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Die Erfindung betrifft ein Trägersystem, umfassend eine Membran und daran angeordnete streifenförmige Haltelaschen zur Befestigung eines planaren Elements, eine Verwendung eines solchen Trägersystems, und ein solches Trägersystem mit mindestens einem daran befestigten planaren Element.
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Die Verwendung von Solarzellen zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Licht ist aus dem Stand der Technik bekannt, dabei sind Solarzellen in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Systemen bekannt, mit denen Solarzellen auf eine Oberfläche befestigt werden können. Die Befestigung von Solarzellen ist an Gebäuden, insbesondere auf Dächern oder Fassaden, oder an Membrankonstruktionen möglich. Membrankonstruktionen weisen überwiegend mehrachsig gekrümmte Oberflächen auf. Eine Anbringung von Solarzellen ist dort schwierig, da flexible Solarzellen nur um eine Achse gebogen werden können, dabei an einer bestehenden Dachlinie folgend gekrümmt am Dach auf- oder anliegen, aber häufig nicht gleichzeig an den Rändern der Solarzelle, da sich quer zur angenommenen Dachlinie die Flächen der Membran in andere Richtungen krümmen. Flexible Solarzellen lassen sich daher nur auf einachsig gebogenen Membrankonstruktionen sicher vor Wind und Sturm befestigen. Gleichzeitig ist das Aufkleben oder Festnähen von Solarzellen eine nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindung, die vor allem bei auf- und abbaubaren Membrankonstruktionen die reversible Trennung der Solarzelle von der Membran verhindert.
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Nachteilig aus dem Stand der Technik ist allerdings, dass die Befestigung von Solarzellen an flexiblen Membranen, insbesondere an Membrandachkonstruktionen, nicht sicher bei Wettereinwirkung, insbesondere Wind und Sturm, reversibel befestigt werden können, so dass diese beschädigt werden oder gar von der Membran reißen können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine reversible und sichere Befestigung von planaren Elementen vor Windeinwirkung, insbesondere von flexiblen planaren Elementen, an Membranen bereitzustellen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten, und wobei insbesondere eine einfache Installation von planaren Elementen ermöglicht wird.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Trägersystem, umfassend eine Membran und daran angeordnete streifenförmige Haltelaschen zur Befestigung eines planaren Elements mit einer bestimmungsgemäß der Sonne zugewandten Oberseite und einer bestimmungsgemäß der Sonne abgewandten Unterseite bereitgestellt werden, wobei die Haltelaschen aus einem flexiblen Material ausgebildet sind. Die Membran weist dabei auf einer Außenseite mindestens zwei sich gegenüberliegende bereichsweise entlang der Oberfläche der Membran erstreckende Haltelaschen auf, und die Haltelaschen weisen innenseitig gegenüberliegend auf einer Oberseite und einer Unterseite jeweils sich entlang der Haltelaschen erstreckende Befestigungselemente zur Befestigung von dazu komplementären Befestigungselementen auf, wobei das planare Element zumindest jeweils an einem Randbereich an zwei gegenüberliegenden Seiten auf der Oberseite und der Unterseite des planaren Elements sich im Wesentlichen entlang des jeweiligen Randbereichs zumindest bereichsweise erstreckende zu den Befestigungselementen komplementäre Befestigungselemente aufweist, die an der Oberseite und der Unterseite des planaren Elements jeweils mit den Befestigungselementen der Haltelaschen in Eingriff bringbar und reversibel miteinander verbindbar sind, so dass das planaren Element zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten an der Membran befestigbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Membran flexibel ausgebildet.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter einer Membran insbesondere flächige Strukturen verstanden, die flexibel und/oder leicht verformbar sind, und bevorzugt statisch nur auf Zug beanspruchbar sind, nicht aber auf Druck. Die Membran oder die membranartige Struktur kann aus unterschiedlichem Material ausgebildet und unterschiedlich beschaffen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Membran aus Metall- oder Kunststofffolien und -geflechten, beschichteten und unbeschichteten textilen Stoffen, Gewebe, Gewirke, Vliesstoff, Folien, Plane, oder Zeltbahn ausgebildet. Die Membran ist insbesondere Teil einer Membrankonstruktion, also einem Membranbau. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer Membrankonstruktion insbesondere der Bau mit Membranen als Baustoff verstanden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Haltelaschen und/oder die Abstandselemente aus einem flexiblen Material ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Membran und die Haltelaschen oder die Membran, die Haltelaschen und die Abstandselemente aus dem gleichen Material ausgewählt, insbesondere ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das planare Element starr oder flexibel ausgebildet. Unter einem flexiblen planaren Element wird insbesondere ein planares Element verstanden, dass zumindest bereichsweise biegbar und/oder dehnbar ist.
