DE202007019254U1

DE202007019254U1 - Träger für einen Solarkollektor sowie Solarkollektor mit Träger

Info

Publication number: DE202007019254U1
Application number: DE202007019254U
Authority: DE
Original assignee: CENTROTEC COMPOSITES GmbH; CT TEC COMPOSITES GmbH
Current assignee: CENTROTEC COMPOSITES GmbH; CT TEC COMPOSITES GmbH
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2017-09-06
Also published as: DE102007000697A1

Abstract

Träger für mindestens einen Solarkollektor (1), mit
– mindestens einer auf eine Unterlage aufsetzbaren rückseitigen Stütze (3; 12),
– einer auf die Unterlage aufsetzbaren vorderseitigen Aufnahme (2, 8; 14) für den Solarkollektor (1), die oben gelenkig mit der rückseitigen Stütze (3; 12) verbunden ist, und
– Mitteln (4; 12) zum Einstellen des Winkels zwischen der rückseitigen Stütze (3; 12) und der vorderseitigen Aufnahme (2, 8; 14) für den Solarkollektor (1).

Description

Solarkollektoren, seien sie photovoltaischer oder thermischer Bauart, sind flache Gebilde, die in der Regel mit Hilfe eines Trägers aufgestellt werden. Um einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen, bedarf es einer Ausrichtung auf die Sonneneinstrahlung. Der diesbezügliche Winkel hängt ab vom Breitengrad des Aufstellungsortes. Die Winkelposition der Solarkollektoren ist also beispielsweise in Nordeuropa eine andere als in Südeuropa. Solarkollektoren werden bevorzugt auf Flachdächer oder auf Dächern mit geringer Neigung aufgestellt. Als Unterlagen kommt jedoch auch der Erboden in Frage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv und handhabungsmäß einfache Möglichkeit zur Winkelverstellung von Solarkollektoren vorzusehen.
Hierzu schafft die Erfindung einen Träger für mindestens einen Solarkollektor mit

– mindestens einer auf eine Unterlage aufsetzbaren rückseitigen Stütze,
– einer auf die Unterlage aufsetzbaren vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor, die oben gelenkig mit der rückseitigen Stütze gebunden ist, und
– Mitteln zum Einstellen des Winkels zwischen der rückseitigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor.

