-
Die Erfindung betrifft eine Nachführvorrichtung für Solarmodule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Eine derartige Nachführvorrichtung ist aus der
WO 2013/139745 A1 bekannt. Diese Nachführvorrichtung umfasst eine Reihe von jeweils entlang einer Hochachse orientierten Pfosten, wobei sich die Reihe entlang einer Längsachse erstreckt. An der Oberseite jedes Pfostens ist ein Querträger schwenkbar gelagert, wobei der Querträger versetzt zum Drehpunkt, das heißt der Schwenkachse angeordnet ist. Der Querträger kann zum Verschwenken einer Kippschiene, an der Solarmodule befestigt sind, rotiert werden. Diese Rotation erfolgt mittels einer Rotationseinheit auf der Oberseite eines Pfostens. Die Rotationseinheit umfasst ein Schneckengetriebe mit einem elektrischen Antrieb.
-
Die Nachführvorrichtung dient zur Ausrichtung der Solarmodule an den Sonnenstand. Bevorzugt wird hierzu die Schwenkachse der Solarmodule in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet, so dass die Solarmodule durch die Schwenkbewegung von einer Ost-Ausrichtung in eine West-Ausrichtung und umgekehrt bewegt werden können.
-
Nachteilig bei dieser Nachführvorrichtung ist, dass der Schwenkmechanismus für die Solarmodule relativ aufwändig ist. Insbesondere ist nachteilig, dass bei Solarmodulanordnungen mit einer Vielzahl von Pfosten auch eine hohe Anzahl von Antrieben benötigt wird. Schließlich ist nachteilig, dass diese Antriebe oben auf den Pfosten sitzen, so dass diese für Installations-, Wartungs- und Reparaturarbeiten schwer zugänglich sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachführvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass diese bei geringem konstruktivem Aufwand eine hohe Funktionalität aufweist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Die Erfindung betrifft eine Nachführvorrichtung für Solarmodule mit einer Reihe von entlang einer Längsachse angeordneten Pfosten. An jedem Pfosten ist ein Querträger schwenkbar gelagert, wobei die Querträger um eine gemeinsame, parallel zur Längsachse verlaufende Schwenkachse schwenkbar sind. An jedem Querträger ist ein Zahnkranz befestigt, dessen Zahnung in Eingriff mit einem am jeweiligen Pfosten gelagerten, motorisch getriebenen Zahnrad in Eingriff ist. Weiterhin ist eine Zwangsführung vorgesehen, welche eine Sicherung gegen eine transversale Verschiebung des Zahnrads relativ zum Zahnkranz ausbildet. Jedes Zahnrad ist seitlich am jeweiligen Pfosten gelagert.
-
Die erfindungsgemäße Nachführvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese einen konstruktiv einfachen und robusten Aufbau aufweist, so dass diese einerseits mit geringem Aufwand installiert und montiert werden kann und zudem auch bei äußeren Störeinflüssen zuverlässig funktioniert.
-
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in der seitlichen Anordnung der Zahnräder am Pfosten. Dies gewährleistet eine einfache und schnelle Montage des Antriebssystems an den Pfosten der Solarmodulanordnung.
-
Dies ergibt sich einerseits daraus, dass die Zahnräder nicht auf den Oberseiten der Pfosten angeordnet sind, sondern in erheblich niedrigeren Anbringhöhen, so dass diese vom Montagepersonal ohne Leitern oder dergleichen einfach zugänglich sind. Dieser Vorteil wird dadurch erhalten, dass jeder Zahnkranz an der Unterseite des jeweiligen Querträgers angeordnet ist. Entsprechend den Dimensionen des Zahnkranzes ist damit der Anbringungsort der Zahnräder am Pfosten nach unten versetzt.
-
Ein weiterer Vorteil der seitlichen Anbringung jedes Zahnrads am jeweiligen Pfosten besteht darin, dass Antriebsmittel, wie zum Beispiel eine das Zahnrad antreibende Welle, nicht durch den Pfosten geführt werden müssen, so dass sich entsprechende Eingriffe in den Pfosten erübrigen.
-
Besonders vorteilhaft sind die Zahnräder von einer gemeinsamen Welle durchsetzt, welche von einem zentralen Antrieb angetrieben ist.
-
Dabei verläuft die Welle neben dem Pfosten parallel zur Längsachse.
-
Vorteilhaft sind die Anordnungen des Zahnkranzes und des zugeordneten Zahnrads für alle Pfosten identisch ausgebildet.
-
Damit kann das gesamte Antriebssystem zur Nachführung der Solarmodule einfach an den Pfosten montiert werden.
