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Die Erfindung betrifft eine als Carport, Ladestation oder Unterstand verwendbare Vorrichtung mit mehreren, in zumindest einer Reihe angeordneten Stützen, welche eine Bodenverankerung und aus Modulen, zumindest umfassend mehrere PV-Module, bestehende Dachfläche aufweisen.
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Aus dem Stand der Technik ist die Anbringung von PV-Anlagen oder Solaranlagen auf einem Carport bereits bekannt. Diese Carports verfügen vorzugsweise über ein in den Untergrund eingegossenes Fundament, an welchem sich eine mit Tragprofilen gebildete Tragstruktur abstützt, die wiederum ein Dach trägt.
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So beschreibt beispielsweise die
DE 20 2009 015 885 U1 einen solaren Carport. Hierbei wird als Fundament für den Carport ein Aufstandsfundament verwendet. Es ist bekannt, dass bei solaren Carports üblicherweise das Gießen des Fundaments an dem finalen Einsatzort des solaren Carports erfordert, was mit einem erhöhten Aufwand an diesem Einsatzort verbunden sein kann und keine vereinheitlichte Fertigung der Fundamente ermöglicht.
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Die
DE 20 2009 015 885 U1 beschreibt ein Fundament, welches flexibel errichtet werden kann. Nachteilig hierbei ist, dass die Errichtung Spezialgeräte erfordert. Außerdem benötigt das Fundament eine große Errichtungsfläche, wodurch die Nutzfläche unter dem Carport maßgeblich reduziert wird.
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Die
DE 36 04 076 C2 schlägt vor, die Dachfläche eines Carports als Energiesammelsystem für Umgebungsenergie auszugestalten und die gespeicherte Energie der haustechnischen Versorgungsanlage zur Unterstützung beispielsweise der Heizungsanlage einzusetzen. Hierfür ist eine bereits bestehende Dachfläche notwendig, wobei die Dachfläche eine bestimmte Neigung und Ausrichtung zur Sonne aufweisen muss, um eine Wirkungsweise der Solarzellen zu garantieren.
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Weiterhin offenbart die WO 80 / 002 191 A1 eine transportable Solaranlage in Fertigteilbauweise. Hierbei ist die Dachkonstruktion eines Gartenpavillons zur Aufnahme von Kollektoren ausgebildet, die mit einem unter der Dachkonstruktion befindlichen Speicher verbunden sind.
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Die
DE 100 10 330 A1 beschreibt einen Energie-Carport als offenen Stellplatz für ein oder mehrere Kraftfahrzeuge mit integrierter haustechnischer Versorgungsanlage für ein anliegendes Gebäude, vorzugsweise ein Wohnhaus, einschließlich Solaranlage zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung sowie mit Photovoltaikanlage zur Stromversorgung. Nachteilig bei der Konstruktion ist, dass der Carport vorzugsweise von einer Hauswand gestützt wird und eine aufwendige Baukonstruktion verlangt.
