DE202010013796U1 - Supporting structure for solar modules - Google Patents
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Abstract
Tragkonstruktion für Photovoltaikmodule (PV-Module) (5), mit einer feststehenden Halterung (2), die auf einer ebenen Fläche, beispielsweise einem Flachdach, befestigbar ist und mit einer Nachführeinheit (3), die wenigstens einen Ständer (4) aufweist, an dem wenigstens ein PV-Modul (5) befestigbar ist und die an der Halterung (2) beweglich gelagert ist, um eine Nachführung der PV-Module (5) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2) wenigstens zwei feststehende, kreisbogenförmige Führungsschienen (7) aufweist, die parallel zur Befestigungsebene ausgerichtet sind, wobei die Krümmung wenigstens einer Führungsschiene (7) entgegen der Krümmung der anderen Führungsschiene (7) ausgerichtet ist, dass die Nachführeinheit (3) einen in sich beweglichen Rahmen (9) aufweist, der in den Führungsschienen (7) geführt ist, wobei der Rahmen (9) parallelogrammförmig verformbar ist, wodurch der Azimutwinkel (α) des Ständers (4) veränderbar ist und dass der Ständer (4) an dem Rahmen (9) befestigt ist.Support structure for photovoltaic modules (PV modules) (5), with a fixed support (2) which can be fastened on a flat surface, for example a flat roof, and with a tracking unit (3) which has at least one stand (4) the at least one PV module (5) can be fastened and which is movably mounted on the holder (2) in order to enable a tracking of the PV modules (5), characterized in that the holder (2) at least two fixed, circular arc-shaped Guide rails (7) which are aligned parallel to the mounting plane, wherein the curvature of at least one guide rail (7) against the curvature of the other guide rail (7) is aligned, that the tracking unit (3) has a self-supporting frame (9), which is guided in the guide rails (7), wherein the frame (9) is deformable parallelogram, whereby the azimuth angle (α) of the stator (4) is variable and that the stator ( 4) is attached to the frame (9).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragkonstruktion für Photovoltaikmodule (PV-Module).The The invention relates to a support structure for photovoltaic modules (PV) modules.
Die Ausbeute eines PV-Moduls hängt im Wesentlichen vom Winkel der Sonneneinstrahlung ab. Dabei gilt, dass bei senkrechter Sonneneinstrahlung der Ertrag des PV-Moduls am größten ist und mit zunehmendem Winkel abnimmt. Ein Problem dabei stellt dar, dass die Sonnen im Laufe eines Tages wandert und sich der Einstrahlwinkel bei feststehendem PV-Modul ständig verändert. Der Einstrahlwinkel ist daher selten optimal.The Yield of a PV module depends essentially from the angle of solar radiation. In this case, that in vertical sunlight the yield of the PV module is greatest and decreases with increasing angle. A problem here is that the suns migrate in the course of a day and the angle of incidence with fixed PV module constantly changed. The angle of incidence is therefore rarely optimal.
Um einen möglichst großen Ertrag zu erhalten ist es daher zweckmäßig, das PV-Modul so zu bewegen, dass es dem Lauf der Sonne folgt, so dass die Einstrahlung möglichst lange möglichst senkrecht erfolgt. Bei einzelnen PV-Modulen ist dies relativ einfach möglich, in dem das Modul auf einem Drehteller angeordnet wird, der eine Kreisbewegung ausführen kann. Dies ist jedoch bei Anlagen mit mehreren Modulen nur schwer möglich, da der Drehteller sehr groß sein müsste oder für jedes einzelne Modul ein Drehteller vorhanden sein müsste. In beiden Fällen ist der mechanische Aufwand sehr groß, so dass solche Anlagen sehr teuer sind.Around one possible huge Yield, it is therefore appropriate to move the PV module so that it follows the course of the sun, so that the radiation as possible long as possible takes place vertically. For individual PV modules this is relatively easy possible, in which the module is placed on a turntable, the one Can perform circular motion. However, this is difficult for systems with multiple modules because the turntable be very big should or for every single module a turntable would have to be present. In both cases The mechanical effort is very large, making such facilities very are expensive.
Solaranlagen zur Stromgewinnung sind mittlerweile auch in Privathaushalten weit verbreitet, wobei die Module meist auf dem Dach eines Hauses angeordnet sind. Für private Zwecke ist die oben genannte Drehteller-Anordnung völlig ungeeignet.solar systems Electricity generation is meanwhile also in private households common, with the modules mostly arranged on the roof of a house are. For private purposes, the above turntable arrangement is completely unsuitable.
Auf Flachdächern oder wenig stark geneigten Sattel- oder Pultdächern werden hauptsächlich Tragkonstruktionen verwendet, bei denen die PV-Module auf Ständern angeordnet sind, die einen der geografischen Lage angepassten Elevationswinkel aufweisen. Bei diesen Ständern ist es relativ einfach möglich den Elevationswinkel der Ständer veränderlich zu gestalten, so dass zumindest der Elevationswinkel dem veränderten Sonnenstand angepasst werden kann. Dies kann auch automatisiert erfolgen. Die Ausbeute kann dadurch zwar gesteigert werden, ein größerer Gewinn an Ausbeute wäre jedoch durch eine azimutale Nachführung möglich, da der Azimutwinkel, den die Sonne im Tagesverlauf überwandert, größer ist als der überwanderte Elevationswinkel.On flat roofs or slightly sloping saddle or pitched roofs are mainly supporting structures used in which the PV modules are arranged on stands that have an elevation angle adapted to the geographic location. At these stands it is relatively easy the elevation angle of the stands mutable so that at least the elevation angle changed the Sun position can be adjusted. This can also be automated respectively. Although the yield can be increased, a bigger profit in yield would be However, by an azimuthal tracking possible, since the azimuth angle, which the sun moves over during the day is larger when he overcame Elevation angle.
Eine optimale Solaranlage führt daher beide Winkel nach. Dies ist jedoch in einer Anlage für private Zwecke zur Zeit nicht wirtschaftlich realisierbar.A optimal solar system leads therefore both angles after. However, this is in a facility for private Purposes currently not economically feasible.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Tragkonstruktion für eine Photovoltaikanlage zu schaffen, die für private Zwecke geeignet ist und eine verbesserte Energieausbeute ermöglicht.task The invention is therefore a support structure for a photovoltaic system to create that for private purposes and improved energy yield allows.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Halterung wenigstens zwei feststehende, kreisbogenförmige Führungsschienen aufweist, die parallel zur Befestigungsebene ausgerichtet sind, wobei die Krümmung wenigstens einer Führungsschiene entgegen der Krümmung der anderen Führungsschiene ausgerichtet ist, dass die Nachführeinheit einen in sich beweglichen Rahmen aufweist, der in den Führungsschienen geführt ist, wobei der Rahmen parallelogrammförmig verformbar ist, wodurch der Azimutwinkel des Ständers veränderbar ist und dass der Ständer an dem Rahmen befestigt ist.These Task is inventively characterized solved, that the holder has at least two fixed, circular arc-shaped guide rails, which are aligned parallel to the mounting plane, wherein the curvature at least one guide rail against the curvature the other guide rail is aligned that the tracking unit has a self-contained frame in the guide rails guided is, wherein the frame is deformable parallelogram, whereby the azimuth angle of the stator is changeable and that the stand attached to the frame.
Durch die Veränderung des Azimutwinkels der PV-Module kann dem Tagesverlauf der Sonne zumindest in einem Teilbereich gefolgt werden, wodurch die Dauer der möglichst senkrechten Einstrahlung verlängert wird. Dadurch steigt automatisch die Ausbeute des PV-Moduls.By the change The azimuth angle of the PV modules can at least the course of the sun be followed in a subset, reducing the duration of the possible vertical irradiation extended becomes. This automatically increases the yield of the PV module.
Die azimutale Nachführung wird durch eine scherenartige Konstruktion des Rahmens ermöglicht. Dazu weist der Rahmen mehrere Stellen auf, die in den kreisförmigen Führungsschienen beweglich geführt sind. Durch eine Bewegung entlang der Führungsschienen wird der Rahmen parallelogrammförmig verformt.The azimuthal tracking is made possible by a scissor-type construction of the frame. To the frame has several locations in the circular guide rails movably guided are. Moving along the guide rails makes the frame parallelogram deformed.
Vorzugsweise weist wenigstens eine Führungsschiene einen motorischen Antrieb zur automatischen Nachführung der Nachführeinheit auf.Preferably has at least one guide rail a motor drive for automatic tracking of Tracking Unit on.
Insbesondere vorzugsweise weist wenigstens eine Führungsschiene eine Zahnstange auf, in die ein Zahnrad eingreift, das durch einen Elektromotor angetrieben ist und die anderen Führungsschienen weisen Führungsrollen zur Führung des Rahmens aufweisen.Especially Preferably, at least one guide rail has a rack into which a gear engages, by an electric motor is driven and the other guide rails have guide rollers to the leadership of the frame.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist der Elektromotor eine Steuerung mit einem Lichtsensor auf, über den die optimale Position der PV-Module zur Sonne bestimmbar ist und diese Position automatisch ansteuerbar ist.In an appropriate training According to the invention, the electric motor has a controller with a light sensor up, over the optimum position of the PV modules can be determined to the sun and this position is automatically controllable.
In einer ersten Ausführung der Erfindung stehen die Ständer in festem Elevationswinkel zur Halterung.In a first embodiment The invention relates to the stand in fixed elevation angle to the bracket.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Ständer beweglich mit dem Rahmen gekoppelt, so dass sich deren Elevationswinkel bei einer Bewegung des Rahmens verändert.In In a further development of the invention, the stands are movable with the frame coupled, so that their elevation angle during a movement of the frame changed.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.A preferred embodiment The invention is described below with reference to the accompanying drawings explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Die
Die
Ständer
Zur
Befestigung der Ständer
Gerahmte PV-Module können direkt mit den U-förmigen Befestigungen an der Nachführeinheit befestigt werden, während für rahmenlose PV-Module eine zusätzliche Aufnahme an den Ständern notwendig ist.Framed PV modules can directly with the U-shaped Fasteners attached to the tracking unit be while for frameless PV modules an additional Recording on the stands necessary is.
Die
erfindungsgemäße Tragkonstruktion
Die
Wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in
Die
Nachführeinheit
Der
Rahmen
Im
Beispiel der
Die
Führungsschienen
Die
gegenüberliegenden
Führungsschienen
Die
einzelnen Quer- und Längsstreben
sind jeweils durch Bolzen oder Schrauben drehbar miteinander verbunden.
Weiterhin sind die Querstreben
Wird
nun der Elektromotor
Da
alle Verbindungen zwischen den einzelnen Streben des Rahmens
In
Durch
die Drehung verändert
sich auch der Abstand zwischen den Ständern
Die
erfindungsgemäße Tragkonstruktion
Mit der erfindungsgemäßen Tragkonstruktion können nun auch großflächige Solaranlagen azimutal dem Tagesverlauf der Sonne nachgeführt werden, zumindest in einem relativ weiten Bereich. Dadurch lässt sich der mittlere Ertrag einer Solaranlage mit aufgeständerten PV-Modulen über einen Tag im Schnitt um bis zu 35% steigern.With the supporting structure according to the invention can now also large-scale solar systems azimuthal the daily course of the sun be tracked, at least in one relatively wide range. This allows the average yield a solar system with elevated PV modules over Increase one day on average by up to 35%.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ständer am Rahmen über eine drehbare Aufhängung befestigt sind, die eine Änderung des Elevationswinkels β ermöglicht. Der obere Rand eines Ständers ist dabei über eine drehbar befestigte Strebe mit einer Längsstrebe des Rahmens verbunden. Bei einer Bewegung des Rahmens ändert sich der Abstand des oberen Ständer-Rands zur Längstrebe, wodurch automatisch der Elevationswinkel β des Ständers verändert wird. Somit kann mit einfachen Mitteln eine zweiachsige Nachführung der PV-Module erzielt werden.A preferred development of the invention provides that the stand on Frame over a rotatable suspension are fixed, which is a change the elevation angle β allows. The upper edge of a stand is over a rotatably mounted strut connected to a longitudinal strut of the frame. When a movement of the frame changes the distance of the upper edge of the stand to the longitudinal strut, whereby automatically the elevation angle β of the stand is changed. Thus, with simple Means a biaxial tracking the PV modules are achieved.
Die erfindungsgemäße Tragkonstruktion kann in allen Ausführungen aus leichten Aluminiumprofilen zusammengesetzt sein, so dass das Gesamtgewicht sehr gering ist und dadurch eine Montage auf einem Flach- oder Satteldach eines Wohngebäudes oder einer Garage für private Zwecke möglich ist. Aufgrund der einfachen Konstruktion ist die Erfindung nur unwesentlich teurer als eine feststehende Ständerhalterung für PV-Module, wobei die Mehrkosten durch die erheblich gesteigerte Ausbeute schnell amortisiert sind.The Supporting structure according to the invention can in all versions be composed of light aluminum profiles, so that the Total weight is very low and therefore a mounting on one Flat or pitched roof of a residential building or garage for private use Purposes possible is. Due to the simple construction, the invention is only insignificant more expensive than a fixed stand mount for PV modules, where the additional costs due to the significantly increased yield quickly amortized.
Je nach Ausführung des Rahmens ist es auch möglich, dass weniger Führungsschienen verwendet werden. Im Beispiel könnten beispielsweise die beiden mittleren Führungsschienen entfallen, wobei der Rahmen, insbesondere die Längsstreben jedoch entsprechend stabil ausgebildet sein müssen, um die zusätzliche Last des mittleren PV-Moduls aufzunehmen.ever after execution of the frame it is also possible that less guide rails be used. In the example could For example, the two middle guide rails omitted, with the frame, in particular the longitudinal struts However, must be designed to be stable according to the additional Load the middle PV module.
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DE (1) | DE202010013796U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202012102185U1 (en) | 2012-06-13 | 2012-08-28 | Solarwatt Ag | Solar roof system with frameless solar module arrangement including fastening device |
-
2010
- 2010-09-30 DE DE202010013796U patent/DE202010013796U1/en not_active Expired - Lifetime
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