DE102021001702A1 - Energiegewinnungsanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiegewinnungsanlage mit Energiegewinnungsmodulen zur Anordnung an geneigten Flächen, wie beispielsweise die Böschung einer Halde. Halden bieten aufgrund der geneigten Flächen interessante Bedingungen für Energiegewinnungsanlagen, jedoch ist eine Anordnung der Anlagen auf Halden oft problematisch, da sie aufgrund ihrer lockeren Struktur keine ausreichende Verankerung zur Aufnahme und Ableitung von Kräften gewährleisten. Auch soll in Fällen, in denen Folien in eine solche Halde eingebracht sind, eine Beschädigung der Oberfläche vermieden werden. Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung vor, welche eine ausreichende Stabilität auch auf lockerem Untergrund gewährleistet, ohne die Oberfläche der Böschung zu beschädigen. Dabei ist eine Tragkonstruktion mit daran befestigten Energiegewinnungsmodulen auf einer geneigten Fläche angeordnet. Diese Tragkonstruktion ist auf einem am Fuß der geneigten Fläche bzw. am Fuß der Böschung angeordneten Fundament drehbar um eine parallel zu einer Böschungslinie verlaufenden Achse gelagert. Dabei weist die Erfindung eine Spannvorrichtung auf, welche fest mit dem Fundament verbunden ist und eine Kraft auf die Tragkonstruktion übertragen kann, sodass die Tragkonstruktion dadurch auf der geneigten Fläche bzw. der Böschung fixiert wird. Die Kraftableitung kann somit vorteilhaft über das Fundament erfolgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Energiegewinnungsanlage zur Anordnung an geneigten Flächen, bei der Energiegewinnungsmodule auf einer auf der geneigten Fläche aufliegenden Tragkonstruktion angeordnet sind.
  • Für die Gewinnung elektrischer Energie wird es immer wichtiger, nachhaltige Rohstoffe zu nutzen. Besondere Relevanz hat dabei die Gewinnung von elektrischer Energie aus Sonne und Wind. Es ist notwendig, weitere Flächen zur Verfügung zu stellen, auf denen derartige Energiegewinnungsanlagen installierbar sind, um den großen Bedarf zu decken. Es ist notwendig, große Flächen zur Verfügung zu stellen, da derartige Anlagen in der Regel viel Platz benötigen, um entsprechend gro-ße Leistungen zu generieren. Eine wichtige Aufgabe im Bereich der erneuerbaren Energien ist somit, geeignete Flächen für solche Energiegewinnungsanlagen zu finden.
  • Geneigte Flächen eignen sich dabei besonders zum Aufstellen sowohl von Photovoltaikanlagen als auch von Windturbinen. Für Photovoltaikanlagen bieten geneigte Flächen hervorragende Bedingungen, weil die dadurch erreichte Neigung der Photovoltaikmodule in Richtung der Sonne eine erhöhte Effizienz verspricht. Aufgrund der Neigung der Flächen treten zudem gerichtete Windströmungen auf, welche gut geeignet sind, mittels Windturbinen zur Energiegewinnung genutzt zu werden.
  • Es existiert eine große Zahl bisher ungenutzter geneigter Flächen, wie beispielsweise Spitzkegelhalden von Bergbauabraum oder auch begrünte Mülldeponien, deren Hangneigung geradezu ideale Bedingungen für das Aufstellen von Energiegewinnungsanlagen bietet. Ein Grund für die bisherige geringe Nutzung dieser Flächen ist, dass eine Befestigung von Energiegewinnungsanlagen, wie Photovoltaikanlagen, auf solchen Untergründen sehr problematisch ist. Spitzkegelhalden weisen in der Regel eine lockere Schüttung auf, wodurch die Gefahr des Abrutschens der Anlagen gegeben ist. Begrünte Mülldeponien andererseits bergen die Gefahr des unkontrollierten Abgasens bei einer Beschädigung der Deckschichten.
