DE202008007549U1 - Apparatus for obtaining solar energy - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Gewinnung von Sonnenenergie, wobei die Vorrichtung (1) flächige Paneele (3) aufweist, welche Sonnenlicht wenigstens teilweise absorbieren und in eine andere Energieform umwandeln können, und die Paneele (3) winkelig zu einem Untergrund angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich über dem Untergrund eine zumindest zu 80% geschlossene, im Querschnitt zickzackförmige Fläche erstreckt, die zumindest teilweise von den Paneelen (3) gebildet ist.contraption for obtaining solar energy, wherein the device (1) flat panels (3) which at least partially absorb sunlight and convert it into another form of energy, and the panels (3) at an angle are arranged to a substrate, characterized in that above the ground extends at least 80% closed, in cross-section zigzag-shaped surface, which is at least partially formed by the panels (3).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Es ist bekannt, aus Sonnenenergie Wärme bzw. elektrischen Strom zu gewinnen. Hierzu werden fotothermische oder fotovoltaische Paneele eingesetzt, die das Sonnenlicht absorbieren und entsprechend umwandeln können. Derartige Paneele sind häufig auf Hausdächern angebracht, um die sonst ungenutzte Fläche zur Energiegewinnung einsetzen zu können. Besitzt das Dach eine nach Süden weisende Neigung, so werden die Paneele häufig flach an das Dach montiert, da sich auf diese Weise eine günstige Bestrahlung mit Sonnenlicht ergibt. Bei Flachdächern werden die Paneele dagegen aufgeständert, um auf diese Weise künstlich eine optimale Ausrichtung zur Sonne einzustellen. Auf diese Weise wird insbesondere der Einsatz teurer Paneelflächen bei annähernd gleichbleibend hoher Energieausbeute reduziert. Dabei hat sich immer wieder das Problem gezeigt, daß die gesamten Konstruktionen, bestehend aus Paneelen und der darunter liegenden Stützkonstruktion zur Aufständerung derselben, die zulässige Belastbarkeit der Dachkonstruktion übersteigen, so daß eine Realisierung derartiger Vorhaben oftmals an diesem Problem scheitert.It is known from solar energy heat or to gain electricity. For this purpose, photothermal or used photovoltaic panels that absorb the sunlight and convert accordingly. Such panels are common on house roofs attached to use the otherwise unused area for energy can. Does the roof have one to the south? pointing slope, the panels are often mounted flat to the roof, because in this way a cheap Irradiation with sunlight results. For flat roofs, the panels are against elevated, to be artificial in this way to set an optimal orientation to the sun. This way will In particular, the use of expensive panel surfaces at approximately constant high energy yield reduced. This has always been the case Problem shown that the entire constructions, consisting of panels and the underneath lying support structure to the elevation same, the permissible Resilience of the roof construction exceed, so that a realization Such projects often fail because of this problem.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine verringerte Belastung des Untergrundes auszeichnet.Of the Innovation is the object of a device of the beginning to create that type, which is characterized by a reduced burden of Underground distinguishes.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.These Task is renewal with the Characteristics of the protection claim 1 solved.

Die Vorrichtung zur Gewinnung von Sonnenenergie gemäß Anspruch 1 weist flächige Paneele auf, welche Sonnenlicht wenigstens teilweise absorbieren und in eine andere Energieform umwandeln können. Insbesondere ist dabei an fotothermische, fotovoltaische und fotochemische Paneele gedacht, die Sonnenlicht direkt in Wärme, elektrische bzw. chemische Energie umwandeln können. Der Neuerungsgegenstand ist jedoch nicht auf derartige Anwendungen beschränkt. Es ist auch vorstellbar, daß die Paneele Sonnenlicht in chemische Energie umwandeln und dabei beispielsweise über biologische Mechanismen Wasserstoff erzeugen. Die Paneele selbst sind zu einem Untergrund winkelig angeordnet, so daß sie nicht flach auf dem Untergrund aufliegen. Der Untergrund ist von untergeordneter Bedeutung. Es kann sich beispielsweise um einen Boden, eine Gebäudedecke oder -fassade oder um ein Dach handeln. Diese Aufzählung ist jedoch nicht abschließend zu verstehen.The Device for obtaining solar energy according to claim 1 has flat panels, which at least partially absorb sunlight and into one can transform other forms of energy. In particular, it is photothermal, photovoltaic and photochemical Panels thought to direct sunlight directly into heat, electrical or chemical Can transform energy. However, the innovation is not limited to such applications limited. It is also conceivable that the Panels convert sunlight into chemical energy, using biological mechanisms, for example Generate hydrogen. The panels themselves are underground arranged angularly, so that they do not lie flat on the ground. The underground is from subordinate importance. It can be, for example, a Floor, a building ceiling or façade or act around a roof. This list is but not final to understand.

