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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen von wenigstens Solarzellen an einer Aufstellfläche mit einer an der Aufstellfläche montierbaren Befestigungsschiene, mit Verbindungsmitteln und mit einem mit der Befestigungsschiene über die Verbindungsmittel verbindbaren einteiligen Träger, der sowohl eine Aufnahme zur Befestigung von wenigstens Solarzellen als auch eine mit der Befestigungsschiene verbindbare Abstützung aufweist.
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Um Solarmodule bzw. deren Solarzellen an einer Wand oder auf einem Dach bzw. einer Aufstellfläche befestigen zu können, sind Vorrichtungen zum Tragen von Solarmodulen bekannt (
DE202007016367U1 ), die ein an der Aufstellfläche montierbares Befestigungsprofil bzw. eine Befestigungsschiene aufweisen. Mit Hilfe dieser Befestigungsschienen und deren Verbindungsmitteln, wird der Rahmen bzw. der Träger der Solarmodule mit einem Ansatz übergriffen und niederdrückt, wodurch ein Lösen der Solarmodule von der Aufstellfläche verhindert werden kann. Die Solarmodule lasten außerdem mit deren Enden auf Hohlprofilen als ein weiteres Konstruktionsteil der Vorrichtung. Nachteilig weisen derartige Vorrichtungen neben einer vergleichsweise hohen Anzahl an Konstruktionsteilen auch eine vergleichweise bedienungsunfreundliche Montage auf, was gerade bei exponierten Aufstellflächen ein Problem darstellen kann. Hinzu kommt, dass für eine Behebung von Defekten an den Solarmodulen ein erheblicher Demontageaufwand notwendig ist, so dass Wartungs- und Reparaturarbeiten arbeits- und/oder kostenintensiv sind.
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Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ausgehend vom eingangs geschilderten Stand der Technik eine Vorrichtung zum Befestigen von Solarzellen auf einfache konstruktive Weise derart auszugestalten, dass eine einfache Handhabung bei Montage-, Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten ermöglicht wird. Außerdem soll die Vorrichtung kostengünstig und selbst bei exponierten Aufstellflächen universell einsetzbar sein.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass zwischen der Abstützung und der Befestigungsschiene wenigstens Verbindungsmittel zum Einhängen des Trägers in die Befestigungsschiene vorgesehen sind.
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Sind zwischen der Abstützung und der Befestigungsschiene wenigstens Verbindungsmittel zum Einhängen des Trägers in die Befestigungsschiene vorgesehen, dann kann der einteilige Träger in einem Montageschritt an der Aufstellfläche angebracht werden, ohne dass die aus dem Stand der Technik bekannten aufwendigen Positionier- und Ausrichtungsschritte bei einer Vielzahl an Konstruktionsteilen durchgeführt werden müssen. Der Träger kann nämlich auf einfache Weise in die Befestigungsschiene eingehängt und so an der Aufstellfläche befestigt werden, so dass auch bei exponierten Lagen eine vergleichsweise hohe Montagefreundlichkeit erhalten bleiben kann. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann somit die Vorrichtung stets eine schnelle und einfache Montage gewährleisten. Dadurch kann diese Vorrichtung auch auf Dächern, Wänden, Fassaden und Satteldächern, insbesondere mit Nord-Süd Ausrichtung, sowie an Hausmauern als Aufstellfläche zum Einsatz gelangen, was zu einer universalen Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung führen kann. Des Weiteren eröffnet sich durch die verwendeten Verbindungsmitteln die Möglichkeit, eine modulartige Ausgestaltung der Vorrichtung zu schaffen und damit bei Defekten der Solarzellen den Träger einfach und schnell von der Befestigungsschiene auszuhängen. Selbst Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten sind daher erfindungsgemäß vergleichsweise einfacher durchführbar. Die erfindungsgemäße Konstruktion kann sich daher nicht nur durch seine Kostengünstigkeit und Standfestigkeit sondern auch in seiner Handhabungsfreundlichkeit und universellen Verwendbarkeit auszeichnen.
