DE19718358A1 - Photovoltaic modules for solar installation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit auf die Sonne ausrichtbaren Photovoltaikmo dulen (PV-Modulen).The invention relates to a solar system with sun-orientable photovoltaic mo dulen (PV modules).
Solaranlagen dienen der Erzeugung elektrischer Energie aus der Sonnenstrahlung und sollen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit einerseits einen möglichst einfachen Aufbau aufweisen. Andererseits ist wegen der Bewegung der Sonne über dem Horizont eine azimutale Nachführung der flächig bzw. tafelförmig gestalteten PV-Module erforderlich.Solar systems are used to generate electrical energy from solar radiation and For reasons of economy, on the one hand, the structure should be as simple as possible exhibit. On the other hand, because of the movement of the sun over the horizon, there is one azimuthal tracking of the flat or tabular PV modules required.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß auf mindestens zwei auf Abstand an geordneten Stützsäulen jeweils ein PV-Modul um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist und unter einem vorgegebenen Winkel zur Horizontalen (Höhenwinkel) ausgerichtet ist und zur gleichzeitigen Drehung der PV-Module ein umlaufendes angetriebenes An triebselement vorgesehen ist.To solve this problem it is provided that at least two at a distance orderly support columns each a PV module rotatably mounted about a vertical axis is and aligned at a predetermined angle to the horizontal (elevation angle) and a rotating driven on for simultaneous rotation of the PV modules Drive element is provided.
Hiermit muß nicht für jedes Modul ein Antrieb vorgesehen sein und eine gleichzeitige Verstellung der Module um den gleichen Winkel ist gewährleistet.This means that a drive and a simultaneous drive need not be provided for each module Adjustment of the modules by the same angle is guaranteed.
In zweckmäßiger Weise ist vorgesehen, daß die Drehlagerung der PV-Module auf den Stützsäulen ein Zahnrad aufweist und über die Zahnräder eine umlaufende Kette ge führt ist, in die außer den Abtriebszahnrädern noch ein Antriebszahnrad eingreift. Diese Kette und/oder die Zahnräder können gebrauchte Bauteile sein. It is expediently provided that the rotary mounting of the PV modules on the Supporting columns has a gear and a rotating chain ge over the gears leads, in which, in addition to the driven gears, a drive gear engages. This The chain and / or the gears can be used components.
Zum Ausgleich thermischer Längungen greift in die Antriebskette ein federbeaufschlag tes Zahnrad ein.In order to compensate for thermal elongations, a spring action is applied to the drive chain gear.
Zu einer besonders kostengünstigen Solaranlage gelangt man dadurch, daß zum Auf bau der einzelnen Stützsäule eine gebrauchte Teilachse einer PKW-Starrachse einge setzt wird,auf deren drehbaren Radträger das PV-Modul befestigt ist.A particularly inexpensive solar system can be achieved by opening the construction of the individual support column a used partial axle of a rigid car axle inserted is set, on whose rotatable wheel carrier the PV module is attached.
Um eine sicherer Umschlingung der Abtrieszahnräder auch bei reihenartiger Anordnung mehrerer Stützsäulen sicher zustellen, ist vorgesehen, daß das Antriebsrad und/oder das Spannrad derart seitlich gegen die Reihe versetzt angeordnet ist, daß die Antriebs kette mit einem vorgegeben Umschlingungswinkel über die Zahnräder der PV-Module geführt ist.In order to securely wrap the Abtries gears even in a row-like arrangement To ensure several support columns, it is provided that the drive wheel and / or the tensioning wheel is laterally offset from the row so that the drive chain with a given wrap angle over the gears of the PV modules is led.
Um auf eine einfache Weise auch eine Anpassung an die unterschiedliche Höhe des Sonnenlaufs über die Jahreszeiten zu erzielen, ist vorgesehen, daß die PV-Module um eine horizontale Achse manuell verschwenkbar und in der einzelnen Schwenkstellung arretierbar sind.In order to easily adapt to the different heights of the To achieve sun run over the seasons, the PV modules are designed to a horizontal axis can be swiveled manually and in the individual swivel position can be locked.
Zur Vermeidung von Verschmutzungen ist vorgesehen, daß die Antriebskette durch Schutzrohrabschnitte geführt ist.To prevent contamination, it is provided that the drive chain is guided through protective tube sections.
Eine Ausführungsform der Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying figures are explained. It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer auf dem Giebeldach eines Wohnhau ses angeordneten Photovoltaikanlage mit sechs Photovoltaikeinheiten, Fig. 1 is a perspective overall view of a ses on the gable roof of a Wohnhau arranged photovoltaic system with six photovoltaic devices,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verstellung des Winkels eines tafelförmigen PV-Moduls (Photovoltaik-Modul) einer einzelnen Photovoltaikeinheit relativ zur Horizontalebene, Fig. 2 is a schematic representation of the adjustment of the angle of a tabular PV module (photovoltaic module) relative to a single photovoltaic device to the horizontal plane,
Fig. 3 eine Ausführungsform einer Kettenspanneinrichtung und Fig. 3 shows an embodiment of a chain tensioning device and
Fig. 4 die Einbindung einer Antriebswelle in das Antriebssystem der Photovoltaikanlage. Fig. 4, the integration of a drive shaft in the drive system of the photovoltaic system.
