DE202016002486U1

DE202016002486U1 - Solar module arrangement and solar system

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Publication number: DE202016002486U1
Application number: DE202016002486.9U
Authority: DE
Original assignee: Privates Inst Projektentwicklung & Co KG GmbH; Privates Institut Projektentwicklung & Co KG GmbH
Current assignee: Investitionsverwaltung De GmbH
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2016-04-28
Anticipated expiration: 2026-04-19

Abstract

Solarmodulanordnung (100) zur Energiewandlung einfallenden Lichts, mit: (i) einem Solarmodul (10) mit einer Lichtempfangsseite (12), einer der Lichtempfangsseite (12) gegenüberliegenden Rückseite (14) und einem die Lichtempfangsseite (12) und die Rückseite (14) umlaufenden Rand (11) und (ii) einer Trägereinrichtung (20) mit einer Mehrzahl von Auflagerelementen (21) zum Haltern des Solarmoduls (10), bei welcher das Solarmodul (10) mit seiner Rückseite (14) mit mindestens drei, vorzugsweise vier vom Rand (11) beabstandeten Auflagerbereichen (15) auf Auflagerelementen (21) aufliegt.Solar module arrangement (100) for energy conversion of incident light, comprising: (i) a solar module (10) having a light receiving side (12), a rear side (14) opposite the light receiving side (12) and a light receiving side (12) and the rear side (14) circumferential edge (11) and (ii) a support means (20) having a plurality of support elements (21) for supporting the solar module (10), wherein the solar module (10) with its rear side (14) with at least three, preferably four of Edge (11) spaced bearing areas (15) rests on support elements (21).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarmodulanordnung und eine Solaranlage. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Solarmodulanordnung zur Energiewandlung einfallenden Lichts.The present invention relates to a solar module assembly and a solar system. In particular, the present invention relates to a solar module arrangement for energy conversion of incident light.

Solaranlagen bestehen im Allgemeinen aus einer Mehrzahl von Solarmodulanordnungen mit einem Solarmodul, welches jeweils in einer bestimmten Stellung relativ zum erwarteten Einfall von Licht oder Strahlung im Allgemeinen ausgerichtet ist und dazu auf einem Untergrund mittels einer Trägereinrichtung fest oder beweglich gehaltert wird.Solar systems generally consist of a plurality of solar module assemblies with a solar module, which is aligned in each case in a certain position relative to the expected incidence of light or radiation in general and is fixedly or movably supported on a substrate by means of a carrier device.

Problematisch ist bei bekannten Solarmodulanordnungen, dass für jedes Solarmodul ein Rahmen zwingend erforderlich ist, welcher am Rand eines jeweiligen Solarmoduls angebracht wird und über welchen eine Ankopplung an die Trägereinrichtung erfolgt. Nachteilig ist dabei, dass bei der Montage, Demontage und/oder Wartung einer Solaranlage, die ja aus einer Mehrzahl direkt zueinander benachbarter Solarmodulanordnungen und Solarmodulen besteht, nicht auf ein einzelnes Solarmodul allein zugegriffen werden kann, da über die Trägereinrichtungen und über die Rahmen benachbarter Solarmodulanordnungen für jedes einzelne Solarmodul immer eine Abhängigkeit zur Nachbarschaft in der Solaranlage besteht.A problem with known solar module arrangements is that a frame is absolutely necessary for each solar module, which is attached to the edge of a respective solar module and via which a coupling to the carrier device takes place. The disadvantage here is that in the assembly, disassembly and / or maintenance of a solar system, which indeed consists of a plurality of directly adjacent solar module assemblies and solar modules, not a single solar module alone can be accessed because of the support means and on the frame adjacent solar module assemblies There is always a dependency on the neighborhood in the solar system for each individual solar module.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Solarmodulanordnung zur Energiewandlung einfallenden Lichts und eine Solaranlage zu schaffen, bei welchen Solarmodule mit besonders einfachen Mitteln und gleichwohl zuverlässig und unabhängig von der Umgebung innerhalb einer Solaranlage montiert, ausgerichtet, demontiert und/oder gewartet werden können.The invention is based on the object to provide a solar module assembly for energy conversion incident light and a solar system in which solar modules with very simple means and yet reliable and independent of the environment within a solar system mounted, aligned, disassembled and / or can be maintained.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Solarmodulanordnung erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und bei einer Solaranlage erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.The object underlying the invention is achieved in a solar module assembly according to the invention with the features of independent claim 1 and in a solar system according to the invention with the features of independent claim 10. Advantageous developments are the subject of the respective dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Solarmodulanordnung zur Energiewandlung einfallenden Lichts – oder einfallender Strahlung im Allgemeinen – geschaffen, welche ausgebildet ist mit (i) einem Solarmodul mit einer Licht- oder Strahlungsempfangsseite, einer der Licht- oder Strahlungsempfangsseite gegenüberliegenden Rückseite und einem die Licht- oder Strahlungsempfangsseite und die Rückseite umlaufenden Rand, und mit (ii) einer Trägereinrichtung mit einer Mehrzahl von Auflagerelementen zum Haltern des Solarmoduls, bei welcher das Solarmodul mit seiner Rückseite mit drei, vorzugsweise vier vom Rand beabstandeten Auflagerbereichen auf Auflagerelementen aufliegt.According to a first aspect of the present invention, there is provided a solar module arrangement for energy conversion of incident light - or incident radiation in general - which is formed with (i) a solar module having a light or radiation receiving side, a rear side facing the light or radiation receiving side, and one (Ii) a carrier device with a plurality of support elements for supporting the solar module, in which the solar module rests with its back with three, preferably four marginally spaced bearing areas on support elements.

