DE202011050810U1 - Support element for a substructure for a solar module - Google Patents
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Abstract
Stützelement für eine Unterkonstruktion für ein Solarmodul, welches Stützelement (1) an einer profilierten, mindestens einen Längsschlitz (3) aufweisenden Trägerschiene (2) befestigbar ist, die an einem Boden oder auf einem Dach oder auf einer Ständerkonstruktion befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Stützelement (1) aus einem Rohrprofil (4) gefertigt ist und durch in die beiden Schmalseiten und in die obere Wand eingebrachte Gehrungsabschnitte (6) frei geschnittene Abschnitte (7, 8) oder angesetzte Elemente aufweist, die nach oben abgewinkelt vorstehen, – dass sich an die Abschnitte (7, 8) aufeinander zu verlaufende Befestigungsabschnitte (9, 10) anschließen, die nach je einem eingebrachten Gehrungsschnitt (11, 12) abgebogene Abschnitte des Rohrprofils (4) oder angesetzte Befestigungselemente sind, – dass an der Unterseite des Verbindungsteiles (13) zwischen den Abschnitten (7, 8) mindestens ein zapfenförmiges Element oder eine Lasche (14) vorsteht, das oder die zur Ausrichtung des Stützelementes (1) in den Schlitz (3) der Tragschiene (2) einsetzbar...Support element for a substructure for a solar module, which support element (1) can be fastened to a profiled support rail (2) having at least one longitudinal slot (3), which can be fastened to a floor or on a roof or on a stand construction, characterized in that that the support element (1) is made from a tubular profile (4) and has sections (7, 8) or attached elements which are cut freely into the two narrow sides and into the upper wall (6) or attached elements which protrude upwards, that connect to the sections (7, 8) mutually extending fastening sections (9, 10), which are bent sections of the tubular profile (4) or attached fastening elements after each miter cut (11, 12), - that on the underside of the Connection part (13) between the sections (7, 8) protrudes at least one pin-shaped element or a tab (14), the o which can be used to align the support element (1) in the slot (3) of the mounting rail (2) ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Stützelement für eine Unterkonstruktion für ein Solarmodul, welches Stützelement an einer profilierten, mindestens einen Längsschlitz aufweisenden Trägerschiene befestigbar ist, die an einem Boden oder auf einem Dach oder auf einer Ständerkonstruktion befestigbar ist.The invention relates to a support element for a substructure for a solar module, which support element on a profiled, at least one longitudinal slot having carrier rail can be fastened, which is fastened to a floor or on a roof or on a stand construction.
Aus der
Das gattungsgemäße Stützelement dient, ebenso wie die bekannten Stützelemente, dazu, ein Solarmodul an Trägerschienen zu befestigen. Da es sich bei den Solarmodulen um plattenförmige Module handelt, sind beim Stand der Technik horizontal und vertikal beabstandet mindestens eine solche Anzahl von Stützelementen mit Kopfteilen vorgesehen, um eine Vierpunktlagerung des Moduls zu gewährleisten. Bei den Solarmodulen kann es sich um Solarkollektormodule handeln, also solche, die eine Flüssigkeit, die durch Rohre innerhalb des Moduls fließt, aufwärmen. Die warme Flüssigkeit wird einem Wärmetauscher innerhalb eines Gebäudes zugeführt, um z. B. das Brandwasser zu temperieren. Die Solarmodule können aber auch Photovoltaikmodule sein, die das von der Sonne auftreffende Licht unmittelbar in einen elektrischen Strom umsetzen. Die Module werden dabei mittels der Trägerschienen an den Befestigungsflächen oder Befestigungspunkten gegenüber der Erdoberfläche in einem solchen geneigten Winkel angeordnet, dass eine möglichst effiziente Umwandlung der Sonnenenergie erreicht wird. Um unabhängig vom jeweiligen Dach oder Boden, der Lattenanordnung oder Dachneigung die Module installieren zu können und einen optimalen Neigungswinkel vorgeben zu können, werden die Unterkonstruktionen mit den Stützmodulen benötigt. Die Unterkonstruktion ist dabei, einschließlich der Stützelemente, so auszulegen, dass sie den angreifenden Windkräften standhält, dies gilt gleichermaßen auch für die Verbindung mit den Befestigungspunkten an dem Dach, der Aufstellfläche oder der Lattung.The generic support element serves, as well as the known support elements, to attach a solar module to support rails. Since the solar modules are plate-shaped modules, in the prior art horizontally and vertically spaced at least such a number of support elements are provided with headers to ensure a four-point storage of the module. The solar modules may be solar collector modules, that is, those that heat a liquid flowing through pipes within the module. The warm liquid is fed to a heat exchanger within a building, for. B. to temper the fire water. The solar modules can also be photovoltaic modules, which convert the light from the sun directly into an electric current. The modules are arranged by means of the support rails on the mounting surfaces or attachment points relative to the earth's surface at such an inclined angle that the most efficient conversion of solar energy is achieved. In order to install the modules regardless of the roof or floor, the slat arrangement or roof pitch and to be able to specify an optimal angle of inclination, the substructures with the support modules are required. The substructure is, including the support elements, designed so that it withstands the attacking wind forces, this also applies to the connection with the attachment points to the roof, the footprint or the battens.
