DE202013006959U1

DE202013006959U1 - Gerahmtes Solarmodul und eindeutiger Solarmodulverbund

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Publication number: DE202013006959U1
Application number: DE202013006959U
Authority: DE
Original assignee: LORENZ MONTAGESYSTEME GmbH; LORENZ-MONTAGESYSTEME GmbH
Current assignee: LORENZ MONTAGESYSTEME GmbH; LORENZ-MONTAGESYSTEME GmbH
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: DE102013011260A1; DE102013012903A1; DE202013002767U1; DE202013006006U1

Abstract

Gerahmtes Solarmodul (1) mit je einer Rahmenleiste (6) an jedem Rand und vier Eckelementen (2, 3, 4, 5), die jeweils lösbar oder unlösbar mit je zwei Rahmenleisten (6) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte der vier Eckelemente (2, 3, 4, 5) sich von den übrigen zwei Eckelementen in wenigstens einem Funktionselement (7) unterscheiden.

Description

Solarmodule werden auf Flachdächern üblicherweise montiert, indem sie mittels Rahmengestellen aufgeständert werden, wobei Reihen von Solarmodulen ausgebildet und hintereinander aufgestellt werden. Bei der sogenannten Ost-West-Aufstellung werden jeweils zwei Reihen von Solarmodulen giebelartig gegeneinander aufgestellt, wobei die schräggestellten, entgegengesetzt ausgerichteten Solarmodule eine Art First ausbilden. Die Solarmodule weisen dabei jeweils einen Aluminiumprofil-Rahmen zum Schutz der mittels Laminat verbundenen einzelnen Solarzellen bei Transport, Handhabung und Montage auf. Insbesondere dient der Rahmen auch zur Befestigung auf den entsprechenden Gestellen mittels Klemmen oder dergleichen.
Die Montage ist grundsätzlich nicht schwierig. Dennoch kommt es immer wieder zu Fehlern, wie beispielsweise zur Nicht-Beachtung vorgeschriebener Klemmenabstände und zur Auslassung oder unzureichender Fixierung von Klemmen, die unter Wind- und/oder Schneelast zu Schäden und entsprechenden Regressen und Schadensersatzforderungen führen können. Montagefehler können auch darin bestehen, dass die korrekte Orientierung einzelner Solarmodule innerhalb eines Verbunds nicht beachtet wurde. Da gerahmte Solarmodule, sofern sie nicht quadratisch sind, grundsätzlich quer oder hochkant nebeneinander angeordnet werden können, kann es bei herkömmlichen Aufständerungen leicht dazu kommen, dass die grundsätzliche Orientierung, also hochkant oder quer, zwar richtig vorgenommen wird, Kabelanschlussmöglichkeiten auf der Rückseite der Solarmodule aber nicht beachtet werden und im Zuge der Verkabelung den Ausbau und nach einer 180°-Drehung den erneuten Einbau des Solarmoduls in den Verbund erforderlich machen, um eine saubere Kabelführung zu ermöglichen.
Wünschenswert ist es daher, die Fehlerquote bei der Montage bereits durch entsprechende Konstruktion der zu montierenden Bauteile niedrig zu halten. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein gerahmtes Solarmodul bereit zu stellen, das aufgrund seiner konstruktiven Merkmale Fehler bezüglich der Orientierung und Anordnung der Befestigungspunkte einzelner Solarmodule in einem Verbund ausschließt.
Dies gelingt mittels eines Solarmoduls gemäß Anspruch 1 sowie durch einen Solarmodulverbund gemäß Anspruch 9, wobei sich vorteilhafte Ausführungsformen aus den jeweiligen Unteransprüchen ergeben.