Durch das Vorsehen von mindestens drei vom Rand beabstandeten und somit nach innen und in die Fläche der Rückseite versetzten Auflagerbereichen kann ein jeweiliges Solarmodul besonders einfach, jedoch gleichwohl zuverlässig und vor allem unabhängig von der Umgebung innerhalb einer Solaranlage, und zwar unabhängig von in der Solaranlage direkt benachbarten Solarmodulen, montiert, ausgerichtet, gewartet und ggf. ausgetauscht werden. Dadurch, dass keine Kopplung zu einem Nachbarmodul über den Rand des Solarmoduls erfolgt, sind eine jeweilige Solarmodulanordnung und ein Solarmodul von der Nachbarschaft innerhalb einer Solaranlage mechanisch weitestgehend entkoppelt, getrennt und/oder unabhängig.By providing at least three spaced from the edge and thus offset inwards and in the surface of the back bearing areas, a respective solar module particularly simple, but nevertheless reliable and above all independent of the environment within a solar system, regardless of in the solar system directly adjacent solar modules, mounted, aligned, maintained and possibly replaced. Because no coupling to a neighboring module takes place via the edge of the solar module, a respective solar module arrangement and a solar module are mechanically largely decoupled from the neighborhood within a solar system, separated and / or independently.

Kernaspekt sind dabei die vom Rand des Solarmoduls beabstandete und somit innenliegende Anordnung der Auflagerbereiche und die Verwendung von mindestens drei Auflagerbereichen.Core aspect are the distance from the edge of the solar module and thus internal arrangement of the support areas and the use of at least three support areas.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung weist die Rückseite vorzugsweise vier Auflagerbereiche auf.In an advantageous development of the solar module arrangement according to the invention, the rear side preferably has four support areas.

Dabei ist die Mindestzahl von drei Auflagerbereichen, zum Beispiel in Form von Auflagerpunkten, zur Definition der Ebene des Solarmoduls mit einer entsprechenden Ausrichtung in Bezug auf die zu erwartende einfallende Strahlung ausreichend und auch besonders vorteilhaft, weil sich dann eine hohes Maß an Flexibilität und Anpassbarkeit der Anordnung der Auflager ergibt, z. B. bei der Montage in unebenen Bereich, im Gelände, oder falls am Montagegrund bereitsbestehende bauliche Maßnahmen oder vorhandene Aggregate berücksichtigt werden müssen, z. B. Rohrleitungen, Klimaaggregate, Kabel, Antennen, wie auf Dachflächen of anzutreffen sind.The minimum number of three bearing areas, for example in the form of bearing points, for defining the plane of the solar module with a corresponding orientation with respect to the expected incident radiation is sufficient and also particularly advantageous, because then a high degree of flexibility and adaptability of Arrangement of the supports results, for. B. when mounting in uneven area, off-road, or if existing construction measures or existing aggregates must be taken into account on the mounting base, z. As pipelines, air conditioning units, cables, antennas, as can be found on roof surfaces of.

Gerade mit drei Auflagerbereichen ist der Aufwand beim unabhägigen Positionen der die Auflagerbereiche stützenden Elemente und der Höheneinrichtung bei sehr guten Ergebnissen beim Ausrichten vergleichsweise besonders gering. Especially with three support areas of the effort in the independent positions of the support areas supporting elements and the height device with very good results in alignment is comparatively particularly low.

Im Hinblick auf die Statik eines Solarmoduls ergibt sich eine besonders einfache, jedoch gleichwohl stabile Anordnung, wenn vier Auflagerbereiche ausgebildet werden.With regard to the statics of a solar module results in a particularly simple, but nevertheless stable arrangement when four bearing areas are formed.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung ist jeder der Auflagerbereiche mit einem Auflagerelement verbunden. Dadurch ergibt sich ein besonders hohes Maß an mechanischer Stabilität und Integrität der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung.According to another advantageous development of the solar module arrangement according to the invention, each of the bearing areas is connected to a support element. This results in a particularly high degree of mechanical stability and integrity of the solar module assembly according to the invention.

Besonders einfache Verhältnisse stellen sich ein, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung jeder der Auflagerbereiche mit einem Auflagerelement über ein Klebemittel verbunden ist. Obwohl auch andere Befestigungsmittel zwischen Auflagerbereich und Auflagerelement denkbar sind, stellt sich hinsichtlich der Montage und Ausrichtung und auch im Hinblick auf die thermischen Wechsellasten bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen bei der Verwendung von Klebemitteln ein besonders hohes Maß an Zuverlässigkeit der Verbindung ein.Particularly simple conditions arise when, according to an advantageous embodiment, each of the bearing areas is connected to a support element via an adhesive. Although other fastening means between support area and support element are conceivable, a particularly high degree of reliability of the connection arises in terms of mounting and alignment and also with regard to the thermal exchange loads in different weather conditions when using adhesives.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung ist das Solarmodul plattenförmig ausgebildet und insbesondere planar, mit rechteckiger Grundfläche und/oder mit einem Seitenverhältnis von Breite zu Länge im Bereich von etwa 2:3. Diese Wahl ergibt im Hinblick auf statische Aspekte Vorteile und erlaubt eine Parkettierung oder Überdeckung einer zu Grunde liegenden Montagefläche einer Solaranlage in besonders einfacher und effizienter Art und Weise.In another advantageous embodiment of the solar module arrangement according to the invention, the solar module is plate-shaped and in particular planar, with a rectangular base and / or with an aspect ratio of width to length in the range of about 2: 3. This choice provides advantages in terms of static aspects and allows tiling or coverage of an underlying mounting surface of a solar system in a particularly simple and efficient manner.

