DE102020204685A1

DE102020204685A1 - Agrar-photovoltaik-aufständerung mit nachführung

Info

Publication number: DE102020204685A1
Application number: DE102020204685.9A
Authority: DE
Inventors: Günther Thurner; Martin Thurner
Original assignee: Krinner Innovation GmbH
Current assignee: Krinner Innovation GmbH
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2021-10-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Agrar-Photovoltaik-Aufständerung mit einem Tor mit einem ersten und einem zweiten Pfosten und einer dazwischen angeordneten Quertraverse. An der Quertraverse sind Solarpaneele angeordnet. Die Quertraverse ist als Einfeldträger ausgebildet und auf den Pfosten mittels Drehlager um eine in Quertraversenrichtung verlaufende Drehachse drehbar gelagert. Mittels einer Nachführeinrichtung ist die Quertraverse rotatorisch antreibbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Agrar-Photovoltaik-Aufständerung mit einer Nachführeinrichtung.
Photovoltaik-Aufständerungen, insbesondere auch Freiflächen-Aufständerungen von Solarpaneelen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise werden Solarpaneele in Bodennähe, d. h. in einer Höhe von circa 1 bis 2 m auf einer Unterkonstruktion aufgeständert. Die Aufständerungen werden dabei häufig als Reihen mit Solarpaneelen ausgebildet, wobei die einzelnen Reihen einen sehr geringen Abstand zueinander aufweisen, um eine möglichst große Anzahl von Solarpaneelen auf einer vorgegebenen Fläche anzuordnen. Der limitierende Faktor bildet somit die verfügbare Grundfläche und ggf. der Winkel, unter welchem die einzelnen Solarpaneele entgegen der Sonne aufgeständert werden, wodurch es zu Verschattungseffekten kommen kann. Das soll verhindert werden. Der Nachteil an derartigen Systemen besteht darin, dass die darunter liegende Fläche nicht oder nur in sehr geringem Umfang genutzt werden kann. Zum einen ist dies durch die großflächige Verschattung begründet, welche ein Pflanzenwachstum nur in sehr begrenztem Maße ermöglicht. Zum anderen ist die Bewirtschaftung der darunterliegenden Flächen sehr aufwendig aufgrund der geringen Höhe der Aufständerung, sodass hier nicht mit üblichen landwirtschaftlichen Maschinen gearbeitet werden kann.
Ferner sind sogenannte Agrar-Photovoltaik-Aufständerungen bekannt, bei welchen eine Doppelnutzung der Flächen, auf welchen die Solarpaneele aufgeständert werden, beabsichtigt ist. Zum einen wird durch die Solarpaneele die Sonnenenergie genutzt und zum anderen soll die darunter liegende Fläche landwirtschaftlich genutzt werden. Um eine landwirtschaftliche Nutzung zu ermöglichen, ist eine großflächige Verschattung des Untergrunds zu vermeiden und darüber hinaus ist zu gewährleisten, dass die Fläche wirtschaftlich sinnvoll mit landwirtschaftlichen Maschinen bearbeitet werden kann. Aus diesem Grund werden die Solarpaneele bei Agrar-Photovoltaik-Aufständerungen in großer Höhe angebracht und zudem sind die einzelnen Solarpaneele bzw. Solarpaneelreihen beabstandet, sodass die darunter liegende Fläche nicht vollständig verschattet wird. Der Grad der Verschattung ist dabei insbesondere vom herrschenden Klima sowie von den darunter angebauten Pflanzen abhängig und kann variiert werden. Eine Versuchsanlage zum Erproben des optimalen Nutzungsverhältnisses von Stromgewinnung und landwirtschaftlichem Ertrag wurde vom Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme ISE errichtet. Das Projekt läuft unter dem Namen Agrophotovoltaik. Hierbei handelt es sich jedoch um eine wissenschaftliche Versuchsanlage, welche nicht unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten hinsichtlich der Aufständerung entwickelt wurde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Agrar-Photovoltaik-Aufständerung mit einer Nachführeinrichtung in einfacher und kostengünstiger Weise herzustellen.
Die Erfindung wird durch eine Agrar-Photovoltaik-Aufständerung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Agrar-Photovoltaik-Aufständerung weist ein Tor mit einem ersten und einem zweiten Pfosten und einer dazwischen angeordneten Quertraverse auf, an welcher Solarpaneele angeordnet sind. Die Quertraverse ist als Einfeldträger ausgebildet und auf den ersten und zweiten Pfosten mittels Drehlagern um eine in Quertraversenrichtung verlaufende Drehachse drehbar gelagert. Zudem ist die Quertraverse mittels einer Nachführeinrichtung rotatorisch antreibbar.
Erfindungsgemäß ist die Quertraverse als Einfeldträger ausgebildet und ist lediglich auf zwei Pfosten, d. h. insbesondere auf dem ersten und dem zweiten Pfosten gelagert. Im Unterschied hierzu sind aus dem Stand der Technik Mehrfeldträger bekannt, welche sich über mehrere Pfosten hinweg erstrecken und einen im Wesentlichen biegesteifen Träger darstellen.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Nachführeinrichtung zum Nachführen der Solarpaneele der Sonne einen Aktor auf, welcher mit der Quertraverse direkt oder indirekt verbunden ist. Bevorzugt ist der Aktor über ein Getriebe mit der Quertraverse verbunden und treibt diese rotatorisch an. Das Getriebe transformiert insbesondere eine Linearbewegung des Aktors in eine rotatorische Bewegung der Quertraverse. Zudem können auch Kräfte bzw. Drehmomente gewandelt werden.
Vorzugsweise weist das Tor zwischen dem ersten und dem zweiten Pfosten einen weiteren, beispielsweise dritten Pfosten auf. Der dritte Pfosten unterteilt das Tor in einzelne Torsegmente. Die einzelnen Torsegmente weisen jeweils eine Quertraverse auf, welche als Einfeldträger ausgebildet ist. In einer Ausbildung weist das Tor den ersten, den zweiten und den dazwischen angeordneten dritten Pfosten auf, wobei jeweils eine als Einfeldträger ausgebildete Quertraverse auf dem ersten und dritten bzw. zweiten und dritten Pfosten drehbar gelagert ist. Am dritten Pfosten ist zudem ein Aktor angeordnet, über welchen die beiden Quertraversen der benachbarten Torsegmente vom Aktor rotatorisch antreibbar sind. Durch einen solchen Doppelantrieb kann die Anzahl der Aktoren, welche zum Antrieb der einzelnen Einfeldträger benötigt werden, reduziert werden.
