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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Photovoltaikmodulanordnung zum Anordnen mindestens zweier im Wesentlichen rechteckigen Photovoltaikmodule, die an einer ersten Seite mittels mindestens eines Gelenks faltbar miteinander gekoppelt sind.
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Photovoltaikmodulanordnungen, die auch als Photovoltaikanlagen bezeichnet werden können, umfassen in der Regel eine Vielzahl Photovoltaikmodule, welche Strahlungsenergie des Sonnenlichts durch Nutzung des photoelektrischen Effekts in eine elektrische Spannung wandeln. Um solche Photovoltaikmodule in geeigneter Position und Ausrichtung gegenüber der Sonne anzuordnen, sind verschiedene Arten von Photovoltaikmodulanordnungen bekannt. Zu solchen Arten gehören auf Gebäudedächern oder auf Freiflächen ortsfest installierte Anordnungen, wie auch Anordnungen, bei denen die Photovoltaikmodule faltbar miteinander gekoppelt und auf diese Weise insbesondere zusammen- und auseinander fahrbar sind, um insbesondere in einem Container verstaut zu werden.
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Zugrundeliegende Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Photovoltaikmodulanordnung mit faltbar miteinander gekoppelten Photovoltaikmodulen derart zu verbessern, dass diese besonders einfach und kompakt zu verstauen sind.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Photovoltaikmodulanordnung zum Anordnen mindestens zweier im Wesentlichen rechteckigen Photovoltaikmodule gelöst, die an einer ersten Seite mittels mindestens eines Gelenks faltbar miteinander gekoppelt sind, wobei die mindestens zwei Photovoltaikmodule an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite mit einem in seiner Längenerstreckung veränderbaren Zugelement miteinander gekoppelt sind.
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Mit dem erfindungsgemäßen Zugelement ist neben der Gelenkkopplung zwischen den mindestens zwei Photovoltaikmodulen eine weitere Zugverbindung geschaffen mittels der von der Seite betrachtet eine statisch klar bestimmte Dreiecksform gebildet ist. Die derartige Dreiecksform führt zu einer über die Betriebsdauer hinweg ordnungsgemäßen, stabilen Aufständerung der Photovoltaikmodule, wobei diese dennoch eingefahren sowie ausgefahren und insbesondere auch zusammengeklappt werden können.
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Vorzugsweise ist dabei das Zugelement nur bis zu einer maximalen Längserstreckung zu strecken. Die maximale Längserstreckung stellt eine definierte maximale Seitenlänge für das genannte Dreieck sicher, wodurch der genannten Aufständerung eine besondere Steifigkeit verliehen wird.
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Besonders bevorzugt ist das Zugelement faltbar gestaltet. Mit dem Falten des Zugbands wird dieses zwischen den mindestens zwei Photovoltaikmodulen zusammengelegt und so in seiner Längserstreckung verkürzt, was soweit möglich ist, bis schließlich die mindestens zwei Photovoltaikmodule direkt zusammengeklappt aneinander anliegen.
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Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Photovoltaikmodulanordnung vorzugsweise mindestens ein Knickelement vorgesehen ist, mittels dem das Zugelement quer zu seiner Längserstreckung knickbar ist. Mit dem Knickelement kann auf das Zugelement aktiv eingewirkt werden, um dieses definiert zu falten. Dabei wird mittels des Knickelements am Zugelement ein Knick bzw. eine Faltung erzeugt, an der das Zugelement zu falten beginnt und nachfolgend definiert zusammengelegt wird.
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Besonders bevorzugt sind genau zwei Knickelemente vorgesehen, mittels denen das Zugelement zweifach quer zu seiner Längserstreckung knickbar ist. Das derart zweifach gefaltete Zugelement ist damit für die erfindungsgemäße Nutzung an einer Photovoltaikmodulanordnung mit jeweils mindestens zwei zueinander faltbaren Photovoltaikmodulen besonders vorteilhaft im dort vorhandenen Bauraum unterzubringen. Das Knickelement ist vorzugsweise längsgestreckt bzw. geradlinig gestaltet und übt selbst, so wie auch das Zugelement, Zugkräfte aus, wobei diese Zugkräfte quer zur Ausrichtung bzw. Erstreckung des Zugelements gerichtet sind.