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Unter einer Haltelasche wird insbesondere ein Element verstanden, bei welchem an einem Endbereich zwei Abschnitte eines flachen Materials miteinander verbunden sind, und am anderen Endbereich zwei Abschnitte eines flachen Materials offen sind. Die Haltelasche weist insbesondere ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende auf. Die Abschnitte am offenen Ende der Haltelasche weisen auf sich gegenüberliegenden Seiten, also innenseitig auf einer Oberseite und einer Unterseite des offenen Endes der Haltelasche, jeweils Befestigungselemente auf.
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Unter einem planaren Element wird insbesondere ein planares plattenförmiges Element verstanden, insbesondere ein flexibles planares plattenförmiges Element.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere planare Elemente auf einer Membran angeordnet.
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Das Trägersystem zur Befestigung eines planaren Elements weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Vorteilhafterweise ist eine reversible Montage von planaren Elementen auf einer Membran möglich. Vorteilhafterweise ist eine lage- und sturmsichere Befestigung von planaren Elementen auf Membranen, insbesondere Membrankonstruktionen, möglich. orteilhafterweise können die planaren Elemente bereits installiert in das Trägersystem ausgeliefert und installiert werden. Vorteilhafterweise wird das planare Element vor einer Krafteinwirkung aus einer Spannung der Membran geschützt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltelaschen mit einem Ende direkt an der Außenseite der Membran oder mit einem dazwischen angeordneten beweglichen Abstandselement an der Außenseite der Membran befestigt sind, wobei bevorzugt die Haltelaschen oder die Abstandselemente auf die Membran geklebt, genäht, geschweißt, oder geklickt sind.
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Unter einem Abstandselement wird insbesondere ein zwischen einer Haltelasche und der Membran angeordnetes bewegliches Element verstanden, welches an einem Ende an der Membran befestigt ist und am anderen Ende an einem Ende der Haltelasche befestigt ist, insbesondere am geschlossenen Ende der Haltelasche, oder ein geschlossenes Ende der Haltelasche bildet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abstandselement ein Schwenkelement, Gelenkelement oder ein Umschlagsabschnitt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Membran auf der Außenseite jeweils zwei Paare, bevorzugt zwei zueinander senkrecht angeordnete Paare, sich gegenüberliegende Haltelaschen aufweist, so dass das planare Element mit im Randbereich jeweils zwei sich gegenüberliegenden komplementären Befestigungselementen jeweils auf der Oberseite und der Unterseite entlang des jeweiligen Randbereichs des planaren Elements erstreckend befestigbar ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zwei Paare zueinander senkrechte Haltelaschen vorgesehen, wobei jeweils zwei sich gegenüberliegende Haltelaschen einen vollständig umschließenden Rahmen bilden, und/oder sich die komplementären Befestigungselemente jeweils auf der Oberseite und/oder der Unterseite des planaren Elements vollständig entlang des jeweiligen Randbereichs des planaren Elements erstrecken.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausdehnung des Abstandselements und/oder der Haltelaschen quer zur Ebene der Membran variabel ausgebildet ist, wobei die Ausdehnung des Abstandselements und/oder der Haltelaschen jeweils einem Abstand der Ebene der Membran zu den komplementären Befestigungselementen des planaren Elements entspricht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägersystem mehrachsig gekrümmt ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Befestigungselemente und die dazu komplementären Befestigungselemente als Klettband ausgebildet sind. Alternativ ist vorgesehen, dass die Befestigungselemente und die dazu komplementären Befestigungselemente als Öse, Haken, Klickelement, Klemmelement, Rastelement, oder Steckelement ausgebildet sind.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Membran auf der Außenseite mindestens einen Abstandshalter zum Auflegen des planaren Elements aufweist. Dadurch wird insbesondere die Lage des planaren Elements auf der Membran stabilisiert. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Abstandshalter zwischen der Membran und einem Randbereich des planaren Elements und/oder zwischen der Membran und einem Bereich in der Mitte des planaren Elements angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den Abstandshaltern und dem planaren Element ein Schutzelement angeordnet, bevorzugt aus Gummi, Silikon, Schaumstoff oder Styropor. Dadurch wird verhindert, dass das planare Element bei der Installation und/oder nach der Befestigung am Trägersystem, beispielsweise bei einer Bewegung durch Wettereinflüsse, beschädigt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das planare Element ein photovoltaisches Element ist, bevorzugt ein flexibles photovoltaisches Element. Photovoltaische Elemente wandeln Strahlung in elektrische Energie um, die zur Anwendung im weiteren Verlauf aus dem photovoltaischen Element herausgeführt werden muss. Dazu sind sogenannte Anschlussdosen an dem photovoltaischen Element angeordnet. Unter einer Anschlussdose wird insbesondere ein Element zum Anschluss eines photovoltaischen Elements an einen elektrischen Stromkreislauf verstanden. Die Anschlussdose kann auf einer sonnenabgewandten Seite des photovoltaischen Elements, also auf der Rückseite des photovoltaischen Elements, oder auf einer sonnenzugewandten Seite des photovoltaischen Elements, also auf der Vorderseite des photovoltaischen Elements, angeordnet sein. Die Anschlussdose kann mittels einer Steckverbindung, beispielsweise einem Kabel mit Stecker, zur elektrisch leitfähigen Kontaktierung mit einem elektrischen Stromkreis verbunden werden. Das Kabel kann auf der Membran geführt sein und/oder durch eine Öffnung in der Membran hindurchgeführt sein.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst, indem eine Verwendung eines Trägersystems als Bauelement von Pergolen, Sonnenschirmen, Bedachungen, Abdeckungen, Zelten, und/oder Zeltdachkonstruktionen bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für die Verwendung des Trägersystems insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Trägersystem beschrieben wurden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst, indem ein Trägersystem mit mindestens einem planaren Element, bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für das Trägersystem mit dem mindestens einen planaren Element insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Trägersystem und der Verwendung des Trägersystems beschrieben wurden. Dabei weist das planare Element zumindest jeweils an den Randbereichen an zwei gegenüberliegenden Seiten auf einer Oberseite und einer Unterseite sich im Wesentlichen entlang des jeweiligen Randbereichs zumindest bereichsweise erstreckende zu den Befestigungselementen komplementäre Befestigungselemente auf, wobei jeweils ein Befestigungselement der Unterseite der Haltelasche mit einem komplementären Befestigungselement der Unterseite des planaren Elements und ein Befestigungselement der Oberseite der Haltelasche mit einem komplementären Befestigungselement der Oberseite des planaren Elements in Eingriff gebracht sind und reversibel lösbare Befestigungsverbindungen bilden, insbesondere im gespannten Zustand der Membran.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das planare Element ein photovoltaisches Element, ein Leuchtelement, oder ein Werbeplakat, insbesondere ein flexibles photovoltaisches Element. Das photovoltaische Element kann eine Schutzschicht aufweisen, um eine Degradierung oder Beschädigung durch äußere Einflüsse zu minimieren, insbesondere Luftsauerstoff, Feuchtigkeit, UV-Strahlung, und/oder mechanische Einwirkung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils gegenüberliegende Haltelaschen mittels einer Sicherungsschnur miteinander verbunden. Dadurch werden die Haltelaschen gegen ein Aufklappen gesichert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägersystems mit einem planaren Element in einer Draufsicht;
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels von Haltelaschen eines Trägersystems mit einem planaren Element in einer Seitenansicht;
- 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägersystems mit einem planaren Element in einer Seitenansicht; und
- 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägersystems mit einem planaren Element in einer Schrägdraufsicht.
