DE202004018286U1

DE202004018286U1 - Nachführbare Solarenergieanlage

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Publication number: DE202004018286U1
Application number: DE202004018286U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2014-11-26

Abstract

Halterung für eine nachführbare Solarenergieanlage mit einem Standfuß (12), auf dem eine Modultafel (10) mit mindestens einem Solarenergiemodul abgestützt ist, wobei der Standfuß (12) im Wesentlichen durch sein Gewicht eine ausreichende Stabilisierung der Solarenergieanlage bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß (12) von einer Dreheinrichtung (24, 26) getragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für eine nachführbare Solarenergieanlage mit einer Modultafel, die eine Anzahl Solarenergiemodule oder -paneele aufweist, sowie mit einem Standfuß, an dem die Modultafel abgestützt ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Solarenergieanlage mit einer solchen Halterung.
Aus WO 2004/048862 ist eine Solarenergieanlage bekannt, bei der der Standfuß aus einem Behältnis besteht, das mit Gewichten gefüllt wird. Der Standfuß hat dadurch bei Modultafeln von mehreren Quadratmetern ein Gewicht von mehreren Tonnen, so dass er allein durch sein Gewicht für eine ausreichende Stabilität sorgt. Er braucht nicht im Untergrund verankert zu werden.
Bekannt sind außerdem nachführbare Solarenergieanlagen, wozu auf folgende Druckschriften verwiesen wird: DE-U-295 01 207, DE-U-200 21 890, DE-U-203 05 124, DE-U-203 08 393, DE-A-101 32 901, US-A-6 239 353 und US-A-2002/0179138. In der Praxis werden üblicherweise jedoch nur Solarenergieanlagen, die Hohlspiegel aufweisen, dem Sonnenstand nachgeführt. Bei Solarenergieanlagen, bei denen einzelne Module oder Paneele zusammen in Form einer Tafel angeordnet sind, verbessert sich die Energieausbeute um etwa 20 %, wenn die Modultafel entsprechend dem Tageslauf der Sonne nachgeführt wird. Die Kosten der Nachführeinrichtung sind im Allgemeinen jedoch höher als die einer Vergrößerung der Modultafel um 20 %, so dass man bei derartigen Solarenergieanlagen auf eine Einrichtung zur Nachführung verzichtet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer mechanisch besonders einfachen Nachführung für eine Solarenergieanlage der eingangs genannten Art, bei der die Stabilität durch das Gewicht des Standfußes erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass unter dem Standfuß eine Einrichtung zum Drehen des Standfußes um eine vertikale Achse angeordnet ist.
Bei dieser Dreheinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Drehkranz. Der Drehkranz kann in der Weise aufgebaut werden, dass eine Betonplatte auf einem Sand-, Schotter- oder Kiesfundament ebenerdig und mit horizontaler Oberfläche erstellt wird. Auf diese Betonplatte wird ein Laufring mit Rollen gesetzt, auf die dann der Standfuß mit der Solarenergieanlage aufgesetzt wird. Bei den Rollen handelt es sich zweckmäßig um Kunststoff-Schwerlastrollen. Zur Zentrierung kann auf der Bodenplatte noch eine vertikale Achse montiert werden, um die sich der Laufring und der Standfuß drehen. Der Laufring kann aus einer Vielzahl von Rollen bestehen, die am Umfang einer kreisförmigen Scheibe angeordnet sind, wobei die Drehachsen der Rollen jeweils radial zur vertikalen Achse hin ausgerichtet sind. Die Scheibe weist in der Mitte eine Öffnung auf, durch den sich die vertikale Achse erstreckt.
Die vertikale Achse ist zweckmäßig sehr massiv ausgebildet, damit auch bei seitlich angreifenden Windkräften die Zentrierung des Standfußes auf den Drehkranz erhalten bleibt. Der Standfuß kann entweder nur durch sein Gewicht auf dem Drehkranz ruhen, oder er kann zusätzlich durch eine Verschraubung der vertikalen Achse gesichert sein, so dass die Verbindung zwischen Standfuß und Vertikalachse auch Zugkräfte aufnehmen kann. Das Gewicht der Bodenplatte kann dann als zusätzlicher Ballast dem Gewicht des Standfußes hinzugerechnet werden.
Bei einer Modultafelgröße von z. B. 5 × 8 m beträgt das Gewicht der Modultafel etwa zwei Tonnen und ist ein Standfuß mit einem Gewicht von etwa fünf bis sechs Tonnen erforderlich, um die auftretenden Windlasten tragen zu können. Der Standfuß und der Drehkranz haben dabei einen Durchmesser von etwa 2 bis 2,5 m.
Der Standfuß ist vorzugsweise ein Betontrog mit einem kreisförmigen Boden und einer zylindrischen vertikalen Wand. Der Betontrog wird mit Ballast in Form von Schotter, Aushub oder dergleichen gefüllt. Um Rostschäden durch eindringendes Wasser zu vermeiden, wird der Betontrog abgedeckt. Das kann durch eine Einblechung oder durch Planen erfolgen. Um die Achse innerhalb des Betontrogs vor dem Ballast zu schützen, kann in der Mitte des Betontrogs eine Hülse vorgesehen sein, die die Achse aufnimmt.
Die Rollen des Drehkranzes sind zweckmäßig ballig ausgeführt, und um die Laufbahn der Rollen kann auf der Betonplatte ein Ringwulst angeordnet werden, um das Eindringen von Verunreinigungen und Fremdkörpern in die Laufbahn der Rollen zu vermeiden. Der Standfuß kann dazu ferner auf seinem Umfang eine Schürze aufweisen, die den Ringwulst umgibt. Die Rollen können auch durch ein umlaufendes, genietetes Blech geschützt sein, das ohne weitere Befestigung auf der Bodenplatte liegt. Vorzugsweise ist jedoch kein Ringwulst vorgesehen, sondern ist die Betonplatte nach außen abgestuft, wobei eine der Stufen als untere Laufbahn für die Rollen dient.
