DE102018210037A1 - SOLAR TRACKING SYSTEM WITH SWIVELING SOLAR MODULES - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Solartrackingsystem 1 bereitgestellt, welches eine im Boden verankerte Aufständerung mit Trägern aufweist. Auf den Querträgern 4 sind mindestens zwei jeweils eine obere Oberfläche 5 und eine untere Oberfläche 6 aufweisende Solarmodulpaneele 7 befestigt. Diese Solarmodulpaneele 7 sind so aufgeständert, dass sie in Nord-Süd-Richtung parallel zur Bodenoberfläche ausgerichtet sind und mittels einer mit einem Antriebselement 8 angetriebenen Schwenkachse 9 in Ost-West-Richtung im Sinne einer Sonnenstandsnachführung schwenkbar sind. Die in Querrichtung zur Schwenkachse 9 aufeinanderzuweisenden Solarmodulpaneele weisen zwischen sich einen Abstand 10 auf, in welchem die Schwenkachse 9 oberhalb des Querträgers 4 mit seiner auf die Solarmodulpaneele 7 weisenden Oberseite im Systemschwerpunkt angeordnet ist, wobei die obere Oberfläche 5 der Solarmodulpaneele 7 mit der Schwenkachse 9 zusammenfällt.A solar tracking system 1 is provided, which has an elevation with supports anchored in the ground. At least two solar module panels 7 each having an upper surface 5 and a lower surface 6 are fastened on the cross members 4. These solar module panels 7 are raised in such a way that they are aligned parallel to the ground surface in the north-south direction and can be pivoted in the east-west direction by means of a pivot axis 9 driven by a drive element 8 in the sense of tracking the position of the sun. The solar module panels facing each other in the transverse direction to the pivot axis 9 have a spacing 10 between them, in which the pivot axis 9 is arranged above the cross member 4 with its top side facing the solar module panels 7 in the center of gravity of the system, the upper surface 5 of the solar module panels 7 with the pivot axis 9 coincides.
Description
Die Erfindung betrifft ein Solartrackingsystem mit schwenkbaren Solarmodulen.The invention relates to a solar tracking system with pivotable solar modules.
Solarmodule werden als monofaciale oder bifaciale Solarmodule ausgebildet. Bifaciale Solarmodule sind solche Solarmodule, welche nicht nur an ihrer der Sonne zugewandten Oberseite Sonnenenergie aufnehmen und in elektrischen Strom umwandeln, sondern auch die vom Boden zurückgeworfene Sonnenenergie mit ihrer dem Boden zugewandten Unterseite aufnehmen und in elektrischen Strom umwandeln. Mit derartigen Solarmodulen kann ihre Effektivität durchaus um sogar über 25% gesteigert werden. Diese zusätzliche Möglichkeit der Aufnahme von Sonnenenergie, welche vom Boden zurückgestrahlt wird, ist insbesondere dort bevorzugt anwendbar, wo der Boden relativ hell ist, wie das beispielsweise auf Sandflächen wie in Wüsten der Fall ist. Ein solches System ist beispielsweise auf der Internetseite www.greentechmedia.com mit Stand vom 18. April 2018 von LONGi Solar beschrieben.Solar modules are designed as monofacial or bifacial solar modules. Bifacial solar modules are such solar modules that not only absorb solar energy on their top facing the sun and convert it into electrical current, but also absorb the solar energy reflected from the ground with their underside facing the ground and convert it into electrical current. With such solar modules, their effectiveness can be increased by as much as 25%. This additional possibility of absorbing solar energy, which is reflected back from the ground, is particularly preferably applicable where the ground is relatively bright, as is the case, for example, on sand surfaces such as in deserts. Such a system is described for example on the website www.greentechmedia.com as of April 18, 2018 by LONGi Solar.