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Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägersystems 100 mit einem planaren Element 200 in einer Draufsicht (1A und 1B). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das planare Element 200 ein flexibles photovoltaisches Element.
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Das Trägersystem 100 umfasst eine Membran 1 und daran angeordnete streifenförmige Haltelaschen 2 zur Befestigung eines planaren Elements 200, insbesondere eines flexiblen planaren Elements 200, mit einer bestimmungsgemäß der Sonne zugewandten Oberseite 201 und einer bestimmungsgemäß der Sonne abgewandten Unterseite 202, wobei die Haltelaschen 2 aus einem flexiblen Material ausgebildet sind. Die Membran 1 weist auf ihrer Außenseite mindestens zwei sich gegenüberliegende bereichsweise entlang der Oberfläche der Membran 1 erstreckende Haltelaschen 2 auf. Die Haltelaschen 2 weisen innenseitig gegenüberliegend auf einer Oberseite 3 und einer Unterseite 4 jeweils sich entlang der Haltelaschen 2 erstreckende Befestigungselemente 5 zur Befestigung von dazu komplementären Befestigungselementen 203 auf (siehe 2), wobei das planare Element 200 zumindest jeweils an dem Randbereich an zwei gegenüberliegenden Seiten auf der Oberseite 201 und der Unterseite 202 des planaren Elements 200 sich im Wesentlichen entlang des jeweiligen Randbereichs zumindest bereichsweise erstreckende zu den Befestigungselementen 5 komplementäre Befestigungselemente 203 aufweist, die an der Oberseite 201 und der Unterseite 202 des planaren Elements 200 jeweils mit den Befestigungselementen 5 der Haltelaschen 2 in Eingriff bringbar und reversibel miteinander verbindbar sind, so dass das planare Element 200 zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten mittels der Haltelaschen 2 an der Membran 1 befestigbar ist. Dadurch können die planaren Elemente in dem Trägersystem einfach reversibel montiert und demontiert, und lage- und sturmsicher auf einer Membran befestigt werden.
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In 1A weist das Trägersystem 100 zwei gegenüberliegende bereichsweise entlang der Oberfläche der Membran 1 jeweils an einem Randbereich angeordnete Haltelaschen 2 zur Befestigung des planaren Elements 200 auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Membran 1 auf der Außenseite jeweils zwei Paare sich gegenüberliegende Haltelaschen 2.1, 2.2 auf, so dass das planare Element 200 mit im Randbereich jeweils zwei sich gegenüberliegenden komplementären Befestigungselementen 203 jeweils auf der Oberseite 201 und Unterseite 202 entlang des jeweiligen Randbereichs des planaren Elements 200 erstreckend befestigbar ist.
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In 1B weist das Trägersystem 100 zwei Paare sich gegenüberliegende entlang der Oberfläche der Membran 1 jeweils an einem Randbereich angeordnete Haltelaschen 2.1, 2.2 zur Befestigung des planaren Elements 200 auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Paare zueinander senkrechte Haltelaschen 2.1, 2.2 vorgesehen, wobei jeweils zwei sich gegenüberliegende Haltelaschen 2.1, 2.2 einen vollständig umschließenden Rahmen bilden, und/oder sich die komplementären Befestigungselemente 203 jeweils auf der Oberseite 201 und/oder der Unterseite 202 des planaren Elements 200 vollständig entlang des jeweiligen Randbereichs des planaren Elements 200 erstrecken.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausdehnung des Abstandselements 6 und/oder ist der Haltelaschen 2 quer zur Ebene der Membran 1 variabel ausgebildet, wobei die Ausdehnung des Abstandselements 6 und/oder der Haltelaschen 2 jeweils einem Abstand der Ebene der Membran 1 zu den komplementären Befestigungselementen 203 des planaren Elements 200 entspricht.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungselemente 5 und die dazu komplementären Befestigungselemente 203 als Klettband ausgebildet.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels von Haltelaschen 2 eines Trägersystems 100 mit einem planaren Element 200 in einer Seitenansicht (2A und 2B). Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das planare Element 200 ein flexibles photovoltaisches Element.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Haltelaschen 2 mit einem Ende direkt an der Außenseite der Membran 1 oder mit einem dazwischen angeordneten beweglichen Abstandselement 6 an der Außenseite der Membran 1 befestigt. Die Haltelaschen 2 oder die Abstandselemente 6 können auf die Membran 1 geklebt, genäht, geschweißt, oder geklickt sein.