Ein hohes Maß an mechanischer Integrität und Stabilität stellt sich ein, wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung ein jeweiliger Auflagerbereich in einem Abstand vom Rand des Solarmoduls angeordnet ist, welcher etwa 20% bis etwa 25% einer Ausdehnung des Solarmoduls in einer Erstreckungsrichtung entspricht, insbesondere in einer Längserstreckungsrichtung X und/oder einer Quererstreckungsrichtung Y des Solarmoduls.A high degree of mechanical integrity and stability arises when, according to a preferred development of the solar module arrangement according to the invention, a respective support region is arranged at a distance from the edge of the solar module which corresponds to approximately 20% to approximately 25% of an extension of the solar module in an extension direction, in particular in a longitudinal direction X and / or a transverse extension direction Y of the solar module.

Die statischen und dynamischen Aspekte im Hinblick auf wechselnde Wind- und Schneelasten lassen sich durch verschiedene Maßnahmen in geeigneter Weise berücksichtigen.The static and dynamic aspects with regard to changing wind and snow loads can be suitably taken into account through various measures.

So ist es gemäß einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung vorgesehen, dass die Anzahl und/oder die Anordnung und Positionierung der Auflagerbereiche so gewählt sind, dass sich für die Solarmodulanordnung – insbesondere aufgefasst als Durchlaufträger – das minimale Stützmoment M_S betragsmäßig dem maximalen Feldmoment M_F angleicht oder diesem entspricht.It is thus provided according to another development of the solar module arrangement according to the invention that the number and / or the arrangement and positioning of the support areas are selected such that the minimum support moment M _S for the solar module arrangement - in particular construed as a continuous support - is the maximum field moment M _F matches or corresponds to.

Es können im Hinblick auf die dynamischen und statischen Aspekte auch entsprechende besondere Flächenanteile der Auflagerbereiche an der Gesamtfläche der Rückseite des Solarmoduls berücksichtigt werden.With regard to the dynamic and static aspects, it is also possible to take into account corresponding special area proportions of the bearing areas on the total area of the rear side of the solar module.

So ist es bei einer anderen Fortbildung der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung vorgesehen, dass jeder der Auflagerbereiche als Auflagerpunkt und somit im Wesentlichen punktförmig ausgebildet ist und/oder eine Erstreckung aufweist, welche höchstens etwa 25% und insbesondere höchstens etwa 20% einer Ausdehnung I des Solarmoduls in einer Erstreckungsrichtung entspricht, insbesondere in einer Längserstreckungsrichtung X und/oder in einer Quererstreckungsrichtung Y des Solarmoduls.Thus, it is provided in another development of the solar module assembly according to the invention that each of the support areas is formed as a support point and thus substantially punctiform and / or has an extension which at most about 25% and more preferably at most about 20% of an expansion I of the solar module in a Extending direction corresponds, in particular in a longitudinal direction X and / or in a transverse extension direction Y of the solar module.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können im Zusammenhang mit der zu verwendenden Trägereinrichtung in vielfältiger Weise realisiert werden.The measures according to the invention can be realized in many ways in connection with the carrier device to be used.

So ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung vorgesehen, dass die Trägereinrichtung nach Art eines, ggf. separaten Trägerrahmens ausgebildet ist, welcher dann insbesondere die entsprechenden Auflagerelemente zur Verbindung mit den Auflagerbereichen an der Rückseite des Solarmoduls aufweist.Thus, according to a preferred embodiment of the solar module arrangement according to the invention, it is provided that the carrier device is designed in the manner of a possibly separate carrier frame, which then has, in particular, the corresponding support elements for connection to the support regions on the rear side of the solar module.

Alternativ kann die Trägereinrichtung jedoch nach Art eines Materialbetts, insbesondere nach Art eines Kiesbetts, Sandbetts oder dergleichen ausgebildet sein.Alternatively, however, the carrier device may be designed in the manner of a material bed, in particular in the manner of a gravel bed, sand bed or the like.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Solaranlage geschaffen. Diese ist gekennzeichnet durch eine Mehrzahl erfindungsgemäß ausgebildeter Solarmodulanordnungen. According to another aspect of the present invention, a solar system is provided. This is characterized by a plurality of solar module arrangements designed according to the invention.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figures.

1 bis 5 zeigen verschiedene Ansichten einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung, und zwar in perspektivischer Seitenansicht, in Draufsicht sowie in verschiedenen geschnittenen Seitenansichten. 1 to 5 show various views of a first embodiment of the solar module assembly according to the invention, in a perspective side view, in plan view and in various sectional side views.

