können die Modulhalteelemente 19 auch an weiteren Halteelementen (beispielsweise Holzbalken, Strahlträgern, abgekanteten Blechprofilen, Betonfertigteilen oder Trapezblechen) befestigt werden.
Das vorgeschlagene tragelementseitige Befestigungselement 21, das durch die Halteleiste 20 ausgebildete Abstandshalteelement und das Modulhalteelement 19 können hierbei Gegenstand einer eigenen Erfindung sein. Insbesondere ermöglichen das tragelementseitige Befestigungselement 21 und/oder das durch die Halteleiste 20 ausgebildete Abstandshalteelement und/oder das Modulhalteelement 19 die Halterung von Photovoltaikmodulen auf verschiedenen Tragelementen, beispielsweise auf in Bezug auf eine Befestigungsoberfläche 4 (siehe 1) geneigten Tragplatten, vorzugsweise in Ost-Westausrichtung, wobei die Tragplatten ungekrümmt ausgebildet sind.
In 10 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Hierbei ist die Anordnung 1 in großen Teilen entsprechend der in 1 dargestellten Anordnung 1 ausgebildet. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Anordnung 1 sich jedoch das erste Tragelement 54a, das zweite Tragelement 54b und das dritte Tragelement 54c nicht bogenförmig, sondern dreieckförmig ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass jedes Trageelement 54a, 54b, 54c zwei ungekrümmte Abschnitte umfasst, die sich unter einem Winkel schneiden, wobei die ungekrümmten Abschnitte eine Befestigungsoberfläche für PV-Module 2a aufweisen. Auch ist exemplarisch nur ein Photovoltaikmodul 2a dargestellt, welches über ein Modulhalteelement 19, eine Abstandsleiste 20 und ein tragelementseitiges Befestigungselement 21 an einem ersten dreieckförmigen Tragelement 54a angeordnet sein kann. Selbstverständlich können weitere Photovoltaikmodule in gleicher Weise an dem ersten dreieckförmigen Tragelement 54a und an einem zweiten und dritten dreieckförmigen Tragelement 54b, 54c befestigt sein.
In 11 ist eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 zur Verwendung für ein Carport dargestellt. Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 12b von bogenförmigen Tragelementen 3a, 3c sind jeweils mit Gründungsplatten 16a, 16b, 16c mechanisch verbunden, wobei die Gründungsplatten 16a, 16b, 16c über Pfeiler 55 oder Kragarme an einer Befestigungsoberfläche 4, z.B. den Erdboden, befestigt sind. Hierbei ist, wie in Bezug auf 1 bereits erläutert, das weitere Verbindungselement 9b mechanisch sowohl mit der zweiten Gründungsplatte 16b als auch mit dem Verbindungselement 12 eines dritten bogenförmigen Tragelements 3c verbunden. In 11 ist dargestellt, dass die Verbindungselemente 9b, 12 der bogenförmigen Tragelemente 3a, 3c sich durch die zweite Gründungsplatte 16b hindurch erstrecken und somit in einen Bereich unterhalb der zweiten Gründungsplatte 16b hineinragen. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Verbindungselemente 9b, 12 der bogenförmigen Tragelemente 3a, 3c, insbesondere deren freie Enden, an der Oberseite der zweiten Gründungsplatte 16b befestigt werden. In diesem Fall erstrecken sich die Verbindungselemente 9b, 12 der bogenförmigen Tragelemente 3a, 3c nicht durch die zweite Gründungsplatte 16b hindurch. Weite können die Verbindungselemente 9b, 12 der bogenförmigen Tragelemente 3a, 3c nicht nur an der zweiten Gründungsplatte 16b sondern auch aneinander mechanisch befestigt werden.
Auch ist in der dargestellten Anordnung eine mechanische Verbindung der Verbindungselemente 9b, 12 benachbarter bogenförmiger Tragelemente 3a, 3c mit der zweiten Gründungsplatte 16b nicht zwingend notwendig. Somit ist eine Ausführungsform der Anordnung 1, insbesondere zur Bereitstellung eines Carports, vorstellbar, bei der ein Verbindungselement 9b eines Tragelements 3a ausschließlich mechanisch mit einem Verbindungselement 12 eines benachbarten Tragelements 3c verbunden ist, wobei auch keine Gründungsplatte vorhanden sein muss. In diesem Fall ist z.B. kein mittlerer Pfeiler 55a notwendig, um die zweite Gründungsplatte 16b bzw. die Verbindungselemente 9b, 12 abzustützen.
