-
Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung zur Halterung von Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneelen bzw. -modulen, die sich insbesondere zur schnellen Vorort-Installation bzw. Deinstallation vormontierter Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele eignet.
-
Die bekannten Stützvorrichtungen bzw. Unterbaukonstruktionen für Fotovoltaik- und/oder (Solar-)Thermiepaneele bzw. -module sind regelmäßig massiv ausgeführt, erfordern einen hohen Materialeinsatz sowie eine arbeitsintensive Montage. Zudem ist nach der Installation der Baugrund für die weitere Nutzung weitestgehend verloren bzw. kann aufgrund topologischer Gegebenheiten nicht genutzt werden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stützvorrichtung bzw. Unterbaukonstruktion bereitzustellen, mittels der Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele ohne einen massiven, auf Druck belasteten Unterbau installierbar sind. Die Stützvorrichtung soll es zudem ermöglichen, die Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele - auch in großer bzw. größerer Höhe - sicher und flexibel zu halten.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Stützvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 aufgeführt.
-
Nach Maßgabe der Erfindung sind ein oder mehrere Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele in einem Modulrahmen gehaltert; die Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele bilden gemeinsam mit dem Modulrahmen ein sogenanntes Rahmenmodul aus.
-
Die erfindungsgemäße Stützvorrichtung umfasst mindestens ein solches Rahmenmodul, das über eine im Wesentlichen zugbelastete Seilkonstruktion an einem oder mehreren Stützpfeilern bzw. Pylonen befestigt ist. Mittels dieser ein oder mehrere Tragseile umfassenden Seilkonstruktion wird das Rahmenmodul an dem oder den bzw. zwischen den Stützpfeilern gehalten, d. h., das Rahmenmodul ist hängend an den Tragseilen installiert. Ferner kann die Seilkonstruktion ein oder mehrere Spannseile zum Verspannen der Seilkonstruktion umfassen. Mittels der Spannseile werden insbesondere die Tragseile der Seilkonstruktion zur Entlastungsvermeidung unter Zugspannung gehalten. Die Seilkonstruktion kann auch kombinierte Trag- und Spannseile aufweisen, d. h., ein Seil der Seilkonstruktion dient sowohl als Trag- als auch als Spannseil.
-
Gegenüber konventionellen Unterbaukonstruktionen benötigt die vorgeschlagene Stützkonstruktion einen wesentlich geringeren Materialeinsatz bzw.- aufwand. Das Rahmenmodul kann in relativ großer Höhe, beispielsweise in ca. fünf Meter Höhe, installiert werden; zudem können relativ große Weiten, d. h. zum Beispiel mehrere 100 m, stützenfrei überspannt werden. Damit ist die Montage über Flüssen, Autobahnen, Agrarflächen oder unwegsamen Gelände möglich.
-
Die Trag- und/oder Spannseile können mittels einer am jeweiligen Stützpfeiler installierten Verstelleinrichtung individuell in ihrer Länge und/oder ihrer Spannung variiert werden. Dies ermöglicht einerseits das Herablassen bzw. Absenken des Rahmenmoduls bei Demontage ebenso wie das Heraufziehen bzw. Anheben zur Installation bzw. Montage - und andererseits die Ausrichtung bzw. Kippung des Rahmenmoduls auf Installationshöhe. Die Ausrichtung des Rahmenmoduls kann beispielsweise mittels einer gemeinsamen Steuerungs- und Regelungsvorrichtung vorgenommen werden, die die einzelnen Verstelleinrichtungen der Spannseile ansteuert. Hierdurch ist u. a. die Nachführung des Rahmenmoduls nach dem Sonnenstand ermöglicht. Die Verstelleinrichtungen können zum Beispiel durch manuell oder motorisch verstellbare Seilwinden in Verbindung mit Umlenkrollen realisiert werden.
-
Zum Ausgleich von wechselnden Belastungen, insbesondere von klima- und wetterbedingten Wechsellasten, können Feder- und/oder Dämpferelemente in die Trag- und/oder Spannseile integriert sein (zum Beispiel in der Bauform als Ruckdämpfer oder Anlegefeder). Diese tragen u. a. bei böigen Winden dazu bei, die Trag- und/oder Spannseile dauerhaft unter Zugbelastungen zu halten - und insbesondere ruckartige Belastungen durch lose werdende Seile zu vermeiden.
