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Die Erfindung betrifft einen Photovoltaikaufbau mit einer Garage, wobei die Garage ein Dach mit einem Flachdachbereich und eine den Flachdachbereich begrenzende Attika aufweist, und mit einer Photovoltaikanlage, wobei die Photovoltaikanlage ein Gestell und auf dem Gestell angeordnete Photovoltaikmodule aufweist und wobei die Photovoltaikanlage auf dem Dach der Garage angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch einen Bausatz für den Photovoltaikaufbau.
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Photovoltaikanlagen dienen zur Umsetzung von Sonnenlicht in elektrische Energie und sind als alternative Energiequellen in vielen Größenordnungen erhältlich. So ist es bekannt, Miniaturphotovoltaikmodule für Spielzeug bereitzustellen oder über Freilandanlagen Kraftwerke mit mehreren Megawatt Leistung zu schaffen. Im privaten Bereich werden Photovoltaikanlagen oftmals auf Häuserdächer aufgelegt, da diese eine ausreichend große und zugleich freie Grundfläche bieten, so dass der Gesamtaufwand für Aufbau und Anschluss der Photovoltaikanlage im Vergleich zu der erzeugbaren Energie verhältnismäßig bleibt. Durch die Reduzierung der Kosten für Photovoltaikmodule ist es jedoch mittlerweile auch wirtschaftlich attraktiv, kleinere Flächen mit Photovoltaikmodulen zu belegen. Insbesondere werden mittlerweile auch Garagen mit Photovoltaikanlagen bestückt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aus einer Photovoltaikanlage und einer Garage vorzuschlagen, welche eine hohe Betriebssicherheit aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Photovoltaikaufbau mit den Merkmalen das Anspruchs 1 sowie durch einen Bausatz für den Photovoltaikaufbau mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Die Erfindung betrifft einen Photovoltaikaufbau, wobei dieser mindestens eine Garage sowie eine Photovoltaikanlage umfasst.
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Die Garage dient zur Aufnahme von mindestens einem oder genau einem Fahrzeug und weist beispielsweise ein Rolltor, Schwenktor oder dergleichen auf. Vorzugsweise weist die Garage eine Höhe zwischen 2 m und 4 m auf, sodass auch höhere Fahrzeuge in der Garage Platz haben.
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Besonders bevorzugt ist die Garage als eine Fertiggarage ausgebildet, welche mit einer Maschine, z. B. einem Kran, transportierbar ist. Insbesondere wird die Fertiggarage in einem Garagenwerk produziert und erst nachträglich im Ganzen zu dem Aufstellungsort transportiert.
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Die Garage weist einen Boden auf, auf den das Fahrzeug abgestellt wird. Insbesondere ist der Boden parallel zu einem Untergrund ausgerichtet, auf dem die Garage aufgestellt wird. Die Garage umfasst ferner ein Dach, welches einen Flachdachbereich und eine den Flachdachbereich begrenzende, insbesondere umlaufende Attika aufweist. Der Flachdachbereich ist bevorzugt als ein ebener Bereich ausgebildet und mit einer Dachhaut, insbesondere einer Dachpappe oder einer Dachfolie, belegt und dadurch gegen Feuchtigkeit abgedichtet. Um das Flachdach verläuft vorzugsweise vollständig umlaufend die Attika, welche als ein randseitiger Steg ausgebildet ist. Insbesondere befindet sich die Attika in gedachter Verlängerung der Seitenwände der Garage, sodass sich die Attika auf den Seitenwänden abstützt. Die Attika weist gegenüber dem Flachdachbereich eine Höhe von vorzugsweise mindestens 4 cm, insbesondere von mindestens 10 cm auf. In Draufsicht ist die Attika deckungsgleich zu den Seitenwänden der Garage angeordnet.