Des Weiteren werden zunehmend sogenannte Einachs-Trackingsysteme, d. h. einachsig ausgebildete Sonnenstandsnachführsysteme, eingesetzt. Für diese einachsigen Solartrackingsysteme ist in der Regel auch nur an einer Seite einer sich bis zu 40 m, teilweise sogar 60 m in Längsrichtung erstreckendenden Paneelreihe ein Antrieb vorgesehen. Ein derartiges System ist beispielsweise in
Gegenüber den bekannten Systemen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Aufständerung für Solarmodulpaneele mit Sonnenstandsnachführung, sogenannte Solartrackingsysteme zu schaffen, deren Schwenkachse gegenüber einer Horizontalstellung über einen großen Längenbereich torsionsarm verschwenkbar ist, bei welcher eine nur an einer Seite wirkende Antriebseinrichtung die Schwenkachse schwenkt, und welche kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Solartrackingsystem insbesondere für bifaciale Solarmodule zu schaffen und eine derartige Konstruktion vorzusehen, dass eine Verschattung vornehmlich der dem Boden zugewandten Unterseite eines derartigen Solarmodulpaneels verhindert oder zumindest minimiert wird.Compared to the known systems, the object of the present invention is to provide an elevation for solar module panels with sun tracking, so-called solar tracking systems, the pivot axis of which can be pivoted over a large length range relative to a horizontal position, in which a drive device acting only on one side pivots the pivot axis, and which is inexpensive to manufacture. Another object is to create a solar tracking system, in particular for bifacial solar modules, and to provide a construction such that shading, primarily on the underside of such a solar module panel facing the floor, is prevented or at least minimized.
Diese Aufgabe wird mit einem Solartrackingsystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved with a solar tracking system with the features according to claim 1. Appropriate further developments are defined in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Solartrackingsystem weist eine Aufständerung auf, welche im Boden bzw. im Erdreich verankert ist und Querträger aufweist, auf welchen Solarmodulpaneele des Solartrackingsystems befestigt sind. Die Solarmodulpaneele weisen eine obere Oberfläche, welche in Richtung auf die Sonne ausgerichtet ist bzw. wird, und eine untere Oberfläche auf, welche auf den Boden gerichtet ist, in welchem die Aufständerung verankert ist. Zumindest eine der beiden Oberflächen ist eine aktive Oberfläche bzw. vorzugsweise beide Oberflächen der Solarmodulpaneele sind sogenannte aktive Oberflächen, d. h. Oberflächen, welche in der Lage sind, Sonnenenergie aufzunehmen. Derartige Solarmodule mit zwei aktiven Oberflächen werden bifaciale Solarmodule genannt. Sie sind in der Lage, mit ihrer oberen Oberfläche die Sonneneinstrahlung direkt aufzunehmen und in elektrischen Strom umzuwandeln, und mit ihrer dem Boden zugewandten unteren Oberfläche die vom Boden zurückgestrahlte Sonnenenergie aufzunehmen und ebenfalls in elektrischen Strom umzuwandeln. Es versteht sich, dass die vom Boden zurückgestrahlte Sonnenenergie eine geringere Intensität als die von der Sonne auf die obere Oberfläche aufweist. Eine nennenswerte Rückstrahlung vom Boden ist vor allen Dingen dann durchaus vorhanden, wenn die Bodenoberfläche relativ hell ist, wie das bei Sandflächen z. B. in Wüstengegenden der Fall ist. Die auf der gesamten Aufständerung angeordneten Solarmodulpaneele sind über eine in Nord-Süd-Richtung im Wesentlichen parallel zur Bodenoberfläche ausgerichteten Schwenkachse in Ost-West-Richtung im Sinne einer Sonnenstandnachführung schwenkbar. Die Schwenkachse ist mittels eines Antriebselementes verschwenkbar, wobei das Solartrackingsystem vorzugsweise eine nur einseitig angetriebene Schwenkachse aufweist. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Solartrackingsystem auch für normale, d. h. nicht bifaciale Solarmodulpaneele ausgebildet ist.The solar tracking system according to the invention has an elevation which is anchored in the ground or in the ground and has cross members on which solar module panels of the solar tracking system are fastened. The solar module panels have an upper surface which is oriented towards the sun and a lower surface which is directed towards the floor in which the elevation is anchored. At least one of the two surfaces is an active surface or preferably both surfaces of the solar module panels are so-called active surfaces, ie surfaces which are able to absorb solar energy. Such solar modules with two active surfaces are called bifacial solar modules. They are able to directly absorb the solar radiation with their upper surface and convert it into electrical current, and with their lower surface facing the ground, the solar energy reflected back from the ground record and also convert into electrical current. It is understood that the solar energy reflected from the ground has a lower intensity than that from the sun to the upper surface. A significant retroreflection from the ground is especially present when the surface of the ground is relatively bright, as is the case with sandy areas. B. is the case in desert areas. The solar module panels arranged on the entire elevation can be pivoted in the north-south direction, essentially parallel to the ground surface, in the east-west direction in the sense of tracking the position of the sun. The pivot axis can be pivoted by means of a drive element, the solar tracking system preferably having a pivot axis which is only driven on one side. It goes without saying that the solar tracking system according to the invention is also designed for normal, ie non-bifacial, solar module panels.
