DE202009016269U1 - Support element for fixing solar modules - Google Patents
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Abstract
Tragelement (1) zur Fixierung von Solarmodulen (7), insbesondere Photovoltaikmodulen, an ortsfesten Bauwerken, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (1) ein insbesondere ebenes, eine Auflagefläche (2) zur Auflage auf der Dachfläche (6) bildendes Mittelteil (3) aufweist, wobei sich an die Auflagefläche (2) endseitig jeweils eine Abwinkelung (4, 5) anschließt.Support element (1) for fixing solar modules (7), in particular photovoltaic modules, to stationary structures, characterized in that the support element (1) has a particularly flat, a support surface (2) for resting on the roof surface (6) forming central part (3) has, in each case an angled portion (4, 5) adjoins the support surface (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Tragelement zur Fixierung von Solarmodulen, insbesondere Photovoltaikmodulen, und Schienensystemen an ortsfesten Bauwerken.The Invention relates to a support element for fixing solar modules, in particular photovoltaic modules, and rail systems on fixed structures.
Solche Tragelemente werden sowohl für die nachträgliche Anbringung solcher Solarmodule als auch bei Neubauten eingesetzt, um eine schnelle und zuverlässige Fixierung zu ermöglichen. Von großer Bedeutung ist dabei neben der dauerhaft belastbaren Anordnung auch die Winkelstellung der Solarmodule gegenüber der Horizontalen, um so einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen, wobei zur Ausnutzung einer verfügbaren Dachfläche auch von der optimalen Winkelstellung abgewichen werden kann.Such Support elements are used both for the subsequent Attachment of such solar modules as used in new buildings, for a fast and reliable To allow fixation. Of great Significance is besides the permanently loadable arrangement also the angular position of the solar modules with respect to the horizontal, so to achieve optimum efficiency, wherein the use of a available roof can also be deviated from the optimal angular position.
Unter dem Begriff des Solarmoduls sollen erfindungsgemäß sowohl Solarzellen oder photovoltaische Zellen als auch elektrische Bauelemente, welche kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel das Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandeln, sowie Sonnenkollektoren, insbesondere Flachkollektoren, als Bestandteil einer thermischen Solaranlage mit einem Absorber zur Absorption der einfallenden Sonnenstrahlung und ihrer Umwandlung in Wärme verstanden werden.Under The term solar module according to the invention, both solar cells or photovoltaic Cells as well as electrical components which generate short-wave radiant energy, usually the sunlight, convert directly into electrical energy, and solar panels, in particular flat plate collectors, as an integral part a thermal solar system with an absorber for absorption understood the incident solar radiation and its conversion into heat become.
Demgegenüber wird eine in die Dachfläche des Bauwerks eingelassene Anordnung der Solarmodule, bei der die Solarmodule nach der Entfernung der ursprünglichen Dacheindeckung die Funktion des Dachs übernehmen, in der Praxis bereits aus rein steuerrechtlichen Gründen zumeist verworfen, weil diese Bauweise zugleich die Funktion eines Gebäudebestandteils als nicht bewegliches Wirtschaftgut erfüllt. Vielmehr ersetzt also das Tragelement mit den daran befestigten Solarmodulen nicht die Dachfläche, sondern dient der Anordnung der Solarmodule in einer darüberliegenden, insbesondere gegenüber der Dachebene geneigten Ebene unter Einhaltung eines Abstands der zu fixierenden Solarmodule gegenüber der Dachfläche.In contrast, will one in the roof area of the Built-in arrangement of the solar modules, in which the solar modules after the removal of the original Roofing the function of the roof take over, in practice already purely for tax reasons Mostly discarded, because this construction at the same time the function of a Building component fulfilled as immovable economic good. Rather, it replaces the support element with the attached solar modules not the Roof area, but serves the arrangement of the solar modules in an overlying, especially opposite the roof level inclined plane while maintaining a distance of the opposite to fixing solar modules the roof area.
Prinzipiell werden die Solarmodule zur Fixierung mittels einer Systemschiene mit dem Tragelement verbunden, wobei die Systemschiene eine stufenlose Verschiebbarkeit in ihrer Längsrichtung gestattet und somit eine von der Fixierungsstelle des Tragelements an der Dachfläche unabhängige Positionierung gestattet.in principle The solar modules are fixed by means of a system rail connected to the support element, wherein the system rail has a stepless Displaceability in its longitudinal direction allows and thus one of the fixation point of the support element on the roof surface independent Positioning allowed.
