DE202011003970U1

DE202011003970U1 - Solarmoduleinrichtung für ein Flachdach

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Publication number: DE202011003970U1
Application number: DE202011003970U
Authority: DE
Original assignee: Hb Energietechnik Verwaltungs 33397 GmbH; HB ENERGIETECHNIK VERWALTUNGS GmbH
Current assignee: Hb Energietechnik Verwaltungs 33397 GmbH; HB ENERGIETECHNIK VERWALTUNGS GmbH
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2021-03-16

Abstract

Solarmoduleinrichtung für ein Flachdach, mit einem Solarmodul (1) und einer am Solarmodul (1) entlang einer ersten Längsseite (15) des Solarmoduls (1) angeordneten Rückeneinrichtung (3), wobei die Rückeneinrichtung (3) relativ verschwenkbar zum Solarmodul (1) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarmoduleinrichtung für ein Flachdach, mit einem Solarmodul. Ferner betrifft die Erfindung ein Solarmodulsystem, das über eine Mehrzahl von Solarmoduleinrichtungen verfügt.
Solarmoduleinrichtungen im Allgemeinen so wie solche für Flachdächer im Speziellen sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf.
Solarmoduleinrichtungen verfügen über ein Solarmodul, können aber auch eine Mehrzahl solcher Module aufweisen. Je nach Ausrüstung kann ein Solarmodul der Erzeugung von Wärme oder der Erzeugung von elektrischem Strom dienen. Die Solarmoduleinrichtung nach der Erfindung bzw. das System nach der Erfindung betreffen solche Einrichtungen, die über Solarmodule zur Erzeugung elektrischer Energie dienen, die also dazu ausgerüstet sind, einfallendes Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln.
Solarmodule zur Erzeugung elektrischer Energie bedürfen zum Zwecke der gesteigerten Effizienz einer Ausrichtung relativ gegenüber dem einfallenden Sonnenlicht. Dabei ergibt sich der sogenannte Anstell- oder Aufstellwinkel, das heißt der Winkel zwischen der Wirkoberfläche des Solarmoduls einerseits und der Horizontalen andererseits in erster Linie nach dem Breitengrad des Aufstellungsortes. Für Mitteleuropa, insbesondere Deutschland, beträgt der optimale Aufstellwinkel ca. 30 Grad.
In der Praxis werden andere Anstell- bzw. Aufstellwinkel als der dem Breitengrad nach optimale Anstell- bzw. Aufstellwinkel gewählt. Dies deshalb, um Verschattungsverluste bei in Reihen hintereinander angeordneten Solarmoduleinrichtungen zu minimieren.
Für die Aufstellung von Solarmoduleinrichtungen auf Flachdächern bedarf es der Verwendung von entsprechend ausgebildeten Traggerüsten, die aufgrund ihrer konstruktiven Ausgestaltung einen bestimmten Aufstellwinkel vorgeben. Typischerweise kommen Gerüste zum Einsatz, die einen festen Aufstellwinkel von zum Beispiel 15 Grad, 20 Grad oder 25 Grad bereitstellen. Ein derartiges Traggerüst, auch Flachdachaufsatz genannt, ist beispielsweise aus der DE 20 2006 050 456 A1 bekannt geworden.
Unter Verwendung von vorbekannten Traggerüsten können Solarmodule auf Flachdächern installiert werden, wobei je nach gewähltem Traggerüst ein bestimmter Anstell- bzw. Aufstellwinkel für das von dem Traggerüst getragene Solarmodul erreicht ist.
Obgleich sich Solarmoduleinrichtungen der vorbeschriebenen Art im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt haben, besteht Verbesserungsbedarf, insbesondere mit Blick auf eine optimierte Stromausbeute. Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Solarmoduleinrichtung vorzuschlagen, die konstruktiv bedingt eine verbesserte Stromausbeute gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, eine Solarmoduleinrichtung für ein Flachdach, mit einem Solarmodul und einer am Solarmodul entlang einer ersten Längsseite des Solarmoduls angeordneten Rückeneinrichtung, wobei die Rückeneinrichtung relativ verschwenkbar zum Solarmodul ausgebildet ist.
Die Solarmoduleinrichtung nach der Erfindung verfügt über ein Solarmodul und eine daran angeordnete Rückeneinrichtung. Dabei ist die Rückeneinrichtung an einer ersten Längsseite des Solarmoduls angeordnet. Im endfertig montierten Zustand der Solarmoduleinrichtung bilden die Rückeneinrichtung und das Solarmodul eine satteldachförmige Ausgestaltung, wobei das Solarmodul den einen Schenkel und die Rückeneinrichtung den anderen Schenkel dieser satteldachförmigen Ausgestaltung bilden. Unterseitig ist diese Satteldachkonstruktion im endfertig montierten Zustand der Solarmoduleinrichtung durch die Dachoberfläche, das heißt die Dachhaut des Flachdaches gebildet.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Rückeneinrichtung relativ verschwenkbar zum Solarmodul ausgebildet ist. Nach der erfindungsgemäß vorgesehenen Konstruktion ist es also möglich, die Rückeneinrichtung relativ gegenüber dem Solarmodul zu verschwenken. Diese verschwenkbare Ausgestaltung ermöglicht es, den sogenannten Einstellwinkel, das heißt den Winkel zwischen Rückeneinrichtung einerseits und Solarmodul andererseits wahlweise in seiner Größe vorgeben zu können.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung gestattet es, über die Einstellung des Einstellwinkels, das heißt des von der Rückeneinrichtung und dem Solarmodul eingeschlossenen Winkels die Größe des Anstell- bzw. Aufstellwinkels, das heißt des vom Solarmodul und der Dachoberfläche eingeschlossenen Winkels zu variieren und an die Gegebenheiten am Aufstellungsort anzupassen. Dies ermöglicht eine Optimierung der Solarmoduleinrichtung an die gegebenen Umstände vor Ort. Es ist insbesondere möglich, eine gezielte Ausrichtung der Neigung des Solarmoduls vornehmen zu können.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht eine stufenlose Einstellung des Anstell- bzw. Aufstellwinkels. Im Unterschied zum Stand der Technik ist dieser Winkel bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nicht in unveränderbarer Weise vorgegeben. Es ist vielmehr eine individuelle Einstellung desselben möglich. Dabei ist es sowohl gestattet, eine verhältnismäßig steile Aufstellung des Solarmoduls vorzusehen, das heißt den Aufstellwinkel vergleichsweise groß zu wählen, als auch eine flache Ausrichtung zu ermöglichen, das heißt den Aufstellwinkel vergleichsweise klein zu wählen. Es ist bevorzugterweise möglich, den Aufstellwinkel zwischen 5 Grad und 35 Grad, vorzugsweise zwischen 10 Grad und 30 Grad, noch mehr bevorzugt zwischen 10 Grad und 25 Grad stufenlos auswählen und einstellen zu können. Dabei wird diese Einstellung des Anstellwinkels durch die Wahl der relativen Lage der Rückeinrichtung gegenüber dem Solarmodul durch Verschwenkung der Rückeneinrichtung relativ zum Solarmodul bewerkstelligt.