Erfindungsgemäß sind die Solarmodulpaneele in Querrichtung zur Schwenkachse übereinander, vorzugsweise paarweise, angeordnet und weisen an einer zueinandergewandten Stoßstelle einen Abstand im Sinne einer Lücke zueinander auf. In diesem Abstand bzw. in dieser Lücke ist die Schwenkachse oberhalb der Querträger, welche eine auf die Solarmodulpaneele gerichtete Oberseite aufweisen, in den Systemschwerpunkt gelegt, d. h. fällt mit diesem zusammen. Aufgrund dieser Anordnung der Schwenkachse im Systemschwerpunkt weisen die Solarmodulpaneele mit ihrer der Sonne zugewandten Oberfläche keinen oder vorzugsweise allenfalls nur einen geringeren oder gleich großen Abstand von der Oberseite der Querträger auf als die Schwenkachse. Wenn der Abstand der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele zur Oberseite der Querträger gleich dem Abstand der Schwenkachse von der Oberseite der Querträger ist, ist das auf die Aufständerung wirkende Lastmoment am geringsten. Andererseits ist festzustellen, dass dieses Moment umso größer wird, je größer der Abstand der Schwenkachse von der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele ist.According to the invention, the solar module panels are arranged one above the other, preferably in pairs, in the transverse direction to the pivot axis and are spaced from one another at a joint facing one another in the sense of a gap. At this distance or in this gap, the pivot axis above the cross beams, which have an upper side directed towards the solar module panels, is placed in the center of gravity of the system, i. H. coincides with this. Due to this arrangement of the swivel axis in the center of gravity of the system, the solar module panels, with their surface facing the sun, have no or preferably only a smaller or the same distance from the top of the crossmember as the swivel axis. If the distance between the upper surface of the solar module panels and the upper side of the cross members is equal to the distance of the swivel axis from the upper side of the cross members, the load moment acting on the elevation is the smallest. On the other hand, it should be noted that the greater the distance between the pivot axis and the upper surface of the solar module panels, the greater this moment.