Die in der Fig. 1 gezeigte Photovolatikanlage 1 weist sechs Photovoltaikeinheiten 2 auf. Zu jeder Photovoltaikeinheit 2 gehört jeweils ein tafelförmiges PV-Modul 3, das bei Son nenschein eine elektrische Spannung abgibt und von einem Haltegestell 4 mit Stellein richtung 5 getragen ist. Die Stelleinrichtung 5 ermöglicht eine manuelle stufenweise Verstellung des Winkels (Anpassung an den Höhenwinkel des Sonnenstands über Hori zont), den das PV-Modul 3 mit der Horizontalebene einschließt, und besteht aus einer zwischen zwei gegeneinander verschwenkbaren Gestellteilen 4a und 4b angreifenden Hülse 5a mit einem in die Hülse eingreifenden Bolzen 5b, dessen Eindringtiefe in die Hülse 5a durch einen in Querbohrungen 5c der Hülse einführbaren nicht gezeigten Stift festlegbar ist.The photovoltaic system 1 shown in FIG. 1 has six photovoltaic units 2 . Each photovoltaic unit 2 has a panel-shaped PV module 3 , which emits an electrical voltage when the sun is shining and is carried by a holding frame 4 with a device 5 . The actuating device 5 enables a manual gradual adjustment of the angle (adaptation to the height angle of the sun position via Hori zont), which the PV module 3 includes with the horizontal plane, and consists of a sleeve 5 which engages between two frame parts 4 a and 4 b which can be pivoted relative to one another a with a pin 5 b engaging in the sleeve, the depth of penetration into the sleeve 5 a of which can be fixed by a pin not shown, which can be inserted into transverse bores 5 c of the sleeve.
Das Haltegestellteil 4b ist mit einer gelochten Tragplatte 6 verschweißt, deren Lochung der Lochung des drehbaren Radträgers 7 einer Starrachse eines Personenkraftwagens entspricht. Als vertikale Stützsäule 8 für das einzelne PV-Modul wird nämlich die Hälfte 9 einer gebrauchten Starrachse eines PKWs eingesetzt, die um ein Rohr 10 gleichen Durchmessers durch Anschweißen verlängert worden ist. Das Rohr 10 ist durch die Be ziegelung des Daches D hindurchgeführt und im Gebälk des Dachstuhls verankert. Die Bremsbacken sind aus dem Radträger ausgebaut worden.The support frame part 4 b is welded to a perforated support plate 6 , the perforation of which corresponds to the perforation of the rotatable wheel carrier 7 of a rigid axle of a motor vehicle. The vertical support column 8 for the individual PV module is namely the half 9 of a used rigid axle of a car, which has been extended by a tube 10 of the same diameter by welding. The pipe 10 is passed through the bricking of the roof D and anchored in the beams of the roof structure. The brake shoes have been removed from the wheel carrier.
Zwischen der Tragplatte 6 und der Oberseite des Radträgers 7 ist ein Zahnrad 11 in Form eines ausgedienten Tretrads eines Fahrrads angeordnet und wird beim Verschrau ben der Tragplatte mittels Schraubbolzen mit dem Radträger drehfest mit diesem ver bunden.Between the support plate 6 and the top of the wheel carrier 7 , a gear 11 is arranged in the form of a disused pedal wheel of a bicycle and is rotatably connected to the wheel carrier with the wheel carrier when screwing the carrier plate.
Die elektrischen Verbindungsleitung 12 vom PV-Modul 3 zu einer im Haus angeordneten nicht gezeigten Schaltanlage wird von außen durch eine Bohrung in die Tragsäule ein geführt und so durch das Dach D geführt.The electrical connection line 12 from the PV module 3 to a switchgear, not shown, arranged in the house is guided from the outside through a hole in the support column and thus through the roof D.
Um eine gleichzeitige Verschwenkung aller PV-Module 3 um eine vertikale Achse (Azimutbewegung) zu erreichen, ist über die Zahnräder 11 aller Photovoltaikeinheiten 2 eine aus ausgedienten Fahrradketten zusammengesetzte Antriebskette 13 geführt. Die Antriebskette 13 ist gleichzeitig noch in der aus den Fig. 1, 3 und 4 ersichtlichen Weise über ein Spannzahnrad 14 und ein Antriebszahnrad 15 geführt. Diese Zahnräder sind ebenfalls gebrauchte Fahrradtretzahnräder. In order to achieve a simultaneous pivoting of all PV modules 3 about a vertical axis (azimuth movement), a drive chain 13 composed of used bicycle chains is guided over the toothed wheels 11 of all photovoltaic units 2 . The drive chain 13 is simultaneously guided in the manner shown in FIGS . 1, 3 and 4 via a tension gear 14 and a drive gear 15 . These gears are also used bicycle sprockets.