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Die Photovoltaikanlage weist eine Mehrzahl von Photovoltaikmodulen sowie ein Gestell auf, wobei die Photovoltaikmodule auf dem Gestell aufliegen oder aufgeständert sind. Insbesondere ist das Gestell so ausgebildet, dass die Photovoltaikmodule gegenüber einer Horizontalen um einen Winkel von mindestens 10 Grad, vorzugsweise von mindestens 20 Grad aufgestellt sind. Bei der Photovoltaikanlage können die Photovoltaikmodule zum einen so aufgereiht sein, dass diese in eine gemeinsame Richtung ausgerichtet sind. Besonders bevorzugt sind die Photovoltaikmodule in dieser Ausgestaltung als polykristalline Photovoltaikmodule ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Photovoltaikmodule in einer Zick-Zack-Anordnung auf dem Gestell angeordnet. Insbesondere handelt es sich bei den Photovoltaikmodulen in der Zick-Zack-Anordnung um amorphe Photovoltaikmodule. Die Zick-Zack-Anordnung ermöglicht eine größere Flächenausnutzung auf dem Dach, wobei durch die Nutzung von amorphen Photovoltaikmodulen die Richtungsabhängigkeit der Photovoltaikmodule vermindert ist. Die Photovoltaikanlage ist auf dem Dach der Garage angeordnet.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Gestell in Auflagebereichen auf der Attika aufliegt, sodass die Photovoltaikanlage beabstandet zu dem Flachdachbereich angeordnet ist. Besonders bevorzugt beträgt der Abstand zwischen der Photovoltaikanlage zu dem Flachdachbereich mindestens 2 cm, vorzugsweise mindestens 5 cm.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass die Flachdachbereiche bei Garagen besonders empfindlich sind. Bei einer mechanischen Belastung der Flachdachbereiche ist es zu befürchten, dass die empfindliche Dachhaut des Flachdachbereichs mit der Zeit verformt wird und im schlechtesten Fall reißt. Um die Betriebssicherheit des Photovoltaikaufbaus zu verbessern, wird daher vorgeschlagen, das Gestell derart auszubilden, dass dieses nur in Auflagebereichen auf der Attika aufliegt und insbesondere kontaktlos zu dem Flachdachbereich ausgebildet ist. Üblicherweise liegt die Dachhaut am Rand des Flachdachbereichs an der Attika in einem gedachten Querschnitt u-förmig an, wobei die Dachhaut an Flanken der Attika anliegt und mit dieser verklebt ist. Allerdings ist üblicherweise die Oberseite der Attika frei, sodass dieser Bereich als Auflagebereich genutzt werden kann. Dadurch, dass die Attika in Draufsicht deckungsgleich zu den Seitenwänden angeordnet ist, wird die durch die Photovoltaikanlage in die Attika eingebrachte Belastung in die Seitenwände abgeleitet, sodass eine Überlastung des Daches der Garage vermieden wird. Damit wird zum einen eine sichere Anordnung der Photovoltaikanlage und zum anderen ein größtmöglicher Schutz des Flachdachbereichs der Garage erreicht.
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Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die Attika in den Auflagebereichen gegenüber der Flächenerstreckung des Flachdachbereichs und/oder gegenüber dem Boden der Garage um einen Neigungswinkel von mindestens 5 Grad, insbesondere von mindestens 10 Grad geneigt. Diese Neigung ist bei Garagen üblich, da dadurch auf die Attika auftreffende Regentropfen weitergeleitet werden. Insbesondere ist der Neigungswinkel so ausgestattet, dass in einem Querschnitt senkrecht zu dem Flachdachbereich die Oberseiten der Attika wie ein Trichter zu dem Flachdachbereich hin geneigt sind. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Gestell in den Auflagebereichen parallel zu der Attika ausgebildet, sodass das Gestell in den Auflagebereichen flächig oder zumindest linienförmig auf Linien senkrecht zu der Längserstreckung der Attika aufliegt. Durch die Anpassung des Gestells an den Neigungswinkel der Attika wird erreicht, dass die Last nicht punktförmig in die Attika abgetragen wird, sondern sich zumindest über eine Linie, vorzugsweise über eine Fläche in den Auflagebereichen verteilt. Dadurch kann die Belastung durch die Photovoltaikanlage belastungsarm und damit zerstörungsfrei in die Attika eingeleitet werden.