Der Vorteil der Erfindung liegt vor allen Dingen in der einfachen, stabilen und leichten Konstruktion des Trägers für den Solarkollektor. Die gelenkige Verbindung zwischen der rückseitigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor lässt dessen problemlose Ausrichtung auf die Sonneneinstrahlung zu. Darüber hinaus vermeidet sie Spannungen in der rückseitigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme. Der Träger ist stapelbar, was den Transport und die Lagerung begünstigt. Die Montage von Träger und Solarkollektor lässt sich ohne Werkzeuge bewerkstelligen.
Im übrigen bedarf es keiner mechanischen Verbindung mit der Unterlage, was insbesondere bei Dächern von Vorteil ist. In die Dachkonstruktion muss also nicht eingegriffen werden. Auch führt die leichtgewichtige Konstruktion nicht zu einer Beeinträchtigung der auf Schneelasten und gegebenenfalls Regenlasten ausgelegten Dachstatik. Der Träger überdeckt eine große Aufstellfläche, die die projizierte Kollektorfläche übersteigt. Dies stabilisiert die Konstruktion auch gegen Windeinflüsse und deren Kippmomente, wobei hinzukommt, dass es sich um eine strömungstechnisch günstige Konstruktion handelt, die den Wind optimal umleiten kann.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die vorderseitige Aufnahme den Solarkollektor mit Abstand oberhalb der Unterlage trägt. Es entsteht ein Freiraum, der vom Wind durchströmt werden kann, und zwar vor allem dann, wenn die rückseitige Stütze ebenfalls Winddurchlässigkeitsöffnungen aufweist.
Eine besonders einfache Möglichkeit, den Solarkollektor auf die Sonneneinstrahlung auszurichten, besteht darin, die rückseitige Stütze als mindestens einen längenverstellbaren Holm auszubilden. Allerdings kann die rückseitige Stütze auch als Rückwand ausgebildet sein.
Ferner besteht eine bevorzugte Möglichkeit der Winkeleinstellung des Solarkollektors darin, eine zwischen der rückseitigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor wirksame, längenverstellbare Verstrebung vorzusehen. Diese Verstrebung erhöht außerdem die Stabilität der Konstruktion.
Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch seitliche Verbindungsmittel zum Anschluss an einen benachbarten Träger. Der Hintergrund hierfür liegt darin, dass Windbelastungen, beispielsweise resultierend aus Wirbelwinden, örtlich begrenzt auftreten können. Eine Verbindung zwischen benachbarten Trägern sorgt hier für eine günstige Kraftverteilung. Die Verbindungsmittel können aus längenverstellbaren Verbindungselementen bestehen, die eine Anpassung an unterschiedliche Kollektorgrößen ermöglichen. Alternativ ist ein Sortiment von Verbindungselementen in verschiedenen Größen denkbar.
Vorteilhafterweise ist die vorderseitige Aufnahme für den Solarkollektor als Rahmenkonstruktion ausgebildet. Dies schafft günstige Gewichtsverhältnisse und erleichtert die Ausbildung von Winddurchtrittsöffnungen.
Dabei wird zur Ermöglichung einer besonders einfachen Montage vorgesehen, dass die von oben nach unten verlaufenden Holme der vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor Durchstecköffnungen für Klammern aufweisen, welche an ihren durchgesteckten Enden mit Öffnungen zur Aufnahme von Haltekeilen versehen sind.
Ferner besteht ein bevorzugtes Merkmal darin, dass die vorderseitige Aufnahme eine mit dem Solarkollektor verbindbare untere Traverse aufweist, wobei der mit der Traverse verbundene Solarkollektor gelenkig mit der rückseitigen Stütze verbindbar ist. Der Solarkollektor selbst wird also Bestandteil des Trägers, was entsprechende Gewichtsvorteile mit sich bringt. Dabei kann die untere Traverse Öffnungen zum Einstecken von rückseitigen Holmen des Solarkollektors aufweisen.
Ferner ist es besonders vorteilhaft, dass die rückseitige Stütze und/oder die vorderseitige Aufnahme für den Solarkollektor an ihren unteren Enden jeweils ein nach hinten bzw. nach vorne gerichtetes Unterteil zur Auflage auf der Unterlage aufweisen und mit dem zugehörigen Unterteil gelenkig verbunden sind. Auf diese Weise vergrößert sich die Aufstellfläche des Trägers, was günstig ist für dessen Aufstellsicherheit und Windbelastbarkeit. Darüber hinaus eignen sich die Unterteile zur Ausbildung von Kabelkanälen für den Anschluss des Solarkollektors.