Das Getriebe ist vorzugsweise als Koppelgetriebe, weiter vorzugsweise als Kurbelgetriebe ausgebildet. Das Kurbelgetriebe weist zwei am Pfosten drehbar gelagerte Schwingen bzw. Kurbeln auf, welche über ein Pleuel miteinander verbunden sind. Der Pfosten, die Kurbeln und das Pleuel bilden dabei eine parallelogrammartige Anlenkung, bei welcher die beiden Kurbeln und das Pleuel gekoppelt bewegt werden. Der Aktor greift insbesondere an der ersten Kurbel an. Die zweite Kurbel ist drehfest mit der Quertraverse verbunden und somit drehbar über das Drehlager am Pfosten gelagert. Dadurch kann eine Linearbewegung eines Aktors in eine Drehbewegung der Quertraverse gewandelt werden. Bevorzugt ist eine Auslegung, bei welcher der Hebel bzw. die Kurbellänge der ersten Kurbel größer ist als der Hebel der zweiten Kurbel. Dadurch ist grundsätzlich ein Antrieb über einen größeren Bereich als 180° am Abtrieb, d. h. an der zweiten Kurbel an der Quertraverse möglich. Die reversierbare Drehbewegung wird nämlich durch den oberen bzw. unteren Totpunkt der ersten Kurbel auf 180° begrenzt.
Der Verstellbereich zum Nachführen der Solarpaneele wird häufig auf etwa 120° ausgelegt, da dieser Wert für die Nachführung der Solarpaneele von Ost nach West ausreicht. Eine weitere Nachführung ist oft nicht zweckmäßig, da dann die Selbstverschattung zu groß wird und somit der mögliche Effizienzgewinn bei weiterer Nachführung marginal ist. Die vorstehend genannte Auslegung des Koppelgetriebes für einen Drehbereich von größer 180° hat jedoch den Vorteil, dass die Kraftübersetzung über den Verstellbereich gleichmäßiger verläuft.
Weiter vorzugsweise umfasst das Getriebe zwei Teilgetriebe, über welche jeweils eine Quertraverse antreibbar ist. Ein Teilgetriebe ist insbesondere als ein Kurbelgetriebe für je eine Quertraverse ausgebildet, sodass die zwei, auf einem Pfosten gelagerten Quertraversen von einem an diesem Pfosten angebrachten Aktor antreibbar sind. Der Aktor ist insbesondere derart ausgebildet, dass er an einer Drehkopplung zwischen den beiden ersten Kurbeln beider Teilgetriebe angreift.
Vorzugsweise ist das Pleuel über Kugelgelenke an der ersten bzw. zweiten Kurbel gelagert. Dadurch ist ein Winkelversatz zwischen den beiden benachbarten Quertraversen ausgleichbar. Bei einer derartigen Lösung ist trotz Winkelversatz ein Antrieb von zwei benachbarten Quertraversen über einen einzigen Aktor realisierbar.
Weiter vorzugsweise weist das Tor weitere, vierte Pfosten auf. Die vierten Pfosten sind beispielsweise zwischen dem ersten und dem dritten bzw. dem zweiten und dem dritten Pfosten angeordnet. Die vierten Pfosten weisen eine Drehkopplung auf, über welche die beiden Quertraversen der benachbarten Torsegmente rotatorisch gekoppelt sind. Die Drehkopplung ist insbesondere als Getriebe ausbildbar, beispielsweise als Koppelgetriebe. Ein beispielhaft ausgebildetes Tor weist somit den ersten, den vierten, den dritten, den weiteren vierten und den zweiten Pfosten auf, welche jeweils über als Einfeldträger ausgebildete Quertraversen miteinander verbunden sind. Der Aktor ist am mittleren Pfosten, d. h. dem dritten Pfosten angeordnet und treibt die beiden benachbarten Quertraversen zwischen dem vierten und dritten bzw. dem dritten und vierten Pfosten an. Die beiden Quertraversen zwischen dem ersten und vierten bzw. dem vierten und zweiten Pfosten werden über die am jeweiligen vierten Pfosten angeordnete Drehkopplung angetrieben. Somit treibt der mittig angeordnete Aktor vier Quertraversen an. Hierdurch wird die Zahl der benötigten Aktoren weiter reduziert, was zu einer wirtschaftlicheren Lösung führt.
Je nach Ausbildung der Tore kann die Anordnung des Aktors asymmetrisch erfolgen, d. h. die links und rechts angeordnete Anzahl von anzutreibenden Quertraversen - unabhängig davon, ob diese direkt oder indirekt angetrieben werden - ist unterschiedlich. Auch sind Ausbildungsformen realisierbar, bei welchen der Aktor an einem Ende, d. h. an einem ersten oder einem zweiten Pfosten angeordnet ist und die eine benachbarte Quertraverse antreibt. Weitere Quertraversen sind dann über die Drehkopplung an einem daneben angeordneten vierten Pfosten antreibbar.
Vorzugsweise sind die Solarpaneele in eine sogenannte Servicestellung bringbar, in welcher die Solarpaneele horizontal verlaufen und mit ihrer primären PV-Fläche nach unten gerichtet sind. Hierzu muss der Drehbereich im Vergleich zur normalen Sonnennachführung vergrößert werden. Dies ist beispielsweise durch Verlängerung des Pleuels im Getriebe oder durch ein Lösen des Pleuels an einem Anlenkpunkt, insbesondere mit einem Schnellverschluss, ausführbar. Die erste Alternative hat den Vorteil, dass die Solarpaneele und auch die Quertraverse vom Aktor in einer vordefinierten Position gehalten werden. Die Verlängerung des Pleuels kann beispielsweise durch ein Teleskop-Pleuel erfolgen, dessen Länge manuell verlängerbar ist. Bei der zweiten Alternative ist die Quertraverse vom Antrieb abkoppelbar und kann manuell in jede beliebige Drehstellung verdreht werden. Die Abkoppelbarkeit vom Antrieb, insbesondere vom Aktor ist auch an einer anderen Stelle in der Nachführeinrichtung, insbesondere im Getriebe, realisierbar. In der Servicestellung können in einfacher Art und Weise beispielsweise einzelne Solarpaneele ausgetauscht oder die Solarpaneele von unten aus, beispielsweise von einer Hebebühne aus, gereinigt werden.
Der Aktor der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung ist vorzugsweise als Spindelaktor mit einem Elektromotor als Antrieb ausgebildet. Für eine genaue Verstellbarkeit kann der Elektromotor als Servomotor ausgebildet sein. In einer alternativen Ausführungsform ist der Aktor als Zylinder, insbesondere als Hydraulikzylinder ausgebildet. Bei beiden Aktuatoren wird eine Linearbewegung des Aktuators in eine Drehbewegung der Quertraverse gewandelt. Die Quertraverse ist vorzugsweise um 360° drehbar gelagert. Dies ermöglicht, dass sie, zumindest manuell, in jede beliebige Drehstellung verbracht werden kann. Dazu sind insbesondre die einzelnen Pfosten zumindest im Drehbereich der Solarpaneele schmal ausgebildet und die Solarpaneele weisen einen entsprechenden Abstand zum Pfosten auf, sodass ein Hindurchdrehen ermöglicht wird.