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Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist das Gestell Auflageschuhe auf, wobei das Gestell über die Auflageschuhe in den Auflagebereichen auf der Attika aufliegt. Diese Auflageschuhe können vorzugsweise als Gleichteile als separate Bauteile hergestellt werden und auf den Neigungswinkel der jeweiligen Attika angepasst werden. Auf diese Weise führt eine Änderung des Neigungswinkels der Attika der Garage nicht zu einer Umkonstruktion des gesamten Gestells, sondern ist auf eine Anpassung der Auflageschuhe begrenzt.
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Es ist besonders bevorzugt, dass die Attika in den Auflagebereichen mechanische Schnittstellen zur Befestigung des Gestells aufweist. Besonders bevorzugt sind die mechanischen Schnittstellen als Schraubgewinde ausgebildet, sodass das Gestell – gegebenenfalls über die Auflageschuhe – an der Attika angeschraubt werden kann. Die Schraubgewinde sind in der Attika angeordnet und nach oben gerichtet. In dieser Ausgestaltung kann die Photovoltaikanlage in einfacher Weise auf die Garage aufgesetzt und durch Schrauben befestigt werden, welche in die Schraubgewinde eingeschraubt werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mechanischen Schnittstellen als insbesondere bei der Fertigung der Attika eingegossene Betongewindehülsen ausgebildet. Bei der Fertigung von Fertiggaragen wird die Attika aus Beton zumindest abschnittsweise urgeformt, insbesondere wird die Attika gegossen. Die Betongewindehülsen werden bei der Fertigung mitvergossen. Im Rahmen der bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass bereits bei dem Gießen der Attika aus Beton die Betongewindehülsen eingesetzt werden, so dass das passgenaue Setzen der Schraubgewinde bereits bei der Fertigung der Garage umgesetzt wird. Vorteilhafterweise kann auf ein Setzen der mechanischen Schnittstellen bei der Aufstellung der Garage bzw. des Photovoltaikaufbaus verzichtet werden. Diese Ausgestaltung hat somit den Vorteil, dass die Betongewindehülsen sehr günstig und hochgenau eingesetzt werden können und dass die spätere Montage des Photovoltaikaufbaus schneller, ohne Spezialwerkzeug und von einfachen Hilfskräften durchgeführt werden kann.
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Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Längserstreckung der mechanischen Schnittstellen und insbesondere der Betongewindehülsen, senkrecht zu einer Oberseite der Attika in den Auflagebereichen ausgebildet ist.
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Wenn diese Oberseiten um den bereits beschriebenen Neigungswinkel geneigt sind, ist das nachträgliche Setzen von z. B. Gewindehülsen selbst für einen ambitionierten Handwerker schwierig, da er in Bezug auf die Flächenerstreckung des Flachdachbereichs oder des Bodens ein ”schiefes Loch” bohren müsste, um das Schraubgewinde lagerichtig positionieren zu können. Insbesondere in dieser Ausgestaltung ist es deshalb besonders bevorzugt, dass die mechanischen Schnittstellen und insbesondere die Betongewindehülsen bereits bei der Fertigung der Garage in die Attika eingegossen werden. Berücksichtigt man, dass eine falsch gesetzte Bohrung zu einer Beschädigung der teilweise gegossenen Garage führen kann, so treten die Vorzüge dieser Ausgestaltung besonders in den Vordergrund.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist das Gestell eine Mehrzahl von Stegeinrichtungen auf, wobei sich die Stegeinrichtungen auf zwei gegenüberliegenden Attikaabschnitten der Attika abstützen und auf diese Weise den Flachdachbereich überbrücken. Besonders bevorzugt sind die Mehrzahl von Stegeinrichtungen zueinander parallel angeordnet. Durch die Stegeinrichtungen ist es mit einem geringen Materialauwand möglich, die Photovoltaikanlage auf der Attika aufzusetzen.
