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Die
Erfindung betrifft eine Solaranlagenhalle mit einem Dach, auf dem
Dach Solarmodule montierbar sind. Es ist eine Antriebseinrichtung
vorgesehen mit dem das Dach in Abhängigkeit vom Azimut
der Sonne gedreht werden kann.
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Aus
der
DE 20 2006
002 314 U1 ist eine in Abhängigkeit vom relativen
Sonnenstand im Tagesverlauf nachführbare Solaranlagenhalle
bekannt, die aus einem Hallenunterteil und einem darauf gelagerten
Hallenoberteil mit Dach besteht, wobei auf dem Dach Solarmodule
montierbar sind, wobei an zumindest dem Hallenunterteil Wände,
die die Halle umgrenzen, und zumindest eine Öffnung zum
Einbringen von in der Halle zu lagernden Gegenständen und/oder
Fahrzeugen vorgesehen sind, und wobei eine Antriebseinrichtung vorgesehen
ist, mit der Hallenoberteil und Hallenunterteil rotatorisch gegeneinander
verdrehbar sind, wobei das Hallenunterteil Steher aufweist, an deren
oberen Ende angetriebene Rollen gelagert sind, durch die eine an
dem Hallenoberteil fixierte Rundlaufschiene drehbar geführt
ist, so dass eine Relativbewegung zwischen dem Hallenoberteil mit
Dach und dem Hallenunterteil erfolgt.
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Aus
der
DE 20 2004
003 158 U1 ist eine mittels einer Elektrosteuerung drehbare
sonnennachgeführte Mehrzweckhalle in Leichtbauweise bekannt, die
mit einem Pultdach mit mindestens einer Photovoltaikanlage sowohl
zur Energiegewinnung als auch als herkömmliche Mehrzweckhalle
nutzbar ist, wobei die Bodenplatte und die Wände der Halle
derartig voneinander getrennt sind, dass sich die Wände
und das Dach der Halle nach der Sonne drehen können, wohingegen
die Bodenplatte statisch bleibt und als Verankerung benutzt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Solaranlagenhalle
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Solaranlagenhalle mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine
erfindungsgemäße Solaranlagenhalle umfasst ein
fest auf einem Untergrund angeordnetes Hallenunterteil und ein auf
dem Hallenunterteil um eine vertikale Achse drehbar gelagertes Hallenoberteil
mit einem Dach. Auf dem Dach sind Solarmodule montierbar. Das Hallenunterteil
weist Außenwände und mindestens eine Zugangsöffnung
auf. Zur drehbaren Lagerung ist am Hallenoberteil eine Rundlaufschiene
angeordnet, die auf mindestens drei Rollen gelagert ist, die jeweils
auf einem horizontalen Riegel angeordnet sind, wobei die horizontalen
Riegel an ihren Enden gegenüber dem Untergrund gestützt
sind. Mindestens eine der Rollen weist eine Antriebseinrichtung
zum Drehen des Hallenoberteils in Abhängigkeit vom Azimut
der Sonne auf.
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Durch
das fest mit dem Untergrund verbundene Hallenunterteil ergibt sich
eine uneingeschränkte Nutzbarkeit der Solaranlagenhalle
zu Lagerzwecken. Insbesondere bei einem Hallenunterteil mit viereckigem,
vorzugsweise rechteckigem Grundriss können auch die Ecken
der Hale genutzt werde, was bei einer komplett drehbaren Halle nicht
möglich ist.
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Die
Anordnung der Rollen auf an ihren Enden gestützten Horizontalriegeln
erlaubt, die Stützung sehr nahe an die Außenwand
oder in die Außenwand zu verlegen, so dass eine durchgehende, nicht
von Stützen unterbrochene Lagerfläche im Hallenunterteil
entsteht. Dies ist besonders vorteilhaft gegenüber Lösungen,
bei denen die Rollen direkt am oberen Ende einer Stütze
angeordnet sind. Da die Rollen auf einer Kreisbahn liegen müssen,
muss bei rechteckiger Grundfläche zumindest ein Teil der
Stützen entfernt von den Außenwänden
auf der Lagerfläche stehen, so dass deren Nutzbarkeit beeinträchtigt ist.