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Ferner ist das mindestens eine Knickelement vorzugsweise elastisch gestaltet. Das derartige Knickelement ist in seiner Länge veränderbar und übt zugleich durch seine elastische Verformung aktiv Zugkräfte auf, welche vorteilhaft bei einer anfänglichen, vergleichsweise großen Länge des Knickelements besonders hoch sind und mit zunehmender Verkürzung geringer werden. Genau dieser Kraftverlauf ist für die erfindungsgemäß gewünschte Knickung des Zugelements vorteilhaft.
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Darüber hinaus ist das mindestens eine Knickelement vorzugsweise in jenem Bereich gehaltert, in dem die mindestens zwei Photovoltaikmodule mittels des sie miteinander koppelnden Gelenks verbunden sind. Das derart gehalterte Knickelement kann eine besonders große Längserstreckung aufweisen und ist zugleich in einem statisch sehr stabilen Bereich gelagert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Photovoltaikmodulanordnung sind die mindestens zwei Photovoltaikmodule mittels je einer Stützleiste gestützt, die im Querschnitt betrachtet mit einer im Wesentlichen rechteckigen Außenform gestaltet ist und das mindestens eine Gelenk ist mit einer Gelenkachse gestaltet, die im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen in einer Ecke der im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsform der Stützleiste angeordnet ist, wobei das mindestens eine Knickelement an der Gelenkachse gehaltert ist. Eine derart abgestützte Gelenkachse ist statisch besonders steif angeordnet und zugleich ist eine räumlich vorteilhafte Lage des zugehörigen Gelenks geschaffen. Das unmittelbar dort angebrachte Knickelement kann so besonders kostengünstig und zugleich einfach sowie stabil befestigt werden.
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Vorzugsweise sind ferner die mindestens zwei Photovoltaikmodule mittels je einer Stützleiste gestützt, die im Querschnitt betrachtet mit einer im Wesentlichen rechteckigen Außenform gestaltet ist und mindestens eine die Stützleiste stützende Rolle ist mit einer Rollenachse vorgesehen, die im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen in einer Ecke der im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsform der Stützleiste angeordnet ist, wobei das Zugelement an der Rollenachse gehaltert ist. Mit der derartigen Anordnung der Rolle innerhalb von dem ansonsten von der Stützleiste ausgefüllten, vorzugsweise zylindrischen, insbesondere kubischen Raum ist eine besonders kompakte und damit Bauraum sparende Anordnung von Photovoltaikmodulen möglich. Zugleich kann eine solche Anordnung mittels der erfindungsgemäß angeordneten Rolle vorteilhaft bewegt werden. So können die Photovoltaikmodule vorteilhaft sowohl verstaut als auch auseinander gefahren werden. Mit der erfindungsgemäß angeordneten Rolle ist zugleich eine besonders direkte und damit steife Abstützung des oder der zugehörigen Photovoltaikmodule möglich. Das unmittelbar an der Rollenachse angebrachte Zugelement ist dort besonders kostengünstig und einfach anzubringen. Zugleich ist eine statisch besonders stabile und direkte Krafteinleitung vom Zugelement in die zugehörige Stützleiste und umgekehrt gewährleistet.
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Schließlich ist bei der Photovoltaikmodulanordnung gemäß der Erfindung besonders bevorzugt das Zugelement als ein Zugband, insbesondere aus einem Gewebetextil, gestaltet. Das derartige Zugband weist Bandform auf, ist also hinsichtlich seiner Breite erheblich größer dimensioniert als hinsichtlich seiner Dicke. Ein solches Zugband kann hohe Zugkräfte aufnehmen und ist zugleich vergleichsweise leicht zu knicken. Ferner kann es im geknickten Zustand in einem sehr kleinen Bauraum verstaut werden, was bei der vorliegenden Anwendung bei einer Photovoltaikmodulanordnung ebenfalls besonders wichtig ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Photovoltaikmodulanordnung im eingefahrenen Zustand,
- 2 die Ansicht gemäß 1 im ausgefahrenen Zustand der Photovoltaikmodulanordnung,
- 3 das Detail III gemäß 1 in vergrößerter Ansicht während des Ausfahrvorgangs,
- 4 die Seitenansicht IV gemäß 3 in vergrößerter Ansicht im hochgestellten Zustand zweier Photovoltaikmodule,
- 5 die Ansicht gemäß 4 im abgesenkten Zustand zweier Photovoltaikmodule,
- 6 das Detail VI gemäß 4,
- 7 das Detail VII gemäß 4 und
- 8 das Detail VIII gemäß 4.