Mit der Erfindung wird desweiteren ein Solarmodulsystem vorgeschlagen, das über eine Mehrzahl von Solarmoduleinrichtungen der vorgenannten Art verfügt. Typischerweise kommen auf einem Flachdach mehrere Solarmoduleinrichtungen zur Installation. Die Gesamteinheit dieser Solarmoduleinrichtungen betrifft ein Solarmodulsystem im Sinne der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der relativen Verschwenkbarkeit der Rückeneinrichtung zum Solarmodul einer Solarmoduleinrichtung gestattet nicht nur die optimierte Ausgestaltung und Aufstellung der Solarmoduleinrichtung als solche, sondern darüber hinaus auch in vorteilhafter Weise eine Optimierung eines gesamten aus mehreren Solarmoduleinrichtungen aufgebauten Solarmodulsystems.
Typischerweise sind die Solarmoduleinrichtungen eines Systems in Reihen hintereinander angeordnet. Dabei können je Reihe eine Mehrzahl von Solarmoduleinrichtungen vorgesehen sein, die in Längsrichtung der Solarmoduleinrichtungen nebeneinander angeordnet sind.
Der Nutzungswert eines Solarmodulsystems kann mit Blick auf die erreichte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie in unterschiedlicher Weise quantifiziert werden. Dementsprechend ist eine Optimierung des Systems auch nach unterschiedlichen Gesichtspunkten möglich. So kann beispielsweise angestrebt sein, die Erzeugung von elektrischer Energie mit Bezug auf die in Anspruch genommene Aufstellfläche zu optimieren. Dabei ist es Ziel einer solchen Optimierung, eine möglichst hohe Energieerzeugung pro Quadratmeter Dachaufstellfläche zu erzeugen. Im Unterschied hierzu kann bei der Installation des Systems auch die Zielsetzung verfolgt werden, mit Bezug auf die gesamte für die Installation der Solarmoduleinrichtungen in Anspruch genommene Dachfläche einen maximal möglichen Ertrag an elektrischer Energie erzeugen zu können, unabhängig von einer Optimierung je Quadratmeter Dachaufstellfläche. So lässt sich beispielsweise bei gegebener Aufstellfläche die insgesamt erzeugbare elektrische Energie dadurch erhöhen, dass mehr Solarmoduleinrichtungen zum Einsatz kommen. Insbesondere aufgrund von auftretenden Verschattungsproblemen sinkt dann zwar die je Solarmoduleinrichtung erbrachte Leistung, das heißt die Ausbeute mit Bezug auf den Quadratmeter Aufstellfläche sinkt, doch die Gesamtabgabeleistung des Systems insgesamt steigt.
Die Abwägung in der Optimierung des Systems ergibt sich schlussendlich durch die Verschattungsproblematik. Typischerweise entspricht der Abstand zwischen zwei Solarmoduleinrichtungsreihen der dreifachen Breite einer Solarmoduleinrichtung, und zwar gemessen von Vorderkante zu Vorderkante benachbarter Reihen. Bei einem solchen Abstand zwischen zwei Solarmoduleinrichtungsreihen sind die durch Verschattung bedingten Leistungsverluste minimiert. Dabei gilt dieser einzuhaltende Abstand zwischen zwei Solarmoduleinrichtungsreihen mit Bezug auf einen bestimmten Anstellwinkel. Kommen nun Solarmoduleinrichtungen mit einem anderen Einstellwinkel zum Einsatz, so muss auch ein anderer Abstand zwischen den Solarmoduleinrichtungen gewählt werden. Dabei gilt, dass der Abstand mit vergrößertem Anstellwinkel zu erhöhen ist. Soll nun die Gesamtleistung eines Solarmodulsystems mit Bezug auf die insgesamt abgegebene elektrische Energie vergrößert werden, so bedarf es des zusätzlichen Einsatzes von Solarmoduleinrichtungen. Bei gegebener Dachfläche bedeutet dies ein näheres Zusammenrücken der einzelnen Solarmoduleinrichtungen, das heißt eine Verkürzung der Abstände zwischen den einzelnen Solarmoduleinrichtungsreihen. In der Konsequenz steigen die Verluste durch Verschattungen.
Ein anderer Ansatz zur Steigerung der Abgabeleistung eines Solarmodulsystems kann darin bestehen, Solarmodule unter einem anderen Anstellwinkel auszurichten. Hierdurch bedingt müssen dann aber andere Abstände zwischen den einzelnen Solarmoduleinrichtungsreihen gewählt werden, um Verluste durch Verschattungen ausgleichen zu können. In der Konsequenz kann dies dazu führen, dass die insgesamt zur Erzielung einer vorgegebenen Watt-Leistung erforderlichen Solarmoduleinrichtungen auf dem insgesamt zur Verfügung stehenden Dach nicht allesamt Platz finden. In der Konsequenz müssen zur Unterbringung der geforderten Menge an Solarmoduleinrichtungen die Abstände zwischen den einzelnen Reihen verringert werden, was wiederum die Verluste durch Verschattungen steigen lässt.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist eine optimierte Ausgestaltung der Gesamtanlage dem Grunde nach nicht möglich. Dies deshalb nicht, weil vorbekannte Systeme auf der Basis von Solarmoduleinrichtungen erstellt werden, die einen vorgegebenen, das heißt unveränderbaren Anstellwinkel bereitstellen. Eine optimierte Anpassung an die Gegebenheiten vor Ort ist damit nicht möglich. Schlussendlich kann bei vorbekannten Systemen bei gegebener Dachflächengröße nur die Anzahl der insgesamt zum Einsatz kommenden Solarmoduleinrichtungen variiert werden, und es können die Abstände zwischen den einzelnen Solarmoduleinrichtungsreihen verändert werden. Da die Dachgröße aber vorgegeben ist, können durch die vorgenannten Parameter nur bedingt Optimierungen vorgenommen werden.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung schafft hier Abhilfe, denn sie gestattet eine stufenlose Einstellung auch des Anstellwinkels, das heißt der Ausrichtung des Solarmoduls relativ gegenüber der Horizontalen. Es wird so in vorteilhafter Weise die Möglichkeit geschaffen, ein Gesamtsystem insgesamt mit Bezug auf die gegebene Flachdachgröße optimieren zu können. So gestattet es die erfindungsgemäße Ausgestaltung, mit Bezug auf den jeweiligen konkreten, individuellen Anwendungsfall durch die Wahl eines entsprechenden Anstellwinkels den optimierten Abstand zwischen zwei Solarmoduleinrichtungsreihen vorzugeben, und zwar unter Berücksichtigung der insgesamt mit Bezug auf die zur Verfügung stehende Installationsfläche zu erreichende Energieausbeute. Auf diese Weise wird es dem Betreiber eines erfindungsgemäßen Systems möglich, Prioritäten hinsichtlich der späteren Nutzung zu setzen. So kann die Nutzungsvorgabe beispielsweise lauten, mit Bezug auf die gegebene Dachfläche die maximal mögliche Leistung zu erzielen. In Entsprechung dieser Vorgabe können dann die Anzahl der benötigten Solarmoduleinrichtungen sowie der einzuhaltende Reihenabstand und der zu wählende Anstellwinkel optimiert werden. Andererseits ist es auch möglich, anwenderseitig die Vorgabe zu geben, eine optimierte Leistungsabgabe je Quadratmeter Installationsfläche zu erzielen, das heißt die je Quadratmeter Installationsfläche erzeugte elektrische Energie zu optimieren, unabhängig von der mit Bezug auf die insgesamt zur Verfügung stehende Dachfläche erzielbare Gesamtenergie. Bei einer Prioritätssetzung in diesem Sinne ergeben sich für die Anzahl der zu installierenden Solarmoduleinrichtungen als auch für den Anstellwinkel und den einzuhaltenden Reihenabstand andere Werte als im zuerst genannten Prioritätsfall.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird in Abkehr zum bisherigen Stand der Technik der starre Anstellwinkel aufgelöst. Dieser ist im Sinne der erfindungsgemäßen Konstruktion variabel und damit für den jeweiligen Anwendungsfall einstellbar ausgebildet. Dabei hat sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung in überraschender Weise als praxisgerechte und tatsächlich umsetzbare Maßnahme herausgestellt.