  • Zur Anbringung von Photovoltaikanlagen auf Hängen sind aus dem Stand der Technik bereits unterschiedliche Ausführungen bekannt. In DE 100 62 697 B4 bedeckt eine Folie aus inertem Material den Untergrund am Hang und die Solarmodule sind auf zwei oder drei Stelzen montiert, die ihrerseits auf dieser Folie befestigt werden. Vorteilhaft ist hier, dass bei der Befestigung der Stelzen die Folie nicht beschädigt wird, da die Stelzen festgeklebt werden. Aufgrund der Begrenzung der Zahl der Stelzen ist ein stabiler Stand auch noch bei Setzung des Untergrundes gewährleistet. Die zwischen den einzelnen Solarmodulen bestehenden Trennfugen ermöglichen ein Verkippen der Solarmodule bei Setzung des Untergrundes, ohne dass es zu Beschädigungen an den Solarmodulen kommen kann. Diese werden dabei lediglich gekippt. Diese Art der Befestigung hat aber den Nachteil, dass sie nicht sehr stabil ist und eine wunschgemäße Ausrichtung der Solarmodule nicht realisiert werden kann. Im Gegenteil, die exakte Ausrichtung der Module ist hier abhängig vom Untergrund. Eine Ausrichtung entsprechend dem Sonnenstandsverlauf kann dadurch nicht erreicht werden.
  • In der DE 20 311 989 U1 wird eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen und auf ebenen Freiflächen vorgeschlagen. Das Prinzip dieser Anlage basiert darauf, dass ein Solarmodul an einem Tragegestell angeordnet ist, welches in oder an einem Behältnis befestigt wird. Dieses Behältnis kann mittels Gewichten, insbesondere mittels einer Füllung aus metallischem oder mineralischem Material, beschwert werden und dadurch Standfestigkeit erhalten. Nachteilig hier ist, dass die Gewichte jeweils einzeln eingefüllt werden müssen. Auch muss das Behältnis entsprechend groß gewählt werden, um den Flächendruck zu begrenzen, um kein Einsinken in den Boden zu riskieren.
  • Eine Photovoltaikeinheit aus einem Photovoltaikmodul und einer Tragkonstruktion ist in der DE 10 2012 007 743 A1 offenbart. Die Photovoltaikeinheit ist lose auf dem Erdboden abstellbar, wobei eine Sicherung durch Gewichte oder Erdnägel möglich ist. Nachteilig ist die Sicherung dabei für abschüssige beziehungsweise geneigte Bereiche nicht ausreichend. Die Photovoltaikeinheit könnte, insbesondere unter dem zusätzlichen Einfluss von Wind, seinen Halt verlieren und abrutschen.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hangsicherung mit zusätzlicher Anordnung von Photovoltaikelementen zur Energiegewinnung ist in EP 2 584 283 A1 beschrieben. Dabei wird eine Sicherung und Stabilisierung von Hanganlagen dadurch erreicht, dass ein Erdankersystem in das Erdreich eingebracht wird, wobei auf einem daran angeordneten Adapterelement ein Photovoltaikmodul anbringbar ist. Eine Hangsicherung mittels Erdankern ist insbesondere auf Mülldeponien nicht durchführbar, weil dadurch eine Beschädigung vorhandener Schutz- und Abdeckungsfolien hervorgerufen werden könnte.
  • In der DE 203 14 665 U1 wird eine Anordnung zur flächigen Abdeckung von Geländeerhebungen, wie Schüttgut oder Abraumhalden, mit geneigter oder gekrümmter Oberfläche beschrieben. Eine Tragkonstruktion ist dabei zur Aufnahme von Solarmodulen vorgesehen und geringfügig in die Halde eingelassen. Die Tragkonstruktion kann dabei auf Stufen der Halde, also in einem Bereich waagerechten Bodens, auf Fußelementen abgestützt sein. Die Halde wird durch die Tragkonstruktion zusätzlich stabilisiert. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass insbesondere bei auftretendem Wind die Stabilität der Anordnung unzureichend ist.