Auch ist es nicht zwingend notwendig, eine Gründungsplatte 16a, 16b, 16c über einen sich in vertikaler Richtung erstreckenden Pfeiler 55, 55a mit der Befestigungsoberfläche 4 zu verbinden. So kann eine Gründungsplatte 16a, 16b, 16c auch über einen schräg orientierten Kragarm mit einem sich in vertikaler Richtung erstreckenden Pfeiler 55, 55a oder mit der Befestigungsoberfläche 4 verbunden werden. Ist beispielsweise in einer in die Zeichenebene hinein orientierten Richtung hinter dem mittleren Pfeiler 55a ein weiterer sich in vertikaler Richtung erstreckender Pfeiler angeordnet, so kann die zweite Gründungsplatte 16b auch über einen sich von der zweiten Gründungsplatte 16b schräg zu einem Fußbereich des hinter dem mittleren Pfeiler 55a angeordneten Pfeilers erstreckenden Kragarm an der Befestigungsoberfläche 4 befestigt sein. In diesem Fall muss der in 11 dargestellte (vordere) mittlere Pfeiler 55c nicht vorhanden sein.
In den 12a, 12b, 12c und 12d sind verschiedene Profilformen der Tragelemente 3a, 3b, 3c und der Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 14, 12b dargestellt. 12a zeigt ein erstes abgekantetes Blechprofil 56 und 12b ein weiteres abgekantetes Blechprofil 57. Derartige Profilformen können beispielsweise sowohl die Tragelemente 2a, ... 2f, 2f_b, 2a_c als auch die Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 12b, 14 (siehe 1 und 11) aufweisen. In 12c ist ein Halbrohrprofil 59 und in 12d ein Strangpressprofil 60 dargestellt. Die in 12c und 12d dargestellten Profilformen 59, 60 kann beispielsweise ein Verbindungselement 9a, 9b, 12, 12b, 14 aufweisen.
In 13 ist eine Seitenansicht eines Gründungselements 61 dargestellt. Das Gründungselement 61 umfasst eine Gründungsplatte 16a (siehe z.B. 1). Weiter umfasst das Gründungselement 61 einen Bohrabschnitt 62, welches ein Bohrfundament ausbildet. Das Bohrfundament 62 weist einen zylindrischen Bereich 63 und mehrere Schneidschaufeln 64 auf, die entlang des zylindrischen Abschnitts 63 angeordnet sind. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Befestigung des Gründungselements 61 am Erdboden. Das Bohrfundament 62 ist hierbei an einer Unterseite der Gründungsplatte 16a befestigt. An einer Oberseite der Gründungsplatte 16a sind Verbindungselemente 9a, 12 befestigt, beispielsweise das Verbindungselement 9a des ersten bogenförmigen Tragelements 3a und das Verbindungselement 12 des zweiten bogenförmigen Tragelements 3b (siehe z.B. 1). Hierbei können die Verbindungselement 9a, 12 auch zusätzlich noch aneinander mechanisch befestigt sein. In dieser Ausführungsform ist das Vorhandensein der Gründungsplatte 16a nicht zwingend notwendig.
In 14 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung 1 einer Vielzahl von Photovoltaikmodulen 2 dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber ist nur ein Photovoltaikmodul 2 mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Anordnung 1 umfasst mehrere bogenförmige Tragelemente 3, die sowohl in einer ersten Raumrichtung x als auch in einer weiteren Raumrichtung y benachbart zueinander angeordnet sind. Hierbei sind in der ersten Raumrichtung x benachbart zueinander angeordnete bogenförmige Tragelemente 3 über nicht dargestellte Verbindungselemente mechanisch miteinander und mit Gründungsplatten 16 verbunden. Weiter dargestellt sind sechs Halteleisten 20, die jeweils an in der weiteren Raumrichtung y mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordneten bogenförmigen Tragelementen 3 mechanisch befestigt sind.
Somit verbinden die Halteleisten 20 bogenförmige Tragelemente 3 der Anordnung 1, die nicht über entsprechende Verbindungselemente mechanisch miteinander verbunden sind.
Die in 14 dargestellte Anordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise die Herstellung von Photovoltaikmodulblöcken mit vorbestimmten Leistungen. Insbesondere kann die Ausrichtung der in 14 dargestellten Anordnung 1 derart erfolgen, dass die erste Raumrichtung x einer Ost-West-Richtung entspricht. Weiter wird eine einfache Stringmessung und Stringfreischaltung im Fehlerfall ermöglicht.
