DE20008509U1

DE20008509U1 - Traganordnung

Info

Publication number: DE20008509U1
Application number: DE20008509U
Authority: DE
Original assignee: PHOENIX SONNENSTROM AG
Current assignee: Phoenix Solar AG
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2010-05-12

Description

Anmelder: PA Weber, Ulm

Phönix SonnenStrom Aktiengesellschaft

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Bezeichnung Traganordnung

5 Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Traganordnung für wenigstens ein solarthermisches oder photovoltaisches flächiges Kollektormodul.

&iacgr;&ogr; Solarthermische oder photovoltaische Kollektormodule, nachfolgend ohne weitere Differenzierung als Kollektormodule bezeichnet, werden häufig auf schrägen Dachflächen in geringem Abstand aufgesetzt oder in diese integriert und haben dadurch dieselbe Neigung gegen die Horizontale wie diese Dachflächen. Bei Aufstellen von solchen Kollektormodulen auf horizontalen Flächen, insbesondere Flachdächern ist es an sich bekannt, die Flächen der typischerweise ebenen Kollektormodule gegen die Horizontale geneigt auszurichten, um eine bessere Ausnutzung der einfallenden Sonnenstrahlung zu erreichen. Die Kollektormodule werden hierfür auf einer Traganordnung mit einer zur Horizontalen geneigten Montagefläche befestigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte solche Traganordnung anzugeben. Die Erfindung ist im Patenanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Durch die Beschwerungselemente erreicht die erfindungsgemäße Anordnung, daß die gesamte Kollektoranordnung eine hohe Standfestigkeit gegen Windkräfte besitzt, ohne daß die Anordnung über Befestigungselemente wie Schrauben und Dübel in der Stellfläche verankert ist. Dies ist beispielsweise

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von Bedeutung bei der Aufstellung auf keine Verankerungsmöglichkeit bietendem lockerem Grund wie dem Erdboden und insbesondere auf Flachdächern, wo eine solche Verankerung die wasserdicht geschlossene Dachhaut durchstoßen müßte. Für den Widerstand gegen Windkräfte ist günstigerweise ein Mindestgewicht der Anlage von wenigstens 500 N je Quadratmeter Modulfläche bei einreihigen Anlagen oder randständigen Modulen vorgesehen.

Durch die Grundplatte ist eine große Auflagefläche gegeben, so daß ein Einsinken auf lockerem Grund durch die geringe Flächenbelastung im Regelfall

&iacgr;&ogr; vernachlässigbar ist. Insbesondere auf Flachdächern kann durch die geringe mittlere Flächenbelastung die Traganordnung unmittelbar auf die Dachhaut aufgesetzt werden, ohne diese zu beschädigen, oder auf ein über der Dachhaut befindliches Kiesbett gestellt werden, ohne daß ein Einsinken oder Verkippen zu befürchten wäre. Die mittlere Flächenbelastung liegt vorzugsweise bei weniger als 6000 N je Quadratmeter der Auflagefläche der Grundfläche.

Grundplatte und Wandplatte sind vorzugsweise einstückig materialhomogen innerhalb eines Beschwerungselements ausgeführt. Besonders vorteilhaft ist die Ausführung des Beschwerungselements als Betonelement, insbesondere mit L-förmigem Querschnitt mit einem Schenkel der L-form als Grundplatte und dem anderen Schenkel als Wandplatte. Solche Betonelemente sind in verschiedenen Abmessungen mit gleichen oder ungleichen Schenkellängen kostengünstig als Fertigbauteile aus dem Tiefbausektor verfügbar. Die erfindungsgemäße Traganordnung verwendet daher vorzugsweise solche marktgängigen L-förmigen Betonelemente. Derartige Betonelemente haben darüberhinaus die für den Einsatz bei einer erfindungsgemäßen Traganordnung günstige Eigenschaft hoher Verwindungssteifigkeit und hoher Witterungsbeständigkeit.

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Durch die L-Form eines Beschwerungselements ergibt sich günstigerweise eine gegen die Horizontale geneigte Ebene bereits als eine die Oberkante der
Wandplatte und die Endkante der Grundplatte enthaltende Ebene zu welcher die Montageebene vorteilhafterweise annähernd parallel und gering beabstandet ist. Der zumindest an der Oberkante der Wandplatte mit vorzugsweise weniger als 15 cm, insbesondere weniger als 10 cm geringe Abstand der Montageebene und der Modulfläche von den Plattenkanten ergibt eine hohe Verwindungssteifigkeit der Traganordnung bei gleichzeitig geringem Aufwand für die Verbindungsstruktur zwischen Beschwerungselementen und Kollektormodulen.

