DE202008004521U1 - Two-axis swiveling carrying device for solar collectors - Google Patents
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Abstract
Um zwei Achsen verschwenkbare Trageinrichtung (10) für wenigstens eine Kollektorfläche, insbesondere für ein oder mehrere Photovoltaikelemente (30), mit einer drehbaren Säule (20), die eine Schwenkeinrichtung zur Aufnahme eines Tragrahmens (22) für die wenigstens eine Kollektorfläche umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Säule (22) zumindest abschnittsweise eine Verstärkung bzw. Versteifung aufweist.Around two axes pivotable support means (10) for at least a collector surface, in particular for one or a plurality of photovoltaic elements (30), with a rotatable column (20), which is a pivoting device for receiving a support frame (22) for the at least one collector surface comprises, characterized in that the rotatable column (22) at least Sectionally having a reinforcement or stiffening.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweiachsig schwenkbare Trageinrichtung für Solarkollektoren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs.The The present invention relates to a biaxially pivotable carrying device for solar collectors with the characteristics of the generic term of the independent claim.
Wärmekollektoren,
insbesondere Sonnenkollektoren werden häufig auf nach Süden
geneigten Hausdächern angebracht. Durch diese Art der Dachaufbringung
wird gewährleistet, dass die Energie der Sonnenstrahlung
optimal genutzt werden kann. Sollen Solarkollektoren benutzt werden,
ohne dass ein entsprechendes Gebäudedach zur Verfügung
steht – beispielsweise auf einer Wiese oder einem Flachdach – ist
es sinnvoll, diese ebenfalls geneigt und nach Süden ausgerichtet
anzuordnen. Eine derartige Trageinrichtung in Form einer Aufständerung
für Sonnenkollektoren ist beispielsweise in
Fotovoltaikelemente zur Wandlung von solarer Strahlungsenergie in elektrische Energie weisen einen relativ begrenzten Wirkungsgrad auf. Zur Erzielung einer maximalen Energieausbeute ist es notwendig, die Oberflächen möglicht senkrecht zur Sonneneinstrahlungsrichtung auszurichten. Um die Fotovoltaikelemente dem wechselnden Sonnenstand anpassen zu können, sind verschwenkbare Ständer, sog. Tracker, bekannt geworden, die in der Lage sind, die Kollektorflächen in die gewünschte Lage zu bringen. Dies gilt auch für konzentrierende Photovoltaik-Module.photovoltaic elements for the conversion of solar radiation energy into electrical energy have a relatively limited efficiency. To achieve For a maximum energy yield, it is necessary to use the surfaces possible to align perpendicular to the sun's direction of irradiation. To adapt the photovoltaic elements to the changing position of the sun are swivel stands, so-called. Tracker, become known, which are able, the collector surfaces in the desired position. This also applies to concentrating photovoltaic modules.
Ein vorrangiges Ziel der Erfindung wird darin gesehen, eine einfach aufgebaute und stabile, zweiachsig verschwenkbare Tragekonstruktion für Solarkollektoren zur Verfügung zu stellen, die schnell und preiswert montiert werden kann.One The primary object of the invention is seen in a simple Built-up and stable, biaxially pivotable support structure to provide for solar collectors, which can be mounted quickly and inexpensively.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This The aim of the invention is with the subject of the independent Achieved. Features of advantageous developments of the invention result from the dependent claims.
Um das größte Belastungsmoment an der Flanschplatte des Trackers auszugleichen, ist der Mast aus zwei unterschiedlich starken Blechen verschweißt. Dieses Blech geht nicht über die gesamte Masthöhe, sondern nur bis zu der Höhe, die aus Stabilitätsgründen benötigt wird. Damit werden bei gleicher Standfestigkeit Materialmengen und Kosten reduziert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Mast aus zwei ineinander geschobenen Rohren, die einen unterschiedlichen Rohrdurchmesser aufweisen. Das innere, flanschnahe Rohr geht nicht über die gesamte Mastlänge sondern ist nur im Bereich hoher Biegespannungen angeordnet.Around the largest load moment on the flange plate of the tracker, the mast is made up of two different ones welded strong sheets. This sheet is not over the entire mast height, but only up to the height, which is needed for stability reasons. Thus, with the same stability material quantities and costs reduced. According to a preferred embodiment the mast consists of two telescoping tubes, a different one Have tube diameter. The inner flange-near pipe does not overflow the entire mast length but is only in the range high Bending stresses arranged.