  • Die Anlagen aus dem Stand der Technik weisen somit große Nachteile auf und sind insbesondere bei auftretendem Wind nicht geeignet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zur Positionierung von Energiegewinnungsmodulen, insbesondere Photovoltaikmodulen, auf geneigten Flächen zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll die Vorrichtung geeignet sein, auf lockerem Untergrund angeordnet zu werden, auf dem eine Verankerung zur Aufnahme und Ableitung von Kräften problematisch ist. Dabei ist es entscheidend, dass die Vorrichtung eine ausreichende Stabilität aufweist, sodass diese auch bei auftretendem Wind nicht gefährdet ist.
  • Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen gemäß dem selbstständigen Patentanspruch gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird insbesondere durch eine Energiegewinnungsanlage zur Anordnung an geneigten Flächen gelöst, welche ein am Fuß der geneigten Fläche angeordnetes Fundament, eine auf der geneigten Fläche aufliegende Tragkonstruktion, wenigstens ein oberhalb der Tragkonstruktion angeordnetes und mit der Tragkonstruktion verbundenes Energiegewinnungsmodul sowie eine fest mit dem Fundament verbundene Spannvorrichtung aufweist. Die Tragkonstruktion ist erfindungsgemäß auf dem Fundament drehbar um eine entlang einer Böschungslinie der geneigten Fläche verlaufende Drehachse gelagert. Dabei ist die Spannvorrichtung derart mit der Tragkonstruktion gekoppelt, dass eine von der Spannvorrichtung ausgehende Kraft die drehbar gelagerte Tragkonstruktion in Richtung der geneigten Fläche drückt.
  • Das Energiegewinnungsmodul ist eine Einrichtung zur Energiegewinnung, insbesondere zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonne oder Wind. Bevorzugt ist das Energiegewinnungsmodul als Photovoltaikmodul ausgebildet. In einer anderen Variante wird Wind zur Energiegewinnung genutzt. Dabei bezeichnet Wind jegliche gerichtete Luftbewegung, welche ausreichend stark ausgebildet ist, um zur Energiegewinnung genutzt zu werden. Der Begriff bezieht sich insbesondere auch auf eine gerichtete Windströmung am Hang. Die Einrichtungen zur Gewinnung elektrischer Energie aus Wind sind bevorzugt Windturbinen. Nach einer möglichen Ausführungsform liegt eine Kombination von Photovoltaikmodulen und Einrichtungen zur Gewinnung elektrischer Energie aus Wind, insbesondere Windturbinen, vor.
  • Eine geneigte Fläche kann auch als Böschung bezeichnet werden. Derartige geneigte Flächen sind beispielsweise Halden oder Mülldeponien.
  • Die Spannvorrichtung ist geeignet, die Tragkonstruktion in Richtung des Hanges zu drücken. Dabei wird die Tragkonstruktion bevorzugt durch das Herstellen einer Verspannung, also einer kraftschlüssigen Verbindung durch das Aneinanderpressen von Teilen der Spannvorrichtung mit Elementen der Tragkonstruktion, fixiert, sodass es zu einer Arretierung der Tragkonstruktion auf der geneigten Fläche durch Spannen kommt.
  • Die Tragkonstruktion ist auf dem Fundament drehbar gelagert. Die Drehachse verläuft entlang einer Böschungslinie der geneigten Fläche. Im Sinne der Erfindung kann die Drehachse dabei auch parallel zu einer Böschungslinie der geneigten Fläche verlaufen. Relevant ist dabei, dass die Drehachse sich parallel zum Boden und senkrecht zur Böschungsrichtung erstreckt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Tragkonstruktion wenigstens ein längliches, auf der geneigten Fläche in Böschungsrichtung angeordnetes Tragelement auf. Dieses Tragelement ist mit der Spannvorrichtung derart gekoppelt, dass die Tragkonstruktion mittels der von der Spannvorrichtung auf das Tragelement übertragenen Kraft auf die geneigte Fläche gedrückt wird. Das Tragelement ist dabei drehbar um die parallel zur Böschungslinie der geneigten Fläche verlaufende Drehachse gelagert. Die Tragelemente können auch in einer anderen Position auf der geneigten Fläche aufliegend angeordnet sein. Relevant ist dabei, dass die Tragelemente parallel zur Oberfläche der geneigten Ebene angeordnet sind.