Das Solarmodul weist an jedem Rand eine Rahmenleiste, vorzugsweise ein Aluminiumprofil, sowie vier Eckelemente auf, wobei jeweils ein Eckelement mit je zwei Rahmenleisten lösbar oder unlösbar verbunden ist und zwei benachbarte Eckelemente sich von den übrigen zwei Eckelementen in wenigstens einem Funktionselement unterscheiden. Unter Funktionselementen werden hier beispielsweise Fortsätze der Eckelemente verstanden, die Verbindungselemente wie Ausnehmungen oder Bolzen aufweisen, aber auch in die plane Oberfläche der Eckelemente eingelassene Gewinde oder andere Arretierungsvorrichtungen sowie Ausformungen der Eckelemente, die beispielsweise als Standfüße für das Solarmodul dienen können. So können beispielsweise zwei benachbarte Eckelemente Standfüße aufweisen und im Falle an der Vorderkante der Solarmodule anzuordnender Standfüße eindeutig vorgeben, ob die Orientierung der Solarmodule hochkant oder quer zu erfolgen hat, und damit zugleich die Lage der Vorderkante und somit die Lage im Verbund definieren. In vielen Fällen werden die Solarmodule für eine höhere Energieausbeute nicht parallel zur Stellfläche montiert, so dass die Vorderkante der Solarmodule einen geringeren Abstand von der Stellfläche als die Hinterkante aufweist, die bei Nord-Süd-Ausrichtung zumeist mittels eines Rückblechs, bei Ost-West-Ausrichtung mittels eines entgegengesetzt ausgerichteten Solarmoduls abgestützt wird. Auch bei stellflächenparallel aufzustellenden Solarmodulen ist es für die eindeutige Definition der Position einer bestimmten Kante des Solarmoduls ausreichend, wenn zwei benachbarte Eckelemente sich von den übrigen Eckelementen aufgrund der Funktionselemente unterscheiden und so eine bestimmte Kante eindeutig festlegen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Solarmoduls definiert nicht nur eine bestimmte Kante des Solarmoduls sondern definiert auch eine eindeutige Ausrichtung des einzelnen Solarmoduls innerhalb eines Verbunds, indem jedes der vier Eckelemente sich von den übrigen Eckelementen in wenigstens einem von zwei miteinander verglichenen Funktionselementen unterscheidet. Das bedeutet, dass beispielsweise das eine Eckelement als Funktionselement einen Fortsatz mit einer Ausnehmung aufweist und das andere Eckelement als Funktionselement einen Fortsatz mit einem Bolzen aufweist. Ebenso kann eines der beiden Eckelemente, die miteinander verglichen werden, ein beliebiges Funktionselement aufweisen und das andere kein Funktionselement. Dass ein Eckelement kein Funktionselement aufweist wird in der Praxis auf Ausnahmen beschränkt bleiben, wie beispielsweise auf Solarmodule am Anfang oder am Ende einer Verbundreihe.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Solarmoduls steht jedes der vier Eckelemente mit je zwei der Rahmenleisten im Eingriff, etwa indem die Enden des Eckelementes in als Hohlprofil ausgebildeten Rahmenleisten stecken oder umgekehrt, die Rahmenleisten in den entsprechend ausgebildeten Eckelementen stecken. Möglich ist auch die Mischung der beiden genannten Varianten an einem Eckelement. Die Eckelemente können mit den Rahmenleisten lösbar oder, beispielsweise durch Nieten, unlösbar verbunden sein. Im Extremfall kann die Verbindung zwischen einer Rahmenleiste und einem Eckelement sogar als einstückiger Übergang ausgeführt sein, obwohl dies produktionstechnisch bisher noch sehr aufwändig ist. Bevorzugt sind daher im Regelfall von den Rahmenleisten separat produzierte Eckelemente. Von Vorteil sind dabei Steckverbindungen zwischen den Rahmenleisten und den Eckelementen, die zusätzlich mittels Schrauben, Nieten, Rastelementen oder anderer Befestigungsmittel verbunden sein können.
Von Vorteil ist es, wenn zwei der vier Eckelemente als Funktionselement jeweils den weiblichen Teil eines aus einem Bolzen und einem Lager aufgebauten Schwenkgelenks aufweisen. Dabei können diese Eckelemente benachbart sein oder sich bezüglich des ein Rechteck ausbildenden Solarmoduls diagonal gegenüber liegen. Im letztgenannten Fall müssen sich zwei benachbarte Eckelemente jedoch in wenigstens einem Funktionselement von den übrigen beiden Eckelementen unterscheiden. Dies ist nicht der Fall, wenn die Eckelemente eines ersten Paares von sich diagonal gegenüberliegenden Eckelementen jeweils das gleiche Funktionselement