Für eine ordnungsgemäße und sichere Installation einer Solarmoduleinrichtung bzw. eines aus mehreren Solarmoduleinrichtungen gebildeten Solarmodulsystems bedarf es der Verwendung von Beschwerungsgewichten. Dabei ergibt sich die Menge der einzusetzenden Beschwerungsgewichte unter anderem in Abhängigkeit des gewählten Anstellwinkels. Je nach Anstellwinkel ergibt sich nämlich mit Bezug auf die Solarmoduleinrichtung ein bestimmter Widerstandsbeiwert. Wird nun – wie mit der Erfindung vorgeschlagen – der Anstellwinkel variabel, so ergibt sich in Abhängigkeit des konkret gewählten Anstellwinkels ein entsprechender Widerstandsbeiwert. In Abhängigkeit des sich mit Bezug auf einen bestimmten Anwendungsfall sich ergebenden Widerstandsbeiwertes ist dann die Beschwerung durch Zusatzgewichte zu ermitteln, wobei es nicht nur auf das einzubringende Gewicht, sondern auch auf dessen Verteilung ankommt. Dabei darf natürlich die vom Dach zur Verfügung gestellte Traglast insgesamt nicht überschritten werden, wobei es auch hier nicht allein auf das Gesamtgewicht des endfertig montierten Systems, sondern auch auf die Einhaltung der Tragfähigkeit je Quadratmeter ankommt.
Die Rückeneinrichtung verfügt gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung über Stützbeine. Es können je Solarmodul bevorzugterweise zwei Stützbeine vorgesehen sein. Die Stützbeine stützen das Solarmodul unter Zwischenordnung bevorzugterweise eines Firstträgers ab. Diese Ausgestaltung macht es möglich, Solarmodule unterschiedlicher Hersteller gleichermaßen einsetzen zu können. Das Solarmodul stützt sich auf dem Firstträger ab, welches wiederum durch die Stützbeine gehalten ist. Dabei kann die Anordnung des Solarmoduls am Firstträger bevorzugterweise durch Klemmeinrichtungen erfolgen, was es besonders einfach macht, ein und denselben Firstträger wahlweise mit unterschiedlichen Solarmodulen, d. h. mit Solarmodulen unterschiedlicher Hersteller bestücken zu können.
Die Rückeneinrichtung verfügt des Weiteren über ein Rückenwandblech. Sinn und Zweck des Rückenwandbleches ist es, die dem Solarmodul gegenüberliegende Seite der insgesamt als satteldachförmigen Konstruktion zu bezeichnenden Aufstellung zu verschließen. Dies deshalb, um – wie dies im Weiteren noch näher beschrieben werden wird – einen Unterdruck im Inneren der Satteldachkonstruktion erzeugen zu können, wodurch sichergestellt ist, dass sich die gesamte Solarmoduleinrichtung an das Flachdach ansaugt, so dass das Einbringen zusätzlicher Beschwerungsgewichte auf ein Minimum reduziert werden kann.
Das Rückwandblech ist an den Stützbeinen angeordnet. Dies kann vorzugsweise durch Verschrauben, Verschweißung oder sonst wie erfolgen. Das Rückwandblech und die Stützbeine können alternativ auch integrativ, vorzugsweise einstückig ausgebildet sein.
Die Rückeneinrichtung weist eine in Längsrichtung des Solarmoduls verlaufende erste Spaltöffnung auf. Diese Spaltöffnung ist bevorzugterweise zwischen der ersten Längsseite des Solarmoduls einerseits und des Rückenwandbleches andererseits ausgebildet. Die erste Spaltöffnung erstreckt sich also zwischen der in Höhenrichtung oberen Kante des Rückwandbleches und der in Höhenrichtung unteren Kante des Firstträgers, auf dem sich das Solarmodul abstützt.
Die Solarmoduleinrichtung ist gemäß einem weiteren Merkmal durch ein an einer der ersten Längsseite gegenüberliegenden zweiten Längsseite des Solarmoduls angeordnetes Fußprofil gekennzeichnet. Das Fußprofil ist demnach der Rückeneinrichtung gegenüberliegend am Solarmodul angeordnet. Das Fußprofil ist relativ verschwenkbar zum Solarmodul ausgebildet. Es ist deshalb möglich, das Fußprofil relativ gegenüber dem Solarmodul zu verschwenken, und zwar über einen vorgegebenen Winkelbereich stufenlos, was es gestattet, das Fußprofil je nach Aufbauort an die individuellen Gegebenheiten angepasst in seiner relativen Lage gegenüber dem Solarmodul auszurichten und einzustellen.
Dank der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine optimierte Aufstellung der Solarmoduleinrichtung möglich, was zu einer insgesamt vereinfachten Handhabung insbesondere bei der Montage führt. Dies insbesondere auch deshalb, weil Flachdächer regelmäßig nicht exakt horizontal verlaufen. Ein Flachdach steht vielmehr zur Ausbildung eines Gefälles unter einem bestimmten Winkel zur Horizontalen, beispielsweise für eine begünstigte Regenwasserabführung. Der mit einer Solarmoduleinrichtung fest vorgegebene Aufstellwinkel richtet sich am Idealzustand aus, d. h. einem exakt zur Horizontalen ausgerichteten Flachdachkonstruktion. Weist nun das Flachdach abweichend von diesem Idealzustand ein Gefälle auf, so ergibt sich hinsichtlich einer endfertig montierten Solarmoduleinrichtung, dass trotz des von der Solarmoduleinrichtung vorgegebenen Aufstellwinkels das Solarmodul in einem von diesem Aufstellwinkel abweichenden Winkel zur Sonneneinstrahlung ausgerichtet ist. Diese Abweichung kann durch relatives Verschwenken des Fußprofils relativ gegenüber dem Solarmodul in einfacher Weise ausgeglichen werden. Die Handhabung der erfindungsgemäßen Solarmoduleinrichtung ist so vereinfacht.
Das Fußprofil verfügt vorzugsweise über einen Profilkörper einerseits und eine daran angeordnete Gelenkschiene andererseits. Im endfertig montierten Zustand dient der Profilkörper als eigentlicher Standfuß, der die Solarmoduleinrichtung gegenüber dem Untergrund abstützt. Die vom Profilkörper getragene Gelenkschiene dient der gelenkigen Anordnung des Profilkörpers an dem Solarmodul, wodurch die verschwenkbare Anordnung des Fußprofils am Solarmodul erreicht ist. Der Profilkörper und die Gelenkschiene können einstückig ausgebildet sein. Auch eine zweiteilige Ausgestaltung ist denkbar, wobei in diesem Fall eine Verbindung von Profilkörper und Gelenkschiene beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen, Vernieten oder sonst wie vorzusehen ist.
