DE202022105950U1

DE202022105950U1 - Ständerwerk zum Auflagern von Photovoltaikmodulen und zum Sammeln von Regenwasser

Info

Publication number: DE202022105950U1
Application number: DE202022105950.0U
Authority: DE
Original assignee: Solprime Power Systems GmbH; Sunfarming GmbH
Current assignee: Solprime Power Systems GmbH; Sunfarming GmbH
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2022-11-02
Anticipated expiration: 2032-10-22
Also published as: DE102023101313A1

Abstract

Ständerwerk zum Auflagern eines Satzes von Photovoltaikmodulen (M) sowie zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser (82), umfassend:
eine Vielzahl von Modultragprofilen (P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆); und
eine Halterungsvorrichtung zum Abstützen der Modultragprofile,
wobei die Vielzahl von Modultragprofilen ein erstes äußeres Modultragprofil (P₁), ein zweites äußeres Modultragprofil (P₆) und ein oder mehrere innere Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅) umfasst;
wobei die inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅) zwischen dem ersten äußeren (P₁) Modultragprofil und dem zweiten äußeren Modultragprofil (P₆) angeordnet sind;
wobei jedes der inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅) ein Hohlprofil oder ein geschlitztes Hohlprofil ist, das einen ersten Profilbereich (12) und einen zweiten Profilbereich (16), der dem ersten Profilbereich (12) gegenüberliegt, aufweist;
wobei, für jedes der inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅), der erste Profilbereich (12) eine Vielzahl von Einlassöffnungen (E) aufweist und zur Auflage von Kanten oder Kantenbereichen (K₁, K₂) von Photovoltaikmodulen (M) geeignet ist;
wobei, für jedes der inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅), der zweite Profilbereich (16) mindestens eine Auslassöffnung (A) aufweist und/oder das jeweilige Modultragprofil an einem oder beiden seiner Enden eine Endöffnung (021, 031) aufweist; und
wobei die Photovoltaikmodule (M) so auf dem Ständerwerk lagerbar sind, dass zumindest einige der Einlassöffnungen (E) jeweils nicht oder nur teilweise von Photovoltaikmodulen (M) überdeckt sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ständerwerk zum Auflagern eines Satzes von Photovoltaikmodulen sowie zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Photovoltaikanlage zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser.
Technischer Hintergrund
Immer häufiger werden Freiflächen, auch Feldflächen, für die Installation und den Betrieb von Photovoltaikanlagen genutzt. Der große Vorteil, durch die Nutzung der Sonnenstrahlung als regenerativer Energiequelle eine umweltfreundliche Erzeugung von elektrischer Energie zur Verfügung zu stellen, ist jedoch oft mit dem Nachteil einer Versiegelung größerer Flächen verbunden, die damit weder für eine landwirtschaftliche Nutzung noch für die meisten Pflanzenarten als natürlicher Lebensraum verwendbar sind, da die Böden unterhalb der Photovoltaikmodule auch bei Regen im Wesentlichen trocken bleiben.
Auf der anderen Seite gibt es - gerade auch vor dem Hintergrund des Klimawandels, der zu immer stärkeren Wetterextremen wie sehr lange Hitze- und Trockenperioden einerseits und plötzlichen Starkregenfällen anderseits führt - die Gefahr von Bodenerosionen durch Austrocknen und/oder Wegspülen des Erdreichs. Dadurch sind gegebenenfalls auch solche Bodenflächen in ihrer Nutzbarkeit stark beeinträchtigt, die der Witterung frei ausgesetzt sind.
Zudem wirkt es sich bei vielen Pflanzenarten nachteilig auf das Wachstum, das Gedeihen oder den Fruchtstand aus, wenn die Pflanzen zu starker Sonneneinstrahlung, zu viel Regen oder zu starkem Regen ausgesetzt sind. So werden beim landwirtschaftlichen Anbei etwa bestimmte Pflanzensorten (etwa Erdbeeren) oft durch Folien vor Witterungseinflüssen geschützt, um den Ertrag zu steigern. Zu viel Beregnung kann beispielsweise bei vielen Obstbäumen oder -sträuchern zu Pilzbefall der Pflanze und des Obstes führen. Dies zieht dann oftmals den Einsatz von Fungiziden nach sich, die wiederum die Umwelt schädigen und deren Rückstände zudem für den Verzehr ungeeignet sind.
Schließlich ist eine weitere Voraussetzung für einen ertragreichen Anbau die gezielte Bewässerung der Pflanzen, wobei sowohl der Ort der Bewässerung als auch die Intensität der Bewässerung gezielt kontrolliert werden sollte.
Es besteht also Bedarf für ein System oder eine Vorrichtung, mit der sich alle oder zumindest einige der vorstehend beschriebenen Nachteile und Probleme beseitigt oder vermindert werden können. Insbesondere besteht also Bedarf an einer Photovoltaikanlage oder einer Vorrichtung zur Installation von Photovoltaikmodulen, durch die sich eine Versiegelung von Bodenflächen vermeiden lässt, die außerdem, zumindest in Ausführungsformen, einer Bodenerosion entgegenwirkt und die, jedenfalls in Ausführungsformen, insbesondere durch gezielte Bewässerung dem Wachstum, Gedeihen und dem Ertrag von auf einer Bodenfläche angebauten Pflanzen förderlich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Installation von Photovoltaikmodulen (ein Ständerwerk) sowie eine Photovoltaikanlage bereitzustellen, durch die sich eine Versiegelung von Bodenflächen vermeiden lässt, die außerdem, zumindest in Ausführungsformen, einer Bodenerosion entgegenwirkt und die, jedenfalls in Ausführungsformen, insbesondere durch gezielte Bewässerung dem Wachstum, Gedeihen und dem Ertrag von auf einer Bodenfläche angebauten Pflanzen förderlich ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert. Offenbarungen, die außerhalb des Anwendungsbereichs der Ansprüche liegen, sind nur für illustrative sowie vergleichende Zwecke gedacht.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Ständerwerk zum Auflagern eines Satzes von Photovoltaikmodulen sowie zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser. Das Ständerwerk umfasst eine Vielzahl von Modultragprofilen und eine Halterungsvorrichtung zum Abstützen der Modultragprofile. Die Vielzahl von Modultragprofilen umfasst ein erstes äußeres Modultragprofil, ein zweites äußeres Modultragprofil und ein oder mehrere innere Modultragprofile. Die inneren Modultragprofile sind zwischen dem ersten äußeren Modultragprofil und dem zweiten äußeren Modultragprofil angeordnet. Jedes der inneren Modultragprofile ist ein Hohlprofil oder ein geschlitztes Hohlprofil, das einen ersten Profilbereich und einen zweiten Profilbereich, der dem ersten Profilbereich gegenüberliegt, aufweist. Für jedes der inneren Modultragprofile weist der erste Profilbereich eine Vielzahl von Einlassöffnungen auf und ist zur Auflage von Kanten oder Kantenbereichen von Photovoltaikmodulen geeignet. Für jedes der inneren Modultragprofile weist der zweite Profilbereich mindestens eine Auslassöffnung auf, und/oder das jeweilige Modultragprofil weist an einem oder beiden seiner Enden eine Endöffnung auf. Die Photovoltaikmodule sind so auf dem Ständerwerk lagerbar, dass zumindest einige der Einlassöffnungen jeweils nicht oder nur teilweise von Photovoltaikmodulen überdeckt sind.
Wird ein Ständerwerk gemäß dem ersten Aspekt zum Aufbau einer Photovoltaikanlage verwendet (siehe den zweiten Aspekt), so wird sich das bei Regen auf die Photovoltaikmodule fallende Wasser auf den Flächen der Photovoltaikmodule sammeln und anschließend von den Modulflächen herunterlaufen. Dabei gelangt dann Regenwasser in Zwischenräume zwischen den Photovoltaikmodulen. Im Bereich dieser Zwischenräume verlaufen nun die Modulprofile, in deren Einlassöffnungen das Wasser dann hineinströmen kann und anschließend im Innern der Modultragprofile weitergeleitet wird bis es an einer der jeweiligen (einen oder mehreren) Auslassöffnungen und/oder einer der jeweiligen Endöffnungen wieder aus den Modultragprofilen ausgeleitet wird. Je nach Anordnung und/oder Gestalt dieser Auslassöffnungen lässt sich auf diese Weise das Wasser gezielt an bestimmten Stellen des Ständerwerks aus den Modultragprofilen wieder ausleiten, wobei je nach Größe und/oder Gestalt der Auslassöffnungen für jede der Auslassöffnungen auch der maximale Durchlass (Fluss bzw. Volumen pro Zeiteinheit) festgelegt werden kann.
Unter dem Begriff „Vielzahl“ soll hier eine Anzahl von mindestens zwei verstanden werden, d. h., das Ständerwerk gemäß dem ersten Aspekt weist zwei oder mehr Modultragprofile auf.
Unter „Tragprofil“ soll ferner ein länglicher Träger verstanden werden, der einen Querschnitt nach der Definition gemäß dem ersten Aspekt aufweist.
Es ist klar, dass die genaue Anordnung der Modultragprofile von der Form und den Abmessungen der Photovoltaikmodule abhängt, für die das Ständerwerk vorgesehen ist.
Unter einem „geschlitzten Hohlprofil“ soll hier ein Hohlprofil (z. B. ein Balken, ein Träger, etc.) mit einem annähernd C-förmigen Querschnitt verstanden werden, d. h., mit einem Querschnitt, der ein einer Stelle eine Öffnung aufweist. Selbstverständlich kann dabei der Querschnitt auch eine rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen. In anderen Worten, ein „geschlitztes Hohlprofil“ ist hier ein Hohlprofil, das über seine gesamte Länge oder im Wesentlichen über seine gesamte Länge einen Schlitz aufweist.
Das erste und/oder das zweite äußeren Modultragprofil kann in Ausführungsformen jeweils wie ein inneres Modultragprofil gestaltet sein. Insbesondere können in Ausführungsformen alle Modultragprofile identisch gestaltet sein.
In bevorzugten Ausführungsformen sind bei dem Modultragprofil die Einlassöffnungen auf dessen erstem Profilbereich gleichmäßig über die gesamte Länge des Modultragprofils verteilt. Beispielsweise können die Einlassöffnungen auf dem ersten Profilbereich in regelmäßigen Abständen zueinander (äquidistant) angeordnet sein.
Die Größen der Einlassöffnungen auf den ersten Profilbereichen der Modultragprofile können je nach Ausführungsform unterschiedlich gewählt werden. Beispielsweise können die Größen der Einlassöffnungen je nach benötigtem oder geschätztem Wasserbedarf der Pflanzen gewählt werden, die zum Anbei unter dem Modultisch (d. h., dem Ständerwerk, auf das Photovoltaikmodule aufgelagert sind; siehe den zweiten Aspekt unten) vorgesehen sind.
Die Einlassöffnungen und/oder die Auslassöffnungen können beispielsweise schlitzförmig gestaltet sein. Zumindest einige der schlitzförmigen Einlassöffnungen und/oder einige der schlitzförmigen Auslassöffnungen eines Modultragprofils können sich dabei insbesondere in Längsrichtung des Montageprofils des entlang eines Teilbereichs des Montageprofils erstrecken.
Die Photovoltaikmodule können bei der Lagerung auf dem Ständerwerk direkt durch die Modultragprofile, auf denen sie jeweils aufliegen, abgestützt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Photovoltaikmodule auch zunächst durch ein Rahmenwerk zu einer Modulplatte verbunden werden. In diesem Falle kann das Rahmenwerk durch das Ständerwerk abgestützt werden. In solchen Ausführungsformen werden also die Photovoltaikmodule durch das Rahmenwerk gehalten, während das Rahmenwerk wiederum auf dem Ständerwerk abgestützt wird. In Ausführungsformen können zumindest einige der Photovoltaikmodule sowohl durch das Rahmenwerk als auch durch die Modultragprofile abgestützt werden.
In einer Ausführungsform des Ständerwerk gemäß dem ersten Aspekt sind die Modultragprofile so angeordnet, dass die Photovoltaikmodule jeweils zwischen zwei Modultragprofilen lagerbar sind, wobei zumindest eine Kante oder ein Kantenbereich eines Photovoltaikmoduls auf dem ersten Profilbereich eines der inneren Modultragprofils aufliegt und eine gegenüberliegende Kante oder ein gegenüberliegender Kantenbereich dieses Photovoltaikmoduls auf dem ersten Profilbereich eines weiteren inneren Modultragprofils oder auf einem der äußeren Modultragprofile aufliegt.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks sind die Photovoltaikmodule so auf dem Ständerwerk lagerbar, dass für jedes Paar von Photovoltaikmodulen, die in Bezug auf ein inneres Modultragprofil einander gegenüberliegend angeordnet sind, die jeweiligen Photovoltaikmodule auf dem entsprechenden inneren Modultragprofil in Bezug auf eine Richtung quer zur Längsrichtung des inneren Modulprofils beabstandet zueinander aufliegen, wobei sich die Einlassöffnungen des inneren Modultragprofils, die sich in Längsrichtung des inneren Modultragprofils zwischen den entsprechenden Photovoltaikmodulen befinden, sich in einer Richtung quer zur Längsrichtung des Modultragprofils jeweils zumindest teilweise zwischen den einander gegenüberliegenden Kanten oder gegenüberliegenden Kantenbereichen der jeweiligen Photovoltaikmodule befinden.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks sind die Modultragprofile parallel zueinander angeordnet und jeweils parallel zu einer ersten Richtung ausgerichtet.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks ist der Abstand zweier benachbarter Modultragprofile für jedes Paar benachbarter Modultragprofile identisch.