6 bis 14 zeigen verschiedene Ansichten von Varianten der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung mit geschnittenen Seitenansichten sowie mit einer Draufsicht. 6 to 14 show different views of variants of the solar module assembly according to the invention with sectional side views and with a plan view.

15 bis 17 zeigen Draufsichten auf Ausführungsformen erfindungsgemäßer Solaranlagen; 15 to 17 show plan views of embodiments of inventive solar systems;

18 zeigt in schematischer Form eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung zur Verdeutlichung der für die statische Betrachtung wesentlichen Parameter. 18 shows in schematic form another embodiment of the solar module arrangement according to the invention to illustrate the parameters essential for the static analysis.

19 zeigt in schematischer Seitenansicht Details der Verbindung zwischen Auflagerbereich und Auflagerelement bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung. 19 shows a schematic side view of details of the connection between support area and support element in one embodiment of the solar module assembly according to the invention.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 19 Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten wiedergegeben.The following are with reference to the 1 to 19 Embodiments of the invention described in detail. Identical and equivalent as well as equivalent or equivalent elements and components are designated by the same reference numerals. Not in every case of their occurrence, the detailed description of the designated elements and components is reproduced.

Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in beliebiger Form von einander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.The illustrated features and other properties can be isolated in any form of each other and combined with each other, without departing from the gist of the invention.

Die 1 bis 5 zeigen verschiedene Ansichten einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung 100, welche zur Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Solaranlage 1 zur Anwendung kommen kann.The 1 to 5 show different views of a first embodiment of the solar module assembly according to the invention 100 which for the design of a solar system according to the invention 1 can be used.

Dabei ist 1 eine schematische und perspektivische Seitenansicht. 2 zeigt eine Draufsicht. Die 3 bis 5 sind geschnittene Seitenansichten entlang der Schnittlinien III-III, IV-IV bzw. V-V aus 2, also Ansichten in den Längs- und Quererstreckungsrichtungen X bzw. Y, die im Wesentlichen parallel ausgerichtet sind zur x-Richtung bzw. zur y-Richtung.It is 1 a schematic and perspective side view. 2 shows a plan view. The 3 to 5 are sectional side views along the section lines III-III, IV-IV and VV, respectively 2 , So views in the longitudinal and transverse extension directions X and Y, which are aligned substantially parallel to the x-direction and the y-direction.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung 100 zur Energiewandlung einfallenden Lichts gemäß den 1 bis 5 besteht aus einem eigentlichen Solarmodul 10 mit einer eine Lichtempfangsseite 12 bildenden Oberseite und einer die Rückseite 14 bildenden Unterseite. Das Solarmodul 10 und mithin die Lichtempfangsseite 12 und die Rückseite 14 weisen einen gemeinsamen umlaufenden Rand 11 auf. Dieser kann mit einem Rahmen verstärkt sein; dies ist jedoch nicht zwingend, wenn der Aufbau und mechanischen Eigenschaften in statischer und dynamischer Hinsicht die bei der Verwendung der Solarmodulanordnung 100 entstehenden Wechsellasten auffangen kann, ohne das das Modul Schaden nimmt.The embodiment of the solar module arrangement according to the invention 100 for the energy conversion of incident light in accordance with 1 to 5 consists of an actual solar module 10 with a light receiving side 12 forming top and one the back 14 forming bottom. The solar module 10 and therefore the light receiving side 12 and the back 14 have a common circumferential edge 11 on. This can be reinforced with a frame; However, this is not mandatory if the structure and mechanical properties in static and dynamic terms when using the solar module assembly 100 be able to absorb the resulting exchange costs without damaging the module.

Die Rückseite 14 des Solarmoduls 10 ist mit einer Mehrzahl von Auflagerbereichen 15 ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß den 1 bis 5 sind vier Auflagerbereiche 15 vorgesehen. Die Auflagerbereiche 15 können bei einer gegebenenfalls geringen flächenmäßigen Ausdehnung auch als Auflagerpunkte bezeichnet werden.The backside 14 of the solar module 10 is with a plurality of bearing areas 15 educated. In the embodiment according to the 1 to 5 are four support areas 15 intended. The bearing areas 15 may also be referred to as support points in a possibly small areal extent.

Die Auflagerbereiche 15 sind vom Rand 11 des Solarmoduls 10 räumlich beabstandet, stehen mit dem Rand 11 nicht in Verbindung und liegen somit im inneren der Fläche der Rückseite 14. Die Auflagerbereiche 15 und mithin das Solarmodul 10 mit der Rückseite 14 liegen auf entsprechend angeordneten und ausgerichteten Auflagerelementen 21 auf, die Bestandteil einer Trägereinrichtung 20 zum Haltern des Solarmoduls 10 sind.The bearing areas 15 are from the edge 11 of the solar module 10 spatially spaced, stand with the edge 11 not in connection and thus lie inside the surface of the back 14 , The bearing areas 15 and therefore the solar module 10 with the back 14 lie on appropriately arranged and aligned support elements 21 on, which is part of a carrier device 20 for holding the solar module 10 are.

Die Trägereinrichtung 20 wird bei der Ausführungsform gemäß den 1 bis 5 von einem Trägerrahmen 30 gebildet, welcher eine Reihe in der xy-Ebene liegender Querträger 32 und Diagonalträger 33 aufweist. Diese Form der Trägereinrichtung 20 ist jedoch nicht zwingend. The carrier device 20 is in the embodiment according to the 1 to 5 from a support frame 30 formed, which is a series lying in the xy plane cross member 32 and diagonal carrier 33 having. This form of support means 20 is not mandatory.