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Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Eine Photovoltaikmodulanordnung 10 ist mittels eines Containers 12 geschaffen, dessen Außenhaut mit einer Container-Bodenfläche, die hier auch als Lagerfläche 14 bezeichnet wird, zwei Container-Stirnflächen 16, zwei Container-Seitenflächen 18 sowie einer Container-Deckenfläche 20 gestaltet ist. Der Container 12 dient zum Aufnehmen einer Mehrzahl Photovoltaikmodule 22, die mittels Stützschienen 24 aus dem Container 12 herausgefahren und auch in diesen wieder hineingefahren werden können.
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Das einzelne Photovoltaikmodul 22 weist seinerseits mehrere Modulflächen 26 auf, die einzeln von einem Modulrahmen, insbesondere in Form eines L-Profils oder C-Profils, umgeben bzw. eingefasst sind. An jeder Modulfläche 26 befindet sich ein Kabel, das dort angeschlossen ist und insbesondere zum Abführen von elektrischem Strom dient, welcher beim Bestrahlen der Modulfläche 26 mit Sonnenlicht von der Modulfläche 26 erzeugt wird.
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Pro Photovoltaikmodul 22 sind vier Modulflächen 26 in Hochformat-Anordnung nebeneinander vorgesehen, wobei die derart angeordneten Modulflächen 26 von einem Stützrahmen 28 eingefasst sind. Der Stützrahmen 28 ist mittels Stützleisten 30 aus einem Aluminium-Strangpressprofil hergestellt, wobei zwei Seitenstützleisten 32, drei Mittelstützleisten 34, eine untere Längsstützleiste 36 und eine obere Längsstützleiste 38 vorgesehen sind.
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Die Stützleisten 30 weisen je eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform auf. Die Querschnittsform weist dabei bezogen auf den damit gebildeten Stützrahmen 28 außen liegend eine erste Ecke 40 sowie eine zweite Ecke 42 auf (siehe insbesondere 8). Im Bereich der ersten Ecke 40 ist ein Gelenk 44 in der Form eines Stangenscharniers gestaltet, mittels dem zwei Stützrahmen 28 gelenkig bzw. faltbar aneinander gekoppelt sind. Eine Gelenkachse dieses Gelenks 44 erstreckt sich über die gesamte Länge der zugehörigen Längsstützleiste 36 bzw. 38.
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In den unteren Längsstützleisten 36 sind ferner im Bereich der jeweiligen zweiten Ecke 42 über die Längserstreckung der Längsstützleisten 36 hinweg verteilt zwei Rollen 46 in zugehörigen, nicht dargestellten Rollenausnehmungen integriert. Dazu sind an den zweiten Ecken 42 die zugehörigen Rollen 46 mittels einer stabförmigen Rollenachse frei drehbar gehaltert. Die Rollen 46 weisen einen definierten Rollenradius sowie eine bestimmte Rollenbreite auf und rollen auf der sich dann darunter befindenden Stützschiene 24 auf zugehörigen Laufflächen ab. Mit zwei aneinander schwenkbar gelagerten, unteren Längsstützleisten 36 ergeben sich so insgesamt vier nach unten hin aus den Längsstützleisten 36 heraus stehende Rollen 46, von denen je zwei nahe nebeneinander liegen und als solche ein Rollenpaar bilden (siehe insbesondere 5 bis 9).
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Es sind zwei Stützschienen 24 in zueinander paralleler Ausrichtung über dem Erdboden vor dem Container 12 ausgelegt (siehe 1 bis 3) und dort ortsfest verankert. Die Stützschienen 24 sind dazu mittels Erdankervorrichtungen 48 nach unten in den Erdboden hinein ortsfest abgestützt. Die Stützschienen 24 sind mit ihren jeweiligen Laufflächen für die Rollen 46 räumlich etwas tiefer angeordnet als die Lagerfläche 14, so dass am Rand er Lagerfläche 14 zu den Stützschienen 24 hin eine Stufe 50 gebildet ist.
