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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nachführvorrichtung für Solarmodule zum Zweck der optimalen Ausrichtung der Solarmodule an den Sonnenstand.
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Nachführvorrichtungen für Solarmodule sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Der Grundaufbau von sogenannten Kipp-Trackern ist hierbei meist ähnlich und besteht aus einer in Nord-Süd-Richtung orientierten Schiene, z.B. in Form eines Vierkantrohrs, welche über zumindest ein Lager drehbar mit einer Reihe von Fundamenten oder Pfosten verbunden ist. Quer zu der Schiene sind meist Modulträgerschienen angeordnet, an denen die Solarmodule befestigt werden. Über entsprechend angebrachte Hebel und Gestänge können die Schiene und damit die Solarmodule verschwenkt werden, um dem Sonnenverlauf zu folgen.
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Problematisch dabei ist, dass das Solarmodul auf der Schiene nicht frei positionierbar ist, da an der Schiene bereits ein oder mehrere Lager angebracht sind. Da die Lager entsprechend groß dimensioniert werden müssen, entsteht bei der Schwenkbewegung des Solarmoduls zudem das Problem, dass der Schwerpunkt der Solarmodule aus der Mittelebene gedreht wird, so dass große Querkräfte auftreten und auf die Fundamente bzw. Pfosten wirken, was eine entsprechende Dimensionierung bzw. Verankerung derselben im Boden zu Folge hat. Dadurch, dass die Lageranordnung auf der Schiene nicht unabhängig von der Position des Solarmoduls möglich ist, bzw. umgekehrt, kann auch die Anordnung der Fundamente bzw. Pfosten nicht frei gewählt werden, wodurch kein hinsichtlich der Statik optimaler Aufbau derartiger Systeme möglich ist.
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Es ist also Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nachführvorrichtung für Solarmodule bereitzustellen, welche eine freie Anordnung von Solarmodulen ermöglicht und die Kräfte der Solarmodule in einer Art und Weise in die Pfosten bzw. die Fundamente einleitet, dass eine freie Wahl der Fundament- bzw. Pfostenabstände möglich wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Nachführvorrichtung für Solarmodule gemäß Anspruch 1. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst die Nachführvorrichtung für Solarmodule eine Reihe von jeweils entlang einer Hochachse orientierten Pfosten, wobei sich die Reihe entlang einer Längsachse erstreckt, und eine parallel zur Längsachse orientierte Kippschiene, an der zumindest ein Solarmodul anordenbar ist und welche zum Nachführen des Solarmoduls um die Längsachse verschwenkbar ist. Die Kippschiene ist mit zumindest einem Pfosten durch einen Hebelarm verbunden, wobei der Hebelarm einen Drehpunkt umfasst, um welchen der Hebelarm rotierbar ist. Dieser liegt bevorzugt zumindest im Wesentlichen in der Flucht der Hochachse des Pfostens.
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Bevorzugt ist zumindest ein Solarmodul über zumindest eine Modulträgerschiene an der Kippschiene anordenbar, wobei die Modulträgerschiene quer oder annähernd quer zur Längsachse auf der Kippschiene befestigt ist.
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Durch ein Verschwenken des Hebelarms wird die Kippschiene, die an dem dem Drehpunkt gegenüberseitigen Ende des Hebelarms starr mit diesem verbunden ist, ebenfalls um den Drehpunkt rotiert. Die Kippschiene liegt also nicht in der Flucht der Hochachse des Pfostens bzw. mittig über den Drehpunkten, sondern ist um die Länge des Hebelarms dazu versetzt, in der Regel um 170 bis 500mm, bevorzugt um 250–350mm, wobei dies den Abstand zwischen einem Drehpunkt und der Längsmittellinie der Kippschiene bezeichnet. In der mittleren Drehposition der Kippschiene, in der die Solarmodule nicht nach Osten oder Westen gekippt sind, ist der Hebelarm etwa waagerecht bzw. quer zu dem Pfosten ausgerichtet, so dass die Kippschiene seitlich zu den Pfosten versetzt ist. Der Solarmodultisch liegt jedoch mittig über den Drehpunkten. Durch diese ungewöhnliche Anordnung ist es möglich, den Schwerpunkt der Solarmodule in Richtung der der Hochachse näher an den Drehpunkt zu bringen, so dass sich der Schwerpunkt beim Verschwenken nur möglichst wenig aus der Mittelebene bzw. der Flucht der Hochachse des Pfostens hinaus bewegt.
