DE202010000274U1

DE202010000274U1 - Gewächshaus

Info

Publication number: DE202010000274U1
Application number: DE202010000274U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2020-03-02

Abstract

Gewächshaus (10) mit einem hängenden öffnungsfähigen Foliendach an einem auf Stützen (12) aufgesetzten Tragwerk aus Gitterträgern (20), wobei das Foliendach von einer vollständig unterhalb des aus Gitterträgern (20) gebildeten Tragwerks verbleibenden Folienhaut (30) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Gitterträgern (20) mittels Befestigungselementen (24) und Abstandselementen (26) Montagerahmen (34) befestigt sind, in welche Photovoltaikmodule (36) eingesetzt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewächshaus, welches gleichzeitig zur Energiegewinnung genutzt wird.
Stand der Technik
Gewächshäuser werden in großem Umfang privat und gewerblich genutzt, um Zier- und Nutzpflanzen wie Blumen, Obst und Gemüse unabhängig von den klimatischen Verhältnissen an- und aufzuziehen. Dazu sind Gewächshäuser meist aus einer Tragkonstruktion und einer dadurch getragenen lichtdurchlässigen Hülle aufgebaut und mit Hilfssystemen wie Beleuchtungs-, Lüftungs- und Beregnungsanlagen ausgestattet.
Für verschiedene Anwendungen haben sich verschiedene Typen von Gewächshäusern entwickelt. Gärtnereibetriebe benutzen zumeist mit Glas oder Folien gedeckte Gewächshäuser mit oder ohne Seitenwände, bei denen sich die Dächer zumindest zum Teil öffnen lassen. insbesondere für die Aufzucht von Jungpflanzen sind Foliengewächshäuser geeignet, bei denen die Lüftungs- und Öffnungsfähigkeit besonders variabel ist.
So ist beispielsweise aus der DE 10216979 C2 ein Foliengewächshaus bekannt, dessen Dach sich leicht öffnen und schließen und gegebenenfalls in verschiedene Zwischenpositionen bringen lässt. Dabei ist die Folienhaut an einem stabilen Tragwerk aufgehängt und hängt von diesem nach unten durch, dies in jeder Öffnungsstellung, auch völlig geschlossen.
Zugleich wird seit einigen Jahren das Bestreben, alternative Energiequellen zu nutzen, insbesondere in Deutschland durch die Gesetzgebung unterstützt. Insbesondere die Anbringung von Photovoltaik-Modulen zur direkten Stromerzeugung aus Sonnenlicht wird durch hohe Vergütungen gefördert, zunächst nur bei der Einspeisung in das Energienetz des Energieversorgers, mittlerweile aber auch bei Eigenverbrauch. Am höchsten sind diese Vergütungen bei der Anbringung der PV-Module auf Dächern, die Förderung ist geringer bei Anlagen, die auf Freiflächen errichtet werden.
Für diese Anwendungen werden Module in verschiedenen Standardmaßen inzwischen industriell in großen Stückzahlen und damit preiswert gefertigt. Die Module werden mit einem Rahmen versehen und mit Hilfe spezieller, ebenfalls standardisierter Montagehilfsmittel auf oder innerhalb der Dachkonstruktion befestigt.
Nun besteht der Wunsch, solche PV-Module auch auf großflächigen Gewächshausanlagen zu betreiben. Dabei können in der Regel aber nur Teilflächen eines Gewächshausdachs mit Modulen bestückt werden, da ein wesentlicher Teil der Dachfläche ja für die Versorgung der Pflanzen mit Sonnenlicht frei bleiben muss. Da herkömmliche Gewächshäuser nur für eine Traglast von 25 kg/m² ausgelegt sind, ist es in der Regel nicht möglich, Solarmodule auf einer bestehenden Gewächshausdachfläche anzubringen.
Aus der DE 202007010836 U1 ist eine Lösung bekannt, bei der Solarmodulplatten in die Dachkonstruktion eines Gewächshauses integriert werden. Diese Ausführung ist geeignet für Gewächshäuser, welche aus einer Stützkonstruktion aus Profilstäben und einer Dachkonstruktion aus Sprossen und Pfetten bestehen. Die Solarmodulplatten bilden hier, anstelle von Glasplatten oder ähnlichem, eine spezielle Ausführung der Füllplatten, die in die Rahmenkonstruktion eingesetzt werden.
Diese bekannte Ausführung ist mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Die verwendeten Photovoltaikmodule und deren Anordnung sind sehr stark eingeschränkt durch die Geometrie des Gewächshausdachs. Insbesondere sind die Ausrichtung und Neigung durch die Ausführung der Dachgiebel vorgegeben. Eine nachträgliche Montage ist mit hohen Zusatzkosten verbunden, da die herkömmlichen Füllplatten demontiert werden müssen, nicht mehr verwendet werden und durch die speziellen PV-Füllplatten ersetzt werden. Eine Aufdachmontage, wie sie bei Nachrüstung üblich ist, ist bei herkömmlichen Gewächshäusern dagegen meist gar nicht möglich, da diese nur auf eine Schnee- und damit Traglast von etwa 25 kg/m² ausgelegt sind.
Aufgabenstellung
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe dieser Erfindung darin, ein Gewächshaus bereitzustellen, welches gleichzeitig zur Energiegewinnung mittels Photovoltaikmodulen genutzt wird und zusätzliche Vorteile gegenüber den bekannten Lösungen besitzt. Insbesondere sollten Standardmodule verwendet werden können, welche auf dem Dach installiert werden, auch als Nachrüstlösung. Dabei sollen die Module so montiert und ausgerichtet werden können, dass je nach Lage und örtlichen Gegebenheiten der Energieertrag maximiert wird.
Ausführungsbeispiel
Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Gewächshauses ohne montierter Photovoltaikanlage
2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Gewächshauses mit montierter Photovoltaikanlage
1 zeigt beispielhaft ein zugrundeliegendes Gewächshaus 10, bestehend aus mehreren nebeneinander liegenden Feldern A, B, C und D. Wie üblich, sind Stützen 12 auf Fundamenten 14 über einem Boden 16 aufgerichtet und tragen jeweils einen mit oberer Verspannung 22 versehenen, leichten Gitterträger 20 als Tragwerk. An Gitterträgern 20 befestigten, zu diesen quer und zum Gewächshaus 10 axial ausgerichteten Schienen 28 befinden sich Aufhängungslinien für eine zwischen ihnen aufgehängte Folienbahn 30 als hängende Dachhaut. Diese Folienbahn 30 hängt durch Beschwerung über ein eingelegtes Rohr 32 selbst in der geschlossenen Stellung leicht nach unten durch. Die gesamte Dachhaut befindet sich damit unter den Gitterträgern 20.
2 zeigt das Gewächshaus 10 mit montierten Photovoltaikmodulen 36. Damit eine ungehinderte Befestigung von sehr langgestreckten rechteckigen Montagerahmen 34 über mehrere Gitterträger 20 möglich ist, ist hier das Tragwerk ohne obere Verspannung 22 ausgeführt. Die Gitterträger 20 müssen dann dementsprechend stärker ausgeführt sein. Befestigungselemente 24 an jedem Gitterträger 20 entlang einer Befestigungslinie axial zum Gewächshaus 10 dienen der Fixierung einer Längsseite des rechteckigen Montagerahmens 34 am Tragwerk des Gewächshauses 10. Die gegenüberliegende Längsseite des Montagerahmens 34 wird mit Abstandselementen 26 ebenfalls am Tragwerk fixiert, und zwar derart, dass der Montagerahmen 34 mit der schmalen Seite in einem Neigungswinkel 40 gegen die Dachfläche und damit den Boden geneigt ist. In den Montagerahmen 34 werden Reihen von Photovoltaikmodulen 36 befestigt, die dann ebenfalls in einem Neigungswinkel 40 gegen die Dachhaut geneigt sind.
Die Befestigungselemente 24 sind vorzugsweise axial drehbar ausgeführt in einer Achse parallel zur Hauptrichtung des Gewächshauses 10, die Abstandselemente 26 sind vorzugsweise längenverstellbar. Damit wird erreicht, dass der Neigungswinkel 40 der Photovoltaikmodule 36 je nach Ausführung der Längenverstellung stufenlos oder in Schritten verstellt werden kann. Damit kann die Neigung 40 der Photovoltaikmodule 36 derart optimiert werden, dass der Energieertrag maximiert wird.
Alternativ zur Anordnung der Photovoltaikmodule 36 in langen Reihen, montiert in sehr langgestreckten Montagerahmen 34, kann die Anordnung auch in kleineren Montagerahmen 34 erfolgen, beispielsweise in einer Art Schachbrettmuster. Dies kann jeweils in Abstimmung mit der Traglast der Dachkonstruktion und der gegenseitigen Beschattung der Photovoltaikmodule 36 optimiert werden.
Vorzugsweise werden die Module 36 jedoch entlang einer Achse angebracht, die möglichst wenig von der Ost-West-Richtung abweicht, mit einer Neigung nach Süden. Als zweitbeste Wahl kommt auch eine Anordnung näherungsweise in Süd-Nord-Richtung in Betracht, mit einer Neigung 40 nach Westen.
Denkbar ist es auch, dass die Befestigungselemente 24 und die Abstandselemente 26 gegenüber dem Gewächshaus 10 verschiebbar ausgeführt sind. Die Verschiebung kann dann rein mechanisch oder durch Antrieb über einen Elektromotor erfolgen. Eine Verschiebung kann dann beispielsweise im Tages- oder Jahresverlauf derart erfolgen, dass eine Beschattung der PV-Module 36 minimiert wird oder auch der Lichteinfall in die verschiedenen Bereiche im Glashaus geregelt wird. Zu diesem Zweck kann die Verschiebung über eine entsprechend programmierte Steuerung erfolgen.

10: Gewächshaus
12: Stütze
14: Fundament
16: Boden
18: Zwischenstütze
20: Gitterträger
22: obere Verspannung
24: Befestigungselement
26: Abstandselement
28: Schiene
30: Folienhaut
32: Rohr
34: Montagerahmen
36: Photovoltaikmodul
38: Rolle
40: Neigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10216979 C2 [0004]
- DE 202007010836 U1 [0008]

Claims

Gewächshaus (10) mit einem hängenden öffnungsfähigen Foliendach an einem auf Stützen (12) aufgesetzten Tragwerk aus Gitterträgern (20), wobei das Foliendach von einer vollständig unterhalb des aus Gitterträgern (20) gebildeten Tragwerks verbleibenden Folienhaut (30) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Gitterträgern (20) mittels Befestigungselementen (24) und Abstandselementen (26) Montagerahmen (34) befestigt sind, in welche Photovoltaikmodule (36) eingesetzt sind.
Gewächshaus (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (24) um eine horizontale Achse senkrecht zu den Gitterträgern (20) drehbar und die Abstandselemente (26) längenverstellbar ausgeführt sind und damit der Montagerahmen (34) und die Photovoltaikmodule (36) in der Neigung (40) verstellt werden.
Gewächshaus (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterträger (20) vorzugsweise in Nord-Süd-Richtung verlaufen, die vorzugsweise rechteckigen Montagerahmen (34) in Ost-West-Richtung langgestreckt sind, die Photovoltaikmodule (36) darin in Streifen angebracht und in einem Neigungswinkel (40) nach Süden ausgerichtet sind.
Gewächshaus (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterträger (20) alternativ in Ost-West-Richtung verlaufen, die vorzugsweise rechteckigen Montagerahmen (34) in Nord-Süd-Richtung langgestreckt sind, die Photovoltaikmodule (36) darin in Streifen angebracht und in einem Neigungswinkel (40) nach Westen ausgerichtet sind.
Gewächshaus (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (40) je nach Aufstellort, insbesondere der geographischen Breite und der Ausrichtung der Photovoltaikmodule (36), durch Verstellen der Befestigungselemente (24) und der Abstandselemente (26) so eingestellt wird, dass der Energieertrag maximiert wird.
Gewächshaus (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragwerk ohne obere Verspannung (22) ausgeführt wird und erforderlichenfalls durch zusätzliche Zwischenstützen (18) oder stärkere Gitterträger (20) so weit verstärkt wird, dass die Traglast für die Montagerahmen (34) und die Photovoltaikmodule (36) ausreichend ist, typischerweise etwa 90 kg/m².
Gewächshaus (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Montagerahmen (34) nicht über die gesamte Länge des Gewächshauses (10) erstrecken, sondern nur jeweils über einen oder mehrere Gitterträger (20), und in einem beliebigen Muster versetzt montiert sind, beispielsweise ähnlich einem Schachbrettmuster.
Gewächshaus (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (24) und die Abstandselemente (26) verschiebbar auf den Gitterträgern (20) befestigt sind, und damit die Montagerahmen (34) und die darin montierten Photovoltaikmodule (36) beispielsweise mechanisch oder elektrisch verschoben werden.
Gewächshaus (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikmodule (36) im Tages- oder Jahresverlauf derart verschoben werden, beispielsweise mittels einer entsprechend programmierten Steuerung, dass der Energieertrag maximiert wird und/oder der Lichteinfall in die verschiedenen Bereiche des Gewächshauses (10) den Anforderungen der Pflanzen entsprechend geregelt wird.