In 15a und 15b sind verschiedene Anordnungen zur Halterung von Photovoltaikmodulen 2 dargestellt, in welchen die vorhergehend beschriebenen tragelementseitigen Befestigungselemente 21, die Halteleisten 20 und die Modulhalteklemmen 19 zur Befestigung von Photovoltaikmodulen 2 an einer ersten Tragstruktur 65 oder einer weiteren Tragstruktur 67 genutzt werden. Somit ist ersichtlich, dass die verwendeten Elemente nicht ausschließlich zur Befestigung von Photovoltaikmodulen 2 an über Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 12b, 14 (siehe 1 und 11) in erfindungsgemäßer Weise verbundenen Tragelementen 3, 3a, 3b, 3c (siehe 1 und 14) verwendet werden können. Insbesondere ist in 15b dargestellt, dass die Tragstruktur 65 zumindest einen Teil, insbesondere ein Dach, eines Carport ausbilden kann.
In 16 ist eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung 1 mit mehreren Tragelementen 3a, 3c dargestellt. Im Unterschied zu der in 11 dargestellten Anordnung 1 weist ein drittes bogenförmiges Tragelement 3c einen größeren Bogenradius als ein erstes bogenförmiges Tragelement 3a auf. Weiter ist dargestellt, dass an den bogenförmigen Tragelementen 3a, 3c jeweils eine unterschiedliche Anzahl an PV-Modulen 2 über Modulhalteklemmen 19, Halteleisten 20 und Modulhalteelemente 19 befestigt ist. Ein weiterer Unterschied zu der in 11 dargestellten Anordnung 1 besteht darin, dass Verbindungselemente 9a, 9b, 12, 12b der bogenförmigen Tragelemente 3a, 3c nicht durch die Gründungsplatten 16a, 16b, 16c hindurchragen, sondern direkt an einer Oberfläche der Gründungsplatten 16a, 16b, 16c mechanisch befestigt sind.
Weiter weist das dritte bogenförmige Tragelement 3c in einem zentralen Bereich einen lichtdurchlässigen Abschnitt 68 auf, der z.B. durch eine Acrylglasabeckung bereitgestellt werden kann. Hierdurch kann Licht in das vom dritten bogenförmigen Tragelemente 3c umfasste Volumen dringen. Auch die in 16 dargestellte Anordnung 1 kann in einem Carport verwendet werden.
In 17 ist eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Tragelementen 3a, 3c dargestellt. Im Unterschied zu der in 11 dargestellten Anordnung 1 ist eine erste Gründungsplatte 16a und eine dritte Gründungsplatte 16b jeweils über einen Kragarm 69 und einen mittleren Pfeiler 55a, der sich in vertikaler Richtung erstreckt und der zur Verbindung einer zweiten Gründungsplatte 16b mit einer Befestigungsoberfläche 4 dient, mit dieser Befestigungsoberfläche 4 verbunden. Die Kragarme 69 erstrecken sich hierbei schräg. Dies bedeutet z.B., dass ein Verlauf einer Längsachse der Kragarme 69 sowohl einen vertikalen als auch einen horizontalen Anteil aufweist. Somit sind in vorteilhafter Weise keine sich nur in vertikaler Richtung z erstreckenden Pfeiler 55 notwendig, um die erste und die dritte Gründungsplatte 16a, 16b abzustützen. Auch die in 17 dargestellte Anordnung 1 kann in einem Carport verwendet werden.
Die vorgeschlagene Anordnung ermöglicht zusammenfassend in vorteilhafter Weise eine Freiflächenmontage von PV-Modulen mit reduzierten Montagekosten, da insbesondere eine zu verbauenden Komponentenanzahl und ein Materialeinsatz für die Konstruktion und die elektrische Kontaktierung gering ist. Weiterhin wird eine bestmögliche Flächenausnutzung gewährleistet. Weiterhin kann die vorgeschlagene Anordnung einfach und schnell, insbesondere ohne spezielle Montierhilfen, montiert werden. Insbesondere kann die Montage vollständig am Installationsort erfolgen. Weiter wird eine einfache und zuverlässige Positionierung und Ausrichtung der PV-Module bei der Halterung mittels der vorgeschlagenen Anordnung ermöglicht. Durch die variable Anzahl von Tragelementen ist der Herstellung eines Solarkraftwerks einfach an die Umgebungsbedingungen, insbesondere die topographischen Umgebungsbedingungen, anpassbar.