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Nachteilig bei den im Stand der Technik beschriebenen Energie-Carports ist, dass die aus dem Stand der Technik an die individuellen Gegebenheiten hinsichtlich der überbrückten Dachfläche aber auch der Anordnung der Stützen sowie der Ausrichtung der Dachfläche nur mit einem verhältnismäßig großen Aufwand angepasst werden können. Insbesondere sind nachträgliche Veränderungen an bestehenden Carports, beispielsweise aufgrund anderer Abmessungen des untergestellten Fahrzeugs oder bei integrierten PV-Modulen des gewünschten Energieertrags, kaum realisierbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flexibel an unterschiedliche sowie auch nachträglich veränderte Bedingungen anpassbare Vorrichtung zu schaffen, wobei insbesondere auch eine Erweiterung oder Neugestaltung der Dachfläche mit geringem Aufwand realisierbar sein soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der die Längsträger in ihrer Aufnahme zumindest in Richtung Ihrer Haupterstreckung in verschiedenen Positionen austauschbar festlegbar und als Hohlprofil zur Aufnahme eines Einsteckverbindungselements der Vorrichtung ausgeführt sind, wobei mehrere parallele Längsträger durch zumindest ein Modul verbunden sind und benachbarte, insbesondere als PV-Modul ausgeführte Module durch parallele Modulträger verbunden sind und wobei die Stützen bodenseitig lösbar mit einer Grundplatte der beispielsweise mit einem Betonfundament verbundenen Bodenverankerung verbunden sind. In überraschend einfacher Weise kann so durch die erfindungsgemäße Kombination der als Hohlprofil ausgeführten Längsträger, die mit einem Einsteckverbindungselement der Vorrichtung versehen werden können, um so die Längsträger durch Ergänzungsträger zu verlängern einerseits, und durch die lösbare Verbindung der Stützen mit der Grundplatte andererseits, die an verschiedene Anforderungen einschließlich nachträglich erforderlicher Modifikationen optimal anpassbare Vorrichtung geschaffen werden. Indem nämlich die Längsträger durch die Ergänzungsträger verlängert werden können, die bis zu einem durch den Hersteller festlegbaren Maß keinerlei Veränderung an der Bodenverankerung erfordern, kann darüber hinaus bei einer weiteren Vergrößerung der Dachfläche mit geringem Aufwand auch die Grundplatte der Bodenverankerung entsprechend den Vorgaben des Herstellers erweitert und angepasst werden.
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Entgegen dem Vorurteil in der Fachwelt, dass bei einer solchen Vorrichtung infolge einer gewünschten Erweiterung wesentliche tragende Elemente der Vorrichtung ausgetauscht und ersetzt werden müssten, liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass auch bei einer verhältnismäßig großflächigen Erweiterung lediglich bedarfsweise einzelne Elemente modular erweitert werden können. Dadurch kann zugleich auch auf die örtlichen Gegebenheiten, beispielsweise Pflanzen und angrenzende Objekte, Rücksicht genommen werden, sodass diese erhalten werden können.
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Dies gilt in besonderem Maße auch für teillichtdurchlässige PV-Module, durch die eine minimale Abschattung erreicht und das Pflanzenwachstum in einem lediglich sehr geringen Umfang beeinträchtigt wird.
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Bevorzugt ist an der Bodenverankerung zumindest ein Erdanker angeordnet, welcher mit einer eine Steigung aufweisenden Umfangsprofilierung ausgestattet und im Boden ohne aushärtende Massen fixierbar ist. Indem der Erdanker im Erdreich ohne aushärtende Massen fixiert ist, kann dieser entweder durch ein anderes, insbesondere längeres Modell ersetzt oder aber ein weiterer Erdanker ergänzt werden. Dabei ist es von Vorteil, dass die Erdanker vollständig und rückstandslos demontierbar sind.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass zumindest einzelne der Stützen gabelförmige Aufnahmen aufweisen, in denen die Längsträger in axialer Richtung translatorisch beweglich angeordnet sind. Vorzugsweise werden die Längsträger mittels Steckbolzen fixiert, wodurch zugleich ein gegebenenfalls eingesetztes Einsteckverbindungselement in der gewünschten Position festgelegt ist. Auch eine teleskopierbare Variante der Längsträger ist dadurch ohne konstruktive Änderungen einsetzbar.
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Weiterhin ist es besonders Erfolg versprechend, wenn zumindest einzelne Stützen mit zumindest einem Kragarm ausgestattet sind, an dem mehrere Aufnahmen für die Längsträger, insbesondere in unterschiedlichen Positionen, fixierbar sind. Hierdurch können Dachflächenelemente in vorbestimmten Abmessungen und Ausführungsvarianten bereitgestellt und modular kombiniert werden, indem eine oder mehrere Dachflächenelemente gemeinsam an dem Tragarm fixiert werden.