Aus dem Stand der Technik sind auch bereits Tragelemente bekannt, deren drei Seiten zu einem geschlossenen Dreieck verbunden sind. Jede Seite wird dabei durch ein Winkelprofil gebildet, dessen flache Außenseite der langen Seite als Auflagefläche für das Solarmodul bzw. die Systemschiene dient. Die nach innen weisende Seite jedes Profils ist im Endbereich mit Durchgangslöchern ausgestattet, um eine einfache Montage mittels Schrauben zu ermöglichen.Out The prior art are already known supporting elements whose three sides are connected to a closed triangle. each Side is formed by an angle profile, the flat outside the long side as a support surface for the solar module or the system rail is used. The inward facing side of each Profils is equipped in the end with through holes to a easy to mount by means of screws.
Als problematisch erweist sich dabei in der Praxis die zuverlässige und stabile Fixierung eines solchen Tragelements auf der Dachfläche. Hierzu werden beispielsweise quaderförmige Betonelemente verwendet, die als Auflagefläche dienen und mit dem Tragelement verschraubt sind, wobei die so erzielbare Standfestigkeit maßgeblich durch das Eigengewicht der Betonelemente bestimmt wird. Insbesondere liegen also die Betonelemente lediglich auf der Dachfläche auf, sodass die Positionierung vergleichsweise einfach ist.When problematic proves to be the reliable and in practice stable fixation of such a support element on the roof surface. To do this for example, cuboid Concrete elements used, which serve as a support surface and with the support element are bolted, the achievable stability relevant determined by the weight of the concrete elements. Especially So the concrete elements are only on the roof surface, so positioning is comparatively easy.
Es ist offensichtlich, dass eine solche Anordnung der Tragelemente grundsätzlich nur für horizontale oder schwach geneigte Dachflächen geeignet ist, deren zulässige Belastbarkeit die Auswahl der Betonelemente beschränkt. Zudem führen windabhängige Belastungen zu Lastwechseln mit Spannungsspitzen, insbesondere zwischen einem Außenrand der Betonelemente und der Dachfläche, sodass langfristige Schäden an der Dachfläche auftreten.It it is obvious that such an arrangement of the support elements in principle only for horizontal or slightly inclined roof surfaces is suitable, their allowable load capacity limited the choice of concrete elements. In addition, wind-dependent loads lead to load changes with voltage spikes, in particular between one outer edge the concrete elements and the roof surface, so long-term damage on the roof surface occur.
Als eine alternative Befestigungsmöglichkeit sind wannenförmige Formkörper bekannt, deren Wandfläche an ihren Oberkanten zugleich der Fixierung von Systemschienen oder der Solarmodule dient. Auch hierbei hängt die Standfestigkeit von der Befüllung des Formkörpers und dem so erreichten Eigengewicht ab, sodass die Einsatzmöglichkeiten prinzipiell begrenzt sind. Weiterhin sind mit derartigen Formkörpern hohe Anschaffungskosten verbunden und sie sind zudem lediglich in Standardabmessungen verfügbar, sodass die Flächenausnutzung der Dachfläche oftmals nicht optimal ist.When an alternative mounting option well-shaped moldings known, whose wall surface at its upper edges at the same time the fixation of system rails or the solar modules is used. Again, the stability depends on the filling of the molding and the self-weight thus achieved, so that the application possibilities in principle are limited. Furthermore, with such moldings high Purchase costs associated and they are also only in standard dimensions available, so that the area utilization of the roof often not optimal.
Bei einer anderen Möglichkeit werden die zur Fixierung der Systemschienen verwendeten Träger mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen befestigt, die hierzu unmittelbar in die Dachfläche hineingetrieben werden. Erfahrungsgemäß kann diese Durchdringung der Dachfläche zu Problemen hinsichtlich einer dauerhaften Abdichtung führen. Insbesondere wirken sich auch hier die lastwechselbedingten Spannungsspitzen nachteilig auf die Dauerhaltbarkeit und vor allem die dauerhafte Abdichtung aus.at another possibility be used for fixing the system rails carrier by means of attached to a variety of screw connections, this directly in the roof area be driven into it. Experience has shown this penetration the roof area lead to problems with a permanent seal. Especially Here, too, the load-induced voltage spikes have an effect detrimental to the durability and especially the permanent Seal off.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragelement zu schaffen, welches eine zuverlässige und einfache Fixierung an der Dachfläche gestattet, ohne diese zu beschädigen. Insbesondere sollen dabei zusätzliche Belastungen der Dachfläche durch die Gewichtskraft eines Betonsockels vermieden werden.Of the Invention has for its object to provide a support element, which is a reliable one and allows easy fixation on the roof surface without them too to damage. In particular, it should be additional Loads on the roof surface the weight of a concrete base can be avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Tragelement gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with a support element according to the features of the claim 1 solved. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.
Erfindungsgemäß weist also das Tragelement ein insbesondere ebenes, eine Auflagefläche zur Auflage auf der Dachfläche bildendes Mittelteil auf, wobei sich an die Auflagefläche endseitig jeweils eine Abwinkelung anschließt. Hierdurch wird es erstmals möglich, das Tragelement mit seinem Mittelteil unmittelbar flächig auf die Dachfläche aufzubringen und die Fixierung mehrerer zuvor entsprechend positionierter Tragelemente in einfacher Weise, beispielsweise durch Überkleben bzw. Überdecken des Mittelteils mit einer bituminösen Schweißbahn, zu erreichen. Mit anderen Worten ist also das Mittelteil nach der Fixierung zwischen der Dachfläche und der Schweißbahn derart eingeschlossen, dass lediglich die Abwinkelungen gegenüber der Dachfläche vorstehen und zur Fixierung des Solarmoduls vorbereitet sind. In überraschend einfacher Weise werden dadurch sowohl eine schnelle und zuverlässige Fixierung mit der Möglichkeit zur Positionierung vor der endgültigen Festlegung als auch eine Verstärkung der Dachfläche durch eine zusätzliche Abdeckbahn erreicht.According to the invention So the support element a particular level, a support surface for Overlay on the roof surface forming center part, wherein the end face on the support surface each followed by a bend. This will be the first time possible, the support element with its central part immediately on surface the roof area Apply and fixing several previously positioned accordingly Support elements in a simple manner, for example by pasting or cover of the central part with a bituminous welding path to reach. With others So words is the middle part after fixing between the roof surface and the welding track included so that only the bends against the roof protrude and are prepared for fixing the solar module. In surprising simple way, both a fast and reliable fixation with the possibility for positioning before the final Definition as well as reinforcement of roof through an additional Covering track reached.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Tragelement aus einem flachen Blechzuschnitt besteht, dessen Endbereiche jeweils zumindest eine Abwinkelung aufweisen. Hierdurch wird das Tragelement in einfacher Weise aus dem flachen Blechzuschnitt, insbesondere also einem Blechstreifen, hergestellt, dessen Enden senkrecht, also im 90°-Winkel oder je nach Einsatzzweck auch mit anderen Winkelmaßen, abgewinkelt sind. Vorzugsweise erhalten die Abwinkelungen dadurch eine parallele Orientierung.there it is particularly advantageous if the support element from a flat Sheet metal blank consists whose end portions each at least one bend exhibit. As a result, the support element in a simple manner the flat sheet metal blank, in particular a metal strip, manufactured, whose ends are vertical, ie at a 90 ° angle or depending on the purpose also with other angles, are angled. Preferably, the bends thereby obtained a parallel orientation.
Selbstverständlich kann das Mittelteil im Bereich der Auflagefläche entlang der Außenkante Ausnehmungen aufweisen, um die Länge der Außenkante zu vergrößern und auf diese Weise die Verbindung zu verbessern. Besonders einfach ist es hingegen, wenn der Blechzuschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgeführt ist und das Mittelteil und die Abwinkelungen eine übereinstimmende Breite aufweisen und somit eine einfache Fertigung, insbesondere auch kleiner Serien, gestatten.Of course you can the middle part in the region of the support surface along the outer edge Have recesses to the length the outer edge to enlarge and in this way to improve the connection. Especially easy It is, however, when the sheet metal blank is made substantially rectangular and the central part and the bends have a matching width and thus a simple production, especially small series, allow.
Eine weitere, ebenfalls besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch realisiert, dass das Tragelement eine im Wesentlichen u-förmige Grundform aufweist, wobei das Mittelteil die Auflagefläche bildet, dem sich beiderseits die Abwinkelungen als Schenkel anschließen. Das Mittelteil wird dann bei der Fixierung von der bituminösen Bahn überdeckt, sodass der Abstand der Schenkel neben den Abmessungen der Solarmodule auch an die Breite handelsüblicher bituminöser Bahnen angepasst sein kann.A further, likewise particularly expedient embodiment of the invention is realized in that the support element has a substantially U-shaped basic shape , wherein the central part forms the bearing surface, on both sides connect the bends as thighs. The middle part then becomes covered in the fixation of the bituminous sheet, so that the distance the leg next to the dimensions of the solar modules also to the width commercial bituminous Tracks can be adapted.
Eine andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Variante wird vor allem auch dadurch erreicht, dass das Mittelteil eine die Auflagefläche bildende Adhäsionsfläche aufweist, durch die eine schnelle und zuverlässige Verklebung des Tragelements mit der Dachfläche ermöglicht wird. Dabei können durch eine entsprechende Anpassung der Adhäsionsfläche unterschiedliche Varianten für verschiedene Dachflächenmaterialien hergestellt werden.A another, also particularly promising variant becomes available everything also achieved in that the middle part forming a support surface Has adhesion surface, by a fast and reliable bonding of the support element with the roof surface allows becomes. It can by a corresponding adaptation of the adhesion surface different variants for different Roof materials getting produced.
Grundsätzlich könnten die Abwinkelungen beliebige Abmessungen haben. Vorzugsweise weisen die Abwinkelungen eine unterschiedliche Länge oder Höhe gegenüber der Auflagefläche auf, um so eine optimale Orientierung der Solarmodulfläche gegenüber der Horizontalen sicherzustellen.Basically, the Bends have any dimensions. Preferably, the Bends have a different length or height relative to the support surface, so optimal orientation of the solar module surface over the Horizontal.
Die Abwinkelungen könnten mit ihrer stirnseitigen Schnittkante nach oben weisend ausgerichtet werden. Besonders sinnvoll ist es jedoch, wenn die Abwinkelungen jeweils eine zusätzliche Abkantung zur Fixierung einer Systemschiene aufweisen, sodass die in der Praxis üblicherweise eingesetzten Systemschienen in einfacher Weise auf diese Abkantungen aufgesetzt und dort mittels der in dem Tragelement vorgesehenen Ausnehmungen fixiert werden können.The Bends could aligned with its frontal cutting edge pointing upwards become. It is particularly useful, however, if the bends one additional each Have a fold for fixing a system rail, so that the in practice usually used system rails in a simple way to these bends placed and there by means provided in the support element Recesses can be fixed.
Bei einer anderen, besonders vielseitig einsetzbaren Variante der Erfindung weist das Tragelement Ausnehmungen, insbesondere Bohrungen, zumindest im Bereich des Mittelteils auf, um so bei entsprechend beschaffenen Dachflächen zusätzlich oder alternativ zu der Adhäsions- oder Schweißverbindung eine Fixierung mittels Schrauben oder Nieten durch die Ausnehmungen in dem Tragelement hindurch sicherzustellen. Für eine derartige Fixierung eig nen sich beispielsweise Dachformen, die mit Trapezblechen abgedeckt sind oder die bereits Abdeckungen aus Beton, Stein oder dergleichen aufweisen, die jedoch ihrerseits vorzugsweise keine dichtende Funktion haben.at another, particularly versatile variant of the invention the support element recesses, in particular holes, at least in the area of the middle part, so in appropriately procured roofs in addition or alternative to the adhesion or welded joint a fixation by means of screws or rivets through the recesses ensure in the support element. For such a fix eig NEN For example, roof forms that covered with trapezoidal sheets or are already covers made of concrete, stone or the like but in turn preferably have no sealing function to have.
Das Tragelement könnte aus dem Mittelteil bestehen, an welchem die Abwinkelungen mittels einer dauerhaften Verbindung in der vorgesehenen Winkelstellung festgelegt sind. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn das Mittelteil und die Abwinkelungen einteilig miteinander verbunden sind, sodass allein durch die Bemessung der Materialstärke eine ausreichende Formstabilität erreicht wird, die gegebenenfalls durch eine Verbindungsstrebe zwischen den Abwinkelungen, Sicken oder Kantungen noch verbessert werden kann.The Support element could consist of the central part, on which the bends by means of a permanent connection in the intended angular position are fixed. It is particularly advantageous, however, if the Middle part and the bends integrally connected are so that only by the dimensioning of the material thickness sufficient dimensional stability achieved, if necessary, by a connecting strut between the Bends, beads or bends can still be improved.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention leaves different embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below. These shows in
Die
Die
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gestattet wie in
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