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Bevorzugt ist auf der Kippschiene eine Vielzahl von Solarmodulen drehstarr angeordnet, ggf. über geeignete Modulträgerschienen. Die Anordnung der Solarmodule bzw. der Modulträgerschienen ist dabei entlang der Längsachse und quer dazu beliebig frei, mit anderen Worten also stufenlos auf der Kippschiene wählbar, da nicht auf die platzraubenden Lagerungen der Kippschiene am Kopf jedes Pfostens Rücksicht genommen werden muss. Daher ist der Abstand von zwei in der Reihe aufeinanderfolgenden Pfosten ideal nach der Statik berechenbar, die Fundamentabstände sind also frei wählbar und hängen nicht von der Größe und/oder der Anordnung eines oder mehrerer Solarmodule ab. Somit ist die Reihe der Pfosten ideal anhand der Statik positionierbar.
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Ein rechteckiges Solarmodul kann mit seiner langen Seite entweder parallel oder quer zur Längsachse ausgerichtet auf der Kippschiene positioniert werden. Besonders bevorzugt ist dabei eine Anordnung mehrerer Solarmodule entlang und/oder auch quer zur Längsachse auf der Kippschiene.
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Bei den Solarmodulen handelt es sich in der Regel um plattenförmige Fotovoltaikmodule. Diese sind bevorzugt gerahmt ausgeführt, alternativ auch rahmenlos. Die Reihe der jeweils entlang der Hochachse orientierten Pfosten und somit die Längsachse ist dabei bevorzugt in einer Nord-Süd-Richtung positioniert. Die Pfosten sind bevorzugt aus Standard-Profilen herstellbar, insbesondere aus Stahl, besonders bevorzugt aus Doppel-T-Trägern. Bevorzugt ist der Doppel-T-Träger mit seiner Flanschseite quer zur Längsachse ausgerichtet. Bevorzugt werden Solarparks mit einer Vielzahl derartiger Reihen von Pfosten entlang bevorzugt der Nord-Süd-Richtung aufgebaut. Bei alternativen Ausführungsformen kann auch, beispielsweise wenn es die Geographie bzw. das Gelände erfordert, von dieser Nord-Süd-Ausrichtung der Längsachse abgewichen werden. Tatsächlich ist jede Richtung und auch die Anordnung, besonders bevorzugt auch in nicht ebenen, mit anderer Worten in hügeligem oder bergigem Gelände möglich. Weiterhin bevorzugt kann die Reihe der Pfosten auch einen Knick aufweisen. So sind ab der Rotationseinheit beispielsweise auch Geländesteigungen möglich.
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Vorzugsweise ist an einem anderen Pfosten der Reihe eine Rotationseinheit angeordnet, welche dazu ausgelegt ist, über einen Mitnehmerarm die Kippschiene zu verschwenken. Es versteht sich, dass dieser andere Pfosten bevorzugt genau wie der oben genannte ausgeführte ist, also z. B. aus einem Standard-Profil hergestellt ist, besonders bevorzugt aus einem Doppel-T-Träger. Bevorzugt ist die Rotationseinheit ein Schneckengetriebe oder ein anderes Schraubwälzgetriebe, besonders bevorzugt ein Doppelschneckengetriebe. Weiterhin bevorzugt ist die Rotationseinheit an einem oberen Ende des anderen Pfostens angeordnet. Besonders bevorzugt liegt dabei die Drehachse der Rotationseinheit in der Flucht zumindest zweier Drehpunkte, welche sich an wieder anderen Pfosten der Reihe befinden. Die Drehbewegung der Rotationseinheit wird über den Mitnehmerarm auf die Kippschiene geleitet. Durch diese Kraftübertragung ist die Kippschiene verschwenkbar. Vorteilhaft bei der Verwendung eines Schneckengetriebes oder Doppelschneckengetriebes als Rotationseinheit ist es, dass eine sehr feine Verstellung der Kippschiene möglich ist. Weiterhin von großem Vorteil ist es, das die Selbsthemmung, welche einem Schneckengetriebe grundsätzlich innewohnt, positiv für die Gesamtauslegung des Systems nutzbar ist. So sind beispielsweise bevorzugt Windkräfte, welche durch die Solarmodule in die Nachführvorrichtung und damit in die Rotationseinheit eingeleitet werden, über die Selbsthemmung abbaubar. Die Kräfte werden nicht in eine für den Antrieb der Rotationseinheit nötige Antriebseinheit, wie beispielsweise einen Elektromotor weitergeleitet. Damit ist ein für den Antrieb der Nachführvorrichtung für Solarmodule notwendiger Elektromotor klein und kostengünstig dimensionierbar. In einer alternativen Ausführungsform ist die Dreh- bzw. Rotationsbewegung des Mitnehmerarms auch über eine Lineareinheit, beispielsweise einem Linearmotor, in Kombination mit einem Hebel, darstellbar.
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Typischerweise ist in einer Reihe von Pfosten jeweils einer mit einer Rotationseinheit ausgerüstet, welcher eine Drehbewegung erzeugt, während an allen anderen Pfosten dieser Reihe die Kippschiene jeweils über einen Hebelarm passiv gelagert ist.