-
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass jedes Zahnrad und der mit diesem in Eingriff stehende Bereich des Zahnkranzes durch eine Zwangsführung gegen transversale Verschiebungen gesichert ist. Damit wird auch bei Einfluss äußerer Störfaktoren ein einwandfreier Lauf des Zahnkranzes am Zahnrad erhalten, wodurch eine entsprechend zuverlässige Nachführbewegung der Solarmodule an den aktuellen Sonnenstand ermöglicht wird.
-
Gemäß einer ersten Variante weist die Zwangsführung zwei an gegenüberliegenden Seiten eines Zahnrads angeordnete Führungselemente auf, die in den Bereich des Zahnkranzes ragende Überstände aufweisen, welche spielarme Führungen für den Zahnkranz bilden.
-
Diese Variante hat den Vorteil, dass die Zwangsführung nur lokal im Bereich des Zahnrads angeordnet ist, so dass nur ein geringer Materialaufwand zur Ausbildung der Zwangsführung erforderlich ist.
-
Vorteilhaft ist jeder Zahnkranz kreisbogenförmig ausgebildet, wobei an seinem Außenumfang die Zahnung angeordnet ist.
-
Daran angepasst ist gemäß einer zweiten Variante die Zwangsführung von an den Außenumfang anschließenden Seitenwänden des Zahnkranzes anliegenden Führungssegmenten gebildet, welche sich in den Bereich des zugeordneten Zahnrads erstrecken und spielarme Führungen für dieses Zahnrad ausbilden.
-
Dabei erstrecken sich die Führungssegmente über die gesamte Länge des Zahnkranzes.
-
In diesem Fall erfüllt die Zwangsführung vorteilhaft eine Zusatzfunktion derart, dass sie eine Stabilisierung des Zahnkranzes bewirkt.
-
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Führungssegmente von an dem Zahnkranz befestigbaren Profilen gebildet sind.
-
Besteht der Zahnkranz aus einzelnen, zusammensetzbaren Zahnkranzsegmenten, so können die die Führungssegmente bildenden Profile dazu genutzt werden, die Zahnkranzsegmente miteinander form- und kraftschlüssig zu verbinden.
-
Alternativ sind die Führungssegmente einstückig mit dem Zahnkranz ausgebildet.
-
Vorteilhaft bildet dabei der Zahnkranz mit dem Führungssegment ein Profil aus.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Pfosten ein gabelförmiger Gegenhalter befestigt, welcher ein Führungsmittel für den Zahnkranz bildet.
-
Damit wird ein ruhiger, gleichmäßiger Lauf des Zahnkranzes erreicht.
-
Zusätzlich oder alternativ kann hierfür auch an jedem Pfosten wenigstens eine Stützrolle zur Abstützung des Zahnkranzes vorgesehen sein.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nachführ-vorrichtung für eine Solarmodulanordnung.
- 2: Seitenansicht eines Pfostens sowie diesem zugeordneten Komponenten der Nachführvorrichtung gemäß 1.
- 3: Perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß 2.
- 4: Einzeldarstellung eines Zahnkranzes für die Nachführ-vorrichtung gemäß 1.
- 4a: Vergrößerte Darstellung eines Details von 4.
- 5: Perspektivische Darstellung des Zahnkranzes gemäß 4.
- 5a: Vergrößerte Darstellung eines Details von 5.
- 6: Schnittdarstellung des Zahnkranzes gemäß den 4 und 5 mit einem zugeordneten Zahnrad.
- 7: Variante der Anordnung gemäß 6.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nachführvorrichtung 1 für eine Solarmodulanordnung 2. Die Solarmodulanordnung 2 ist auf einer Tragkonstruktion gelagert, die im vorliegenden Fall drei identisch ausgebildete Pfosten 3 aufweist, die in einem Boden B verankert sind und deren Längsachsen jeweils in vertikaler Richtung orientiert sind. Die Posten 3 sind dabei äquidistant entlang einer Längsachse angeordnet, wobei die äquidistante Anordnung nicht zwingend ist.
-
Die identisch ausgebildeten, rechteckigen Solarmodule 2a der Solarmodulanordnung 2 sind auf zwei parallel laufenden, identisch ausgebildeten Längsträgern 4 gelagert. Dabei sind die Solarmodule 2a mit Modulträgern 5 auf diesen Längsträgern 4 gelagert. Die so gebildete Baueinheit bildet einen sogenannten Tisch. Generell kann die Anordnung von 1 auch auf mehrere hintereinander angeordnete Tische erweitert sein, wobei die Pfosten 3 aller Tische entlang einer gemeinsamen Längsachse angeordnet sind.