  • Das längliche Lagerelement ist dabei nach einer vorteilhaften Ausgestaltung auf wenigstens zwei Lagerelementen mit jeweils einer auf der geneigten Fläche aufliegenden Grundplatte beabstandet vom Boden gelagert. Das Lagerelement der Energiegewinnungsanlage ist dabei derart beabstandet vom Boden gelagert, dass mit Hilfe der Grundplatten sowohl das Gewicht des länglichen Lagerelementes als auch das Gewicht des Energiegewinnungsmodules, wie beispielsweise des Photovoltaikmodules, über die Grundplatten verteilt wird.
  • Das Tragelement wird dann durch die Spannvorrichtung über die Lagerelemente und die Bodenplatten gegen die geneigte Fläche gedrückt.
  • Das Tragelement der Tragkonstruktion weist nach einer möglichen Ausführungsform ein vom Boden weg ragendes Hebelelement auf, über welches die Kraft der Spannvorrichtung auf das Tragelement übertragen wird.
  • Das Hebelelement wird dabei durch die Spannvorrichtung gedreht. Durch die starre Verbindung zwischen Hebelelement und dem Rest des Tragelementes wird das gesamte Tragelement in Richtung der geneigten Ebene gedrückt.
  • Das Tragelement ist optional als segmentiertes Tragprofil ausgebildet.
  • Die Tragkonstruktion weist bevorzugt wenigstens zwei parallel angeordnete, längliche Tragelemente auf. Beide Tragelemente sind dabei drehbar gelagert und mit der Spannvorrichtung oder auch mit mehreren Spannvorrichtungen gekoppelt. Bevorzugt fallen die Drehachsen, um welche die Tragelemente drehbar gelagert sind, zusammen. Dabei sind die beiden Tragelemente nach einer vorteilhaften Ausführungsform beabstandet voneinander angeordnet. Dieser Abstand voneinander verbessert die Lastverteilung und erhöht die Kippsicherheit der Tragkonstruktion. Zur Erhöhung der Stabilität sind besonders bevorzugt zwischen den Tragelementen aussteifende Querverbindungen angeordnet. Dabei verlaufen die Querverbindungen nach einer vorteilhaften Ausgestaltung parallel zueinander.
  • Nach einer alternativen Ausführungsform weist die Tragkonstruktion nur ein Tragelement zur Befestigung eines Energiegewinnungsmoduls auf. Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, ist das Tragelement dann breiter ausgebildet, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten.
  • Optional weist die Tragkonstruktion an den Tragelementen Auflastungen, wie beispielsweise aufsteckbare Gewichte, auf. Diese können in Abhängigkeit von der Länge der Tragelemente sowie der Hangneigung gewählt werden und dienen einer Erhöhung des Anpressdruckes sowie einem Vermeiden des Aufschwingens des Systems. Dabei können auch mehrere Gewichte in definierten Abständen auf den Tragelementen angeordnet sein. So wird vorteilhaft die Fixierung und Stabilität der Energiegewinnungsanlage verbessert.
  • Ein Energiegewinnungsmodul wird durch die Tragkonstruktion gestützt und ist auf dieser angeordnet. Dabei kann ein Energiegewinnungsmodul von einem oder auch von mehreren Tragelementen gestützt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Energiegewinnungsmodule, insbesondere mehrere Photovoltaikmodule, auf zwei parallel verlaufenden Tragelementen angeordnet. Dabei ist jedes der Energiegewinnungsmodule auf beiden Tragelementen angeordnet und wird durch beide Tragelemente gestützt.
  • Optional weist die Tragkonstruktion Aufnahmeelemente zur Aufnahme der Energiegewinnungsmodule auf. Die Aufnahmeelemente sind dabei auf den Tragelementen angeordnet und drehbar um eine horizontale Drehachse gelagert.