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Bei der derartigen Photovoltaikmodulanordnung 10 sind also eine Mehrzahl Photovoltaikmodule 22 mittels mindestens eines Gelenks 44 faltbar miteinander gekoppelt und zugleich mittels der Rollen 46 auf den Stützschienen 24 aus dem Container 12 heraus und auch in diesen wieder hinein zu verfahren. Mit den in die Längsstützleisten 36 teilintegrierten Rollen 46 ist eine extrem kompakte Bauform für das Verstauen der Photovoltaikmodule 22 in dem Container 12 und zugleich ein besonders laufruhiges Verfahren der dann jeweils vier Rollen 46 pro Modul-Faltung ermöglicht.
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Zum Verfahren sind zwei Antriebe 52 vorgesehen, je einer an einer der beiden Stützschienen 24, mittels denen die Bewegung der Photovoltaikmodule 22 beim Aus- und Einfahren auf den Stützschienen 24 ausgeführt wird. Der einzelne Antrieb 52 erstreckt sich längs der zugehörigen Stützschiene 24 über einen Teil von deren gesamter Längserstreckung, insbesondere nur genau über die Länge von einer ausgefahrenen Modul-Faltung, also zwei ausgefahrenen Photovoltaikmodulen 22.
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Beim Ausfahren und Einfahren der Photovoltaikmodule 22 aus dem oder in den Container 12 werden diese also auf den Stützschienen 24 auseinandergeklappt wobei insbesondere die zugehörigen unteren Längsstützleisten 36 auseinandergefahren und die zugehörigen oberen Längsstützleisten 38 abgesenkt bzw. angehoben werden (siehe 4 und 5).
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Um die auseinander gefahrenen Photovoltaikmodule 22 auf den Stützschienen 24 statisch zu stabilisieren sind zwischen den zugehörigen unteren Längsstützleisten 36 an den dortigen zweiten Ecken 42 (siehe 6) jeweils zwei Zugelemente 54 in Form je eines Zugbandes aus Gewebetextil angeordnet, die dabei hinsichtlich ihrer Längserstreckung 56 derart verändert werden können, dass sie entweder, wie in 4 veranschaulicht, hoch gehängt und verkürzt sind oder aber, wie in 5 veranschaulicht, abgesenkt und vollständig gestreckt sind.
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Zum Verkürzen und definierten Führen des Zugelements 54 während seines derartigen Ein- und Ausfaltungsvorgangs ist je Zugelement 54 ein Knickelement 58 vorgesehen. Das jeweilige Knickelement 58 ist als ein elastisches Band gestaltet, das an seinen beiden Enden jeweils mittels einer gegebenenfalls lösbaren Öse 60 mit dem Zugelement 54 kraftübertragend gekoppelt ist (siehe 7).
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Ferner ist das Knickelement 58 mit seinem Mittelbereich an einem Aufhänger 62 an den zugehörigen oberen Längsstützleisten 38 an den dortigen ersten Ecken 40 angelenkt (siehe 8). Der Aufhänger 60 ist vorzugsweise wie dargestellt als ein Flachband aus Aluminium oder als ein Textilband mit oder ohne Karabiner gestaltet.
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Mittels des Knickelements 58 wird das zugehörige Zugelement 54 derart in vier Knickabschnitte 64, 66, 68 und 70 unterteilt, die jeweils ca. ein Viertel der gesamten, ausgestreckten Länge des Zugelements 54 umfassen.
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Abschließend sei angemerkt, dass sämtlichen Merkmalen, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz des vorgenommenen formalen Rückbezugs auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche, auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Photovoltaikmodulanordnung
- 12
- Container
- 14
- Container-Bodenfläche bzw. Lagerfläche
- 16
- Container-Stirnfläche
- 18
- Container-Seitenfläche
- 20
- Container-Deckenfläche
- 22
- Photovoltaikmodul
- 24
- Stützschiene
- 26
- Modulfläche
- 28
- Stützrahmen
- 30
- Stützleiste
- 32
- Seitenstützleiste
- 34
- Mittelstützleiste
- 36
- untere Längsstützleiste
- 38
- obere Längsstützleiste
- 40
- erste Ecke (Gelenkachse)
- 42
- zweite Ecke (Rollenachse)
- 44
- Gelenk
- 46
- Rolle
- 48
- Erdankervorrichtung
- 50
- Stufe
- 52
- Antrieb
- 54
- Zugelement
- 56
- Längserstreckung
- 58
- Knickelement
- 60
- Öse
- 62
- Aufhänger
- 64
- erster Knickabschnitt
- 66
- zweiter Knickabschnitt
- 68
- dritter Knickabschnitt
- 70
- vierter Knickabschnitt