Bei der Anordnung der Solarpaneele auf die Quertraverse sind grundsätzlich einreihige Anordnungen auf dem Träger wie auch zwei- oder mehrreihige Anordnungen auf oder neben der Quertraverse realisierbar. Auf den Quertraversen wird vorzugsweise eine Reihe von Solarpaneelen flächig angeordnet. Es besteht doch auch die Möglichkeit, beispielsweise zwei Reihen von Solarpaneelen, d. h. insbesondere jeweils links und rechts eine Reihe von der Quertraverse anzuordnen. Vorzugsweise können die einzelnen Solarpaneele in Schienen, welche an der Quertraverse angeordnet sind, eingeschoben und fixiert werden. Die Drehbarkeit um 360° ist dabei unabhängig von der Anordnung der Solarpaneele realisierbar.
Die Lagerung der Quertraverse ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Drehachse im Schwerpunkt der Quertraverse samt den daran befestigten Solarpaneelen verläuft. Dabei sind die Drehlager, welche an den beiden Enden der Quertraverse angeordnet sind, im rotatorischen Schwerpunkt angeordnet. Dies ermöglicht ein effizientes Verdrehen bzw. Nachführen der Solarpaneele. Auch vereinfacht es das manuelle Handling der Quertraverse im montierten Zustand, insbesondere zu Wartungs- oder Reinigungszwecken. Darüber hinaus kann dadurch die Montage durch ein fast kraftfreies Verdrehen der Quertraverse, insbesondere der Quertraverseneinheit mit Solarpaneele, erleichtert werden.
Die Quertraverse umfasst vorzugsweise einen Hauptträger, insbesondere ein Vierkantrohr, welches an beiden Enden Verlängerungsprofile aufweist, welche bereichsweise überlappend zum Hauptträger angeordnet sind. Als Hauptträger wird vorzugsweise ein handelsübliches Vierkantprofil verwendet, welches als Standardprofil in einer Länge von insbesondere 12 m verfügbar ist. In das Hauptrohr wird an beiden Enden jeweils ein Verlängerungsrohr formschlüssig eingeschoben und mit dem Hauptrohr beispielsweise über Schraubverbindungen, Nietverbindungen oder Schweißen in Axialrichtung fixiert. Durch den Überlappungsbereich entsteht eine biegesteife Quertraverse. Das Verwenden von Hauptrohr und Verlängerungsrohr hat zum einen den Vorteil, dass als Hauptrohr Standardprofile verwendbar sind. Darüber hinaus sind die Verlängerungsrohre, welche beispielsweise zur Aufnahme der Drehlager angepasst werden müssen, in der Produktion einfacher zu bearbeiten, insbesondere da sie deutlich kürzer und leichter sind als das Hauptrohr.
Die Drehlager sind an der Quertraverse, insbesondere an den Verlängerungsprofilen befestigbar. Dazu ist insbesondere ein Lagerblock mit den Verlängerungsrohren verschraubbar. Hierzu weisen die Verlängerungsrohre in Quertraversenlängsrichtung verlaufende Längsschlitze auf, sodass bei der Montage ein Längenausgleich zwischen den Lagerstellen auf den Pfosten ermöglicht wird. Die Drehlager zur Drehlagerung der Quertraverse sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie einen Längenausgleich, insbesondere über eine schwimmende Lagerung, und/oder einen Winkelausgleich, insbesondere über ein Kugelgelenk ermöglichen. Ein Längenausgleich ist insbesondere vor dem Hintergrund des Temperaturverhaltens von Metall vorteilhaft. Dazu ist beispielsweise das Lager auf einer Lagerachse, d. h. auf der inneren Lagerschale schwimmend gelagert. Vorzugsweise weist die schwimmende Lagerung jedoch seitliche Anlaufstellen auf, sodass das axiale Lagerspiel begrenzt ist und Axialkräfte übertragbar sind. Das Lager ist dabei sowohl als Gleitlager als auch als Kugel- oder Rollenlager ausbildbar. Ein Winkelausgleich ist insbesondere zum Erstellen und zur Nachführung der Photovoltaik-Aufständerung in einem hügligen Gelände von Vorteil. Durch ein Kugelgelenk können insbesondere zwei benachbarte Quertraversen, welche auf einem Pfosten gelagert sind, einen Winkelversatz aufweisen.
Vorzugsweise ist auf oder an den Pfosten eine feststehende Achse angeordnet. Bei den weiteren, insbesondere den dritten und vierten Pfosten, befinden sich auf der Achse die Drehlager von den Quertraversen der beiden benachbarten Torsegmente. Hierzu ist insbesondere die Achse mittig auf dem Pfosten befestigt und auf beiden Seiten der Befestigung ist je ein Drehlager angeordnet. Zur Vereinheitlichung der Teile kann eine derartige Drehachse auch am erdfernen Ende der ersten bzw. zweiten Pfosten angeordnet sein, wobei hier jedoch lediglich einer der beiden Achsstummel mit einem Drehlager verbunden ist. Der zweite Achsstummel bleibt hier ungenutzt.
Unter einer Agrar-Photovoltaik-Aufständerung wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Photovoltaik-Aufständerung verstanden, bei welcher die Solarpaneele in einer Höhe von größer vier Meter, vorzugsweise größer fünf Meter und insbesondere sechs Metern angeordnet sind. Dies ermöglicht, insbesondere im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Toren der Aufständerung, dass die darunter liegende Fläche mit herkömmlichen landwirtschaftlichen Geräten bewirtschaftet werden kann. Dazu zählen neben Traktoren und Anbaugeräten auch beispielsweise Mähdrescher bei einem Anbau von Getreide. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Aufständerung liegt dabei in der geringen Aufbauhöhe der einzelnen Tore, insbesondere der Quertraversen, sodass die lichte Höhe der einzelnen Tore nicht unnötig reduziert wird. Zudem bietet der Aufbau mit in Längsrichtung fluchtenden bzw. profilgleichen Toren eine hohe Flächennutzung der landwirtschaftlichen Fläche und wenig nicht nutzbare Bereiche. Diese nicht nutzbaren Bereiche sind im Wesentlichen auf schmale Streifen, auf welchen die einzelnen Pfosten fluchtend angeordnet sind, begrenzt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Stabilität der Aufständerung in sich durch Verstrebungen in Längs- und Querrichtung, sodass eine schachbrettartige Struktur in Höhe des Kraftangriffs entsteht. Demnach ist die Versteifung in Höhe der Kraftangriffspunkte ausgebildet. Da die Kräfte da aufgenommen werden, wo sie entstehen, können die einzelnen Pfosten, insbesondere hinsichtlich der Biegefestigkeit geringer dimensioniert werden, als wenn lediglich die Struktur der herkömmlichen Photovoltaik-Aufständerung für eine Höhe für Agro-Photovoltaik-Anlagen übernommen wird. Dies führt zu besonders schlanken Pfosten, welche auch ressourcenschonend sind.