Unter Zusammenfallen der Schwenkachse mit der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele soll im Rahmen dieser Erfindung verstanden werden, dass ein gewisser Abstand einer parallel dazu durch die Schwenkachse verlaufenden gedachten Ebene zugelassen ist, welcher sowohl in den positiven Bereich als auch in den negativen Bereich ausgebildet sein kann, welcher aber auch den Wert null oder nahezu null haben kann. Unter positivem Bereich ist dabei zu verstehen, dass die obere Oberfläche der Solarmodulpaneele geringfügig über der durch die Schwenkachse verlaufenden Ebene liegt, wohingegen ein negativer Bereich eine Situation kennzeichnet, bei der die obere Oberfläche der Solarmodulpaneele unter der Ebene, welche durch die Schwenkachse verläuft, liegt. Während im Stand der Technik typischerweise der Abstand der durch ein Rohr gebildeten Schwenkachse, welche unterhalb der Querträger der Aufständerung angeordnet ist, einen Abstand zur Ebene, in welcher die Schwenkachse liegt, von ca. 150 bis 160 mm aufweist, ist der Abstand zwischen der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele und der Schwenkachse gemäß der Erfindung im Bereich von 0 bis ±70 mm vorgesehen. Gemäß der Erfindung sollen die angegebenen Werte von dem Merkmal des Zusammenfallens der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele mit der Ebene, in welcher die Schwenkachse angeordnet ist, mitumfasst sein. Die Schwenkachse ist entweder oberhalb der Querträger und oberhalb der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele in dem Abstand angeordnet, wobei die Oberseite der Querträger in Richtung auf die Solarmodulpaneele weist. Die Schwenkachse kann aber auch in einem Abstand zwischen der durch die Schwenkachse verlaufenden Ebene und der oberen Oberfläche der Solarmodule von null im Systemschwerpunkt angeordnet sein. Bei Abweichungen von einer Anordnung unmittelbar im Systemschwerpunkt wird davon gesprochen, dass die Schwenkachse bezüglich der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele nahe am Systemschwerpunkt angeordnet ist, was dennoch durch „Zusammenfallen“ mitumfasst ist. Die obere Oberfläche der Solarmodulpaneele kann des Weiteren aber auch einen größeren Abstand zur Oberseite der Querträger bezüglich der Schwenkachse haben. Diese Oberfläche kann also im positiven Bereich wie im negativen Bereich angeordnet sein. Es ist also allenfalls ein geringer Abstand der Schwenkachse bezüglich der Oberseite der Querträger in Bezug auf die obere Oberfläche der Solarmodulpaneele vorhanden.The coincidence of the swivel axis with the upper surface of the solar module panels is to be understood within the scope of this invention that a certain distance of an imaginary plane running parallel to it through the swivel axis is permitted, which can be formed both in the positive region and in the negative region, which can also have the value zero or almost zero. A positive area is understood to mean that the upper surface of the solar module panels lies slightly above the plane running through the pivot axis, whereas a negative area denotes a situation in which the upper surface of the solar module panels lies below the plane which runs through the pivot axis , While in the prior art typically the distance between the pivot axis formed by a tube, which is arranged below the crossmember of the elevation, has a distance from the plane in which the pivot axis lies, of about 150 to 160 mm, the distance between the upper Surface of the solar module panels and the pivot axis according to the invention provided in the range of 0 to ± 70 mm. According to the invention, the specified values are to be included in the feature of the coincidence of the upper surface of the solar module panels with the plane in which the pivot axis is arranged. The pivot axis is arranged at a distance either above the cross members and above the upper surface of the solar module panels, the top of the cross members pointing in the direction of the solar module panels. However, the pivot axis can also be arranged at a distance between the plane running through the pivot axis and the upper surface of the solar modules from zero in the center of gravity of the system. In the event of deviations from an arrangement directly in the center of gravity, it is said that the pivot axis with respect to the upper surface of the solar module panels is arranged close to the center of gravity of the system, which is nevertheless included by “collapsing”. The upper surface of the solar module panels can also have a greater distance from the upper side of the cross members with respect to the pivot axis. This surface can thus be arranged in the positive area as in the negative area. So there is at most a small distance between the pivot axis with respect to the top of the cross members with respect to the top surface of the solar module panels.
Da bei allen bekannten Aufständerungssystemen für derartige Solartrackingsysteme die Querträger oberhalb bzw. auf der Schwenkachse liegen, mithin auf einem die Schwenkachse bildenden bzw. definierenden Längsrohr aufliegen, dieses Längsrohr also an der Unterseite der Solarmodule angeordnet ist, tritt dort bei bifacialen Solarmodulen immer eine gewisse Verschattung auf. Dies ist für bifaciale Solarmodulpaneele relevant, weil an deren hinteren bzw. unteren Oberflächen ohnehin die Energieeinstrahlung vom Boden auf die Unterseite dieser Solarmodule geringer ist. Jede zusätzliche, konstruktiv bedingte Verschattung verringert die Energieeinstrahlung, was wiederum natürlich den Gesamtwirkungsgrad einer derartigen Anlage reduziert.Since in all known elevation systems for such solar tracking systems, the cross members lie above or on the swivel axis, and therefore rest on a longitudinal tube forming or defining the swivel axis, i.e. this longitudinal tube is arranged on the underside of the solar modules, there is always a certain amount of shading in bifacial solar modules on. This is relevant for bifacial solar module panels because the energy radiation from the floor to the underside of these solar modules is lower anyway on their rear or lower surfaces. Any additional, design-related shading reduces the energy radiation, which of course in turn reduces the overall efficiency of such a system.
Hier setzt nun vor allen Dingen auch eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an, weil dort nämlich an der Unterseite jegliche Verschattung durch das die Schwenkachse bildende Längsrohr vermieden wird, indem das Längsrohr mit der Schwenkachse auf der Oberseite der Querträger angeordnet ist und zusätzlich dadurch die Schwenkachse viel näher am oder sogar im Schwerpunkt des Systems liegt. Wenn die obere Oberfläche der Solarmodulpaneele mit der durch die Schwenkachse verlaufenden gedachten Ebene zusammenfällt, dann liegt die Schwenkachse im Schwerpunkt des Systems. Das bedeutet, dass die obere Oberfläche der Solarmodulpaneele mit der Ebene, in welcher die Schwenkachse liegt, zusammenfällt bzw. liegt die Schwenkachse in der durch die obere Oberfläche der Solarmodulpaneele aufgespannten Ebene. Geringfügige Abweichungen davon, d. h. dass die Schwenkachse geringfügig oberhalb der oberen Oberfläche oder unterhalb der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele liegt, ist von dem Merkmal des Zusammenfallens der oberen Oberfläche der Solarmodulpaneele und der Schwenkachse bzw. der Ebene, in welcher die Schwenkachse liegt, mitumfasst. Aufgrund dieser Reduzierung der wirkenden Lastmomente ergibt sich auch eine geringere über die Länge der mittels einer angetriebenen Achse angetriebenen Solarmodule geringere Torsion bei gleichzeitig einfacher Konstruktion, weil komplizierte Federausgleichsmechanismen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, entfallen können. Hier liegt ein ganz wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung, selbst für nicht bifaciale Solarmodulpaneele.This is where a preferred embodiment of the present invention comes in, because there is no shading on the underside due to the longitudinal tube forming the pivot axis, by arranging the longitudinal tube with the pivot axis on the top of the crossmember and thereby additionally Swivel axis is much closer to or even in the center of gravity of the system. If the upper surface of the solar module panels coincides with the imaginary plane running through the pivot axis, then the pivot axis lies in the center of gravity of the system. This means that the upper surface of the solar module panels coincides with the plane in which the pivot axis lies, or the pivot axis lies in the plane spanned by the upper surface of the solar module panels. Slight deviations from this, ie that the pivot axis lies slightly above the upper surface or below the upper surface of the solar module panels, is also included in the feature of the coincidence of the upper surface of the solar module panels and the pivot axis or the plane in which the pivot axis lies. Because of this reduction in the acting load torques, there is also less torsion over the length of the solar modules driven by means of a driven axis and, at the same time, simple construction, because complicated spring compensation mechanisms, as are known in the prior art, can be dispensed with. This is a very important advantage of the present invention, even for non-bifacial solar module panels.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Längsrohr im Bereich des Abstandes bzw. der Lücke der paarweise bezüglich der Längserstreckung der Solarmodule in Richtung auf das Längsrohr übereinander angeordneten Solarmodule mittels Spannbügel auf der Oberseite der Querträger befestigt. Das bedeutet, dass ein derartiges Längsrohr mit Spannbügeln unmittelbar auf der Oberseite der Querträger lösbar befestigt ist. Damit können sämtliche an dem Querträger befestigten Solarmodule durch den Schwenkantrieb auf das Längsrohr entsprechend gedreht bzw. geschwenkt werden, so dass eine Sonnenstandsnachführung bei entsprechender Steuerung bzw. Regelung des Antriebselementes erreicht werden kann.According to a preferred embodiment, the longitudinal tube is fastened in the area of the distance or the gap of the solar modules arranged one above the other in pairs with respect to the longitudinal extent of the solar modules in the direction of the longitudinal tube by means of tensioning brackets on the upper side of the cross members. This means that such a longitudinal tube is releasably attached directly to the top of the crossmember with clamping brackets. This means that all the solar modules attached to the cross member can be rotated or swiveled accordingly by the swivel drive on the longitudinal tube, so that sun position tracking can be achieved with appropriate control or regulation of the drive element.
Aufgrund der sich in Schwenkachsrichtung erstreckenden relativ großen Länge der nebeneinander angeordneten Solarmodule, insbesondere Paare von Solarmodulen, sind in definierten Abständen Unterstützungen des Längsrohres vorgesehen, wobei die Aufständerung durch die Unterstützung in der Art eines Lagerbockes in solchen Abständen vorgesehen ist, dass das Längsrohr allenfalls eine stark minimierte bzw. sehr geringe Durchbiegung aufweist. Es versteht sich, dass die Durchbiegung umso geringer ist, je mehr Lagerböcke in geringeren Abständen zueinander in Längsrichtung des zum Schwenken angetriebenen Längsrohres vorgesehen sind. Es versteht sich auch, dass der Abstand der Lagerböcke auch von der Steifigkeit des gewählten Längsrohres abhängt. Eine entsprechende Optimierung zwischen Steifigkeit des Längsrohres und Abstand der in Längsrichtung des Längsrohres vorzusehenden Lagerböcke liegt im Belieben des Durchschnittsfachmannes und wird deshalb hier nicht näher erläutert.Due to the relatively long length of the solar modules arranged next to one another, in particular pairs of solar modules, which extend in the swivel axis direction, supports of the longitudinal tube are provided at defined intervals, the elevation being provided by the support in the manner of a bearing block at such intervals that the longitudinal tube is at most one has greatly minimized or very low deflection. It is understood that the deflection is less, the more bearing blocks are provided at shorter distances from one another in the longitudinal direction of the longitudinal tube driven for pivoting. It goes without saying that the distance between the bearing blocks also depends on the rigidity of the selected longitudinal tube. A corresponding optimization between the rigidity of the longitudinal tube and the distance between the bearing blocks to be provided in the longitudinal direction of the longitudinal tube is at the discretion of the average person skilled in the art and is therefore not explained in more detail here.
Vorzugsweise erfolgt die Befestigung der Aufständerung im Boden mittels Schraubfundamenten, welche an den einen Lagerbock bildenden Ständern angebracht sind. Derartige Schraubfundamente können mit entsprechenden Eindrehvorrichtungen ortsgenau und relativ rasch in den Boden eingebracht werden, so dass eine Gesamtanlage in vertretbar kurzer Zeit installierbar ist. Die Größe der Schraubfundamente, d. h. die Tiefe, in welche diese einzudrehen sind, hängt wesentlich davon ab, welchem Windangriff beispielsweise die aufgeständerte Solarmodulanlage während des Betriebes ausgesetzt ist.The elevation is preferably fastened in the ground by means of screw foundations which are attached to the stands forming a bearing block. Such screw foundations can be inserted into the ground relatively quickly and accurately using appropriate screwing devices, so that an entire system can be installed in a reasonably short time. The size of the screw foundations, i.e. H. the depth in which these are to be screwed in depends essentially on what wind attack, for example the elevated solar module system, is exposed to during operation.
Je nach bevorzugter und zu erreichender Steifigkeit des Längsrohres kann dieses vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig, elliptisch, als Dreikant, Vierkant oder Vielkant ausgebildet sein. Bei von einer kreisförmigen Querschnittsform abweichender Form sind die zur Verspannung auf dem Querträger vorgesehenen Spannbügel formkongruent zur Querschnittsform des Längsrohres ausgebildet.Depending on the preferred and achievable stiffness of the longitudinal tube, this can preferably be circular, elliptical, triangular, square or polygonal in cross section. In the case of a shape deviating from a circular cross-sectional shape, the clamping brackets provided for bracing on the cross member are designed to be congruent with the cross-sectional shape of the longitudinal tube.
Das Antriebselement für die Schwenkachse ist vorzugsweise so ausgebildet, dass Schwenkwinkel im Bereich von ca. +/- 45° bis 55° gegenüber der Waagerechten zugelassen werden können.The drive element for the swivel axis is preferably designed such that swivel angles in the range of approximately +/- 45 ° to 55 ° with respect to the horizontal can be permitted.