In verschiedenen Situationen wie beispielsweise Dächern mit geringer Tragfähigkeit, morastigem Untergrund oder Anordnungen der Vorrichtung im Wasser ist es wichtig, den Untergrund möglichst nur gering zu belasten. Zu diesem Zweck wird über dem Untergrund eine zumindest zu 80% geschlossene Fläche erstellt, die zumindest teilweise von den Paneelen gebildet ist. Ausgehend von den bekannten, gegenseitig auf Abstand gehaltenen, schräg ausgerichteten Paneelen bedeutet dies, daß ggf. zusätzlich zu den Paneelen Füllflächen errichtet werden, die die zueinander zeigenden Kanten der Paneele im wesentlichen abdecken. Diese Maßnahme scheint der Aufgabenstellung zuwider zu laufen, da nun zusätzlich zur Tragkonstruktion und den Paneelen noch die Füllflächen vom Untergrund getragen werden müssen. Es hat sich jedoch überraschenderweise herausgestellt, daß durch diese Maßnahme die unter der Fläche vorzusehende Stützkonstruktion wesentlich schwächer dimensioniert werden kann. Dabei ist es wichtig, daß die Fläche im Querschnitt zickzackförmig ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung der Fläche heben sich Windkräfte an der Stützkonstruktion wenigstens teilweise gegenseitig auf, so daß die Stützkonstruktion insgesamt schwächer dimensioniert werden kann. Dieser Effekt ist überraschenderweise stärker als die zusätzliche Last durch die Füllflächen. Das Merkmal, daß die Fläche zu mindestens 80% geschlossen ist, ist dabei derart zu verstehen, daß die Fläche in ihrer zickzackförmigen Gestalt Unterbrechungen, Öffnungen oder dergleichen aufweisen darf, die maximal 20% einer gedachten, geschlossenen Fläche ausmachen. Diese Angabe bezieht sich nicht auf eine gedachte Projektion der Fläche auf den Untergrund.In different situations such as low-load roofs, Muddy underground or arrangements of the device in the water it is important to just as little as possible the underground low burden. For this purpose, above the ground one at least 80% closed area created, which is at least partially formed by the panels. Starting from the known, each other at a distance, diagonally oriented Panels this means that if necessary additionally built to the panels filling surfaces which are the mutually facing edges of the panels substantially cover. This measure seems to run counter to the task, now in addition to Supporting structure and the panels nor the filling surfaces are carried by the ground have to. It has, however, surprisingly exposed that through this measure the under the surface to be provided support structure essential weaker can be dimensioned. It is important that the surface formed in a zigzag cross-section is. Through this training of the surface, wind forces lift at the support structure at least partially mutually, so that the support structure dimensioned overall weaker can be. This effect is surprising stronger as the extra Load through the filling surfaces. The Feature that the area is at least 80% closed, it should be understood in this that the area in her zigzag Shape interruptions, openings or the like, the maximum 20% of an imaginary, closed area turn off. This information does not refer to an imaginary projection the area to the underground.

Gemäß Anspruch 2 ist es günstig, wenn die Fläche im Bereich der lokalen, tiefsten Kanten Öffnungen aufweist. Diese Öffnungen erleichtern die Montage der Vorrichtung auf dem Untergrund, da der Monteur relativ einfach auf dem Untergrund stehen kann. Zusätzlich dienen diese Öffnungen im Betrieb zur Bewässerung der Vorrichtung. Die Öffnungen können wannenförmig umschlossen sein, wobei die Wannenform von der gedachten Zickzackform der Fläche abweicht.According to claim 2, it is cheap if the area has openings in the area of the local, deepest edges. These openings facilitate the assembly of the device on the ground, as the fitter can be relatively easy on the ground. Additionally serve these openings in operation for irrigation the device. The openings can be enclosed in a trough be, wherein the trough shape deviates from the imaginary zigzag shape of the surface.

Gemäß Anspruch 3 ist es günstig, wenn die Fläche von im wesentlichen parallel angeordneten Paneelen gebildet ist. In diesem Fall können alle Paneele optimal zur Sonne ausgerichtet werden. Zwischen den einzelnen Paneelen sind Füllflächen vorgesehen, die winkelig zu den Paneelen angeordnet sind. Diese Füllflächen ergänzen die Freiräume zwischen den Paneelen und bilden dabei zusammen mit den Paneelen die im wesentlichen geschlossene Fläche.According to claim 3, it is convenient if the area is formed by substantially parallel panels arranged. In this case, you can All panels are optimally aligned to the sun. Between individual panels are provided filling surfaces, which are arranged at an angle to the panels. These filling surfaces complement the Free rooms between the panels and form together with the panels the substantially closed area.

Alternativ ist es gemäß Anspruch 4 günstig, wenn die Fläche zu mindestens 80% von den Paneelen gebildet ist. In diesem Fall wird nahezu die gesamte Fläche zur Gewinnung von Sonnenenergie genutzt, was zu einer optimalen Energieausbeute führt. Die einzelnen Paneele sind bei dieser Konfiguration allerdings nicht perfekt zur Sonne ausgerichtet, so daß gegebenenfalls ein erhöhter Paneelbedarf die Folge ist.Alternatively, it is advantageous according to claim 4, when the surface is at least 80% formed by the panels. In this case, almost the entire area is used for the production of solar energy, resulting in an optimal energy yield. However, the individual panels are not perfectly aligned with the sun in this configuration, so that possibly an increased panel demand is the result.

Beispielsweise bei Dächern tritt häufig das Problem auf, daß der mittlere Bereich des Untergrundes nicht belastet werden darf. Eine Abstützung der Vorrichtung auf dem Un tergrund kann in diesem Fall ausschließlich an den Enden des Untergrundes erfolgen. Für derartige Anwendungsfälle ist es gemäß Anspruch 5 vorteilhaft, wenn die Fläche freitragend über dem Untergrund gehalten ist.For example at roofs occurs frequently the problem on that the middle area of the subsurface may not be loaded. A support the device on the background can in this case exclusively to done the ends of the substrate. For such applications is it according to claim 5 advantageous if the area cantilevered over that Underground is held.

Zur Vereinfachung des Aufbaus der Fläche ist es gemäß Anspruch 6 vorteilhaft, wenn die Fläche auf einer Stützkonstruktion aufliegt, welche von quer zu den Zickzacklinien verlaufenden Trägern und im wesentlichen sich vertikal erstreckenden Stützen gebildet ist. Die Fläche kann auf diese Weise sehr dünnwandig ausgebildet sein, was zu einer vorteilhaften Gewichtseinsparung der Vorrichtung führt. Auch dies kommt der gewünschten geringen Belastung des Untergrundes zugute.to Simplification of the construction of the area is it according to claim 6 beneficial when the area is up a support structure rests, which of transversely to the zigzag lines running and is formed substantially vertically extending supports. The area can very thin-walled in this way be formed, resulting in a favorable weight saving the device leads. Again, this is the desired one low burden of the subsoil.

Um zu vermeiden, daß Wind unter die Fläche einströmt und entsprechend hohe Kräfte auf die Stützkonstruktion ausübt, ist es gemäß Anspruch 7 günstig, wenn die Stützkonstruktion an mindestens einer Stirnseite geschlossen ist.Around to avoid that wind flows under the surface and accordingly high forces on the support structure exerts it is according to claim 7 cheap, if the support structure is closed at least one end face.

Um einerseits eine einfache Montage der Paneele zu ermöglichen und andererseits die gesamte Konstruktion windtechnisch geschlossen zu halten, ist es gemäß Anspruch 8 vorteilhaft, wenn die Füllfläche mindestens eine Wanne aufweist. An dieser Wanne werden die Paneele befestigt, so daß kein Wind unter die Paneele einströmen kann. Falls erforderlich kann die Wanne auch mit Beschwermaterial gefüllt werden.Around on the one hand to allow easy installation of the panels and on the other hand, the entire construction wind-technically closed It is according to claim 8 advantageous if the filling surface at least having a tub. The panels are attached to this tub, so no wind flow under the panels can. If necessary, the tub can also be filled with Beschwermaterial.

Der Neuerungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.Of the Innovation object is exemplified with reference to the drawing, without to limit the scope of protection.

Es zeigt:It shows:

1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Vorrichtung zur Gewinnung von Sonnenenergie und 1 a perspective view of a section of a device for the production of solar energy and

2 eine alternative Ausführung der Vorrichtung gemäß 1. 2 an alternative embodiment of the device according to 1 ,

Eine Vorrichtung 1 gemäß 1 weist eine im Querschnitt zickzackförmige Fläche 2 auf, die im wesentlichen von Paneelen 3 gebildet ist. Die Paneele 3 können auftreffendes Sonnenlicht in eine andere Energieform umwandeln, wobei insbesondere an fotothermische, fotovoltaische und fotochemische Paneele 3 gedacht ist. Im Bereich einer Oberkante 4 liegen die Paneele 3 dicht aneinander oder berühren sich gegenseitig.A device 1 according to 1 has a zigzag cross-sectional area 2 on, essentially of panels 3 is formed. The panels 3 can convert incident sunlight into another form of energy, in particular photothermal, photovoltaic and photochemical panels 3 thought is. In the area of a top edge 4 lie the panels 3 close to each other or touching each other.

Im Bereich einer lokalen Tieflinie 5 der Fläche 2 weist diese eine Öffnung 2a auf. Im Bereich der Öffnung ist eine Wanne 6a vorgesehen, an der die angrenzenden Paneele 3 festgelegt sind. Zu diesem Zweck sind an der Wanne 6a Befestigungsflansche 7 angeformt, an denen die Paneele 3 mittels nicht dargestellter Haltemittel festgelegt sind. Die Wanne 6a dient einerseits als Standbereich für den Monteur während der Montage der Paneele 3 und anderer seits kann diese auch mit entsprechenden Beschwermitteln gefüllt werden, falls dies erforderlich sein sollte.In the area of a local deep line 5 the area 2 this one has an opening 2a on. In the area of the opening is a tub 6a provided at the adjacent panels 3 are fixed. For this purpose are at the tub 6a mounting flanges 7 molded on which the panels 3 are determined by means not shown holding means. The tub 6a serves on the one hand as a stand area for the fitter during assembly of the panels 3 and on the other hand, this can also be filled with appropriate complainers, if necessary.

Unterhalb der Fläche 2 ist eine Stützkonstruktion 8 vorgesehen, die von längs zu den Paneelen 3 verlaufenden Trägern 9 und vertikalen Stützen 10 gebildet ist. Zur Abstützung seitlicher Kräfte ist außerdem mindestens ein Querträger 11 vorgesehen, der benachbarte Wannen 6a starr miteinander verbindet. Die Träger 9, Stützen 10, Querträger 11 und Wannen 6a sind über nicht dargestellte Haltemittel starr miteinander verbunden.Below the surface 2 is a support structure 8th provided by the longitudinal to the panels 3 running straps 9 and vertical supports 10 is formed. To support lateral forces is also at least one cross member 11 provided, the adjacent tubs 6a rigidly interconnecting. The carriers 9 , Support 10 , Cross member 11 and tubs 6a are rigidly connected to each other via holding means, not shown.

Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß 1, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile benennen. Im folgenden wird lediglich auf Unterschiede zur Ausführungsform gemäß 1 eingegangen.The 2 shows an alternative embodiment of the device 1 according to 1 , wherein like reference numerals designate like parts. In the following, only for differences from the embodiment according to 1 received.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß 2 sind nur die linksseitigen Teilflächen der Fläche 2 von den Paneelen 3 gebildet. Die rechtsseitigen Teilflächen sind dagegen von Füllflächen 6 abgedeckt, die mit der Wanne 6a einstückig verbunden sind. Diese Ausbildungsform wird insbesondere dann bevorzugt, wenn die linksseitigen Teilflächen nach Süden ausgerichtet sind, um auf diese Weise Paneelfläche zu sparen. Die Füllfläche 6 ist asymmetrisch ausgebildet und reicht einerseits bis zur Oberkante 4 und andererseits bis zur Unterkante des angrenzenden Paneels 3. Zur Vermeidung von Abschattungen des Paneels 3 durch die Füllfläche 6 ist das Paneel 3 jeweils oberseitig auf der Füllfläche 6 befestigt.In the embodiment of the device 1 according to 2 are only the left-sided faces of the surface 2 from the panels 3 educated. The right-sided partial surfaces, however, are filling surfaces 6 covered with the tub 6a are integrally connected. This embodiment is particularly preferred when the left-side faces are oriented to the south, so as to save panel area. The filling surface 6 is asymmetrical and extends on the one hand to the top 4 and on the other hand to the lower edge of the adjacent panel 3 , To avoid shading of the panel 3 through the filling surface 6 is the panel 3 each on top of the filling surface 6 attached.