Die Gelenkschiene stellt einen im Querschnitt teilkreisförmig ausgebildeten Gelenkkopf bereit. Dieser Gelenkkopf erstreckt sich in Längsrichtung der Gelenkschiene und kann insofern auch als im Querschnitt teilkreisförmige Wulst bezeichnet werden. Im endmontierten Zustand der Solarmoduleinrichtung wirkt dieser Gelenkkopf mit einem Gegenlager zusammen, wobei es aufgrund der teilkreisförmigen Ausgestaltung des Gelenkkopfes möglich ist, diesen gegenüber dem Gegenlager zu verschwenken, was insgesamt die Verschwenkbewegung des Fußprofils gegenüber dem Solarmodul gestattet.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fußprofil mit einer am Solarmodul angeordneten Klemmbacke zusammenwirkt. Diese Klemmbacke stellt das Gegenlager für den Gelenkkopf der Gelenkschiene des Fußprofils dar. Im endfertig montierten Zustand greift das Fußprofil gelenkkopfseitig mit seiner Gelenkschiene in die Klemmbacke des Solarmoduls ein.
Die Klemmbacke verfügt über eine erste und eine zweite Backe, die den Gelenkkopf der Gelenkschiene zwischen sich aufnehmen. Dabei sind die beiden Backen der Klemmbacke gegeneinander mittels einer Schraubverbindung verspannbar ausgebildet.
Die vorbeschriebene Konstruktion erweist sich in der Handhabung als besonders einfach. Herstellerseitig kann eine Vormontage vorgenommen werden. In dieser vormontierten Stellung ist das Fußprofil gelenkkopfseitig mit seiner Gelenkschiene in die Klemmbacke des Solarmoduls eingesetzt, mithin am Solarmodul angeordnet. Die die beiden Backen der Klemmbacke gegeneinander verspannende Schraubverbindung befindet sich gemäß dieser vormontierten Stellung aber noch in ihrer gelösten Ausgangsposition. Es ist mithin eine Verschwenkbewegung des Fußprofils gegenüber dem Solarmodul möglich, wobei eine verlierfeste Anordnung des Fußprofils relativ gegenüber dem Solarmodul erreicht ist. Im Rahmen einer Endmontage vor Ort kann dann in einem ersten Schritt das Fußprofil relativ gegenüber dem Solarmodul durch Verschwenken in die gewünschte Stellung gebracht, d. h. relativ gegenüber dem Solarmodul ausgerichtet werden. Sobald die gewünschte Relativpositionierung des Fußprofils gegenüber dem Solarmodul eingestellt ist, wird die Schraubenverbindung der Klemmbacke angezogen, infolge dessen die beiden Backen der Klemmbacken relativ gegenüber einander verspannt werden. Dies führt zu einer Festlegung der Position des Fußprofils relativ gegenüber dem Solarmodul, da das Fußprofil mit seiner Gelenkschiene zwischen den beiden Backen der Klemmbacke eingeklemmt wird. Diese Einklemmung hat zur Folge, dass eine Verschwenkbewegung des Fußprofils relativ gegenüber dem Solarmodul nun nicht mehr möglich ist. Das Fußprofil ist in seiner relativen Lage gegenüber dem Solarmodul fixiert.
Eine Vormontage von Solarmodul und Fußprofil kann auch vor Ort durchgeführt werden. Dabei bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung die Möglichkeit, eine Vormontage außerhalb des Flachdaches, vorzugsweise ebenerdig vorzunehmen. Das so vormontierte Solarmodul kann als dann auf das Flachdach verbracht werden, wo dann in der schon vorbeschriebenen Weise eine endfertige Montage stattfinden kann.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fußprofil unter Ausbildung einer in Längsrichtung des Solarmoduls verlaufenden zweiten Spaltöffnung beabstandet zum Solarmodul angeordnet ist. Damit ist nicht nur rückseitig der Solarmoduleinrichtung, sondern auch frontseitig derselben eine Spaltöffnung vorgesehen. Bevorzugterweise ist dabei die erste Spaltöffnung, d. h. die rückseitige Spaltöffnung der Solarmoduleinrichtung in Spaltöffnungshöhenrichtung weiter als die zweite Spaltöffnung, d. h. die frontseitige Spaltöffnung der Solarmoduleinrichtung ausgebildet. Sinn und Zweck dieser Spaltöffnungen ist es, einen Druckausgleich zwischen der die Solarmoduleinrichtung umgebenden Atmosphäre einerseits und der von der Solarmoduleinrichtung aufgrund ihrer satteldachförmigen Ausgestaltung eingeschlossene Atmosphäre andererseits bewirken zu können. Dieser Druckausgleich erfolgt deshalb, damit der bei Windanströmung eines Gebäudes mit einem Flachdach auf dem Flachdach durch die Windanströmung entstehende Unterdruck in die innere Atmosphäre, d. h. die von der satteldachförmigen Ausgestaltung der Solarmoduleinrichtung umschlossene Atmosphäre übertragen wird. Diese Unterdruckausgestaltung im Inneren der Solarmoduleinrichtung wird durch die gewählte Spaltöffnungsweite von erster Spaltöffnung einerseits und zweiter Spaltöffnung andererseits zudem verstärkt.
Die Ausbildung eines Unterdrucks in der inneren, von der satteldachförmigen Ausgestaltung der Solarmoduleinrichtung umschlossenen Atmosphäre bewirkt den positiven Effekt, dass sich die nach unten hin, d. h. zur Oberfläche des Flachdaches hin offene Solarmoduleinrichtung an das Flachdach, d. h. die Flachdachoberfläche ansaugt. Es entsteht insofern eine in Richtung auf das Flachdach gerichtete Anpresskraft, die auf die Solarmoduleinrichtung einwirkt, was in der Konsequenz zu einer Stabilitätsverbesserung einerseits sowie zu einer verbesserten Standfestigkeit der Solarmoduleinrichtung andererseits führt.
Die Unterdruckausbildung im Inneren der Solarmoduleinrichtung wird des Weiteren dadurch gefördert, dass die Stirnseiten der satteldachförmigen Ausgestaltung der Solarmoduleinrichtung offen ausgebildet sind. An diesen Stirnseiten vorbeistreichende Winde erzeugen einen Sogeffekt, der im Inneren der Solarmoduleinrichtung befindliche Atmosphäre herauszieht, was die Unterdruckbildung im Inneren der Solarmoduleinrichtung weiter verstärkt.
Die Erzeugung einer auf die Solarmoduleinrichtung einwirkenden Kraft, die die Solarmoduleinrichtung in Richtung auf das sie aufnehmende Flachdach drückt, bewirkt den positiven Effekt einer Stabilisierung der Solarmoduleinrichtung, und ermöglicht zudem eine sichere Aufstellung bei gleichzeitigem Verzicht auf ansonsten notwendige Beschwerungsgewichte. Die Unterdruckerzeugung innerhalb der Solarmoduleinrichtung macht es also möglich, die Gewichtseinbringung zur Standortsicherung zu minimieren. Dies ist aus zweierlei Gründen von Vorteil. Zum einen vereinfacht sich die Montage bzw. Demontage, da weniger Beschwerungsgewichte montiert bzw. demontiert werden müssen. Zum anderen können bei vorgegebener Traglast des Daches eine Mehrzahl von Solarmoduleinrichtungen installiert werden, was die mit Bezug auf die Größe des Flachdaches erzielbare Ausbeute an elektrischer Energie vergrößert.
Mit der Erfindung wird desweiteren vorgeschlagen, ein Solarmodulsystem für ein Flachdach. Dieses Solarmodulsystem verfügt über eine Mehrzahl von Solarmoduleinrichtungen der vorbeschriebenen Art. Diese sind bevorzugterweise in Reihen angeordnet, das heißt mehrere Solarmoduleinrichtungen sind in Längsrichtung nebeneinander ausgebildet. Es sind bevorzugterweise mehrere solcher Solarmoduleinrichtungsreihen vorgesehen, die quer zur Längserstreckung aufeinander nachfolgend ausgebildet sind.