  • Die horizontale Drehachse verläuft dabei rechtwinklig zur Ausdehnung der Tragelemente und parallel zur Lagerachse der Tragelemente. Die Lagerachse der Tragelemente verläuft dabei bevorzugt rechtwinklig zur Böschungsrichtung der geneigten Fläche. Nach einer möglichen Ausgestaltung wird der Drehwinkel der Photovoltaikmodule in Abhängigkeit von der Hangneigung durch mechanische Anschlagpunkte begrenzt.
  • Die Drehachse der Aufnahmeelemente ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung außermittig oberhalb der Schwerpunktachse der Aufnahmeelemente angeordnet.
  • Die drehbare Lagerung der Aufnahmeelemente kann nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung auch zur Nachführung der Energiegewinnungsmodule genutzt werden. Das ist besonders bei einer Ausführung, welche Photovoltaikmodule beinhaltet, vorteilhaft, da dann durch die Einstellung eines optimalen Anstellwinkels zur Sonne die Ertragslage der Anlage verbessert werden kann. Um die Anlage bei einer ansteigenden Windbelastung zu schützen, sollte ein Entkopplungsmechanismus des Nachführsystems vorgesehen werden.
  • Die Aufnahmeelemente weisen nach einer vorteilhaften Ausführung eine Flächenvergrößerung auf. Bei Windangriff gegen den Hang werden die Aufnahmeelemente durch die Flächenvergrößerung unterhalb der Lagerachse in den Wind gestellt. So wird über die Energiegewinnungselemente ein zusätzlicher Anpressdruck für das System generiert. Bevorzugt weisen die Aufnahmeelemente Leitbleche auf.
  • Die Spannvorrichtung weist bevorzugt ein Kraftübertragungselement und eine Gewindespindel auf. Dabei ist das Kraftübertragungselement durch die Gewindespindel gegen die Tragkonstruktion bewegbar. Bevorzugt wird eine Spindel für die einmalige Grundeinstellung, also eine Grundfixierung der Tragkonstruktion, verwendet. Auch ein Nachspannen der Tragkonstruktion, beispielsweise im Zuge von Wartungsarbeiten, kann mittels der Spindel erfolgen. In einer besonders bevorzugten Variante wird die Position der Tragkonstruktion durch auf der Spindel angeordnete Sicherungsmuttern zusätzlich fixiert.
  • Die Spannvorrichtung weist optional einen mechanischen oder einen elektrischen oder einen hydraulischen oder einen pneumatischen Antrieb auf.
  • Das Fundament der Energiegewinnungsanlage ist bevorzugt als Blockfundament oder auch als Tiefgründung durch eingerammte Pfähle ausgebildet. Derartige Fundamente können vorteilhaft große Kräfte aufnehmen und sind deshalb gut für die Gründung einer solchen Energiegewinnungsanlage geeignet. Das Fundament ist erfindungsgemäß am Fuß der geneigten Fläche angeordnet. Der Fuß der geneigten Fläche ist durch eine horizontale Fläche gekennzeichnet, welche sich an die geneigte Fläche anschließt. Im Sinne der Erfindung wird als Fuß der geneigten Fläche dabei jede horizontale Fläche unterhalb einer geneigten Fläche bezeichnet, welche ausreichend fest ausgebildet ist, um die Kräfte der Energiegewinnungsanlage aufzunehmen. Insbesondere kann dies auch an eingefügten Bermen realisiert werden.