Zudem ist durch die Ausbildung als Tor mit ggf. einzelnen Torsegmenten, welche vorteilhafterweise als Einfeldträger ausgebildet sind, eine einfache Erstellung der Aufständerung ermöglicht. Hierzu werden zunächst die Pfosten, beispielsweise über Schraubfundamente, im Erdboden verankert. Anschließend werden die einzelnen, mit Solarpaneelen bestückten Quertraversen auf die zwei die Quertraverse tragenden Pfosten gehoben und mit diesen verbunden. Die einzelnen Quertraversen können dabei von einem einzelnen Krahn gehoben werden, ohne dass diese gebogen werden, wie dies bei Mehrfeldträgern der Fall ist, welche eine Länge von bis zu 60 m aufweisen.
Durch die Ausbildung als Einfeldträger wird zwar der konstruktive Aufwand erhöht, insbesondere was eine Nachführeinrichtung betrifft. Jedoch wird dieses Problem durch die erfindungsgemäße Ausführung der Nachführeinrichtung reduziert, sodass durch die erfindungsgemäße Ausführung die Vorteile insbesondere in Bezug auf die Errichtung und Montage der Agrar-Photovoltaik-Aufständerung überwiegen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:

1: eine Agrar-Photovoltaik-Aufständerung gemäß der Erfindung in einer dreidimensionalen Darstellung,
2: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Agrar-Photovoltaik-Aufständerung gemäß 1,
3 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Quertraverse,
4: eine Drehlagerung der Quertraverse sowie eine Klemmung eines durchgehenden Spannseils,
5: eine Drehlagerung der Quertraverse sowie die Klemmung des durchgehenden Seils bei einer Abspannung,
6: eine Kraftabstützung in Querrichtung gemäß einer ersten Ausbildung,
7: eine Kraftabstützung in Querrichtung gemäß einer zweiten Ausführung,
8: eine Detaildarstellung eines A-Bocks gemäß 7,
9: eine Kraftabstützung in Querrichtung gemäß einer dritten Ausführung,
10: eine Detaildarstellung einer Nachführeinrichtung,
11: eine Seitenansicht mit einer Nachführeinrichtung mit drei verschiedenen Rotationspositionen,
12: eine Draufsicht auf ein Tor einer erfindungsgemäßen Agrar-Photovoltaik-Aufständerung mit mehreren Segmenten und Nachführeinrichtung,
13: eine Agrar-Photovoltaik-Aufständerung mit einer Geländenachführung,
14: eine Detailansicht einer Nachführeinrichtung für die Geländenachführung, und
15: eine Seitenansicht einer Agrar-Photovoltaik-Aufständerung in einer Ausgleichsstellung bei Wind.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Agrar-Photovoltaik-Aufständerung 1 gezeigt. Die Agrar-Photovoltaik-Aufständerung 1 umfasst mehrere Tore 2, welche durch senkrechte Pfosten 10 und waagrechte Quertraversen 20 gebildet werden. Die in 1 gezeigten Tore 2 weisen auf der linken Seite einen ersten Pfosten 11 und auf der rechten Seite einen zweiten Pfosten 12 auf. Zwischen dem ersten und dem zweiten Pfosten 11, 12 ist ein dritter Pfosten 13 angeordnet, welcher das Tor 2 in zwei Torsegmente 3 teilt und in 2 gekennzeichnet ist. Ein erster Pfosten 11, ein dritter Pfosten 13 und ein Quertraverse 20 sowie ein zweiter Pfosten 12, ein dritter Pfosten 13 und eine Quertraverse 20 bilden ein Torsegment 3. Jeweils die erdfernen Enden der ersten, zweiten und dritten Pfosten sind über ein Seil 30 miteinander verbunden. Das Seil 30 verläuft in einer Längsrichtung L, wohingegen die Quertraversen 20 in einer Querrichtung Q verlaufen. In der hier gezeigten Ausführungsform verläuft die Längsrichtung L in Ost-West-Richtung, wohingegen die Querrichtung Q in Nord-Süd-Richtung verläuft. Durch die Anordnung der Seile 30 in Längsrichtung und der Quertraverse in Querrichtung ergibt sich ein schachbrettähnliches Muster. Dies ist insbesondere aus der 2 ersichtlich.
In der 2 sind beispielhaft zwei Tore 2 mit je zwei Torsegmenten nebeneinander, d. h. in Querrichtung Q hintereinander angeordnet. Somit fluchten die einzelnen Quertraversen der benachbarten Tore bzw. Torsegmente idealerweise bei einem ebenen Untergrund 7. Jeweils zwei benachbarte Tore 2 bilden somit eine Torreihe 4. Die hier gezeigte Torreihe 4 besteht somit aus einem ersten Tor 5 und einem zweiten Tor 6. Jeweils die ersten, zweiten und dritten Pfosten 11, 12, 13 der ersten Tore 5 bzw. der zweiten Tore 6 stehen in einer Flucht und sind jeweils über das Seil 30 miteinander verbunden. Die hier gezeigte Agrar-Photovoltaik-Aufständerung umfasst beispielhaft sieben in Längsrichtung hintereinander angeordnete Tore. Die Anzahl der Tore in Querrichtung Q und in Längsrichtung L kann je nach Aufständerung und den dort herrschenden Platzbedingungen variieren. Die Aufständerung 1 weist in Längsrichtung eine Abspannung 31 auf, welche mit dem Seil 30 realisiert ist. Die Abspannung 31 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel vor dem ersten Pfosten in Längsrichtung bzw. nach dem siebten Pfosten in Längsrichtung ausgebildet. Dies kann jedoch je nach Agrar-Photovoltaik-Aufständerung 1 variieren. Auch kann ein Photovoltaikfeld aus mehreren Agrar-Photovoltaik-Aufständerungen 1 bestehen. Die zwei benachbarten Tore 5, 6 einer Torreihe 4 sind über eine Kraftabstützung 40 miteinander verbunden. Die Kraftabstützung 40 ist beispielhaft als X-förmige Seil-Abspannung 41 ausgebildet. Zudem sind die ersten und zweiten Tore 5, 6 über eine Strebe 42 miteinander verbunden.
