DE202010003257U1

DE202010003257U1 - Modulspange

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Publication number: DE202010003257U1
Application number: DE202010003257U
Authority: DE
Original assignee: Krinner Innovation GmbH
Current assignee: Krinner Innovation GmbH
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2020-03-09

Abstract

Montagesystem für die Lagerung von Solar-Paneelen (1),
die in mindestens einer Reihe (2a, b)
zwischen jeweils zwei Längsträgern (3a, b oder 3b, c)
auf einem Unterbau (4)
bezüglich einer Waagerechten (5) geneigt
flächig nebeneinander angeordnet sind,
insbesondere im unebenen Gelände,
bei der der gleichbleibende Abstand zwischen den jeweils zwei Längsträgern (3a, b oder 3b, c) und die gleichmäßige Lastverteilung auf sie
sowie die Position der Solar-Paneele in Längsrichtung (6) der jeweils zwei Längsträger (3) durch Zuganker/Modulspangen (7) gesichert wird,
die die jeweils zwei Längsträger (3a, b oder 3b, c) zwischen jeweils zwei zueinander benachbarten Solar-Paneelen (1) zugfest verbinden und
die in den jeweils zwei Längsträgern (3a, b oder 3b, c) derart lagerbar sind, dass ihre Verschiebung in Längsrichtung (6) der Längsträger (3) nach ihrem Einbau ausgeschlossen ist.

Description

Es ist bekannt, zur Gewinnung von Sonnenenergie eine Vielzahl von Solarpaneelen, insbesondere beispielsweise photovoltaische Paneele, flächig nebeneinander in einer oder auch in einer Mehrzahl von langen Reihen neben- und/oder auch übereinander anzuordnen. Um eine optimale Sonneneinstrahlung zu gewährleisten, kommt es dabei darauf an, die Paneele bzw. die aus den Paneelen gebildete Fläche derart zur Sonne auszurichten, dass über einen möglichst großen Teil des Tages ein möglichst günstiger Lichteinfall gewährleistet ist. Deshalb werden die Paneele bzw. die Paneelreihen (soweit aus Gründen der Wirtschaftlichkeit darauf verzichtet wird, sie – wie gleichfalls bekannt – der Sonne im Tages- oder sogar auch im Jahresverlauf nachzuführen) in einer möglichst günstigen Neigung zur Sonne fest installiert.
Der Neigungswinkel (bezogen auf die Waagerechte) liegt – je nach geographischer Lage der Anlage – zwischen 20 und 30 Grad. In mitteleuropäischen Breiten wird vorzugsweise ein Winkel von 25–30 Grad vorgesehen.
Wenn die Fläche, auf der die Paneele installiert werden sollen, eine entsprechende Neigung bereits vorgibt, wie dies beispielsweise bei Dächern häufig der Fall ist, werden die Paneele beispielsweise auf Längsträgern (Pfetten) in Reihe nebeneinander, gegebenenfalls auch in mehreren Reihen übereinander, auf der vorgegebenen Fläche montiert.
Wenn die vorgegebene Fläche keine geeignete Neigung zur Sonne vorgibt – wie dies häufig bei der Installation auf der Erde der Fall ist – müssen die Paneele bzw. die zwischen den Längsträgern gehaltenen Paneelreihen bzw. die durch sie gebildeten Paneelflächen derart aufgeständert werden, dass sie die erwünschte Neigung zur Sonne einnehmen.
Hierzu ist ein Unterbau erforderlich, auf dem die normalerweise in Ost-West-Richtung anzuordnenden Paneelreihen mit dem erwünschten Neigungswinkel zur Sonne, also normalerweise mit einer entsprechenden Neigung nach Süden, lagerbar sind. Ein solcher Unterbau besteht beispielsweise aus Querträgern, die in Nord-Süd-Ausrichtung mit dem entsprechenden Neigungswinkel auf Ständern am Erdboden gehalten sind. Auf ihnen sind die Längsträger – in Ost-West-Ausrichtung – derart gelagert, dass auch die zwischen ihnen gehaltenen Solarpaneele die erwünschte Neigung zur Sonne einnehmen.
Die Längsträger weisen durchgehende, im Montagezustand zueinander gerichtete Nuten zur Aufnahme und Halterung des oberen und des unteren Paneelrandes auf. In sie werden die Paneele normalerweise nicht durch seitliches Einschieben eingesetzt, weil dies mit Rücksicht auf die Länge der Paneelreihen meist schwierig und unwirtschaftlich wäre, sondern sie werden von oben oder vorzugsweise von unten in die obere Nut eingeschoben, dann auf die untere Nut ausgerichtet und in sie hinein abgesenkt. Damit dies technisch möglich ist, ist die obere Nut entsprechend tiefer gehalten, so dass das Paneel in sie so tief eingeschoben werden kann, dass es zum Ausrichten seines unteren Randes auf die untere Nut an deren Nutschenkeln vorbei in die Nut eingeführt werden kann.
Damit die Paneele zuverlässig und zwängungsfrei in den Nuten gehalten sind, müssen die Längsträger sehr genau zueinander ausgerichtet sein und müssen diese genaue Ausrichtung möglichst auch im Betrieb beibehalten. Dies umso mehr, als das Maß, um das die Nuten die Ränder der eingebauten Paneele überdecken, eher knapp gehalten ist, um den Einbau der Paneele nicht mehr als nötig zu erschweren.
Deshalb muss insbesondere der Unterbau sehr präzise positioniert werden, und es sind dabei nur eher geringe Toleranzen akzeptabel. Außerdem muss der gesamte Aufbau hinreichend stabil ausgelegt sein, damit er sich nicht – beispielsweise unter Umwelteinwirkungen wie Winddruck oder Erschütterungen – über Gebühr verformt und so die Ausrichtung der Längsträger zueinander und der Halt der Paneele in den Nuten beeinträchtigt wird.
Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass der Unterbau recht aufwendig ist und deshalb das Bestreben besteht, mit möglichst wenigen Querträgern und Ständern je Längsträgerlänge auszukommen, also von den Längsträgern verhältnismäßig große Abstände zwischen den einzelnen Ständern oder Ständergruppen zu überbrücken sind. Deshalb kommt, auch wenn die Längsträger dementsprechend stabil ausgelegt sind, das Eigengewicht der Paneele als Faktor ins Spiel, das insbesondere die unteren Längsträger belastet, mit der Tendenz, diese von den oberen Längsträgern weg nach unten zu verformen, wodurch wiederum der Halt der Paneele in den Nuten der Längsträger gefährdet wird.
Wollte man das System so massiv auslegen, dass alle diese Schwächen bereits dadurch aufgewogen würden, so würde dies einen unverhältnismäßigen, wirtschaftlich nicht vertretbaren Aufwand an Material bedeuten.
Daraus ergibt sich als erste Teilaufgabe, einen Weg zu finden, wie die Eigensteifigkeit einer solchen Anlage und hier insbesondere die Maßhaltigkeit und Ausrichtung der Längsträger zueinander ohne Übersteigerung der Materialaufwandes auf einfache Weise gewährleistet werden kann.
Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn unebenes Gelände für den Aufbau von Feldern solcher Paneelreihen genutzt werden soll, insbesondere wenn das Gelände in Ost-West-Richtung ansteigt oder abfällt.
In diesem Falle haben die Paneele nämlich die Tendenz, in Gefällerichtung in den Nuten der Längsträger abwärts zu gleiten. Wenn man dies zuließe, würden sie auf die weiter talwärts gelegenen Paneele auflaufen und dadurch nicht nur das Gleichgewicht der Anlage insgesamt empfindlich stören, sondern gegebenenfalls sogar die „unteren” Paneele beschädigen oder gar zerstören.
Dies zu verhindern ist eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß durch den Gegenstand nach Anspruch 1 gelöst. Anspruch 2 kennzeichnet eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstandes nach Anspruch 1.
Erfindungsgemäß ist ein Montagesystem für die Lagerung von Solar-Paneelen, insbesondere für die Lagerung im unebenen Gelände, bei dem die Solarpaneele in mindestens einer Reihe zwischen jeweils zwei Längsträgern auf einem Unterbau bezüglich einer Waagerechten geneigt flächig nebeneinander angeordnet sind, so gestaltet, dass der gleichbleibende Abstand zwischen den jeweils zwei eine Paneelreihe haltenden Längsträgern, die gleichmäßige Lastenverteilung auf die beiden Träger sowie die Position der Solar-Paneele in Längsrichtung der jeweils zwei eine Paneelreihe haltenden Längsträger durch Zuganker/Modulspangen gesichert wird, die die beiden Längsträger zugfest miteinander verbinden.
Diese zugfeste Verbindung der Längsträger miteinander bewirkt zum einen, dass sie zueinander parallel gerichtet bleiben. Sie bewirkt aber vor allem auch, dass die Last der Paneele, die ohne eine solche Verbindung überwiegend auf dem unteren Längsträger ruhen und diesen stärker als den oberen Träger verformen würde, zu einem erheblichen Teil auf den jeweils oberen Träger übertragen wird. Dies wird bei entsprechender Dimensionierung der Längsträger zur Folge haben, dass das von zwei, statt von einem Längsträger aufgenommene Paneelgewicht abgetragen werden kann, ohne dass es zu einer Verformung (Durchbiegen) der Längsträger kommt, so dass die Längsträger also nicht nur vollkommen parallel, sondern weitgehend geradlinig parallel zueinander bleiben, wie es für eine zwängungsfreie, sichere Halterung der Paneele vorteilhaft ist.
Die Zuganker bzw. Modulspangen sind zwischen jeweils zwei benachbarten Solar-Paneelen einer Reihe, vorzugsweise in jedem Zwischenraum zwischen den Paneelen einer Reihe angeordnet und jedenfalls dort stets in jedem der Zwischenräume vorgesehen, wo eine Paneelreihe in einem Ost-West-Gefälle aufgebaut wird.
Damit es insbesondere in solchen Gefällestrecken zu keiner Längsverschiebung der Paneele in ihren Längsträgern (mit der Gefahr ihrer Beschädigung oder Zerstörung durch das dann auflastende Gewicht der jeweils oberen Paneele) kommt, sind die Zuganker bzw. Modulspangen erfindungsgemäß in den Längsträgern derart lagerbar, dass ihre Verschiebung in Längsrichtung der Längsträger nach ihrem Einbau ausgeschlossen ist.
Hierzu ist in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass die Zuganker/Modulspangen mit an ihren beiden Enden ausgebildeten Vorsprüngen bzw Nuten versehen sind, die zur Herstellung der zugfesten Verbindung der Längsträger an diesen ausgebildete Hinterschnitte hintergreifen bzw. umgreifen, wobei die Hinterschnitte Querschnittsveränderungen (Verformungen, Noppen o. ä.) aufweisen, die ein Verschieben der eingebauten Zuganker/Modulspangen in Längsrichtung der Längsträger nach dem Einbau ausschließen.
Die Zuganker bzw Modulspangen bewirken also mit geringstmöglichem Aufwand gleichzeitig eine bessere Gewichtsverteilung im System, eine Aussteifung der Tragstruktur aus Längsträgern und Paneelen, sichern den Halt der Paneele in den Nuten und verhindern eine das Gleichgewicht der Anlage insgesamt gefährdende, die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung von Paneelen in sich bergende Verschiebung der Paneele in Längsrichtung in Gefällestrecken.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt
1: eine Aufständerung von zwei Reihen (2a, b) von zwischen Längsträgern (3a, b, c) gehaltenen Solarpaneelen (1) auf einem Unterbau (4), für die das erfindungsgemäße Montagesystem vorgesehenen ist, in perspektivischer Darstellung;
2: die Aufständerung von zwei Reihen (2a, b) von zwischen Längsträgern (3a, b, c) gehaltenen Solarpaneelen (1) auf einem Unterbau (4), für die das erfindungsgemäße Montagesystem vorgesehenen ist, in Draufsicht auf ihre Schmalseite;
3: die zwei Reihen (2a, b) von zwischen Längsträgern (3a, b, c) gehaltenen Solarpaneelen (1) nach 2 im Detail;
4: den Zuganker/Modulspange (7) in perspektivischer Sicht;
5: den Zuganker (7) in Draufsicht auf seine Breitseite; und
6: den Zuganker (7) in Draufsicht auf seine Schmalseite.
1 zeigt eine Aufständerung von zwei Reihen (2a, b) von Solarpaneelen (1) auf einem Unterbau (4), für die das erfindungsgemäße Montagesystem vorgesehenen ist. Die Paneele sind zwischen in ihrer Längsrichtung (6) verlaufenden Längsträgern (3a, b, c) nebeneinander in einer gegenüber einer Waagerechten (5) geneigten Fläche auf dem Unterbau (4) angeordnet.
2 zeigt die gegenüber der Waagerechten (5) geneigte Aufständerung von zwei Reihen (2a, b) von zwischen Längsträgern (3a, b, c) gehaltenen Solarpaneelen (1) auf einem Unterbau (4) nach 1 in Draufsicht auf ihre Schmalseite:
3 zeigt die zwei Reihen (2a, b) von zwischen Längsträgern (3a, b, c) gehaltenen Solarpaneelen (1) in der Ansicht nach 2 im Detail. Die Paneele (1) der beiden Paneelreihen (2a und 2b) sind jeweils an ihrem oberen und ihrem unteren Rand in an den Längsträgern (3a, b, c) vorgesehenen Nuten (11a, b bzw 11c, d) gehalten. Ein Zuganker/Modulspange (7) umgreift zu seiner zugfesten Festlegung an den Längsträgern mit an seinen beiden Enden (8a, b) vorgesehenen Nuten (9a, b bzw 9b, c) Hinterschnitte (10a, b), die in den Nuten (11a–d) der Längsträger (3a, b, c) hierfür vorgesehen sind.
4 zeigt den Zuganker/Modulspange (7) mit an seinen beiden Enden (8a, b) vorgesehenen Nuten (9a, b, c, d) zur Verankerung des Zugankers an den jeweiligen Hinterschnitten (10a, b) in perspektivischer Sicht.
5 zeigt denselben Zuganker/Modulspange (7) in Draufsicht auf seine Breitseite.
6 zeigt denselben Zuganker/Modulspange (7) in Draufsicht auf seine Schmalseite.