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In 2A (ausschnittsweise abgebildet) weist das Trägersystem 100 Haltelaschen 2 auf, die über Abstandselemente 6 an der Membran 1 befestigt sind. An den Haltelaschen 2 ist als planares Element 200 ein photovoltaisches Element angeordnet, wobei innenliegend auf einer Oberseite 3 und einer Unterseite 4 der Haltelaschen 2 befindliche Befestigungselemente 5 mit dazu in einem Randbereich des photovoltaischen Elements auf einer Unterseite 201 und Oberseite 202 befindlichen komplementären Befestigungselementen 203 in Eingriff gebracht sind.
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In 2B (ausschnittsweise abgebildet) weist das Trägersystem 100 im Gegensatz zu 2A Haltelaschen 2 auf, die direkt mit einem Ende an der Membran 1 befestigt sind. Des Weiteren befinden sich zwischen der Membran 1 und einem anderen Ende der Haltelaschen 2 in einem Randbereich des photovoltaischen Elements Abstandshalter 7 zur Auflage der Haltelaschen 2 und/oder des photovoltaischen Elements.
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In dem Trägersystem 100 ist ein als photovoltaisches Element ausgebildetes planares Element 200 befestigt. Das photovoltaische Element weist zumindest jeweils an den Randbereichen an zwei gegenüberliegenden Seiten auf einer Oberseite 201 und einer Unterseite 202 sich im Wesentlichen entlang des jeweiligen Randbereichs zumindest bereichsweise erstreckende zu den Befestigungselementen 5 komplementäre Befestigungselemente 203 auf. Zur Befestigung des photovoltaischen Elements ist jeweils ein Befestigungselement 5 der Unterseite 4 der Haltelasche 2 mit einem komplementären Befestigungselement 203 der Unterseite 202 des photovoltaischen Elements und ein Befestigungselement 5 der Oberseite 3 der Haltelasche 2 mit einem komplementären Befestigungselement 203 der Oberseite 201 des photovoltaischen Elements in Eingriff gebracht, insbesondere im gespannten Zustand der Membran 1. Dadurch sind reversibel lösbare Befestigungsverbindungen gebildet.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägersystems 100 mit einem planaren Element 200 in einer Seitenansicht. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das planare Element 200 ein flexibles photovoltaisches Element.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Trägersystem 100 auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete streifenförmige Haltelaschen 2 auf der Außenseite der Membran 1 auf, wobei innenliegend auf einer Oberseite 3 und einer Unterseite 4 der Haltelaschen 2 befindliche Befestigungselemente 5 mit dazu in einem Randbereich des photovoltaischen Elements auf einer Unterseite 201 und Oberseite 202 befindlichen komplementären Befestigungselementen 203 in Eingriff gebracht sind. Abstandshalter 7 sind zwischen der Membran 1 und einem Randbereich des photovoltaischen Elements und zwischen der Membran 1 und einem Auflagebereich in der Mitte des photovoltaischen Elements auf der Membran 1 angeordnet. Dadurch kann das photovoltaische Element stabilisiert werden.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trägersystems 100 mit einem planaren Element 200 in einer Schrägdraufsicht. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das planare Element 200 ein flexibles photovoltaisches Element.
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Das Trägersystem 100 weist zwei Paare sich gegenüberliegende entlang der Oberfläche der Membran 1 jeweils an einem Randbereich angeordnete Haltelaschen 2.1, 2.2 zur Befestigung des photovoltaischen Elements auf. An dem photovoltaischen Element ist eine Anschlussdose 8 angebracht. Die Anschlussdose 8 kann auf einer der bestimmungsgemäß sonnenabgewandten Seite des photovoltaischen Elements oder auf einer der bestimmungsgemäß sonnenzugewandten Seite des photovoltaischen Elements angeordnet sein. Dadurch kann das photovoltaische Element mit einem elektrischen Stromkreis elektrisch leitend kontaktiert werden, beispielsweise über eine Steckverbindung.