Wie aus der 1 ersichtlich, besteht ein maßgeblicher Unterschied von einer Agrar-Photovoltaik-Aufständerung 1 zu einer herkömmlichen Solaraufständerung darin, dass die Paneele in deutlich größerer Höhe angeordnet sind. Durch die Ausbildung als Tore 2 wird somit ermöglicht, dass insbesondere landwirtschaftliche Fahrzeuge wie ein Traktor 8, welcher als Referenz eingezeichnet ist, darunter ungehindert hindurchfahren können. Eine lichte Höhe der Tore 2 ist dabei insbesondere größer als 4 m weiter vorzugsweise größer als 5 m. Zudem weisen die einzelnen Tore bzw. Torsegmente idealerweise eine Spannweite auf, welche die Fläche darunter für den landwirtschaftlichen Einsatz qualifiziert. Eine bevorzugte Breite liegt bei der hier gezeigten Ausführung bei circa 13 m. Zudem sind die einzelnen Torreihen 4 auch, wie insbesondere aus 2 hervorgeht, beabstandet zueinander ausgebildet. Dadurch wird verhindert, dass der gesamte Untergrund 7 verschattet wird. Dies ermöglicht es auf dem Untergrund beispielsweise Pflanzen anzubauen. Der Verschattungsgrad und damit auch der Abstand einzelnen Torreihen 4 hängen dabei insbesondere von der Art der landwirtschaftlichen Nutzung ab. Durch die Aufständerung mit Toren 2 beschränken sich die begrenzt nutzbaren Bereiche im Wesentlichen auf schmale Randstreifen 9, auf welchen die einzelnen Pfosten 10 fluchtend angeordnet sind.
3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Quertraverse 20. Die Quertraverse 20 umfasst einen Hauptträger 21, welcher als Rohr mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist. Bei dem Hauptträger 21 handelt es sich um ein Standardprofil, welches üblicherweise in einer Länge von 12 m verfügbar ist. Der Hauptträger 21 weist an beiden Enden Verlängerungsprofile 22 auf. Die Verlängerungsprofile 22 sind in den Hauptträger 21 eingeschoben, sodass durch die Überlappung von Hauptträger 21 und Verlängerungsprofilen 22 eine biegesteife Quertraverse 20 entsteht. Der Hauptträger 21 ist mit den Verlängerungsprofilen 22 zudem über Verschraubungen 23 verbunden. An den Enden weist die Quertraverse 20 bzw. weisen die Verlängerungsprofile 22 jeweils zwei Langlöcher 24 zur Verschraubung der Quertraverse mit einem Drehlager 25 insbesondere einem Lagerblock 26 auf (vgl. 5). Auf der Quertraverse 20 ist eine Reihe von Solarpaneelen 29 angeordnet. Die Solarpaneele 29 sind auf der Oberseite der Quertraverse 20 mittels Schienen 28 geklemmt bzw. formschlüssig mit der Quertraverse 20 verbunden.
Über die Langlöcher 24 lässt sich das Lager 25 bei der Montage ausrichten. Insbesondere ist darüber der Abstand zwischen den beiden Lagerpunkten der Quertraverse 20 einstellbar.
In 4 ist die Lagerung von zwei Quertraversen 20 zweier benachbarter Torsegmente 3 mit Drehlagern 25 auf einem Pfosten 10 gezeigt. An einem erdfernen Ende 15 des Pfostens 10 ist ein Lagerbolzen 16 angeordnet. Der Lagerbolzen 16 ist mittig befestigt und ragt nach beiden Seiten in Richtung der zu lagernden Quertraverse 20 hinaus. Die Drehlager 25 sind in einer Ausführungsform als Gleitlager ausgebildet. Auf dem Lagerbolzen 16 sind an seinen Enden jeweils innere Lagerschalen 17 aufgebracht und befestigt. Die inneren Lagerschalen 17 weisen beidseitig einen Anlaufrand auf. Bei dem Gleitlager ist die Lagerbuchse vorzugsweise in Axialrichtung fest mit einem Lagerblock 26 verbunden, welcher Lagerblock 26 an den in 3 gezeigten Langlöchern 24 an jedem Ende der Quertraverse 20 angeordnet ist. Der Lagerblock 26 ist dabei mit der Quertraverse 20 über zwei Schraubverbindungen verbunden. Der Längenausgleich ist über eine Axialbewegung relativ zum Lagerbolzen 16, insbesondere der inneren Lagerschale 17 auf dem Lagerbolzen 16, realisiert. Dadurch besteht ein Lagerspiel in Axialrichtung, sodass eine Wärmeausdehnung der Quertraverse 20 in Querrichtung Q ausgleichbar ist. In einer alternativen Ausführungsform ist das Drehlager 25 nicht als Gleitlager, sondern als Wälzlager ausgebildet. In den Lagerblock 26 ist die äußere Lauffläche des Drehlagers 25 integriert. Die Wälzkörper weisen in Bezug auf den Lagerblock 26 im Wesentlichen kein oder nur geringes axiales Spiel auf. Die innere Lagerschale 17 weisen beidseitig Anlaufränder auf, welche weiter beabstandet als sind als die Breite der nicht gezeigten Wälzkörper. Dadurch ist auch bei einem Wälzlager ein Längenausgleich bereitgestellt.
Ferner ist in 4 das in Längsrichtung L verlaufende Spannseil 30 gezeigt. Das Spannseil 30 ist als durchgehendes Seil ausgebildet, d. h. das Seil 30 wird durch die Pfosten 10 nicht unterbrochen. Das Spannseil 30 ist oberhalb des Lagerbolzens 16 am Pfosten 10 befestigt. Das Seil 30 ist über eine Klemmplatte 32 mit dem Pfosten 10 verbunden. Die Klemmplatte 32 ist mittels vier Schrauben fixiert. Vorzugsweise weist die Klemmplatte sowie die gegenüberliegende Klemmfläche 33 am Pfosten 10 eine in Seilrichtung verlaufende, im Wesentlichen halbkreisförmige Nut 34 auf. In 4 erstreckt sich das Seil von Pfosten 10 weg hin zu nicht gezeigten weiteren Pfosten 10.
Im Unterschied zu 4 verläuft das Seil in 5 lediglich in einer Richtung, d. h. in der Figur nach oben weg zu einem weiteren Pfosten. In der entgegengesetzten Richtung bildet das Seil 30 eine Abspannung 31 und verläuft zum Untergrund 7 hin. Die Abspannung 31 ist über einen nicht gezeigten Erdanker, beispielweise einem Erdnagel im Untergrund verankert. Zudem weist die Abspannung 31 eine Spannvorrichtung 35 auf, beispielsweise einen Schraubenspanner.