Gemäß Fig. 1 und 3 ist in der Nähe der Stützsäule 8 der mittleren Photovoltaikeinheit 2 der in der Fig. 1 linken Reihe der Photovoltaikeinheiten durch das Dach D ein Stützrohr 16 geführt, auf dem das Spannzahnrad 14 horizontal verschiebbar und drehbar gelagert ist und das eine an das Lager des Spannrades angreifende Druckfedereinheit 17 trägt. Die Lage des Stützrohrs 16 relativ zur Stützsäule 8 ist so getroffen, daß ein sicheres Umschlingen des Zahnrads 7 der mittleren Photovoltaikeinheit gewährleistet ist. Durch die federnde Beaufschlagung des Spannrads 14 wird ein Ausgleich thermischer Ketten längung zwischen Sommer und Winter erreicht.According to Fig. 1 and 3 8 of the middle photovoltaic unit 2 the left in FIG. 1 series is out of the photovoltaic devices through the roof D a support tube 16 in the vicinity of the support column on which the idler gear 14 is mounted horizontally slidable and rotatable and which has a pressure spring unit 17 engaging the bearing of the tensioning wheel. The position of the support tube 16 relative to the support column 8 is such that a secure wrap around the gear 7 of the central photovoltaic unit is ensured. The resilient action on the tensioning wheel 14 compensates for thermal chain elongation between summer and winter.
Der mittleren Photovoltaikeinheit der in der Fig. 1 rechten Reihe ist ein weiteres durch das Dach D geführtes Stützrohr 18 zugeordnet, in dessen Inneren eine Antriebswelle 19 drehbar gelagert ist. Die an ihrem oberen Ende das Antriebszahnrad 15 tragende An triebswelle kann von einer im Dach angeordneten nicht gezeigten Antriebseinheit ver dreht werden. Die Antriebseinheit verstellt die Antriebswelle 19 schrittweise in bestimm ten Zeitintervallen, z. B. alle zwei Stunden um einen vorgebenen Drehwinkel während einer Laufzeit von einigen Sekunden, und dreht die Antriebswelle nach Sonnenunter gang in die Morgenstellungstellung zurück. Somit läuft die Antriebsbaueinheit unter Energieverbrauch nur während einer Zeitdauer im Minutenbereich während eines Be triebstages.The middle photovoltaic unit of the row on the right in FIG. 1 is assigned a further support tube 18 guided through the roof D, in the interior of which a drive shaft 19 is rotatably mounted. At its upper end, the drive gear 15 carrying drive shaft can be rotated ver by a drive unit, not shown, arranged in the roof. The drive unit adjusts the drive shaft 19 step by step in certain time intervals, for. B. every two hours by a predetermined angle of rotation for a period of a few seconds, and rotates the drive shaft after sunset in the morning position. Thus, the drive unit runs under energy consumption only for a period of time in the minute range during an operating day.
Die Anordnung des Stützrohrs 18 relativ zur mittleren rechten Einheit 2 ist wiederum so gewählt, daß durch die Führung der Kette um das Antriebszahnrad 15 eine sichere Tel lumschlingung der Kette um das Zahnrad 7 der mittleren Säule erreicht wird.The arrangement of the support tube 18 relative to the middle right unit 2 is in turn chosen so that by guiding the chain around the drive gear 15 a secure Tel lumschlaltung the chain around the gear 7 of the middle column is achieved.
Ohne die besondere Zuordnung der Rohre 16 und 18 zu den Stützsäulen 8 der mittleren Einheiten würde die Antriebskette 13 mit den Zahnrädern 7 der mittleren Einheiten nur tangential ohne ausreichende Umschlingung kämmen.Without the special assignment of the tubes 16 and 18 to the support columns 8 of the middle units, the drive chain 13 would mesh with the gears 7 of the middle units only tangentially without sufficient wrap.
Die Stützsäulen 8 und die Stützrohre 16 und 18 sind gegeneinander durch sich im we sentlichen horizontal erstreckende Streben 20 abgestützt. Es sind in der Fig. 1 gestri chelt dargestellte Spannvorrichtungen 21 zum Aussteifen der Anlage 1 gegen Schwin gungen vorgesehen, die bei Windbelastung der Anlage auftreten können.The support columns 8 and the support tubes 16 and 18 are supported against each other by essentially horizontal struts 20 . There are shown in Fig. 1 dashed lines clamping devices 21 for stiffening the system 1 against vibrations, which can occur when the system is exposed to wind.
Weiterhin ist die Antriebskette 13 zum Schutz gegen Verschmutzungen zwischen den Zahnrädern 7, 14 und 15 soweit als möglich in Kunststoffrohrabschnitten 23 geführt, um Verschmutzungen vorzubeugen.Furthermore, the drive chain 13 is guided as far as possible between the gears 7 , 14 and 15 in plastic pipe sections 23 to prevent contamination in order to prevent contamination.
Claims (7)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |