DE202008007838U1

DE202008007838U1 - Schräganordnung von PV-Modulen auf Trapezblechdächern

Info

Publication number: DE202008007838U1
Application number: DE202008007838U
Authority: DE
Original assignee: Leichtmetallbau Schletter GmbH
Current assignee: Schletter GmbH
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-06-13

Abstract

Schräganordnung eines Photovoltaik-Moduls auf einem Trapezblechdach, umfassend vordere und hintere Halter (10, 11), die an Rippen (2) eines Trapezblechs (1) befestigt sind, und ein vorderes und ein hinteres Tragprofil (6, 7), die parallel beabstandet ein Photovoltaik-Modul (4) in einem Winkel α gegenüber dem Trapezblech (1) tragen, und mindestens eine Abstützung (12), die auf Montageflanschen (23) der hinteren Halter (11) montiert ist und das hintere Tragprofil (7) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Tragprofil (6) an Montageflanschen (22) der vorderen Halter (10) montiert ist, wobei die Montageflansche (22) der vorderen Halter (10) im Winkel α oder im Winkel α + 90 Grad gegenüber dem Trapezblech (1) angestellt sind, und dass entweder die Montageflansche (23) der hinteren Halter (11) im Winkel α oder im Winkel α ± 90 Grad gegenüber dem Trapezblech (1) angestellt sind und die Abstützung (12) einen Parallelversatz bietet, oder die Montageflansche (23) der hinteren Halter (11) parallel oder...

Description

Die Erfindung betrifft eine Schräganordnung von Photovoltaik-Modulen auf Trapezblechdächern.
Bei flachen Trapezblechdächern unter 10 Grad Neigung ist eine dachparallele Montage von PV-Modulen wegen zu geringer Erträge und wegen ungenügender Selbstreinigung nur bedingt geeignet. Herkömmliche Aufständerungen, die eine ertragsoptimierte Neigung mit beispielsweise 30 Grad bieten, sind jedoch aufgrund ihrer Komplexität in vielen Fällen nicht mehr wirtschaftlich.
In beiden Fällen ist es bekannt, zwei Tragprofile anzuordnen, auf denen das PV-Modul montiert ist, und als Halter sogenannte Trapezblechschellen zu verwenden, die auf den Rippen des Trapezblechs befestigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schräganordnung von PV-Modulen auf Trapezblechdächern zu schaffen, die mit wenigen einfachen Komponenten herstellungs- und montagegerecht zu realisieren ist und das PV-Modul dennoch statisch optimiert trägt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt der Schräganordnung gemäß Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Schräganordnung bietet geometrisch bedingt lediglich ein vergleichsweise geringes Plus an Neigung, vorzugsweise zwischen 5 und 8 Grad. Da die Schräganordnung jedoch überwiegend mit einfachen Standardkomponenten sowie mit nur wenigen, einfach herstellbaren Sonderbauteilen realisiert werden kann, ist der Herstellungs- und Montageaufwand gegenüber dachparallelen Lösungen einerseits rentabel und andererseits deutlich kostengünstiger als herkömmliche Aufständerungen. Die erfindungsgemäße Schräganordnung füllt daher eine bislang ungenutzte Lücke zwischen dachparalleler Montage und herkömmlichen Aufständerungen.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert: Es zeigt:
1 eine Perspektivansicht einer Schräganordnung eines PV-Moduls auf einem Trapezblechdach,
2 eine Schnittansicht gemäß 1,
3 einen Detailschnitt vorne gemäß 1,
4 einen Detailschnitt hinten gemäß 2,
5 die vordere Trapezblechschelle gemäß 1 separat,
6 die hintere Trapezblechschelle gemäß 1 separat.
1 und 2 zeigen eine Schräganordnung, die auf einem Trapezblech 1 eines nicht näher dargestellten Trapezblechdaches installiert ist. Das Trapezblech 1 weist wie üblich mehrere parallel beabstandete Rippen 2 mit trapezförmigem Querschnitt auf und ist zum Abfließen von Regenwasser in der Zeichnung nicht näher dargestellt beispielsweise um 4 Grad geneigt.
Die Schräganordnung trägt ein PV-Modul 4, das von einem Rahmen 5 eingefasst ist. Das PV-Modul 4 ist auf zwei parallel beabstandeten und quer zu den Rippen 2 verlaufenden Tragprofilen 6 und 7 befestigt. Dazu sind vier Klemmen 8 vorgesehen, welche den Rahmen 5 des PV-Moduls 4 gegen die Oberseiten der Tragprofile 6 und 7 spannen. Außerdem ist zu erkennen, dass die Tragprofile 6 und 7 den Rahmen 5 nicht außen, sondern aus statischen Gründen an Auflagestellen mit minimaler Durchbiegung tragen, die um rund ein Fünftel der Rahmenlänge nach innen versetzt sind. Des Weiteren ist das Tragprofil 7 höher angeordnet als das Tragprofil 6, wobei die Oberseiten der Tragprofile 6 und 7 eine gemeinsame schräge Auflageebene zum Tragen des PV-Moduls 4 bilden. Die Auflageebene ist gegenüber dem Trapezblech 1 um einen Winkel α von 7 Grad geneigt.
Aus Gründen der Klarheit wird im Folgenden die tiefere Seite des PV-Moduls 4 als die vordere bezeichnet, so dass infolge das Tragprofil 6 das vordere und das Tragprofil 7 das hintere ist. Die Schräganordnung umfasst außerdem zwei vordere Trapezblechschellen 10 und zwei hintere Trapezblechschellen 11, wobei jeweils eine vordere und eine hintere Trapezblechschelle 10 und 11 paarweise auf ein und derselben Rippe 2 beabstandet befestigt sind. Zu erkennen ist außerdem, dass das hintere Tragprofil 7 über zwei Z-förmige Abstützungen 12 auf den beiden hinteren Trapezschellen 11 abgestützt ist.
Im Weiteren wird jeweils nur auf die Schnittansichten eingegangen. Dabei versteht sich von selbst, dass sich gemäß 1 die entsprechenden Bauteile entlang der Tragprofile 6 und 7 wiederholen. Es ist jedoch denkbar, die Abstützungen 12 durch eine durchgehende Abstützung zu ersetzen. Eine derartige Abstützung kann einstückig ausgeführt sein und zudem als Windschutz wirken.
Wie nachfolgend in 3 und 4 im Detail näher ersichtlich ist, sitzt das vordere Tragprofil 6 unmittelbar auf der vorderen Trapezblechschelle 10 auf, wohingegen das hintere Tragprofil 7 über eine Z-förmige Abstützung 12 auf der hinteren Trapezblechschelle 11 angeordnet ist. Unter Berücksichtigung der zuvor genannten Auflagestellen mit minimaler Durchbiegung sind größere Werte für den Winkel α von erheblich mehr als 7 Grad kaum möglich, da andernfalls entweder die Vorderkante des Rahmens 5 an den Rippen 2 aufliegen würde oder zwischen der vorderen Trapezblechschelle 10 und dem vorderen Tragprofil 6 ebenfalls eine Abstützung erforderlich wäre. Daher sind für den Winkel α Werte zwischen 5 und 8 Grad bevorzugt.
Aus 3 und 4 ist die Schräganordnung an der vorderen Trapezblechschelle 10 und an der hinteren Trapezblechschelle 11 im Detail erkennbar. Die Tragprofile 6 und 7 weisen denselben Querschnitt auf, der in seiner Grundform rechteckig bzw. annähernd quadratisch ist. Wesentlich für die besondere Geometrie der Schräganordnung ist dabei, dass die Oberseiten und die Unterseiten der Tragprofile 6 und 7 jeweils parallel zueinander sind. In 3 und 4 ist außerdem gut zu erkennen, wie der Rahmen 5 mittels der Klemmen 8 auf den Oberseiten der Tragprofile 6 und 7 festgespannt ist. Dazu sind Schraubverbindungen vorgesehen, die jeweils durch eine Bohrung in der Klemme 8 führen und an einer Nutmutter enden, die in einer hinterschnittenen Nut in der Oberseite der Tragprofile 6 und 7 eingesetzt ist.
Aus 3 in Kombination mit 5 ist weiter ersichtlich, dass die vordere Trapezblechschelle 10 einen planen Montageflansch 22 aufweist, der gegenüber der Oberseite der Rippe 2 in demselben Winkel α geneigt bzw. angestellt ist, wie die Auflageebene für das PV-Modul 4. Auf diesem Montageflansch 22 sitzt das vordere Tragprofil 6 mit seiner Unterseite direkt auf, so dass seine Oberseite infolge des rechteckigen Querschnitts ebenfalls im gewünschten Winkel α geneigt ist. Weiter ist ersichtlich, dass das Tragprofil 6 über zwei Schraubverbindungen 15 auf dem Montageflansch 22 befestigt ist. Die Schraubverbindungen 15 führen hierbei durch zwei in 5 ersichtliche Langlöcher 27 im Montageflansch 22 und enden in einer hinterschnittenen Nut 17, die in der Unterseite des Tragprofils 6 integriert ist.
Aus 4 in Kombination mit 6 ist erkennbar, dass die hintere Trapezblechschelle 11 wie aus dem Stand der Technik bekannt einen planen Montageflansch 23 aufweist, der dachparallel bzw. parallel zu der Oberseite der Rippe 2 ist. Auf dem Montageflansch 23 ist die Z-förmige Abstützung 12 über einfache Schraubverbindungen 16 montiert, die durch Langlöcher 27 im Montageflansch 23 sowie durch nicht näher dargestellte Bohrungen im Fußschenkel 19 der Z-förmigen Abstützung 12 führen. Wesentlich an der Z-förmigen Abstützung 12 ist, dass deren Kopfschenkel 18 gegenüber deren Fußschenkel in dem selben Winkel α geneigt bzw. angestellt ist wie die Auflageebene für das PV-Modul 4. Auf dem angestellten Kopfschenkel 18 ist das hintere Tragprofil 7 über eine Schraubverbindung 17 angeordnet, so dass auch die Oberseite des hinteren Tragprofils 7 im gewünschten Winkel α geneigt ist. Die Höhe bzw. Länge der Abstützung 12 ergibt sich rechnerisch im Wesentlichen aus dem Winkel α und dem Abstand der Tragprofile 6 und 7 bzw. dem Abstand der Trapezblechschellen 10 und 11.
Zur Verdeutlichung zeigen 5 und 6 die Trapezblechschellen 10 und 11 separat. Beide Trapezblechschellen 10 und 11 sind einstückig als einfache Blechumformteile hergestellt und weisen jeweils einen vorderen und einen hinteren Abschnitt auf, der als trapezförmige Schelle 20 bzw. 21 geformt ist. Dazwischen ist je ein mittlerer Abschnitt vorgesehen, der als planer Montageflansch 22 bzw. 23 erkennbar ist. Die Schellen 20 und 21 sind nach unten offen und weisen eine trapezförmige Kontur auf, die mit der Außenkontur der Rippe 2 in geeigneter Weise zusammenpasst. Dadurch können die Trapezblechschellen 10 und 11 auf die Trapezrippen 2 aufgestülpt werden und vorzugsweise nur an den seitlichen Wangen der Rippe 2 aufliegen. Zur Befestigung der Trapezblechschellen 10 und 11 ist in den seitlichen Wangen der Schellen 20 und 21 jeweils ein Rundloch 25 vorgesehen, durch das jeweils eine Schraube in die Rippe 2 eingedreht werden kann.
Der Unterschied zwischen den beiden Trapezblechschellen 10 und 11 besteht darin, dass der Montageflansch 23 der hinteren Trapezblechschelle 11 gemäß 6 dachparallel bzw. parallel zum Trapezblech 1 ausgeführt ist, wohingegen der Montageflansch 22 der vorderen Trapezblechschelle 10 gemäß 5 in besonderer Weise im Winkel α gegenüber dem Trapezblech 1 geneigt bzw. nach vorne angestellt ist. So ist erkennbar, dass der Montageflansch 23 der hinteren Trapezblechschelle 11 in einer Ebene mit den oberen Seiten der Schellen 20 und 21 verläuft. Dagegen steigt der Montageflansch 22 der vorderen Trapezblechschelle 10 ausgehend von der oberen Seite der vorderen Schelle 20 im Winkel α an und ist an seiner höheren Kante weiter über ein abfallendes Ausgleichsstück 26 mit der oberen Seite der hinteren Schelle 21 verbunden. Das abfallende Ausgleichsstück 26 ist dabei stärker geneigt und entsprechend kürzer als der Montageflansch 22, was insbesondere aus 3 ersichtlich ist.
Beiden Montageflanschen 22 und 23 ist wieder gemein, dass diese die bereits zuvor erwähnten Langlöcher 27 aufweisen, die parallel zur Rippe 2 gerichtet sind und für die Schraubverbindungen 15 bzw. 16 zum Tragprofil 6 bzw. zur Abstützung 12 vorgesehen sind. Dazu sind die Montageflansche 22 und 23 deutlich breiter als die Decken der Rippen 2 ausgeführt und die Langlöcher 27 seitlich der Rippe 2 vorgesehen, so dass ausreichend Raum für die Schraubverbindungen 15 bzw. 16 und deren Montage vorhanden ist.
In einer nicht näher dargestellten alternativen Ausführungsform ist es denkbar, den Montageflansch an einer Trapezblechschelle nicht im Winkel α, sondern um α + 90 Grad anzustellen. Der Montageflansch steht in diesem Fall entsprechend steil von dem Befestigungsanker ab, so dass ein rechteckiges Tragprofil dort seitlich angebracht werden kann. Auch der Kopfschenkel der Abstützung ist in einer alternativen Ausführungsform um 90 Grad geschwenkt vorstellbar. Außerdem ist es möglich, auch den Montageflansch der hinteren Trapezblechschelle im Winkel α anzustellen, so dass eine Abstützung lediglich als Parallelversatz zu wirken braucht. Insbesondere in diesem Fall kann eine Abstützung auch einen L- oder U-förmigen oder auch einen anderen geeigneten Querschnitt aufweisen.

Claims

Schräganordnung eines Photovoltaik-Moduls auf einem Trapezblechdach, umfassend vordere und hintere Halter (10, 11), die an Rippen (2) eines Trapezblechs (1) befestigt sind, und ein vorderes und ein hinteres Tragprofil (6, 7), die parallel beabstandet ein Photovoltaik-Modul (4) in einem Winkel α gegenüber dem Trapezblech (1) tragen, und mindestens eine Abstützung (12), die auf Montageflanschen (23) der hinteren Halter (11) montiert ist und das hintere Tragprofil (7) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Tragprofil (6) an Montageflanschen (22) der vorderen Halter (10) montiert ist, wobei die Montageflansche (22) der vorderen Halter (10) im Winkel α oder im Winkel α + 90 Grad gegenüber dem Trapezblech (1) angestellt sind, und dass entweder die Montageflansche (23) der hinteren Halter (11) im Winkel α oder im Winkel α ± 90 Grad gegenüber dem Trapezblech (1) angestellt sind und die Abstützung (12) einen Parallelversatz bietet, oder die Montageflansche (23) der hinteren Halter (11) parallel oder senkrecht zu dem Trapezblech (1) sind und die Abstützung (12) für das hintere Tragprofil (7) eine Winkelanstellung von α oder α ± 90 Grad bietet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α zwischen 3° und 13° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α zwischen 5° und 8° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragprofile (6, 7) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Halter (10) und/oder die hinteren Halter je zwei trapezförmigen Schellen (20, 21) aufweisen, zwischen denen ein im Winkel α oder α ± 90 Grad angestellter Montageflansch (23) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorderer Tragprofil (6) unmittelbar auf den Montageflanschen (22) der vorderen Halter (10) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (12) einen oberen Befestigungsabschnitt (18) und einen unteren Befestigungsabschnitt (19) aufweist, die zueinander im Winkel α oder α ± 90 Grad angestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Abstützung oder je hinterem Halter (11) genau ein Abstützung (12) vorgesehen ist.
Vorderer Halter für eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Abstützung für eine Anordnung nach Anspruch 7.