Es ist bekannt, in einem Unterbau für Solarmodule, die auf einem Dach befestigt werden, längs- oder querverlaufende Profilschienen mit einem C-Profil vorzusehen, in welche Nutensteine mit einem Gewinde einschiebbar sind. In diese Nutensteine können Verbindungsschrauben eingeschraubt werden, die in Durchgangsbohrungen in den Halteelementen, die als Schraub-Klemmelemente auf den Rahmen greifen, eingeschraubt werden. Hierüber kann das Photovoltaikmodul gesichert gehalten werden. Jedes Klemmelement besteht aus einem U-Profil, beispielsweise aus Aluminium gefertigt, und weist obenseitig an den Schenkelwänden außen angesetzte Spannwände auf, die mit den Unterseiten auf die Rahmenabschnitte des Solarmoduls greifen, das auf dem Profilträger aufliegt. Die Anordnung erfolgt dabei so, dass die Fixierung an dem Untergestell mit den entsprechenden Profilen durch Festschrauben des Halteelementes erfolgt. Dabei drückt der in das C-Profil eingesetzte Nutenstein unter die Längswände des C-Profils und wird hieran festgespannt. Solche Befestigungen sind zur Befestigung von Holmen oder Leisten an Rahmen anderer Module geeignet.It is known to provide in a substructure for solar modules, which are mounted on a roof, longitudinal or transverse profile rails with a C-profile, in which nuts with a thread can be inserted. In this sliding blocks connecting screws can be screwed, which are screwed into through holes in the holding elements, which grip as a screw clamping elements on the frame. This allows the photovoltaic module to be kept secure. Each clamping element consists of a U-profile, for example, made of aluminum, and has on the upper side of the leg walls attached externally clamping walls, which engage with the lower sides of the frame sections of the solar module, which rests on the profile support. The arrangement is made so that the fixation on the base frame with the corresponding profiles by tightening the retaining element. The slot nut inserted in the C-profile presses under the longitudinal walls of the C-profile and is clamped to it. Such fasteners are suitable for fastening spars or strips to the frame of other modules.
Eine Lösung der Befestigung mittels eines Nutensteins ist beispielsweise aus der
Es hat sich gezeigt, dass die Montage mehrerer Stützelemente, die als Einzelstützelemente vorgesehen sind, auf einem Dach sehr aufwändig und für den Monteur nicht immer einfach zu handhaben ist, da jedes dieser Teile einzeln eingesetzt, ausgerichtet und an der Trägerschiene fixiert werden muss. Durch die Lagerung in Quernuten ist darüber hinaus eine exakte Ausrichtung der Trägerschienen auf dem Dach erforderlich, insbesondere dann, wenn mehrere Module in Reihe einerseits und übereinander angeordnet werden sollen, wie dies aus den Figuren in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Stützelemente so auszubilden, dass sie besonders leicht sind, eine hohe Stabilität und Verwindungssteifigkeit sowie eine hohe Festigkeit aufweisen, die auch bei großen Windbelastungen auf die Module diese fest an dem Fixierboden, dem Dach oder der Lattung fixiert und außerordentlich preiswert herstellbar sind.The invention is based on the object, the support elements in such a way that they are particularly light, high stability and torsional rigidity and high strength, which fixed even at high wind loads on the modules this fixed to the fixing floor, the roof or the battens and are extremely inexpensive to produce.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch Ausgestaltung des Stützelementes gemäß der im Anspruch 1 angegebenen technischen Lehre.The invention achieves the object by designing the support element according to the technical teaching specified in
Das Stützelement ist aus einem dünnwandigen Rohrprofil gefertigt. Dieses Rohrprofil kann aus Blech bestehen, das zum Beispiel zu einem flachen, rechteckförmigen Profil gefaltet ist. Es kann sich dabei aber auch um ein Stranggussprofil aus Aluminium mit geringer Wandstärke handeln. So ist es beispielsweise möglich, eine Wandstärke mit 0,5 mm bis 1,2 mm zu realisieren, wobei auf Grund der Profilgebung des Hohlprofils eine ausreichende Stabilität und Biegesteifigkeit gegeben ist, um den gestellten Anforderungen entsprechen zu können.The support element is made of a thin-walled tube profile. This tube profile may consist of sheet metal, which is folded, for example, to a flat, rectangular profile. It may also be a continuous casting of aluminum with a small wall thickness. So it is for example possible to realize a wall thickness of 0.5 mm to 1.2 mm, which due to the profiling of the hollow profile sufficient stability and flexural rigidity is given in order to meet the requirements.
Das verwendete Rohrprofil weist an den beiden Enden der Schmalseiten außerdem nach oben abgewinkelte Abschnitte unterschiedlicher Länge auf, die mittels bis auf die untere Wand verlaufende Gehrungsschnitte vor dem Abbiegen freigeschnitten sind. Diese senkrechten Abschnitte können aber auch, aus dem gleichen Rohrprofil bestehend, als einzelne Elemente gefertigt sein, die angeschweißt werden. Im Falle des Anbiegens werden die Gehrungsnahtstellen nach dem Biegen verschweißt, können aber auch aneinanderliegen, wenn die Module nicht zu groß sind. Bei einer lichten Weite zwischen den beiden abgewinkelten Abschnitten von ca. 800 mm bis 1.050 mm oder größer sollten die Gehrungsschnitte stets verschweißt sein.The tube profile used has at the two ends of the narrow sides also upwardly angled portions of different lengths, which are cut free by means extending to the lower wall miter cuts before turning. However, these vertical sections can also, made of the same tube profile, be manufactured as individual elements that are welded. In the case of bending, the miter joints are welded after bending, but can also lie against each other, if the modules are not too large. With a clear width between the two angled sections of approx. 800 mm to 1,050 mm or larger, the miter cuts should always be welded.
An den abgewinkelten Abschnitten oder abgesetzten Elementen schließen sich sodann aus dem gleichen Rohrprofil abgewinkelte oder gefertigte Elemente an, die nachträglich angeschweißt sind oder auf andere Art daran befestigt werden. Diese Befestigungsabschnitte verlaufen schräg gegenüber dem unteren Verbindungsabschnitt und definieren den Neigungswinkel des Solarmoduls gegenüber dem Verbindungsabschnitt und damit gegenüber dem Aufstellboden und dem Erdboden. Es ist ersichtlich, dass durch die Verwendung des dünnwandigen Rohrprofils, das neben einer rechteckigen Querschnittsform auch eine ovale oder runde Querschnittsform aufweisen kann oder auch im Wesentlichen quadratisch ausgebildet sein kann, ein leichter, relativ großer Trägerrahmen gegeben ist. Die Befestigungsabschnitte können dabei auch eine solche Länge aufweisen, dass sie aneinander stoßen. Um aber hier Material sparen zu können, ist es zweckmäßig, diese nur über eine Auflagelänge von ca. 50 mm bis 1.500 mm vorzusehen. Ein solches rechteckförmiges Profilrohr kann beispielsweise eine Breite von 100 mm und eine Länge von mehr als 1 m aufweisen.At the angled sections or remote elements then close to the same pipe profile angled or fabricated elements that are subsequently welded or otherwise attached thereto. These attachment portions extend obliquely with respect to the lower connecting portion and define the angle of inclination of the solar module relative to the connecting portion and thus with respect to the erection floor and the ground. It can be seen that a lighter, relatively large support frame is given by the use of the thin-walled tube profile, which may also have an oval or round cross-sectional shape in addition to a rectangular cross-sectional shape or may be formed substantially square. The attachment portions may also have a length such that they abut each other. However, in order to be able to save material here, it is expedient to provide this only over a contact length of about 50 mm to 1,500 mm. Such a rectangular profile tube may, for example, have a width of 100 mm and a length of more than 1 m.
Um eine leichte Montage an einer Trägerschiene zu ermöglichen, sind an der Unterseite des Verbindungsteiles zapfenförmige Elemente in bekannter Art vorgesehen. Besonders preiswert sind solche Ausrichtmittel anbringbar, indem in den unteren Boden des Verbindungsteils ein zungenförmiger Freischnitt eingebracht wird, und zwar von der Biegungskante beginnend, so dass sich beim Umbiegen der seitlichen Abschnitte die laschenförmige Positionierhilfe automatisch aufstellt. Diese ist an beiden Seiten vorgesehen, so dass ohne irgendwelche zusätzlichen Maßnahmen ein solches Stützelement auf eine Trägerschiene aufsetzbar ist und die Positionierhilfen in den Schlitz eingreifen können. Selbstverständlich können die zapfenförmigen Elemente auch angeschraubt, angeklebt oder angeschweißt werden, was aber zusätzliche Arbeitsgänge notwendig macht.In order to allow easy mounting on a support rail, peg-shaped elements are provided in a known manner at the bottom of the connecting part. Such alignment means are particularly inexpensive attachable by a tongue-shaped cut-out is introduced into the lower bottom of the connecting part, starting from the bending edge, so that the tab-shaped positioning automatically sets up when bending the lateral sections. This is provided on both sides, so that without any additional measures, such a support element can be placed on a support rail and the positioning aids can engage in the slot. Of course, the peg-shaped elements can also be screwed, glued or welded, but this makes additional operations necessary.
Um eine Fixierung des Verbindungsteils zu ermöglichen, ist in der oberen Wand des Verbindungsteils mindestens eine Bohrung oder ein schlitzförmiger Durchbruch vorgesehen und in der unteren Wand kongruent eine kleinere Bohrung oder ein schlitzförmiger Durchbruch eingebracht. Durch die Bohrung kann beispielsweise eine Schraube hindurchgeführt werden, die in einen Nutenstein bekannter Art einschraubbar ist, der in das C-Profil der Trägerschiene eingesetzt ist. Um eine schnellere Befestigung zu ermöglichen, können aber auch in die Längsschlitze Halteelemente eingesetzt werden, wie sie aus der
Damit die Module beim Auflegen auf die Befestigungsabschnitte bereits ausgerichtet positioniert sind, ist vorgesehen, dass an den Abwinkelungskanten der Befestigungsabschnitte mindestens ein zungenförmiger Anschlag angebracht ist. Dieser Anschlag kann wiederum angeschraubt, angeklebt oder angeschweißt sein, er kann aber auch bereits als freigeschnittene Zunge in dem abzuwinkelnden Befestigungsabschnitt freigeschnitten sein, so dass beim Abwinkeln des Befestigungsabschnittes die zungenförmigen Anschläge automatisch ausgestellt werden.So that the modules are already aligned when placed on the mounting portions, it is provided that at least one tongue-shaped stop is attached to the bending edges of the fastening sections. This stop can in turn be screwed, glued or welded, but it can also be cut free as a cut tongue in the angled mounting portion, so that the tongue-shaped stops are automatically issued when bending the attachment portion.
Bei der Herstellung eines Stützelementes nach der Erfindung wird das Rohrprofil beispielsweise mittels eines Lasers an den Gehrungswinkeln freigeschnitten, ebenso werden die Bohrungen oder schlitzförmigen Durchbrüche sowie die Schlitze eingebracht, was in bekannter Weise sehr schnell mit einem CNC-geführten Laser-Schneidkopf erfolgen kann. Des Weiteren werden die zungenförmigen Anschläge freigeschnitten, so dass diese sich beim nachträglichen Biegen der seitlichen Abschnitte und der Befestigungsabschnitte automatisch aufstellen können. Es ist ersichtlich, dass dies eine sehr preiswerte Herstellungsmethode ist, die hier zur Anwendung kommen kann, die es aber auch zugleich ermöglicht, unterschiedliche Höhenabstände individuell für ein Dach fertigen zu können, so dass jede Schräglage individuell eingestellt werden kann. Es brauchen dazu lediglich die seitlichen Abschnitte in ihren Höhenmaßen verändert zu werden und die Gehrungsschritte den geänderten Winkelbedingungen angepasst werden. Nach erfolgtem Abwinkeln werden die Gehrungsschnitte verschweißt, so dass ein in sich stabiles Gebilde des Stützelementes für das Solarmodul gegeben ist. Auch können unterschiedliche Größen aus einem Strangprofil auf einfache Weise herausgeschnitten werden.In the production of a support element according to the invention, the tube profile is cut free, for example by means of a laser at the miter angles, as well as the holes or slot-shaped openings and the slots are introduced, which can be done in a known manner very quickly with a CNC-guided laser cutting head. Furthermore, the tongue-shaped stops are cut free, so that they can automatically set up in the subsequent bending of the lateral sections and the mounting portions. It can be seen that this is a very inexpensive manufacturing method that can be used here, but it also allows at the same time to customize different height distances individually for a roof, so that each angle can be adjusted individually. All you need to do is change the lateral sections in their height dimensions and adjust the miter steps to the changed angle conditions. After bending, the miter cuts are welded, so that a stable structure of the support element is given for the solar module. Also, different sizes can be cut out of an extruded profile in a simple manner.
Wenn das Stützelement so ausgelegt ist, dass es zugleich zwei benachbarte Solarmodule tragen soll, so empfiehlt es sich, zumindest an der unteren Seite des Stützelementes zwei zungenförmige Anschläge parallel vorzusehen, damit beide Solarelemente abgestützt sind. Solche Anordnungen können selbstverständlich auch an dem oberen Befestigungsabschnitt vorgesehen sein.If the support element is designed so that it should also carry two adjacent solar modules, it is recommended that at least on the lower side of the support element to provide two tongue-shaped stops parallel, so that both solar elements are supported. Such arrangements may of course also be provided on the upper attachment portion.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen im Details angegeben.Advantageous developments and embodiments of the invention are specified in the dependent subclaims in the details.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels ergänzend erläutert.The invention will be explained in the following with reference to the embodiment shown in the drawings.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Das in den Figuren dargestellte Stützelement
In gleicher Weise wie die Gehrungsschnitte
An dem Verbindungsteil
Andere Befestigungen sind aber auch möglich, so z. B. Klemm- oder Spreizbefestigungselemente, die durch Verspannen die Seitenwände des C-Profilschlitzes untergreifen. Die Befestigungsschiene
Das Rohrprofil
In besonderer Weise sind Positionierhilfen und Anschläge angebracht, die aus der Blechwandung des Rohrprofiles
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stützelementsupport element
- 22
- Befestigungsschienemounting rail
- 33
- Längsschlitzlongitudinal slot
- 44
- Rohrprofiltube profile
- 55
- Wandwall
- 66
- Gehrungsschnittmiter
- 77
- Abschnittsection
- 88th
- Abschnittsection
- 99
- Befestigungsabschnittattachment section
- 1010
- Befestigungsabschnittattachment section
- 1111
- Gehrungsschnittmiter
- 1212
- Gehrungsschnittmiter
- 1313
- Verbindungsteilconnecting part
- 1414
- Lascheflap
- 1515
- Bohrungdrilling
- 1616
- Bohrungdrilling
- 1717
- Befestigungsausnehmungmounting recess
- 1818
- Anschlagattack
- 1919
- Anschlagattack
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2009/091238 A1 [0005] WO 2009/091238 A1 [0005]
- DE 202010000545 U1 [0005, 0013, 0031] DE 202010000545 U1 [0005, 0013, 0031]
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
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