&iacgr;&ogr; Durch die Verfügbarkeit von L-förmigen Betonelementen mit unterschiedlichen Abmessungen und unterschiedlichen Längenverhältnissen der beiden Schenkel sind unter Verwendung handelsüblicher Betonelemente unterschiedliche Neigungswinkel der die Schenkelkanten verbindenden Ebene gegen die Horizontale als Nährung für die Neigung der Montageebene vorwählbar.

Insbesondere für Einsatzfälle, wo der untere Rand eines Kollektorelements einen Mindestabstand zur Stellfläche einhalten soll, beispielsweise zur Vermeidung der Abschattung von Teilen von photovoltaischen Kollektormodulen durch auf der Stellfläche liegendem Schnee, kann eine U-Form der Beschwerungselemente mit ungleichen Schenkelhöhen günstig sein, bei welchen sich ein solcher Mindestabstand von der Kollektorfläche im wesentlichen ohne Erhöhung des Aufwands für die Verbindungsstruktur ergibt. Die U-Form kann vorzugsweise durch zwei zusammengesetzte L-förmige Beschwerungselemente gebildet sein. Bei Einsatz nur einer L-Form für die Beschwerungselemente kann zur

Vermeidung einer solchen Abschattung das Kollektormodul bei der Endkante der Grundplatte einen Abstand von bis zu 40 cm von der Grundplatte aufweisen.

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Die Verbindungsstruktur enthält insbesondere Verbindungselemente, welche einerseits mit den Beschwerungselementen und andererseits mit den Kollektormodulen oder einer aufwandsarmen Zwischenstruktur wie beispielsweise Montageschienen verbunden sind. Die Verbindungselemente können mit den Beschwerungselementen verschraubt und/oder in einer beim Aufbau besonders einfachen Weise die Plattenkanten U-förmig umgreifend aufgesteckt sein. Die Aufsteckvariante ist insbesondere vorteilhaft bei L-förmigen Beschwerungselementen, bei welchen die auf die um 90° unterschiedliche ausgerichteten Plattenkanten aufgesteckten Verbindungselemente im fertig montierten Zustand einer Anlage durch die Module oder weitere Komponenten in ihrem den Winkel der L-förmigen Beschwerungselemente überbrückenden Abstand fixiert und dadurch auch bei bloßer Steckverbindung auf den Plattenkanten sicher festgelegt sind. Kombinationen in der Weise, daß ein Teil der Verbindungselemente mit den Beschwerungselementen verschraubt und ein anderer Teil nur aufgesteckt ist, sind gleichfalls als vorteilhafte Ausführungen denkbar. Die Verbindungselemente an Grundplatte einerseits und an Wandplatte andererseits sind im Regelfall unterschiedlich geformt. Die Verbindungselemente an der Plattenkante der Grundplatte können insbesondere auch die Grundplattenkante unterfassend ausgebildet sein, wobei die Materialstärke des die Grundplatte untergreifenden Schenkels des Verbindungselementes geringer als 2 mm ist. Zum Schutz der Dachhaut und damit der Dichtigkeit des Daches wird vorteilhafterweise eine flexible Matte mit vorzugsweise wenigstens 5 mm Dicke zwischen Grundplatte und Dachhaut gelegt, so daß sich dieser untergreifende Schenkel zum Teil in die Matte eindrücken und damit auch die Auflagefläche der Grundplatte wieder in großflächigen Kontakt mit der Matte bringen kann, ohne daß das Verbindungselement die Dichtigkeit der Dachhaut gefährdet. Die Matte kann vorteilhafterweise aus einem elastisch komprimierbaren Material wie Gummi, Elastomer etc. und/oder vorzugsweise aus einem plastisch verformbaren Material wie z. B. Bitumen oder Bitumenverbundmaterial bestehen.

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Die Verbindungselemente enthalten vorteilhafterweise ein gebogenes Blechteil, insbesondere aus einem Band konstanter Breite und einer Materialstärke von wenigstens 2 mm insbesondere wenigstens 4 mm. Die Verbindungselemente können auch, insbesondere in der aufsteckbaren Ausführungsform aus einem gebogenen Blechband und einem angeschweißten zusätzlichen Schenkel bestehen. Die Breite der Verbindungselemente entlang der Plattenkante ist dabei vorzugsweise klein gegen die Länge der Beschwerungselemente in dieser Richtung. Eine andere Ausführungsform sieht Verbindungselemente als Abschnitte von Strangprofilen vor.