Die Auflagerelemente 21 werden bei der Ausführungsform gemäß den 1 bis 5 von senkrecht in der z-Richtung verlaufenden Trägern 31 oder von deren obersten Enden gebildet. Die Anordnung der senkrechten Träger 31 der Trägereinrichtung 20 sind in ihrer Positionierung in der xy-Ebene und in Bezug auf ihre Längen so ausgebildet, dass sie das Solarmodul 10 auf seiner Rückseite 14 genau an den Auflagerbereichen 15 stützen und haltern.The support elements 21 be in the embodiment according to the 1 to 5 of perpendicularly extending in the z-direction carriers 31 or formed from their uppermost ends. The arrangement of vertical beams 31 the carrier device 20 are in their positioning in the xy plane and in terms of their lengths designed to be the solar module 10 on his back 14 exactly at the support areas 15 support and support.

In den 2 bis 5 sind ausschließlich die senkrecht verlaufenden Träger 31 des Trägerrahmens 30 dargestellt.In the 2 to 5 are only the vertical support 31 the support frame 30 shown.

Die Trägereinrichtung 20 selbst liegt auf einer Montagefläche 50 auf, die von einem Montagegrund gebildet werden kann.The carrier device 20 itself lies on a mounting surface 50 which can be formed by a mounting ground.

19 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht Details der Anbindung eines senkrecht verlaufenden Trägers 31 des Trägerrahmens 30 der Trägereinrichtung 20 im Bereich der Ankopplung zwischen Auflagerelement 21 und Auflagerbereich 15. 19 shows in schematic and sectional side view details of the connection of a vertically extending support 31 the support frame 30 the carrier device 20 in the area of coupling between support element 21 and support area 15 ,

In dieser Darstellung ist ein Teil einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung 100 mit einem Solarmodul 10, dessen Lichteinfallseite 12 und seiner Rückseite 14 dargestellt. Ein Bereich der Rückseite 14 bildet einen Auflagerbereich 15. An diesem ist ein Auflagerelement 21 über ein Klebemittel 22 angekoppelt. Das Auflagerelement 21 wird hier gebildet von einem äußersten Ende eines in z-Richtung senkrecht verlaufenden Trägers 31 eines Trägerrahmens 30, welcher der Trägereinrichtung 20 zu Grunde liegt.In this illustration, part of an embodiment of the solar module assembly according to the invention 100 with a solar module 10 whose light incident side 12 and his back 14 shown. An area of the back 14 forms a support area 15 , At this is a support element 21 over an adhesive 22 coupled. The support element 21 is formed here from an outermost end of a perpendicularly extending in the z-direction carrier 31 a support frame 30 , which is the carrier device 20 underlying.

Die Verwendung eines Trägerrahmens 30 zur Ausgestaltung der Trägereinrichtung 20 einer erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung 100 ist nicht zwingend. Es sind andere Ausführungsformen zur Realisierung der Trägereinrichtung 20 denkbar.The use of a support frame 30 for the design of the carrier device 20 a solar module assembly according to the invention 100 is not mandatory. There are other embodiments for the realization of the carrier device 20 conceivable.

So zeigen z. B. die Ausgestaltungsformen gemäß den 6 bis 8 sowie 12 bis 14 Solarmodulanordnungen 100, bei welchen das jeweilige Solarmodul 10 mit Lichtempfangsseite 12 und gegenüberliegender Rückseite 14 an den Auflagerbereichen 15 durch Auflagerelemente 21 der Trägereinrichtung 20 in Form von materiellen Blöcken gestützt, gehaltert und gelagert wird. Dabei sind die die Auflagerelemente 21 bildenden Blöcke in ihrem oberen Bereich mit einem Klebemittel 22 zur Befestigung am jeweiligen Auflagerbereich 15 an der Rückseite 14 des Solarmoduls 10 ausgebildet. Die Höhe der die Auflagerelemente 21 bildenden Blöcke und die Neigung von deren Endbereichen in unmittelbarer Nachbarschaft zum jeweiligen Auflagerbereich 15 sind so gewählt, dass sich eine entsprechende Anordnung des Solarmoduls 10, hier in rechteckiger und planarer Plattenform, mit einem entsprechend günstigen Gefälle und gegebenenfalls mit einer Ausrichtung zu benachbarten Solarmodulanordnungen 100 in einer Solaranlage 1 ergibt.To show z. B. the embodiments according to the 6 to 8th such as 12 to 14 Solar module arrangements 100 in which the respective solar module 10 with light receiving side 12 and opposite back 14 at the support areas 15 through support elements 21 the carrier device 20 is supported, supported and stored in the form of material blocks. These are the support elements 21 forming blocks in their upper area with an adhesive 22 for attachment to the respective support area 15 at the back 14 of the solar module 10 educated. The height of the support elements 21 forming blocks and the slope of their end portions in the immediate vicinity of the respective support area 15 are chosen so that a corresponding arrangement of the solar module 10 , here in a rectangular and planar plate shape, with a correspondingly favorable gradient and possibly with an alignment with adjacent solar module arrangements 100 in a solar system 1 results.