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Vorzugsweise ist die Rotationseinheit an einem in Bezug auf die Hochachse oberen Ende des Pfostens befestigbar, wobei die genaue Befestigungsposition der Rotationseinheit entlang der Hochachse variabel festlegbar ist, insbesondere über entlang der Hochachse ausgerichtete Langlöcher. Von großem Vorteil ist es dabei, dass die Drehachse der Rotationseinheit, welche an einem Pfosten befestigbar ist, auf die gleiche Höhe ausrichtbar ist, wie der Drehpunkt des Hebelarms, welcher an einem anderen Pfosten befestigbar ist. Besonders bevorzugt ist die Drehachse der Rotationseinheit in der Flucht mehrerer Drehpunkte ausrichtbar. Diese Flucht liegt bevorzugt waagerecht, kann aber auch schräg, also ansteigend oder abfallend, verlaufen. Dies ist vor allem dann bedeutend, wenn die Nachführvorrichtung im Freien, z. B. in unebenem Gelände, aufgestellt wird. Über die Langlöcher ist die Rotationseinheit in gewissen Grenzen stufenlos einstellbar.
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Weiter vorzugsweise ist die Kippschiene an beliebigen Positionen entlang ihrer Längsachse an dem Mitnehmerarm und den Hebelarmen befestigbar. Dies hat den bereits angesprochenen großen Vorteil zu Folge, dass die Reihe der Pfosten, also die Abstände der Pfosten innerhalb der Reihe, frei wählbar und anhand der Statik ideal bestimmbar sind. Es versteht sich, dass der Abstand der Pfosten innerhalb der Reihe sowohl gleichmäßig als auch ungleichmäßig ausführbar ist.
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Zweckmäßigerweise ist die Kippschiene im Bereich der Kraftübertragung zwischen dem Mitnehmerarm und der Kippschiene durch eine Ausnehmung im Mitnehmerarm hindurchgeführt und bevorzugt mit zumindest einem Schutzelement, insbesondere einem oder mehreren Kunststoffstreifen, in der Ausnehmung formschlüssig angeordnet. Bevorzugt dient das Schutzelement dazu, einen direkten Kontakt der Kippschiene mit dem Mitnehmerarm zu vermeiden, indem es in den Spalt zwischen der Innenwand der Ausnehmung und der Außenfläche der Kippschiene eingesetzt wird. Von Vorteil ist dabei, dass damit die Kippschiene im Mitnehmerarm bevorzugt entlang der Längsachse beweglich lagerbar ist. Alternativ kann die Kippschiene zunächst an beliebiger Position entlang der Längsrichtung positioniert und dann in der Ausnehmung fixiert werden, z. B. mit als Stopper fungierenden Schutzelementen. In bevorzugten Ausführungen weist die Ausnehmung einen nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt auf, dessen Form dem Außenquerschnitt der Kippschiene entspricht, so dass diese drehfest in der Ausnehmung anordenbar ist. Der Querschnitt der Ausnehmung bzw. der Kippschiene ist z. B. polygonförmig, insbesondere sechseckig, viereckig, quadratisch oder dreieckig. Die Ausnehmung ist bevorzugt geschlossen, kann jedoch an einer Seite offen und verschließbar sein. Von Vorteil ist es außerdem, dass eine Korrosion zwischen Kippschiene und Mitnehmerarm durch den Einsatz des Schutzelements verhinderbar ist. Damit sind beispielsweise mannigfaltige Materialpaarungen realisierbar.
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Bei den Pfosten mit Hebelarm ist letzterer in bevorzugten Ausführungsformen nicht direkt am Pfosten angeordnet, sondern an einem Kopfstück, welches am oberen Ende des Pfostens befestigt ist. Vorzugsweise ist das Kopfstück durch zumindest zwei untereinander angeordnete längliche Befestigungsbereiche, insbesondere Langlöcher, entlang der Hochachse und quer zur Längsachse stufenlos verstellbar am Pfosten festlegbar. Die Langlöcher können im Kopfstück oder im Pfosten angeordnet sein, oder in beiden. Die langen Seiten der Langlöcher weisen dabei bevorzugt in die Richtung der Hochachse. Mit anderen Worten dient also das Kopfstück als eine Art Verlängerung oder Verkürzung des Pfostens entlang der Hochachse. Damit ist auch der Drehpunkt entlang der Hochachse verschiebbar. Weiterhin bevorzugt haben die untereinander angeordneten Langlöcher bevorzugt quer zur Hochachse des Pfostens soviel Spiel, dass das Kopfstück auch quer zur Hochachse und damit auch quer zur Längsachse verdreht werden kann. Dadurch kann der Versatz von Pfosten, die nicht exakt entlang der Reihe aufgestellt bzw. fundamentiert sind, durch diese Variabilität im Kopfstück in beiden Richtungen quer zur Längsachse ausgeglichen werden. Damit ist es möglich, mehrere Drehpunkte entlang der Reihe der Pfosten exakt oder zumindest annähernd exakt auf einer Höhe bzw. in einer Flucht auszurichten. Es versteht sich, dass bevorzugt auch die Drehachse der Rotationseinheit auf dieser Höhe und/oder in dieser Flucht liegt.
