DE102015004046A1

DE102015004046A1 - Schnellbau-Montagesystem zur Installation von Photovoltaikmodulen

Info

Publication number: DE102015004046A1
Application number: DE102015004046.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: DE102015004046B4; WO2016156382A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Montagesystem welches zur besonders schnellen und effizienten Erstellung eines Photovoltaikmodulfeldes, vorzugweise im Freigelände verwendet wird. Der Pfosten kann wahlweise ins Erdreich gerammt oder in Betonfundamente eingegossen werden. Die Teile sind durch besondere Formgebung so ausgeführt daß sie ineinander gesteckt werden können und sich gegenseitig arretieren. Da der gesamte Ständer ohne jegliche Schraube hergestellt werden kann ist eine enorme Zeiteinsparung möglich. Durch eine spezielle Federklammer wird eine formschlüssige Verbindung zwischen PV-Modul und Ständer realisiert. Die Federklammer ist derart ausgeführt daß sie den Rahmen des PV-Moduls umschließt und in die dafür vorgesehene Nut der Auflageschiene ein klippt. Dadurch erfolgt eine formschlüssige Befestigung des PV-Moduls, gibt aber gleichzeitig dem PV-Modul genügend Möglichkeit sich bei Wärmeausdehnung zu bewegen. Die für dieses Montagesystem eingesetzten PV-Module sind mit einem besonders hochfesten und biegesteifen Modulrahmen versehen welche die statischen Kräfte wie Wind und Schneelast direkt aufnehmen können. Durch die Verwendung dieses Systems können Montagetische mit einer theoretisch unendlichen Länge gebaut werden da durch die fehlenden Querschienen keine Addierung von Wärmespannungen auftreten kann. Vorzugsweise wird dieses System im Freigelände verwendet, kann aber z. B. in Zusammenhang mit Betonfundamenten oder Befestigungsschienen auch auf Flachdächern Anwendung finden.

Description

Schnellbau-Montagesystem zur Installation von Photovoltaikmodulen zur besonders rationellen und sicheren Montage von Solarmodulen, vorzugweise im Freigelände
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Montagesystem welches zur besonders schnellen und effizienten Erstellung eines Photovoltaikmodulfeldes verwendet wird. Üblicherweise werden die bislang am Markt befindlichen Systeme ins Erdreich gerammt und an diesem Pfosten dann weitere Profile angeschraubt. Danach werden Querschienen angeschraubt und darauf die PV-Module verschraubt. Bei diesen Montagesystemen werden die Module meist mit Klemmenschrauben und Schraubhaken auf Profilschienen festgeschraubt. Man benötigt dadurch viel Zeit. Da die Module fest mit der Unterkonstruktion verschraubt sind, werden bei Bewegungen der Unterkonstruktion, z. B. durch Senkung oder Verwerfung des Bodens, die aus Glas bestehenden Module teilweise beachtlich verwunden und dadurch erheblich beansprucht. Auch bei Wärmeausdehnung können die fest eingespannten und verschraubten Module nicht ausweichen. Ein dadurch resultierender Bruch der Module ist nicht auszuschließen und kommt in Regionen mit hohen Temperaturschwankungen des öfteren vor.
Der hohe Materialaufwand durch die Verwendung von Längs- und Querschienen ist oftmals der Grund warum das Montagesystem zu teuer ist und sich eine PV-Installation nicht mehr rechnet. Gerade weil erneuerbare Energie aus PV-Anlagen noch günstiger werden muß um wirtschaftlich zu bleiben, sind kostensenkende Maßnahmen in Material und Arbeitszeit unerlässlich.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

1. die Pfostenteile (1; 2; 3) miteinander verkrimpt, die Teile (4) und (5) ineinander gesteckt und die Teile (2) und (5) ineinander einrasten,
2. auf Querschienen ganz verzichtet werden kann ohne die statischen Anforderungen zu vernachlässigen,
3. die Solarmodule nicht geschraubt sondern in einer Rahmenhalterung eingehängt und verwindungs- und spannungsfrei durch eine Federklammer gehalten werden.