-
Die Solarmodulanordnung 2 kann mittels der Nachführvorrichtung 1 um eine Schwenkachse S geschwenkt werden, die parallel zur Längsachse der Pfosten 3 verläuft. Vorteilhaft ist die Solarmodulanordnung 2 so installiert, dass die Schwenkachse S in Nord-Süd-Richtung verläuft. Damit kann mittels der Nachführvorrichtung 1 die Solarmodulanordnung 2 zwischen einer Ost- und einer Westausrichtung geschwenkt werden, wodurch diese an den aktuellen Sonnenstand angepasst werden kann.
-
Die Komponenten der Nachführvorrichtung 1 sind aus 1 sowie aus den 2 und 3, die einen einzelnen Pfosten 3 zeigen, ersichtlich. An jedem der Pfosten 3 sind in identischer Weise Komponenten der Nachführvorrichtung 1 vorgesehen.
-
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, ist auf der Oberseite des Pfostens 3 ein Querträger 6 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse S durch das Zentrum des Querträgers 6 (senkrecht zur Zeichenebene) verläuft. Auf diesem Querträger 6 sind die Längsträger 4 gelagert.
-
Als Komponenten der Nachführvorrichtung 1 sind ein Zahnkranz 7 und ein Zahnrad 8 vorgesehen. Der einen halbkreisförmigen Bogen bildende Zahnkranz 7 ist an der Unterseite des Querträgers 6 im Bereich dessen längsseitiger Enden befestigt. Das dem Zahnkranz 7 zugeordnete Zahnrad 8 ist am Pfosten 3 befestigt. Hierzu ist, wie 3 zeigt, eine das Zahnrad 8 aufnehmende Konsole 9 seitlich am Pfosten 3 befestigt, bevorzugt angeschraubt.
-
Der Zahnkranz 7 ist so dimensioniert, dass dessen unterster Punkt etwa auf halber Höher des Pfostens 3 liegt. In diesem Bereich ist auch das Zahnrad 8 so angeordnet, dass dessen Zähne im Eingriff mit der Zahnung 7a des Zahnkranzes 7 sind.
-
Wie aus der Einzeldarstellung des Zahnkranzes 7 von 4 ersichtlich, befindet sich die Zahnung 7a am Außenumfang des Zahnkranzes 7.
-
Jedes Zahnrad 8 weist eine zentrale, nicht rotationssymmetrische Bohrung auf. Durch die Bohrungen sämtlicher Zahnräder 8 ist eine Welle 10 geführt, wobei die Zahnräder 8 auf der Welle 10 verdrehsicher gelagert sind. Die Welle 10 wird mit nur einem Antrieb 11 angetrieben, wobei der Antrieb 11 bei der Anordnung von 1 am Ende der Welle 10 angeordnet ist. Die Welle 10 ist in Lagern 10a geführt, die an den Konsolen 9 der Pfosten 3 befestigt sind.
-
Mittels des Antriebs 11 wird die Welle 10 gedreht und damit simultan auch alle Zahnräder 8. Dadurch werden die Zahnkränze 7 entlang der Zahnräder 8 bewegt, wodurch die Querträger 6 simultan um die Schwenkachse S geschwenkt werden und damit die gesamte Solarmodulanordnung 2.
-
Bei einer Erweiterung der Anordnung gemäß 1 auf mehrere Tische können sämtliche Zahnräder 8 aller Tische auf einer Welle 10 gelagert sein, so dass mit nur einem Antrieb 11 die Schwenkbewegung der Solarmodulanordnung 2 aller Tische durchgeführt werden kann. Vorteilhaft befindet sich dann der Antrieb 11 in der Mitte der Anordnung der Tische.
-
Wie aus 4 ersichtlich, besteht der Zahnkranz 7 aus einer Mehrzahl von Zahnkranzsegmenten 12. Die Zahnkranzsegmente 12 weisen, wie 4a detailliert zeigt, Laschen 12a beziehungsweise Ausnehmungen 12b an ihren längsseitigen Enden auf. Durch Einsetzen einer Lasche 12a an einem Ende eines Zahnkranzsegments 12 in die Ausnehmung 12b am längsseitigen Ende eines zweiten Zahnkranzsegments 12 werden die Zahnkranzsegmente 12 aneinander gekoppelt und in ihren Sollpositionen lagefixiert. Da, wie 4a zeigt, jede Lasche 12a einen am Körper des Zahnkranzsegments 12 ausmündenden Hals aufweist, der schmaler ist als das anschließende Kopfteil, kann diese nicht durch Zug aus der an die Lasche 12a konturangepasste Ausnehmung 12b gelöst werden.