Grundsätzlich besteht der Tracker aus einem Masten und einem sog. Sonnensegel. Auf dem Sonnensegel werden die Photovoltaik- oder Dünnschichtpanels aufmontiert. Dieses Sonnensegel wird über zwei Elektromotoren täglich dem Sonnenstand nachgeführt von Ost nach West, gemäß dem Sonnenstand tageszeitlich und jahreszeitlich. Damit wird eine maximale Ausnutzung der Photovoltaikmodule sichergestellt. Hierzu ist ein annähernd rechter Winkel der PV-Fläche zur Sonne notwendig.in principle The tracker consists of a mast and a so-called awning. On the awning are the photovoltaic or thin-film panels mounted over. This awning is powered by two electric motors daily updated from the east to the sun West, according to the position of the sun every day and seasonal. This ensures maximum utilization of the photovoltaic modules. This is an approximately right angle of the PV area necessary to the sun.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Sonnensegel auch mittels nur eines Elektromotors dem Sonnenstand nachgeführt werden. Diese Ausführungsform beinhaltet weiterhin einen manuellen Verstellhebel. Mit diesem wird das Sonnensegel gemäß der Jahreszeit manuell optimal eingestellt.According to one Another embodiment, the awning also means only one electric motor can track the position of the sun. These Embodiment further includes a manual lever. With this the awning becomes according to the season manually set optimally.
Die Herstellung der Komponenten erfolgt im Fertigungsstahlbaubetrieb, so dass die arbeitsextensive Montage am Tracker erfolgen kann. Es ist somit nicht notwendig, die zeitaufwändigen Montageschritte im freien Feld bei der Endmontage durchzuführen. Durch die gewählte Konstruktion wird eine Montage im Feld wesentlich erleichtert und kann einen zusätzlichen Schutz gegen Brechen der Lagerverschraubungen bieten. Aus profilierten Stahlblechen, die konische Ausschnitte erhalten, wird der Lagerbock für das Sonnensegel gebildet. Diese Anordnung erweist sich zum Einhängen des Sonnensegels als besonders vorteilhaft.The Production of the components takes place in the production steelworks, so that the work-intensive assembly can be done on the tracker. It is therefore not necessary, the time-consuming assembly steps in the open field during final assembly. By The chosen construction becomes essential in the field facilitates and can provide extra protection against breaking provide the bearing fittings. Made of profiled steel sheets, get the conical cutouts, the bearing block for the Awning formed. This arrangement proves to hang the awning as particularly advantageous.
Durch die V-förmige Gabel ist die Montage wesentlich vereinfacht, da die Lagerstelle einfach bei der Montage zu treffen ist. Um 90 Grad versetzt sind an der Gabel Einfuhrschrägen angebracht, die das Sonnensegel zweiachsig vorzentrieren. Am Sonnensegel ist ein Bolzen und/oder eine Buchse eingesteckt, der die Lagerstelle mit dem Gabelkopf bildet. Durch die Konstruktion wird eine spielfreie Lagerung erreicht, die über Messingbuchsen bzw. -scheiben eine gute Gleitlagereigenschaft erhält. Alternativ kann auch eine A-förmige Gabel verwendet werden, die dieselbe vereinfachte Montage ermöglicht.By the V-shaped fork makes assembly much easier, because the bearing is easy to hit during assembly. At 90 Offset degrees are mounted on the fork import slopes, which precenter the awning biaxially. On the awning is a bolt and / or a socket inserted, the bearing point forms with the clevis. The construction becomes a backlash-free Storage reached, the brass bushes or discs one good sliding bearing property. Alternatively, too used an A-shaped fork, which simplified the same Assembly possible.
Die obere Lagerstelle weist eine Messingbuchse auf. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird eine Buchse aus formstabilem Kunststoff verwendet (???). Sobald das Sonnensegel in die V-Führung eingelegt wird, ist das Sonnensegel in X- und Y-Richtung fixiert und kann ohne äußere hohe Krafteinwirkungen kaum aus der Lagerung gehoben werden. Zur Sicherung gegen Herausfallen bei extremen Windbelastungen wird seitlich über den Lagerbolzen ein Halteblech über den Bolzen gesteckt und spannungsfrei gesichert, beispielsweise verschraubt. Der Lagerbolzen hat zum Halteblech ausreichend Spiel, so dass keine zusätzlichen Reibungskräfte entstehen. Das Halteblech kann gemäß einer weiteren Ausführungsform auf Kundenwunsch so modifiziert werden, dass das Lager mit einer Lebensdauerschmierung versehen wird.The upper bearing point has a brass bushing. According to an alternative embodiment, a bush made of dimensionally stable plastic is used (???). Once the awning is inserted into the V-guide, the awning is fixed in the X and Y direction and can without high outside Force effects are unlikely to be lifted from storage. To protect against falling out in extreme wind loads, a retaining plate is placed over the bolt and secured tension-free, for example, screwed laterally over the bearing pin. The bearing pin has enough clearance to the holding plate, so that no additional frictional forces. The retaining plate can be modified according to a further embodiment on customer request so that the bearing is provided with a lifetime lubrication.
Die Verschraubung der Panels auf dem Trackersonnensegel kann folgendermaßen vorgesehen sein. Das Segel des Trackers besteht in der Regel aus Vierkantrohr oder C-Profilen, um die Montage zu vereinfachen. Da meist die Montage im freien Feld geschieht, sind in den Vierkantrohren bzw. C-Profilen Nietmuttern oder Fließloch geformte Gewinde eingebracht, die bündig oder mit Absatz in das Profil eingepresst werden. Dies geschieht unter idealen Betriebsbedingungen im Herstellerbetrieb. Damit erhält die Befestigungsschraube, die über ein Niederhalteprofil die Panels sichert, das Gegenlager (Schraubstelle). Ohne Gegenhalten kann von oben verschraubt werden. Es werden selbstsichernde Schrauben oder Muttern eingesetzt um das Lösen der Schraubverbindung zu verhindern. Die Verschraubung kann also in einer solchen Weise erfolgen, dass ein Gegenhalten bzw. Sichern mithilfe von Schraubenmuttern nicht notwendig ist.The Screwing the panels on the track sails can be done as follows be provided. The sail of the tracker usually consists of Square tube or C-profiles to simplify installation. There Usually the assembly in the open field happens, are in the square tubes or C-profiles Rivet nuts or flow hole shaped threads inserted, flush or with paragraph pressed into the profile become. This happens under ideal operating conditions in the factory. This gives the fastening screw that over a hold-down profile secures the panels, the counter bearing (screw point). Without holding back can be bolted from above. There are self-locking screws or nuts used to loosen the screw connection to prevent. The screw can thus in such a way done that holding back or securing with the help of nuts is not necessary.
Zwischen dem Vierkantrohr bzw. C-Profil und den Panels wird eine Edelstahlscheibe, welche ausreichend Abstand zwischen den Materialien (Alu und Zink) bietet, gelegt. Auf diese Weise wird eine chemische Reaktion zwischen der Zinkoberfläche des Trackers und dem Alurand des Panels vermieden.Between the square tube or C-profile and the panels is a stainless steel disc, which sufficient distance between the materials (aluminum and zinc) offers, laid. In this way, a chemical reaction between the zinc surface of the tracker and the alu rim of the panel avoided.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.Further Features, objects and advantages of the present invention will be apparent The following detailed description of a preferred embodiment of the invention, as a non-limiting example serves and refers to the accompanying drawings. Identical components basically have the same reference numerals on and are sometimes not explained several times.
Grundsätzlich
besteht der Tracker
Um
das größte Belastungsmoment an der Flanschplatte
des Trackers (
Wie
in
Durch
die V-förmige Gabel (
Die
obere Lagerstelle
Die
Verschraubung der Paneele
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.The The invention is not limited to the above embodiments limited. Rather, a variety of variants and Modifications conceivable that of the invention Use your thoughts and therefore also in the protection area fall.
- 1010
- Trackertracker
- 2020
- Mast/drehbare SäuleMast / rotatable pillar
- 2222
- Sonnensegelawning
- 3030
- Photovoltaik-PaneelPhotovoltaic panel
- 4040
- Lagerbockbearing block
- 4242
- Bolzenbolt
- 4444
- HalteblechHalteblech
- 5050
- VerstärkungsblechSupport panel
- 6060
- VierkantrohrSquare tube
- 6262
- NietmutterRivet nut
- 6464
- Befestigungsschraubefixing screw
- 6666
- NiederhalteprofilHold Profile
- 6868
- EdelstahlzwischenlageStainless steel liner
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20080731 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20111101 |