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Dabei hat es sich auch bereits als besonders gewinnbringend erwiesen, wenn gemäß einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Kragarm relativ zu der Stütze insbesondere elektromotorisch schwenkbeweglich und/oder translatorisch beweglich angeordnet ist. Hierdurch können PV-Module an den zeitlich veränderlichen Sonnenstand angepasst und der Winkelstellung entsprechend nachgeführt werden. Aber auch als bloße Dachfläche dienende Module können, beispielsweise zu Lüftungszwecken, beweglich sein. Außerdem kann die Höhe der Dachfläche, beispielsweise zur Anpassung an unterschiedliche Fahrzeughöhen, variabel angepasst werden, wobei selbstverständlich eine automatische Fahrzeugerkennung oder die Übermittlung von entsprechenden Signalen mittels Datenfernübertragung problemlos realisiert und entsprechende Sensoren oder Signalmittel in die Vorrichtung integriert werden können.
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Bei einer anderen besonders zweckmäßigen Variante ist die Grundplatte mit mehreren parallelen, insbesondere an gegenüberliegenden Endbereichen angeordneten Erdankern verbunden, um so eine verbesserte Stabilität und eine höhere Belastbarkeit zu erreichen. Dabei können die Erdanker unabhängig voneinander in den Boden eingebracht und nach Erreichen der Sollposition mit der Grundplatte verbunden werden. Hierzu kann die Grundplatte bevorzugt mit einem Höhenausgleich, insbesondere mit einer Einstellmöglichkeit, ausgestattet sein, um so eine schnelle Nivellierung vornehmen zu können.
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Dabei sind die Erdanker austauschbar an der Grundplatte angeordnet, um deren Anzahl an die erforderlichen Haltekräfte anpassen oder auch entsprechend der Bodenbeschaffenheit unterschiedliche Erdanker einsetzen zu können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stütze an der Grundplatte in unterschiedlichen Positionen festlegbar. Dadurch kann einerseits die Lastverteilung, beispielsweise infolge unterschiedlich langer Tragarme oder unterschiedlicher Modulgewichte, berücksichtigt werden, andererseits kann gegebenenfalls auch die bereits gebrauchsfertige Vorrichtung nachträglich noch an der Grundplatte verschoben werden, um so eine noch bessere Anpassung an örtliche Gegebenheiten vornehmen zu können.
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Eine weitere, besonders praxisgerechte Variante der Vorrichtung wird dadurch realisiert, dass die Stützen mit mehreren Kragarmen verbunden sind, die in mehreren, nicht parallelen, insbesondere zueinander geneigten Ebenen angeordnet sind. Hierdurch wird eine gewünschte Dachneigung durch die Einstellung oder den Austausch der Kragarme erreicht, wobei auch ein Gefälle zur Dachmitte realisiert werden kann, sodass lediglich eine zentrale Sammelstelle für Niederschläge erforderlich ist. Eine Variante mit drei oder mehr Kragarmen, bei der eine einzige Stütze in einem zentralen Bereich der Dachfläche angeordnet ist, lässt sich dabei ebenfalls in ästhetisch ansprechender Weise realisieren.
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Eine andere Variante der Vorrichtung mit einem an sich bekannten Erscheinungsbild lässt sich auch dadurch realisieren, dass die Vorrichtung zumindest drei, vorzugsweise zumindest vier parallele Stützen aufweist, wobei insbesondere bei einer ungeraden Anzahl von Stützen zumindest eine Stütze mit mehreren gabelförmigen Aufnahmen ausgestattet sein kann. Der Gestaltungsspielraum bei der Umsetzung des Erfindungsgedankens wird dadurch wesentlich erweitert.
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Zur Reduzierung des Flächenverbrauchs bei der Realisierung der Vorrichtung hat es sich bereits als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Stützen und die beispielsweise durch Erdanker oder durch ein Fundament realisierte Bodenverankerung eine zueinander koaxiale Orientierung aufweisen, wobei die Querschnittsfläche der Bodenverankerung bzw. der Erdanker nicht über die Querschnittsfläche der Stützen hinausgeht. Der Eingriff in den Boden wird dadurch auf eine minimale Fläche beschränkt.