  • Nach der Konzeption der Erfindung ist eine Tragkonstruktion mit daran befestigten Energiegewinnungsmodulen auf einer geneigten Fläche, wie beispielsweise einer Böschung einer Halde, angeordnet. Diese Tragkonstruktion ist auf einem am Fuß der geneigten Fläche bzw. am Fuß der Böschung angeordneten Fundament drehbar um eine parallel zu einer Böschungslinie verlaufenden Achse gelagert. Außerdem weist die Erfindung eine Spannvorrichtung auf, welche fest mit dem Fundament verbunden ist. Diese Spannvorrichtung kann eine Kraft auf die Tragkonstruktion übertragen, sodass die Tragkonstruktion dadurch auf der geneigten Fläche bzw. der Böschung fixiert wird. Die Böschung kann vorteilhaft auch eine lockere Struktur aufweisen, da die Ableitung der notwendigen Kräfte über das am Fuß der Böschung angeordnete Fundament erfolgt. Es ist hier folglich möglich, die Tragkonstruktion mit den Energiegewinnungsmodulen fest auf der Böschung zu lagern, ohne die Oberfläche der Böschung zu beschädigen. Diese Art von Energiegewinnungsanlagen kann somit vorteilhaft auch auf Mülldeponien verwendet werden, da die auf Mülldeponien üblicherweise vorhandenen Schutzvorrichtungen, wie Schutzfolien, nicht beschädigt werden müssen, um eine Fixierung der Energiegewinnungsanlage auf dem Hang, also der geneigten Fläche, zu gewährleisten.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
    • 1: eine Energiegewinnungsanlage mit Photovoltaikmodulen,
    • 2: eine Energiegewinnungsanlage mit Windturbinen und
    • 3: eine Energiegewinnungsanlage als Aufsicht.
  • In den 1 und 2 ist jeweils eine Energiegewinnungsanlage 1 von der Seite dargestellt, welche auf einer geneigten Fläche 2 angeordnet ist. Eine solche geneigte Fläche 2 kann eine beliebige Böschung 2, beispielsweise der Hang einer Spitzkegelhalde, sein. Die Energiegewinnungsanlage 1 aus 1 weist eine Tragkonstruktion 3 auf, auf welcher Energiegewinnungsmodule 4 in Form von Photovoltaikmodulen 4a befestigt sind. In 2 sind die auf der Tragkonstruktion 3 angeordneten Energiegewinnungsmodule 4 als Windturbinen 4b ausgebildet.
  • Die Tragkonstruktion 3 weist dabei entweder ein einzelnes Tragelement 5 oder mehrere, parallel angeordnete Tragelemente 5 auf. Die Tragelemente 5 sind länglich ausgebildet und entlang der Böschungsrichtung 6 ausgerichtet. Die Böschungsrichtung 6 weist vom Fuß der Böschung entlang der geneigten Fläche 2 nach oben.
  • Die Tragelemente 5 sind auf Lagerelementen 7 angeordnet, sodass die Tragelemente 5 beabstandet von der Oberfläche der geneigten Fläche 2 positioniert sind. Zur Verteilung der Last der Tragkonstruktion 3 sind die Tragelemente 5 auf Grundplatten 8 angeordnet.
  • Oberhalb der Tragelemente 5 sind bevorzugt drehbar gelagerte Aufnahmeelemente 9 angeordnet, auf welchen die Energiegewinnungsmodule, hier die Photovoltaikmodule 4, befestigt sind. An den Aufnahmeelementen 9 sind optional starr mit den Aufnahmeelementen 9 verbundene Flächenvergrößerungen 10 befestigt. Bei starkem, gegen den Hang wehendem Wind werden die drehbar auf den Tragelementen 5 gelagerten Aufnahmeelemente 9 durch die Flächenvergrößerung 10 in den Wind gestellt. Die drehbare Lagerung der Aufnahmeelemente 9 erlaubt es, die Flächen der Photovoltaikmodule 4 sowie optional der Flächenvergrößerung 10 für einen zusätzlichen Anpressdruck der Tragkonstruktion 3 auf die geneigte Fläche 2 zu nutzen. Der Einfluss von Sogkräften wird durch die drehbar gelagerten Aufnahmeelemente 9 stark vermindert. Die Aufnahmeelemente 9 werden durch oberhalb der Lagerachse der Aufnahmeelemente 9 angeordnete Gegengewichte 11 in der gewünschten Lage zur geneigten Fläche 2 gehalten.