Eine ununterbrochene Lagerfläche ist so nur bei einem kreisförmigen
Grundriss der Halle möglich, wobei eine kreisförmige
Grundfläche jedoch eine gegenüber rechteckigen
Grundrissen eingeschränkte Nutzbarkeit für Lagerzwecke
bewirkt und zudem die vorhandene Grundstücksfläche
in den meisten Fällen schlechter nutzt. Diese Nachteile
werden mit der erfindungsgemäßen Solaranlagenhalle
vermieden.
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Vorzugsweise
wird eine Anzahl von mehr als drei Rollen gewählt, um die
Last besser zu verteilen. Vorzugsweise sind auch mehrere der Rollen
angetrieben, um die Antriebslast aufzuteilen.
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Vorzugsweise
ist eine Anzahl der horizontalen Riegel als Querriegel parallel
zu jeweils einer der Außenwände angeordnet.
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Eine
weitere Anzahl der horizontalen Riegel kann als Diagonalriegel zwischen
zwei aneinandergrenzenden Außenwänden verlaufen,
so dass sich in der Draufsicht auf die horizontalen Riegel ein Vieleck, insbesondere
ein Achteck ergibt, dass der Kreisbahn der Rundlaufschiene angenähert
ist.
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Die
Abstützung der Enden der horizontalen Riegel gegenüber
dem Untergrund erfolgt bevorzugt mittels vertikaler Stützen,
die dicht an den Außenwänden angeordnet sind.
Statt auf den separaten Stützen können zumindest
einige der horizontalen Riegel auf Teilen der Außenwand
aufliegen, beispielsweise auf in die Außenwand integrierten
Stützen oder auf einer massiv gemauerten Außenwand. Die
vertikalen Stützen, die horizontalen Träger und die
Rundlaufschiene sind vorzugsweise aus Stahl gebildet.
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Bevorzugt
sind mindestens drei Horizontallager mit je einem der horizontalen
Riegel verbunden. Mittels der Horizontallager ist die Rundlaufschiene
in einer horizontalen Ebene gegen Verschieben gesichert. Die Horizontallager
sind vorzugsweise im Bereich der Rollen angeordnet, insbesondere
jeweils ein Horizontallager pro Rolle. Die Horizontallager können
innerhalb oder außerhalb des durch die Rundlaufschiene
gebildeten Kreisbogens angeordnet sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine hakenförmige
Sturmsicherung mit dem horizontalen Riegel verbunden, die mit einem Haken
hinter einen Querflansch eines die Rundlaufschiene im Hallenoberteil
stützenden Bogenträgers so greift, dass das Hallenoberteil
gegen Abheben gesichert ist. Bevorzugt ist je eine Sturmsicherung
im Bereich je einer Rolle angeordnet.
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Zum
Abdichten des Hallenoberteils gegen das Hallenunterteil kann eine
Bürstendichtung oder ein umlaufender aufblasbarer Schlauch
vorgesehen sein, so dass Fremdkörper, Staub und Feuchtigkeit nicht
in die Halle gelangen.
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Um
das Hallenoberteil möglichst genau positionieren zu können,
können Mittel zum Zählen der Umdrehungen an mindestens
einer der Rollen vorgesehen sein. Die Zählung kann an einer
angetriebenen oder nicht angetriebenen Rolle erfolgen.
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Vorzugsweise
ist mindestens ein Sensor vorgesehen, um das Überfahren
eines vorgegebenen Kalibrationspunktes, für den die Position
des Hallenoberteils bekannt ist, zu detektieren. Auf diese Weise
kann ein möglicher Schlupf der Rollen, der durch die Zählung
der Umdrehungen nicht bemerkt wurde, detektiert und die Position
des Hallenoberteils entsprechend kalibriert werden. Der Kalibrationspunkt
kann beispielsweise an einer Mittagsposition des Hallenoberteils
liegen, so dass er zweimal täglich überfahren
wird, einmal Mittags und ein zweites Mal beim Rückfahren
am Abend oder Morgen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher
erläutert.
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Darin
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Solaranlagenhalle,
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2 eine
Schnittansicht der Solaranlagenhalle,
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3 eine
Draufsicht der Solaranlagenhalle,
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4 eine
Detailansicht im Bereich einer angetriebenen Rolle, und
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5 eine
Detailansicht im Bereich einer Unterstützungsrolle.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Solaranlagenhalle 1. Die Solaranlagenhalle 1 umfasst
ein fest auf einem Untergrund 10, beispielsweise einem Fundament
angeordnetes Hallenunterteil 2 und ein darauf um eine vertikale
Achse drehbar gelagertes Hallenoberteil 3 mit einem pultförmigen
Dach 7, wobei auf dem Dach 7 Solarmodule 9,
insbesondere Photovoltaikmodule angeordnet sind. Das Hallenunterteil 2 weist
Außenwände 4 und mindestens eine Zugangsöffnung 5, 6 auf,
um Gegenstände 13 in das Hallenunterteil 2 einbringen
und daraus entfernen zu können. Im gezeigten Beispiel ist
eine Zugangsöffnung 5 als ein Rolltor zum Befahren
des Hallenunterteils 2 mit Fahrzeugen und eine zweite Zugangsöffnung 6 als
eine Tür zum Betreten des Hallenunterteils 2 durch
Personen ausgebildet.
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Das
Dach 7 des Hallenoberteils 3 ist schräg ausgerichtet,
um einen möglichst günstigen Einfallswinkel für
Sonnenlicht bezüglich einer mittleren Sonnenhöhe
zu erzielen. Das Hallenoberteil 3 ist außerdem
drehbar auf dem Hallenunterteil 2 gelagert, um das Hallenoberteil 3 in
Abhängigkeit vom im Tagesverlauf sich verändernden
Azimut der Sonne nachführen zu können.
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Zur
drehbaren Lagerung ist am Hallenoberteil 3 eine Rundlaufschiene
angeordnet, die auf mindestens drei Rollen gelagert ist (siehe 4 und 5).
Die Rollen sind jeweils auf einem horizontalen Riegel 25, 26 angeordnet,
die im oberen Bereich des Hallenunterteils 2 angeordnet
sind. Die horizontalen Riegel 25, 26 sind an ihren
Enden gegenüber dem Untergrund 10 gestützt,
im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels vertikaler Stützen 11.
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Das
gezeigte Hallenunterteil 2 weist eine viereckige, insbesondere
eine rechteckige oder quadratische Grundfläche auf. Einige
der horizontalen Riegel 25, 26 sind als Querriegel 25 im
Wesentlichen parallel zu jeweils einer der Außenwände 4,
insbesondere in deren unmittelbarer Nähe angeordnet. Eine
weitere Anzahl der horizontalen Riegel 25, 26 ist als
Diagonalriegel 26 zwischen je zwei aneinandergrenzenden
Außenwänden 4 angeordnet.
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2 zeigt
eine Schnittansicht der Solaranlagenhalle 1 aus 1.
An einer unteren Dachkante des Daches 7 des Hallenoberteils 3 ist
eine Regenrinne 27 vorgesehen, die in ein Fallrohr 23 entwässert.
Das Fallrohr 23 ist mit seinem Auslauf nach innen gerichtet,
so dass es auf ein Dach 8 des Hallenunterteils 2 entwässert.
Von dort kann eine Entwässerung über Regenrinnen
und Fallrohre des Hallenunterteils 2 erfolgen (nicht gezeigt.
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Im
Bereich der gedachten vertikalen Achse des Hallenoberteils 3 befindet
sich ein Drehpunkt 21 eines Kabels, durch das die von den
Solarmodulen 9 gewonnene elektrische Energie zum Hallenunterteil 2 geleitetet
wird. Dort kann eine Einspeisung der Energie in ein Versorgungsnetz
erfolgen (nicht dargestellt).
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2 macht
durch die dargestellte Person deutlich, dass auch das Hallenoberteil 3 zur
Lagerung von Gegenständen 13 geeignet ist.
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Die
angetriebene Rolle 17 ist im Detail in 4 gezeigt.
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3 zeigt
eine Draufsicht der Solaranlagenhalle 1. Dargestellt sind
die Außenwände 4 des Hallenunterteils 2,
die vertikalen Stützen 11 und die mit ihren Enden
darauf gelagerten Querriegel 25 und Diagonalriegel 26.
Auf den Querriegeln 25 und Diagonalriegeln 26 sind
zwölf Rollen 17, 18 angeordnet, auf denen
das Hallenoberteil 3 drehbar gelagert ist. Hierzu ist am
Hallenoberteil 3 ein Bogen träger 14 vorgesehen,
an dessen Unterseite die hier verdeckte Rundlaufschiene befestigt
ist.
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Mindestens
eine der Rollen 17 ist als angetriebene Rolle 17 ausgebildet.
Im vorliegenden Fall sind jedoch vier angetriebene Rollen 17 vorgesehen.
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4 zeigt
eine Detailansicht im Bereich einer angetriebenen Rolle 17,
die auf einem der Querriegel 25 angeordnet ist. Ebenso
kann eine angetriebene Rolle auf einem Diagonalriegel 26 vorgesehen sein
(nicht gezeigt). An einer Unterseite des Bogenträgers 14 ist
die Rundlaufschiene 16 angeordnet. Die Rundlaufschiene 16 kann
auch einstückig mit dem Bogenträger 14 ausgebildet
sein. Die Rundlaufschiene 16 liegt auf der angetriebenen
Rolle 17 auf, die in einem Gehäuse angeordnet
und gelagert ist. Zum Antrieb der Rolle 17 ist ein Getriebemotor 19 vorgesehen.
Ein Horizontallager 15 stützt die Rundlaufschiene 16 seitlich
ab, so dass die Rundlaufschiene 16 nicht in Richtung des
Horizontallagers 15 verrutschen kann. Das Horizontallager 15 kann
wie gezeigt innerhalb der Rundlaufschiene 16 in Richtung der
vertikalen Achse oder außerhalb der Rundlaufschiene 16 in
Richtung der Außenwand 4 vorgesehen sein. Zur
horizontalen Stabilisierung der Hallenoberteils 3 sind
Horizontallager 15 an drei Punkten des durch die Rundlaufschiene 16 beschriebenen
Kreisbogens ausreichend, sofern sie sich nicht innerhalb des selben
Halbkreises befinden. Vorzugsweise ist jedoch an jeder angetriebenen
Rolle 17 und an jeder Unterstützungsrolle 18 ein
Horizontallager 15 vorgesehen.
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Eine
Sturmsicherung 20 in Gestalt eines mit dem Querriegel 25 verbundenen
Hakens, der hinter einen unteren Flansch des Bogenträgers
greift, verhindert ein Abheben des Hallenoberteils 3 bei
starkem Wind.
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Eine
Außenwand 12 des Hallenoberteils 3 ist zu
einem umlaufenden Steg 22 im Bereich des Dachs 8 des
Hallenunterteils 2 überlappend ausgebildet. Zum
Abdichten zwischen Hallenoberteil 3 und Hallenunterteil 2 ist
zusätzlich eine Bürstendichtung 24 vorgesehen,
um Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zu behindern. Es können
zwei nebeneinander angeordnete Bürstendichtungen 24 vorgesehen
sein. Alternativ zur Bürstendichtung kann ein aufblasbarer
Schlauch vorgesehen sein. Zum Bewegen des Hallenoberteils 3 wird
die Luft aus dem Schlauch soweit abgelassen, dass eine möglichst
reibungsfreie Bewegung ermöglicht wird. Sobald das Hallenoberteil 3 steht,
kann der Schlauch wieder aufgepumpt werden, um eine größtmögliche
Dichtwirkung zu erreichen.