1: Solarpaneel
2a, b: Reihen von Solarpaneelen
3a, b, c: Längsträger
4: Unterbau
5: Waagerechte
6: Längsrichtung der Längsträger 3
7: Zuganker/Modulspange
8a, b: Enden der Zuganker/Modulspangen
9a, b, c, d: Vorsprünge bzw. Nuten
10a, b: Hinterschnitte
11a, b, c: Nuten

Claims

Montagesystem für die Lagerung von Solar-Paneelen (1), die in mindestens einer Reihe (2a, b) zwischen jeweils zwei Längsträgern (3a, b oder 3b, c) auf einem Unterbau (4) bezüglich einer Waagerechten (5) geneigt flächig nebeneinander angeordnet sind, insbesondere im unebenen Gelände, bei der der gleichbleibende Abstand zwischen den jeweils zwei Längsträgern (3a, b oder 3b, c) und die gleichmäßige Lastverteilung auf sie sowie die Position der Solar-Paneele in Längsrichtung (6) der jeweils zwei Längsträger (3) durch Zuganker/Modulspangen (7) gesichert wird, die die jeweils zwei Längsträger (3a, b oder 3b, c) zwischen jeweils zwei zueinander benachbarten Solar-Paneelen (1) zugfest verbinden und die in den jeweils zwei Längsträgern (3a, b oder 3b, c) derart lagerbar sind, dass ihre Verschiebung in Längsrichtung (6) der Längsträger (3) nach ihrem Einbau ausgeschlossen ist.
Montagesystem nach Anspruch 1, bei dem die Zuganker/Modulspangen (7) mit an ihren beiden Enden (8a, b) ausgebildeten Vorsprüngen bzw Nuten (9a, b, c, d) versehen sind, die zur Herstellung der zugfesten Verbindung der Längsträger (3a, b oder 3b, c) an diesen ausgebildete Hinterschnitte (10a, b) hintergreifen bzw umgreifen, wobei die Hinterschnitte Querschnittsveränderungen aufweisen, die ein Verschieben der eingebauten Zuganker/Modulspangen in Längsrichtung (6) der Längsträger (3) ausschließen.