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Vorzugsweise kann das Kopfstück von zwei verschiedenen Seiten an dem Pfosten befestigt werden, wodurch ein Versatz des Hebelarms entlang der Längsachse ermöglicht wird. Dies ist vorteilhaft, um den an einer bestimmten Stelle an der Kippschiene anzubringenden Modulträgerschienen auszuweichen. Aus dem gleichen Grund kann auch der Hebelarm bevorzugt an beiden Seiten des Kopfstücks bzw. an beiden Flanschen eines als Doppel-T-Träger ausgebildeten Pfostens angebracht werden. Durch die Tiefe des Lagerelements in Richtung der Längsachse wird somit eine weitere Versatzmöglichkeit geschaffen. Damit kann also – bei gleicher Position des Pfostens – der Verbindungsbereich des Hebelarms mit der Kippschiene innerhalb eines Bereichs von bis zu ±80mm, bevorzugt ±60mm, alternativ bis zu ±40mm in Längsrichtung versetzt werden, um Modulträgerschienen auszuweichen. Dadurch können die Modulträgerschienen wiederum an beliebigen Positionen entlang der Kippschiene befestigt werden, wodurch die Nachführvorrichtung mit Solarmodulen beliebiger Hersteller bestückt werden kann.
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Bevorzugt ist der Hebelarm als U-Schiene, insbesondere aus Stahl, ausgebildet. Weiterhin bevorzugt weist der Hebelarm einen schienenseitigen Bereich und einen pfostenseitigen Bereich auf, wobei er am schienenseitigen Bereich form- und/oder kraftschlüssig mit der Kippschiene verbunden ist. Dabei ist der schienenseitige Bereich des Hebelarms derart mit Rücksprüngen versehen, dass etwaige Vorsprünge der Kippschiene, insbesondere im Verbindungsbereich von zwei Kippschienenabschnitten, die Anordnung des Hebelarms nicht behindern. Bevorzugt ist der schienenseitige Bereich des Hebelarms derart ausgebildet, dass er die Kippschiene zumindest teilweise umschließt. Dabei sind die Bereiche des schienenseitigen Bereichs, welche die Kippschiene umschließen, bevorzugt derart mit Rücksprüngen versehen, dass ein oder mehrere etwaige Vorsprünge auf der Kippschiene, beispielsweise aufgrund zumindest einer dort angebrachten Schraube, der Befestigung des Hebelarms nicht im Wege stehen. Bevorzugt wird neben dem Formschluss ein Kraftschluss durch bevorzugt zumindest eine Schraube mit entsprechender Mutter und/oder weiterhin bevorzugt zumindest eine Niete oder ein anderes geeignetes Befestigungsmittel erreicht. Bevorzugt ist der schienenseitige Bereich des Hebelarms aus zweiteiliger Rahmen ausgeführt, wobei über zumindest ein Befestigungsmittel, bevorzugt zumindest eine Schraube (mit entsprechender Mutter) der Formschluss der zwei Teile realisierbar ist. Eine weitere Variabilität ergibt sich vorteilhafterweise dadurch, dass der Hebelarm zu beiden Seiten des Pfostens bzw. des Kopfstücks angelenkt werden kann, so dass auch darüber eine Versatz des Hebelarm in Bezug auf die Kippschiene möglich ist, um etwaigen Vorsprüngen auf der Kippschiene auszuweichen. Fernen sind Ausführungsformen denkbar, bei denen der Rahmen seitlich am Hebelarm befestigt ist, und der Hebelarm beliebig von der einen oder der anderen Seite angelenkt werden kann, so dass sich ein weiterer Versatz ergibt.
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Vorzugsweise ist der Hebelarm an seinem pfostenseitigen Bereich über ein Lagerelement mit dem Pfosten bzw. dem Kopfstück verbindbar, wobei das Lagerelement den Hebelarm im Drehpunkt um die Längsachse rotierbar macht und wobei das Lagerelement bevorzugt derart ausgelegt ist, dass der Hebelarm und/oder die Kippschiene zusätzlich um die Hochachse relativ zum Pfosten verdrehbar ist. Bevorzugt ist das Lager als Pendellager und/oder bevorzugt auch als Flanschlager ausgeführt. Die bevorzugte Lagerform ermöglicht nicht nur eine Drehbewegung bzw. Rotation quer zur Längsachse, sondern auch eine Verdrehung bzw. Rotation um die Hochachse. Damit ist eine Verdrehung der Pfosten, welche entlang der Reihe ausgerichtet sind, um die Hochachse, welche beispielsweise beim Fundamentieren entstanden sind, durch das Lagerelement ausgleichbar. Bevorzugt ist das Lagerelement am oberen Ende des Pfostens anbringbar, besonders bevorzugt an einem Kopfstück. Wie beschrieben, kann das Lagerelement bevorzugt von beiden Seiten am Kopfstück oder Pfosten angeordnet werden.