aufweisen und dies auch für die Eckelemente des zweiten Paares sich diagonal gegenüberliegender Eckelemente gilt. Denn dann könnte das Solarmodul ohne Auswirkungen auf die Anordnung der Funktionselemente um 180° gedreht werden, was wiederum Fehlmontagen Vorschub leisten könnte. Die Eckelemente, die als Funktionselement jeweils den weiblichen Teil des oben genannten Schwenkgelenktyps aufweisen, müssten sich also entweder in ihrer konkreten Ausgestaltung erkennbar unterscheiden oder die übrigen Eckelemente müssten unterschiedliche Funktionselemente aufweisen. Sind die den weiblichen Teil des benannten Schwenkgelenktyps aufweisenden Eckelemente benachbart, so können sie gleich ausgestaltet sein, ebenso wie die Funktionselemente der dann übrigen beiden Eckelemente.
Gleiches, wie für die oben beschriebenen Eckelemente mit dem weiblichen Teil des oben benannten Schwenkgelenktyps als Funktionselement, gilt für solche mit dem männlichen Teil desselben Schwenkgelenktyps, im Regelfall also für Bolzen als Funktionselemente.
Für die Firstverbindung von Ost-West-Anordnungen werden Anschlussstücke benötigt, die vorteilhaft in das Konzept der Solarmodule, deren Anordnung in einem Verbund konstruktionsbedingt eindeutig festgelegt ist, einbezogen werden können, indem zwei benachbarte Eckelemente, unabhängig von möglicherweise zusätzlich vorhandenen Funktionselementen, als Funktionselemente Fortsätze aufweisen, die jeweils eine Ausnehmung aufweisen und sich dennoch voneinander unterscheiden, beispielsweise in der Form der Ausnehmung, die einerseits als Langloch, andererseits als Rundloch ausgebildet sein könnte. Die Firstkante eines Solarmoduls würde so, ähnlich wie bei den oben beschriebenen Standfüßen, durch diese Funktionselemente definiert mit dem zusätzlichen Vorteil, dass ein Ost-West-Verbund mittels dieser Funktionselemente bei entsprechender Ausrichtung versteift werden könnte.
Um die Flexibilität in der Herstellung der unterschiedlichsten Funktionselemente zu erhöhen ist es von Vorteil, wenn die Eckelemente und Funktionselemente ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen, da sie in der Herstellung so beispielsweise dem Spritzgussverfahren zugänglich sind.
Mittels der oben beschriebenen Solarmodule lässt sich sehr vorteilhaft ein Verbund solcher Solarmodule erstellen, bei dem die Orientierung jedes einzelnen Solarmoduls im Verbund durch die Funktionselemente aufweisenden Eckelemente eindeutig festgelegt ist. Das bedeutet nicht zwingend, dass die Reihenfolge der unterschiedliche Funktionselemente aufweisenden Eckelemente bei jedem Solarmodul des Verbunds gleich sein muss. Es ist sogar möglich, beispielsweise für randständige Solarmodule andere Funktionselemente einzusetzen oder auf bestimmte Funktionselemente zu verzichten. Denkbar sind weiterhin zwei verschiedene Solarmodule mit den zuvor beschriebenen Merkmalen, die alternierend einen Verbund bilden. in der Praxis ist es jedoch sowohl in der Herstellung der einzelnen Solarmodule als auch bei der Montage eines Verbunds am einfachsten, wenn die Reihenfolge und Ausgestaltung der einzelnen Eckelemente mit ihren unterschiedlichen Funktionselementen bei jedem Solarmodul des Verbunds gleich ist.
Für einen Verbund ist es weiterhin vorteilhaft, wenn benachbarte Solarmodule über wenigstens vier Funktionselemente miteinander verbunden sind. Noch weniger anfällig für Montagefehler ist ein Verbund, bei dem die einzelnen Solarmodule über vier voneinander verschiedene Eckelemente miteinander verbunden sind, die vorzugsweise zwei Schwenkgelenke ausbilden mit der Folge, dass der Verbund zwar eindeutig definiert aber dennoch nicht starr ist und an Bodenunebenheiten angepasst werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert.
Bezugszeichenliste