Da derartige Solartrackingsysteme im Gelände über relativ große Flächen aufgebaut werden, ist es durchaus möglich, dass es Bereiche gibt, bei denen der Windangriff größer und stärker und damit die durch den Wind verursachten, auf das Solartrackingsystem ausgeübten Windkräfte größer sind als an anderen Stellen. Die Außenbereiche können in der Regel einem stärkeren Windangriff ausgesetzt sein als die Innenbereiche einer relativ großen, mit Solarmodulen bestückten Fläche. Vorzugsweise ist es daher vorgesehen, dass die Querträger entsprechend dem vorher untersuchten unterschiedlichen Windangriff im Querschnitt unterschiedlich ausgebildet sind. So können die Querträger im äußeren Bereich eines mit Solartrackingsystemen versehenen Feldes eine größere Höhe und damit ein höheres Widerstandsmoment aufweisen als im inneren Bereich. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Schwenkachse bzw. des die Schwenkachse verkörpernden Längsrohres auf der Oberseite, welche den Solarmodulen zugewandt ist, ändern dort sich verändernde Widerstandsmomente und Querschnittsformen der Querträger nichts an der erfindungsgemäßen Anordnung der Schwenkachse des Längsrohres im Systemschwerpunkt bzw. im Bereich des Systemschwerpunktes der Anlage. Bei Anordnung des Längsrohres unter den Querträgern ist dies selbstredend nicht möglich. Damit ist das erfindungsgemäße Solartrackingsystem auch hinsichtlich der Dimensionierung der Querträger zur Beachtung unterschiedlicher Windangriffskräfte flexibler als bisher bekannte Systeme.Since such solar tracking systems are built up over relatively large areas in the terrain, it is entirely possible that there are areas in which the wind attack is greater and stronger and thus the wind forces caused by the wind and exerted on the solar tracking system are greater than in other places. The outside areas can generally be exposed to a stronger wind attack than the inside areas of a relatively large area equipped with solar modules. It is therefore preferably provided that the cross members are designed differently in cross-section in accordance with the different wind attack examined previously. For example, the crossbeams in the outer area of a field provided with solar tracking systems can have a greater height and thus a higher section modulus than in the inner area. Due to the arrangement according to the invention of the swivel axis or of the longitudinal tube embodying the swivel axis on the upper side, which faces the solar modules, changing moments of resistance and cross-sectional shapes of the cross members do not change the arrangement of the swivel axis of the longitudinal tube in the system focus or in the area of the system focus Investment. If the longitudinal tube is arranged under the cross beams, this is of course not possible. Thus, the solar tracking system according to the invention is also with regard to Dimensioning of the cross beams to take account of different wind attack forces more flexible than previously known systems.
Das erfindungsgemäße Solartrackingsystem zeichnet sich also dadurch aus, dass eine konstruktive Vereinfachung, ein geringeres Lastmoment und damit eine geringere Torsionsdeformation bei einachsig und einseitig angetriebenen Solartrackingsystemen gewährleistet ist. Vorzugsweise sind die Solarmodule als bifaciale Solarmodule ausgebildet, bei welchen die erfindungsgemäße Anordnung der Schwenkachse oberhalb der Oberseite der Querträger und damit in der Nähe bzw. im Systemschwerpunkt eine Verschattung der dem Boden zugewandten unteren Seite der Solarmodule vermeidet.The solar tracking system according to the invention is thus distinguished by the fact that a structural simplification, a lower load moment and thus a lower torsional deformation is ensured in the case of single-axis and one-sided driven solar tracking systems. The solar modules are preferably designed as bifacial solar modules, in which the arrangement according to the invention of the pivot axis above the upper side of the crossbeams and thus in the vicinity or in the center of the system avoids shading the lower side of the solar modules facing the floor.