Mindestens eines der Unterteile ist vorzugsweise rinnen- oder wannenförmig zur Aufnahme von Ballast ausgebildet. Der Ballast liegt dann weit außerhalb der projizierten Kollektorfläche, so dass mit relativ wenig Gewicht ausgekommen werden kann. Dies vermindert die Materialkosten und die Montagezeit. Im übrigen erhöht sich das Kippmoment gegen Windbelastungen.
Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, Abdeckelemente zum Abdecken des Ballastes vorzusehen. Dies verbessert die Begehbarkeit der Unterteile.
Die Standfestigkeit des Trägers kann dadurch erhöht werden, dass man die Unterteile auf ihrer Unterseite mit einer aufgerauhten Beschichtung versieht. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Unterteile auf ihrer Unterseite mit Dichtungsprofilen zu versehen, die ebenfalls ein Verrutschen auf der Unterlage wirkungsvoll verhindern.
Die seitlichen Verbindungsmittel zum Anschluss an einen benachbarten Träger sind vorzugsweise zwischen benachbarten Unterteilen angeordnet.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die zwischen der rückseitigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme wirksame längenverstellbare Verstrebung mindestens einen in unterschiedlicher Länge arretierbaren Teleskopholm aufweist, der gelenkig mit der rückseitigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor verbunden ist.
Dabei besteht die Möglichkeit, dass der Teleskopholm durch eine komplementäre Öffnung der rückseitigen Stütze durchgesteckt ist sowie auf seiner Oberseite Schlitze zur Aufnahme von Arretierelementen aufweist. Hieraus resultiert eine besonders einfache Konstruktion.
Im Übrigen kann die längenverstellbare Verstrebung auch als Gewindestange oder -hülse ausgebildet sein.
Die verschiedenen Möglichkeiten zur Konstruktion der längenverstellbaren Verstrebung können gleichermaßen Anwendung finden auf die rückseitige Stütze des Trägers, sofern diese als mindestens ein längenverstellbarer Holm ausgebildet ist.
Sofern die zwischen der rückseitigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor wirksame, längenverstellbare Verstrebung zwei Holme aufweist, bietet sich die bevorzugte Möglichkeit, einen Boden zum Tragen von Ballast in diese Holme einzuhängen. Der Boden, der auf der Unterlage aufliegen kann, erhöht die Kontaktfläche mit der Unterlage und verbessert die Gewichtsverteilung, was beides der Aufstellungsstabilität zu Gute kommt.
Die Erfindung schafft ferner einen Solarkollektor mit einem Träger, der mindestens eines der vorstehend diskutierten Merkmale aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung;
2 eine zugehörige Explosionsdarstellung;
3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung;
4 eine zugehörige Explosionsdarstellung, und zwar unter Fortlassung des Solarkollektors und der Ballastelemente;
5 die Zusammenschaltung mehrerer Elemente der zweiten Ausführungsform.
Nach den 1 und 2 ist ein Solarkollektor 1 vorgesehen, der von Holmen 2 getragen wird, wobei diese im vorliegenden Fall Bestandteil des Solarkollektors 1 sind. Der Solarkollektor 1 ist oben gelenkig mit einer rückseitigen Stütze in Form einer Rückwand 3 verbunden. Solarkollektor 1 und Rückwand 3 sind also winkelverstellbar, um den Solarkollektor 1 optimal auf die Sonneneinstrahlung auszurichten. Der Neigungswinkel des Solarkollektors 1 wird von einer längenverstellbaren Verstrebung bestimmt, die zwischen dem Solarkollektor 1 und der Rückwand 3 wirksam ist. Die Verstrebung besteht im vorliegenden Fall aus zwei Teleskopholmen 4, die gelenkig mit dem Solarkollektor 1 und der Rückwand 3 verbunden sind. Die Rasterung der Teleskopholme 4 bewirkt eine Winkelverstellung des Solarkollektors 1 jeweils von vorzugsweise ca. 5°.
Die Teleskopholme 4 sind an den Holmen 2 angelenkt und mit zwei Laschen durch die Rückwand 3 hindurchgesteckt, wobei sie dort von Verbindungselementen 5 gehalten werden.
Die Rückwand 3 ist gelenkig mit einem rinnenförmigen Unterteil 6 verbunden, das auf einer Unterlage aufruht, vorzugsweise auf einem Flachdach oder einem Dach mit geringer Neigung. Die Holme 2 sind in Öffnungen 7 einer Traverse 8 eingesteckt, wobei die Traverse 8 gelenkig mit einem rinnenförmigen Unterteil 9 verbunden ist, welches ebenfalls auf der Unterlage aufruht. Die Unterteile 6 und 9 können zur Aufnahme von Ballastelementen dienen, wobei die Möglichkeit besteht, diese mit einer Abdeckung zu versehen und somit deren Begehbarkeit zu verbessern. Die Traverse 8 bildet Kabelkanäle 10, wobei zwischen der Traverse 8 und dem Unterteil 9 in deren Gelenkverbindung ein quer laufender Kabelkanal 11 integriert ist. Die Kabelkanäle 10 und 11 sorgen für den externen Anschluss des Solarkollektors 1. Für die erforderlichen gelenkigen Verbindungen bieten sich unterschiedliche Scharniergestaltungen an, beispielsweise Pinchtechnik, Materialschwächung, Elastomere im Scharnierbereich oder konventionelle Scharniere beliebiger Art.
Die beiden Teleskopholme 4 können dazu dienen, einen auf der Unterlage aufruhenden Boden einzuhängen, der zusätzlichen Ballast aufnehmen kann.
Abweichend von der dargestellten Verbindung der Teleskopholme 4 mit der Rückwand 3 besteht die Möglichkeit, die Teleskopholme 4 durch komplementäre Öffnungen der Rückwand 3 hindurchzustecken, wobei die Teleskopholme 4 auf ihrer Oberseite Schlitze tragen, in die Arretierelemente eingesteckt werden können. Der Abstand zwischen den Schlitzen ist geringfügig größer als die Materialstärke der Rückwand 3.
Nicht dargestellte Verbindungsmittel dienen dazu, benachbarte Konstruktionen aneinander anzuschließen, um örtlich auftretende Windbelastungen zu verteilen.
Im Übrigen besteht die Möglichkeit, die einen Bestandteil des Solarkollektors 1 bildenden Holme 2 durch eine eigenständige Rahmenkonstruktion zu ersetzen, die den Solarkollektor 1 trägt und gelenkig mit der Rückwand 3 verbunden ist.
Ferner besteht die Möglichkeit, die Teleskopholme 4 durch Gewindestangen oder -hülsen zu ersetzen.
Die Ausführungsform nach den 3 und 4 unterscheidet sich von der nach den 1 und 2 vor allen Dingen dadurch, dass die Rückwand durch Teleskopholme 12 ersetzt ist, welche die Winkelverstellung des Solarkollektors 1 bewirken. Auch hier ist die Rasterung auf einen Winkelabstand von vorzugsweise ca. 5° eingestellt. Die Teleskopholme 12 können durch Gewindestangen oder -hülsen ersetzt werden.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass die Konstruktion winddurchlässig ist. Rückseitig wird dies durch die Teleskopholme 12 bewirkt. Vorderseitig entsteht eine Durchlassöffnung 13 dadurch, dass der Solarkollektor 1 mit Abstand über der Unterlage getragen wird. Er liegt auf Holmen 14 auf, die Durchstecköffnungen für Klammern 15 bilden, wobei diese an ihren durchgesteckten Enden mit Öffnungen zur Aufnahme von Haltekeilen 16 versehen sind.
Die Teleskopholme 12 und die Holme 14 sind an ihren unteren Enden gelenkig mit wannenförmigen Unterteilen 17 verbunden, welche zur Aufnahme von Ballastelementen 18 dienen. Die Unterteile 17 können, ebenso wie die Unterteile 6 und 9 der erste Ausführungsform, auf ihrer Unterseite mit einer die Haftung verbessernden aufgerauhten Beschichtung versehen sein. 4 zeigt als Alternative die Anordnung von Dichtungsprofilen 19, die auf der Unterseite der Unterteile 17 angeordnet sind und ebenfalls die Rutschfestigkeit erhöhen. Die Dichtungsprofile 19 sind in entsprechende Längsnuten eingesetzt.
5 zeigt einen aus drei Elementen der zweiten Ausführungsform bestehenden Verbund, dessen Vorteil darin besteht, dass örtlich auftretende Windbelastungen in günstiger Weise auf mehrere Elemente verteilt werden können. Vorgesehen sind Verbindungsmittel in Form von Verbindungselementen 20, die in ihrer Länge verstellt werden können, um eine Anpassung an unterschiedliche Kollektorgrößen zu ermöglichen. Die Verbindungselemente 20 verbinden benachbarte Unterteile 17 miteinander.
Als Materialien für die Erstellung der Trägerkonstruktion kommen Kunststoffe, gegebenenfalls faserverstärkte Kunststoffe sowie Metalle in Frage. Die Holme bestehen vorzugsweise aus Leichtmetall.