Es ist bevorzugterweise ein Kabelprofil vorgesehen, dass der Verbindung mehrerer in Reihen hintereinander angeordneter Solarmoduleinrichtungen dient. Die Kabelprofile sind demnach quer zur Längserstreckung der Solarmoduleinrichtungen verlegt und verbinden Solarmoduleinrichtungen reihenübergreifend miteinander. Das Kabelprofil dient zum einen der Verbesserung der Standfestigkeit, in dem nämlich ein solarmodulreihenübergreifender Verbund von Solarmoduleinrichtungen geschaffen wird. Das Kabelprofil dient ferner der Führung und Aufnahme von mit den Solarmoduleinrichtungen gekoppelten elektrischen Kabeln. Eine geschützte und vor allem ordnungsgemäße Verlegung der an die Solarmoduleinrichtungen angeschlossenen Kabel ist so möglich.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass in ihren geometrischen Abmessungen unterschiedlich ausgebildete Rückeneinrichtungen zur Verfügung stehen, die nach dem Baukastenprinzip wahlweise mit dem Solarmodul einer Solarmoduleinrichtung kombinierbar ausgebildet sind.
Die Rückeneinrichtung einer jeden Solareinrichtung ist zum jeweiligen Solarmodul verschwenkbar ausgebildet. In ihrer Höhenerstreckung ist die jeweilige Rückeneinrichtung allerdings unveränderlich. Je nach gewähltem Einstellwinkel, das heißt je nach relativer Ausrichtung der Rückeneinrichtung relativ zum Solarmodul kann hierdurch eine ausladende Aufstellungskonstellation entstehen. Insbesondere bei einem kleinen Anstellwinkel ergibt sich ein entsprechend großer Einstellwinkel, und zwar mit der Konsequenz, dass die Rückeneinrichtung vergleichsweise ausladend mit Bezug auf das Solarmodul nach hinten reicht. Diese ausladende Ausgestaltung ist nicht nur raumeinnehmend, es kann sich unter Umständen auch ein vergleichsweise unsicherer Stand für die gesamte Solarmoduleinrichtung ergeben. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird mit der Erfindung nun vorgeschlagen, dass in ihren geometrischen Abmessungen unterschiedlich ausgebildete Rückeneinrichtungen vorgehalten werden, die je nach ausgewähltem Anstellwinkel mit dem Solarmodul zur Bildung einer Solarmoduleinrichtung kombinierbar sind.
Es können beispielsweise zwei in ihrer Höhenerstreckung unterschiedlich ausgebildete Rückeneinrichtungen, das heißt zwei Rückeneinrichtungstypen vorgesehen sein. Ein erster Rückeneinrichtungstyp findet Verwendung beispielsweise für einen Anstellwinkel zwischen 10 und 15 Grad. Soll hingegen ein Anstellwinkel zwischen 15 und 30 Grad gewählt werden, kommt der zweite Rückeneinrichtungstyp zur Anwendung. Dabei ist der zweite Rückeneinrichtungstyp in Höhenrichtung höher als der erste Rückeneinrichtungstyp ausgeführt. Die Bereitstellung von unterschiedlichen Rückeneinrichtungstypen ermöglicht nicht nur die Überwindung der vorbeschriebenen Nachteile, es wird darüber hinaus der Vorteil der Materialeinsparung erzielt. Anstelle nämlich nur eines Rückeneinrichtungstyps kann für niedrige Anstellwinkel ein zweiter Rückeneinrichtungstyp eingesetzt werden, der in Höhenrichtung weniger hoch als der andere Rückeneinrichtungstyp ausgebildet ist, womit erhebliches Material eingespart werden kann.
Es versteht sich von selbst, dass anstelle von zwei Rückeneinrichtungstypen auch mehrere solcher Typen zum Einsatz kommen können. Es muss hier die Abwägung zwischen Variationsvielfalt einerseits und Lagerhaltung bzw. Logistik andererseits zur Abwägung gebracht werden.
Es kommen gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung Beschwerungsgewichte zum Einsatz. Diese sind nach der Erfindung nach dem Baukastenprinzip wahlweise mit einer Solarmoduleinrichtung kombinierbar, wobei die Bestimmung der Menge der Beschwerungsgewichte in Abhängigkeit des gewählten Anstellwinkels zwischen Solarmodul und Dachoberfläche durchführbar ist.
Obgleich in der schon vorbeschriebenen Weise ein Ansaugen einer Solarmoduleinrichtung an die Dachoberfläche stattfindet, kann es je nach Aufstellungsort für die Gewährleistung eines sicheren Stands der Solarmoduleinrichtung erforderlich sein, Beschwerungsgewichte zu verwenden, mit deren Hilfe eine Beschwerung der Solarmoduleinrichtung stattfindet. Dabei kommt es je nach Stellung der Solarmoduleinrichtung mit Bezug auf die Dachoberfläche einerseits und mit Bezug auf die Positionierung im gesamten Solarmodulsystem andererseits auf die einzubringende Masse an Beschwerungsgewichten an. Hinzukommt nun, dass die erfindungsgemäß ausgestaltete Solarmoduleinrichtung über eine relativ zum Solarmodul verschwenkbare Rückeneinrichtung verfügt. Hieraus ergibt sich, dass je nach Relativverstellung der Rückeneinrichtung zum Solarmodul der von der insgesamt satteldachförmigen Ausgestaltung der Solarmoduleinrichtung umschlossene Volumenraum in seiner Größe variiert. Die Einstellung der Rückeneinrichtung relativ zum Solarmodul hat also einen direkten Einfluss auf die von der Solarmoduleinrichtung insgesamt umschlossene Atmosphäre. Hieraus ergibt sich je nach eingestelltem Winkel zwischen Rückeneinrichtung einerseits und Solarmodul andererseits eine durch Unterdruck bestimmte Ansaugkraft der Solarmoduleinrichtung an die Dachoberfläche. Bei der Auswahl der Menge der Beschwerungsgewichte muss dieser Umstand mitberücksichtigt werden, weshalb mit der Erfindung vorgeschlagen wird, die Bestimmung der Menge der Beschwerungsgewichte in Abhängigkeit des gewählten Anstellwinkels α durchzuführen bzw. konstruktiv ein Baukastensystem mit Bezug auf die Beschwerungsgewichte vorzusehen, so dass wahlweise in Abhängigkeit des gewählten Anstellwinkels α eine Kombination der benötigen Beschwerungsgewichte mit der zu beschwerenden Solarmoduleinrichtung in einfacher Weise möglich ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
1 in einer schematischen Seitenansicht eine Solarmoduleinrichtung nach der Erfindung;
2 in einer schematischen Perspektivdarstellung die Solarmoduleinrichtung nach der Erfindung in einer rückwärtigen Ansicht;
3 in einer schematischen Detailansicht die Anbindung eines Fußprofils an das Solarmodul;
3a in einer schematischen Detailansicht die Anbindung des Fußprofils an das Solarmodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
4 in einer schematischen Draufsicht von oben ein auf einem Flachdach installiertes Solarmodulsystem und
5 in schematischer Seitenansicht zwei in Sonneneinstrahlrichtung hintereinander angeordnete Solarmoduleinrichtungen nach der Erfindung.