Der Drehantrieb der Solarenergieanlage kann dadurch erfolgen, dass an dem Standfuß auf der Unterseite oder seitlich ein Zahnkranz angeordnet ist, mit dem ein Ritzel kämmt, das von einem mit einem Sockel auf der Bodenplatte befestigten Motor angetrieben wird. Die Anordnung kann auch umgekehrt sein.
Bei der Solarenergieanlage kann es sich sowohl um eine thermische als auch um eine photovoltaische Anlage handeln.
Die Kosten für eine derartige Dreheinrichtung sind relativ gering, da sie aufgrund des hohen Gewichts des Standfußes nur auf Druck, nicht jedoch auf Zug belastet wird. Die Dreheinrichtung muss daher zwar sehr massiv ausgeführt werden, kann in der Konstruktion jedoch sehr einfach sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Solarenergieanlage im vertikalen Teil-Schnitt,
2 ein zweites Beispiel der Solarenergieanlage im vertikalen Teil-Schnitt und
3 im Detail den Drehantrieb des Ausführungsbeispiels von 2 im vertikalen Schnitt.
Die Solarenergieanlage weist eine Modultafel 10 aus einer Anzahl von Modulen, zum Beispiel Solarzellen zur Stromerzeugung, auf, sowie einen Standfuß 12, der über eine Abstützung oder Aufständerung 14 die Modultafel 10 trägt. Die Abstützung oder Aufständerung 14 ist seitlich von außen an dem Standfuß angeschraubt.
Der Standfuß 12 wird von einem Drehkranz 20 getragen, so dass er um eine vertikale Achse 22 drehbar ist. Der Drehkranz 20 weist eine Mehrzahl von Rollen 24 auf. Die Rollen 24 sind am Rand einer Führungsscheibe 26 mit radial ausgerichteter Drehachse angeordnet. Die Führungsscheibe 26 ist mittig auf der Achse 22 angeordnet. Die Rollen 24 tragen den Standfuß 12 mit der darauf abgestützten Modultafel 10. Sie stützen sich ihrerseits auf einer unteren Laufbahn 28 ab, die am oberen Rand eines Laufbahnringes 30 oder der Oberseite einer Betonplatte 16 vorgesehen sein kann. Die Laufbahn 28 ist ringförmig, und in ihrer Mitte ist die vertikale Achse 22 befestigt.
Die Bodenplatte 16 benötigt lediglich ein Kies-, Schotter- oder Sandfundament. Die Solarenergieanlage benötigt keine weitere Verankerung im Untergrund. Durch das Gewicht des Standfußes und gegebenenfalls der Bodenplatte 16 steht die Solarenergieanlage stabil. Sie hält auch den Windkräften stand.
Auf dem Umfang der Unterseite des Standfußes 12 innerhalb des Teilkreises der Rollen 24 ist ein Zahnkranz 32 angeordnet. Ein Elektromotor 34 treibt über ein Untersetzungsgetriebe 36 und ein Ritzel 38, das mit dem Zahnkranz 32 kämmt, den Standfuß 12 an.
Über eine bekannte Steuereinrichtung wird der Motor so gesteuert, dass die Modultafel 10 zu jedem Zeitpunkt zur Sonne hin ausgerichtet ist. Die Steuerung kann zeitabhängig erfolgen oder über eine Erfassungseinrichtung, die jeweils den Sonnenstand erfasst.
Der Standfuß 12 ist zweckmäßig ein Betontrog mit einer ringförmigen Wand 40 und einem ebenen Boden 42. Der Laufbahnring 30, an dessen oberem Rand die untere Laufbahn 28 der Rollen 24 ausgebildet ist, kann ein ähnlicher Betontrog sein (1). Zur Bildung der unteren Laufbahn 28 weist der obere Rand einen Bord mit einer innenseitigen, stufenförmigen Vertiefung 46 auf, auf der die Rollen 24 laufen, wodurch der Drehkranz 20 auf die vertikale Achse 22 zentriert wird.
Die Rollen 24 können auch auf der Bodenplatte 16 laufen (2). In 3 ist die Führung des Drehkranzes im Detail dargestellt. Die Betonplatte 16 hat dazu einen auf die vertikale Achse 22 zentrierten, kreisförmigen Absatz 50, der von der unteren Laufbahn 28 der Rollen 24 umgeben ist, so dass die Rollen 24 auf ihrer der Achse 22 zugewandten Seite durch die Stufe zwischen dem Absatz 50 und der unteren Laufbahn 28 geführt werden. Wie oben beschrieben sind die Rollen 24 am Rande einer Führungsscheibe 26 mit radial ausgerichteten Drehachsen angeordnet. Am Rand der Führungsscheibe 26 sind dazu Achsstummel 52 angeschweißt. Außerhalb der unteren Laufbahn 28 der Rollen 24 ist die Bodenplatte 16 nicht erhöht, damit die Laufbahn 28 nicht eine U-Schiene bildet, in der sich eindringender Sand oder Schmutz ansammeln könnte. Die Bodenplatte 16 kann im Gegenteil um die Laufbahn 28 herum weiter abgestuft sein.
Zur Führung des Standfußes 12 auf den Rollen 24 ist um den unteren Rand des Standfußes 12 ein kreisförmig gebogenes T-Eisen gelegt, das eine obere Laufbahn 54 bildet. Das T-Eisen kann um den unteren Rand des Standfußes 12 geschrumpft werden. Der Querstrich des T umgibt damit mit seiner einen Seite den unteren Rand des Standfußes 12, und mit seiner anderen Seite umgibt er die Laufrollen 24 auf deren oberem Teil, so dass diese geführt werden. Die in 3 gezeigte Anordnung verhindert dadurch ein Versetzen des Standfußes 12 nach links zur vertikalen Achse 22 hin. Insgesamt wird durch die obere Laufbahn 54 zusammen mit dem Absatz 50 der Standfuß auf der Bodenplatte 16 um die Achse 22 zentriert, so dass er auch bei seitlichem Winddruck nicht weglaufen kann.
In 3 ist ferner der seitlich am Standfuß 12 angebrachte Zahnkranz 32 erkennbar, mit dem das Ritzel 38 kämmt.