Bei einer solchen Ausführungsform können die Photovoltaikmodule, die zum Lagern zwischen zwei bestimmten Modultragprofilen vorgesehen sind, zumindest in einer Richtung alle die gleichen Abmessungen aufweisen. Insbesondere können dann beispielsweise alle diese Photovoltaikmodule eine identische Gestalt aufweisen. In der bevorzugten Ausführungsform, bei der der Abstand zweier benachbarter Modultragprofile für jedes Paar benachbarter Modultragprofile identisch ist, können sogar alle Modultragprofile zumindest in einer Richtung alle die gleichen Abmessungen aufweisen. Insbesondere können in diesem Fall beispielsweise alle verwendeten Photovoltaikmodule eine identische Gestalt aufweisen.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks sind die Modultragprofile auf einer ersten virtuellen Ebene angeordnet sind.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks weist dabei die erste virtuelle Ebene gegenüber einer zweiten virtuellen Ebene, die orthogonal zur Richtung der Gravitationskraft ausgerichtet ist, einen Neigungswinkel auf. Der Neigungswinkel, mit dem die erste virtuelle Ebene gegenüber der zweiten virtuellen Ebene geneigt ist, kann zwischen 0° und 90° betragen. Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel zwischen 1° und 30° auf. Mehr bevorzugt kann der Neigungswinkel zwischen 5° und 20° betragen. Meist bevorzugt beträgt der Neigungswinkel zwischen 10° und 15°. Beispielsweise kann der Neigungswinkel 13° oder 14° betragen. Mit Ausführungsformen des Ständerwerks, bei denen die erste virtuelle Ebene gegenüber der zweiten virtuellen Ebene geneigt ist, lassen sich insbesondere Photovoltaikanlagen realisieren (siehe den zweiten Aspekt der Erfindung; siehe unten), bei denen die Gesamtheit der Photovoltaikmodule eine Art Dach bildet, von dem auf die Photovoltaikanlage regnendes Wasser schräg nach unten abfließen kann. Bei diesem Abfließen gelangt das Wasser dann auch in Bereiche zwischen (quer zur Längsrichtung der Modultragprofile) benachbarten Photovoltaikmodulen, in denen sich jeweils ein Modultragprofil befindet. Durch die Einlassöffnungen in den jeweiligen ersten Profilbereichen gelangt daher Wasser in die jeweiligen Innenbereiche der Modultragprofile, in denen es dann zu den entsprechenden Auslassöffnungen geleitet wird. Falls von einem Modultragprofil nicht alles Wasser, das auf dessen ersten Profilbereich gelangt, aufgenommen werden kann, gelangt überschüssiges Wasser auf ein jeweils nächstes schräg von diesem Modultragprofil nach unten führenden Photovoltaikmodulen und kann dann von einem benachbarten Modultragprofil aufgenommen werden oder wiederum weiterfließen. Ist hingegen die erste virtuelle Ebene gegenüber der zweiten virtuellen Ebene nicht geneigt, tritt der oben beschriebene Effekt in ähnlicher Weise ebenfalls auf, wenn sich genügend Regenwasser auf den Photovoltaikmodulen angesammelt hat mit dem Unterschied, dass die Fließrichtung hier nicht durch den Neigungswinkel vorgegeben ist, sondern im Prinzip aus einem zentralen Bereich des aus den Photovoltaikmodulen gebildeten „Flachdachs“ radial zu dessen Rändern erfolgen wird oder kann.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks ist zumindest an einem der äußeren Modultragprofile eine Rinne zum Auffangen von Regenwasser (Regenrinne) angebracht.
Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn - bei einer mit dem Ständerwerk realisierten Photovoltaikanlage; siehe den unten beschriebenen zweiten Aspekt - bei einem Regenguss mehr Wasservolumen pro Zeiteinheit auf die Gesamtheit der Photovoltaikmodule fällt als von den Einlassöffnungen in derselben Zeiteinheit aufgenommen werden kann. Dann wird Wasser, das nicht von den an ein Photovoltaikmodul (nachfolgendend auch kurz als „Modul“ bezeichnet) direkt angrenzenden Einlassöffnungen aufgenommen wird, über solche Einlassöffnungen hinweggespült und gelangt so entweder auf ein benachbartes Modul oder aber, falls es sich um ein Randmodul handelt, das auf einem Modultragprofil aufliegt, an dem eine Auffangrinne angebracht ist, in die Auffangrinne, von der aus das Wasser dann wiederum zu einem Wasserbehälter geleitet werden kann oder in ein Wasserleitsystem (beispielsweise einem Schlauch oder einem Rohr) eingeleitet werden kann.
Sind die Photovoltaikmodule jeweils geneigt (weist also beispielsweise die erste virtuelle Ebene, auf der die Module angeordnet sind, mit Bezug zur zweiten virtuellen Ebene, die parallel zur Bodenfläche angeordnet ist, eine Neigung auf; siehe oben), so kann es genügen, eine Auffangrinne an demjenigen äußeren Modultragprofil anzubringen, das im Vergleich zum anderen äußeren Modultragprofil tiefer angeordnet ist.
In Ausführungsformen können jedoch Auffangrinnen auch an jedem der beiden äußeren Modultragprofilen angeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen können, alternativ oder zusätzlich, auch Auffangrinnen an jenen Rändern des Modultisches angeordnet sein, die sich zwischen den beiden äußeren Modultragprofilen erstrecken.
In Ausführungsformen kann das Ständerwerk ferner Auffangbehältnisse umfassen, wobei die Auffangrinnen so geführt sind, dass von den Auffangrinnen aufgefangenes Wasser in die Auffangbehältnisse abgeleitet wird.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks weist die Halterungsvorrichtung ferner eine Vielzahl von Querstreben auf. Dabei sind zumindest einige der Modultragprofile auf zumindest einem Teil den Querstreben aufgelagert oder an zumindest einem Teil der Querstreben montiert.
In Ausführungsformen können die Querstreben parallel zueinander ausgerichtet sein. Ferner kann der Abstand zweier benachbarter Querstreben für jedes Paar benachbarter Querstreben identisch sein. Beispielsweise können insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen die Modultragprofile parallel zueinander angeordnet sind (siehe oben), die Querstreben orthogonal zu den Modultragprofilen angeordnet sein.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks weist die Halterungsvorrichtung ferner eine Vielzahl von Stützstreben auf. Dabei sind die Stützstreben zum Aufstellen auf dem Boden oder zur Verankerung im Boden ausgelegt sind oder auf dem Boden aufgestellt oder im Boden verankert. Die Querstreben sind dabei jeweils auf einer, zwei oder mehreren Stützstreben aufgelagert oder an einer, zwei oder mehreren Stützstreben montiert.
In Ausführungsformen sind die Stützstreben jeweils dazu ausgelegt, senkrecht auf dem Boden aufgestellt oder im Boden verankert zu werden oder sind senkrecht auf dem Boden aufgestellt oder senkrecht im Boden verankert. Die Stützstreben können direkt in den Boden, vorzugsweise Erdboden, eingesteckt sein. Alternativ können die Stützstreben auch zur Aufstellung auf oder Verankerung an einem Sockel, beispielsweise einem Betonsockel, ausgelegt sein; dadurch kann die Stabilität der Aufstellung oder der Verankerung verbessert werden.
In Ausführungsformen kann zumindest ein Teil der Stützstreben - oder, alternativ oder zusätzlich, zumindest ein Teil der Querstreben - durch eine Wand, beispielsweise durch eine Gebäudewand, abgestützt werden oder zum Abstützen an einer Gebäudewand ausgelegt sein. Dies kann insbesondere in Situationen vorteilhaft sein, in denen das Stützwerk nahe an einer Wand aufgestellt werden soll, beispielsweise an einem Standort neben einem Gebäude.
Die Stützstreben können dabei bezüglich ihrer Höhe verstellbar ausgestaltet sein. Dies erlaubt es, das Höhenniveau der Modulprofile über der Bodenfläche zu justieren.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks weist das Ständerwerk ferner ein Leitungssystem und zumindest ein Auffangbehältnis zum Auffangen von Regenwasser auf. Dabei sind zumindest ein Teil der Auslassöffnungen oder zumindest eine der Endöffnungen als Anschlussöffnungen realisiert, die zum Anschließen an das Leitungssystems vorgesehen sind. Dabei sind die Anschlussöffnungen über das Leitungssystem mit dem zumindest einen Auffangbehältnis verbunden. Zudem ist das Leitungssystem zum Leiten von Regenwasser von der zumindest einen Anschlussöffnung zu dem zumindest einen Auffangbehältnis geeignet.
Unter „Anschließen“ oder „Verbinden“ eines Rohrs, eines Schlauchs, einer Rinne oder eines Leitungssystems oder dergleichen mit einer Öffnung (z. B. einer Einlassöffnung oder Auslassöffnung oder dergleichen) sei im Folgenden insbesondere verstanden, dass das Rohr, der Schlauch oder das Leitungssystem usw. wasserdicht oder im Wesentlichen wasserdicht so mit der Öffnung verbunden wird, dass ein im Wesentlichen ringförmiger Endquerschnitt des Rohrs, des Schlauchs usw. an einem Randbereich der Öffnung anliegt und vollständig - oder bei einer Rinne zumindest teilweise - um diese Öffnung herumgeführt ist. Wasser, das dann durch den Endquerschnitt des Rohrs oder Schlauchs usw. aus dem Rohr, dem Schlauch, der Rinne usw. austritt, gelangt dann notwendig durch die Öffnung, und umgekehrt gelangt dann Wasser, das von der nicht mit dem Schlauch, dem Rohr, der Rinne usw. verbundenen Seite der Öffnung durch die Öffnung fließt, notwendig in den Schlauch, das Rohr, bzw. die Rinne usw.
Die Auffangbehältnisse dienen insbesondere zum Speichern des in sie eingeleiteten Regenwassers. In Ausführungsformen kann eines oder mehrere der Auffangbehältnisse ein Behälter - beispielsweise eine Tonne, ein Fass, oder ein Container - oder ein Becken sein. Vorzugsweise befinden sich alle oder zumindest einige der Auffangbehältnisse unterhalb der Anschlussöffnungen. In diesem Falle ist bei geeigneter Führung des Leitungssystems keine zusätzliche Energie (d. h., insbesondere keine Pumpe) notwendig, um aus den Anschlussöffnungen austretendes Regenwasser zu den Behältnissen zu führen, da in diesem Falle die Gravitationskraft zum Antreiben oder Bewegen des Regenwassers ausgenutzt werden kann.
Das Leitungssystem kann eine Leitung zum Führen von Wasser oder eine Vielzahl von Leitungen zum Führen von Wasser aufweisen. In Ausführungsformen können die Leitungen jeweils Schläuche, Rohre und/oder Rinnen aufweisen. Beispielsweise kann von zumindest einer (beispielsweise von jeder) der Anschlussöffnungen eine Leitung zu einem der Auffangbehältnisse geführt sein. Alternativ kann von den Anschlussöffnungen jeweils eine Leitung in einen Sammelschlauch oder ein Sammelrohr führen oder münden, welches dann zu einem Auffangbehältnis führt. Die Auffangbehältnisse können geeignete Einleitungseinrichtungen aufweisen, die zum Verbinden mit einer Leitung des Leitungssystems geeignet und zum Einleiten von Wasser aus der Leitung in das jeweilige Auffangbehältnis sind.
In Ausführungsformen kann zumindest eine der Stützstreben ein Hohlprofil aufweisen. In solchen Ausführungsformen kann ein Teil des Leitungssystems durch solche Stützstreben mit Hohlprofil verlaufen (beispielsweise dieser Teil des Leitungssystems einen Leitungsabschnitt - bspw. einen Schlauchabschnitt oder einen Rohrabschnitt - umfassen, der sich zumindest in einem Teilbereich einer Stützstrebe mit Hohlprofil befindet) oder ein Teil des Leitungssystems kann unmittelbar durch das Hohlprofil solcher Stützstreben realisiert sein. Solche Stützstreben können dann ihrerseits jeweils eine Einlassvorrichtung (bspw. eine Öffnung) und eine Auslassvorrichtung (bspw. eine Öffnung) aufweisen. Die Einlassvorrichtung kann sich dabei oberhalb der Auslassvorrichtung befinden. Beispielsweise kann in Ausführungsformen von zumindest einer (z. B. von jeder) der Anschlussöffnungen eine Leitung zu einer der Stützstreben mit Hohlprofil geführt sein und mit der entsprechenden Einlassvorrichtung verbunden sein. Von der entsprechenden Auslassvorrichtung kann dann wiederum eine Leitung zu einem der Auffangbehältnisse führen und mit einer Einlassvorrichtung des Auffangbehältnisses verbunden sein.
In Ausführungsformen kann zumindest eine der Querstreben ein Hohlprofil aufweisen. In solchen Ausführungsformen kann ein Teil des Leitungssystems durch solche Querstreben mit Hohlprofil verlaufen (beispielsweise dieser Teil des Leitungssystems einen Leitungsabschnitt umfassen, der sich zumindest in einem Teilbereich einer Querstrebe mit Hohlprofil befindet) oder ein Teil des Leitungssystems kann unmittelbar durch das Hohlprofil solcher Querstreben realisiert sein. Solche Querstreben können dann ihrerseits jeweils eine Einlassvorrichtung (bspw. eine Öffnung) und eine Auslassvorrichtung (bspw. eine Öffnung) aufweisen. Die Einlassvorrichtung kann sich dabei oberhalb der Auslassvorrichtung befinden. Dies kann insbesondere bei Ausführungsformen der Fall sein, bei denen die Modultragprofile auf einer ersten virtuellen Ebene angeordnet sind, die gegenüber einer zweiten virtuellen Ebene, die orthogonal zur Richtung der Gravitationskraft ausgerichtet ist, einen Neigungswinkel θ aufweist (siehe oben).
Anschlussöffnungen von Montageprofilen können mittels Leitungen mit Einlassvorrichtungen von Querstreben verbunden sein. Da jedoch die Montageprofile auf den Querstreben aufliegen, können in Ausführungsformen Anschlussöffnungen von Montageprofilen auch unmittelbar mit entsprechend positionierten Einlassvorrichtungen von Querstreben verbunden sein, auf denen das jeweilige Montageprofil aufliegt. Entsprechend können Auslassvorrichtungen von Querstreben mittels Leitungen mit Einlassvorrichtungen von Stützstreben verbunden sein. Da jedoch die Querstreben von den Stützstreben abgestützt werden, können in Ausführungsformen Auslassvorrichtungen von Querstreben auch unmittelbar mit entsprechend positionierten Einlassvorrichtungen von Stützstreben verbunden sein.