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Bei einer anderen, ebenfalls besonders praxisgerechten Ausgestaltungform der Erfindung weisen die Längsträger und/oder Modulträger elektrische Kontaktierungen für die PV-Module auf, sodass die integrale Kontaktierung die Montage der Vorrichtung sowie auch die spätere Nachrüstung von PV-Modulen wesentlich vereinfacht ist. Auch der Austausch einzelner Module im Schadensfall, beispielsweise aufgrund von Hagelschlag, kann mit einem geringen Aufwand vorgenommen werden.
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Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- 1 eine erste Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit parallelen Stützen in einer Seitenansicht;
- 2 die in der 1 gezeigte Vorrichtung in einer Vorderansicht;
- 3 die in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung in einer Draufsicht;
- 4 die in den 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung;
- 5 eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei zentralen, jeweils mit zwei Kragarmen ausgestatteten Stützen und in einer Seitenansicht;
- 6 die in der 5 gezeigte Vorrichtung in einer Vorderansicht;
- 7 die in den 5 und 6 gezeigte Vorrichtung in einer Draufsicht;
- 8 die in den 5 bis 7 gezeigte Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1, 2 wird nachstehend anhand einer in den 1 bis 4 dargestellten ersten Variante und einer in den 5 bis 8 dargestellten zweiten Variante näher erläutert. Die Vorrichtung 1, 2 dient beispielsweise als Carport, Träger für PV-Module im öffentlichen Raum, als Unterstand oder Haltestellen-Überdachung und ist in der ersten Variante mit vier im Bereich der Ecken angeordneten Stützen 3 und bei der zweiten Variante mit zwei mit Kragarmen 4 versehenen Stützen 3 ausgestattet. Die Stützen 3 sind mit einer Bodenverankerung 5 verbunden. Eine Dachfläche 6 wird durch mehrere zu einer Flächeneinheit verbundene Module 7, darunter insbesondere auch mehrere PV-Module, gebildet, wobei die Dachfläche 6 durch Längsträger 8 mit der jeweiligen Stütze 3 verbunden ist.
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Zur Verbindung dienen gabelförmige, mit den Stützen 3 bzw. den Kragarmen 4 verbundene Aufnahmen 9, durch welche die Längsträger 8 in Richtung Ihrer Haupterstreckung in verschiedenen Positionen durch Steckbolzen 10 festlegbar sind. Auf diese Weise können zugleich auch in das Hohlprofil der Längsträger 8 formschlüssig einsetzbare, nicht gezeigte Einsteckverbindungselemente fixiert werden, die dazu dienen, weitere Längsträger 8 als Ergänzungsträger zur Vergrößerung der Dachfläche 6 bedarfsweise und insbesondere werkzeuglos zu ergänzen.
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Bodenseitig sind die Stützen 3 lösbar mit einer Halteplatte 11 der Bodenverankerung 5 verbunden, an der zumindest ein in seiner Grundform zylindrischer Erdanker 12 angeordnet ist, der eine nicht weiter dargestellte helixförmige Umfangsprofilierung aufweist und durch Eindrehen in das Erdreich ohne aushärtende Massen fixierbar ist.
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Bei der in den 5 bis 8 gezeigten Variante sind die Stützen 3 mit jeweils zwei Kragarmen 4 ausgestattet, welche mit den Aufnahmen 9 für die Längsträger 8 ausgestattet sind. Die dementsprechend vergrößerte und mit zwei Endankern 12 ausgestattete Halteplatte 11 ist in den 5 und 8 zu erkennen. Die Erdanker 12 sind hierzu austauschbar an der Grundplatte 11 angeordnet und können so an die Bodenbeschaffenheit optimal angepasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009015885 U1 [0003, 0004]
- DE 3604076 C2 [0005]
- DE 10010330 A1 [0007]