Auch kann die Anordnung als modulares System für verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, z.B. auch zur Herstellung von Carports, genutzt werden. Zudem ist die Halterung von rahmenlosen Dünnschicht-PV-Modulen, rahmenlosen Dickschicht-PV-Modulen oder organischen PV-Modulen möglich. Hierbei ist die vorgeschlagene Anordnung optimal für rahmenlose Dünnschicht-PV-Module, die in vorteilhafter Weise gute Selbstreinigungseigenschaften aufweisen. Insbesondere in einer Anordnung mit mehreren PV-Modulen können PV-Module mit hohen Ausgangsspannungen verschaltet werden. Die rahmenlosen PV-Module werden hierbei zwangsfrei montiert.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung
2: Photovoltaikmodul
2a: erstes Photovoltaikmodul
2b: zweites Photovoltaikmodul
2c: drittes Photovoltaikmodul
2d: viertes Photovoltaikmodul
2e: fünftes Photovoltaikmodul
2f: sechstes Photovoltaikmodul
2f_b: sechstes Photovoltaikmodul eines zweiten bogenförmigen Tragelements
2a_c: erstes Photovoltaikmodul eines dritten bogenförmigen Tragelements
3a: erstes bogenförmiges Tragelement
3b: zweiten bogenförmiges Tragelement
3c: drittes bogenförmiges Tragelement
3: bogenförmiges Tragelement
4: Befestigungsoberfläche
5: Befestigungsbereich
6a: erstes freies Ende
6b: weiteres freies Ende
7a: erstes freies Ende
8a: erstes freies Ende
9a: erstes Verbindungselement
9b: weiteres Verbindungselement
10a: erster Abschnitt
10b: freier Endabschnitt
11a: erster Abschnitt
11b: freier Endabschnitt
12: Verbindungselement
13a: erster Abschnitt
13b: freier Endabschnitt
14: Verbindungselement
15a: erster Abschnitt
15b: freier Endabschnitt
16a: erste Gründungsplatte
16b: weitere Gründungsplatte
17: Kreuzungsbereich
18: Längsachse eines Verbindungselements
19: Modulhalteelement
20: Halteleiste
21: tragelementseitiges Befestigungselement
22a: Befestigungsoberfläche des ersten bogenförmigen Tragelements
22b: Befestigungsoberfläche des zweiten bogenförmigen Tragelements
22c: Befestigungsoberfläche des dritten bogenförmigen Tragelements
α: Winkel
x: erste Raumrichtung
z: vertikale Raumrichtung
y: weitere Raumrichtung
23: Längsachse eines bogenförmigen Tragelements
P: Punkt
24: Randbereich einer Gründungsplatte
25: Befestigungszunge
26: Öffnung
27: Durchgangsbohrung
28: Oberfläche des Verbindungselements
29: Klemmbügel
30: Öffnung
31: schlitzförmige Durchgangsöffnungen
32: Keil
33: Sicke
34: Grundplatte
35: Rastbügel
36: Aussparung
37: erster Randbereich
38: weiterer Randbereich
39: Durchgangsbohrung
39a: zentrale Durchgangsbohrung
40: Fußelement
L: Länge
β: Winkel
41a: Seitenwand
41b: Seitenwand
42: Rastzunge
43: Rastnase
44: Rasthaken
45: Ausrichtplatte
46: Zentrierbohrung
47: Rastvorsprung
48: Aussparung
49: Kunststoffelement
50: weitere Aussparung
51: Fortsatz
52: Nut
53: Vertiefung
54a: erstes dreieckförmiges Tragelement
54b: zweites dreieckförmiges Tragelement
54c: drittes dreieckförmiges Tragelement
55: Pfeiler
55a: mittlerer Pfeiler
56: abgekantetes Blechprofil
57: abgekantetes Blechprofil
59: Halbrundprofil
60: Strangpressprofil
61: Gründungselement
62: Bohrabschnitt
63: zylindrischer Abschnitt
64: Schneidelement
65: Tragstruktur
66: Oberfläche
67: weitere Tragstruktur
68: lichtdurchlässiger Abschnitt
69: Kragarm
70: Bohrung

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

WO 2013/040687 A1 [0003]
DE 202009004217 U1 [0004]
US 2009/0235593 A1 [0005]

Claims

Anordnung zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls (2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_b, 2a_c), wobei die Anordnung mindestens ein erstes Tragelement (3a, 54a) und mindestens ein Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) umfasst, wobei das erste Tragelement (3a, 54a) eine Längsachse (23) aufweist, wobei das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) eine Längsachse (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) an einem ersten freien Ende (6a) des ersten Tragelements (3a, 54a) derart angeordnet ist, dass an dem ersten freien Ende (6a) eine Tangente an die Längsachse (18) des Verbindungselements (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) parallel zu einer Tangente an die Längsachse (23) am ersten freien Ende (6a) des ersten Tragelements (3a, 54a) verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Tragelement (3a) bogenförmig ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) zumindest einen ungekrümmten Abschnitt mit einer ungekrümmten Längsachse (18) aufweist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) derart an dem freien Ende (6a) befestigbar ist, dass eine Länge