-
Um eine form- und kraftschlüssige Verbindung der Zahnkranzsegmente 12 zu erhalten, sind an beiden an die Zahnung 7a anschließenden Seitenwänden des Zahnkranzes 7 L-förmige Profile 13 befestigt (2, 3, 4, 5, 5a, 6). Die Profile 13 bestehen bevorzugt wie auch die Zahnkranzsegmente 12 aus metallischen Gussteilen. Die beiden L-förmigen Profile 13 sind spiegelsymmetrisch zur Symmetrieachse des Zahnkranzes 7 ausgebildet. Die Profile 13 erstrecken sich jeweils über die gesamte Länge des Zahnkranzes 7. Die Profile 13 bestehen im vorliegenden Fall aus Profilstücken, die an den Zahnkränzen angeschraubt werden.
-
Wie insbesondere aus den 5, 5a ersichtlich, sind an den längsseitigen Enden der Profile 13 Aufnahmesegmente 14 vorgesehen, mit denen der Zahnkranz 7 mit den Profilen 13 an der Unterseite des Querträgers 6 angeschraubt werden kann.
-
Wie insbesondere aus 6 ersichtlich, stehen die am Zahnkranz 7 anschließenden Schenkel der L-förmigen Profile 13 über die Zahnung 7a des Zahnkranzes 7 hervor. Die über die Zahnung 7a hervorstehenden Segmente der Profile 13 bilden so Führungssegmente, die eine spielarme Führung für das Zahnrad 8 bilden. Damit wird eine Zwangsführung bereitgestellt, die das Zahnrad 8 und den Zahnkranz 7 gegen unerwünschte transversale Verschiebungen schützt.
-
Die Anordnung gemäß 6 kann auch dahingehend weitergebildet sein, dass die Profile 13 und der Zahnkranz 7 einstückig ausgebildet sind und ein einziges Profil ausbilden.
-
7 zeigt eine Variante der Anordnung gemäß 6. In diesem Fall sind die am Zahnkranz 7 anliegenden Schenkel der L-förmigen Profile 13 kürzer ausgebildet, so dass nun der untere Bereich des Zahnkranzes 7 mit der Zahnung 7a über diese Profile hervorsteht. Zur Ausbildung einer Zwangsführung sind seitlich am Zahnrad 8 zwei identisch ausgebildete scheibenförmige Führungselemente 15 vorgesehen. Diese Führungselemente 15 stehen in radialer Richtung über das Zahnrad 8 hervor. Die über das Zahnrad 8 hervorstehenden Bereiche der Führungselemente 15 bilden spielarme Führungen für den unteren Bereich des Zahnkranzes 7 mit der Zahnung 7a und sorgen so für eine Sicherung gegen eine transversale Verschiebung zwischen Zahnkranz 7 und Zahnrad 8.
-
Wie aus den 2 und 3 ersichtlich, ist an der an einem Pfosten 3 befestigten Konsole 9 ein gabelförmiger Gegenhalter 16 befestigt. In der gabelförmigen Aufnahme des Gegenhalters 16 ist die Oberseite des Zahnkranzes 7 spielarm geführt, wodurch der Zahnkranz 7 bei der Durchführung von Schwenkbewegungen gegen transversale Bewegungen gesichert ist.
-
Weiterhin können an der Konsole 9 auch nicht dargestellte Stützrollen vorgesehen sein, die den Zahnkranz 7 von unten abstützen und so für eine weitere Stabilisierung des Zahnkranzes 7 sorgen.
-
Bezugszeichenliste
-
- (1)
- Nachführvorrichtung
- (2)
- Solarmodulanordnung
- (2a)
- Solarmodul
- (3)
- Pfosten
- (4)
- Längsträger
- (5)
- Modulträger
- (6)
- Querträger
- (7)
- Zahnkranz
- (7a)
- Zahnung
- (8)
- Zahnrad
- (9)
- Konsole
- (10)
- Welle
- (10a)
- Lager
- (11)
- Antrieb
- (12)
- Zahnkranzsegment
- (12a)
- Lasche
- (12b)
- Ausnehmung
- (13)
- Profil
- (14)
- Aufnahmesegment
- (15)
- Führungselement
- (16)
- Gegenhalter
- (B)
- Boden
- (S)
- Schwenkachse
-
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 Patentliteratur
-