Alternativ zur Ausgestaltung mit einer endlichen Anzahl diskreter Auflagerbereiche 15 auf der Rückseite 14 eines Solarmoduls 10 einer erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung 100 sind auch großflächigere Auflagerbereiche 15 oder auch kontinuierlich verteilte Auflagerbereiche 15 denkbar.Alternatively to the embodiment with a finite number of discrete support areas 15 on the back side 14 a solar module 10 a solar module assembly according to the invention 100 are also larger-scale support areas 15 or continuously distributed support areas 15 conceivable.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarmodulanordnung 100 gemäß den 9 bis 11 zeigt ein Beispiel, bei welchem die Trägereinrichtung 20 nach Art eines Materialbetts 40, z. B. als Kiesbett, Feinkiesbett oder Sandbett, aufgebaut ist. Bei dieser Ausführungsform wird ebenfalls unabhängig vom Rand 11 des Solarmoduls 10 das Auflager für das Solarmodul 10 an der Rückseite 14 ausgebildet.The embodiment of the solar module arrangement according to the invention 100 according to the 9 to 11 shows an example in which the carrier device 20 in the manner of a material bed 40 , z. B. as a gravel bed, fine gravel bed or sand bed, is constructed. In this embodiment also becomes independent of the edge 11 of the solar module 10 the support for the solar module 10 at the back 14 educated.

Durch die Wahl, die Positionierung und die Anordnung der Auflagerelemente 21 an den Auflagerbereichen 15 und deren Anbringung am Montagegrund 50 ist eine entsprechende Parametrisierung einer Solarmodulanordnung 100 und einer Solaranlage hinsichtlich Neigungswinkel 70, Verschattungswinkel 60 und Modulabstand 80 in vorteilhafterweise erfindungsgemäß möglich. Dies ist u. a. in den 1, 3, 6 und 9 angedeutet.By the choice, the positioning and the arrangement of the support elements 21 at the support areas 15 and their attachment to the mounting reason 50 is a corresponding parameterization of a solar module arrangement 100 and a solar system in terms of inclination angle 70 , Shading angle 60 and module spacing 80 advantageously possible according to the invention. This is among others in the 1 . 3 . 6 and 9 indicated.

Die 15 bis 17 zeigen in schematischer Draufsicht Ausführungsformen erfindungsgemäßer Solaranlagen 1 mit einer Mehrzahl erfindungsgemäß aufgebauter Solarmodulanordnungen 100.The 15 to 17 show in a schematic plan view embodiments of inventive solar systems 1 with a plurality of solar module arrangements constructed according to the invention 100 ,

Bei diesen Ausführungsformen der Solaranlagen sind sämtliche Solarmodulanordnungen 100 innerhalb einer gegebenen Solaranlage 1 identisch aufgebaut. Die Solarmodulanordnungen 100 besitzen jeweils ein Solarmodul 10 mit einer Lichtempfangsseite 12 als Oberseite und einer der Lichtempfangsseite 12 gegenüberliegenden Rückseite 14. Das Solarmodul 10 ist jeweils als rechteckige planare Platte ausgebildet und besitzt auf der Rückseite 14 vom umlaufenden Rand 11 beabstandet jeweils vier Auflagerbereiche 15, die mit entsprechend angeordneten Auflagerelementen 21 einer Trägereinrichtung 20 gekoppelt sind, um so das Auflager des Solarmoduls 10 zu bilden. In these embodiments of the solar systems are all solar module arrangements 100 within a given solar system 1 identically constructed. The solar module arrangements 100 each have a solar module 10 with a light receiving side 12 as the top and one of the light receiving side 12 opposite back 14 , The solar module 10 is each formed as a rectangular planar plate and has on the back 14 from the surrounding edge 11 each spaced four Auflagerbereiche 15 , with appropriately arranged support elements 21 a carrier device 20 coupled to the support of the solar module 10 to build.

Bei der Variante gemäß 15 sind in y-Richtung zwei sich in x-Richtung erstreckende Reihen mit jeweils sieben einzelnen Solarmodulanordnungen 100 angeordnet und miteinander verschaltet.In the variant according to 15 are in the y-direction two extending in the x-direction rows each with seven individual solar module assemblies 100 arranged and interconnected.

Bei der Ausführungsform gemäß 16 erstrecken sich die Reihen der Mehrzahl von Solarmodulanordnungen 100 in y-Richtung. Es sind zwei Reihen in x-Richtung angeordnet. Jede Reihe weist sechs einzelne Solarmodulanordnungen 100 auf. Die Ausführungsform der Solaranlage 1 gemäß 17 ähnelt derjenigen aus 15 dahingehend, dass wiederum zwei Reihen mit jeweils sieben einzelnen Solarmodulanordnungen 100 miteinander verknüpft sind. Die Anordnung gemäß 17 ist jedoch gegenüber der Anordnung aus 15 um 90° in der xy-Ebene gedreht.In the embodiment according to 16 The rows of the plurality of solar module arrangements extend 100 in the y direction. There are two rows arranged in the x direction. Each row has six individual solar module arrangements 100 on. The embodiment of the solar system 1 according to 17 resembles the one from 15 to the effect that in turn two rows, each with seven individual solar module arrangements 100 linked together. The arrangement according to 17 is, however, opposite to the arrangement 15 rotated by 90 ° in the xy plane.