In Ausführungsformen, bei denen sowohl ein Teil der Stützstreben als Stützstreben mit Hohlprofil realisiert ist als auch ein Teil der Querstreben als Querstreben mit Hohlprofil realisiert ist, kann Wasser, das aus den Anschlussöffnung in austritt, zunächst in das Hohlprofil einer Querstrebe eingeleitet werden und anschließend nach Austritt aus der Querstreben wiederum in eine Stützstreben eingeleitet werden. Nach Austritt aus der Stützstreben wiederum wird das Wasser dann in eines der Auffangbehältnisse eingeleitet.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks weist das Leitungssystem eine oder mehrere erste Pumpen aufweist. Dabei sind die ersten Pumpen jeweils dazu ausgelegt, Wasser von einer oder mehreren Anschlussöffnungen zu einem oder mehreren Auffangbehältnissen zu pumpen.
Der Einsatz der ersten Pumpen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zumindest einige der Auffangbehältnisse in größerer Höhe aufgestellt oder installiert sind als zumindest ein Teil der Anschlussöffnungen. In solchen Ausführungsformen kann die elektrische Energie, die zum Betrieb der ersten Pumpen benötigt wird, vollständig oder zumindest teilweise von auf dem Ständerwerk aufgelagerten Photovoltaikmodulen (siehe den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung) generiert und bereitgestellt werden. In Ausführungsformen kann dabei auch zumindest ein Akkumulator zum Zwischenspeichern der von den Photovoltaikmodulen erzeugten elektrischen Energie eingesetzt werden. Dadurch wird der Betrieb der ersten Pumpen mit von den Photovoltaikmodulen produzierten elektrischen Energie zeitlich unabhängig oder unabhängiger von der zu einem gegebenen Zeitpunkt vorhandenen unmittelbaren Lichteinstrahlung (Sonnenlicht).
In einer Ausführungsform weist das Ständerwerk ferner ein Bewässerungssystem auf. Dabei sind das eine oder die mehreren Auffangbehältnisse jeweils mit dem Bewässerungssystem verbunden. Zudem ist das Bewässerungssystem zum Leiten von in dem Auffangbehältnis oder den Auffangbehältnissen befindlichem Wasser zu vordefinierten Zielorten geeignet.
Unter „Zielorten“ seien hier insbesondere Standorte von Pflanzen zu verstehen, die unter dem Ständerwerk oder in einer Umgebung des Ständerwerks angepflanzt sind. Das Bewässerungssystem kann eine Bewässerungsleitung oder eine Vielzahl von Bewässerungsleitungen zum Führen von Wasser aufweisen. In Ausführungsformen können die Bewässerungsleitungen jeweils Schläuche, Rohre und/oder Rinnen aufweisen. Beispielsweise kann zu jedem Zielort eine Bewässerungsleitung führen, die unmittelbar an einem der Auffangbehältnisse angeschlossen ist. Die Auffangbehältnisse können dafür geeignete Ausleitungseinrichtungen aufweisen, die zum Verbinden mit einer Bewässerungsleitung des Bewässerungssystems und zum Ausleiten von Wasser aus dem jeweiligen Auffangbehältnis in eine daran angeschlossene Bewässerungsleitung geeignet sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Bewässerungssystem eine oder mehrere Verteiler aufweisen, wobei die Verteiler jeweils eine Zuflusseinrichtung und mehrere Abflusseinrichtungen aufweisen. In diesem Fall kann für jeden Verteiler dessen Zuflusseinrichtung mit einem der Auffangbehältnisse verbunden sein (durch eine geeignete Bewässerungsleitung, beispielsweise durch einen Schlauch oder ein Rohr), und an dessen Abflusseinrichtungen können jeweils weitere Bewässerungsleitungen angeschlossen sein, die dann zu den Zielorten führen.
Durch das Bewässerungssystem kann Regenwasser, das in dem zumindest einen Auffangbehältnis gespeichert ist, dann gezielt zu Pflanzen geleitet werden, die sich unterhalb des Ständerwerks befinden oder jedenfalls in der Nähe des Ständerwerks befinden. Insbesondere kann durch ein solches Bewässerungssystem das Regenwasser dann auch gezielt zu bestimmten Bereichen an Pflanzen (z. B. zum Stiel, Stamm, einem oder mehreren Zweigen oder Blättern) oder in einen geeigneten Umgebungsbereich einer zu bewässernden Pflanze (beispielsweise in einen kreisförmigen Bereich um die Pflanze, unterhalb dem sich zumindest der Großteil des Wurzelwerks der Pflanze befindet) geleitet werden. In Ausführungsformen kann das Wasser auch vom Bewässerungssystem direkt in die Erde (also bis unter die Erdoberfläche) in einem solchen Umgebungsbereich um eine zu bewässernde Pflanze eingeleitet werden. Dadurch lassen sich insbesondere bei hohen Temperaturen und/oder hoher Sonneneinstrahlung eine unerwünschte Verdunstung von Wasser vermeiden.
In Ausführungsformen können in den Auffangbehältnissen auch Wasserspender für Tiere (beispielsweise für weidende Schafe, Pferde oder Kühe) installiert sein, so dass die Auffangbehältnisse auch als Wassercontainer für Tiere geeignet sind.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks sind zumindest einige der Auffangbehältnisse oberhalb der Erdoberfläche installiert.
In bevorzugten Ausführungsformen sind zudem alle oder zumindest mehrere der Auffangbehältnisse so aufgestellt oder installiert, dass sich jeweils die Bodenfläche des Reservoirs, dass durch ein Auffangbehältnis zur Verfügung gestellt wird (unter „Reservoir“ sei hier derjenige Innenbereich oder Hohlraum des Auffangbehältnisses verstanden, in dem das Regenwasser tatsächlich gesammelt wird), oberhalb der Bodenfläche befindet, auf der das Ständerwerk aufgestellt ist. In diesem Falle ist bei geeigneter Führung des Bewässerungssystems keine zusätzliche Energie (d. h., insbesondere keine Pumpe) notwendig, um das in wie vorstehend beschrieben aufgestellten oder installierten Auffangbehältnissen befindliche Regenwasser durch das Bewässerungssystem zu den Zielorten des Regenwassers (also insbesondere den unterhalb des Ständerwerks oder in einer Umgebung des Ständerwerks befindlichen Pflanzen) zu leiten, da in diesem Falle die Gravitationskraft zum Antreiben oder Bewegen des Wassers ausgenutzt werden kann.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks weist das Bewässerungssystem eine oder mehrere zweite Pumpen auf. Dabei sind die zweiten Pumpen jeweils dazu ausgelegt, in den Auffangbehältnissen befindliches Wasser aus den Auffangbehältnissen, durch das Bewässerungssystem zu den vordefinierten Zielorten zu pumpen.
Der Einsatz der zweiten Pumpen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn zumindest einige der Auffangbehältnisse unterirdisch oder ebenerdig installiert sind (bspw. Zisternen oder Becken). In solchen Ausführungsformen kann die elektrische Energie, die zum Betrieb der zweiten Pumpen benötigt wird, vollständig oder zumindest teilweise von auf dem Ständerwerk aufgelagerten Photovoltaikmodulen (siehe den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung) erzeugt und bereitgestellt werden. In Ausführungsformen kann dabei auch zumindest ein Akkumulator zum Zwischenspeichern der von den Photovoltaikmodulen generierten elektrischen Energie eingesetzt werden. Dabei kann es sich um denselben Akkumulator oder dieselben Akkumulatoren handeln, die auch zum Zwischenspeichern elektrische Energie zum Betrieb der ersten Pumpen vorgesehen sind. Durch den Einsatz von einem oder mehreren Akkumulatoren wird der Betrieb der zweiten Pumpen mit von den Photovoltaikmodulen produzierten elektrischen Energie zeitlich unabhängig oder unabhängiger von der zu einem gegebenen Zeitpunkt vorhandenen unmittelbaren Lichteinstrahlung (Sonnenlicht).
In Ausführungsformen des Ständerwerks sind alle Auslassöffnungen als Anschlussöffnungen realisiert. Solche Ausführungsformen können insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn es vornehmlich um das Befüllen der Auffangbehälter mit Regenwasser geht, beispielsweise wenn unmittelbar unter dem Ständerwerk kein Anbau von Pflanzen vorgesehen ist.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks ist zumindest ein Teil der Auslassöffnungen als Tropföffnungen ausgestaltet.
Aus den Tropföffnungen eines Modultragprofils kann Regenwasser, das sich in diesem Modultragprofilen befindet, aus diesem Modultragprofile herausgelangen und dann von dem Modultragprofil nach unten abtropfen. Unter „Tropföffnungen“ seien Öffnungen oder Auslasseinrichtungen verstanden, durch die das Wasser ausgeleitet wird, ohne in eine angeschlossene Leitung oder ein Behältnis geleitet zu werden. Eine Tropföffnung kann eine einfache Öffnung sein, alternativ aber auch eine Einrichtung umfassen, durch die das Abtropfen des Wassers aus den Modultragprofilen gezielt gesteuert oder zumindest beeinflusst wird, wie beispielsweise ein kurzes Rohrstück (etwa zum Bündeln des abfließenden Wasserstrahls), ein Trichter, eine Tülle oder ein Brausenkopf oder Brausenmundstück, der/das ähnlich oder identisch zu einem Duschkopf oder dem Brausenmundstück einer Gießkanne funktioniert und/oder gestaltet ist, und mit dem das Wasser unter dem Ständerwerk eher flächig verteilt werden kann.
Wenn das Ständerwerk gemäß dem unten beschriebenen zweiten Aspekt der Erfindung mit Photovoltaikmodulen ausgestattet ist, kann also auf diese Weise Regenwasser durch die Tropföffnungen in den Bereich unterhalb des Ständerwerks abtropfen und gelangt dabei insbesondere auf Bereiche unterhalb der Modultragprofile („Tropfkante“). In anderen Worten, durch die Anordnung der Modultragprofile kann gezielt gesteuert werden, auf welche Bereiche unterhalb des Ständerwerks das Regenwasser gelangen oder zumindest bevorzugt gelangen soll. Je nach den Anforderungen der Pflanzen, die zum Anbau unterhalb des Ständerwerks vorgesehen sind, können diese Pflanzen dann so gesetzt oder positioniert werden, dass sie die optimale Berechnung erfahren. Bei vielen Pflanzenarten ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn nicht ihre Blätter beregnet werden, sondern sie in einem bestimmten Abstand neben der „Tropfkante“ positioniert sind, so dass der Großteil des Wassers neben die Pflanze in den Bereich ihres Wurzelwerks gelangt.
In Ausführungsformen des Ständerwerks können alle Auslassöffnungen als Tropföffnungen realisiert sein. Solche Ausführungsformen können insbesondere zum Einsatz kommen, wenn es vornehmlich um die Beregnung von unter dem Ständerwerk (bzw. unter der mit diesem Ständerwerks realisierten Photovoltaikanlage gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung) geht, ohne dass ein Auffangen von Regenwasser in Auffangbehältnissen erforderlich ist.
In einer Ausführungsform des Ständerwerks weist zumindest ein Modultragprofil einen Schieberegler auf, wobei der Schieberegler in das Modultragprofil eingeführt ist. Dabei weist der Schieberegler einen länglichen Balken mit Regelungsöffnungen auf. Insbesondere ist der Schieberegler im Modultragprofil in Längsrichtung verschiebbar auf dem zweiten Profilbereich gelagert. Vorzugsweise ist die Anordnung und Gestalt der Regelungsöffnungen auf dem Balken zu derjenigen der Tropföffnungen dem zweiten Profilbereich des Modultragprofils kongruent.
Durch den Schieberegler kann der maximale Wasserfluss durch die Tropföffnungen in einem Modultragprofil gesteuert werden. In anderen Worten, durch den Schieberegler kann eingestellt werden, wie viel Wasservolumen pro Zeiteinheit maximal durch die Tropföffnungen gelangen kann. Der maximale Wasserfluss kann dabei erreicht werden, wenn der Schieberegler so auf dem zweiten Profilbereich justiert ist, dass alle Regelungsöffnungen jeweils direkt auf ihren jeweils entsprechenden Topföffnungen im zweiten Profilbereich positioniert sind, so dass also kein Teilbereich der Tropföffnungen durch den Balken des Schieberegler verdeckt ist. Durch Verschieben des Schiebereglers können nun jeweils Teilbereiche der Tropföffnungen verdeckt werden, so dass der effektive Öffnungsbereich, der zum Abfluss von im Modultragprofil befindlichen Wasser durch eine Tropföffnung zur Verfügung steht, für die Tropföffnungen jeweils vermindert ist, und somit der maximale Fluss durch die jeweilige Tropföffnung reduziert ist. Bei entsprechender Ausgestaltung von Modultragprofil und darin befindlichen Schieberegler können im Extremfall die Tropföffnungen auch jeweils völlig durch den Schieberegler verschlossen werden. In diesem Falle fließt - wenn das Ständerwerk mit einem Satz von Photovoltaikmodulen zu einer Photovoltaikanlage gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zusammengesetzt ist - alles Wasser über den Rand der Photovoltaikanlage ab (wobei es bei bestimmten Ausführungsformen durch Auffangrinnen aufgefangen und zu Speicherbehältnissen geleitet werden kann; siehe oben) und/oder gelangt in entsprechenden Ausführungsformen durch Anschlussöffnungen und ein daran angeschlossenes Leitungssystem (siehe oben) zu entsprechenden Auffangbehältnissen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Photovoltaikanlage, die zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser geeignet ist. Dabei weist die Photovoltaikanlage einen Satz von Photovoltaikmodulen und ein Ständerwerk zum Auflagern eines Satzes von Photovoltaikmodulen sowie zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser gemäß dem ersten Aspekt (siehe oben) oder einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts auf. Jedes der Photovoltaikmodule ist dabei jeweils zwischen zwei Modultragprofilen gelagert, wobei eine Kante oder ein Kantenbereich des Photovoltaikmoduls auf dem ersten Profilbereich eines der inneren Modultragprofils aufliegt und eine gegenüberliegende Kante oder ein gegenüberliegender Kantenbereich des Photovoltaikmoduls auf dem ersten Profilbereich eines weiteren inneren Modultragprofils oder auf einem der äußeren Modultragprofile aufliegt. Für jedes Paar von Photovoltaikmodulen, die in Bezug auf ein inneres Modultragprofil einander gegenüberliegend angeordnet sind, liegen die jeweiligen Photovoltaikmodule auf dem entsprechenden inneren Modultragprofil in Bezug auf eine Richtung quer zur Längsrichtung des inneren Modulprofils beabstandet zueinander auf, wobei sich die Einlassöffnungen des inneren Modultragprofils, die sich in Längsrichtung des inneren Modultragprofils zwischen den entsprechenden Photovoltaikmodulen befinden, in einer Richtung quer zur Längsrichtung des Modultragprofils jeweils zumindest teilweise zwischen den einander gegenüberliegenden Kanten oder gegenüberliegenden Kantenbereichen der jeweiligen Photovoltaikmodule befinden.