In der rechten Bildhälfte der 2 ist alternativ eine Ausführungsform dargestellt, bei der auch im Bereich der Paneele 2 Füllflächen 6 vorgesehen sind. Diese Füllflächen 6 dienen bei dieser Ausführungsform hauptsächlich zur Verbesserung der Stützwirkung der Paneele 2, um Biegespannungen von den Paneelen 2 fernzuhalten. Grundsätzlich ist daran gedacht, derartige Füllflächen 6 auch in der Ausführungsform gemäß 1 vorzusehen.In the right half of the picture 2 Alternatively, an embodiment is shown in which also in the area of the panels 2 fills 6 are provided. These filling surfaces 6 serve in this embodiment mainly to improve the supporting effect of the panels 2 to bending stresses from the panels 2 keep. Basically, it is thought, such filling surfaces 6 also in the embodiment according to 1 provided.

Die Füllflächen 6 können zur Verbesserung der Biegesteifigkeit mit Rippen verstärkt sein, die vorzugsweise in Längsrichtung verlaufen. Derartige Rippen erhöhen die Biegesteifigkeit, so daß ggf. die Träger 9 eingespart werden können.The filling surfaces 6 may be reinforced with ribs to improve the flexural rigidity, which are preferably longitudinal. Such a rip pen increase the bending stiffness, so that possibly the carrier 9 can be saved.

11
Vorrichtungcontraption
22
Flächearea
2a2a
Öffnungopening
33
Paneelpaneling
44
Oberkantetop edge
55
Lokale Tieflinielocal depth line
66
FüllflächePatch
6a6a
Wannetub
77
Befestigungsflanschmounting flange
88th
Stützkonstruktionsupport structure
99
Trägercarrier
1010
Stützesupport
1111
Querträgercrossbeam

Claims (8)

Vorrichtung zur Gewinnung von Sonnenenergie, wobei die Vorrichtung (1) flächige Paneele (3) aufweist, welche Sonnenlicht wenigstens teilweise absorbieren und in eine andere Energieform umwandeln können, und die Paneele (3) winkelig zu einem Untergrund angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich über dem Untergrund eine zumindest zu 80% geschlossene, im Querschnitt zickzackförmige Fläche erstreckt, die zumindest teilweise von den Paneelen (3) gebildet ist.Device for obtaining solar energy, the device ( 1 ) flat panels ( 3 ), which can at least partially absorb sunlight and convert it into another form of energy, and the panels ( 3 ) are arranged at an angle to a substrate, characterized in that extends over the substrate at least 80% closed, in cross-section zigzag-shaped surface which at least partially from the panels ( 3 ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (2) zumindest im Bereich der lokalen tiefsten Kanten (5) Öffnungen (2a) aufweist.Device according to claim 2, characterized in that the surface ( 2 ) at least in the region of the local deepest edges ( 5 ) Openings ( 2a ) having. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (2) von den im wesentlichen parallel angeordneten Paneelen (3) gebildet ist, zwischen denen winkelig zu den Paneelen (3) angeordnete Füllflächen (6) vorgesehen sind.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the surface ( 2 ) of the substantially parallel panels ( 3 ) is formed, between which angled to the panels ( 3 ) arranged filling surfaces ( 6 ) are provided. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (2) zu mindestens 80% von den Paneelen (3) gebildet ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the surface ( 2 ) at least 80% of the panels ( 3 ) is formed. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (2) freitragend über dem Untergrund gehalten ist.Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the surface ( 2 ) is held cantilevered above the ground. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (2) auf einer Stützkonstruktion (8) aufliegt, welche von quer zu den Zickzacklinien verlaufenden Trägern (9) und im wesentlichen sich vertikal erstreckenden Stützen (10) gebildet ist.Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the surface ( 2 ) on a support structure ( 8th ), which of transversely to the zigzag lines extending carrier ( 9 ) and substantially vertically extending supports ( 10 ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion (8) an mindestens einer Stirnseite geschlossen ist.Device according to claim 6, characterized in that the support structure ( 8th ) is closed on at least one end face. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllfläche (6) mindestens eine Wanne (6a) enthält, an der die Paneele (3) befestigbar sind.Device according to at least one of claims 3 to 7, characterized in that the filling surface ( 6 ) at least one tub ( 6a ) on which the panels ( 3 ) are fastened.
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