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Zweckmäßigerweise bilden alle an der Kippschiene anordenbaren Solarmodule einen Solarmodultisch, welcher sich entlang einer Solarmodulebene erstreckt, wobei die Kippschiene, der zumindest eine Hebelarm und der Mitnehmerarm parallel zu der Solarmodulebene ausgerichtet sind. Von Vorteil ist der äußerst flache Aufbau dieser Anordnung aufgrund der parallelen Anordnung der Kippschiene, des Hebelarms und des Mitnehmerarms.
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Vorzugsweise wird eine parallel zur Längsachse ausgerichtete Mittellinie des Solarmodultischs in der mittleren Drehposition der Kippschiene, in der die Solarmodulebene quer zur Ebene der Hochachsen der Pfosten ausgerichtet ist, geschnitten von den durch die Drehpunkte verlaufenden Hochachsen, wobei die Kippschiene parallel zur Solarmodulebene um einen Abstand von den Drehpunkten versetzt ist und wobei der lotrechte Abstand der Mittellinie zum Drehpunkt kleiner als 100 mm ist. In anderen Worten liegt der Schwerpunkt (die Mittellinie) des Solarmodultischs in der mittleren Drehposition der Kippschiene bevorzugt direkt oder zumindest annähernd direkt über den Drehpunkten. Der lotrechte Abstand der Mittellinie zum Drehpunkt liegt bevorzugt bei unter 120 mm, besonders bevorzugt bei unter 100 mm. Von großem Vorteil ist es, wenn der Abstand zwischen dem Drehpunkt und der Mittellinie – wie hier – möglichst klein ist, da, wenn der Solarmodultisch geschwenkt wird, in der Folge auch deren Mittellinie geschwenkt wird. Da auf der Mittellinie auch der Schwerpunkt des Solarmodultischs liegt, wird über den Schwerpunkt, welcher sich mit dem Radius dreht, der sich aus dem lotrechten Abstand der Mittellinie vom Drehpunkt ergibt, ein Moment in dem Pfosten eingeleitet. Je geringer also der Abstand zwischen Drehpunkt und Mittellinie ausgeführt wird, desto geringer ist die Krafteinleitung, insbesondere die Einleitung von Querkräften, in den Pfosten.
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Besonders bevorzugt wird die Kippschiene aus Rohren mit polygonförmigem Querschnitt, insbesondere aus Vierkantrohren gebildet, wobei zumindest zwei Vierkantrohre an ihren jeweils aneinanderstoßenden Enden über zumindest ein innenliegendes Zwischenstück verbindbar sind. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Kippschiene aus Doppel-T-Profilen, Z-Profilen, I-Profilen oder dergleichen bildbar. Das Zwischenstück kann seinerseits als Vierkantrohr ausgeführt sein, welches innerhalb der aus zumindest einem Vierkantrohr gebildeten Kippschiene anordenbar ist. Besonders bevorzugt ist das Zwischenstück aus ein oder zwei L-Profilen gebildet, welche innerhalb der aus zumindest einem Vierkantrohr gebildeten Kippschiene anordenbar sind. Bevorzugt sind im Zwischenstück Gewinde vorgesehen, so dass das Zwischenstück über geeignete Befestigungsmittel, bevorzugt Schrauben, mit dem Vierkantrohr verbindbar ist. Alternativ ist das Zwischenstück auch nur als mit ausreichender Anzahl von Gewinden versehene Lasche ausgeführt. Von Vorteil ist es besonders, dass das Zwischenstück innerhalb der Kippschiene anordenbar und von außen form- und/oder kraftschlüssig an den beiden Enden der Kippschiene festlegbar ist.