In bevorzugten Ausführungsformen weisen die Photovoltaikmodule jeweils eine rechteckige Gestalt auf. In Ausführungsformen sind die Photovoltaikmodule so auf das Ständerwerk aufgelagert oder aufmontiert, dass für jedes Paar zweier in Längsrichtung der Modultragprofile benachbarter Photovoltaikmodule die entsprechenden Photovoltaikmodule bündig aneinander angrenzen. Dadurch werden Zwischenräume zwischen jeweils zwei in Längsrichtung benachbarter Photovoltaikmodule vermieden, durch die in unkontrollierter und unerwünschter Weise Regenwasser zwischen diesen beiden Photovoltaikmodulen hindurchgelangen und in den Bereich unter dem Ständerwerks abtropfen könnte. In anderen Worten, auf diese Weise wird ein unerwünschtes Abfließen von Regenwasser durch Zwischenräume zwischen in Längsrichtung benachbarter Photovoltaikmodulen verhindert. Sind die Photovoltaikmodule dabei alle auf einer (virtuellen) Ebene angeordnet, sei die Gesamtheit der Photovoltaikmodule nachfolgend auch als „Modulplatte“ bezeichnet.
Die Photovoltaikmodule sind dabei vorzugsweise mittels eines geeigneten Befestigungsmittels (bspw. durch Verschraubungen) am Ständerwerk (bspw. an den Modultragprofilen) befestigt.
In Ausführungsformen sind die Photovoltaikmodule mittels eines Rahmens oder eines Rahmenwerks zu einer Modulplatte zusammengesetzt, und die Modulplatte ist auf das Ständerwerks aufgelagert oder aufmontiert. Der Rahmen oder das Rahmenwerk kann dabei mittels eines geeigneten Befestigungsmittels (bspw. durch Verschraubungen) am Ständerwerk (bspw. an den Modultragprofilen) befestigt sein.
In einer Ausführungsform der Photovoltaikanlage sind die Photovoltaikmodule bifaziale Glas-Glas-Module.
Bifaziale Glas-Glas-Photovoltaikmodule bieten im Vergleich zu üblichen Photovoltaikmodulen eine höhere Lichtdurchlässigkeit, was sich vorteilhaft auf das Wachstum und Gedeihen der unter dem Modultisch angebauten Pflanzen auswirkt, insbesondere bei Pflanzenarten, die sonnige oder zumindest lichtreiche Standorte bevorzugen.
In einer Ausführungsform der Photovoltaikanlage sind die eine oder mehreren ersten Pumpen jeweils elektrisch an die Photovoltaikmodule angeschlossen oder elektrisch mit einem Akkumulator verbunden, der elektrisch an die Photovoltaikmodule angeschlossen ist.
In einer Ausführungsform der Photovoltaikanlage sind die eine oder mehreren zweiten Pumpen jeweils elektrisch an die Photovoltaikmodule angeschlossen oder elektrisch mit einem Akkumulator verbunden, der elektrisch an die Photovoltaikmodule angeschlossen ist.
Mit dem vorstehend beschriebenen Ständerwerk gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder der Photovoltaikanlage gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Doppelnutzungskonzept von Energieerzeugung und nachhaltigem Anbau landwirtschaftlicher Kulturen, wie Gemüse, Kräuter und Sonderkulturen - direkt unter und zwischen den Photovoltaik-Modulen - ermöglicht.
Die in bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage genutzten bifazialen Glas-Glas Module bieten insbesondere eine höhere Lichtdurchlässigkeit als übliche Photovoltaikmodule, so dass Pflanzen unter den Photovoltaikmodulen gut gedeihen können.
Wie eingangs beschrieben, ist eine weitere Voraussetzung für einen ertragreichen Anbau ist die gezielte Bewässerung der Pflanzen. Sinnhaft und nachhaltig dafür ist die Nutzung von Regen, der auf die Photovoltaikmodule trifft. Durch das erfindungsgemäße Ständerwerk und die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage wird es ermöglicht, dieses Regenwasser gezielt zu den Pflanzen zu leiten.
Grob umrissen besteht die technische Lösung darin, das erfindungsgemäße Ständerwerk für das Sammeln und Verteilen des auftreffenden Regenwassers zu nutzen. Es handelt sich um eine spezielle Unterkonstruktion für eine natürliche und gleichmäßige Regenwasserverteilung unter den Photovoltaikmodulen.
Figurenliste
Das erfindungsgemäße Ständerwerk und die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage werden nachfolgend detailliert anhand von Ausführungsbeispielen und den Zeichnungen beschrieben.

1 illustriert schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ständerwerks und der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage mit Hilfe einer Perspektivzeichnung;
2 zeigt schematisch ein Detail einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ständerwerks und der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage in perspektivischer Ansicht;
3 zeigt in dreidimensionaler Ansicht beispielhaft die landwirtschaftliche Nutzung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage;
4 stellt einen schematischen Querschnitt durch sowie eine Draufsicht auf ein inneres Modultragprofil einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ständerwerks dar;
5 zeigt schematisch einen Querschnitt und einen Längsschnitt durch ein inneres Modultragprofil einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ständerwerks; und
6 illustriert schematisch verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage mit Auffangbehältnissen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der vorliegenden Erfindung ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. In den Zeichnungen verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente. Umgekehrt können jedoch gleiche sich entsprechende Elemente in verschiedenen Zeichnungen mit verschiedenen Bezugszeichen versehen sein, wenn sich eine Passage der Beschreibung auf eine ganz bestimmte Zeichnung beziehen soll. Redundante Beschreibungen werden weggelassen. Der Begriff „und/oder“, wie er hier verwendet wird, umfasst beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente. Des Weiteren bezieht sich die Verwendung von „kann“, wenn Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, auf „eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung“.
Es versteht sich, dass Ausdrücke wie „erstes“ und „zweites“ zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden, diese Elemente jedoch nicht durch diese Ausdrücke beschränkt sind. Diese Ausdrücke werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden. Zum Beispiel kann ein erstes Element als zweites Element bezeichnet werden, und in ähnlicher Weise kann ein zweites Element als erstes Element bezeichnet werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Verwendung des Singulars auch den Plural umfassen, sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
Relative Ausdrücke zur Beschreibung räumlicher Beziehungen wie „darunter“, „unten“, „darüber“, „oben“, „beabstandet“ und dergleichen können nachfolgend zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, wobei die räumliche Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element oder Merkmal dann so wie in den Abbildungen dargestellt zu verstehen ist. Ist / sind in einer Abbildung ein oder mehrere Koordinatensystem(e) miteingezeichnet, so können sich relative Ausdrücke auch auf ein Koordinatensystem beziehen; darauf wird in der betreffenden Passage der Beschreibung im Allgemeinen noch einmal ausdrücklich hingewiesen. Es versteht sich, dass die räumlich relativen Ausdrücke zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung verschiedene Orientierungen der verwendeten Vorrichtung umfassen sollen, zumindest in Fällen, in denen die Funktionsweise nicht von der Anwesenheit der Gravitationskraft abhängt. Wenn zum Beispiel eine in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung (und gegebenenfalls zugleich auch jedes der miteingezeichneten Koordinatensysteme) umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben sind, folglich „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen positioniert sein. Die Vorrichtung kann anderweitig orientiert sein (z. B. um 90° gedreht oder in anderen Orientierungen); in diesem Fall sind die hier verwendeten Präpositionen zur Beschreibung räumlicher Relationen entsprechend umzuinterpretieren.
Es versteht sich ebenfalls, dass, wenn ein erstes Element als „angebracht an“ einem zweiten Element bezeichnet wird, das erste Element direkt auf dem zweiten Element angebracht sein kann oder aber mittels einem oder mehrerer dazwischenliegender weiterer Elemente an dem zweiten Element angebracht sein kann. Darüber hinaus versteht es sich auch, dass, wenn ein Element als „zwischen“ zwei anderen Elementen beschrieben wird, es das einzige Element zwischen den zwei anderen Elementen sein kann oder aber auch ein oder mehrere weitere dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können.
In den 1 bis 3 werden anhand verschiedener Perspektivansichten schematisch Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ständerwerks und der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage illustriert. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist in den Figuren ferner ein kartesisches Koordinatensystem mit den Achsen x, y, z eingezeichnet. Die z-Achse soll dabei entgegen der Richtung der Gravitationskraft ausgerichtet sein. Die Photovoltaikanlage 1 ist auf einer Bodenfläche 70 installiert. Auch wenn die Bodenfläche 70 in den 1 und 2 nur schematisch durch eine Ebene angedeutet ist, kann es sich bei der Bodenfläche 70 beispielsweise um eine Ackerfläche, eine Wiese oder eine andere landwirtschaftlich genutzte Fläche handeln, wie exemplarisch aus der 3 erkennbar wird. Die Photovoltaikanlage 1 weist eine Vielzahl von identisch ausgestalteten Photovoltaikmodulen M auf, die jeweils die Gestalt einer rechteckigen Platte aufweisen. Insbesondere sind die Photovoltaikmodule M matrixartig angeordnet, so dass die Gesamtheit der Photovoltaikmodule M eine Modulplatte bildet, bei der in der in 1 gezeigten Ausführungsform 5 Zeilen von Photovoltaikmodulen jeweils in einer ersten Richtung parallel zur x-Achse des Koordinatensystems und 11 Spalten von Photovoltaikmodulen jeweils in einer zweiten Richtung parallel zur y-Achse des Koordinatensystems angeordnet sind. Soll im Folgenden auf ein bestimmtes Photovoltaikmodul in der Modulplatte der Photovoltaikanlage 1 von 1 Bezug genommen werden, so wird dies mit M_ij bezeichnet, wobei sich der erste Index i ∈ {1, 2, ..., 11} auf die Spalte und der zweite Index j ∈ {1, 2, ..., 5} auf die Zeile bezieht, an der sich das betreffende Photovoltaikmodul in der Modulplatte befindet. Dies gilt entsprechend auch für die 2 und 3. Die Photovoltaikmodule M können untereinander durch einen Rahmen oder sonstige Verstrebungen 50 arretiert sein.
Vorzugsweise sind die Photovoltaikmodule M bifaziale Glas-Glas-Module, die im Vergleich zu herkömmlichen Photovoltaikmodulen eine höhere Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Dies wirkt sich im Allgemeinen vorteilhaft auf das Wachstum und die Entwicklung von unter der Modulplatte wachsenden Pflanzen aus.
Die Modulplatte mit den matrixartig angeordneten Photovoltaikmodulen M ist auf einem Ständerwerk aufgelagert und vorzugsweise auch an diesem fixiert. Das Ständerwerk umfasst eine Vielzahl von Modultragprofilen P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ sowie eine Halterungsvorrichtung, die Stützstreben und Querstreben aufweist. In der in 1 gezeigten Ausführungsformen weist das Ständerwerk eine Anzahl von 18 Stützstreben S₁₁, S₁₂, S₂₁, S₂₂, ..., S₉₂ auf (die teilweise von anderen Bauteilen verdeckt oder der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht bezeichnet sind), die hier jeweils als in die Bodenfläche 70 senkrecht eingesteckte Pfähle oder Pfosten realisiert sind. Die Stützstreben S₁₁, S₁₂, S₂₁, S₂₂, ..., S₉₂ sind dabei so auf der Bodenfläche 70 angeordnet, dass sich zwei parallele Reihen von jeweils 9 Stützstreben entlang der x-Richtung erstrecken, so dass sich 9 Paare von Stützstreben ergeben, wobei für je Paar zwei Stützstreben in y-Richtung hintereinander angeordnet sind. Weiterhin weist das Ständerwerk eine Anzahl von 9 Querstreben Q₁, Q₂, Q₃, ... auf (die ebenfalls in 1 zum Teil von anderen Bauteilen verdeckt oder der Übersichtlichkeit halber in 1 nicht bezeichnet sind), die jeweils auf eine, der vorgenannten 9 Paare von in y-Richtung hintereinander angeordneten Stützstreben montiert sind.
Die Stützstreben der ersten Reihe von in x-Richtung hintereinander angeordneten Stützstreben S₁₁, S21, S31, ... (in 1 die hintere Reihe von Stützstreben; teilweise durch die Modulplatte verdeckt) weisen dabei jeweils eine erste Höhe h₁ auf, und die Stützstreben der zweiten Reihe von in x-Richtung angeordneten Stützstreben S21, S22, ..., S42, S52, S62, ..., S₉₂ (in 1 die vordere Reihe von Stützstreben) weisen dabei jeweils eine zweite Höhe h₁ auf, wobei die Höhe der Stützstreben jeweils ab der als annähernd planar angenommenen Bodenfläche 70 gemessen sei. Dabei sei die erste Höhe h₁ höher als die zweite Höhe h₂, es gelte also h₁ > h₂. Für die Querstreben Q₁, Q₂, Q₃, ..., die jeweils auf einem der vorgenannten 9 Paare von in y-Richtung hintereinander angeordneten Stützstreben montiert sind, ergibt sich damit jeweils ein Verlauf parallel zur y-z-Ebene Koordinatensystems, wobei die Querstreben in Bezug auf die Bodenfläche 70 (also relativ zur x-y-Ebene des Koordinatensystems oder einer Ebene parallel zur x-y-Ebene des Koordinatensystems) jeweils einen Neigungswinkel θ aufweisen (siehe auch 3).