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Einfache Montageverhältnisse können geschaffen werden, wenn ein Flansch der Abstützung einen Teil der Verbindungsmittel aufnimmt, weil dadurch ein einfacheres Einhängen in die Befestigungsschiene ermöglicht werden kann.
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Um die Teile der Verbindungsmittel des Trägers auf einfache Weise auf die Lage der anderen Teile der Verbindungsmittel anpassen zu können, kann der Flansch Sollbruchstellen aufweisen. Je nach Bedarf können sich so über die Sollbruchstellen vereinfachte Montagebedingungen ergeben. Diese Sollbruchstellen können auch zur Ergänzung von gestanzten Ausnehmungen beitragen.
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Einfache Konstruktionsverhältnisse können sich ergeben, wenn Haken der Befestigungsschiene als ein Teil der Verbindungsmittel mit Ausnehmungen der Abstützung als ein anderer Teil der Verbindungsmittel zur Schaffung einer festen, insbesondere formschlüssigen, Verbindung zusammenwirken. Außerdem können diese Verbindungsmittel ein einfaches Einhängen des Trägers in die Befestigungsschiene ermöglichen.
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Weist die Befestigungsschiene eine zwischen zwei Reihen an Teilen von Verbindungsmitteln vorgesehene, insbesondere zentrale, Leitungsführung auf, dann kann ein Witterungsschutz für aufzunehmende elektrische Anschlussmitteln geschaffen werden. Hinzu kommt, dass mit einer zentralen Leitungsführung ein elektrisches Anschließen der Solarzellen auf einfache Weise möglich sein kann. Außerdem können defekte Solarzellen ohne einen erheblichen elektrischen Demontageaufwand von einer zentralen Kabelverbindung getrennt werden, was Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten vereinfachen kann.
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Der Witterungsschutz kann außerdem verbessert werden, in dem die Befestigungsschiene eine Abdeckung aufweist, die insbesondere wasserdicht sein kann. Vorstellbar kann sein, dass diese Abdeckung zum Schutz über der Leitungsführung und/oder über den Verbindungsmitteln vorgesehen ist.
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Greift die Abdeckung mit wenigstens einem Sicherungsansatz zwischen den eingehängten Teilen der Verbindungsmittel derart ein, dass der Träger von der Befestigungsschiene nicht aushängt werden kann, dann kann auf einfache Weise eine Sicherung der Befestigung ermöglicht werden. Beispielsweise kann dieser Sicherungsansatz in den Zwischenraum von Haken und Ausnehmung einragen, so dass die Haken nicht mehr aus der Ausnehmung geschoben werden können, wodurch eine standfeste Befestigung geschaffen werden kann.
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Eine besondere Dachkonstruktion kann sich ergeben, wenn die Befestigungsschiene und der Träger über der Aufstellfläche einen wasserdichten Konstruktionsverbund ausbilden, weil dann die Vorrichtung Teil der wasserführenden Schicht der Aufstellfläche, insbesondere des Dachs, sein kann.
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In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels beispielsweise dargestellt. Es zeigen
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1 eine Seitenansicht auf den Träger der Vorrichtung,
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2 eine Draufsicht auf die Befestigungsschiene der Vorrichtung,
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3 eine Schnittansicht nach III-III die Befestigungsschiene nach 2,
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4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit einem in die Befestigungsschiene eingehängten Träger,
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5 eine Schnittansicht nach V-V der 4,
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6 eine Schnittansicht nach VI-VI der 5 und
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7 eine Seitenansicht auf einen anderen Träger der Vorrichtung.