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Zweckmäßigerweise sind an den Enden des Vierkantrohrs an einer oder mehreren der vier Seiten des Rohrs jeweils zumindest zwei entlang der Längsachse versetzte Bohrungen vorgesehen, sodass das Zwischenstück durch ein Befestigungsmittel an einem beliebigen der zumindest zwei Bohrungen mit der Kippschiene verbindbar ist. Die Position des Befestigungsmittels, z. B. des als Vorsprung herausstehenden Schraubenkopfes, kann also frei gewählt werden. Dies ist besonders aus dem Grund von Vorteil, weil auf der Kippschiene in bestimmten, durch die Größe der Solarmodule vorgegebenen Abständen, die Solarmodule bzw. die Solarmodulträgerschienen befestigt werden müssen. Soll das Solarmodul und/oder die Modulträgerschiene an der Position auf der Kippschiene befestigt werden, an welcher sich das Befestigungsmittel befindet, welches das Zwischenstück und das Vierkantrohr miteinander verbindet, kann mit dem Befestigungsmittel entlang der Längsachse auf die andere der zumindest zwei Bohrungen ausgewichen werden. Die Länge des Zwischenstücks entlang der Längsachse ergibt sich bevorzugt aus der Anordnung der Bohrung in den aneinanderstoßenden Vierkantrohren und ist bevorzugt so ausgeführt, dass alle Bohrungen von zwei aneinanderstoßenden Vierkantrohren für die Befestigung des Zwischenstücks nutzbar sind.
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Bevorzugt ist die Modulträgerschiene als U-Profil mit jeweils an den beiden Flanschen auf dem Steg gegenüberliegenden Seiten parallel zur Stegfläche orientierten Modulträgerschienenseitenflächen ausgebildet. Bevorzugte Materialien sind Aluminium oder Stahl.
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Besonders bevorzugt ist die Modulträgerschiene an ihrer Stegfläche formund/oder kraftschlüssig mit der Kippschiene verbunden, insbesondere festgeschraubt. Die Solarmodule werden bevorzugt über zumindest eine Klammer, insbesondere Aluminiumklammer, an der der Stegfläche abgewandten Seite der Modulträgerschiene befestigt, wobei die Klammer entlang der Modulträgerschiene stufenlos verschiebbar ist, so dass die herstellerseitig vorgegebenen Befestigungsöffnungen im Solarmodul verwendbar sind. Bevorzugt weist die Modulträgerschiene zumindest eine Bohrung auf, über welche die Modulträgerschiene an der Kippschiene festlegbar, z.B. schraubbar ist. Vorzugsweise sind in der Modulträgerschiene eine Reihe von Bohrungen vorgesehene, von denen beliebige zu Befestigung genutzt werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Bügel verwendet, der die Kippschiene umgreift und an zwei etwa um die Breite der Kippschiene voneinander beabstandeten Löchern an der Kippschiene befestigt wird, insbesondere durch Schrauben oder Nieten.
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Bevorzugt ist die Befestigung derart realisiert, dass eine stufenlose Verstellung entlang der Modulträgerschiene entlang der Längsachse auf der Kippschiene möglich ist. In Kombination mit den zumindest zwei Bohrungen an den Enden des Vierkantrohres, welche für die Befestigung der die Vierkantrohre verbindenden Zwischenstücke dienen, wird eine komplett stufenlose Anordenbarkeit und Befestigung zumindest einer Modulträgerschiene und/oder zumindest einen Solarmoduls auf der Kippschiene entlang der Längachse realisiert.
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Bevorzugt ist das Solarmodul über zumindest eine Klammer auf der Modulträgerschiene befestigbar. Bevorzugt ist über die Öffnung in der Klammer die Modulträgerschiene mit dem Solarmodul form- und/oder kraftschlüssig bei Verwendung eines geeigneten Befestigungsmittels verbindbar. Bevorzugt wird die Öffnung in der Klammer und eine herstellerseitig vorgegebene Befestigungsöffnung auf der Unterseite des Solarmoduls durch eine Schraube oder Niete miteinander verbunden. Die Klammer hält dadurch auf der Modulträgerschiene, dass sie die Modulträgerschienenseitenflächen zumindest teilweise umschließt. Bevorzugt werden die Klammern vor der Montage der Solarmodule vom Ende der Modulträgerschiene auf diese aufgeschoben.
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Vorzugsweise ist die Klammer über zumindest ein Befestigungsmittel formund/oder kraftschlüssig mit zumindest einer Modulträgerschienenseitenfläche verbindbar. Als Befestigungsmittel werden bevorzugt Schrauben, besonders bevorzugt Nieten, verwendet. Die Verwendung von Nieten als Befestigungsmittel bringt den Vorteil einer Diebstahlsicherung mit sich.
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Alternativ können die Solarmodule auch mit bekannten Modulklemmen befestigt werden, die in entsprechende Bohrungen in den Modulträgerschienen – z.B. in den Modulträgerschienenseitenflächen – eingeschraubt werden und die Solarmodule festklemmen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Nachführvorrichtung für Solarmodule mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.