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5 zeigt
eine Detailansicht im Bereich einer Unterstützungsrolle 18.
Die gezeigte Unterstützungsrolle 18 ist auf einem
Diagonalträger 26 angeordnet. Ebenso kann eine
nicht angetriebene Unterstützungsrolle auf einem Querriegel 25 vorgesehen sein
(nicht gezeigt). Die übrige Anordnung in 5 entspricht
bis auf den fehlenden Getriebemotor 19 der in 4 gezeigten
Situation.
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Im
gezeigten Beispiel wurden beispielhaft Doppel-T-Träger
mit senkrecht stehendem Steg als Diagonalträger 26 und
Doppel-T-Träger mit waagerecht liegendem Steg als Querträger 25 verwendet. Eine
Verwendung von Doppel-T-Trägern in jeweils anderer Ausrichtung
oder von horizontalen Riegeln 25, 26 und Bogenträgern 15 mit
anderen Profilen ist ebenso möglich.
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Bei
Verwendung des Doppel-T-Trägers mit waagerecht liegendem
Steg als Querträger 25 ist eine Unterstützung
im Bereich der angetriebenen Rolle 17 oder Unterstützungsrolle 16 vorteilhaft,
beispielsweise mittels eines A-Bocks 28 wie in 1 gezeigt.
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Statt
auf den separaten Stützen 11 können zumindest
einige der horizontalen Riegel 25, 26 auf Teilen
der Außenwand 4 aufliegen, beispielsweise auf
in die Außenwand 4 integrierten Stützen
oder auf einer massiv gemauerten Außenwand.
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Das
Hallenoberteil 3 wird im Tagesverlauf entsprechend dem
Azimut der Sonne nachgeführt um eine möglichst
optimale Ausrichtung der Solarmodule 9 zur Sonne zu erreichen.
Zur aktuellen Positionserkennung des Hallenoberteils 3 kann
eine Anzahl der Umdrehungen mindestens einer der angetriebenen Rollen 17 und/oder
der Unterstützungsrollen 18 ermittelt werden.
Ein dabei möglicher Schlupf kann kalibriert werden, indem
das Überfahren eines vorgegebenen Kalibrationspunktes,
für den die Position des Hallenoberteils 3 bekannt
ist, mittels eines geeigneten Sensors detektiert wird.
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Die
Steuerung der Solaranlagenhalle 1 kann in Abhängigkeit
vom Wind so gestaltet sein, dass bei Überschreiten einer
vorgegebenen Windstärke ein weiteres Nachführen
des Hallenoberteils 3 unterbleibt oder das Hallenoberteil 3 mit
der flacheren Seite in den Wind gedreht wird, um die Windlast zu
minimieren.
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- 1
- Solaranlagenhalle
- 2
- Hallenunterteil
- 3
- Hallenoberteil
- 4
- Außenwand
des Hallenunterteils
- 5
- Zugangsöffnung
- 6
- Zugangsöffnung
- 7
- Dach
des Hallenoberteils
- 8
- Dach
des Hallenunterteils
- 9
- Solarmodul
- 10
- Untergrund
- 11
- vertikale
Stütze
- 12
- Außenwand
des Hallenoberteils
- 13
- Gegenstand
- 14
- Bogenträger
- 15
- Horizontallager
- 16
- Rundlaufschiene
- 17
- angetriebene
Rolle
- 18
- Unterstützungsrolle
- 19
- Getriebemotor
- 20
- Sturmsicherung
- 21
- Drehpunkt
des Kabels
- 22
- umlaufender
Steg
- 23
- Fallrohr
- 24
- Bürstendichtung
- 25
- horizontaler
Riegel, Querriegel
- 26
- horizontaler
Riegel, Diagonalriegel
- 27
- Regenrinne
- 28
- A-Bock
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202006002314
U1 [0002]
- - DE 202004003158 U1 [0003]