Die Verbindungsstruktur zwischen Beschwerungselementen und Kollektormodulen umfaßt vorteilhafterweise insbesondere bei Anlagen mit mehreren in Reihe beabstandet angeordneten Beschwerungselementen neben den Verbindungselementen noch Montageschienen, welche parallel zu der Aufreihung der mehreren Beschwerungselemente verlaufen und auf den einzelnen Verbindungselementen befestigt sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Beispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Solaranlage mit mehreren Beschwerungselementen Fig. 2 ein L-förmiges Beschwerungselement in Seitenansicht Fig. 3 ein zusammengesetztes Beschwerungselement

Bei der in Fig. 1 in schrägperspektivischer Ansicht skizzierten Solaranlage sind mehrere Kollektormodule KM in Längsrichtung LR der Anlage aufeinanderfolgend auf in Längsrichtung verlaufenden Montageschienen MSO, MSU befestigt. Die Montageschienen und Verbindungselemente VBO₁ VBU sind Teil ei-

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ner Verbindungsstruktur, welche zusammen mit L-förmigen Betonelementen als Beschwerungselemente eine Traganordnung für die Kollektormodule bilden.

Die untere Montagesschiene MSU ist über erste Verbindungselemente VBU mit Grundplatten GP der Beschwerungselemente BE und eine obere Montageschiene MSO über zweite Verbindungselemente VBO mit der Oberkante der Wandplatten WP der Beschwerungselemente BE verbunden.

Die Beschwerungselemente weisen in Längsrichtung LR eine Länge LB auf &iacgr;&ogr; und können um Abstände LA beabstandet sein.

Fig. 2 zeigt ein Beschwerungselement als handelsübliches Betonelement mit L-förmigem Querschnitt, welches an der Grundplatte GP eine Tiefe TP und an der Wandplatte WP eine Höhe HP aufweist. Für die vorliegende Anwendung bevorzugte Abmessungen derartiger handelsüblicher Betonelemente liegen für TP zwischen 40 cm und 120 cm, für HP zwischen 40 cm und 80 cm und für LB zwischen 30 cm und 80 cm. Durch die Wahl zwischen verschiedenen verfügbaren Schenkellängen kann die Neigung einer die Oberkante OK der Wandplatte und die Endkante EK der Grundplatte enthaltenden Elementschrägebene EE bereits an die vorgesehene Neigung der Montageebene ME für die Ausrichtung der Kollektormodule KM angenähert werden, so daß die Verbindungselemente VBU, BVO und die Montageschienen nur geringe Distanzen zwischen Beschwerungselementen BE und Kollektormodulen KM zu überbrücken haben, was günstig ist für die Verwindungssteifigkeit der gesamten Anordnung und nur geringen Aufwand in der Verbindungsstruktur erfordert. Im skizzierten Beispiel ist der Abstand der Oberkante OK von der Montageebene ME im wesentlichen nur durch die Montageschiene MSO bedingt und das Verbindungselement VBO als mehrschenkliges Blechteil mit vorzugsweise 4 mm bis 8 mm Materialstärke durch kurze Schenkellängen besonders stabil. Der Abstand der Montageebene

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von der Endkante LK der Grundplatte ist größer gewählt, um eine Mindesthöhe HU des Moduls KM von der Stellfläche SF zu erreichen und die Gefahr einer Abschattung des unteren Moduls bei einer Schneedecke auf der Stellfläche zu verringern.

Die Verbindungselemente VBU, VBO können mit dem Beschwerungselement verschraubt und/oder auf dessen Plattenkanten aufgesteckt sein. Das Verbindungselement VBO ist die Oberkante OK der Wandplatte beidseitig umgreifend aufgesteckt. Das Verbindungselement VBU kann gleichfalls die Endkante EK