1: gerahmtes Solarmodul
2: Eckelement unten links
3: Eckelement unten rechts
4: Eckelement oben rechts
5: Eckelement oben links
6: Rahmenleiste
7: Funktionselement
8: Solarmodulverbund
9: unteres Schwenkgelenk
10: oberes Schwenkgelenk

1a zeigt ein gerahmtes Solarmodul (1) schräg von oben. 1b zeigt das Solarmodul (1) aus 1a in seine Einzelteile zerlegt, so dass die vier Rahmenleisten (6) sowie die Eckelemente (2, 3, 4, 5) deutlicher zu erkennen sind.
2 zeigt das Eckelement (2), das in der hier erläuterten Ausführungsform bezüglich des im Verbund (4, Ziff. 8) schräg gestellten Solarmoduls (1a, Ziff. 1) unten links angeordnet ist, schräg von oben im Detail. Zu erkennen sind hier zwei voneinander verschiedene Funktionselemente (7), zum einen ein Standfuß und zum anderen ein Fortsatz mit durch eine geschlossene Kreislinie begrenzter Ausnehmung.
3 zeigt das Eckelement (3), das in der hier erläuterten Ausführungsform bezüglich des im Verbund (4, Ziff. 8) schräg gestellten Solarmoduls (1a, Ziff. 1) unten rechts angeordnet ist, schräg von oben im Detail. Zu erkennen sind hier erneut zwei voneinander verschiedene Funktionselemente (7), zum einen der gleiche Standfuß, den auch das in 2 gezeigte Eckelement (2, Ziff. 2) aufweist, zum anderen einen Fortsatz mit einer seitlich geöffneten Ausnehmung, der sich von dem Fortsatz des in 2 gezeigten Eckelements (2, Ziff. 2) unterscheidet mit der Folge, dass das unten links angeordnete Eckelement (1b/4, Ziff. 2) von dem hier gezeigten, unten rechts angeordneten Eckelement (3) eindeutig unterscheidbar ist.
4 zeigt einen Solarmodulverbund (8), der aus gleichen Solarmodulen zusammengesetzt ist, von denen eines (1) beispielhaft in 1a gezeigt ist. Die Reihenfolge der sämtlich voneinander verschiedenen Eckelemente ist also bei jedem Solarmodul (1) des Solarmodulverbunds (8) gleich. Beginnend mit dem unten links angeordneten Eckelement (2) folgt gegen den Uhrzeigersinn jeweils das unten rechts angeordnete Eckelement (3), dann das eben rechts angeordnete Eckelement (4) und schließlich das oben links angeordnete Eckelement (5). In dem hier dargestellten Solarmodulverbund (8) bilden die Funktionselemente (2/3, Ziff. 7) der unten rechts (3) und unten links (2) angeordneten Eckelemente (3, 2) und die der oben rechts (4) und oben links (5) angeordneten Eckelemente jeweils ein unteres (9) und ein oberen (10) Schwenkgelenk zwischen den benachbarten Solarmodulen (1) aus, deren Oberseiten hier zur besseren Verdeutlichung der Schwenkbarkeit in einem Winkel (α) von ca. 125° zueinander dargestellt sind und im Zuge der Montage entsprechend der Pfeilrichtung in ihre Endlage verschwenkt werden können. Das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Solarmodulverbunds (8) zeigt, dass es bei der oben erläuterten gleich bleibenden Reihenfolge der Eckelemente (2, 3, 4, 5) bezüglich jedes einzelnen Solarmoduls (1) möglich ist, Solarmodulverbünde (8) bereit zu stellen, die in Ost-West-Orientierung aufgestellt werden, ebenso wie solche, die in Süd-Orientierung aufgestellt werden, wobei letztgenannt die zweite Hälfte des giebelartig ausgebildeten Solarmodulverbunds (8) durch ein rückseitiges Blech ersetzt wird.

Claims

Gerahmtes Solarmodul (1) mit je einer Rahmenleiste (6) an jedem Rand und vier Eckelementen (2, 3, 4, 5), die jeweils lösbar oder unlösbar mit je zwei Rahmenleisten (6) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte der vier Eckelemente (2, 3, 4, 5) sich von den übrigen zwei Eckelementen in wenigstens einem Funktionselement (7) unterscheiden.
Gerahmtes Solarmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der vier Eckelemente (2, 3, 4, 5) sich von den übrigen drei Eckelementen in wenigstens einem Funktionselement (7) unterscheidet.
Gerahmtes Solarmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Eckelement (2, 3, 4, 5) mit je zwei Rahmenleisten (6) in Eingriff steht,
Gerahmtes Solarmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der vier Eckelemente (2, 3, 4, 5) als Funktionselement (7) jeweils den weiblichen Teil eines aus einem Bolzen und einem Lager für den Bolzen aufgebauten Schwenkgelenks aufweisen.
Gerahmtes Solarmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der vier Eckelemente (2, 3, 4, 5) als Funktionselement (7) jeweils den männlichen Teil eines aus einem Bolzen und einem Lager für den Bolzen aufgebauten Schwenkgelenks aufweisen.
Gerahmtes Solarmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte der vier Eckelemente (2, 3, 4, 5) als Funktionselemente (7) jeweils einen Fortsatz mit wenigstens einer Ausnehmung aufweisen, wobei die Fortsätze der beiden Eckelemente voneinander verschieden sind.
Gerahmtes Solarmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der vier Eckelemente (2, 3, 4, 5) jeweils einen Standfuß als Funktionselement (7) aufweisen und an benachbarten Ecken angeordnet sind.
Gerahmtes Solarmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckelemente (2, 3, 4, 5) ganz oder teilweise aus Kunststoff gefertigt sind.
Eindeutiger Solarmodulverbund (8), gekennzeichnet durch eine Mehrzahl gerahmter Solarmodule (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Eindeutiger Solarmodulverbund (8) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckelemente (2, 3, 4, 5) bei jedem Solarmodul (1) in der gleichen Reihenfolge angeordnet sind.
Eindeutiger Solarmodulverbund (8) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Solarmodule (1) über wenigstens vier Funktionselemente (7) miteinander verbunden sind.
Eindeutiger Solarmodulverbund (8) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Solarmodule (1) über vier voneinander verschiedene Eckelemente (2, 3, 4, 5) verbunden sind.
Eindeutiger Solarmodulverbund (8) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Solarmodule (1) über zwei Schwenkgelenke (9, 10) miteinander verbunden sind.