1 lässt in einer schematischen Seitenansicht die Solarmoduleinrichtung 14 nach der Erfindung erkennen. Diese verfügt über ein Solarmodul 1, eine daran verschwenkbar angeordnete Rückeneinrichtung 3 sowie ein daran ebenfalls verschwenkbar angeordnetes Fußprofil 4. Wie die Darstellung nach 1 erkennen lässt, verfügt die Solareinrichtung 14 in ihrer Seitenansicht über eine insgesamt als satteldachförmig zu bezeichnende Ausgestaltung, wobei das Solarmodul 1 mit seiner Wirkoberfläche 2 zur Sonne hin ausgerichtet ist.
Im endfertig montierten Zustand ist die Solarmoduleinrichtung 14 auf einem Flachdach 24 installiert. Die Dachoberfläche 17, d. h. die Dachhaut des Flachdaches 24 bildet die mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 1 untere Abschlussfläche für die insgesamt satteldachförmig ausgestaltete Solareinrichtung 14. Es entsteht so insgesamt eine Dreiecksform, die durch die Dachoberfläche 17, die Rückeneinrichtung 3 und das Solarmodul 1 gebildet ist, wie insbesondere die Darstellung nach 1 erkennen lässt.
Das Fußprofil 4 ist relativ verschwenkbar gegenüber dem Solarmodul 1 ausgebildet. Der zwischen dem Fußprofil 4 und dem Solarmodul 1 eingeschlossene Fußwinkel γ ist innerhalb eines vorgebbaren Winkelbereiches frei einstellbar.
Es ist zudem der zwischen der Rückeneinrichtung 3 und dem Solarmodul 1 eingeschlossene Winkel β, der sogenannte Einstellwinkel frei einstellbar. Dies ist dadurch erreicht, dass die Rückeneinrichtung 3 relativ verschwenkbar gegenüber dem Solarmodul 1 am Solarmodul 1 angeordnet ist.
Durch die verschwenkbare Anordnung der Rückeneinrichtung 3 am Solarmodul 1 ist es möglich, den von der Rückeneinrichtung 3 und dem Solarmodul 1 eingeschlossenen Winkel β einstellen zu können. Durch die Einstellung dieses Winkels wird auch eine Einstellung des Anstellwinkels α erreicht, d. h. des vom Solarmodul 1 und der Dachoberfläche 17 eingeschlossenen Winkels. Dabei gestattet es die Einstellung des Anstellwinkels α eine optimierte Ausrichtung des Solarmoduls 1, d. h. der Wirkoberfläche 2 gegenüber dem einstrahlenden Sonnenlicht zu erreichten. Dabei kann in vorteilhafter Weise eine Optimierung des Einstellwinkels α erreicht werden, und zwar unter Berücksichtigung der sich infolge eines bestimmten Einstellwinkels einstellenden Verschattung der in Einfallrichtung des Lichtes einer ersten Solarmoduleinrichtung nachfolgenden zweiten Solarmoduleinrichtung, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung nach 5 ergibt. Je steiler nämlich das Solarmodul einer Solarmoduleinrichtung ausgerichtet ist, d. h. je größer der Anstellwinkel α gewählt wird, desto flächengreifender stellt sich rückwärtig der Solarmoduleinrichtung eine Verschattung ein, was sich negativ für die dieser Solarmoduleinrichtung in Einfallrichtung des Lichtes nachgeschalteten Solarmoduleinrichtung auswirkt. Je flacher das Solarmodul 1 ausgerichtet wird, d. h. je kleiner der Anstellwinkel α gewählt wird, desto geringer das Verschattungsproblem. Andererseits ergibt sich bei zu geringem Anstellwinkel eine zu große Abweichung von dem in Abhängigkeit des Breitengrades des Aufstellungsortes optimalen Aufstellwinkel, der mit Bezug auf Mitteleuropa in etwa 30 Grad beträgt. Die Einstellung des Anstellwinkels α über eine Veränderung des Einstellwinkels β durch Verschwenken der Rückeneinrichtung 3 relativ gegenüber dem Solarmodul 1 macht es nunmehr möglich, eine optimierte Abwägung zwischen Verschattung einerseits und Anstellwinkel α andererseits zu treffen. Dabei gestattet es das verschwenkbar zum Solarmodul 1 ausgebildete Fußprofil, dass eine individuelle Anpassung an den gewählten Einstellwinkel β auch mit Bezug auf die Standfestigkeit der Solarmoduleinrichtung 14 gewährleistet ist.
Konstruktiv ist die verschwenkbare Anordnung des Fußprofils 4 relativ gegenüber dem Solarmodul 1 in einfacher Weise durch eine Gelenkschiene 6 realisiert, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung nach 3 ergibt.
Gemäß dieser Ausgestaltung verfügt das Fußprofil 4 über einen Profilkörper 5. Dieser Profilkörper 5 stellt den eigentlichen Fußabschnitt des Fußprofils 4 dar, welches sich im endfertig montierten Zustand der Solarmoduleinrichtung 14 auf der Dachoberfläche 17 abstützt.
Die Gelenkschiene 6 ist am Profilkörper 5 angeordnet. Solarmodulseitig ist die Gelenkschiene 6 mit einem Gelenkkopf 7 ausgerüstet, der im Querschnitt eine teilkreisförmige Ausgestaltung aufweist, wie insbesondere die Darstellung nach 2 erkennen lässt.
Im endfertig montierten Zustand ist der Gelenkkopf 7 der Gelenkschiene 6 von einem Gegenlager aufgenommen, welches durch einen Klemmbacke 9 gebildet ist. Diese Klemmbacke 9 verfügt über eine erste Backe 10 und eine zweite Backe 11, die mittels einer Verschraubung 12 relativ gegenüber einander verspannt werden können. Die Klemmbacke 9 ist am Solarmodul 1 angeordnet.
Wie insbesondere die Darstellung nach 3 erkennen lässt, ist ausgehend vom Profilkörper 5 ein Kopfanschluss 8 vorgesehen, der dann in den schon vorbeschriebenen Gelenkkopf 7 übergeht. Der Gelenkkopf 7 ist seinerseits zwischen den Backen 10 und 11 der Klemmbacke 9 aufgenommen, wobei im nicht verschraubten Zustand der Backen 10 und 11, d. h. bei nicht angezogener Verschraubung 12 eine relative Verschwenkung der Gelenkschiene 6 und damit des Profilkörpers 5 relativ gegenüber der Klemmbacke 9 möglich ist, und zwar in Richtung des Pfeils 13 mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 3 von links nach rechts bzw. von rechts nach links. Bei angezogener Verschraubung 12, wenn also die Backen 10 und 11 der Klemmbacke 9 relativ zueinander verspannt sind, ist der Gelenkkopf 9 der Gelenkschiene 7 zwischen den Backen 10 und 11 der Klemmbacke 9 eingeklemmt, was zu einer Lagefixierung des Profilkörpers 5 relativ gegenüber dem Solarmodul 1 führt.
3a lässt eine bevorzugte Ausgestaltungsform der Anbindung des Fußprofils 4 an das Solarmodul 1 erkennen.
Das Solarmodul 1 verfügt über ein Rahmenteil 34, das die eigentlichen Solarzellen des Solarmoduls 1 umgibt. Am Rahmenteil 34 ist dachhautseitig, das heißt im Bereich der zweiten Längsseite 16 des Solarmoduls 1 ein Verbinder 35 angeordnet, der unter Zwischenordnung der Klemmbacke 9 der Verbindung des Rahmenteils 34 mit dem Fußprofil dient. Dabei kann der Verbinder 35 als abgekantetes Blechteil ausgebildet sein, das mit dem Rahmenteil 34 beispielsweise verschraubt ist, gegebenenfalls mittels der auch mit der Klemmbacke 9 zusammenwirkenden Verschraubung 12.