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In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung umfassen die Stegeinrichtungen jeweils mindestens oder genau ein Aluminiumdruckgussprofil und die bereits beschriebenen Auflageschuhe zur Auflage auf den Auflagebereichen. In dieser Ausgestaltung können die Aluminiumdruckgussprofile kostengünstig hergestellt werden, da diese einen senkrecht zur Längserstreckung konstanten Querschnitt aufweisen, ist es besonders vorteilhaft, zur Anpassung an den Neigungswinkel der Attika der Garage in den Endbereichen die Auflageschuhe aufzusetzen, um die Anpassung der Aluminiumdruckgussprofile möglichst gering zu halten.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Bausatz für einen Photovoltaikaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder wie dieser zuvor beschrieben wurde. Die Garage ist insbesondere als eine Fertiggarage ausgebildet und weist ein bzw. das Dach mit einem bzw. dem Flachdachbereich und eine bzw. die den Flachdachbereich begrenzende Attika auf. Ferner umfasst der Bausatz eine oder die Photovoltaikanlage, wobei die Photovoltaikanlage ein oder das Gestell und auf dem Gestell anordbare Photovoltaikmodule aufweist. Die Photovoltaikanlage ist auf dem Gestell anordbar. Der Bausatz ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell in Auflagebereichen auf der Attika auflegbar und insbesondere befestigbar ist, sodass die Photovoltaikanlage beabstandet zu dem Flachdachbereich angeordnet ist. In dem demontierten Zustand ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Photovoltaikanlage getrennt zu der Garage angeordnet ist. Insbesondere ist die Photovoltaikanlage zerlegt. Auf diese Weise kann der Bausatz einfach transportiert und die Photovoltaikanlage vor Ort aufgebaut werden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei zeigen:
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1 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Photovoltaikaufbaus als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 den Photovoltaikaufbau in der 1 in ähnlicher Darstellung mit zeichnerisch unterdrückten Komponenten;
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3 einen Querschnitt durch den Photovoltaikaufbau der vorhergehenden Figuren;
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4 einen Detailausschnitt aus dem Querschnitt in der 3;
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5 die Garage des vorher gezeigten Photovoltaikaufbaus ohne die Photovoltaikanlage;
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6 einen Photovoltaikaufbau in einer anderen Ausführungsform, ebenfalls mit zeichnerisch unterdrückten Komponenten.
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Die 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung einen Photovoltaikaufbau 1 als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Photovoltaikaufbau 1 umfasst in diesem Beispiel zwei Garagen 2, welche jeweils als eine Fertiggarage ausgebildet sind. In anderen Ausführungsbeispielen kann statt den zwei Garagen 2 auch nur eine Einzelgarage oder eine Doppelgarage etc. vorgesehen sein.
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Wie sich insbesondere in Zusammenschau mit der 5 ergibt, weist jede der Garagen 2 ein Dach 3 auf, welches einen Flachdachbereich 4 und eine den Flachdachbereich 4 umlaufende Attika 5 umfasst. Der Flachdachbereich 4 ist mit einer Dachhaut, z. B. aus Dachpappe, einer Kunststofffolie oder einer Kombination davon belegt. Die Attika 5 ist als eine umlaufende Umrandung um den Flachdachbereich 4 ausgebildet, welche sich z. B. 10 cm über den Flachdachbereich 4 erstreckt. Oftmals wird die Dachhaut des Flachdachbereichs 4 an den senkrechten, nach innen weisenden Wänden der Attika 5 angeklebt. Die Attika 5 ist in der Draufsicht deckungsgleich mit Seitenwänden 6 der Garage 2 bzw. bildet eine Verlängerung zu diesen. Die Attika 5 weist eine nach oben gerichtete Oberseite 7 auf.