Die vorstehend beschriebene Anordnung von Stützstreben S₁₁, ..., S₉₂ und Querstreben Q₁, Q₂, Q₃, ... gebildete Haltungshalterungsvorrichtung kann durch weitere Verstrebungen weiter stabilisiert werden. Insbesondere kann die Halterung durch Diagonalverstrebungen gegenüber Scherkräften stabilisiert werden, die typischerweise etwa durch auf die Photovoltaikanlage einwirkende Windkräfte entstehen. Beispielsweise kann die Halterungsvorrichtung durch erste Diagonalverstrebungen, die jeweils zwischen einem unteren oder mittleren Bereich einer Stützstrebe und einem mittleren Bereich einer Querstreben verlaufen, gegen Scherkräfte gestützt werden, die parallel zur y-z-Ebene gerichtet sind (ausgelöst etwa durch Wind, der in oder entgegen der y-Richtung bläst oder dessen Geschwindigkeit jedenfalls eine Komponente in oder entgegen dieser Richtung aufweist). So verläuft etwa in den Ausführungsformen der 1 und 2 eine Diagonalverstrebung 62 zwischen einem unteren bzw. mittleren Bereich der Stützstrebe S₁₂ und einem mittleren Bereich der Querstrebe Q₁, wodurch insbesondere die Stützstreben S₁₁ und S₁₂ gegen ein Umknicken in einer Ebene parallel zur y-z-Ebene gesichert sind. Zudem kann die Halterungsvorrichtung durch zweite Diagonalverstrebungen, die jeweils zwischen einem unteren Bereich einer Stützstrebe und dem oberen Bereich einer benachbarten Stützstrebe verlaufen, gegen Scherkräfte gestützt werden, die parallel zur x-z-Fläche gerichtet sind (ausgelöst etwa durch Wind, der in oder entgegen der x-Richtung bläst oder dessen Geschwindigkeit jedenfalls eine Komponente in oder entgegen dieser Richtung aufweist). So verläuft beispielsweise in den Ausführungsformen der 1 bis 3 eine weitere Diagonalverstrebung 60 zwischen einem unteren Bereich der Stützstrebe S₂₁ und einem oberen Bereich der benachbarten Stützstrebe S₁₁, wodurch insbesondere die Stützstreben S₁₁ und S₂₁ gegen ein Umknicken in einer Ebene parallel zur x-z-Ebene gesichert sind (und damit, jedenfalls bis zu einem gewissen Maß, auch alle anderen Stützstreben der ersten entlang der x-Richtung verlaufenden Reihe von Stützstreben S₁₁, S₂₁, S₃₁, ...).
Das Ständerwerk umfasst nun weiterhin eine Vielzahl von Modultragprofilen, die jeweils auf die Querstreben Q₁, Q₂, Q₃, ... montiert sind. Die Ständerwerke der Ausführungsformen der 1 und 2 umfassen dabei je sechs Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆, die jeweils parallel zur x-Richtung ausgerichtet und äquidistant zueinander angeordnet sind. Aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausrichtung der Querstreben Q₁, Q₂, Q₃, .. verlaufen die Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ daher in einer virtuellen Ebene, die relativ zur Bodenfläche 70 (also der x-y-Ebene) einen Neigungswinkel θ aufweist. In der Ausführungsform der 2 besitzt der Neigungswinkel θ dabei einen Wert zwischen 13° und 14°. Diejenigen Modultragprofile P₂, P₃, P₄, P₅, die dabei jeweils zwischen zwei anderen Modultragprofilen verlaufen, seien nachfolgend als „innere Modultragprofile“ bezeichnet, die beiden verbleibenden Modultragprofile P₁, P₆ entsprechend als „äußere Modultragprofile“.
Die Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ weisen insbesondere jeweils einen oberen Profilbereich 12 auf, der zum Auflagern und vorzugsweise auch zum Befestigen der Photovoltaikmodule M geeignet ist. Insbesondere können die Photovoltaikmodule M mit ihren Längskanten (d. h., mit ihren Kanten, die such in den 1 - 3 in x-Richtung erstrecken) auf die Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ aufgelagert werden, wobei zumindest die inneren Modultragprofile P₂, P₃, P₄, P₅ zum Auflagern der Längskanten zweier benachbarter Photovoltaikmodule ausgelegt sind (siehe 4). Erfindungsgemäß sind die Modultragprofile mit weiteren besonderen Merkmalen ausgestattet, die wesentlich die Fähigkeit des offenbarten Ständerwerks sowie der offenbarten Photovoltaikanlage zum Sammeln, Verteilen und/oder Ableiten von Regenwasser bestimmen. Diese Merkmale werden unten anhand der 4 ausführlich beschrieben.
Stützstreben, Querstreben, Modultragprofile und gegebenenfalls auch die Diagonalstreben sind vorzugsweise aus Metall, beispielsweise aus Aluminium oder rostfreiem Stahl, gefertigt. Es können jedoch auch andere Materialien, beispielsweise Hartplastik, verwendet werden.
Mit Hilfe des zuvor beschriebenen Ständerwerk kann nun eine Photovoltaikanlage aufgebaut werden, indem die Photovoltaikmodule M auf die Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ aufgelagert werden. Jedes Photovoltaikmodul wird dabei zwischen zwei benachbarten Modultragprofilen angeordnet. Beispielsweise kann, wie in der 2 gezeigt, das Photovoltaikmodul M₂₂ zwischen den beiden benachbarten Modultragprofilen P₂ und P₃ angeordnet werden, wobei eine erste Längskante K₂₂₁ des Photovoltaikmoduls M₂₂ auf einem oberen Profilbereich 12 des inneren Modultragprofil P₂ aufliegt und eine zweite Längskante K₂₂₂ des Photovoltaikmoduls M₂₂ auf dem entsprechenden oberen Profilbereich des inneren Modultragprofils P₃ aufliegt. In ähnlicher Weise sind die Photovoltaikmodule M₂₃ und M₁₃ zwischen den benachbarten Modultragprofilen P₃ und P₄ (Modultragprofilen P₄ ist in 2 von den Photovoltaikmodulen M₂₃ und M₁₃ verdeckt) gelagert. Die Photovoltaikmodule können dabei jeweils an den Modultragprofilen befestigt werden. Dies kann beispielsweise mittels Verschraubung erfolgen. So ist in 2 gezeigt, dass, das die erste Längskante K₁₃₁ des Photovoltaikmoduls M₁₃ mit dem Modultragprofil P₃ verschraubt ist, indem von der ersten Längskante K₁₃₁ abstehende Vorsprünge 42 mittels Schrauben 40 mit dem Modultragprofil P₃ verbunden sind. Zudem zeigt 2 auch beispielhaft die Montage der Querstrebe Q₁ auf der Stützstrebe S₁₁ mittels einer Schraubenbefestigung 46.
Wie ferner insbesondere den 1 und 2 entnommen werden kann, liegen in x-Richtung benachbarte Photovoltaikmodule mit ihren gegenüberliegenden Kanten (diese Kanten jeweils in einer Ebene parallel zur y-z-Ebene verlaufend) jeweils bündig aneinander an, so dass also in x-Richtung keine oder nur vernachlässigbar kleine Zwischenräume zwischen benachbarten Photovoltaikmodule vorhanden sind.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage (die hier mit vollständig mit allen Photovoltaikmodulen gezeigt ist) entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform von 1 mit dem Unterschied, dass in der Ausführungsform der 3 in Längsrichtung weniger Photovoltaikmodule als in der Ausführungsform von 1 angeordnet sind, und daher entsprechend auch das Ständerwerk in x-Richtung kürzer ausgeführt ist (in der Ausführungsform der 3 mit nur jeweils 5 in x-Richtung hintereinander aufgestellten Paaren von Stützstreben gegenüber 9 in x-Richtung hintereinander aufgestellten Paaren von Stützstreben in der Ausführungsform von 1). 2 kann sowohl als Detailansicht von 1 als auch als Detailansicht von 3 betrachtet werden.
Bevor näher auf die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ständerwerks und der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage in Bezug auf das Sammeln, Verteilen, und Ableiten von Regenwasser eingegangen wird, soll anhand von 4 der Aufbau eines Beispiels für ein inneres Modultragprofil beschrieben werden, dass in Ausführungsformen des Ständerwerks (etwa in den Ausführungsformen der 1 - 3) verwendet werden kann. In die 4A - 4C ist jeweils ein Koordinatensystem eingezeichnet, dessen Achsen X, Y, Z zur Unterscheidung von den Koordinatensystemen der 1 - 3 mit Großbuchstaben bezeichnet sind, da, je nach Ausführungsform des Ständerwerks, das in 4 gezeigte Modultragprofil P so in das Ständerwerk eingebaut werden kann, dass die Achsen Y und Z der Koordinatensysteme von 4 jeweils um einen Winkel gegenüber den Achsen y und z des Koordinatensystems der 1 - 3 geneigt sein können, wobei zumindest der Betrag dieses Winkels gerade dem oben beschriebenen Neigungswinkel θ der Modulplatte gegenüber der Bodenebene entsprechen kann (jedoch gegebenenfalls eine entgegensetzte Drehrichtung aufweisen kann).
4A zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein inneres Modultragprofil P, in seiner Längsrichtung würde sich das Modultragprofil P sich also senkrecht zur Bildebene der 4A erstrecken. Das innere Modultragprofil P ist insbesondere als Hohlprofil ausgestaltet, d. h., das Modultragprofil P weist im Inneren einen Hohlraum I auf. Das gezeigte Beispiel des Modultragprofils P weist ferner entlang seiner Längsrichtung einen Schlitz 18 auf. Ein solches Hohlprofil mit einem Schlitz entlang seiner Längsrichtung sei hier als „geschlitztes Hohlprofil“ bezeichnet. Der Querschnitt des Hohlprofils ist daher C-förmig, wobei das Hohlprofil - wie im Beispiel - abgesehen von dem Schlitz selbstverständlich auch eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen kann.
Das Montageprofil P weist ferner einen ersten Profilbereich 12 und einen gegenüberliegenden zweiten Profilbereich 16 auf, die durch einen dritten Profilbereich 14 miteinander verbunden sind. Der Schlitz 18 befindet sich nicht auf dem ersten oder zweiten Profilbereich 12,16, sondern gegenüber dem dritten Profilbereich 14 in einem vierten Profilbereich 15, wobei der Schlitz 18 nicht direkt am zweiten Profilbereich 16 anliegt, sondern durch einen Teilbereich 15a des vierten Profilbereich 15, der sich in Richtung des ersten Profilbereich 12 erstreckt, vom zweiten Profilbereich 16 abgesetzt ist.
Der erste Profilbereich 12 weist ein oder mehrere Einlassöffnungen E auf. Vorzugsweise weist der erste Profilbereich 12 eine Vielzahl von in regelmäßigen Abständen entlang der Längsachse des Modultragprofils P angeordneten Einlassöffnungen E auf, wie in 4B schematisch illustriert, die eine Draufsicht auf einen Teilabschnitt des ersten Profilbereichs 12 des Modultragprofils P darstellt. Im Beispiel weisen die Einlassöffnungen E jeweils eine kreisförmige Gestalt auf. In anderen Ausführungsformen können die Einlassöffnungen E jedoch auch jeweils andere Formen aufweisen, beispielsweise eine schlitzförmige Gestalt ähnlich derjenigen der in 4C gezeigten Auslassöffnungen A.
Der zweite Profilbereich 16 der den ersten Profilbereich 12 gegenüber angeordnet ist, weist entsprechend ein oder mehrere Auslassöffnungen A auf. Vorzugsweise weist der zweite Profilbereich 16 eine Vielzahl von in regelmäßigen Abständen entlang der Längsachse des Modultragprofils P angeordneten Auslassöffnungen A auf, wie in 4C schematisch dargestellt, die eine Draufsicht auf einen Teilabschnitt des zweiten Profilbereichs 16 des Modultragprofil P zeigt. Im Beispiel weisen die Auslassöffnungen A jeweils eine schlitzförmige Gestalt auf. In alternativen Ausführungsformen können die Auslassöffnungen A jedoch auch jeweils andere Formen aufweisen, etwa eine kreisförmige Gestalt ähnlich derjenigen der in 4B gezeigten Einlassöffnungen E.
Das Modultragprofil P ist dafür ausgelegt, so in (geeignete Ausführungsformen) des erfindungsgemäßen Ständerwerks eingebaut zu werden, dass sich nach der Montage der erste Profilbereich 12 oberhalb des zweiten Profilbereichs 16 oder größtenteils oberhalb des zweiten Profilbereichs 16 befindet, auch wenn nach der Montage beispielsweise die Achse Y des Koordinatensystems von 4 gegenüber der Achse y des Koordinatensystems der 1 - 3 um einen Winkel geneigt ist. Weiterhin ist insbesondere der obere Profilbereich 12 des Modultragprofils P dazu ausgelegt, dass darauf die Kanten oder Kantenbereiche K₁ und K₂ zweier (in Y-Richtung) benachbarter Photovoltaikmodule M₁ bzw. M₂ aufgelagert werden können. Wie bereits im Hinblick auf 2 beschrieben, können die Kanten oder Kantenbereiche K₁, K₂ der Photovoltaikmodule M₁, M₂ dabei auch auf dem Modultragprofil P (und vorzugsweise auf dessen erstem Profilbereich 12) befestigt werden, beispielsweise mittels Verschraubung (in 4 nicht gezeigt).
Beim Auflagern der Photovoltaikmodule M₁ und M₂ auf den ersten Profilbereich 12 werden die Photovoltaikmodule M₁, M₂ insbesondere so gelagert, dass ihre gegenüberliegenden Kanten K₁ bzw. K₂ in Bezug auf die Y-Richtung einen Abstand Δ zueinander aufweisen, so dass also zwischen den Kanten K₁, K₂ ein Teilbereich 12a des ersten Profilbereichs 12 verbleibt, der von keinem der beiden Photovoltaikmodule M₁, M₂ überdeckt ist, wobei sich dieser Teilbereich 12a in X-Richtung über den gesamten Abschnitt zwischen den beiden Kanten K₁, K₂ erstreckt. In Bezug auf die Y-Richtung ist der Teilbereich 12a zentral auf dem ersten Profilbereich 12 positioniert. Die Einlassöffnungen E des ersten Profilbereich 12 sind nun so angeordnet, dass sich für jede oder zumindest für einige der Einlassöffnungen E jeweils zumindest ein Teilabschnitt der Einlassöffnung in dem Teilbereich 12a befindet. Vorzugsweise sind alle oder zumindest ein Großteil der Einlassöffnungen E so im ersten Profilbereich 12 angeordnet, dass sich für jede Einlassöffnung zumindest ein Teilabschnitt im Teilbereich 12a befindet. Vorzugsweise befindet sich eine Einlassöffnung vollständig im Teilbereich 12a.