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Es zeigen:
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1 eine bevorzugte Ausführungsform der Nachführvorrichtung für Solarmodule in einer perspektivischen Darstellung;
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2 eine bevorzugte Ausführungsform des Hebelarms in einer perspektivischen Darstellung, zusammen mit der Kippschiene, dem Kopfstück und dem Lagerelement;
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3 eine bevorzugte Ausführungsform des Zwischenstücks und dessen Anordnung in der Kippschiene;
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4 eine bevorzugte Ausführungsform des Solarmodultischs und deren Anordnung an der Kippschiene über die Modulträgerschiene;
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5 eine bevorzugte Ausführungsform der Modulträgerschiene und der Klemme;
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6 eine stilisierte Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Nachführvorrichtung für Solarmodule in Richtung der Längsachse.
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Nachführvorrichtung für Solarmodule 2. Gezeigt ist ein erster Pfosten 4, welcher entlang einer Hochachse V ausgerichtet ist, und an dessen oberem Ende ein Kopfstück 42 angeordnet ist. Um eine Verschiebbarkeit des Kopfstücks 42 entlang der Hochachse V zu gewährleisten, sind die Befestigungsöffnungen 44 als übereinander angeordnete Langlöcher ausgeführt, die auch breiter sind als notwendig, um in der Querrichtung eine Verdrehbarkeit des Kopfstücks zu gewährleisten. Am oberen Ende des Kopfstücks 42 ist der Drehpunkt durch das Lagerelement 58 realisiert. Am Lagerelement 58 ist der Hebelarm 5 angelenkt, an dessen äußeren Ende wiederum drehstarr die Kippschiene 6 befestigt ist. Zu sehen ist der Abstand x, welcher sich zwischen dem Drehpunkt D und der Kippschiene 6 ergibt und der vorzugsweise etwa 300 mm beträgt. Der Drehpunkt D und die Drehachse der Rotationseinheit 8 sind entlang einer Längsachse L ausgerichtet, zu der die Kippschiene 6 parallel ausgerichtet ist.
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Dargestellt ist weiterhin, dass eine Rotationseinheit 8 ebenfalls über Langlöcher in der Höhe an einem anderen Pfosten 4 verstellbar ist. Der Mitnehmerarm 82, der die Kippschiene 6 und die Rotationseinheit 8 verbindet, ist derart ausgeführt, dass die Kippschiene 6 durch eine Ausnehmung im Mitnehmerarm hindurch geführt ist. Die Innenseiten der Ausnehmung sind mit einem Kunststoffstreifen 84 ausgekleidet. Weiterhin zeigt 1 die Anordnung einer Modulträgerschiene 22 auf der Kippschiene 6. Die Anordnung erfolgt in bevorzugter Ausführungsform im Wesentlichen quer zur Längsachse L. Angedeutet ist weiterhin eine Klammer 24, welche die Modulträgerschiene 22 und das Solarmodul 2 miteinander verbindet. Das Solarmodul 2 wiederum weist parallel zur Längsachse L die Mittellinie M auf und bildet an seiner Oberfläche die Solarmodulebene E.
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2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Hebelarms 5 für die Nachführvorrichtung für Solarmodule 2. Am pfostenseitigen Bereich 54 ist das Lagerelement 58 angeordnet. Dieses verbindet das Kopfstück 42 mit dem Hebelarm 5 im Drehpunkt D. Vom Drehpunkt D aus wird der Abstand x mit der Kippschiene 6 gebildet, die an dessen schienenseitigen Bereich 52 mit dem Hebelarm 5 verbunden ist. Hierzu ist ein zweiteiliger Rahmen vorgesehen, dessen erster Teil 51 an dem Hebelarm 5 befestigt, insbesondere seitlich an dem Hebelarm 5 angeschweißt ist. Der Rahmenteil 51 weist eine Vertiefung auf, in die eine Seite der Kippschiene 6 eingesetzt wird. Auf die andere Seite wird der zweite Rahmenteil 53 mit einer ähnlichen Vertiefung aufgesetzt und mit zwei geeigneten langen Schrauben 1 und entsprechenden Muttern mit dem ersten Rahmenteil 51 verbunden. Auf diese Weise wird die Kippschiene 6 zwischen dem ersten und zweiten Rahmenteil eingeklemmt und somit am Hebelarm 6 befestigt. Weiterhin dargestellt ist ein Rücksprung 56 in dem Rahmenteil 51, welcher dazu dient, Raum zu schaffen für etwaige Vorsprünge der Kippschiene 6, wie sie zum Beispiel durch ein Befestigungsmittel 1’ auftreten können, welches der Befestigung der Kippschiene 6 mit einem Zwischenstück 62 dient.