eines freien Endabschnitts (10b) des Verbindungselements (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) veränderbar ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) mindestens ein Gründungselement (61) umfasst, wobei das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) mechanisch an dem mindestens einen Gründungselement (61) befestigt ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ein weiteres Tragelement (3b, 3c, 54b, 54c) und mindestens ein Verbindungselement (12, 14) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) umfasst, wobei das weitere Tragelement (3b, 3c, 54b, 54c) eine Längsachse aufweist, wobei das Verbindungselement (12, 14) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) eine Längsachse aufweist, wobei das Verbindungselement (12, 14) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) an einem freien Ende (7a, 8a) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) derart angeordnet ist, dass an dem freien Ende (7a, 8a) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) eine Tangente an die Längsachse des Verbindungselements (12, 14) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) parallel zu einer Tangente an die Längsachse am freien Ende (7a, 8a) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht, wobei das Verbindungselement (12, 14) des weiteren Tragelements (3b, 3c, 54b, 54c) mechanisch mit dem Verbindungselement (9a, 9b) des ersten Tragelements (3a, 54a) und/oder mechanisch mit dem Gründungselement (61) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tangente an die Längsachse des Verbindungselements (12) des weiteren Tragelements (3b, 54b) an dem ersten freien Ende (7a) des weiteren Tragelements (3b, 54b) mit einer Vertikalachse einen vorbestimmten ersten Winkel (α) einschließt, wobei die Tangente an die Längsachse des Verbindungselements (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) an dem ersten freien Ende (6a) des ersten Tragelements (3a, 54a) mit der Vertikalachse einen vorbestimmten weiteren Winkel (–α) einschließt, wobei ein Betrag des ersten und des weiteren Winkels (α, –α) gleich ist und Vorzeichen des ersten und des weiteren Winkels (α, –α) verschieden sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) mindestens ein tragelementseitiges Befestigungselement (21) umfasst, wobei mittels des tragelementseitigen Befestigungselements (21) das mindestens eine Photovoltaikmodul (2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_b, 2a_c) oder eine Teilanordnung zur Halterung des mindestens einen Photovoltaikmoduls (2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_b, 2a_c) an dem Tragelement (3, 3a, 3b, 3c, 54a, 54b, 54c) befestigbar ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilanordnung ein Abstandshalteelement umfasst, wobei das Abstandshalteelement an dem tragelementseitigen Befestigungselement (21) befestigbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilanordnung ein Modulhalteelement (19) umfasst, wobei das Modulhalteelement (19) an dem tragelementseitigen Befestigungselement (21) oder dem Abstandshalteelement befestigbar ist, wobei mittels des Modulhalteelements (19) das mindestens eine Photovoltaikmodul (2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_b, 2a_c) an dem Tragelement (3, 3a, 3b, 3c, 54a, 54b, 54c) befestigbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandshalteelement an mindestens zwei voneinander verschiedenen Tragelementen (3) befestigt ist.
Verfahren zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmodul(3, 3a, 3b, 3c, 54a, 54b, 54c), wobei eine Anordnung (1) zur Halterung mindestens eines Photovoltaikmoduls (2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2f_b, 2a_c) mindestens ein erstes Tragelement (3a, 54a) und mindestens ein Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) umfasst, wobei das erste Tragelement (3a, 54a) eine Längsachse (23) aufweist, wobei das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) eine Längsachse (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) an einem ersten freien Ende (6a) des ersten Tragelements (3a, 54a) derart angeordnet wird, dass an dem ersten freien Ende (6a) eine Tangente an die Längsachse (18) des Verbindungselements (9a) des ersten Tragelements (3a, 54a) parallel zu einer Tangente an die Längsachse (23) am ersten freien Ende (6a) des Tragelements (3a, 54a) verläuft oder um nicht mehr als einen vorbestimmten Winkel von dieser Tangente abweicht, wobei weiter zumindest ein Teil eines freien Endabschnitts (10b) an oder in einem Befestigungsbereich (5) befestigt wird.