Durch die vorstehend beschriebene Anordnung kann Wasser 84, das sich auf der Außenseite des ersten Profilbereichs 12 sammelt (also beispielsweise von zumindest einer der Photovoltaikmodule M₁, M₂ in den Teilbereich 12a hineinfließt) durch die Einlassöffnungen E in den Innenbereich I des Modultragprofil P gelangen (in 4 durch die Tropfen T' angedeutet), tropft oder fließt dort auf die Innenseite des zweiten Profilbereichs 16 und sammelt sich dort zwischen dem dritten Profilbereich 14 und dem vierten Profilbereich 15 (bzw. dem Teilbereich 15a des vierten Profilbereichs 15). Auf der Innenseite des zweiten Profilbereichs 16 kann das Regenwasser nun so lange fließen oder sammeln, bis es wiederum durch eine der Auslassöffnungen A durch den zweiten Profilbereich 16 hindurch nach unten abfließen oder abtropfen kann (in 4 durch die Tropfen T angedeutet).
Um einen unerwünschten Abfluss des Wassers vom Teilbereich 12a durch eventuell bei der Montage der Photovoltaikmodule M₁, M₂ auf das Modultragprofil P (etwa durch geringfügige Unebenheiten oder Verbindungen) entstandene Zwischenräume zwischen den Kanten oder Kantenbereichen K₁ und/oder K₂ und dem ersten Profilbereich 12 zu verhindern, kann zwischen den Kanten oder Kantenbereichen K₁, K₂ und dem ersten Profilbereich 12 jeweils eine Isoliervorrichtung (beispielsweise eine Gummischicht) eingefügt sein.
Das innere Modultragprofil P kann an einem oder auch an beiden seiner Enden (in oder entgegen der X-Richtung gesehen) Endöffnungen aufweisen. In Ausführungsformen können eine oder beide Endöffnungen jeweils einfach dem Querschnitt des Innenbereichs I entsprechen; dies ist der Fall, wenn die entsprechenden Enden des inneren Modultragprofils P einfach durch einen Querschnitt durch das Modultragprofil P gegeben sind. Beispielsweise weist das innere Modultragprofil P₂ der Ausführungsformen nach 2 an seinem der x-Richtung entgegenweisenden Ende eine erste Endöffnung O₂₁ auf, und kann an seinem in die x-Richtung zeigenden Ende eine zweite Endöffnung O₂₂ (nicht gezeigt) aufweisen. Entsprechend weist das innere Modultragprofil P₃ der Ausführungsformen nach 2 an seinem der x-Richtung entgegenweisenden Ende eine erste Endöffnung O₃₁ auf, und kann an seinem in die x-Richtung zeigenden Ende eine zweite Endöffnung O₃₂ (nicht gezeigt) aufweisen. Die Endöffnungen können jeweils eine größere Öffnungsfläche aufweisen als die Auslassöffnungen A. Überschüssiges Wasser, das aus dem Modultragprofil P nicht durch die Auslassöffnungen A abgeführt werden konnte, kann das Modultragprofil P dann durch eine Endöffnung verlassen.
Das Sammeln, Verteilen und/oder Ableiten des Regenwassers durch eine aufgebaute Photovoltaikanlage kann damit im Hinblick auf die 1 - 3 wie folgt beschrieben werden: Regenwasser 82, das bei Regenwetter etwa aus einer Wolke 80 auf die Photovoltaikanlage 1 abregnet, fällt dort zunächst auf die Flächen der Photovoltaikmodule M. Durch die Neigung der Photovoltaikmodule M beginnt das dort auftreffende Wasser von den Photovoltaikmodulen M abzufließen. Alle Photovoltaikmodule mit Ausnahme derjenigen, die mit ihrer unteren Längskante auf dem äußeren Modultragprofil P₆ aufliegen, liegen mit ihrer unteren Längskante jeweils in der oben mit Bezug auf die 4 beschriebenen Weise auf einem der inneren Modultragprofile P₂, P₃, P₄, P₅ auf, die jeweils ähnlich oder identisch zu dem in 4 beschriebenen Modultragprofil P ausgestaltet seien. Der Einfachheit halber sein nachfolgend solche Photovoltaikmodule, die auf dem unteren äußeren Modultragprofil P₆ aufliegen, kurz als „untere Photovoltaikmodule“ bezeichnet. Ferner seien alle Photovoltaikmodule, bei denen es sich nicht um untere Photovoltaikmodule handelt, im Folgenden abkürzend als „obere Photovoltaikmodule“ bezeichnet. Regenwasser, das von einem der oberen Photovoltaikmodule abschließt, gelangt somit auf den Teilbereich 12a desjenigen inneren Modultragprofils, auf dem das jeweilige Photovoltaikmodul mit seiner unteren Längskante oder dem entsprechenden Kantenbereich aufgelagert ist (in den 1 und 2 durch die Pfeile F₂, für das Modultragprofil P₂ und die Pfeile F₃ für das Modultragprofil P₃ schematisch angedeutet). Zumindest ein Teil des Regenwassers, dass ich auf dem Teilbereich 12a des entsprechenden inneren Modultragprofil sammelt, wird daher in der vorstehend anhand von 4 beschriebenen Weise in den Innenraum I des Modultragprofils gelangen; gegebenenfalls wird überschüssiges Wasser, das nicht von diesen Modultragprofil aufgenommen werden kann, weiter auf das sich nach unten hin folgende Photovoltaikmodule fließen, auf dem es sich mit dem dort auftreffenden Regenwasser vermischt und von dort aus wiederum nach unten abfließt.
Die äußeren Modultragprofile P₁, P₆ sind in den Ausführungsformen der 1 - 2 identisch zu den inneren Modultragprofilen P₂, P₃, P₄, P₅ ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass einerseits für diese Ausführungsformen nur jeweils eine Sorte von Modultragprofilen hergestellt zu werden braucht, was eine Vereinfachung des Produktionsprozesses bedeutet, und andererseits bei der Montage nicht darauf geachtet zu werden braucht, welches Modultragprofil an welcher Stelle montiert wird, was eine Vereinfachung des Montageprozesses bedeutet. In diesem Falle kann also auch durch die äußeren Modultragprofile P₁, P₆ Regenwasser gesammelt, verteilt und abgeleitet werden, auch wenn dies im Vergleich zu den inneren Modultragprofilen möglicherweise weniger effizient erfolgt. In alternativen Ausführungsformen kann das obere äußere Modultragprofil P₁ und/oder das untere äußere Modultragprofil P₆ auch eine andere Gestalt besitzen, die nicht unbedingt die Merkmale der inneren Modultragprofile, wie sie mit Bezug zu 4 beschrieben worden sind, aufweisen muss. In Ausführungsformen kann unterhalb des unteren äußeren Modultragprofils auch eine Rinne (Regenrinne) angebracht sein (nicht gezeigt), von der Regenwasser, das über die untere Kante der unteren Photovoltaikmodule abfließt, effizient aufgefangen und kontrolliert abgeleitet werden kann.
Sind - anders als bei den Ausführungsformen der 1 bis 3 - die Photovoltaikmodule M relativ zur Bodenfläche 70 nicht geneigt - in anderen Worten, die Photovoltaikmodule M sind jeweils im Wesentlichen parallel zur Bodenfläche 70 angeordnet, und die aus der Gesamtheit der Photovoltaikmodule M bestehende Modulplatte bildet folglich eine Art „Flachdach“ -, so sei zwar nicht die Gravitationskraft für ein Abfließen von auf einem Photovoltaikmodul befindlichem Regenwasser in eine bestimmte Richtung, jedoch wird das Regenwasser in diesem Falle dennoch von dem Photovoltaikmodul abfließen - und zwar im Prinzip, d. h., von eventuellen Unebenheiten abgesehen, aus einem zentralen Bereich des Photovoltaikmoduls hin zu dessen Rändern -, wenn sich auf dem Photovoltaikmodul genügend viel Regenwasser angesammelt hat. Regenwasser, das über diese Ränder auf Modultragprofile gelangt, wird dann von den inneren Modultragprofilen - und gegebenenfalls, wenn diese geeignet ausgestaltet sind, auch von den äußeren Modultragprofil - in der zuvor beschriebenen Weise absorbiert, gesammelt, und durch die Auslassöffnungen der Modultragprofile wieder abgegeben.
Wie im Zusammenhang mit 4 beschrieben, sammelt sich nun das Regenwasser zunächst in Innenbereichen I der inneren Modultragprofile, bevor es dann durch deren Auslassöffnungen A wieder aus den Modultragprofil der herausgelangt. Je nachdem, ob es sich bei einer Auslassöffnung um eine Anschlussöffnung handelt, an die eine Leitung eines Leitungssystems angeschlossen ist, das das aus der Auslassöffnung austretende Regenwasser geeigneten Behältnissen zuführt, oder um eine Tropföffnung handelt, durch die Wasser einfach nach unten vom Modultragprofil P abtropft, kann das durch das Modultragprofil P gesammelte Wasser also anschließend gespeichert (siehe 6) werden oder direkt zur kontrollierten Beregnung der Bodenfläche 70 unterhalb des Ständerwerks bzw. der Photovoltaikanlage dienen.
In den 1 - 3 sind alle Auslassöffnungen A aller Modultragprofile als Tropföffnungen ausgestaltet. Wasser, das aus diesen Tropföffnungen herausgelangt, wird also von den Modultragprofilen P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ auf die Bodenfläche 70 herabtropfen (man beachte, dass bei den gezeigten Ausführungsformen die äußeren Modultragprofile P₁, P₆ identisch zu den inneren Modultragprofilen P₂, P₃, P₄, P₅ gestaltet sind; siehe oben), so dass auf diese Weise die Bodenfläche 70 unter dem Ständerwerk bzw. der Photovoltaikanlage 1 bewässert wird (in den 1 und 2 schematischen durch die Tropfen T₂, T₃, T₄, T₅, T₆ angedeutet, die jeweils von den Modultragprofilen P₂, P₃, P₄ bzw. P₅ abtropfen). Die Bewässerung des Bodenfläche 70 erfolgt dabei jedoch nicht gleichmäßig, sondern so, dass die Intensität der Bewässerung in den Bereichen jeweils unterhalb eines Modultragprofils maximal wird (da etwa die Tropfen T₂ vorwiegend in den Bereich unterhalb des Modultragprofils P₂ fallen, die Tropfen T₃ vorwiegend in dem Bereich unterhalb des Modultragprofils P₃ usw.) und in Bereichen, die sich (mit Bezug auf die y-Richtung) in der Mitte zwischen zwei benachbarten Modultragprofilen befinden, minimal wird (und in denen gegebenenfalls, je nach Ausführungsform, sogar überhaupt keine Bewässerung erfolgt). In anderen Worten, durch die Anordnung der Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ im Ständerwerk kann gezielt die Bewässerung (Beregnung) der Bodenfläche 70 unterhalb der Photovoltaikanlage 1 gesteuert werden. Noch anders formuliert, die Bewässerung (Beregnung) der Bodenfläche 70 unterhalb der Photovoltaikanlage 1 besitzt also ein Intensitätsprofil mit Maxima in Bereichen direkt unterhalb der Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ (diese Bereiche sein nachfolgend auch als „Tropfkanten“ bezeichnet, wobei jedes der Modultragprofile eine „Tropfkante“ erzeugt) und mit Minima Bereichen, die sich (mit Bezug auf die y-Richtung) in der Mitte zwischen jeweils zwei benachbarten Modultragprofilen befinden. Da die Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ hier zudem äquidistant angeordnet sind, ist dieses Intensitätsprofil unterhalb der Photovoltaikanlage 1 in y-Richtung periodisch oder im Wesentlichen periodisch.
Für viele Pflanzensorten zeigt sich, dass es vorteilhaft ist, wenn eine direkte Beregnung der Pflanzen (d. h., ein Benetzen der oberirdischen Teile der Pflanzen wie etwa ihrer Blätter, der Stämme oder der Stängel und gegebenenfalls insbesondere ihrer Früchte mit Wasser) vermieden wird, und stattdessen das Wasser in oder auf einen Bodenbereich um die jeweiligen Pflanzen herum eingeleitet oder auf diesen Bereich getropft wird, unter dem sich das Wurzelwerk der Pflanzen befindet. Auf diese Weise lassen sich Schädigungen der oberirdischen Teile der Pflanzen vermeiden, etwa Fäulnis und/oder Pilzbefall bei Obstsorten (siehe oben).
Daher ist bei vielen Pflanzenarten vorteilhaft, die Pflanzen unterhalb des Ständerwerks zwischen die Tropfkanten zu setzen, d. h., in die Bereiche der Bodenfläche 70, an denen sich die Minima des Intensitätsprofils der Bewässerung befinden. Dies ist beispielhaft in 3 illustriert. Regenwasser, das durch die Zwischenräume Z₁, Z₂, Z₃, Z₄ auf die entsprechenden inneren Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄ und durch deren jeweilige Einlassöffnungen E (siehe 2 und 4A, 4B) in die jeweiligen Innenbereiche I (siehe 4A) gelangt, tropft dann durch die in regelmäßigen Abständen entlang der gesamten Länge des jeweiligen Modulprofils angeordneten schlitzförmigen Auslassöffnungen A (siehe 4C) nach unten auf die Bodenfläche 70. Auf der Bodenfläche 70 sind nun drei Reihen R₁, R₂, R₃ von Pflanzen angebaut, wobei sich diese Reihen R₁, R₂, R₃ unterhalb der Modulplatte der Photovoltaikanlage 1 jeweils parallel zur x-Richtung erstrecken. Die Reihen R₁, R₂, R₃ sind dabei nicht auf die Tropfkanten (die Bereiche C₁, C₂, C₃, C₄ jeweils unterhalb der Modultragprofile P₁, P₂, P₃ bzw. P₄; siehe oben) gesetzt, sondern jeweils so, dass sie sich in Bereichen neben zumindest einer der Tropfkanten C₁, C₂, C₃, C₄ befinden, wobei die Pflanzen jeweils so gesetzt sind, dass sich zumindest ein Teil ihres Wurzelwerks in der Bodenfläche 70 in den Bereich zumindest einer der Tropfkanten C₁, C₂, C₃, C₄ erstreckt. Somit werden aus den Auslassöffnungen A der Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄ also nicht vorwiegend der oberirdische Teil der Pflanzen beregnet, sondern das Wasser wird - zumindest zum überwiegenden Teil - an den oberirdischen Teilen der Pflanze vorbei gezielt ihrem jeweiligen Wurzelwerk zugeführt.