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Auf dem Dach 3 der Garagen 2 ist eine Photovoltaikanlage 8 angeordnet, welche ein Gestell 9 und mehrere auf dem Gestell angeordnete Photovoltaikmodule 10 umfasst. Die Photovoltaikmodule 10 sind in Reihen 11 zick-zack-förmig angeordnet. Die Reihen 11 verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zu der Seitenwand 6, welche eine Eingangsöffnung 12 für die Garage 2 bereitstellt. Die Eingangsöffnung 12 ist beispielsweise durch ein Rolltor oder Klapptor verschließbar und dient dazu, ein Fahrzeug in die Garage 2 stellen zu können.
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Wie sich aus einer Zusammenschau der 2 und 3 ergibt, welche die Photovoltaikanlage 1 in gleicher Darstellung mit unterdrückten Komponenten bzw. in einem Querschnitt zeigen, sind das Gestell 9 und damit die Photovoltaikanlage 1 so auf dem Dach 3 der Garagen 2 angeordnet, dass es nur auf der Attika 5 aufliegt, von dem Flachdachbereich 4 jedoch um einen Abstand d beabstandet angeordnet ist. Aus der 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Attika 5 eine Verlängerung zu den Seitenwänden 6 bildet, sodass das Gewicht der Photovoltaikanlage 8 über die Attika 5 in die Seitenwände 6 eingeleitet wird. Diese Anordnung hat zum einen den Vorteil, dass der Flachdachbereich 4 als nicht tragender Bereich verbleibt und dementsprechend statisch betrachtet unkompliziert ist, zum zweiten, dass das Gesamtgewicht der Photovoltaikanlage 8 ausschließlich über die Attika 5 und die Seitenwände 6 abgetragen werden kann, welche aufgrund der Relativpositionierung zueinander die Gewichtskraft in einer geraden, insbesondere lotrechten Richtung abtragen können und zum Dritten, dass die üblicherweise empfindliche Dachhaut des Flachdachbereichs 4 keinen Kontakt zu der Photovoltaikanlage 8 hat und somit durch diese nicht beschädigt werden kann.
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Genauer betrachtet umfasst das Gestell 9 mehrere Stegeinrichtungen 13, welche sich zwischen zwei gegenüberliegenden Attikaabschnitten 14a, 14b erstrecken. Die Stegeinrichtungen 13 sind parallel zueinander ausgerichtet, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Photovoltaikanlage fünf Stegeinrichtungen 13 auf.
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Die Stegeinrichtungen 13 umfassen ein Aluminiumdruckgussprofil 15 sowie zwei endseitig darauf aufgesetzte und angeschraubte Auflageschuhe 16.
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Die 4 zeigt einen Detailausschnitt aus dem Querschnitt in der 3. In der Detaildarstellung ist zu erkennen, dass die Oberseite 7 der Attika 5 um einen Neigungswinkel α gegenüber einem Boden 17 (1) bzw. der Flächenerstreckung des Flachdachbereichs 4 geneigt ist. Um einen Auflagebereich 18 zwischen Gestell 9 und Attika 5 belastungsgerecht auszugestalten, weist auch der Auflageschuh 16 eine Unterseite auf, die derart angeschrägt ist, dass der Auflageschuh 16 linienförmig oder flächenförmig in dem Auflagebereich 18 auf der Attika 5 aufliegt. Durch die Aufteilung der Stegeinrichtung 13 in die Aluminiumdruckgussprofile 15 und die Auflageschuhe 16 ist es möglich, die Aluminiumdruckgussprofile 15 als Stangenware herzustellen und bedarfsgerecht abzulängen und die Auflageschuhe 16 an den jeweiligen Neigungswinkel α der Oberseite 7 der Attika 5 anzugleichen.
