DE202010003834U1

DE202010003834U1 - Freilandsolarmodul

Info

Publication number: DE202010003834U1
Application number: DE202010003834U
Authority: DE
Original assignee: NATURHAUS SOLAR GmbH; NATURHAUS-SOLAR GmbH
Current assignee: BEYERSDORFFER, MATHIAS, FR
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2020-03-19

Abstract

Freilandsolarsystem mit einem Dach (4) mit mehreren eine Dachfläche herstellenden Solarmodulen (6) und einer Standerkonstruktion (2) mit auf Erdreich stehenden Beinen (26) zum Tragen des Dachs (4) und einer Verankerung (36) zum Verankern der Ständerkonstruktion (2) im Erdreich, dadurch gekennzeichnet, dass die Beine (26) jeweils verankerungsfrei auf dem Erdreich stehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Freilandsolarsystem mit einem Dach mit mehreren eine Dachfläche herstellenden Solarmodulen und einer Ständerkonstruktion mit auf Erdreich stehenden Beinen zum Tragen des Dachs und einer Verankerung zum Verankern der Ständerkonstruktion im Erdreich.
Photovoltaik-Dachmodule, im Folgenden vereinfacht PV-Module genannt, werden sowohl auf Dächern von Gebäuden als auch im Freiland eingesetzt. Bei einem Freilandsystem werden die Dachmodule mittels einer Ständerkonstruktion in der Regel schräg nach Süden ausgerichtet und ein Stück weit vom Erdreich entfernt gehalten. Um ein Verrücken oder gar Umkippen der Ständerkonstruktion zu verhindern, wird die Ständerkonstruktion im Erdreich durch Fundamente verankert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein sicheres und kostengünstiges Freilandsolarsystem anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Freilandsolarsystem der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Beine jeweils verankerungsfrei auf dem Erdreich stehen. Es kann auf Fundamente verzichtet werden und das Freilandsolarsystem kann einfach gehalten bleiben. Die Verankerung geschieht durch andere Elemente, so dass eine Funktionstrennung von tragenden und verankernden Elementen erreicht wird. Hierdurch kann das Freilandsolarsystem einfach gehalten werden.
Die Beine sind zweckmäßigerweise Last tragende Beine, die das Gewicht des Freilandsolarsystems tragen. Sie ragen zweckmäßigerweise nicht in das Erdreich hinein, auch nicht mit einem Fundament. Abgesehen vom Gewicht des Freilandsolarsystems und einer Verankerung, die das Freilandsolarsystem auf dem Boden hält, wären die Beine jeweils für sich genommen vom Erdreich abhebbar. Ohne eine Verankerung des Freilandsolarsystems insgesamt wären auch alle Beine zusammen vom Erdboden abhebbar. Das Erdreich kann unversiegelter Boden sein, z. B. ein Feld, oder ein versiegelter Boden, z. B. durch eine Asphaltschicht oder eine Pflasterung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Verankerung gewichtfrei im Erdreich verankert. Durch die Trennung von Gewicht tragenden Elementen und zumindest einem Verankerungselement kann eine einfache Konstruktion erreicht werden, da die das Gewicht des Freilandsolarsystems tragenden Elemente keine Verankerungsfunktion erfüllen müssen. Anders herum hat die Verankerung keine tragende Funktion. Sie kann somit einfach und kostengünstig ausgeführt sein.
Besonders einfach ist die Verankerung, wenn sie einen Erdanker aufweist, der im Erdreich verankert ist. Ein Erdanker kann in der Regel größeren Zugkräften nach oben widerstehen als ein gleich großes Fundament, so dass nur einer oder wenige einfache und kostengünstige Zuganker ausreichen, um das Freilandsolarsystems ausreichend gegen ein Verrutschen oder Abheben zu schützen.
Um eine gewisse Bewegung des gesamten Freilandsolarsystems zuzulassen, z. B. bei einer Frostbewegung des Erdbodens, ist es vorteilhaft, wenn die Verankerung mit einem Federelement zum Federn, z. B. durch eine elastische Verformung, bei einer senkrechten Bewegung der Ständerkonstruktion zusammenwirkt. Das Freilandsolarsystem kann sicher verankert werden, ohne dass große Spannung bei Erdbewegungen auftreten. Um ein sicheres Halten des Freilandsolarsystems zu gewährleisten, kann die Verankerung unter Vorspannung gehalten werden.
Eine vorteilhafte Federwirkung kann besonders einfach erreicht werden, wenn die Verankerung an einem horizontalen Längselement, z. B. einem Balken, der Ständerkonstruktion, befestig ist.
Ist die Verankerung mittig zwischen zwei Beinen angeordnet, so kann das Freilandsolarsystem symmetrisch gehalten werden, so dass geringe Hebelkräfte an der Verankerung ziehen. Außerdem kann eine Federwirkung einfach erreicht werden.
Um einem Einsinken der Beine im Laufe der Zeit entgegenzuwirken, ist es zweckmäßig, wenn die Beine eine auf dem Erdreich stehende Plattform umfassen. Hierbei kann jedem Bein eine eigene Plattform zugeteilt sein, oder mehrere Beine stehen auf einer gemeinsamen Plattform. Die Plattform vergrößert die Standfläche des betreffenden Beins. Sie ist zweckmäßigerweise Teil eines Schuhs, in dem das Bein steht.
Einem Einsinken kann alternativ oder zusätzlich entgegengewirkt werden, wenn das Dach zumindest in so weit regendicht ist, dass senkrecht einfallender Regen einen Bereich von 20 cm des Erdreichs um die Beine trocken lässt. Der Boden, auf dem die Beine stehen, kann austrocknen und wird somit ausreichend hart, um ein Einsinken zumindest weitgehend zu verhindern.
Zweckmäßigerweise bilden die Solarmodule ein dichtes Dach gegen Regen, so dass auf eine abdichtende Dachkonstruktion verzichtet werden kann. Die Dachmodule können hierbei geschuppt, also wie Dachziegel in Ablaufrichtung teilweise überlappend, angeordnet sein, sodass sie das Dach abdichtende Dachmodule bilden, an denen das Wasser wie bei Dachziegeln von oben nach unten in Ablaufrichtung ablaufen kann.
Insbesondere bei einer regendichten Dachkonstruktion ist eine Ständerkonstruktion vorteilhaft, die eine Holzkonstruktion ist. Eine solche Konstruktion kann einfach und kostengünstig erstellt werden.
Ein Solarmodul kann ein PV-Modul oder ein thermisches Solarmodul zum Erwärmen von Flüssigkeit oder ein beliebiges anderes Solarmodul sein. Die Solarmodule werden zweckmäßigerweise mit einem Dacheindeckungssystem auf der Ständerkonstruktion befestigt, die insbesondere eine Klemmvorrichtung zur klemmenden Befestigung von rahmenlosen Dachmodulen auf Längsschienen aufweist. Eine Rahmung der einzelnen Dachmodule kann entfallen und die Dachmodule können wie vom Hersteller geliefert direkt auf der Baustelle im Dach zusammengefügt und das Dach so gedeckt werden. Eine Montagevorbereitung in einem vorbereitenden Betrieb kann entfallen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht auf ein Freilandsolarsystem mit einer Ständerkonstruktion aus Holzbalken und
2 einen Ausschnitt aus dem eingedeckten Dach des Freilandsolarsystems mit sechs Solarmodulen.
1 zeigt ein Freilandsolarsystem in einer schematischen Darstellung von der Seite. Das Freilandsolarsystem hat eine Ständerkonstruktion 2 aus Holzbalken, auf der ein Dach 4 bildende Solarmodule 6 angeordnet sind. Die Solarmodule 6 sind in mehreren – abgesehen von der Dachneigung von knapp 30° waagerechten Reihen angeordnet, von denen der Übersichtlichkeit halber nur drei Reihen dargestellt sind. In jeder Reihe sind eine Vielzahl von Solarmodulen 6 nebeneinander angeordnet.
Die Solarmodule 6 sind in der Art von Dachziegeln geschuppt angeordnet, so dass sie ein regendichtes Schrägdach 4 bilden. Die Abdichtung ist nicht winddicht, um eine Hinterlüftung der Solarmodule 6 zuzulassen. Die Solarmodule 6 sind Glasmodule zur photovoltaischen Erzeugung von Strom.
Eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Dachs 4 ist in 2 dargestellt. Die Solarmodule 6 sind getragen von einem Dacheindeckungssystem 8 mit einer Anzahl von Trägerschienen, von denen die Trägerschienen in Ablaufrichtung 14 Längsschienen 10 sind und die Trägerschienen senkrecht dazu Querschienen 12. Parallel zur Ablaufrichtung 14 sind die Längsschienen 10 angeordnet. Durch die geschuppte Anordnung überdeckt eine Unterkante 16 eines oberen Solarmoduls 6 ein Stück weit einen oberen Bereich eines darunter liegenden Solarmoduls 6, sodass dessen Oberkante 18 unter dem jeweils darüber angeordneten Solarmodul 6 zu liegen kommt. Die Querschienen 12, die Dachlatten oder Profile sein können, sind auf Dachsparren 20 montiert.
Die Dachsparren 20 ruhen auf der Ständerkonstruktion 2 aus Holzbalken 24, die auf zumindest vier Beinen 26 auf einem Boden 28 steht. Der Boden ist die Oberkante von unversiegeltem Erdreich, beispielsweise einem Feld, oder von gepflastertem oder geteertem Erdreich. Die Beine 26 stehen in Schuhen 30 mit einer Plattform 32, die eine Standfläche der Beine 26 vergrößert, so dass sie nicht in den offenen Boden 28 einsinken.
An einem waagerechten Querbalken 34, mittig zwischen zwei Beinen 26, ist eine Verankerung 36 in Form eines Erdankers befestigt, der in das Erdreich eingeschraubt ist. Die Verankerung 36 trägt kein Gewicht des Freilandsolarsystems, ggf. abgesehen von ihrem eigenen Gewicht. Durch eine Vorspannung des Erdankers wird die Ständerkonstruktion 2 nach unten zum Boden 28 gezogen. Die Ständerkonstruktion 2 umfasst zumindest zwei Verankerungen 36 an jeweils einem Querbalken 34.
Der Querbalken 34 ist ein Holzbalken 24, der auf seiner Länge von über 1 m eine gewisse Elastizität hat. Er bildet ein Federelement, das sich ein Stück weit elastisch verformt, wenn eines der Beine 26 durch eine Bewegung des Erdreichs, beispielsweise durch Frost, angehoben oder abgesenkt wird. Hierdurch wird die Bewegung ausgeglichen, ohne dass die Ständerkonstruktion 2 oder gar das Dach 4 erheblichen Spannungen ausgesetzt wird.
Um ein Aufweichen des Bodens 28 zu verhindern und einem Einsinken des Freilandsolarsystems in den Boden 28 entgegenzuwirken ist das Dach 4 mit einem Dachüberstand von etwa 1 m ausgeführt, sodass senkrecht oder etwas schräg einfallender Regen eine Fläche von 50 cm von den Plattformen 32 trocken lässt. Durch die regendichte Konstruktion bleiben auch die Holzbalken 24 trocken, so dass die gesamte Ständerkonstruktion eine hohe Lebensdauer hat.

2: Ständerkonstruktion
4: Dach
6: Solarmodul
8: Dacheindeckungssystem
10: Längsschiene
12: Querschiene
14: Ablaufrichtung
16: Unterkante
18: Oberkante
20: Dachsparren
24: Holzbalken
26: Bein
28: Boden
30: Schuh
32: Plattform
34: Querbalken

Claims

Freilandsolarsystem mit einem Dach (4) mit mehreren eine Dachfläche herstellenden Solarmodulen (6) und einer Standerkonstruktion (2) mit auf Erdreich stehenden Beinen (26) zum Tragen des Dachs (4) und einer Verankerung (36) zum Verankern der Ständerkonstruktion (2) im Erdreich, dadurch gekennzeichnet, dass die Beine (26) jeweils verankerungsfrei auf dem Erdreich stehen.
Freilandsolarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung (36) gewichtfrei im Erdreich verankert ist.
Freilandsolarsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung (36) einen Erdanker aufweist, der im Erdreich verankert ist.
Freilandsolarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung (36) mittig zwischen zwei Beinen (26) angeordnet ist.
Freilandsolarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung (36) an einem horizontalen Längselement der Ständerkonstruktion (2) befestig ist.
Freilandsolarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung (36) mit einem Federelement zum Federn bei einer senkrechten Bewegung der Ständerkonstruktion (2) zusammenwirkt.
Freilandsolarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beine (26) eine auf dem Erdreich stehende Plattform (32) umfassen.
Freilandsolarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dach (4) zumindest in so weit regendicht ist, dass senkrecht einfallender Regen einen Bereich von 20 cm des Erdreichs um die Beine (26) trocken lässt.
Freilandsolarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule (6) ein dichtes Dach (4) gegen Regen bilden.
Freilandsolarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständerkonstruktion (2) eine Holzkonstruktion ist.