In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ständerwerks können die Modultragprofile so ausgestaltet sein, dass der Fluss durch die Auslassöffnungen A (also insbesondere bei Tropföffnungen das Volumen des pro Zeiteinheit abtropfenden Wassers) reguliert werden kann. Dies sei im Folgenden anhand der 5 illustriert. Das in 5 gezeigte Modultragprofil P entspricht im Wesentlichen dem bereits oben im Kontext der 4 beschriebenen. Zusätzlich weist jedoch das Modultragprofil P in 5 eine Schieberegler 90 auf. Der Schieberegler 90 weist einen flachen Balken auf, der - zumindest annähernd - über die gesamte Länge des Modultragprofils P erstreckt und in dessen Innenbereich I auf der Innenseite des zweiten Profilbereichs 16 (in und entgegen der X-Richtung) verschiebbar gelagert ist. In Y-Richtung kann der Schieberegler 90 dabei die gesamte Innenseite des zweiten Profilbereichs 16 zwischen dem dritten Profilbereich 14 und dem vierten Profilbereich 15 (bzw. dem Teilbereich 15a des vierten Profilbereichs 15) überdecken. Der Schieberegler 90 kann aus zumindest einer der Endöffnungen des Modultragprofils P herausragen, so dass er an diesen herausragenden Enden manuell verschoben werden kann. Regenwasser 86, das durch die Einlassöffnungen E in den Innenbereich I des Modultragprofils P gelangt, sammelt sich in dieser Ausführungsform dann also nicht auf der Innenseite des zweiten Profilsbereichs 16, sondern (in Z-Richtung) oberhalb des Schiebereglers 90.
Insbesondere weist der Schieberegler 90 in regelmäßigen Abständen Öffnungen auf - nachfolgend als Regelungsöffnungen A' bezeichnet - die eine den Auslassöffnungen A des Modultragprofils P entsprechende Gestalt aufweisen und so angeordnet sind, dass in zumindest einer Stellung des Schiebereglers 90 relativ zu Modultragprofil P die Regelungsöffnungen A' jeweils genau (in Z-Richtung) über den Auslassöffnungen A positioniert sind. In dieser Position des Schiebereglers 90 ist also kein Bereich oder Teilbereich der Auslassöffnungen A durch Material des Schiebereglers 90 überdeckt, so dass Wasser 86, dass sich über dem Schieberegler 90 angesammelt hat, durch den gesamten Bereich der Auslassöffnungen A aus dem Modultragprofil P herausgelangen kann. In dieser Position des Schiebereglers 90 ist das Modultragprofil P also für den maximalen Abfluss aus den Auslassöffnungen A eingestellt. 5A illustriert im Schnitt, wie Wasser 86 aus einem Bereich oberhalb des Schiebereglers 90 zunächst durch eine Regelungsöffnung A' und direkt im Anschluss durch die sich darunter befindliche Auslassöffnung A - wie durch den Pfeil angedeutet - aus dem Modultragprofil P heraus gelangen kann.
Wird der Schieberegler 90 jedoch aus der vorgeschriebenen Position in oder entgegen der X-Richtung verschoben, kann sich eine Stellung des Schiebereglers 90 relativ zum Montageprofil P ergeben, wie sie in 5C gezeigt ist. 5C zeigt einen Längsschnitt durch das Modultragprofil P entlang der Linie B-B in 5A. In dieser Stellung des Schiebereglers 90 sind in X-Richtung gegenüber den Auslassöffnungen A (in 5C gestrichelt gezeichnet) verschoben, so dass Letztere teilweise durch Material des Schiebereglers 90 verdeckt werden. Nur ein Teilbereich U der Auslassöffnungen A befindet sich im Bereich der Regelungsöffnungen A' und ist also nicht durch den Schieberegler 90 verdeckt. In dieser Position kann also Wasser 86 nicht durch den gesamten Bereich der Auslandsöffnungen A aus dem Innenbereich I des Modultragprofils P entweichen, sondern nur durch die Teilbereiche U der Auslassöffnungen A, die jeweils nicht durch den Schieberegler verdeckt ist. Das Volumen an Wasser 86, dass pro Zeiteinheit durch die Auslassöffnungen A hindurchströmen kann, ist also im Vergleich zu der oben beschriebenen Situation, die den maximalen Abfluss durch die Auslassöffnungen A ermöglicht, beschränkt. Wasser 86, das nicht durch die Auslassöffnungen A abgeführt werden kann, kann in diesem Falle durch Endöffnungen (siehe 2) aus dem Modultragprofil P herausgeleitet werden.
Im Extremfall kann der Schieberegler 90 auch so positioniert werden, dass die Auslassöffnungen A des Montageprofils P jeweils vollständig vom Schieberegler 90 überdeckt sind. Diese Situation ist in einer Querschnittsansicht in 5B gezeigt. In diesem Falle wird also kein Wasser mehr durch die Auslassöffnungen A abgegeben und das Wasser muss gegebenenfalls vollständig etwa durch die Endöffnungen (siehe 2) aus dem Montageprofil P abgeführt werden. Dies kann nützlich sein, wenn nach einer längeren Regenperiode das Erdreich der Bodenfläche 70 unter der Photovoltaikanlage 1 bereits so nass ist, dass sich eine weitere Bewässerung / Beregnung der Bodenfläche 70 nachteilig auf die dort wachsenden Pflanzen auswirken würde.
6 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage, die schematisch illustriert, wie das Ständerwerk mit verschiedenen positionierten Auffangbehältnissen zum Speichern des Regenwassers sowie mit einem Leitungssystem und einem Bewässerungssystem kombiniert oder ergänzt werden kann. Das Ständerwerk umfasst dabei Stützstreben S₁₁, S₁₂, Querstreben Q₁ und Modultragprofile P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆, die beispielsweise angeordnet sein können wie im Zusammenhang mit den 1 - 3 beschrieben. Die Photovoltaikanlage 1 umfassen wiederum dieses Ständerwerk sowie eine Vielzahl von Photovoltaikmodulen M, die auf das Ständerwerk aufgelagert sind, wie ebenfalls im Kontext der 1 - 3 erläutert.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Ständerwerk bzw. die Photovoltaikanlage 1 drei verschiedene Auffangbehältnisse 100, 110, 120. Ferner umfasst das Ständerwerk eine Leitungssystem, das hier die Leitungen 201, 211 und 221 aufweist, sowie ein Bewässerungssystem, dass hier die Bewässerungsleitungen 213, 203 und 223 aufweist. Jede der Leitungen 201, 211, 221 sowie jede der Bewässerungsleitungen 213, 203, 223 kann dabei als Schlauch oder Rohr ausgestaltet sein.
Ein erstes Auffangbehältnis 100 ist dabei als Fass oder Tonne ausgestaltet, in die Wasser von oben eingefüllt werden kann und die gegenüber der Bodenfläche 70 etwas erhöht auf einem Sockel 101 positioniert ist. Im Beispiel ist die Leitung 201 an einer Auslassöffnung oder einer Endöffnung des zweiten Modultragprofils P₂ angeschlossen und dazu ausgelegt, Wasser von dort zum ersten Auffangbehältnis 100 zu transportieren. Da sich das Auffangbehältnis 100 unterhalb des zweiten Modultragprofils P₂ befindet, ist für den Transport des Wassers durch die Leitung 201 kein Antriebsmittel (z. B. Pumpe) notwendig, da das Wasser einfach durch die Gravitationskraft durch die Leitung 201 geführt wird. Weiterhin weist das Auffangbehältnis 100 eine Ausleitungseinrichtung 202 zum Ausleiten von Wasser aus dem Auffangbehältnis 100 auf, an die die Bewässerungsleitung 203 angeschlossen ist. Die Ausleitungseinrichtung 202 kann zum Regulieren des Abflusses aus dem Auffangbehältnis 100 ausgelegt sein; beispielsweise kann die Ausleitungseinrichtung 202 ein Wasserhahn sein. Die Bewässerungsleitung 203 ist ferner dazu ausgelegt Wasser aus dem Auffangbehältnis 100 zu einem geeigneten Zielort für eine Bewässerung zu leiten. Im gezeigten Beispiel ist die Bewässerungsleitung 203 dazu ausgelegt, Wasser in einen Bereich der Bodenfläche 70 zwischen den Pflanzen R₂ und R₃ zu führen, unter dem sich das Wurzelwerk W₂ bzw. W₃ dieser Pflanzen befindet. Da das Auffangbehältnis 100 auf einem Sockel 101 etwas erhöht gegenüber der Bodenfläche 70 positioniert ist, genügt wiederum die Gravitationskraft, um das Wasser aus dem Auffangbehältnis 100 zum Zielort der Bewässerung zu transportieren. Es ist also hier weder ein Antriebsmittel (etwa eine Pumpe) für das Einleiten des durch das Modultragprofil P₂ gesammelten Regenwassers in das Auffangbehältnis 100 notwendig, noch ein Antriebsmittel für das Ausleiten und Transportieren des im Auffangbehältnis 100 gespeicherten Wassers zum Zielort der Bewässerung.
Ein zweites Auffangbehältnis 110 ist als in der Bodenfläche 70 eingelassenes Wasserbecken ausgestaltet. Eine Leitung 211 ist dazu ausgelegt, Wasser vom ersten Modultragprofil P₁ zum zweiten Auffangbehältnis 110 zu leiten. Die Funktionsweise der Leitung 211 entspricht im Wesentlichen derjenigen der zuvor beschriebenen Leitung 201. da sich das zweite Auffangbehältnis 110 unterhalb des Anschlusses der Leitung 210 am Modultragprofil P₁ befindet, ist also insbesondere auch hier keine Pumpe notwendig, um das vom ersten Modultragprofil P₁ gesammelte Regenwasser dem zweiten Auffangbehältnis 110 zuzuführen. Im Beispiel soll mit dem Wasser des zweiten Auffangbehältnisses 110 ein Baum 400 bewässert werden. Dazu führt eine Bewässerungsleitung 213 vom zweiten Auffangbehältnis 110 zum Zielort der Bewässerung der hierdurch eine Bodenbereich 410 um den Stamm des Baumes 400 gegeben ist. Da sich jedoch im als im Boden eingelassenes Wasserbecken ausgestalteten zweiten Auffangbehältnis 110 das Wasser ungefähr auf gleicher Höhe wie der Zielort befindet, ist es hier nicht möglich das Wasser durch die Gravitationskraft vom zweiten Auffangbehältnis 110 zum Zielort 410 zu leiten. Daher ist es hier notwendig, die Bewässerungsleitung 213 mit einem Antriebsmittel 310, etwa einer Pumpe, auszustatten, um das Wasser aus dem zweiten Auffangbehältnis 110 dem Zielort zuzuführen. Das Antriebsmittel 310 kann dabei mit elektrischer Energie betrieben werden, die von den Photovoltaikmodulen M der Photovoltaikanlage 1 erzeugt wird. Dazu kann das Antriebsmittel 310 durch eine elektrische Leitung 312 mit einem der Photovoltaikmodule M verbunden sein. In Ausführungsformen kann zum Zweck des Betriebs des Antriebsmittels 310 auch zunächst von der Photovoltaikanlage 1 erzeugte elektrische Energie in einem Akkumulator (nicht gezeigt) zwischengespeichert werden, die dann bei Bedarf dem Antriebsmittel 310 zugeführt wird. Auf diese Weise ist der Betrieb des Antriebsmittels 310 unabhängig von der zu einem gegebenen Zeitpunkt gerade vorhandenen Intensität des auf die Photovoltaikmodule M eingestreuten Sonnenlichts.
Ein drittes Auffangbehältnis 120 ist im Beispiel wiederum als Fass oder Tonne ausgestaltet, die hier erhöht gegenüber der Photovoltaikanlage 1 auf einem Hügel positioniert ist. Das dritte Auffangbehältnis 120 ist für die Bewässerung des Wurzelwerks W₁ (Zielort) einer Pflanze R₁ vorgesehen. Dazu führt eine Bewässerungsleitung 223 von einer Ausleitungsvorrichtung 222 (Wasserhahn) des dritten Auffangbehältnisses 120 zum Zielort. Da hier das Auffangbehältnis 120 sehr hoch gegenüber dem Zielort installiert ist, kann das Wasser über entsprechend weite Strecken vom Auffangbehältnis 120 zum Zielort transportiert werden, ohne dass die Bewässerungsleitung 223 mit einem Antriebsmittel (Pumpe) ausgestattet werden muss. Auf der anderen Seite befindet sich das Auffangbehältnis 120 deutlich oberhalb des Modultragprofils P₆, mit dessen eingesammelten Regenwasser es befüllt wird, so dass es hier also nötig ist, die am Modultragprofil P₆ angeschlossene Zuleitung 221, die dazu ausgelegt ist, das Wasser vom Modultragprofil P₆ dem dritten Auffangbehältnis 120 zuzuführen, mit einem Antriebsmittel 320 (Pumpe) zu versehen. Die Versorgung des Antriebsmittels 320 mit elektrischer Energie kann dabei analog zu der oben beschriebenen Versorgung des Antriebsmittels 310 der Bewässerungsleitung 213 erfolgen. Dazu kann das Antriebsmittel 320 durch eine elektrische Leitung 322 mit einem der Photovoltaikmodule M verbunden sein.
Die 1 - 6 können auch wie folgt kurz zusammengefasst werden. Regenwasser, welches auf die Modulplatte abregnet, läuft zum nächsten Modultragprofil P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆, P und gelangt da zunächst durch Einlassöffnungen E auf der Oberseite 12 des Profils P ins Profilinnere I und wird dann über Auslassöffnungen A - beispielsweise Langlöcher oder Schlitze an der Unterseite oder am unteren Biegeradius des Modultragprofils P - in Richtung der Längsachse x der Photovoltaikanlage 1 konzentriert auf die unterhalb der Modulplatte angepflanzten Pflanzen R₁, R₂, R₃ abgeführt. Durch die Größe der Auslassöffnungen A kann die Intensität des Tropfvolumens begrenzt werden. Überschüssiges Wasser wird in Ausführungsformen beispielsweise zu den senkrechten Stützstreben geleitet, und gelangt dann über deren Hohlprofil in Auffangbehälter, beispielsweise oberirdische Auffangbehälter. Über diese kann das Regenwasser bei Bedarf- bei geeigneter Anordnung der Auffangbehälter in Ausführungsformen ohne Pumpeneinsatz - zu den Pflanzen R₁, R₂, R₃ geleitet werden. Der Einsatz dieser Lösung bietet sich insbesondere beim Anbau von Kulturpflanzen an, die auch sonst beregnet werden können und auch für Solarkonzepte mit einem Bewuchs mit Blühsaaten und Gräsern unter den Modulen sowie Pflege durch extensive Beweidung, beispielsweise durch Schafe.
