DE202004016443U1

DE202004016443U1 - Traggerüst mit integrierten Photovoltaik-Modulen an der Außenhaut des Turmes einer Windkraftanlage

Info

Publication number: DE202004016443U1
Application number: DE202004016443U
Authority: DE
Original assignee: SCHMIDLIN DEUTSCHLAND GmbH
Current assignee: OWK SOLAR BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH, DE
Priority date: 2004-10-23
Filing date: 2004-10-23
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2014-10-24

Abstract

Traggerüst mit integrierten Photovoltaik-Modulen (PV) an der Außenhaut eines Turmes einer Windkraftanlage (WKA) dadurch gekennzeichnet dass 4 senkrechte Reihen von PV-Modulen auf 4 Doppelrohrkonstruktionen (1) als Traggerüst (in der Höhe von ca. 3,0m über Gelände bis ca. 3,0m unter dem Radius der Rotorblätter der WKA ) so angeordnet werden können, dass die Module der Aussenkrümmung des Turmschaftes in Form eines Polygonzuges im Grundriss folgen, und dass die Module dem Turmschaft in der Senkrechten in Form eines Kegelstumpfes folgen.

Description

PV-Anlagen aus Einzelmodulen können in den verschiedensten Anordnungen aufgestellt bzw. errichtet werden.
Typische Anwendungen sind flächige oder schuppenförmige Anlagen an Fassaden oder ebenerdig, aber auch Einzelmodule auf Dächern. Die PV – Module werden dazu auf eigens konzipierten Unterkonstruktionen oder direkt auf vorhandenen Bauteile (z.B. Gebäudeaußenwände) montiert.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine PV-Anlage nachträglich am Turmschaft einer bestehenden Windkraftanlage so anzuordnen, dass das Eigenverhalten des Turmes, bzw. der gesamten WKA, durch die zusätzlichen Angriffsflächen aus dem Traggerüst mit integrierten PV unter dynamischer Belastung aus Wind, Schnee und Eis, bzw. Temperatureinflüssen, nicht negativ beeinflusst wird, aber andererseits eine optimale Anordnung der PV-Module bei geringen Kosten für die Errichtung der Anlage erfolgt. Weiterhin soll erreicht werden, dass sich die PV-Module bei direkter Sonneneinstrahlung nicht überhitzen, was zu einer Reduzierung der Energieausbeute führen würde.
Diese Probleme werden mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass die PV-Module sich an die Krümmung (im Grundriss) sowie an den Kegelstumpf (in der Höhe) des Turmschaftes anpassen, so dass insbesondere dynamische Windbelastungen in engen zulässigen Grenzen gehalten werden. Weiterhin werden die PV-Module in einem definierten Abstand zur Turmaussenwand gebracht, so dass pro PV-Modulreihe in der Senkrechten ein Luftspalt entsteht, der die PV-Module über die erzeugte Kaminwirkung mit der aufströmenden Aussenluft zusätzlich rückseitig kühlt.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:
1 Die Süd-Ansicht der PV-Module an der Windkraftanlage mit der Anordung der PV-Module senkrecht stehend übereinander
2 Den Horizontalschnitt durch die Konstruktion mit 4 Doppelrohrkonstruktionen, auf denen die PV-Module befestigt sind. Die Doppelrohrkonstruktionen folgen der Krümmung des Turmschaftes in Form eines Polygonzuges. Die PV-Module sind in einem Abstand „a" zur Turmwandung angeordnet.
3 Die Sicherung und Verbindung der PV-Unterkonstruktion mit dem Turm. Die in 2 beschriebenen Doppelrohrkonstruktionen werden zunächst über ein Stahlprofil in Form eines halben Ringes miteinander polygonförmig in der Vormontage verbunden. Der Ring wird abschließend um den Turmschaft der Windkraftanlage mit einem Gegenstück in gleichem Radius geschlossen. Die Verbindungsplatten werden verschraubt.
4 Den Schnitt durch eine einzelne Doppelrohrkonstruktion mit den Stützenprofilen (Längsträger), den Querstegen aus Stahlprofilen und dem PV-Modul. Die 4 zeigt nochmals den Abstand „a" zur Turmwandung zur Kühlung der PV-Module.
5 Die Isometrie der Gesamtanlage mit Darstellung des gekrümmten, dem Turmschaft folgenden Verlaufes, der Höhenanordnung der PV-Module mit den geschlossenen Ringen um den Turmschaft.
6 Die prinzipielle Aufteilung in einzelne Montagesegmente.
Die Anordnung der PV-Module erfolgt genau in Südausrichtung.
Die Doppelrohrkonstruktionen mit den integrierten PV-Modulen werden durch die polygonale Verbindung untereinander, mittels der vorgebogenen Ringsegmente, zu Montagesegmenten verbunden. Dies erfolgt in ebenerdiger Vormontage. Diese Montagesegmente werden bei der Hauptmontage am Turm der WKA übereinandergestellt.

Claims

Traggerüst mit integrierten Photovoltaik-Modulen (PV) an der Außenhaut eines Turmes einer Windkraftanlage (WKA) dadurch gekennzeichnet dass 4 senkrechte Reihen von PV-Modulen auf 4 Doppelrohrkonstruktionen (1) als Traggerüst (in der Höhe von ca. 3,0m über Gelände bis ca. 3,0m unter dem Radius der Rotorblätter der WKA ) so angeordnet werden können, dass die Module der Aussenkrümmung des Turmschaftes in Form eines Polygonzuges im Grundriss folgen, und dass die Module dem Turmschaft in der Senkrechten in Form eines Kegelstumpfes folgen.
Traggerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 4 senkrecht stehende Leitern aus Stahlprofilen miteinander unverschieblich vormontiert und verbunden werden mit einem Ringsegment (2) aus Stahl-Walzprofil.
Traggerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass die PV-Module in der Senkrechten in einem definierten Abstand „a" zur Turmwand angeordnet werden zur Schaffung einer rückseitigen Luftauftriebswirkung.
Traggerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass die Doppelrohrkonstruktionen (1) in sich parallel verlaufen und die Abstände zwischen den einzelnen Doppelrohrkonstruktionen von oben nach unten sich in einem konischen Verlauf, entsprechend dem Verlauf des Turmschaftes, aufweiten.
Traggerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass die Anordnung der integrierten PV-Module zentrisch genau in Südausrichtung erfolgt.
Traggerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass die Verbindung der gesamten Tragkonstruktion mit dem Turmschaft der WKA zur horizontalen Lastableitung über vorgebogene, halbringförmige Profile (2) (3) erfolgt, die miteinander verschraubt sind (6) und so dynamischen Belastungen widersteht und zwischen diesen Ringsegmenten und dem Turmschaft elastische, justierbare Lager (4) angeordnet sind.
Traggerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass die Stützenfüße (5) der senkrecht stehenden Leitern mit den vorhandenen Fundamentplatten der WKA verbunden werden zur senkrechten Lastableitung.
Traggerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass die PV-Module senkrecht und flächig übereinander stehen und so Einwirkungen aus Schnee, Eis und Niederschlag die geringst mögliche Angriffsfläche bieten.
Traggerüst nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet dass bei der Errichtung der kompletten Konstruktion aber auch bei der Betreibung der Konstruktion keinerlei mechanische Eingriffe in den Bestand der WKA erforderlich sind.