DE202008007676U1

DE202008007676U1 - Freistehendes Gestell für Photovoltaikmodule

Info

Publication number: DE202008007676U1
Application number: DE202008007676U
Authority: DE
Original assignee: Conergy AG
Current assignee: Voltwerk Electronics GmbH
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2018-06-10
Also published as: WO2009149891A3; WO2009149891A2

Abstract

Freistehendes Photovoltaikgestell, umfassend:
– genau ein Standrohr (10), das an seinem unteren Ende (11) untere Anschlussmittel (12) zur Befestigung auf einem Fundament aufweist und sich von diesem unteren Ende vertikal erstreckt
– einen mit dem oberen Ende (13) des Standrohrs (10) verbundenen Querträger (40), der sich vom Standrohr aus beiderseits in horizontaler Richtung erstreckt,
– ein oberhalb des Querträgers angeordnetes Rahmengestell (60) zur Aufnahme von zumindest einem, vorzugsweise mehreren Photovoltaikmodulen,
– zumindest ein, vorzugsweise mehrere Schwenklager (51–53) zur Verschwenkung des Rahmengestells um eine horizontale Achse relativ zum Standrohr,
– einen Aktuator (80) zum Bewirken einer Relativverschwenkung zwischen Standrohr und Rahmengestell um die horizontale Achse,
dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (40) ein aus Blechabschnitten zusammengesetztes Hohlprofil ist, umfassend:
– eine untere Grundplatte (41), die mit Anschlussmitteln zur Befestigung auf dem Standrohr versehen ist,
– einen oberen Auflageträger (44), der als Blechhohlprofil ausgebildet ist...

Description

Die Erfindung betrifft ein freistehendes Photovoltaikgestell, umfassend ein Standrohr, das an seinem unteren Ende untere Anschlussmittel zur Befestigung auf einem Fundament aufweist und sich von diesem unteren Ende vertikal erstreckt, einen mit dem oberen Ende des Standrohrs verbundenen Querträger, der sich vom Standrohr aus beiderseits in horizontaler Richtung erstreckt, ein oberhalb des Querträgers angeordnetes Rahmengestell zur Aufnahme von zumindest einem, vorzugsweise mehreren Photovoltaikmodulen, zumindest ein, vorzugsweise mehrere Schwenklager zur Verschwenkung des Rahmengestells um eine horizontale Achse relativ zum Standrohr und einen Aktuator zum Bewirken einer Relativverschwenkung zwischen Standrohr und Rahmengestell um die horizontale Achse.
Solche freistehenden Photovoltaikgestelle werden oftmals dazu verwendet, um in einem insbesondere unebenen Gelände mehrere Photovoltaikmodule in jeweils nebeneinander freistehenden Photovoltaikgestellen anordnen zu können, ohne dass eine Kopplung zwischen diesen Photovoltaikgestellen beispielsweise zu einer Nachführung der Photovoltaikmodule erforderlich ist. Freistehende Photovoltaikgestelle haben dabei den Vorteil, dass sie keine aufwendige Ausrichtung von mehreren Fundamentstellen oder Fundamentbereichen zueinander benöti gen, da jedes freistehende Photovoltaikgestell für sich auf einem Einzelfundament steht, dessen Ausrichtung und Lage insoweit unabhängig von den Fundamenten der anderen freistehenden Photovoltaikgestelle ist.
Eine besondere Problematik tritt bei solchen freistehenden Photovoltaikgestellen dadurch auf, dass es erforderlich ist, große Photovoltaikmodulflächen in sicherer Weise jeweils einzeln abzustützen. Es ist aus montagetechnischen Gründen nicht wünschenswert, dass für diese Abstützung eine Vorbereitung mehrerer Fundamentstellen erforderlich ist, da hierdurch der Vorteil, den freistehende Photovoltaikgestelle bieten, größtenteils verloren gehen würde. Es besteht daher ein Bedarf für freistehende Photovoltaikgestelle, welche in der Lage sind, große Photovoltaikmodulflächen in betriebssicherer Weise auf einem einzigen und in seiner horizontalen Erstreckung begrenzten Fundament zu verankern.
Ein weiteres Problem, welches bei solchen freistehenden Photovoltaikgestellen auftritt, ist die Kompensation der auftretenden Lasten. Die Lasten, die auf solche freistehenden Photovoltaikgestelle einwirken, ergeben sich einerseits aus der in sicherer Weise berechenbaren Gewichtskraft der einzelnen Bauteile des Gestells und der Photovoltaikmodule und etwaiger, sich aus den Nachführbewegungen gegenüber dem Sonnenstand ergebenden dynamischen Beanspruchungen. Ein wesentlicher, zu berücksichtigender Aspekt, der jedoch keiner exakten Berechnung zugänglich ist, sind Wind- und Schneelasten. insbesondere angesichts der angestrebten möglichst großen Photovoltaikmodulfläche können Windlasten ein Vielfaches der Beanspruchung verursachen, die durch die zuvor erläuterten, gut berechenbaren statischen und dynamischen Belastungen der Gewichtskräfte verursacht wird. Es besteht ein Bedarf für freistehende Photovoltaikgestelle, die hohen Windlasten standhalten können.
Es ist bekannt, Photovoltaikeinrichtungen bei Auftreten hoher Windlast in eine Sicherheitsstellung zu verfahren, in der die Windlasten einerseits minimiert werden können, beispielsweise eine exakt horizontale Ausrichtung der Photovoltaikmodulflächen, und andererseits die Stabilität der Gestelleinrichtung maximal ist. Allerdings ist diese Vorgehensweise nachteilig, da insbesondere in windreichen Regionen für teilweise signifikante Zeiträume die Sicherheitsstellung einge stellt werden muss und das Photovoltaikmodul dann nicht optimal nachgeführt ist, also die Energieausbeute nicht optimal ist. Es besteht ein Bedarf für freistehende Photovoltaikgestelle, welche auch bei hohen Windlasten eine Nachführung ermöglichen.
Eine weitere spezifische Problematik freistehender Photovoltaikgestelle liegt darin, dass die Gestelle möglichst leicht und materialsparend ausgebildet sein müssen. Insbesondere die erhöhten Rohstoffkosten erfordern es aus wirtschaftlicher Hinsicht, dass der Materialverbrauch für Photovoltaikgestelle minimiert wird, und zwar einerseits aus Gründen des Transportaufwands und andererseits aus Gründen des Materialverbrauchs bei der Herstellung. Es besteht daher ein Bedarf für freistehende Photovoltaikgestelle, welche unter einem minimalen Materialeinsatz den mechanischen Anforderungen genügen.
Erfindungsgemäß wird ein freistehendes Photovoltaikgestell der eingangs beschriebenen grundsätzlichen Bauweise bereitgestellt, welches sich dadurch auszeichnet, dass der Querträger ein aus Blechabschnitten zusammengesetztes Hohlprofil ist, umfassend eine untere Grundplatte, die mit Anschlussmitteln zur Befestigung auf dem Standrohr versehen ist, einen oberen Auflageträger, der als Blechhohlprofil ausgebildet ist und sich entlang einer ersten horizontalen x-Achse in beiden Richtungen weiter erstreckt als die Grundplatte, vorzugsweise zumindest dreimal weiter in jeweils beiden Richtungen, und der sich entlang einer senkrecht zur ersten horizontalen x-Achse liegenden zweiten horizontalen y-Achse in beiden Richtungen weniger weit erstreckt als die Grundplatte, wobei der obere Auflageträger jeweils zwei obere kurze Außenkanten, die sich in x-Achsenrichtung gegenüberliegen, und zwei obere lange Außenkanten, die sich in y-Richtung gegenüberliegen, aufweist, einen zentralen Stützabschnitt, der sich von der Grundplatte in senkrechter Richtung zum oberen Auflageträger erstreckt und der zumindest zwei Stege umfasst, die in Bezug auf die erste horizontale Achse spiegelsymmetrisch angeordnet sind und sich jeweils von der Außenkante der Grundplatte nach schräg innen oben zu der langen oberen Außenkante des oberen Auflageträgers erstrecken, zwei seitliche Stützarme, die als Blechhohlprofil ausgebildet sind und sich von der Grundplatte in Richtung zur oberen Auflage platte erstrecken und die in Bezug auf die zweite horizontale Achse spiegelsymmetrisch angeordnet sind und sich jeweils von der Außenkante der Grundplatte nach schräg außen oben zu der kurzen oberen Außenkante des oberen Auflageträgers erstrecken.
Unter einem Hohlprofil ist hierbei ein Profil zu verstehen, dessen Wandstärke gegenüber seinem Querschnitt deutlich geringer dimensioniert ist. Dies kann ein L-Profil, ein V-Profil oder ein Rohrprofil oder andere Querschnittsformen umfassen.
Mit dem erfindungsgemäßen Photovoltaikgestell wird eine spezifische Anordnung bereitgestellt, die sich einerseits durch ein freistehendes Standrohr, das insbesondere ein Hohlprofil, vorzugsweise ein Rundrohr sein kann, gekennzeichnet ist. Ein solches Standrohr bietet gegenüber den in allen Richtungen einwirkenden Windkräften die bestmögliche Standsicherheit und kann daher unter minimiertem Materialeinsatz ausgelegt werden.
Weiterhin kennzeichnend für das erfindungsgemäße Photovoltaikgestell ist der in spezifischer Weise ausgebildete Querträger. Der Querträger ist aus Blechabschnitten zusammengesetzt und als Hohlprofil ausgebildet. Dies ermöglicht eine spezifische geometrische Ausgestaltung des Querträgers, die den auftretenden Beanspruchungen in bester Weise gerecht wird und erhebliche Materialeinsparungen ermöglicht. Es ist zu verstehen, dass der Querträger insbesondere aus einem einzigen Blechzuschnitt durch Stanzen, Abkanten, Verschweißen und dergleichen hergestellt werden kann. Alternativerweise können auch mehrere einzelne Blechzuschnitte zu dem Querträger zusammengesetzt werden, beispielsweise durch Verschweißen, Vernieten und die einzelnen Blechzuschnitte können gegebenenfalls ihrerseits wiederum vorher gestanzt und abgekantet werden.
Der erfindungsgemäße Querträger zeichnet sich durch mehrere in bestimmter Weise ausgebildete mechanisch tragende Abschnitte aus. So ist einerseits eine Grundplatte vorgesehen, die eine montagetechnisch einfache Anbindung an das Standrohr ermöglicht. Dabei ist zu verstehen, dass die Verbindung zum Stand rohr nicht unmittelbar erfolgen muss, sondern auch gegebenenfalls mittels eines Zwischenstücks, beispielsweise eines Drehlagers, erfolgen könnte.
Des Weiteren ist ein oberer Auflageträger vorgesehen, der in mechanisch und materialtechnisch idealer Weise eine Anbindung an das ebenfalls vorgesehene Rahmengestell zur Aufnahme der Photovoltaikmodule ermöglicht. Der Auflageträger ist einerseits in einer Richtung schmaler als die Grundplatte und andererseits in einer hierzu senkrechten Richtung breiter als die Grundplatte, wodurch sich eine in jeder Hinsicht knick- und beul-unempfindliche Kontur des Querträgers ergibt.
Der obere Auflageträger und die Grundplatte sind einerseits über einen zentralen Stützabschnitt und andererseits über zwei seitliche Stützarme miteinander verbunden. Hierdurch wird in mechanisch wirksamer und materialeinsparender Weise einerseits eine direkte Abstützung der Gewichtskräfte auf unmittelbarem Weg zwischen Basisplatte und oberem Auflageträger erreicht und andererseits eine gegenüber Querlast stabilisierende und wiederum materialsparende Abstrebung zwischen Grundplatte und oberem Auflageträger erzielt. Durch die spezifische Anordnung und sich verjüngende Kontur, die aus dem Stützabschnitt und Stützarmen von den jeweiligen Außenkanten der Grundplatte zu den Außenkanten des oberen Auflageträgers ergibt, wird auch hier wiederum eine Konstruktion erzielt, die gegenüber Knickversagen und Beulversagen in Bezug auf Wind- und Schneelasten, die in jeglicher Richtung am Auflageträger angreifen könnten, sehr unempfindlich ist, ohne dass hierzu ein großer Materialaufwand erforderlich wäre.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeder seitliche Stützarm durch zwei nebeneinander verlaufende Stützarmstreben gebildet wird, die als Blechhohlprofile ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere die Abstützung gegenüber in horizontaler Richtung einwirkenden Windkräften erheblich gesteigert werden, ohne dass hierzu zusätzlicher Materialaufwand notwendig wäre. Es ist zu verstehen, dass die nebeneinander verlaufenden Streben in sich geschlossene Hohlprofile sein können, oder aber auch einseitig oder zweiseitig offene Profile sein können. Insbesondere ist bevor zugt, dass offene Blechhohlprofile als Streben eingesetzt werden. Die Stützen verlaufen nebeneinander, was insbesondere als etwa paralleler Verlauf zu verstehen ist. Allerdings ist keine exakte Parallelität der Stützstreben erforderlich und es ist insbesondere bevorzugt, wenn die beiden Stützstreben, welche den Stützarm bilden, in einem leichten Winkel zueinander verlaufen, um hierdurch wiederum eine verbesserte Steifigkeit und Stabilität der gesamten Konstruktion zu erzielen.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der zentrale Stützabschnitt auf zumindest einer Seite durch zwei oder mehr nebeneinander verlaufende Stützabschnittsstreben gebildet wird, die als Blechhohlprofile ausgebildet sind. Auch hier wird durch die Ausgestaltung des Stützabschnitts durch zwei separate Stützabschnittsstreben eine erhöhte Festigkeit und Belastbarkeit erzielt, ohne hierdurch zusätzlichen Materialaufwand zu verursachen. Bezüglich der Ausgestaltung der Stützabschnittsstreben gilt das zuvor zu den Stützarmstreben Gesagte in entsprechender Weise.
Noch weiter ist es bevorzugt, wenn jeder seitliche Stützarm durch eine Diagonalverstrebung mit dem oberen Auflageträger verbunden ist, die sich von außen unten in schrägem Verlauf nach oben innen erstreckt. Unter einer solchen Diagonalverstrebung ist eine Verstrebung zu verstehen, die sich ebenfalls schräg von unten nach oben erstreckt, jedoch entgegengesetzt zum Stützarm verläuft und hierdurch eine spezifische Absteifung durch Ausgestaltung eines Kräftedreiecks bewirkt. Die Diagonalverstrebung erstreckt sich vorzugsweise etwa aus der Mitte des Stützarms und greift etwa zwischen dem äußeren seitlichen Viertel des mittleren seitlichen Viertels des oberen Auflageträgers an, so dass sich ein leicht schräger Verlauf der Diagonalverstrebung ergibt. Die beiden von den Stützarmen zu dem oberen Auflageträger verlaufenden Diagonalverstrebungen unterteilen den oberen Auflageträger daher in insgesamt vier Abschnitte, wobei sich die Abschnitte vom linken Ende zum Angriffspunkt der linken Diagonalverstrebung, vom Angriffspunkt der linken Diagonalverstrebung zum Angriffspunkt des Stützabschnitts, vom Angriffspunkt des Stützabschnitts zum Angriffspunkt der rechten Diagonalverstrebung und vom Angriffspunkt der rechten Diagonalverstrebung zum rechten Ende erstreckt. Jeder dieser Abschnitte des oberen Auflageträgers ist etwa gleich lang und auf diese Weise kann vermieden werden, dass der obere Auflageträger über längere, frei schwebende Abschnitte verfügt, die knickgefährdet wären.
Dabei ist es insbesondere dann, wenn jeder seitliche Stützarm durch zwei nebeneinander verlaufende Stützarmstreben gebildet wird, bevorzugt, wenn jede Diagonalverstrebung durch zwei nebeneinander verlaufende Diagonalstreben gebildet wird. Mit dieser Ausgestaltung wird die Doppelprofilführung des Stützarms auf die Diagonalverstrebung übertragen und eine vereinfachte Anbindung als auch eine vereinfachte Herstellung durch Abkanten bzw. Zuschnitt von entsprechenden Blechzuschnitten ermöglicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Querträger sowohl in Ansicht in x-Achsenrichtung als auch in Ansicht in y-Achsenrichtung eine trapezförmige Kontur mit von unten nach oben schräg und symmetrisch verlaufenden Schenkeln aufweist. Insbesondere ist in x-Achsenrichtung eine nach oben sich verjüngende und in y-Achsenrichtung eine nach unten sich verjüngende Trapezform bevorzugt. Durch diese Ausgestaltung wird eine für die Gesamtsteifigkeit und -festigkeit relevanten Richtung verbesserte und materialsparende Tragwerksverlaufstruktur erzielt, die gegenüber den allseits einwirkenden Windkräften die bestmögliche Sicherheit gegen Knicken und Ausbeulen gewährleistet.
Weiterhin ist es bevorzugt, das erfindungsgemäße Photovoltaikgestell fortzubilden durch ein zwischen dem Standrohr und dem Querträger angeordnetes Drehlager, welches ausgebildet und angeordnet ist, um den Querträger gegenüber dem Standrohr um eine vertikale Achse zu drehen, und einen Aktuator zum Bewirken einer Relativdrehung zwischen Standrohr und Querträger um die vertikale Achse. Dieses Drehlager ermöglicht es, neben der Neigungswinkelnachführung auch eine Azimut-Nachführung zu erzielen. Durch die spezifische Anordnung des Drehlagers zwischen Querträger und Standrohr wird die verbesserte Steifigkeit des Querträgers in besonders günstiger Weise in die Gesamtstruktur einbezogen und es kann ein vergleichsweise gering dimensioniertes Drehlager eingesetzt werden, ohne dass hierdurch Festigkeits- oder Stabilitätseinbußen auftreten.
Schließlich ist es weiterhin bevorzugt, wenn der Aktuator zur Verschwenkung des Rahmengestells um die horizontale Achse ein Linearaktuator ist, der mit einem Befestigungspunkt am zentralen Stützabschnitt befestigt ist und mit einem anderen Befestigungspunkt am Rahmengestell befestigt ist. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine besonders günstige Absteifung der Neigungswinkelnachführung mit dem Aktuator, die unter geringem Materialeinsatz die erforderlichen Stabilitäten bereitstellt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Querträgers für ein Photovoltaikgestell, mit den Schritten: Bereitstellen eines Blechzuschnitts aus einer Blechplatte, Ausstanzen von mehreren dreieckigen und/oder trapezförmigen Ausnehmungen aus dem Blechzuschnitt, Abkanten des Blechzuschnitts solcherart, dass eine sich von unten nach oben in einer horizontalen Ansicht sich verjüngende Kontur und in einer hierzu senkrechten horizontalen Ansicht sich erweiternde Kontur ergibt, und Verbinden von zumindest zwei aufeinanderstoßenden Kanten des Blechzuschnitts, insbesondere durch Verschweißen.
Das Verfahren ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung eines Querträgers der erforderlichen mechanischen Kennwerte, die zur Aufnahme der statischen, dynamischen Lasten aus den Gewichten der zu tragenden Photovoltaikmodule und der weiteren auftretenden Windlasten und Schneelasten aufweist. Durch die Heranziehung von Blechzuschnitten ist eine besonders leichte und zugleich steife und belastbare Konstruktion erzielbar. Durch die Ausstanzung von Ausnehmungen kann eine Materialeinsparung zugleich günstige Tragwerkstruktur des Querträgers erzielt werden. Durch den Einsatz des Abkantens wird ein kostengünstiges Herstellungsverfahren eingesetzt, mit dem in besonders kostengünstiger Weise steife Profileigenschaften erzielt werden.
Das Verfahren kann insbesondere fortgebildet werden, indem durch das Abkanten zwei sich von unten nach seitlich oben erstreckende Stützarme gebildet werden, die jeweils zwei nebeneinander verlaufende, als Hohlprofil ausgebildete Stützstreben umfassen. Durch diese Fortbildung wird eine besonders steife Struktur in einem hochbelasteten Bereich des Querträgers erzielt, die insgesamt die Belastbarkeit des Querträgers signifikant erhöht, ohne hierdurch zusätzlichen Materialaufwand zu erfordern.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: Eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Photovoltaikgestells,
2: Eine Frontalansicht des Photovoltaikgestells nach 1,
3: Eine Seitenansicht des Photovoltaikgestells gemäß 1 in einer anderen Neigungswinkel-Nachführausrichtung,
4: Eine Detailansicht des Querträgers mit angesetzter Aktuatoreinheit zur Neigungsverstellung,
5: Eine Explosionsdarstellung der abgewinkelten Blechzuschnitte, die zur Herstellung des Querträgers erforderlich sind, und
6: Eine Zusammenstellungszeichnung der Blechzuschnitte für einen Querträger.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 umfasst das erfindungsgemäße Photovoltaikgestell ein Standrohr 10, welches an seinem unteren Ende 11 mittels mehrerer dreieckiger Verstärkungsplatten versteift ist und eine Bodenplatte 12 aufweist, die zur Befestigung auf einem Fundament eine Mehrzahl von Bohrungen (nicht dargestellt) aufweist.
Das Standrohr 10 erstreckt sich in vertikaler Richtung von der Bodenplatte 12 und weist an seinem oberen Ende 13 eine Lagereinheit 20 auf, die um eine vertikale Achse 1 eine Drehbarkeit bereitstellt. Seitlich angesetzt an die Lagereinheit 20 ist ein Elektromotor 30, der als Aktuator für die Drehbewegung um die vertikale Achse 1 zur Azimutnachführung dient.
Oberhalb der Lagereinheit 20 ist ein Querträger 40 befestigt. Der Querträger 40 ist mittels der Lagereinheit 20 gegenüber dem Standrohr 10 um die vertikale Achse 1 drehbar gelagert und auf dem Standrohr abgestützt.
Der Querträger 40 umfasst grundsätzlich eine untere Grundplatte 41, die mittels eines zentralen Stützabschnitts 42 und zwei seitlichen Stützarmen 43a, b mit einem oberen Auflageträger 44 verbunden ist.
Der obere Auflageträger 44 erstreckt sich in einer horizontalen X-Achsenrichtung 2 in beiden Richtungen weiter als die Grundplatte 41, wie aus 2 ersichtlich. In der hierzu senkrechten horizontalen Y-Richtung 3 erstreckt sich der obere Auflageträger weniger weit als die Grundplatte, wie aus 1 zu ersehen.
Wie aus 2 zu erkennen, verlaufen die seitlichen Stützarme 43a, 43b hierdurch in der Ansicht der durch die Horizontalachse 2 aufgespannten Ebene von unten nach schräg oben außen und in der Ansicht gemäß 1 in der durch die Horizontalachse 3 aufgespannten Ebene von außen nach schräg oben innen.
Jeder seitliche Stützarm 43a, b wird durch zwei seitliche Stützarmstreben 43a, 43a' und 43b, 43' gebildet, wie aus 1 ersichtlich.
Der zentrale Stützabschnitt wird auf einer Seite durch zwei Stützabschnittstreben 42a, b und auf der anderen Seite durch eine Stützabschnittsstrebe 42c gebildet, so dass sich insgesamt drei Stützabschnittstreben 42a–c ergeben.
Der obere Auflageträger ist auf seiner Oberseite über drei Schwenkgelenke 51–53 mit einem Rahmengestell 60 verbunden. Die Schwenkgelenke 51–53 definieren eine horizontale Schwenkachse, die in Richtung der horizontalen X-Achse 2 liegt.
Auf dem Rahmengestell 60 sind mehrere Photovoltaikmodule 70 angeordnet, die fest mit dem Rahmengestell 60 verbunden sind.
Eine Linearaktuatoreinheit 80 ist über einen Balken 81 an dem Querträger 40 befestigt und gelenkig an dem außenliegenden Ende des Querträgers 81 gelagert. Die Linearaktuatoreinheit 80 ist mit ihrem anderen Ende an einem Gelenk anlenkpunkt 82 mit dem Rahmengestell 60 gekoppelt. Durch Aus- und Einfahren des Linearaktuators 80 kann das Rahmengestell 60 mit den darauf montierten Photovoltaikmodulen 70 um die horizontale X-Achse 2 verschwenkt werden und hierdurch die Neigungswinkelausrichtung der Photovoltaikmodule 70 durchgeführt werden.
3 zeigt das Photovoltaikgestell in einer durch Betätigung des Linearaktuators 80 verschwenkten Stellung. Wie ersichtlich, ist das Rahmengestell 60 gegenüber dem Querträger 40 um die durch die Schwenkgelenke 51–53 definierte Schwenkachse um ca. 70° in der Neigung verschwenkt, um hierdurch eine ideale Nachführung der Photovoltaikmodule zur Sonne zu erzielen. Unabhängig von dieser Verschwenkung um die erste Achse kann das Rahmengestell 60 durch Drehen des Querträgers 40 gegenüber dem Standrohr 10 um die vertikale Achse 1 mittels des Drehlagers 20 und des daran angesetzten Aktuators 30 dem Sonnenstand auch in der horizontalen Ebene folgen.
4 zeigt den Querträger mit daran angeflanschtem Linearaktuator 80 in größerem Detail und lässt den insgesamt trapezförmigen Aufbau in jeglicher Achsenbetrachtung erkennen. Der obere Auflageträger 44 ist schmaler als die Grundplatte 41, allerdings länger als diese Grundplatte und die Streben 43a, a' bzw. 43b, b' laufen aus einer breiten Anordnung zueinander an der Grundplatte nach außen oben aufeinander zu, so dass sich eine insgesamt verjüngende Stützarmstruktur von unten nach oben außen ergibt.
Der Stützarm 81 ist durch eine Fachwerkstruktur aus mehreren Rohrelementen gebildet.
5 zeigt den Querträger in einer Ansicht von schräg unten als Explosionsdarstellung der gestanzten und abgewinkelten Blechteile vor deren Verschweißung. Wie ersichtlich, werden für die Herstellung des Querträgers insgesamt vier Blechteile benötigt.
Für die Herstellung der Grundplatte 41 wird eine quadratische Platte 100 benötigt, die in ihrer Stärke etwas größer dimensioniert ist als die übrigen Blechteile. Die quadratische Platte 100 weist einen kreisförmigen Ausschnitt auf, um den herum eine Vielzahl von Bohrungen angebracht sind, um eine Flanschverbindung zum Drehlager 20 herstellen zu können.
Die Grundplatte 100 wird mit zwei identischen Mittelelementen 110, 120 verschweißt und verbindet hierdurch diese Mittelelemente 110, 120 miteinander. Die Mittelelemente 110, 120 bilden untere Querstege 111, 112 bzw. 121, 122 der seitlichen Stützarmstreben sowie innen liegende Stützabschnittstege 113, 123 des zentralen Stützabschnitts.
Der obere und zur Vorder- und Rückseite herabreichende Teil des Querträgers wird durch einen zweifach abgewinkelten Blechzuschnitt 140 gebildet, der etwa nach Art eines U-Profils gebildet ist, dessen Schenkel allerdings nicht vollständig um jeweils 90° abgewinkelt ist, sondern um einen geringfügig kleineren Winkel und zudem in der Tiefe des U-Profils von innen nach außen abnimmt.
An dem zweifach abgewinkelten Blechabschnitt 140 sind einerseits Stegabschnitte 141, 142 bzw. 143, 144 ausgebildet, die einen Teil der seitlichen Stützarme ausbilden und andererseits Stegabschnitte 145–147, welche einen Teil des zentralen Stützabschnitts ausbilden. Der zentrale Stützabschnitt ist nicht vollkommen symmetrisch ausgebildet, sondern auf einer Seite durch einen einzigen, breiten Stegabschnitt 145 gebildet, auf der diesem gegenüberliegenden Seite aber durch zwei schmale Stegabschnitte 146, 147 gebildet. Der breite Stegabschnitt 145 dient dazu, den Trägerarm 81 aufzunehmen, an dem der Aktuator zur Azumitverstellung befestigt ist.
Weiterhin sind am zweifach abgekanteten Blechabschnitt 140 Streben 150–153 ausgebildet, welche Diagonalstreben des Querträgers ausbilden.
Schließlich bildet die Basis des aus dem zweifach abgekanteten Blechzuschnitt 140 gebildeten U-Profils die obere Auflagefläche 160 des oberen Auflageträgers, auf welcher die Schwenkgelenke 51–53 befestigt werden können.
6 zeigt eine Zusammenbauzeichnung der in 5 explosionsartig dargestellten Bauelemente zur Herstellung des Querträgers.

Claims

Freistehendes Photovoltaikgestell, umfassend: – genau ein Standrohr (10), das an seinem unteren Ende (11) untere Anschlussmittel (12) zur Befestigung auf einem Fundament aufweist und sich von diesem unteren Ende vertikal erstreckt – einen mit dem oberen Ende (13) des Standrohrs (10) verbundenen Querträger (40), der sich vom Standrohr aus beiderseits in horizontaler Richtung erstreckt, – ein oberhalb des Querträgers angeordnetes Rahmengestell (60) zur Aufnahme von zumindest einem, vorzugsweise mehreren Photovoltaikmodulen, – zumindest ein, vorzugsweise mehrere Schwenklager (51–53) zur Verschwenkung des Rahmengestells um eine horizontale Achse relativ zum Standrohr, – einen Aktuator (80) zum Bewirken einer Relativverschwenkung zwischen Standrohr und Rahmengestell um die horizontale Achse, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (40) ein aus Blechabschnitten zusammengesetztes Hohlprofil ist, umfassend: – eine untere Grundplatte (41), die mit Anschlussmitteln zur Befestigung auf dem Standrohr versehen ist, – einen oberen Auflageträger (44), der als Blechhohlprofil ausgebildet ist und sich entlang einer ersten horizontalen x-Achse (2) in beiden Richtungen weiter erstreckt als die Grundplatte (41), vorzugsweise zumindest dreimal weiter in jeweils beiden Richtungen, und der sich entlang einer senkrecht zur ersten horizontalen x-Achse (2) liegenden zweiten horizontalen y-Achse (3) in beiden Richtungen weniger weit erstreckt als die Grundplatte (41), wobei der obere Auflageträger jeweils zwei obere kurze Außenkanten, die sich in x-Achsenrichtung (44) gegenüberliegen, und zwei obere lange Außenkanten, die sich in y-Richtung gegenüberliegen, aufweist, – einen zentralen Stützabschnitt (42a–c), der sich von der Grundplatte (41) in senkrechter Richtung zum oberen Auflageträger (44) erstreckt und der zumindest zwei Stege umfasst, die in Bezug auf die erste horizontale Achse (2) spiegelsymmetrisch angeordnet sind und sich jeweils von der Außenkante der Grundplatte (41) nach schräg innen oben zu der langen oberen Außenkante des oberen Auflageträgers (44) erstrecken, – zwei seitliche Stützarme (43a, b), die als Blechhohlprofil ausgebildet sind und sich von der Grundplatte (41) in Richtung zur oberen Auflageplatte (44) erstrecken und die in Bezug auf die zweite horizontale Achse (3) spiegelsymmetrisch angeordnet sind und sich jeweils von der Außenkante der Grundplatte (41) nach schräg außen oben zu der kurzen oberen Außenkante des oberen Auflageträgers (44) erstrecken.
Photovoltaikgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder seitliche Stützarm durch zwei nebeneinander verlaufende Stützarmstreben (43a, a', a, b') gebildet wird, die als Blechhohlprofile ausgebildet sind.
Photovoltaikgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Stützabschnitt auf zumindest einer Seite durch zwei oder mehr nebeneinander verlaufende Stützabschnittsstreben (42a, b) gebildet wird, die als Blechhohlprofile ausgebildet sind.
Photovoltaikgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder seitliche Stützarm durch eine Diagonalverstrebung (46a, b) mit dem oberen Auflageträger verbunden ist, die sich von außen unten in schrägem Verlauf nach oben innen erstreckt.
Photovoltaikgestell nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Diagonalverstrebung durch zwei nebeneinander verlaufende Diagonalstreben gebildet wird.
Photovoltaikgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (40) sowohl in Ansicht in x-Achsenrichtung als auch in Ansicht in y-Achsenrichtung eine trapezförmige Kontur mit von unten nach oben schräg und symmetrisch verlaufenden Schenkeln aufweist.
Photovoltaikgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – ein zwischen dem Standrohr und dem Querträger angeordnetes Drehlager, welches ausgebildet und angeordnet ist, um den Querträger gegenüber dem Standrohr um eine vertikale Achse zu drehen, und – einen Aktuator zum Bewirken einer Relativdrehung zwischen Standrohr und Querträger um die vertikale Achse.
Photovoltaikgestell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator zur Verschwenkung des Rahmengestells um die horizontale Achse ein Linearaktuator ist, der mit einem Befestigungspunkt am zentralen Stützabschnitt befestigt ist und mit einem anderen Befestigungspunkt am Rahmengestell befestigt ist.