  • Windangriffe von der Seite und über den Hang werden in einer vorteilhaften Variante durch abweisende Leitbleche 12 in ihrer Sogwirkung auf die Tragkonstruktion 3 eingeschränkt.
  • Die Tragkonstruktion 3 ist auf einem am Fuß der geneigten Fläche 2 angeordneten Fundament 13 drehbar gelagert. Die Achse der drehbaren Lagerung 14 der Tragkonstruktion 3 verläuft dabei senkrecht zur Böschungsrichtung 6 entlang einer Böschungslinie 15, also horizontal entlang der geneigten Fläche 2.
  • Die Tragkonstruktion 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel ferner ein oder mehrere Hebelelemente 16 auf. Jedes der Hebelelemente 16 ist senkrecht zum Verlauf der Tragelemente 5, von der geneigten Fläche 2 weg ragend angeordnet. Eine fest mit dem Fundament 13 verbundene Spannvorrichtung 17 greift an dem Hebelelement 16 an. Durch eine von der Spannvorrichtung 17 auf das Hebelelement 16 übertragene Kraft werden die starr mit dem Hebelelement 16 verbundenen Tragelemente 5 gegen die geneigte Fläche 2 gedrückt. Eine Längenveränderung oder eine Positionsverschiebung eines Kraftübertragungselementes 18 der Spannvorrichtung 17 führt zu einer auf das Hebelelement 16 wirkenden Kraft, sodass das Tragelement 5 und damit die gesamte Tragkonstruktion 3 mittels dieses Hebelelementes 16 auf die geneigte Fläche 2 gedrückt wird. Es ist somit möglich, die gesamte Tragkonstruktion 3 mit den Energiegewinnungsmodulen 4 durch die mittels der Spannvorrichtung 17 erzeugte Kraft auf der geneigten Fläche 2 zu fixieren.
  • Die Tragelemente 5 bestehen in einer möglichen Ausführungsform aus segmentierten und damit längenveränderlichen Tragprofilen 5. Die segmentierten Tragprofile 5 stoßen an Segmentstößen 19 aneinander.
  • In 3 wird eine Energiegewinnungsanlage 1 mit Blick von oben dargestellt. Die hier nicht dargestellte geneigte Fläche ist somit unterhalb der Energiegewinnungsanlage 1 positioniert. Die Energiegewinnungsmodule 4 sind, wie in 2 dargestellt, auch hier als Windturbinen 4b ausgebildet. Diese Energiegewinnungsanlage 1 kann aber auch mit hier nicht dargestellten Photovoltaikmodulen oder anderen Energiegewinnungsmodulen ausgebildet sein. Mehrere entlang der Böschungsrichtung 6 verlaufende Tragelemente 5 sind parallel angeordnet. Die Tragelemente 5 sind Bestandteile der Tragkonstruktion 3, auf der die Energiegewinnungsmodule 4 angeordnet und befestigt sind. Die Tragelemente 5 sind wie in den 1 und 2 hier als segmentierte Tragprofile ausgebildet, deren längenveränderliche Tragprofile an Segmentstößen 19 aneinanderstoßen. Zur Fixierung der Tragkonstruktion 3 sind auf mehreren Fundamenten 13 gelagerte Spannvorrichtungen 17 vorhanden, welche mittels eines Kraftübertragungselementes 18 eine Kraft auf die Tragkonstruktion 3 übertragen und diese dadurch auf die geneigte Fläche 2 pressen.
  • In dieser Darstellung sind mehrere parallel zur Böschungslinie 15 verlaufende Drehachsen der Windturbinen 20 gekennzeichnet. Die Böschungslinie 15 verläuft horizontal.