18 verdeutlicht noch einmal die geometrischen Verhältnisse auf der Rückseite 14 einer erfindungsgemäß aufgebauten Solarmodulanordnung 100 mit einem Solarmodul 10 und dem umlaufenden Rand 11. Vom umlaufenden Rand 11 sind die Auflagerbereiche 15 – vier an der Zahl – gleichmäßig beabstandet, um zwar in der y-Richtung um einen Anteil a der Gesamterstreckung I in y-Richtung. 18 clarifies once again the geometric conditions on the back 14 a solar module assembly constructed according to the invention 100 with a solar module 10 and the surrounding edge 11 , From the surrounding edge 11 are the bearing areas 15 - four in number - evenly spaced, although in the y-direction by a proportion a of the total extension I in the y direction.

Wenn gemäß der Anordnung nach 18 nunmehr eine allgemeine Last q zu Grunde gelegt wird, so ergeben sich aus den geometrischen Verhältnissen gemäß 18 folgende Zusammenhänge (1) und (2) für das minimale Stützmoment M_S und für das maximale Feldmoment M_F: M_S = q·(a·l)²/2 und (1) M_F =q·(b·l)²/8 – M_S, (2) Wobei a und b die Anteile an der Erstreckung 1 und somit die Position der Auflagerbereich 15 bezeichnen.If according to the arrangement 18 Now a general load q is taken as a basis, it follows from the geometric relationships according to 18 the following relationships (1) and (2) for the minimum supporting moment M _S and for the maximum field moment M _F : M _S = q · (a · L) ^2/2 and (1) M _F = q * (b * 1) ² /8-M _S , (2) Where a and b are the shares in the extension 1 and thus the position of the support area 15 describe.

Der statischen Analyse wird Momentengleichgewicht zu Grunde gelegt, das bedeutet, dass die folgende Beziehung (3) angestrebt wird: M_S = M_F. (3) The static analysis is based on moment equilibrium, which means that the following relationship (3) is sought: M _S = M _F. (3)

Es ergibt sich, dass die Lage der innenliegenden Auflagerbereiche 15 oder Auflagerpunkte so gewählt werden kann, dass sich bei einem Solarmodul 10, aufgefasst als Durchlaufträger, das minimale Stützmoment M_S betragsmäßig dem maximalen Feldmoment M_F angleicht, der Anteil a etwa den Wert 0,2 annimmt.It turns out that the location of the inner bearing areas 15 or support points can be chosen so that in a solar module 10 , construed as a continuous support, the minimum support moment M _S equal in terms of the maximum field moment M _F , the proportion a assumes about the value of 0.2.

Bei einem Vergleich der Innenlagerung mit dem Wert a = 0,2 gemäß 18 mit einer herkömmlichen Randlagerung ergibt sich eine Minderung α der Biegebeanspruchungen in Bezug auf das innen gelagerte Solarmodul 10 im Vergleich zu einer Randlagerung. Diese Minderung α der Biegebeanspruchung kann im konkreten Fall gemäß 18 z. B. entlang der y-Richtung etwa 37,5% betragen, wie sich aus dem folgenden Zusammenhang (4)

ergibt, wenn M_yInnen und M_yRand die entsprechenden Momente bei erfindungsgemäßer Innenlagerung bzw. bei herkömmlicher Randlagerung bezeichnen.In a comparison of the internal storage with the value a = 0.2 according to 18 with a conventional edge bearing results in a reduction α of the bending stresses in relation to the internally mounted solar module 10 in comparison to a marginal storage. This reduction α of the bending stress can in the specific case according to 18 z. B. along the y-direction be about 37.5%, as is apparent from the following context (4)

results when M _yin and M _{yRand denote} the corresponding moments in _{internal storage} according to the invention or in conventional edge _storage .

Diese und weitere Aspekte, Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus den folgenden Zusammenhängen:
Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine Photovoltaikanlage, z. B. bestehend aus einer Mehrzahl einzelne Solarmodule, die über Kabelanschlüsse oder Strings in verschiedener Anzahl verbunden sind und insbesondere in einem Abstand unter 20 cm über der Erdoberfläche als Montagefläche 50 über Abstandshalter bzw. Trägereinrichtungen 20 installiert sind.These and other aspects, features, characteristics and advantages of the invention will also be apparent from the following contexts:
The invention particularly also relates to a photovoltaic system, for. B. consisting of a plurality of individual solar modules, which are connected via cable connections or strings in various numbers and especially at a distance of less than 20 cm above the earth's surface as a mounting surface 50 via spacers or carrier devices 20 are installed.

Die Abstandhalter oder Trägereinrichtungen 20 könne mit dem jeweiligen Solarmodul 10 fest verbunden z. B. fest verklebt sein.The spacers or support devices 20 could with the respective solar module 10 firmly connected z. B. be glued firmly.

Die Abstandhalter oder Trägereinrichtungen 20 können aus einem Block oder mehreren Einzelteilen bestehen.The spacers or support devices 20 can consist of one block or several individual parts.