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In dem in 2 gezeigten Ausschnitt der Kippschiene 6 stoßen zwei Kippschienenabschnitte, also zwei Vierkantrohre, aneinander. Zu sehen sind die mehreren Befestigungsöffnungen 64, welche auf den Flächen der Vierkantrohre angeordnet sind. Es sind jeweils nur in die vom Stoß entfernten Befestigungsöffnungen 64 Befestigungsmittel 1', vorzugweise Schrauben 1, eingeführt, welche jeweils in ein (nicht sichtbares) Zwischenstück 62 eingreifen. Dadurch wird über den anderen Befestigungsöffnungen 64 die Möglichkeit der Befestigung einer Modulträgerschiene 22 belassen.
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3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Zwischenstücks 62, welches der Befestigung bzw. Aneinanderreihung mehrerer Vierkantrohre dient, welche die Kippschiene 6 bilden. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Zwischenstück 62 mit geeigneten Gewinden versehen, so dass über die Befestigungsöffnungen 64 Befestigungsmittel 1' derart befestigbar sind, dass zwischen dem Zwischenstück 62 und dem Vierkantrohr ein Form- und/oder Kraftschluss realisierbar ist.
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4 zeigt einen Solarmodultisch 20 von unten. Dargestellt ist die Kippschiene 6, an welcher über einen Bügel 25 eine Modulträgerschiene 22 im Wesentlichen quer dazu befestigt ist. Der Solarmodultisch 20, welche in 4 durch zumindest zwei Solarmodule 2 gebildet wird, weist die Mittellinie M auf. An der Oberfläche des Solarmodultischs 20 wird die Solarmodulebene E gebildet. Die Solarmodule 2 sind über die Klammern 24 an der Modulträgerschiene 22 anordenbar.
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5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Modulträgerschiene 22 und der Klammer 24 für die Nachführvorrichtung für Solarmodule 2. Über zumindest eine Öffnung 26 in der Klammer 24 kann das Solarmodul 2 an dessen herstellerseitigen Befestigungsöffnungen an der Modulträgerschiene 22 durch Schrauben oder Nieten befestigt werden. Dargestellt sind in 5 weiterhin die Stege 28, welche dazu dienen, die Klammer 24 entlang der Modulträgerschiene 22 zu positionieren und eine Zentrierung oder auch Ausrichtung ermöglichen. Die Modulträgerschienenseitenflächen 23 sind derart ausgestaltet, dass sie von der Klammer 24 derart umschlossen werden, dass diese nicht zur Seite abrutschen kann, sondern nur über die Enden der Modulträgerschiene 22 aufgeschoben werden kann. Da die Klammer 24 nur mit Nieten oder Schrauben auf die Modulträgerschiene geklemmt ist, wird sie bevorzugt gegen Abrutschen gesichert. Dazu wird zumindest eine der Modulträgerschienenseitenflächen 23 links und rechts neben der Klammer mit einem Werkzeug aufgebogen.
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6 zeigt die Nachführvorrichtung für Solarmodule 2 der 1 schematisch im Schnitt quer zur Längsachse L. Gezeigt ist das Solarmodul 2 in seiner Mittelstellung, in der die Mittellinie M genau über den Drehpunkten D liegt, also das Gewicht des Solarmodultisches 20 optimal zentriert ist. Der Hebelarm 5 und die Kippschiene 6 sind parallel zur Solarmodulebene E ausgerichtet, was allerdings in anderen Kippstellungen der Kippschiene 6 auch der Fall ist, da Kippschiene 6, Modulträgerschienen 22 und damit der Solarmodultisch 20 und der Hebelarm 6 bevorzugt drehfest miteinander verbunden sind. Somit drehen sich diese Elemente zusammen um die Drehpunkte D. Wichtig ist in diesem Zusammenhang der Abstand a von der Mittellinie M zum Drehpunkt D, da dieser den Radius der Drehbewegung beim Nachführen der Solarmodule bildet. Weiterhin ist der Abstand x zwischen dem Drehpunkt D und dem Mittelpunkt der Kippschiene 6 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schraube
- 1’
- Befestigungsmittel
- 2
- Solarmodul
- 20
- Solarmodultisch
- 22
- Modulträgerschiene
- 23
- Modulträgerschienenseitenflächen
- 24
- Klammer
- 25
- Bügel
- 26
- Öffnung
- 28
- Steg
- 4
- Pfosten
- 42
- Kopfstück
- 44
- Befestigungsöffnung
- 5
- Hebelarm
- 51
- erster Rahmenteil
- 52
- schienenseitiger Bereich
- 53
- zweiter Rahmenteil
- 54
- pfostenseitiger Bereich
- 56
- Rücksprung
- 58
- Lagerelement
- 6
- Kippschiene
- 62
- Zwischenstück
- 64
- Bohrung
- 8
- Rotationseinheit
- 82
- Mitnehmerarm
- 84
- Schutzelement
- E
- Solarmodulebene
- V
- Hochachse
- L
- Längsachse
- M
- Mittellinie
- x
- Abstand
- a
- lotrechter Abstand