Das Montagesystem besteht im Wesentlichen aus sechs verschiedenen Teilen welche vorzugsweise aus verzinktem Stahlblechprofil durch das Walzprofilverfahren kostengünstig hergestellt werden können. Im Einzelnen sind dies: Pfosten (1); Schloßblech oben (2); Schloßblech unten (3); Strebe (4); Auflageschiene (5); Federklammer (6).
Der Pfosten (1) wird mit den Schlossblechen oben und unten (2; 3) verkrimpt. Dadurch wird die Gradzahl des Sonnenwinkels fest eingestellt. Der im Werk vorgefertigte Pfosten kann wahlweise ins Erdreich gerammt oder in Betonfundamente (7) eingegossen werden. Die Strebe (4) und Auflageschiene (5) sind durch Formgebung so ausgeführt daß sie ineinander gesteckt werden können und sich gegenseitig arretieren. Das freie Ende der Strebe (4) wird nun in das Schloßblech unten (3) eingesteckt. Die Auflageschiene (5) wird dann mit der dafür vorgesehenen Öffnung in das Schlossblech oben (2) eingerastet und verriegelt. Da der gesamte Ständer ohne jegliche Schraube hergestellt werden kann ist eine enorme Zeiteinsparung möglich.
Die Auflageschiene (5) ist derart ausgeführt, dass zusammen mit der dafür entwickelten Federklammer (6) eine sichere Verbindung zwischen PV-Modul (8) und Auflageschiene (5) hergestellt werden kann. Die entsprechend ausgebildeten Längsnuten der Auflageschienen (5) werden zusätzlich als Kabelkanal verwendet.
Federklammer (6) ist derart ausgeführt daß sie den Rahmen des PV-Moduls umschließt und in die dafür vorgesehene Nut der Auflageschiene ein klippt. Dadurch erfolgt eine formschlüssige Befestigung des PV-Moduls, gibt aber gleichzeitig dem PV-Modul genügend Möglichkeit sich bei Wärmeausdehnung zu bewegen.
Durch die formschlüssige Verbindung wird eine sichere und stabile Konstruktion geschaffen welche sehr schnell nur mit einem Schlagwerkzeug, vorzugsweise einem Gummihammer hergestellt werden kann. Die für dieses Montagesystem eingesetzten PV-Module (8) sind mit einem besonders hochfesten und biegesteifen Modulrahmen versehen welche die statischen Kräfte wie Wind- und Schneelast direkt aufnehmen können. Die Verwendung der besonderen Befestigungsart mit der Federklammer (6) in Verbindung mit den biegesteifen Modulrahmen kann auf die Verwendung von zusätzlichen Querschienen verzichtet werden was eine erhebliche Materialeinsparung bedeutet.
Durch die Verwendung der besonderen Befestigungsart mit der Federklammer (6) in Verbindung mit den biegesteifen Modulrahmen können Montagetische mit einer theoretisch unendlichen Länge gebaut werden da durch die fehlenden Querschienen keine Addierung von Wärmeschubspannungen auftreten kann.
Die Montagezeit für Ständer und Modulmontage verringert sich auf ca. 20% der bisher benötigten Zeit. Die Materialkosten für das neue Schnellbau-Montagesystem verringern sich gegenüber herkömmlichen Montagesystemen auf 60% der bisherigen Kosten.
Durch die sehr wenigen Teile ist eine sehr wirtschaftliche Fertigung und eine geringe Lagerhaltung möglich was weitere Kosten einspart.
Vorzugsweise wird dieses System im Freigelände verwendet, kann aber z. B. in Zusammenhang mit Betonfundamenten oder Befestigungsschienen auch auf Flachdächern Anwendung finden.

Claims

Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen, im wesentlichen bestehend aus nur sechs Einzelteilen, zur schnellen und effizienten Erstellung von Unterbauten im freien Gelände für Photovoltaikanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbau des Ständers die Teile (4) und (5) ineinander arretieren und die Teile (5) und (2) ineinander einrasten ohne dass es einer Verschraubung bedarf.
Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den speziellen Klemmmechanismus mit Federklammern die Längsseite der Photovoltaikmodule (8) und die Auflageschiene (5) miteinander verbunden werden sodass eine sichere, formschlüssige Verbindung entsteht, aber gleichzeitig Temperaturspannungen ausgeglichen werden können.
Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die spezielle Formgebung der Federklammer (6) und der Auflageschiene (5), die Federklammern (6) in die Auflageschiene einrasten kann und eine formschlüssige Verbindung mit dem Modulrahmen (8) hergestellt wird.
Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule nicht geklemmt oder verschraubt sondern eingehängt und spannungsfrei verlegt und befestigt werden.
Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz der immer gleichen Ständer eine sehr stabile, unendlich lange Tischlänge realisiert werden kann ohne Probleme mit Wärmespannungen zu haben.
Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass keine Querschienen notwendig sind, da die Photovoltaik-Module mit hochfestem Montagerahmen direkt auf den Ständern befestigt werden können.
Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile (1, 2, 3, 4 und 5) derart konstruiert sind dass sie im kostengünstigen Walzformverfahren aus kostengünstigem verzinkten Stahlblech hergestellt werden können.
Montagesystem zur Befestigung von Photovoltaikmodulen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die spezielle Formgebung der Modulauflageschiene sich zwei Nuten bilden welche sowohl als Sitz für die Befestigungsklammer sowie auch als Kabelkanal verwendet werden kann.