-
Der Modulrahmen, in dem das oder die Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele eingesetzt sind, ist vorzugsweise aus sich kreuzenden Trägerprofilen, insbesondere aus Hohlprofilen, aufgebaut. Die Trägerprofile besitzen hierzu an den Kreuzungspositionen Verbindungsaussparungen, an denen die Trägerprofile ineinander gesteckt werden. Bevorzugt werden als Trägerprofile Hohlprofile mit rechteckigem Querschnitt verwendet. Als Material für die Trägerprofile eignen sich - insbesondere für Leichtbauanwendungen - Aluminiumlegierungen oder - für kostengünstige Bauweisen - Stahllegierungen. An den Kreuzungspositionen können Halteplatten angebracht sein, auf denen die Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele bzw. -module im montierten Zustand aufliegen. Hinsichtlich weiterer Details möglicher Ausbildungen des Aufbaus des Modulrahmens und der Trägerprofile wird auf die Patentschrift
DE 10 2013 100 399 B3 verwiesen, auf die hiermit Bezug genommen und deren Inhalt bzgl. des Aufbaus des Modulrahmens und der Trägerprofile in die vorliegende Offenbarung einbezogen wird.
-
Der vorschlagsgemäß gebildete steife Modulrahmen ist in industrieller Vormontage, zum Beispiel mittels Roboter, aus Hohlprofilen herstellbar; die Assemblierung der Rahmenmodule kann an einem gesicherten, von der Witterung unbeeinflussten Ort, d. h. zum Beispiel in einer Werkshalle, durchgeführt werden.
-
Die vormontierten Rahmenmodule können vor der Installation geprüft und beschriftet werden. Zur Montage am Aufstellungsort bedarf es dann lediglich des Anhängens an die an den vorinstallierten Stützpfeilern angebrachte Seilkonstruktion.
-
Neben der schnellen Vorort-Montage bzw. Demontage bietet die vorgeschlagene Stützvorrichtung in Anbetracht der geringeren Menge an bodenberührenden Stützelementen ferner den Vorteil des geringen Flächenverbrauchs bzw. der verbesserten Flächenausnutzung. So kann, da eine Installation der Rahmenmodule in größerer Höhe erfolgen kann, der Bodenbereich unterhalb der hängenden Rahmenmodule anderweitig, zum Beispiel landwirtschaftlich, genutzt werden. Ferner ist auch eine Nutzung über bebaute Flächen, wie zum Beispiel Straßen oder Autobahnen, möglich.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu veranschaulichen:
- 1: die Stützvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung in Perspektivansicht;
- 2: die Stützvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung in Perspektivansicht;
- 3: die Stützvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung in Perspektivansicht;
- 4 das Rahmenmodul mit in den Modulrahmen eingesetzten Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneelen in Perspektivansicht;
- 5 das Einsetzen des Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneels in dem Modulrahmen in Perspektivansicht;
- 6 ein Trägerprofil des Modulrahmens in Perspektivansicht;
- 7 einen Teilaufbau des Modulrahmes aus gesteckten Quer- und Längsträgern in Perspektivansicht;
- 8 einen Teilaufbau des Modulrahmes aus gesteckten Quer- und Längsträgern in Perspektivansicht; und
- 9 einen Teilausschnitt des Modulrahmens mit Halteplatte in Perspektivansicht.
-
Die Stützvorrichtung gemäß der ersten Ausführung nach 1 umfasst vier, mittels Pfeilersockeln 1.1 im Boden verankerte, lotrecht aufgestellte Stützpfeiler 1. Das Rahmenmodul 10 ist jeweils in seinen Eckbereichen über die Trag- und Spannseile 2.1, 2.2 an den Stützpfeilern 1 befestigt. Hierzu ist jeweils ein Trag- und Spannseil 2.1, 2.2 vom Stützpfeilerkopf durch eine Durchführung im Eckbereich des Rahmenmoduls 10 in Richtung des Stützpfeilerfußes geführt und zugbelastet gespannt. Der obere Abschnitt des Trag- und Spannseils 2.1, 2.2, d. h. das Tragseil 2.1, weist jeweils ein integriertes Federelement 3 zum Ausgleich von Wechsellasten, zum Beispiel bei Windböen, auf.
-
Die Trag- und Spannseile 2.1, 2.2 können mittels einer (nicht dargestellten) am jeweiligen Stützpfeiler 1 installierten Verstelleinrichtung individuell in ihrer Länge und in ihrer Spannung variiert werden.