Ein einzelner Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern Trägereinrichtungen 20 können gemäß den oben Zusammenhängen (1) bis (4) nach am jeweiligen Solarmodul 10 fixiert sein oder werden.A single block or the plurality of spacers carrier devices 20 can according to the above relationships (1) to (4) according to the respective solar module 10 be fixed or become.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können in den Auflagerbereichen 15 nach Angaben der Modulhersteller eingeklebt sein oder werden.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 can in the bearing areas 15 be glued or be glued according to the module manufacturer.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können erfindungsgemäß so ausgebildet und/oder angebracht sein, dass keine zusätzliche Spannung am jeweiligen Solarmodul 10 erzeugt wird.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 can be inventively designed and / or attached so that no additional voltage to the respective solar module 10 is produced.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können durch einen geeigneten silikonfreien Kleber am jeweiligen Solarmodul 10 befestigt sein oder werden.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 can by a suitable silicone-free adhesive on each solar module 10 be attached or become.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können aus einem geeigneten silikonfreien Material ausgebildet sein oder werden.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 may be formed from a suitable silicone-free material or be.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können so ausgebildet sein, dass sie keine weiteren Halterungen benötigen.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 can be designed so that they do not need more brackets.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können so ausgebildet und/oder angeordnet sein oder werden, dass sie vom jeweiligen Solarmodul 10 vollkommen überdeckt werden und/oder keine Verschattung durch Klemmen entsteht.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 may be designed and / or arranged or that they from the respective solar module 10 completely covered and / or no shading caused by terminals.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können mit einer Neigung ausgebildet sein oder werden.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 can be or will be formed with a slope.

Jeder einzelne Block oder die Mehrzahl von Abstandhaltern oder Trägereinrichtungen 20 können parallel zu einer Aufstellebene an einem jeweiligen Solarmodul 10 verklebt sein oder werden.Each individual block or plurality of spacers or carriers 20 can parallel to a mounting level on a respective solar module 10 be glued or become.

Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 19 Bezug genommen.In addition to the above written description of the invention is to the additional disclosure hereby explicitly to the drawings of the invention in the 1 to 19 Referenced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Solaranlagesolar system
1010: Solarmodulsolar module
1111: Randedge
1212: LichtempfangsseiteLight receiving side
1414: Rückseiteback
1515: Auflagerbereich, AuflagerpunkteSupport area, support points
2020: Trägereinrichtungsupport means
2121: AuflagerelementSupport element
2222: Klebemitteladhesive
3030: Trägerrahmensupport frame
3131: senkrechter Trägervertical support
3232: Querträgercrossbeam
3333: diagonaler Trägerdiagonal carrier
4040: Materialbettmaterial bed
5050: Montagegrund, MontageflächeMounting reason, mounting surface
6060: Verschattungswinkelshading angle
7070: Neigungswinkeltilt angle
8080: Modulabstandmodular distance
100100: SolarmodulanordnungSolar array
aa: Anteilproportion of
bb: Anteilproportion of
II: Erstreckung, AusdehnungExtension, extension
MFMF: Feldmomentfield moment
MSMS: Stützmomentsupport moment
qq: Lastload
xx: Raumrichtungspatial direction
XX: LängserstreckungsrichtungLongitudinal extension
yy: Raumrichtungspatial direction
YY: Breitenrichtung, QuererstreckungsrichtungWidth direction, transverse extension direction
zz: Raumrichtungspatial direction
ZZ: Höhenrichtungheight direction

Claims

Solar module arrangement ( 100 ) for energy conversion of incident light, comprising: (i) a solar module ( 10 ) with a light receiving side ( 12 ), one of the light receiving side ( 12 ) opposite back ( 14 ) and one the light receiving side ( 12 ) and the back ( 14 ) circumferential edge ( 11 ) and (ii) a carrier device ( 20 ) with a plurality of support elements ( 21 ) for holding the solar module ( 10 ), in which the solar module ( 10 ) with its back ( 14 ) with at least three, preferably four, from the edge ( 11 ) spaced support areas ( 15 ) on support elements ( 21 ) rests.

Solar module arrangement ( 100 ) according to claim 1, wherein each of the bearing areas ( 15 ) with a support element ( 21 ) connected is.

Solar module arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, in which each of the bearing areas ( 15 ) with a support element ( 21 ) via an adhesive ( 22 ) connected is.

Solar module arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, in which the solar module ( 10 ) is plate-shaped, in particular planar, with a rectangular base and / or with an aspect ratio of width to length in the range of about 2: 3.

Solar module arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, in which a respective support area ( 15 ) at a distance from the edge ( 11 ) of the solar module ( 10 ), which is about 20% to about 25% of an extension of the solar module ( 10 ) in an extension direction, in particular a longitudinal extension direction (X) and / or a transverse extension direction (Y) of the solar module ( 10 ).

Solar module arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the number and / or the arrangement of the support areas ( 15 ) are selected such that for the solar module arrangement ( 10 ) - in particular understood as a continuous beam - the minimum second moment (M _S) in terms of magnitude to the maximum field torque (M _F) adapts or equal.

Solar module arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, in which each of the bearing areas ( 15 ) is formed as a support point and substantially punctiform and / or has an extension which at most about 25%, in particular at most about 20% of an extension (I) of the solar module ( 10 ) in an extension direction, in particular in a longitudinal extension direction (X) and / or in a transverse extension direction (Y) of the solar module ( 10 ).

Solar module arrangement ( 100 ) according to one of the preceding claims, in which the support device ( 20 ) in the form of a support framework ( 30 ) or in the manner of a material bed ( 40 ), in particular a gravel bed or the like is formed.

Solar system ( 1 ) with a plurality of solar module arrangements ( 100 ) according to one of claims 1 to 8.