In alternativem Ausführungsformen wird auf Auslassöffnungen A in den Modultragprofilen P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆ verzichtet, und das Regenwasser wird unmittelbar in Auffangbehältnissen (beispielsweise oberirdischen Auffangbehältern) gesammelt und bei Bedarf an die Pflanzen geleitet. Diese Lösung bietet sich insbesondere für Kulturpflanzen an, die durch Tropfer im Bodenbereich zu bewässern sind.
Bezugszeichenliste

1: Photovoltaikanlage
12: erster Profilbereich
14: dritter Profilbereich
15: vierter Profilbereich
15a: Teilbereich des vierten Profilbereichs
16: zweiter Profilbereich
18: Schlitz
60, 62: Diagonalverstrebungen
40: Schrauben
42: Vorsprünge
46: Schraubenbefestigung
50: Verstrebungen
70: Bodenfläche
80: Wolke
82: Regen
84, 86: Regenwasser
90: Schieberegler
100, 110, 120: Auffangbehältnisse
101: Sockel
201, 211, 221: Leitungen
202, 222: Ausleitungseinrichtungen
203, 213, 223: Bewässerungsleitungen
310, 320: Antriebsmittel (Pumpen)
312, 322: elektrische Verbindungen
400: Baum
410: Bodenbereich
A: Auslassöffnungen
A': Regelungsöffnungen
B-B: Schnittebene
C1, C2, C3, C4: Tropfkanten
Δ: Abstand
E: Einlassöffnungen
F2, F3: Pfeile
h1, h2: Höhen
θ: Neigungswinkel
I: Innenbereich
K1, K2: Kanten oder Kantenbereiche
K131, K221, K222: Kanten oder Kantenbereiche
M, M1, M2 M11, M12, M21, M22,: Photovoltaikmodule
M23, M13, M15: Photovoltaikmodule
O21, O31: Endöffnungen
P1, P2, P3, P4, P5, P6: Modultragprofile
Q1, Q2, Q3: Querstreben
R1, R2, R3: Pflanzen / Pflanzenreihen
S11, S21, S31, S21, S22, S42, S52, S62, S92: Stützstreben
T, T': Tropfen
T2, T3, T4, T5, T6: Tropfen
U: Teilbereich
V1, V2: virtuelle Ebenen
W1, W2, W3: Wurzelwerk
x, y, z: Achsen eines kartesischen Koordinatensystems
X, Y, Z: Achsen eines kartesischen Koordinatensystems
Z1, Z2, Z3, Z4: Zwischenräume

Claims

Ständerwerk zum Auflagern eines Satzes von Photovoltaikmodulen (M) sowie zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser (82), umfassend: eine Vielzahl von Modultragprofilen (P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆); und eine Halterungsvorrichtung zum Abstützen der Modultragprofile, wobei die Vielzahl von Modultragprofilen ein erstes äußeres Modultragprofil (P₁), ein zweites äußeres Modultragprofil (P₆) und ein oder mehrere innere Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅) umfasst; wobei die inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅) zwischen dem ersten äußeren (P₁) Modultragprofil und dem zweiten äußeren Modultragprofil (P₆) angeordnet sind; wobei jedes der inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅) ein Hohlprofil oder ein geschlitztes Hohlprofil ist, das einen ersten Profilbereich (12) und einen zweiten Profilbereich (16), der dem ersten Profilbereich (12) gegenüberliegt, aufweist; wobei, für jedes der inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅), der erste Profilbereich (12) eine Vielzahl von Einlassöffnungen (E) aufweist und zur Auflage von Kanten oder Kantenbereichen (K₁, K₂) von Photovoltaikmodulen (M) geeignet ist; wobei, für jedes der inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅), der zweite Profilbereich (16) mindestens eine Auslassöffnung (A) aufweist und/oder das jeweilige Modultragprofil an einem oder beiden seiner Enden eine Endöffnung (021, 031) aufweist; und wobei die Photovoltaikmodule (M) so auf dem Ständerwerk lagerbar sind, dass zumindest einige der Einlassöffnungen (E) jeweils nicht oder nur teilweise von Photovoltaikmodulen (M) überdeckt sind.
Ständerwerk nach Anspruch 1, wobei die Modultragprofile (P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆) so angeordnet sind, dass die Photovoltaikmodule (M) jeweils zwischen zwei Modultragprofilen lagerbar sind; und wobei zumindest eine Kante oder ein Kantenbereich eines Photovoltaikmoduls (M) auf dem ersten Profilbereich (12) eines der inneren Modultragprofils (P₂, P₃, P₄, P₅) aufliegt und eine gegenüberliegende Kante oder ein gegenüberliegender Kantenbereich dieses Photovoltaikmoduls auf dem ersten Profilbereich eines weiteren inneren Modultragprofils oder auf einem der äußeren Modultragprofile (P₁, P₆) aufliegt.
Ständerwerk nach Anspruch 2, wobei die Photovoltaikmodule (M) so auf dem Ständerwerk lagerbar sind, dass für jedes Paar von Photovoltaikmodulen (M₁, M₂), die in Bezug auf ein inneres Modultragprofil (P) einander gegenüberliegend angeordnet sind, die jeweiligen Photovoltaikmodule (M₁, M₂) auf dem entsprechenden inneren Modultragprofil (P) in Bezug auf eine Richtung (Y) quer zur Längsrichtung (X) des inneren Modulprofils (P) beabstandet zueinander aufliegen; und wobei sich die Einlassöffnungen (E) des inneren Modultragprofils (P), die sich in Längsrichtung (X) des inneren Modultragprofils (P) zwischen den entsprechenden Photovoltaikmodulen (M₁, M₂) befinden, sich in einer Richtung (Y) quer zur Längsrichtung (X) des Modultragprofils (P) jeweils zumindest teilweise zwischen den einander gegenüberliegenden Kanten oder gegenüberliegenden Kantenbereichen (K₁, K₂) der jeweiligen Photovoltaikmodule (M₁, M₂) befinden.
Ständerwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Modultragprofile (P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆) parallel zueinander angeordnet und jeweils parallel zu einer ersten Richtung (x) ausgerichtet sind; und wobei vorzugsweise der Abstand zweier benachbarter Modultragprofile für jedes Paar benachbarter Modultragprofile identisch ist.
Ständerwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Modultragprofile (P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆) auf einer ersten virtuellen Ebene (V₁) angeordnet sind; und wobei vorzugsweise die erste virtuelle Ebene (V₁) gegenüber einer zweiten virtuellen Ebene (V₂), die orthogonal zur Richtung der Gravitationskraft ausgerichtet ist, einen Neigungswinkel (θ) aufweist.
Ständerwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zumindest an einem der äußeren Modultragprofile (P₁, P₆) eine Rinne zum Auffangen von Regenwasser angebracht ist.
Ständerwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Halterungsvorrichtung ferner eine Vielzahl von Querstreben (Q₁, Q₂, Q₃) aufweist; und wobei zumindest einige der Modultragprofile (P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, P₆) auf zumindest einem Teil den Querstreben (Q₁, Q₂, Q₃) aufgelagert oder an zumindest einem Teil der Querstreben (Q₁, Q₂, Q₃) montiert sind.
Ständerwerk nach Anspruch 7, wobei die Halterungsvorrichtung ferner eine Vielzahl von Stützstreben (S₁₁, S₂₁, S₃₁, S₂₁, S₂₂, S₄₂, S₅₂, S₆₂, S₉₂) aufweist; wobei die Stützstreben (S₁₁, S₂₁, S₃₁, S₂₁, S₂₂, S₄₂, S₅₂, S₆₂, S₉₂) zum Aufstellen auf einer Bodenfläche (70) oder zur Verankerung im Boden ausgelegt sind oder auf der Bodenfläche (70) aufgestellt oder im Boden verankert sind, und wobei die Querstreben (Q₁, Q₂, Q₃) jeweils auf einer, zwei oder mehreren Stützstreben aufgelagert oder an einer, zwei oder mehreren Stützstreben montiert sind.
Ständerwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: ein Leitungssystem (201, 211, 221) und zumindest ein Auffangbehältnis (100, 110, 120) zum Auffangen von Regenwasser; wobei zumindest ein Teil der Auslassöffnungen (A) oder zumindest eine der Endöffnungen (O₂₁, O₃₁) als Anschlussöffnungen realisiert sind, die zum Anschließen an das Leitungssystem (201, 211, 221) vorgesehen sind; wobei die Anschlussöffnungen über das Leitungssystem (201, 211, 221) mit dem zumindest einen Auffangbehältnis (100, 110, 120) verbunden sind; und wobei das Leitungssystem (201, 211, 221) zum Leiten von Regenwasser von der zumindest einen Anschlussöffnung zu dem zumindest einen Auffangbehältnis (100, 110, 120) geeignet ist.
Ständerwerk nach Anspruch 9, wobei das Leitungssystem (201, 211, 221) eine oder mehrere erste Pumpen (320) aufweist; wobei die ersten Pumpen (320) jeweils dazu ausgelegt sind, Wasser von einer oder mehreren Anschlussöffnungen zu einem oder mehreren Auffangbehältnissen (120) zu pumpen.
Ständerwerk nach Anspruch 9 oder 10, ferner aufweisend ein Bewässerungssystem (203, 213, 223), wobei das eine oder die mehreren Auffangbehältnisse (100, 110, 120) jeweils mit dem Bewässerungssystem (203, 213, 223) verbunden sind; und wobei das Bewässerungssystem (203, 213, 223) zum Leiten von in dem Auffangbehältnis oder den Auffangbehältnissen (100, 110, 120) befindlichem Wasser zu vordefinierten Zielorten geeignet ist.
Ständerwerk nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei zumindest einige der Auffangbehältnisse oberhalb der Erdoberfläche installiert sind.
Ständerwerk nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Bewässerungssystem (100, 110, 120) eine oder mehrere zweite Pumpen (310) aufweist; wobei die zweiten Pumpen (310) jeweils dazu ausgelegt sind, in den Auffangbehältnissen (110) befindliches Wasser aus den Auffangbehältnissen (110) durch das Bewässerungssystem (203, 213, 223) zu den vordefinierten Zielorten (410) zu pumpen.
Ständerwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zumindest ein Teil der Auslassöffnungen (A) als Tropföffnungen ausgestaltet ist.
Ständerwerk nach Anspruch 14, wobei zumindest in ein inneres Modultragprofil (P) ein Schieberegler eingeführt (90) ist; wobei der Schieberegler (90) einen länglichen Balken mit Regelungsöffnungen (A') aufweist; wobei der Schieberegler (90) im Modultragprofil (P) in Längsrichtung (X) verschiebbar auf dem zweiten Profilbereich (16) gelagert ist; und wobei die Anordnung und Gestalt der Regelungsöffnungen (A') auf dem Balken zu derjenigen der Tropföffnungen dem zweiten Profilbereich (16) des Modultragprofils (P) vorzugsweise kongruent ist.
Photovoltaikanlage (1), geeignet zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser (82), aufweisend: einen Satz von Photovoltaikmodulen (M); ein Ständerwerk zum Auflagern des Satzes von Photovoltaikmodulen (M) sowie zum Sammeln und Ableiten von Regenwasser (82) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei jedes der Photovoltaikmodule (M) jeweils zwischen zwei Modultragprofilen gelagert ist, wobei eine Kante oder ein Kantenbereich des Photovoltaikmoduls auf dem ersten Profilbereich (12) eines der inneren Modultragprofile (P₂, P₃, P₄, P₅) aufliegt und eine gegenüberliegende Kante oder ein gegenüberliegender Kantenbereich des Photovoltaikmoduls auf dem ersten Profilbereich eines weiteren inneren Modultragprofils oder auf einem der äußeren Modultragprofile (P₁, P₆) aufliegt; und wobei für jedes Paar von Photovoltaikmodulen (M₁, M₂), die in Bezug auf ein inneres Modultragprofil (P) einander gegenüberliegend angeordnet sind, die jeweiligen Photovoltaikmodule (M₁, M₂) auf dem entsprechenden inneren Modultragprofil (P) in Bezug auf eine Richtung (Y) quer zur Längsrichtung (X) des inneren Modulprofils (P) beabstandet zueinander aufliegen, wobei sich die Einlassöffnungen (E) des inneren Modultragprofils (P), die sich in Längsrichtung (X) des inneren Modultragprofils (P) zwischen den entsprechenden Photovoltaikmodulen (M₁, M₂) befinden, in einer Richtung (Y) quer zur Längsrichtung (X) des Modultragprofils (P) jeweils zumindest teilweise zwischen den einander gegenüberliegenden Kanten oder gegenüberliegenden Kantenbereichen (K₁, K₂) der jeweiligen Photovoltaikmodule (M₁, M₂) befinden.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 16, wobei die Photovoltaikmodule (M) bifaziale Glas-Glas-Module sind.
Photovoltaikanlage nach Anspruch 16 oder 17, wobei, sofern der Anspruch von Anspruch 10 abhängt, die eine oder mehreren ersten Pumpen (320) jeweils elektrisch an die Photovoltaikmodule (M) angeschlossen sind oder elektrisch mit einem Akkumulator verbunden sind, der elektrisch an die Photovoltaikmodule (M) angeschlossen ist; und/oder, wobei, sofern der Anspruch von Anspruch 13 abhängt, die eine oder mehreren zweiten Pumpen (310) jeweils elektrisch an die Photovoltaikmodule (M) angeschlossen sind oder elektrisch mit einem Akkumulator verbunden sind, der elektrisch an die Photovoltaikmodule (M) angeschlossen ist.