Anhand der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung werden weitere Details und Ausführungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1a) einen Teil eines erfindungsgemäßen Solartrackingsystems mit einer eingezeichneten Aufständerung; -
1b) eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Solartrackingsystems gemäß1a) mit an einem Lagerbock mit entsprechender Bodenverankerung schwenkbar gelagerten Solarmodulpaneelen; -
2a) zeigt eine Version der mittels eines Spannbügels auf einen Querträger befestigten, in Form eines Längsrohres ausgebildeten Schwenkachse; -
2b) zeigt dieDarstellung gemäß 2 in perspektivischer Ansicht; -
2c ) zeigt eine Draufsicht der Ansicht gemäß2a) ; -
3 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß1a) mit teilweise nicht dargestellten Solarpaneelen der unteren Reihe zur besseren Darstellung der als Lagerbock ausgebildeten und mit Schraubfundamenten im Boden verankerten Aufständerung; -
4a) ein Ausführungsbeispiel in Anlehnung an das gemäß1a) mit Darstellung des einseitig vorgesehenen Antriebes der Schwenkachse; und -
4b) das Ausführungsbeispiel gemäß4a) , jedoch ohne Darstellung des Antriebsmotors und mit Verankerungseinrichtungen im Boden, welche der Schrägstellung der Beine des Lagerbockes im Wesentlichen folgen.
-
1a) part of a solar tracking system according to the invention with a drawn elevation; -
1b) a side view of the solar tracking system according to the invention1a) with solar module panels pivotably mounted on a bearing block with corresponding floor anchoring; -
2a) shows a version of the swivel axis, which is fastened to a cross member and is in the form of a longitudinal tube, by means of a tensioning bracket; -
2 B) shows the representation according to2 in perspective view; -
2c ) shows a top view according to the view2a) ; -
3 shows the embodiment according to1a) with partially not shown solar panels of the lower row for a better representation of the elevation designed as a bearing block and anchored to the ground with screw foundations; -
4a) an embodiment based on the1a) showing the one-sided drive of the swivel axis; and -
4b) the embodiment according to4a) , but without representation of the drive motor and with anchoring devices in the floor, which essentially follow the inclination of the legs of the bearing block.
In
In
In
In
In
Anstelle von einem Rastermaß entsprechend vorgesehenen Befestigungen wie beispielsweise Bohrungen, durch welche Verschraubungen zur exakten Lagefixierung der auf den Querträgern zu befestigenden Solarmodule realisiert werden, ist es auch denkbar, dass an den Laschen der Querträger
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- SolartrackingsystemSolar Tracking System
- 22
- Bodenground
- 33
- Aufständerungelevation
- 44
- Querträgercrossbeam
- 55
- obere Oberfläche Solarmodulpaneeltop surface of solar panel
- 66
- untere Oberfläche Solarmodulpaneellower surface of solar panel
- 77
- SolarmodulpaneelSolarmodulpaneel
- 88th
- Antriebselementdriving element
- 99
- Schwenkachseswivel axis
- 1010
- Abstand/LückeDistance / gap
- 1111
- Längsrohrlongitudinal tube
- 1212
- Spannbügeltensioning bow
- 1313
- Lagerbockbearing block
- 1414
- Schraubfundamentscrew foundation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 202017105133 A1 [0003]DE 202017105133 A1 [0003]
Claims (8)
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DE102018210037.3A DE102018210037A1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | SOLAR TRACKING SYSTEM WITH SWIVELING SOLAR MODULES |
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DE102018210037.3A DE102018210037A1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | SOLAR TRACKING SYSTEM WITH SWIVELING SOLAR MODULES |
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DE102018210037A1 true DE102018210037A1 (en) | 2019-12-24 |
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ID=68805886
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---|---|---|---|
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---|---|
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-
2018
- 2018-06-20 DE DE102018210037.3A patent/DE102018210037A1/en not_active Ceased
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LIBRA, Martin; POULEK, Vladislav: New Photovoltaic Solar System at the Czech University of Life Sciences Prague. In: 4th International workshop on teaching in photovoltaics IWTPV'08; IEE Czech Branch in co-operation with the Faculty of Electrical Engineering (Department of Electrotechnology); Czech Technical University in Prague; Prague, 27 - 28 March 2008 * |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |