DE202012008644U1

DE202012008644U1 - Montageklemmanordnung für Solarpaneele, insbesondere Photovoltaik - und Solarthermiemodule

Info

Publication number: DE202012008644U1
Application number: DE202012008644U
Authority: DE
Original assignee: ALUMERO SYSTEMATIC SOLUTIONS GmbH
Current assignee: ALUMERO SYSTEMATIC SOLUTIONS GmbH
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2012-09-08
Publication date: 2012-09-28
Anticipated expiration: 2022-09-09
Also published as: AT12835U1

Abstract

Montageklemmanordnung für Solarpaneele (7), insbesondere Photovoltaik- und Solarthermiemodule, welche eine zwischen den Paneelen befestigbare Mittelklemme, insbesondere ein U-Profilstück (2), aufweist, das von den freien Enden der Schenkel (8) nach außen abstehende Flansche (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich unterhalb der Flansche (9) der Mittelklemme elektrisch leitende Metallp) weisende, scharfkantige Vorsprünge (10) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageklemmanordnung für Solarpaneele, insbesondere Photovoltaik- und Solarthermiemodule, welche eine zwischen den Paneelen befestigbare Mittelklemme, insbesondere ein U-Profilstück, aufweist, das von den freien Enden der Schenkel nach außen abstehende Flansche aufweist.
Derartige Montageklemmanordnungen, die meist Mittelklemmen (üblicherweise aus Aluminium-Profilen) aufweisen, werden verwendet, um Photovoltaikmodule (kurz PV Module) oder Solarthermiemodule, die meist mit einem Modulrahmen versehen sind, mittels Schrauben auf einer Unterkonstruktion (meistens Aluminium) zu befestigen. Der Modulrahmen der Solarpaneele besteht ist in der Regel aus eloxiertem Aluminium, wobei die Eloxalschicht eine mögliche Oxidation der Modulrahmen verhindern soll.
Aus Sicherheitsgründen sind gemäß neuen Anlagenbaugesetzen alle elektrisch leitende Bauteile in den elektrischen Potentialausgleich des Gebäudes aufzunehmen. Beispielsweise ist eine konsequente Erdung aller metallischen Teile einer elektrischen Anlage gemäß der deutschen Vorschrift DIN VDE 0100, Teil 712 in jedem Falle zwingend vorgeschrieben.
Die Eloxalschicht der Modulrahmen ist jedoch elektrisch isolierend, wodurch die elektrische Verbindung zwischen Modulrahmen und Montageklemmen, und somit zwischen den einzelnen Modulrahmen unterbrochen ist. Das gleiche Problem ergibt sich nicht nur bei Eloxierten Bauteilen aus Aluminium, sondern allgemein bei elektrisch leitfähigen Materialien, die mit einer nicht leitfähigen Schicht, zum Beispiel einem Schutzlack, überzogen sind.
Um die Modulrahmen bei der Montage leitend miteinander zu verbinden, ist es im Stand der Technik bekannt, spezielle Erdungsklemmen zu verwenden, welche in den Körper der Mittelklemme eingearbeitete Metallspitzen aufweisen, die bei der Montage die Eloxalschicht der gerahmten Module durchdringen und somit für eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Modul und Klemme sorgen. Die Herstellung dieser Erdungsklemmen ist jedoch teuer, was sich auch im Kaufpreis wiederspiegelt.
Bei andere Mittelklemmen mit Erdungsfunktion, wie sie beispielsweise auf der Internetseite http://www.oeller-energie.com/mittelklemme.php beschrieben sind, ist der Metallspan von einem Kunststoff-Dichtungsmaterial umgeben. Dabei bohrt sich der Metallspan bei der Montage durch die Eloxalschicht der Modulrahmen, wobei das Dichtungsmaterial zwischen Modulrahmen und Klemme zusammengedrückt wird und eine Isolierfunktion für den Schutz der Modulrahmen vor Witterungseinflüssen ausübt. Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Montageklemmanordnung zu schaffen, bei der keine eigene Abdichtung zwischen Montageklemme und Modul vorgesehen werden muss.
Erdungsbleche des Standes der Technik sind in der Herstellung aufwendig und erfordern häufig eine Vielzahl unterschiedlicher Bauteile, was sich in Kosten bei der Montage niederschlägt. Die Montage gestaltet sich auch umständlicher, da die Erdungsbleche vor Aufbringung der Module genau positioniert werden müssen, um eine gute Erdung beider mit der Klemme befestigter Module sicher zu gewährleisten. Diese aufwendige Montage bedeutet eine Verlängerung der ohnehin teuren Montagezeit der Solaranlage.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine verbesserte und kostengünstige Montageklemmanordnung vorzusehen, die einen Potentialausgleich ermöglicht und trotzdem eine schnelle und einfache Montage der Solarpaneele erlaubt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Bereich unterhalb der Flansche der Mittelklemme elektrisch leitende Metallplatten vorgesehen sind, die zum Solarpaneel weisende, scharfkantige Vorsprünge aufweisen.
Diese Vorsprünge dienen als „Erdungsschneiden”, welche die elektrisch isolierende Eloxalschicht der Modulrahmen durchdringen, um somit das metallene Grundmaterial der Modulrahmen über die Metallplatte, das als Mittelklemme wirkende U-Profilstück, die Schraube, etc., in den Potentialausgleich des Gebäudes mit aufzunehmen, wobei die die üblicherweise metallene Unterkonstruktion gemäß Elektrovorschriften in den Potentialausgleich des Gebäudes mit aufgenommen ist.
Eine Abdichtung zwischen den Metallplatten und dem Modulrahmen als Schutz vor Witterungseinflüssen ist nicht notwendig, da aufgrund der planen Auflage der Flansche der U-Profilstücke und der Erdungsplättchen erfindungsgemäß auf dem Modulrahmen ohnehin kein oder nur geringste Mengen an Sauerstoff in Form von Kapillarwasser zu den durchdringenden scharfkantigen Vorsprüngen vordringt und somit mit hoher Wahrscheinlichkeit keine Oxidation stattfinden wird.
In vorteilhafter Weise können die Metallplatten aus Metallblech gestanzt sein. Dies erlaubt eine kostengünstige Herstellung der Metallplatten.
In vorteilhafter Weise können die scharfkantigen Vorsprünge durch einen beim Durchschlagen der Metallplatte mit einem Werkzeug geformten Grat gebildet sein. Auch dieses erfindungsgemäße Merkmal ist einfach und kostengünstig herzustellen und erlaubt ein Ausstanzen der Metallplatte bei gleichzeitiger Bildung der Vorsprünge in einem einzigen Arbeitsschritt.
In vorteilhafter Weise kann die Metallplatte eine im Wesentlichen rechteckige Ausnehmung zur formschlüssigen Aufnahme des U-Profilstücks aufweisen, wobei an der Ausnehmung vorzugsweise Eckbohrungen vorgesehen sein können. Durch diese Form kann die Metallplatte in einfacher Weise auf eine Mittelklemme (d. h. auf das U-Profilstück) aufgeschoben werden und ist dadurch in seiner Lage festgelegt. Ein weiteres Einrichten des Metallplättchens ist nicht erforderlich, wodurch eine komfortable, schnelle und zugleich kostengünstige Montagemöglichkeit geschaffen ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen einer beispielhaften Ausführungsform detailliert beschrieben, wobei 1 eine Metallplatte im Aufriss und Grundriss dargestellt und die 2 und 3 die Montage einer erfindungsgemäßen Montageklemmanordnung vor und nach dem Anziehen der Befestigungsschraube zeigen.
1 zeigt eine Metallplatte 1, die aus einem dünnen Stahlblech ausgestanzt ist. Die Metallplatte 1 hat eine rechteckige Form und weist in der Mitte eine im Wesentlichen rechteckige Ausnehmung 11 auf, deren Ecken mit Eckbohrungen 12 versehen sind. Die Metallplatte bildet somit einen Rahmen, der auf ein U-Profilstück 2 (siehe 2 und 3) so aufgeschoben werden kann, dass der Rahmen auf den Flanschen 9 des U-Profilstücks 2 anliegt. Die Eckbohrungen 12 erleichtern das Aufschieben und verhindern ein Verkanten der Metallplatte.
In die Metallplatte 1 sind an vier Stellen Löcher durchgeschlagen, wobei das verdrängte Material an der dem Werkzeug abgewandten Seite aus der Oberfläche der Metallplatte 1 hervorstehen. Dieses hervorstehende Material bildet scharfkantige Vorsprünge 10, die erfindungsgemäß als „Erdungsschneiden” wirken, welche die elektrisch isolierende Eloxalschicht der Modulrahmen durchdringen, wenn die Metallplatte beim Fixieren der Mittelklemme fest gegen den Modulrahmen gepresst wird.
In 2 ist dargestellt, wie die Metallplatte 1 auf dem als Mittelklemme wirkenden U-Profil 2 angeordnet ist, bevor das U-Profil 2 mittels einer Befestigungsschraube 4 an einer Unterkonstruktion (Trägerprofil 6) befestigt wird. Das U-Profilstück 2 weist zwei von den freien Enden seiner Schenkel 8 nach außen abstehende Flansche 9 auf. Die Länge der Ausnehmung 11 (siehe 1) entspricht im Wesentlichen der Länge des U-Profilstücks 2, sodass die Metallplatte 1 formschlüssig auf das U-Profilstück 2 aufgeschoben werden kann, bis sie an den Flanschen 9 anliegt.
Um den Modulrahmen 3 zweier aneinander angrenzender Solarpaneele (PV Module oder Solarthermiemodule) an dem Trägerprofil 6 zu befestigen, wird das U-Profilstück 2 zwischen den beiden Paneelen eingeschoben, und mit einer Befestigungsschraube 4 am Trägerprofil 6 fixiert. Die Befestigungsschraube 4 wird dabei mittels einer Schraubenmutter 5 gesichert, deren Umfang in der dargestellten Ausführungsform rautenförmig ausgebildet ist, sodass sich die Schraubenmutter 5 beim Einschrauben der Befestigungsschraube 4 anfänglich verdreht, bis die Ecken der Raute an den seitlichen Innenwandungen des Trägerprofils 6 anliegen, wodurch die Schraubenmutter 5 festgehalten wird.
Durch das Anziehen der Befestigungsschraube 4 werden die Flansche 9 gegen die Modulrahmen 3 gedrückt, wodurch die Befestigung der Solarpaneele 7 bewirkt wird. Dabei werden die zwischen Flansch 9 und Modulrahmen 3 angeordneten Metallplatten 1 fest zusammengedrückt, wobei die scharfkantigen Vorsprünge 10 die Eloxalschicht des Aluminium-Modulrahmens 3 durchdringen und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Modulrahmen 3 und der Metallplatte 1 herstellen. Da mit einer Mittelklemme jeweils zwei Paneele befestigt werden, sind zumindest zwei Vorsprünge 10 pro Metallplatte 1 erforderlich, jeweils eines an jeder Seite der Metallplatte 1. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Metallplatte 1 weist insgesamt vier Vorsprünge 10 auf, sodass durch die Redundanz die Sicherheit der elektrischen Verbindung erhöht wird. Gleichzeitig wäre es möglich, die Montageklemmanordnung so über dem Kreuzungspunkt der Stoßfugen von vier aneinandergrenzenden Solarpaneelen anzuordnen, dass alle vier Solarpaneele durch eine einzige Metallplatte elektrisch leitende miteinander verbunden sind.
Durch die Verschraubung der Mittelklemme mit der aufgebrachten Metallplatte 1 werden die Schneiden der Vorsprünge 10 derart in die Modulrahmen 3 gepresst, dass man beim abermaligen Demontieren der Metallplatte 1 im Allgemeinen ein Werkzeug, etwa einen Schraubenzieher, benötigt, um die Verkrallung der Erdungsschneiden mit dem Modulrahmen wieder lösen zu können. Dies belegt einen guten elektrischen Kontakt um die Erdung zu gewährleisten. Die Vorsprünge 10 des Erdungsplättchens sind danach flachgedrückt, sodass die Metallplatte 1 kein zweites Mal verwendet werden kann, sondern durch eine neue Metallplatte ausgetauscht werden muss, um wieder die gewünschte Erdung der PV Modulrahmen zu gewährleisten.
Bezugszeichenliste

1: Metallplatte
2: U-Profilstück
3: Modulrahmen
4: Befestigungsschraube
5: Schraubenmutter
6: Trägerprofil
7: Solarpaneele
8: Schenkel
9: Flansche
10: Vorsprünge
11: Ausnehmung
12: Eckbohrungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

deutschen Vorschrift DIN VDE 0100, Teil 712 [0003]
http://www.oeller-energie.com/mittelklemme.php [0006]

Claims

Montageklemmanordnung für Solarpaneele (7), insbesondere Photovoltaik- und Solarthermiemodule, welche eine zwischen den Paneelen befestigbare Mittelklemme, insbesondere ein U-Profilstück (2), aufweist, das von den freien Enden der Schenkel (8) nach außen abstehende Flansche (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich unterhalb der Flansche (9) der Mittelklemme elektrisch leitende Metallplatten (1) vorgesehen sind, die zum Solarpaneel (7) weisende, scharfkantige Vorsprünge (10) aufweisen.
Montageklemmanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatten (1) aus Metallblech gestanzt sind.
Montageklemmanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die scharfkantigen Vorsprünge (10) durch einen beim Durchschlagen der Metallplatte (1) mit einem Werkzeug geformten Grat gebildet sind.
Montageklemmanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte (1) eine im Wesentlichen rechteckige Ausnehmung (11) zur formschlüssigen Aufnahme des U-Profilstücks aufweist, wobei an der Ausnehmung (11) vorzugsweise Eckbohrungen (12) vorgesehen sind.