  • Leitbleche 12 sind am oberen Ende der Tragkonstruktion 3 angeordnet. In Verbindung mit Windturbinen 4b begünstigen die Leitbleche 12 vorteilhaft die Windführung in das Turbinensystem.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Energiegewinnungsanlage
    2
    Geneigte Fläche, Böschung
    3
    Tragkonstruktion
    4
    Energiegewinnungsmodul
    4a
    Photovoltaikmodul
    4b
    Windturbine
    5
    Tragelement, Tragprofil
    6
    Böschungsrichtung
    7
    Lagerelement
    8
    Grundplatte
    9
    Aufnahmeelemente
    10
    Flächenvergrößerung
    11
    Gegengewichte
    12
    Leitbleche
    13
    Fundament
    14
    Lagerung, drehbare Lagerung, Drehachse
    15
    Böschungslinie
    16
    Hebelelement
    17
    Spannvorrichtung
    18
    Kraftübertragungselement
    19
    Segmentstoß
    20
    Drehachse der Windturbine
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10062697 B4 [0005]
    • DE 20311989 U1 [0006]
    • DE 102012007743 A1 [0007]
    • EP 2584283 A1 [0008]
    • DE 20314665 U1 [0009]

Claims (14)

  1. Energiegewinnungsanlage (1) zur Anordnung an geneigten Flächen (2), aufweisend ein am Fuß der geneigten Fläche (2) angeordnetes Fundament (13), eine auf der geneigten Fläche (2) aufliegende Tragkonstruktion (3), wenigstens ein oberhalb der Tragkonstruktion (3) angeordnetes und mit der Tragkonstruktion (3) verbundenes Energiegewinnungsmodul (4, 4a, 4b) sowie eine fest mit dem Fundament (13) verbundene Spannvorrichtung (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (3) auf dem Fundament (13) drehbar um eine entlang einer Böschungslinie (15) der geneigten Fläche (2) verlaufende Drehachse (14) gelagert ist, wobei die Spannvorrichtung (17) derart mit der Tragkonstruktion (3) gekoppelt ist, dass eine von der Spannvorrichtung (17) ausgehende Kraft die Tragkonstruktion (3) in Richtung der geneigten Fläche (2) drückt.
  2. Energiegewinnungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiegewinnungsmodul (4) als Photovoltaikmodul (4a) ausgebildet ist.
  3. Energiegewinnungsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Energiegewinnungsmodul (4) als Windturbine (4b) ausgebildet ist.
  4. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (3) wenigstens ein längliches, auf der geneigten Fläche (2) in Böschungsrichtung (6) angeordnetes Tragelement (5) aufweist, welches mit der Spannvorrichtung (17) derart gekoppelt ist, dass die Tragkonstruktion (3) mittels der von der Spannvorrichtung (17) auf das Tragelement (5) übertragenen Kraft auf die geneigte Fläche (2) gedrückt wird.
  5. Energiegewinnungsanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Tragelement (5) auf wenigstens zwei Lagerelementen (7) mit jeweils einer auf der geneigten Fläche (2) aufliegenden Grundplatte (8), beabstandet vom Boden gelagert ist.
  6. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (3) ein vom Boden weg ragendes Hebelelement (16) aufweist, mittels welchem die Kraft der Spannvorrichtung (17) auf das Tragelement (5) übertragen wird.
  7. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (5) als segmentiertes Tragprofil (5) ausgebildet ist.
  8. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (3) wenigstens zwei parallel angeordnete, längliche Tragelemente (5) aufweist.
  9. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion Aufnahmeelemente (9) zur Aufnahme der Energiegewinnungsmodule (4, 4a, 4b) aufweist, welche oberhalb der Tragelemente (5) angeordnet und drehbar um eine horizontale Drehachse gelagert sind.
  10. Energiegewinnungsanlage (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (9) eine Flächenvergrößerung (10) aufweisen.
  11. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (9) Leitbleche (12) aufweisen.
  12. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (17) ein Kraftübertragungselement (18) und eine Gewindespindel aufweist, wobei das Kraftübertragungselement (18) durch die Gewindespindel gegen die Tragkonstruktion (3) bewegbar ausgebildet ist.
  13. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (17) einen mechanischen oder elektrischen oder hydraulischen oder pneumatischen Antrieb aufweist.
  14. Energiegewinnungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (13) als Blockfundament ausgebildet ist.
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