Die Klemmbacke 9 besteht aus einer ersten Backe 10 und einer zweiten Backe 11, wobei die beiden Backen 10 und 11 einstückig ausgebildet sind. Sie stehen unter Federvorspannung zueinander und nehmen zwischen sich in der schon vorbeschriebenen Weise den Gelenkkopf 7 der Gelenkschiene 6 auf. Die erste Backe 10 trägt unterseitig einen Fortsatz 36, der das Gegengewinde für die Verschraubung 12 bereitstellt. Mittels der Verschraubung 12 kann die erste Backe 10 der Klemmbacke 9 an die zweite Backe 11 herangezogen werden, was eine Einklemmung des Gelenkkopfes 7 zwischen den beiden Backen 10 und 11 bewirkt. Bei einer Lösung der Verschraubung 12 werden die beiden Backen 10 und 11 entgegen der auf sie einwirkenden Federvorspannung auseinandergedrückt, was es gestattet, das Fußprofil 4 in Entsprechung des Pfeils 13 relativ gegenüber dem Solarmodul 1 zu verschwenken.
Zur Anordnung des Fußprofils 4 am Rahmenteil 34 des Solarmoduls 1 können zwei der in 3a gezeigten Klemmbacken 9 zur Anwendung kommen, wobei mit Bezug auf die in den Fign. nicht gezeigte Draufsicht des Solarmoduls 1 bevorzugterweise eine erste Klemmbacke 9 linksseitig und eine zweite Klemmbacke 9 rechtsseitig des Solarmoduls an diesem angeordnet sind.
Wie die Darstellung nach 1 erkennen lässt, verfügt das Solarmodul 1 über eine erste Längsseite 15 und eine zweite Längsseite 16. Die Rückeneinrichtung 3 ist an der ersten Längsseite 15 des Solarmoduls 1 angeordnet. Das Fußprofil 4 ist der Rückeneinrichtung 3 gegenüberliegend am Solarmodul 1 angeordnet, d. h. an der der ersten Längsseite 15 gegenüberliegenden zweiten Längsseite 16 des Solarmoduls 1.
Die Rückeneinrichtung 3 verfügt über Stützbeine 18, die zwischen sich ein Rückenwandblech 19 aufnehmen. Dieser Sachzusammenhang ergibt sich insbesondere aus der Darstellung nach 2. Unter Zwischenordnung eines Firstprofils 20 stützen die Stützbeine 18 das Solarmodul 1 rückseitig ab. Die frontseitige Abstützung des Solarmoduls 1 erfolgt über das schon vorbeschriebene Fußprofil 4.
Die Rückeneinrichtung 3 weist eine in Längsrichtung des Solarmoduls 1 verlaufende erste Spaltöffnung 21 auf. Dabei ist die Spaltöffnung 21 zwischen der ersten Längsseite 15 des Solarmoduls 1 und des Rückwandblechs 19 ausgebildet.
Das Fußprofil 4 ist unter Ausbildung einer in Längsrichtung des Solarmoduls 1 verlaufenden und in den Figuren nicht näher dargestellten zweiten Spaltöffnung beabstandet zum Solarmodul 1 angeordnet. Dabei ist die erste Spaltöffnung in Spaltöffnungshöhenrichtung weiter als die zweite Spaltöffnung ausgebildet.
Die Spaltöffnungen dienen dem Druckausgleich der von der satteldachförmigen Ausgestaltung der Solarmoduleinrichtung 14 umgebenden Atmosphäre, und zwar gegenüber der die Solarmoduleinrichtung 14 umgebenden Atmosphäre.
Bei einer Windanströmung eines mit einem Flachdach ausgebildeten Gebäudes kommt es aufgrund von Strömungsverwirbelungen zu einer Unterdruckausbildung in einem Bereich unmittelbar über dem Flachdach. Diese Unterdruckausbildung macht sich die konstruktive Ausgestaltung zu Nutze, indem über die vorbeschriebenen Spaltöffnungen dafür Sorge getragen wird, dass auch im Inneren der Solarmoduleinrichtung, d. h. in der von der Solarmoduleinrichtung aufgrund ihrer satteldachförmigen Ausgestaltung umschlossenen Atmosphäre ein Unterdruck erzeugt wird. Dieser im Inneren der Solarmoduleinrichtung erzeugte Unterdruck sorgt für ein Ansaugen der Solarmoduleinrichtung 14 an das Flachdach. Eine sichere und standfeste Anordnung der Solarmoduleinrichtung 14 wird auf diese Weise erreicht.
Die Solarmoduleinrichtung 14 ist im Übrigen stirnseitig offen ausgebildet. Die Darstellung nach 2 lässt dies beispielhaft anhand einer offenen Stirnseite 22 erkennen. Sinn und Zweck der offenen Stirnseiten ist es, die Unterdruckausbildung im Inneren der Solarmoduleinrichtung 14 in ergänzender Weise zu gewährleisten. An den offenen Stirnseiten 22 vorbeiströmende Winde saugen infolge ihres Vorbeiströmens an der Solarmoduleinrichtung Luft aus der inneren Atmosphäre der Solarmoduleinrichtung 14, wodurch es zu einer verstärkten Unterdruckausbildung im Inneren der Solarmoduleinrichtung 14 kommt.
Wie insbesondere die Darstellung nach 2 ferner erkennen lässt, ist das Solarmodul 1 einer Solarmoduleinrichtung 14 mit der zugehörigen Rückeneinrichtung 3 unter Verwendung einer Verbindungsstrebe 23 gekoppelt. Diese Verbindungsstrebe 23 verläuft quer zur Längsrichtung 33 der Solarmoduleinrichtung 14. Es sind je Solarmoduleinrichtung 14 bevorzugterweise solche Streben 23 vorgesehen, die mit Bezug auf eine Frontansicht auf die Solarmoduleinrichtung 14 links und rechts jeweils ausgebildet sind.
Die Verbindungsstreben 23 dienen einerseits der Stabilisierung der Solarmoduleinrichtung 14, andererseits aber auch – und hier liegt die Hauptaufgabe – der Aufnahme von Beschwerungsgewichten, die je nach Einbausituation vor Ort gegebenenfalls zur Standortsicherung einzubringen sind.
4 lässt in schematischer Ansicht von oben ein Flachdach 24 erkennen, das über ein Solarmodulsystem nach der Erfindung verfügt, wobei dieses Solarmodulsystem eine Vielzahl von Solarmoduleinrichtungen 14 der vorbeschriebenen Art aufweist.
Das Flachdach 24 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel von einer umlaufenden Attika 25 umgeben. Abzüglich einer Lauf- und Wegefläche ergibt sich so die insgesamt zur Verfügung stehende Installationsfläche für das Solarmodulsystem. Von der insgesamt zur Verfügung stehenden Installationsfläche sind ferner Dachinstallationen 27 abzuziehen, wie sie beispielsweise durch Dachdurchbrüche in Form von Schornsteinen, Entlüftungsrohren, Antennen und/oder dergleichen gegeben sind.