In den 6 bis 9 sind verschiedene Ausführungsformen für eine Abstützung 40 der Tore zur Aufnahme von Kräften in Quertraversenrichtung gezeigt. In den 6 und 7 ist ein Tor mit einem ersten und einem zweiten Pfosten und dazwischen angeordneten weiteren Pfosten, insbesondere mit dritten und vierten Pfosten 13, 14 gezeigt, welche das Tor 2 in mehrere Torsegmente 3 teilen. Damit die Quertraversen 20 der einzelnen Torsegmente 3 Kräfte in Querrichtung übertragen können, weisen die Quertraversen 20 kein oder nur ein begrenztes Spiel in Querrichtung Q zu den jeweiligen Pfosten 10 auf. Dies ist unabhängig davon, ob die Quertraversen 20 fest oder drehbar auf den Pfosten 10 gelagert sind. In 6 ist die Abstützung 40 zur Aufnahme von Kräften über je eine Querabspannung 43 an den äußeren Pfosten eines Tores 2, d. h. am ersten und zweiten Pfosten 11, 12 realisiert. Die Abspannung 43 ist vorzugsweise als Seil ausgebildet. Die Querabspannung 43 verläuft diagonal vom erdfernen Ende 15 des ersten bzw. zweiten Pfostens 11, 12 diagonal zum Untergrund 7.
In der in 7 gezeigten Ausführungsform ist die Kraftabstützung 40 über einen A-Bock 44 realisiert. Der A-Bock ist eine spezielle Ausbildung eines Pfostens 10 und vorzugsweise mittig an einem Tor 2 angeordnet. Das Tor weist auf beiden Seiten die des A-Bocks 44 die gleiche Anzahl von Torsegmenten 3 auf. Dies hat den Vorteil, dass sich lediglich das Spiel zwischen Quertraverse 20 und Pfosten 10 auf einer halben Torbreite über die Länge I addiert, wohingegen sich das Spiel bei der Ausbildung in 6 über die gesamte Torbreite in der Länge I addiert. Das Spiel tritt dabei insbesondere als Axialspiel in den Drehlagern 25 der Quertraversen 20 auf. Auch addieren sich die Kräfte über die Länge I auf, welche in Querrichtung übertragen werden müssen. Somit lässt sich bei einer Ausbildung mit einem A-Bock die doppelte Torbreite erzielen im Vergleich zu einer Abspannung an den Torenden bei gleicher Ausbildung der Quertraversen 20 und Drehlager 25. In 8 ist ein erfindungsgemäßer A-Bock 44 in einer Detaildarstellung gezeigt. Der A-Bock 44 weist zwei diagonal nach oben verlaufende, auf Zug und Druck belastbare Pfostenelemente 45 auf. Oberhalb der diagonalen Pfostenelemente 45 weist der A-Bock 44 ein vertikal verlaufendes Pfostenelement 46 auf. Das vertikal verlaufende Pfostenelement 46 weist vorzugsweise eine Höhe auf, welche mindestens dem Drehradius der Solarpaneele 29, insbesondere mindestens der halbe Länge der Solarpaneele 29 auf der Quertraverse 20 aufweist. Dies hat bei einer Drehlagerung der Quertraverse 20 den Vorteil, dass eine 360° Verdrehung der Quertraverse 20 ermöglicht wird, ohne dass ein großer Abstand in Querrichtung Q zwischen A-Bock 44 und dem äußeren Solarpaneel 29 bestehen muss.
Eine alternative Ausführungsform zum A-Bock 44 ist in 9 gezeigt. Die 9 zeigt eine X-förmige Seilabspannung 41 zwischen dem zweiten Pfosten 12 eines ersten Tors 5 und dem ersten Pfosten 11 eines zweiten Tors 6. Zudem sind die beiden Pfosten 11, 12 an ihrem erdfernen Ende 15 über eine Strebe 42 miteinander verbunden. Die Strebe 42 ist sowohl auf Zug als auch auf Druck belastbar. Auf jedem der beiden Pfosten 11, 12 ist eine Achse für eine Drehlagerung einer Quertraverse 20 gezeigt. An jedem Pfosten 11, 12 ist je eine Quertraverse 20 befestigt, welche sich nach links bzw. rechts in Querrichtung Q erstreckt. Zur Erhöhung der Gleichteile weist die Achse 16 beidseitig Achsstummel auf, wovon je Posten 11, 12 jedoch nur einer genutzt wird.
In 10 ist eine Nachführeinrichtung zum rotatorischen Antreiben der Quertraverse um eine in Querrichtung Q verlaufende Drehachse. Die Nachführeinrichtung 50 ist an einem dritten Pfosten 13 angeordnet und treibt zwei benachbarte Quertraversen 20 an, wovon lediglich eine der Quertraversen 20 zur besseren Darstellbarkeit gezeigt ist. Von der zweiten Quertraverse 20 ist lediglich das Drehlager 25 gezeigt. Die Nachführeinheit 50 umfasst einen als Spindelantrieb ausgebildeten Aktor 51. Zwischen dem Aktor 51 und der Quertraverse 20 ist ein Getriebe 52 angeordnet, welches die Bewegung vom Aktor 51 auf die Quertraverse 20 überträgt. Das Getriebe ist als Koppelgetriebe 52 ähnlich dem bei einer Anlenkung von Baggerschaufeln ausgebildet. Das Koppelgetriebe 52 erfasst eine parallelogrammartige Anlenkung der Quertraverse 20. Das Koppelgetriebe 52 weist zwei Teilgetriebe 52a, b auf, welche jeweils eine Quertraverse 20 antreiben und identisch bzw. symmetrisch aufgebaut sind. Die beiden Teilgetriebe 52a, b sind am Angriffspunkt des Aktors 51 bewegungsgekoppelt, sodass die Bewegungen in beide Teilgetriebe 52a, b eingeleitet wird. Die beiden Teilgetriebe 52a, b sind an der ersten Schwinge 53 über einen Antriebsbolzen 56 verbunden, sodass beide Teilgetriebe 52a, b eine synchrone Drehbewegung übertragen.
Die parallelogrammartige Anlenkung kann auch als Kurbelschwinge bezeichnet werden. Eine erste Schwinge 53, an welcher der Aktor 51 angreift, ist drehbar am Pfosten 13 gelagert. Die zweite Schwinge 54 ist drehfest mit der Quertraverse 20 verbunden und somit drehbar um die Lagerachse des Drehlagers 25. Die beiden Enden der ersten bzw. zweiten Schwinge 53, 54 sind über ein Pleuel 55 miteinander verbunden. Bei dem Kurbelgetriebe ist der Hebel der ersten Schwinge 53 größer als der Hebel der zweiten Schwinge 54. Dadurch wird eine Übersetzung des Getriebes 52 realisiert, bei welcher sich die Drehbewegung von der ersten Schwinge 53 zur zweiten Schwinge 54 vergrößert. Dies bewirkt, dass am Abtrieb grundsätzlich Drehbewegungen von größer als 180° möglich sind, auch wenn die Drehbewegung am Antrieb vom oberen Totpunkt und vom unteren Totpunkt begrenzt ist.