Claims

Träger für mindestens einen Solarkollektor (1), mit – mindestens einer auf eine Unterlage aufsetzbaren rückseitigen Stütze (3; 12), – einer auf die Unterlage aufsetzbaren vorderseitigen Aufnahme (2, 8; 14) für den Solarkollektor (1), die oben gelenkig mit der rückseitigen Stütze (3; 12) verbunden ist, und – Mitteln (4; 12) zum Einstellen des Winkels zwischen der rückseitigen Stütze (3; 12) und der vorderseitigen Aufnahme (2, 8; 14) für den Solarkollektor (1).
Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderseitige Aufnahme (14) den Solarkollektor (1) mit Abstand oberhalb der Unterlage trägt.
Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Stütze als mindestens ein längenverstellbarer Holm (12) ausgebildet ist.
Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Stütze als Rückwand (3) ausgebildet ist;
Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zwischen der rückseitigen Stütze (3) und der vorderseitigen Aufnahme (2, 8) für den Solarkollektor (1) wirksame, längenverstellbare Verstrebung (4).
Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch seitliche Verbindungsmittel (20) zum Anschluss an einen benachbarten Träger.
Träger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (20) längenverstellbar sind.
Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderseitige Aufnahme (2, 8; 14) für den Solarkollektor (1) als Rahmenkonstruktion ausgebildet ist.
Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von oben nach unten verlaufenden Holme (14) der vorderseitigen Aufnahme Durchstecköffnungen für Klammern (15) aufweisen, welche an ihren durchgesteckten Enden mit Öffnungen zur Aufnahme von Haltekeilen (16) versehen sind.
Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderseitige Aufnahme eine mit dem Solarkollektor (1) verbindbare untere Traverse (8) aufweist, wobei der mit der Traverse (8) verbundene Solarkollektor (1) gelenkig mit der rückseitigen Stütze (3) verbindbar ist.
Träger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Traverse (8) Öffnungen (7) zum Einstecken von rückseitigen Holmen (2) des Solarkollektors (1) aufweist.
Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Stütze (3; 12) und/oder die vorderseitige Aufnahme (2, 8; 14) für den Solarkollektor (1) an ihren unteren Enden jeweils ein nach hinten bzw. nach vorne gerichtetes Unterteil (6, 9; 17) zur Auflage auf der Unterlage aufweisen und mit dem zugehörigen Unterteil gelenkig verbunden sind.
Träger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Unterteile Kabelkanäle (7, 11) bildet.
Träger nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Unterteile (6, 9; 17) rinnen- oder wannenförmig zur Aufnahme von Ballast (18) ausgebildet ist.
Träger nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Abdeckelemente zum Abdecken des Ballastes.
Träger nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteile (6, 9; 17) auf ihrer Unterseite eine aufgerauhte Beschichtung tragen.
Träger nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteile (6, 9; 17) auf ihrer Unterseite Dichtungsprofile (19) tragen.
Träger nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Verbindungsmittel (20) zum Anschluss an einen benachbarten Träger zwischen benachbarten Unterteilen (17) angeordnet sind.
Träger nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die längenverstellbare Verstrebung mindestens einen in unterschiedlicher Länge arretierbaren Teleskopholm (4) aufweist, der gelenkig mit der rückseitigen Stütze (3) und der vorderseitigen Aufnahme (2, 7) für den Solarkollektor (1) verbunden ist.
Träger nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Teleskopholm (4) durch eine komplementäre Öffnung der rückseitigen Stütze (3) durchgesteckt ist und auf seiner Oberseite Schlitze zur Aufnahme von Arretierelementen aufweist.
Träger nach einem der Ansprüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die längenverstellbare Verstrebung mindestens einen als Gewindestange oder -hülse ausgebildeten Holm aufweist, der gelenkig mit der rückwärtigen Stütze und der vorderseitigen Aufnahme für den Solarkollektor verbunden ist.
Träger nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die längenverstellbare Verstrebung mindestens zwei Holme (4) aufweist und dass ein in die Holme eingehängter Boden zum Tragen von Ballast vorgesehen ist.
Solarkollektor (1) mit einem Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 22.