Das Solarmodulsystem in der Ausgestaltung nach 4 verfügt über insgesamt sieben Reihen von Solarmoduleinrichtungen 14, die in Richtung der einfallenden Sonnenstrahlen in Entsprechung des Pfeils 26 hintereinander angeordnet sind. Es sind dabei insgesamt zwei Spalten von Solarmoduleinrichtungen 14 vorgesehen, wobei die mit Bezug auf die Blattebene nach 4 rechte Solarmoduleinrichtungsspalte durch die Dachinstallationen 27 unterbrochen ist.
Die Solarmoduleinrichtungen sind je Aufstellungsspalte über ein gemeinsames Kabelprofil 28 miteinander gekoppelt, wobei bevorzugterweise je Spalte zwei solcher Profile vorgesehen sind, die – wie 4 erkennen lässt – links- und rechtsseitig verlegt sind. Die Kabelprofile 28 der mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 4 rechten Spalte sind durch die Dachinstallationen 27 unterbrochen. Für eine Standortsicherung der Solarmoduleinrichtungen kann es erforderlich sein, Beschwerungsgewichte einzubringen. Zu diesem Zweck sind Gewichtspunkte GP vorgesehen, die wahlweise mit Beschwerungsgewichten bestückt werden können. Dabei liegt ein Gewichtpunkt bevorzugterweise auf einer Verbindungsstrebe 23 einer Solarmoduleinrichtung, und zwar mittig zwischen dem Solarmodul 1 und der Rückeneinrichtung 3 einer Solarmoduleinrichtung 14, wie dies in 4 schematisch eingezeichnet ist.
5 lässt in einer schematischen Seitenansicht zwei in Pfeilrichtung 26 hintereinander angeordnete Reihen von Solarmoduleinrichtungen 14 erkennen. Diese sind im Abstand A voneinander aufgestellt, der sich von Vorderkante zu Vorderkante der Solarmoduleinrichtung 14 bemisst.
Es sind beispielhaft in 5 jeweils die obere Abschlusskante zweier Lichtkegel eingezeichnet, die sich durch die Sonneneinstrahlung ergeben, und zwar zum einen der Lichtkegel 30, der die Begrenzung für den sich an die mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 5 rechte Solarmoduleinrichtung 14 anschließenden Halbschattenbereich 32 ergibt. Der Lichtkegel 29 stellt die Begrenzung für den Vollschattenbereich 31 dar.
Wie sich aus der Darstellung nach 5 ergibt, ist die mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 5 linke Solarmoduleinrichtung 14 zumindest teilweise verschattet, das heißt sie liegt im Verschattungsbereich 31 bzw. 32 der in Sonneneinstrahlrichtung gemäß Pfeil 26 vorgeschalteten Solarmoduleinrichtung 14. Dabei stellt sich die Verschattung in Abhängigkeit des gewählten Abstandes A sowie in Abhängigkeit des für die Solarmoduleinrichtungen 14 jeweils gewählten Anstellwinkels α ein.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Rückeneinrichtung 3 einer jeden Solarmoduleinrichtung 14 verschwenkbar zum jeweiligen Solarmodul 1 ausgebildet. Der Einstellwinkel β kann durch diese Verschwenkbarkeit also eingestellt werden, was schlussendlich die Einstellung des Anstellwinkels α ermöglicht.
Durch Variation der jeweiligen Anstellwinkel α einerseits und des jeweiligen Abstandes A zwischen zwei aufeinander nachfolgenden Reihen von Solarmoduleinrichtungen 14 kann eine Optimierung eines gesamten Solarmodulsystems vorgenommen werden, und zwar wahlweise mit Blick auf eine Optimierung je Quadratmeter Aufstellfläche oder mit Bezug auf die vom System insgesamt erzeugbare elektrische Energie.
Bezugszeichenliste

1: Solarmodul
2: Wirkoberfläche
3: Rückeneinrichtung
4: Fußprofil
5: Profilkörper
6: Gelenkschiene
7: Gelenkkopf
8: Kopfanschluss
9: Klemmbacke
10: erste Backe
11: zweite Backe
12: Verschraubung
13: Pfeil
14: Solarmoduleinrichtung
15: erste Längsseite
16: zweite Längsseite
17: Dachoberfläche (Dachhaut)
18: Stützbeine
19: Rückenwandblech
20: Firstprofil
21: erste Spaltöffnung
22: Stirnseite
23: Verbindungsstrebe
24: Flachdach
25: Attika
26: Pfeil
27: Dachinstallation
28: Kabelprofil
29: Lichtkegel
30: Lichtkegel
31: Vollschattenbereich
32: Halbschattenbereich
33: Längsrichtung
34: Rahmenteil
35: Verbinder
A: Abstand
α: Anstellwinkel
β: Einstellwinkel Fußwinkel
γ: Fußwinkel
36: Fortsatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006050456 A1 [0006]

Claims

Solarmoduleinrichtung für ein Flachdach, mit einem Solarmodul (1) und einer am Solarmodul (1) entlang einer ersten Längsseite (15) des Solarmoduls (1) angeordneten Rückeneinrichtung (3), wobei die Rückeneinrichtung (3) relativ verschwenkbar zum Solarmodul (1) ausgebildet ist.
Solarmoduleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückeneinrichtung (3) Stützbeine (18) aufweist.
Solarmoduleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbeine (18) der Rückeneinrichtung (3) das Solarmodul (1) unter Zwischenordnung eines Firstprofils (20) abstützen.
Solarmoduleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückeneinrichtung (3) ein Rückenwandblech (19) aufweist.
Solarmoduleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückenwandblech (19) an den Stützbeinen (18) angeordnet ist.
Solarmoduleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückeneinrichtung (3) eine in Längsrichtung (33) des Solarmoduls (1) verlaufende erste Spaltöffnung (21) aufweist.
Solarmoduleinrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spaltöffnung (21) zwischen dem Firstprofil (20) und dem Rückwandblech (19) ausgebildet ist.
Solarmoduleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein an einer der ersten Längsseite (15) gegenüberliegenden zweiten Längsseite (16) des Solarmoduls (1) angeordnetes Fußprofil (4).
Solarmoduleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußprofil (4) relativ verschwenkbar zum Solarmodul (1) ausgebildet ist.
Solarmoduleinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fußprofil unter Ausbildung einer in Längsrichtung (33) des Solarmoduls (1) verlaufenden zweiten Spaltöffnung beabstandet zum Solarmodul (1) angeordnet ist.
Solarmoduleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückeneinrichtung (3) und das Fußprofil (4) an eine quer zur Längserstreckung des Solarmoduls (1) verlaufende Verbindungsstrebe (23) angeschlossen sind.
Solarmodulsystem für ein Flachdach, mit einer Mehrzahl von Solarmoduleinrichtungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11.
Solarmodulsystem nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein Kabelprofil (28) zur Verbindung mehrerer in Reihen hintereinander angeordneter Solarmoduleinrichtungen.
Solarmodulsystem nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch in ihren geometrischen Abmessungen unterschiedlich ausgebildeten Rückeneinrichtungen (3), die nach dem Baukastenprinzip wahlweise mit dem Solarmodul (1) einer Solarmoduleinrichtung (14) kombinierbar sind.
Solarmodulsystem nach Anspruch 12, 13 oder 14, gekennzeichnet durch Beschwerungsgewichte, die nach dem Baukastenprinzip wahlweise mit einer Solarmoduleinrichtung (14) kombinierbar sind, wobei die Bestimmung der Menge der Beschwerungsgewichte in Abhängigkeit des gewählten Anstellwinkels α zwischen Solarmodul (1) und Dachoberfläche (17) durchführbar ist.