Wie in 11 gezeigt, ist in dem vorliegenden Fall der maximale Drehbereich durch den Weg des Aktors 51 begrenzt und beträgt in etwa 120°. In 11a ist eine maximale Verdrehung entgegen dem Uhrzeigersinn, welche beispielsweise bei einem tiefen Sonnenstand am Abend verwendet wird, 11b eine horizontale Ausrichtung der Solarpaneele 29, beispielsweise zur Mittagszeit bei höchstem Sonnenstand und 11c eine maximale Verdrehung der Solarpaneele im Uhrzeigersinn, beispielsweise am Morgen bei Sonnenaufgang, gezeigt. Der Vorteil der Übersetzung hin zu einem größeren Verdrehbereich ist, dass in dem genutzten Verdrehbereich ein besseres und insbesondere gleichmäßigeres Übersetzungsverhältnis vorliegt.
Es versteht sich für den Fachmann selbstverständlich, dass das Getriebe 52 lediglich aus einem Teilgetriebe 52a bestehen kann, sofern lediglich eine einzige Quertraverse 20 angetrieben werden soll oder zwei benachbarte Quertraversen 20 in anderer Weise miteinander drehgekoppelt sind.
12 zeigt eine bevorzugte Anordnung der Nachführeinrichtung 50 an einem Tor 2 einer Agrar-Photovoltaik-Aufständerung 1. Zusätzlich zu den beiden Quertraversen 20 der benachbarten Torsegmente 3 werden in der Ausbildung gemäß 12 weitere Quertraversen 20 mit einem einzigen Aktor 51 rotatorisch angetrieben. Die Nachführeinrichtung 50 umfasst den Aktor 51, welcher am dritten Pfosten 13 angeordnet ist. Der Aktor 51 treibt über das Getriebe 52 mit den beiden Teilgetrieben 52a, b die beiden benachbarten Quertraversen 20 an. Zudem ist in der Abbildung rechts neben dem dritten Pfosten 13 ein weiterer, vierter Pfosten 14 angeordnet. Der vierte Pfosten weist ebenfalls zwei benachbarte Quertraversen 20 auf, wobei die linke Quertraverse 20 über das Teilgetriebe 52a angetrieben wird. Am vierten Pfosten 14 sind ebenfalls zwei Quertraversen 20 drehbar gelagert. Am vierten Pfosten 14 ist ebenfalls ein Getriebe 52 angeordnet mit einem ersten und zweiten Teilgetriebe 52a, b. Das Getriebe 52 am vierten Pfosten 14 ist analog zum Getriebe 52 am dritten Pfosten 13 ausgebildet. Das Getriebe 52 bzw. vierten Pfosten 14 weist jedoch keinen Aktor am Antriebsbolzen 56 auf. Der Antriebsbolzen 56 koppelt lediglich das zweite Teilgetriebe 52b mit dem ersten Teilgetriebe 52a, sodass die Bewegung von der Quertraverse zwischen dem dritten und vierten Pfosten 13, 14 auf die benachbarte Quertraverse 20, hier auf der rechten Seite, übertragen wird. In der hier gezeigten Ausbildung werden somit von einem einzigen Aktor 51 die Quertraversen 20 dreier Torsegmente 3 angetrieben. Durch eine weitere Kopplung von weiteren Quertraversen 20 an weiteren vierten Pfosten 14 ist die Anzahl der Quertraversen 20, welche von einem einzigen Aktor 51 angetrieben werden, vergrößerbar. Somit kann, in einfacher Art und Weise, ohne vom Konzept der Einfeldträger abzuweichen, eine Vielzahl von Quertraversen 20 mittels einem Aktor 51 angetrieben werden.
In 13 ist eine Geländenachführung bei einer erfindungsgemäßen Agrar-Photovoltaik-Aufständerung 1 mit einem Tor 2 bestehend aus zwei Torsegmenten 3 gezeigt. Bei den beiden Torsegmenten 3 ist die Quertraverse 20 als Einfeldträger ausgebildet. Zudem sind die Drehlager 25, mittels welcher die beiden Quertraversen 20 auf den Pfosten 10 gelagert sind, als Kugelgelenk ausgebildet. Dadurch können Winkelversätze, insbesondere zwischen der Längsrichtung der ersten, linken Quertraverse und der Längsrichtung der zweiten, rechten Quertraverse 20 ausgeglichen werden. Hierin besteht ein weiterer Vorteil hin zu bekannten Mehrfeldträgern. Der mittlere Pfosten 10 kann dabei als dritter Pfosten 13 mit einem Aktor 51 ausgebildet sein. Eine derartige Ausbildung ist im Detail in 14 gezeigt. Wie bereits vorstehend ausgeführt, sind die beiden Quertraversen 20, von welchen lediglich eine zur besseren Darstellung gezeigt ist, über als Kugelgelenk ausgebildete Drehlager 25 am Pfosten 13 gelagert. Um auch einen Winkelausgleich im Getriebe 52 realisieren zu können, sind die Anlenkpunkte 57 der Pleuel 55 an der ersten bzw. zweiten Schwinge 53, 54 ebenfalls als Kugelgelenke ausgebildet.