-
Die Stützvorrichtung gemäß der zweiten Ausführung nach 2 umfasst wiederum vier, mittels Pfeilersockeln 1.1 im Boden verankerte, lotrecht aufgestellte Stützpfeiler 1. Das Rahmenmodul 10 ist - nach Art einer Hängebrücke - jeweils an seinen beiden Längsseiten über die Seilkonstruktion 2 an den Stützpfeilern 1 befestigt, wobei zwischen den beiden an den Längsseiten des Rahmenmoduls angeordneten Stützpfeilern 1 jeweils eines der Tragseile 2.1 - als Tragkabel - quer hängend befestigt ist. Weitere der Tragseile 2.1 sind an den als Tragkabel ausgebildeten beiden Tragseilen 2 - als Hänger - mit den Längsseiten des Rahmenmoduls 10 verbunden.
-
Die als Tragkabel ausgebildeten Tragseile 2.1 können mittels einer (nicht dargestellten) am jeweiligen Stützpfeiler 1 installierten Verstelleinrichtung individuell in ihrer Länge variiert werden.
-
Die Stützvorrichtung gemäß der dritten Ausführung nach 3 umfasst zwei, mittels Pfeilersockeln 1.1 im Boden verankerte, lotrecht aufgestellte Stützpfeiler 1. Das Rahmenmodul 10 ist in seinen Eckbereichen über die Tragseile 2.1 an den Stützpfeilern 1 hängend befestigt; mittels der Spannseile 2.2 werden die Tragseile 2.1 unter stetiger Zuglast gehalten. Die Tragseile 2.1 weisen jeweils ein integriertes Federelement 3 zum Ausgleich von zum Beispiel bei Windböen auftretenden Wechsellasten auf.
-
Die Tragseile 2.1 und die Spannseile 2.2 können mittels einer (nicht dargestellten) am jeweiligen Stützpfeiler 1 installierten Verstelleinrichtung individuell in ihrer Länge bzw. in ihrer Spannung variiert werden.
-
Das Rahmenmodul 10 ist zusätzlich mittig an jeder seiner Längsseiten mittels eines Drehlagers 4 mit dem jeweils angrenzenden Stützpfeiler 1 verbunden. Diese Lagerung ermöglicht - durch Verstellung der Tragseile 2.1 und der Spannseile 2.2 - ein rotatorisches Schwenken des Rahmenmoduls 10 um die mittlere Querachse. Da das Rahmenmodul 10 durch die Tragseile 2.1 gehalten ist, kann das Drehlager 4 querlastfrei ausgebildet werden.
-
Die 4 bis 9 verdeutlichen den Aufbau und Zusammenbau des Rahmenmoduls 10. Im Rahmenmodul 10 sind - siehe hierzu 4 - ein oder mehrere Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneele 11 in dem Modulrahmen 12 eingesetzt. Das rechteckige Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneel 11 wird - wie in 5 dargestellt - in einen aus sich kreuzenden Trägerprofilen 13 gebildeten rechteckigen Aufnahmebereich eingesetzt. An den Kreuzungspositionen der Trägerprofile 13, d. h. an den Kreuzungen der Längsträger 13.1 und Querträger 13.2, ist unterseitig jeweils die Halteplatte 14 angebracht, auf der das jeweilige Fotovoltaik- und/oder Thermiepaneel 11 im Modulrahmen 12 aufliegt.
-
Die Trägerprofile 13 sind - siehe 6 - als Rechteckhohlprofile ausgebildet und besitzen eine oder mehrere Verbindungsaussparungen 13.3 an den als Kreuzungsbereich der Trägerprofile 13 vorgesehenen Positionen des Modulrahmens 12.
-
7 zeigt einen Querträger 13.2, in dem zwei Längsträger 13.1 gesteckt sind; erkennbar sind zudem noch zwei offene Verbindungsaussparungen 13.3 in den beiden Längsträgern 13.1. In diese Verbindungsaussparungen 13.3 ist, wie in 8 ersichtlich, ein weiterer Querträger 13.2 eingesteckt.
-
9 verdeutlicht schließlich die im Kreuzungsbereich von Längsträger 13.1 und Querträger 13.2 unterseitig angebrachte Halteplatte 14.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Stützpfeiler
- 1.1
- Pfeilersockel
- 2
- Seilkonstruktion
- 2.1
- Tragseil
- 2.2
- Spannseil
- 3
- Feder- und/oder Dämpferelement
- 4
- Drehlager
- 10
- Rahmenmodul
- 11
- Fotovoltaikpaneel oder Thermiepaneel
- 12
- Modulrahmen
- 13
- Trägerprofil
- 13.1
- Längsträger
- 13.2
- Querträger
- 13.3
- Verbindungsaussparung
- 14
- Halteplatte
-
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 102013100399 B3 [0010]