10: Modultafel
12: Standfuß
14: Abstützung/Aufständerung
16: Betonplatte/Bodenplatte
20: Drehkranz
22: vertikale Achse
24: Rollen
26: Führungsscheibe
28: Laufbahn
30: Laufbahnring
32: Zahnkranz
34: Elektromotor
36: Untersetzungsgetriebe
38: Ritzel
40: ringförmige Wand
42: ebener Boden
46: stufenförmige Vertiefung
50: kreisförmiger Absatz
52: Achsstummel
54: obere Laufbahn

Claims

Halterung für eine nachführbare Solarenergieanlage mit einem Standfuß (12), auf dem eine Modultafel (10) mit mindestens einem Solarenergiemodul abgestützt ist, wobei der Standfuß (12) im Wesentlichen durch sein Gewicht eine ausreichende Stabilisierung der Solarenergieanlage bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß (12) von einer Dreheinrichtung (24, 26) getragen wird.
Halterung nach Anspruch 1, wobei die Dreheinrichtung ein Drehkranz (20) mit Rollen (24) ist.
Halterung nach Anspruch 2, wobei der Standfuß (12) um eine vertikale Achse (22) drehbar ist, die Rollen (24) am Umfang einer Führungsscheibe (26) gelagert sind und die Drehachsen der Rollen (24) zur vertikalen Achse (22) hin ausgerichtet sind.
Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Antrieb (34) zum Drehantrieb des Standfußes (12) vorgesehen ist.
Solarenergieanlage mit einer Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.