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Die Vorrichtung 1 zum Befestigen von Solarzellen 2 weist unter anderem einen Träger 3 auf, der nach 1 näher dargestellt ist. Der Träger 3 wird vorzugsweise kostengünstig aus einem Blech umgeformt. Durch diese Form des Trägers 3 können zwei in Längsrichtung hintereinander liegende Aufnahmen 4 für je eine Solarzelle 2 vorgesehen werden, wobei die Aufnahmen 4 durch einen Steg 5 voneinander getrennt sind. Die Aufnahmen 4 verlaufen in Längsrichtung gegenüber der Montagefläche 6 der Vorrichtung 1 geneigt, insbesondere kann so ein Neigungswinkel der Solarzellen 2 gegenüber der Sonne bzw. der Aufstellfläche 6 von insbesondere 25 Grad eingestellt werden. Die Aufstellfläche 6 kann beispielsweise ein Dach oder auch eine Hauswand darstellen. Der Träger 3 bildet wenigstens mit seinen längsseitigen Trägerenden 7 Abstützungen 8 aus. Die Seitenflächen des Trägers 3 können zur Gewichtsreduktion offen sein. Die Vorrichtung 1 weist weiter eine an der Aufstellfläche montierbare Befestigungsschiene 9 auf, die gemäß den 2 und 3 näher dargestellt ist. Diese Befestigungsschiene 9 ist mit Hilfe von Verbindungsmitteln 10 mit dem Träger 3 verbindbar, um diesen an der Aufstellfläche 6 befestigen zu können. Erfindungsgemäß sind diese Verbindungsmittel 10 derart ausgestaltet, dass die Abstützung 8 des Trägers 3 in der Befestigungsschiene 9 eingehängt werden kann. Zu diesem Zweck weist einerseits der Träger 3 Ausnehmungen 10' als einen Teil der Verbindungsmittel 10 und andererseits die Befestigungsschiene 9 Haken 10'' als einen anderen Teil der Verbindungsmittel 10 auf.
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Gemäß den 4 und 5 kann ein Zusammenbau der Vorrichtung 1 an einer Aufstellfläche 6 entnommen werden. Hier ist ein Träger 3 in die Befestigungsschiene 9 eingehängt und so durch einfache Montageschritte an der Aufstellfläche 6 zu befestigen. Ein Flansch 11 der Abstützung 8 nimmt einen Teil der Verbindungsmittel 10 auf, in dem in diesen Flansch 11 Ausnehmungen 10' eingebracht sind.
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Für eine einfache Anpassung der Ausnehmungen 10' an die Haken 10'' einer bereits montierten Befestigungsschiene 9 sind im Flansch 11 Sollbruchstellen 12 zur Schaffung von Teilen der Verbindungsmittel 10 vorgesehen, was der 4 besser entnommen werden kann.
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Die Befestigungsschiene 9 weist zwei Reihen 13 an Haken 10'' auf, um damit zwei Träger 3 nebeneinander befestigen zu können. Zwischen den zwei Reihen 13 ist eine, insbesondere zentrale u-förmige Leitungsführung 14 vorgesehen. Damit kann zum Abschluss der Montage auf einfache Weise ein elektrisches Verbindungskabel 15 oder andere nicht dargestellte Verbindungsleitungen zu den jeweiligen Solarzellen 2 geführt werden.
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Die Leitungsführung 14 weist eine wasserdichte und oder trittfeste Abdeckung 16 auf, um das Verbindungskabel 15 gegenüber Witterungseinflüssen schützen zu können, was den 5 und 6 entnommen werden kann. Diese Abdeckung 16 kann unter anderem auch in Längsrichtung mehrteilig ausgeführt sein. Außerdem kann die Abdeckung 16 auch derart ausgebildet sein, dass diese die zwei Reihen 13 an Haken 10'' übergreifen kann. Entscheidend ist jedoch, dass die Abdeckung 16 Sicherungsansätze 17 ausbildet, die in die freien Zwischenräume 18 eingreifen, um damit die Bewegungsfreiheit der Haken 10'' in der Ausnehmung 10' einzuschränken. Damit kann auf elegante und schnelle Weise der in die Befestigungsschiene 9 eingehängte Träger 3 gesichert befestigt werden. Außerdem kann die Abdeckung 16 einen Abschlusswinkel 19 ausformen, um die Leitungsführung 14 stirnseitig abschließen zu können, welcher Abschlusswinkel 19 als Anschlag zusätzlich zur Sicherung der Träger 3 beitragen kann.