In 15 ist ein Steuersystem einer erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung 50 einer Agrar-Photovoltaik-Aufständerung 1 gezeigt. In der Seitenansicht sind drei Torreihen 4, welche in Querrichtung Q verlaufen, gezeigt. In der Seitendarstellung sind dabei jeweils die ersten Pfosten 11 jeder Torreihe 4 gezeigt. Diese sind über das Seil 30 miteinander verbunden und auf der linken Seite ist zudem eine Längsabspannung 31 gezeigt. Das Steuersystem 60 für die Nachführeinrichtung 50 umfasst eine Steuereinheit 61. Als Eingangsgröße enthält die Steuereinheit 61 Signale von einem Windsensor 62. Der Windsensor 62 erfasst neben der Windstärke bzw. Windgeschwindigkeit auch die Windrichtung. Die Steuereinheit 61 besitzt Signalausgänge, über welche Steuersignale an die Aktoren 51, insbesondere mit Positionsinformationen, gesendet werden. Erfasst der Windsensor 62 Wind W mit einer Komponente aus Westrichtung, so wird die Sonnennachführung abgeschaltet und die Solarpaneele 29 werden in eine Schutzstellung verfahren. Die Schutzstellung wird insbesondere bei Überschreiten einer vorgegebenen Windstärke bzw. Windgeschwindigkeit eingenommen. Die linke, in Windrichtung erste Quertraverse 20 nach der Abspannung 31 wird gegen den Wind gestellt, sodass von den Solarpaneelen eine Auftriebskraft F_G vom Untergrund 7 weg erzeugt wird. Alle Quertraversen 20 der in Windrichtung dahinter liegenden Tore 2, welche mit dem Seil 30 verbunden sind, werden in den Wind gestellt, d. h. sie werden derart schräg gestellt, dass die darauf angeordneten Solarpaneele 29 eine Abtriebskraft F_A in Bodenrichtung erzeugen. Ein leichtes Anstellen der Solarpaneele 29 hat den Vorteil, dass diese sich, im Vergleich zu einer horizontalen Ausrichtung, nicht durch den Wind aufschwingen. Durch das leichte Anstellen der Quertraversen 20 wird zudem eine Horizontalkraft F_H in Windrichtung erzeugt, welche in einer Seilkraft nach rechts resultiert. Durch die Seilkraft entsteht eine Gegenkraft in der Abspannung 31, was zu einer Kraft auf den linken, ersten Pfosten 11 in Richtung des Untergrunds 7 führt. Die durch entgegengesetztes Anstellen der Solarpaneele 29 der linken Torreihe 4 erzeugte Auftriebskraft stellt eine Gegenkraft F_G hierzu dar, um ein Versagen des linken, ersten Pfostens 11 beispielsweise durch Knicken zu verhindern bzw. diesem entgegenzuwirken. Die hier gezeigte Stellung hat somit den Vorteil, dass die Windkräfte auf die Aufständerung reduziert werden und trotzdem ein Aufschwingen der einzelnen Solarpaneele 29 bzw. Quertraversen 20 verhindert wird.
Bezugszeichenliste

1: Agrar-Photovoltaik-Aufständerung
2: Tor
3: Torsegment
4: Torreihe
5: Erstes Tor
6: Zweites Tor
7: Untergrund
8: Traktor
9: Randstreifen
10: Pfosten
11: Erster Pfosten
12: Zweiter Pfosten
13: Dritter Pfosten
14: Vierter Pfosten
15: Erdfernes Ende des Pfostens
16: Lagerbolzen
17: Innere Lagerschale
20: Quertraverse
21: Hauptträger
22: Verlängerungsprofil
23: Verschraubung
24: Langloch
25: Drehlager
26: Lagerblock
28: Schienen
29: Solarpaneele
30: Seil
31: Abspannung
32: Klemmplatte
33: Klemmfläche
34: Nut
35: Spannvorrichtung
40: Kraftabstützung
41: X-förmige Seil-Abspannung
42: Strebe
43: Querabspannung
44: A-Bock
45: Diagonalstrebe
46: Vertikalstrebe
50: Nachführeinrichtung
51: Aktor
52: Getriebe
52a,b: Teilgetriebe
53: Erste Schwinge
54: Zweite Schwinge
55: Pleuel
56: Antriebsbolzen
57: Anlenkpunkte
60: Steuersystem
61: Steuereinheit
62: Windsensor
L: Längsrichtung
Q: Querrichtung
Fw: Windkraft
FGrenz: Grenz-Windkraft
FA: Abtriebskraft
FG: Gegenkraft

Claims

Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) mit einem Tor (2) mit einem ersten und einem zweiten Pfosten (11, 12) und einer dazwischen angeordneten Quertraverse (20), an welcher Solarpaneele (29) angeordnet sind, wobei die Quertraverse (20) als Einfeldträger ausgebildet ist und auf den Pfosten mittels Drehlager (25) um eine in Quertraversenrichtung (Q) verlaufende Drehachse drehbar gelagert ist und mittels einer Nachführeinrichtung (50) rotatorisch antreibbar ist.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachführeinrichtung (50) einen Aktor (51) umfasst, welcher mit der Quertraverse (20), vorzugsweise über ein Getriebe (52), verbunden ist.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tor (2) zwischen dem ersten und zweiten Pfosten (11, 12) einen weiteren, dritten Pfosten (13) aufweist, welcher das Tor (2) in einzelne Torsegmente (3) unterteilt und die jeweilige Quertraverse (20) der einzelnen Torsegmente (3) als Einfeldträger ausgebildet ist, wobei an dem dritten Pfosten (13) der Aktor (51) angeordnet ist und die beiden Quertraversen (20) der benachbarten Torsemente (3) vom Aktor (51) rotatorisch antreibbar sind.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tor zwischen den ersten und zweiten Pfosten (11, 12) einen weiteren, vierten Pfosten (14) aufweist, an welchem eine Drehkopplung, insbesondere ein Getriebe (52), angeordnet ist und über welche die beiden Quertraversen (20) der benachbarten Torsemente (3) rotatorisch gekoppelt sind.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (52) ein Koppelgetriebe, insbesondere ein Kurbelgetriebe mit einer parallelogrammartigen Anlenkung der Quertraverse (20) umfassen zwei Kurbeln, welche über ein Pleuel miteinander verbunden sind, ist.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe zwei Teilgetriebe (52a, b) für den Antrieb je einer Quertraverse (20) aufweist.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei parallelogrammartigen Anlenkungen zum Winkelausgleich zwischen zwei benachbarten Quertraversen (20) Kugelgelenke, insbesondere an den Verbindungen zwischen Kurbeln und Pleuel (57), aufweisen.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelogrammartige Anlenkung derart ausgebildet ist, sie eine Verdrehbarkeit der Quertraverse (20) von mehr als 180° ermöglicht.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelogrammartige Anlenkung derart ausgebildet ist, dass eine Schenkellänge des Pleuel (55) veränderbar ist, sodass der Drehbereich vergrößerbar ist.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (51) ein Spindelaktor oder ein Hydraulikzylinder ist.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quertraverse (20) um 360° drehbar gelagert ist.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Enden der Quertraverse (20) Drehlager (25) derart angeordnet sind, dass sich die Drehachse im Schwerpunkt der Quertraverse (20) samt den daran befestigten Solarpaneelen (29) befindet.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quertraverse (20) aus einem Hauptträger (21), vorzugsweise einem Vierkantrohr, gebildet ist, welches an beiden Enden Verlängerungsprofile (22) aufweist, welche bereichsweise überlappend zum Hauptrohr (21) angeordnet sind.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlager (25) derart ausgebildet sind, dass sie einen Längenausgleich, insbesondere über eine schwimmende Lagerung, und/oder einen Winkelausgleich, insbesondere über ein Kugelgelenk, ermöglichen.
Agrar-Photovoltaik-Aufständerung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem der weiteren Pfosten (13, 14) eine feststehende Achse (16) angeordnet ist, auf welcher Achse sich Drehlager (25) von den Quertraversen (20) der beiden benachbarten Torsegmente (3) befinden.