&iacgr;&ogr; der Grundplatte umgreifen und insbesondere zur Stellfläche hin untergreifen. Dabei ist zu beachten, daß die Stellfläche soweit nachgiebig ist, daß der an der Auflagefläche AF der Grundplatte unten anliegende Abschnitt des Verbindungselements in die Stellfläche eingedrückt werden kann, ohne diese zu beschädigen, und die Last von Beschwerungselement, Verbindungsstruktur und Kollektormodul im wesentlichen von der Auflagefläche AF der Grundplatte auf die Stellfläche SF wirkt. Besonders vorteilhaft ist es, zwischen die Auflagefläche AF der Grundplatte und die Stellfläche SF eine flexible Matte MA z. B. aus Bitumenpappe einzufügen, in welche sich kleine Unregelmäßigkeiten der gegenüberstehenden Flächen AF und SF eindrücken können, ohne eine Abdichtbahn der Stellfläche SF zu beschädigen. Die Steckmontage der Verbindungselemente auf die Plattenkanten ist vom Motageaufwand besonders günstig und bei aufmontiertem Kollektormodul sind die Verbindungselemente VBO und VBU in ihrem Abstand fixiert und aufgrund der um 90° versetzten Steckrichtungen gegen Ausziehen zuverlässig gesichert.

In Fig. 3 ist eine Traganordnung skizziert, bei welcher ein Beschwerungselement BEU U-förmig mit ungleich hohen Wandplatten WP1 und WP2 ist. Die U-Form des Beschwerungselements BEU wird vorteilhafterweise erzielt durch das Zusammensetzen zweier L-förmiger Betonelemente BL1, BL2 mit unter-

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schiedlich hohen Wandplatten. Die Verbindungselemente VB sind in diesem Beispiel als gleiche, schiefwinklig abgekantete Blechstreifen ausgeführt, welche mit den Wandplatten WP1, WP2 jeweils verschraubt sind. Durch die U-Form mit unterschiedlich hohen Wandplatten kann bei geringen Abständen der Montageebene von den Kanten des Beschwerungselements eine besonders aufwandsarme und steife Verbindungsstruktur eingesetzt und zugleich eine größere Höhe des Kollektormoduls über der Stellfläche erreicht werden. Neben der verbesserten Sicherheit gegen Abschattung durch eine Schneedecke auf der Stellfläche kann die höhere Anordnung auch vorteilhaft sein zur Vermeidung oder Verringerung der Abschattung durch eine die Stellfläche überragende Brüstung oder dergleichen in geringer Entfernung vom Aufstellort der Anlage, was insbesondere bei Aufstellung auf Flachdächern die Platzwahl für die Aufstellung der Anlage erweitert.

Die vorstehend und die in den Ansprüche angegebenen Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. Insbesondere ist die Formgebung für die Verbindungselemente einer großen

20 Zahl von Variationen zugänglich.

Claims

1. Traganordnung für wenigstens ein solarthermisches oder photovoltaisches flächiges Kollektormodul mit wenigstens einem Beschwerungselement und eine eine schräg gegen die Horizontale geneigte Montageebene definierende Verbindungsstruktur, wobei

- ein Beschwerungselement eine Grundplatte mit einer horizontalen Auflagefläche und wenigstens eine von der Grundplatte im wesentlichen vertikal nach oben weisende Wandplatte umfaßt.

- im Bereich der Oberkante der Wandplatte und wenigstens einer weiteren Plattenkante des Beschwerungselements Verbindungselemente der Verbindungsstruktur angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschwerungselement ein Betonelement mit einstückig verbundener Grundplatte und Wandplatte umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonelement einen L-förmigen Querschnitt aufweist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschwerungselement U-förmig mit zwei ungleich hohen Wandplatten ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das U- förmige Beschwerungselement aus zwei L-förmigen Beschwerungselementen zusammengesetzt ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine mittlere Flächenbelastung von max. 6000 N je Quadratmeter der Auflagefläche(n) der Grundplatte(n) aufweist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß je Quadratmeter Modulfläche ein Gewicht der Anlage von wenigstens 500 N vorliegt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Plattenkante parallel zur Oberkante der einen Wandplatte verläuft.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Montageebene und Horizontale zwischen 20° und 60° liegt.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungselement eine Plattenkante U-förmig umgreift.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungselement mit einem Beschwerungselement verschraubt ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungselement ein gebogenes Blechteil enthält.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungselement einen Strangprofilabschnitt enthält.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungselement die Kante der Grundplatte untergreift.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Montagepunkt eines Kollektormoduls nicht weiter als 15 cm von der nächsten Kantenlinie eines Beschwerungselements entfernt ist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Beschwerungselemente beabstandet in Reihe angeordnet sind.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bist 16, gekennzeichnet durch Montageschienen zwischen mehreren beabstandeten Verbindungselementen.