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Um eine einfache Anschlussmöglichkeit zu schaffen, formt die Befestigungsschiene 9 Kabelführungsrinnen 20 aus, durch die die jeweiligen Verbindungskabeln 15 zu den Solarzellen rückseitig herangeführt werden können. Vorstellbar ist aber auch, dass die jeweiligen Verbindungskabeln 15 als Flachbandkabel ausgeführt einfach zwischen Befestigungsschiene 9 und Träger 3 geklemmt verlaufen. Besteht ein Defekt einer Solarzelle eines Trägers, was beispielsweise über nicht näher dargestellte Überwachungseinrichtungen mit Hilfe eines Blinklichtsignals einer optischen Anzeige 21 angezeigt werden kann, dann ist diese Solarzelle 2 über die zentrale Leitungsführung 14 auf einfache Weise aus dem elektrischen Kreis zu nehmen. Zu diesem Zweck muss lediglich die wasserdichte Abdeckung 16 abgehoben und die jeweilige Steckerverbindung 22 gelöst werden. Je nach Anforderung an den Stromkreis kann nun eine Überbrückung oder eine offene Steckverbindung eingerichtet werden, was eine besondere Wartungsfreundlichkeit ergibt.
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Die Befestigungsschiene 9 und der Träger 3 bilden über der Aufstellfläche 6 einen wasserdichten Konstruktionsverbund 23 aus, wodurch die Vorrichtung 1 auch als Witterungsschutz über der Aufstellfläche 6 verwendet werden kann.
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Außerdem kann der Träger 3 eine umlaufende Abstützung 8 aufweisen, wie dies im Zusammenhang von 4 und 5 erkannt werden kann.
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Gemäß 7 wird ein zweiter Träger 24 gezeigt, der zum Unterschied zum anderen Ausführungsbeispiel einen Trägerboden 25 ausformt. Auch hier bildet der Träger 24 mit seinen längsseitigen Trägerenden 26 Abstützungen 27 aus. Diese Abstützungen 27 können ebenso einen Flansch 28 aufweisen. Für Wärmedämmzwecke kann der Hohlraum des Trägers 24 mit Dämmstoff gefüllt sein, was nicht dargestellt worden ist. Solch eine Dämmung des Hohlraums kann außerdem eine eventuelle Hinterlüftung des Trägers vermeiden. Der Träger 24 kann an seinen anschließenden Teilen eine Schweißnaht 28 aufweisen, um eine vergleichsweise hohe Formstabilität gewährleisten zu können. Auch dieser Träger 24 kann mit seinen Ausnehmungen 29 in eine vom anderen Ausführungsbeispiel bekannte Befestigungsschiene 9 eingehängt werden, wobei erfindungsgemäß diese Ausnehmungen auch im Trägerboden 25 vorgesehen werden können.
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Im Allgemeinen sind auf der Rückseite des Trägers 24 Führungen 30 für Medien zum Kühlen und Heizen des Trägers 24 bzw. der vorderen Solarzellen 2 vorstellbar. Neben einer Wärmegewinnung kann so auch für eine besondere Kühlung der auf der gegenüberliegenden Trägerseite vorgesehenen Solarzellen 2 geschaffen werden, was auch einen verbesserten Wirkungsgrad der Solarzellen 2 ermöglichen kann. Hinzu kommt, dass mit einer Heizung eventuelle Schneebelastungen am Träger 3 auf einfache Weise abgebaut werden können. Die nicht dargestellten Verbindungsleitungen der Führungen 30 können ebenso in der Leitungsführung 14 verlaufen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007016367 U1 [0002]