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Die Befestigung des Gestells 9 bzw. der Photovoltaikanlage 8 an der Garage 2 ist besonders vorteilhaft gelöst. Bei der Herstellung der Garage 2 werden in die Attika 5 Betongewindehülsen 19 eingegossen. In die Betongewindehülsen 19 werden Schrauben 20 eingeführt, welche die Auflageschuhe 16 festschrauben. Wie sich aus der Darstellung in der 4 ergibt, sind die Betongewindehülsen 19 bei diesem Ausführungsbeispiel so ausgeführt, dass diese aus der Attika 5 nicht herausgedreht oder herausgezogen werden können. Durch das frühe Einsetzen der Betongewindehülsen 19 sind diese somit untrennbar und insbesondere formschlüssig mit der Attika 5 verbunden.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Betongewindehülsen 19 bei der Fertigung mit geringem Aufwand in ausreichender Genauigkeit in die Garage 2 eingesetzt werden können. Der Aufbau der Garage 2 mit der Photovoltaikanlage 8 kann durch einfaches Anschrauben des Gestells 9 erfolgen.
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Wie sich aus der 3 ergibt, weist das Gestell 9 neben den Stegeinrichtungen 13 Mittelstreben 21 auf, welche Firstprofile 22 halten. Unmittelbar auf den Stegeinrichtungen 13 sind Bodenprofile 23 parallel zu den Firstprofilen 22 angeordnet. Die Firstprofile 22 und die Bodenprofile 23 sind ebenfalls als Aluminiumdruckgussprofile ausgebildet. Firstprofile 22 und Bodenprofile 23 umfassen jeweils eine nutenförmige, in Längsrichtung verlaufende Aufnahme, in die die Photovoltaikmodule 10 formschlüssig eingesetzt und gehalten werden. Zwischen den zwei Garagen 2 sitzt die Mittelstrebe 21 auf einem Adaptersteg 24 auf.
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In der 5 sind die Garagen 2 im Auslieferungszustand ohne die Photovoltaikanlage 8 gezeigt, wobei zu erkennen ist, dass auf jeder der gegenüberliegenden Attikaabschnitte 14a, b sieben Betongewindehülsen 19 als mechanische Schnittstellen zu dem Gestell 9 angeordnet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 werden die außenliegenden Betongewindehülsen 19 nicht eingesetzt.
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Die 6 zeigt schließlich eine Variante zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 und 2, welche hinsichtlich der Garagen 2 und der Stegeinrichtungen 13 identisch aufgebaut ist. Im Gegensatz dazu sind jedoch die Mittelstreben 21 und gegebenenfalls die First- und Bodenprofile 22, 23 abweichend ausgebildet, um die Photovoltaikanlage – verglichen mit der Ausführungsform in den 1 und 2 – um 90 Grad verdreht aufzusetzen. Um die Photovoltaikmodule 10 auch in den Randbereichen ausreichend abstützen zu können, werden die zuvor nicht benutzten, randseitigen Betongewindehülsen 19 verwendet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Photovoltaikaufbau
- 2
- Fertiggarage
- 3
- Dach
- 4
- Flachdachbereich
- 5
- Attika
- 6
- Seitenwand
- 7
- Oberseite
- 8
- Photovoltaikanlage
- 9
- Gestell
- 10
- Photovoltaikmodul
- 11
- Reihe
- 12
- Eingangsöffnung
- 13
- Stegeinrichtung
- 14
- Attikaabschnitte
- 15
- Aluminiumdruckgussprofil
- 16
- Auflageschuh
- 17
- Boden
- 18
- Auflagebereich
- 19
- Betongewindehülsen
- 20
- Schrauben
- 21
- Mittelstrebe
- 22
- Firstprofil
- 23
- Bodenprofil
- 24
- Adaptersteg
- α
- Neigungswinkel
- d
- Abstand
