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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufstellung und Verankerung von Solarmodulen an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, insbesondere von renaturierten Deponien.
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Bekannt ist das Aufstellen von Solarmodulen sowohl in der Ebene als auch am Hang nicht unmittelbar über der Erdoberfläche sondern mittels einer Vorrichtung zur Aufständerung von Solarmodulen. Dazu wird bei größeren Anlagen eine Vielzahl von Solarmodulen auf Gestellen angeordnet, wobei die Verankerung mit dem Untergrund mittels eingeschlagenen Erdankern oder mittels Betonfundamenten erfolgt.
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DE 20 2007 012 570 U1 offenbart eine solche Aufständerung von Solarmodulen mit mehreren in einer Reihe aufgestellten und verankerten Pfosten, an denen im Bereich ihrer oberen Enden etwa quer zu der Pfostenreihe ausgerichtete Querträger befestigt sind, die mit Längsträgern verbunden sind. Über den Längs- und Querträgern werden die Solarmodule befestigt.
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Bei Freiflächen von renaturierten Deponien können die üblichen Methoden zur Verankerung, wie zum Beispiel durch in den Untergrund reichende Betonfundamente oder in den Untergrund eingeschlagene Erdanker, nicht angewendet werden, da der Untergrund aus verschiedenen Gründen sensibel ist. Ein solcher Grund ist, dass bei einer Deponie diese beispielsweise mit Folie und einer Humusschicht abgedeckt ist. Hier kann ein Eingriff in den Untergrund problematisch sein, da Beschädigungen der Folie zum Eindringen von Wasser führen und erhebliche umweltbelastende Folgen auslösen können.
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Viele Deponien weisen überdies Hänge auf, so dass flachere Verankerungen, die angewendet werden, um die Abdeckung nicht zu schädigen, wiederum zum Abrutschen der Solaranlagen und damit auch zu Beschädigungen der Folienabdeckung führen können.
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Bekannt ist aus dem
DE 202 18 424 U1 eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul, einem Tragegestell für das Solarmodul und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist, wobei die Verankerung aus einem Drahtkorb besteht und das Tragegestell an oder in dem Korbgeflecht des Drahtkorbs befestigt ist und der Drahtkorb mit einer mineralischen Schüttung gefüllt ist. Die Schüttung besteht beispielsweise aus verdichtetem Schotter. Die Sichtflächen des Drahtkorbs können aus optischen Gründen wenigstens teilweise mit mineralischem Material verkleidet sein.
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Die
DE 10 2011 016 697 B3 betrifft eine Tragkonstruktion und deren Errichtungsverfahren für eine Solaranlage zur Anordnung auf einer geneigten Geländefläche, sowie die Solaranlage selbst, wobei die Tragkonstruktion eine Befestigungsvorrichtung für Solarmodule und eine Verankerung zur Festlegung der Befestigungsvorrichtung an der geneigten Geländefläche aufweist. Die Tragkonstruktion umfasst eine auf der Geländefläche ausgebrachte Erosionsschutzlage und eine Verankerung, die aus einer Mehrzahl von Erdankern, die betonfundamentfrei in einem Bodenkörper der geneigten Geländefläche verankert sind und die Erosionsschutzlage durchdringen. Ferner ist zumindest ein Montageprofil an jedem Erdanker angeordnet und die Befestigungsvorrichtung für die Solarmodule umfasst eine einlagig oder im Kreuzverbund angeordnete Unterkonstruktion aus Profilschienen. Die Profilschienen sind über die Montageprofile mit den Erdankern verbunden, wobei die Verbindung der Profilschienen über die Montageprofile mit den Erdankern geeignet ist, auf Solarmodule, die an der Befestigungsvorrichtung angeordnet sind, wirkende Kräfte auf zumindest zwei Erdanker zu übertragen.
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Bekannt ist aus dem
DE 203 18 915 U1 eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul, einem Tragegestell für ein oder mehrere Solarmodule und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist und die Verankerung aus einer Betonplatte mit wenigstens zwei Tragpfeilern besteht und das Tragegestell auf, an oder in den Tragpfeilern befestigt ist. Auf diese Weise besitzt die Anlage ein schweres Fundament, das von der Betonplatte gebildet wird und, gegenüber z.B. der Lösung mit Gewichten gefüllten Körben, einen relativ tiefen Schwerpunkt aufweist. Die Betonplatte und die Tragpfeiler sind zweckmäßigerweise einstückig aus bewehrtem Beton ausgeführt. Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Tragpfeiler unterschiedliche Höhe auf.
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Es gibt jedoch Hang- und ebene Flächen, bei denen die üblichen Methoden, solche Gestelle zu verankern, wie zum Beispiel durch in den Untergrund reichende Betonfundamente, nicht angewendet werden können, da der Untergrund aus verschiedenen Gründen sensibel ist. Ein solcher Grund ist das Vorhandensein einer Deponie, die beispielsweise mit Folie und einer Humusschicht abgedeckt ist. Hier kann ein Eingriff in den Untergrund problematisch sein, da Beschädigungen der Folie zum Eindringen von Wasser führen und erhebliche umweltbelastende Folgen auslösen können. Viele Deponien weisen überdies Hänge auf, so dass flachere Verankerungen, um den Abdeckung nicht zu schädigen, wiederum zum Abrutschen der Anlage und damit auch zu Beschädigungen der Abdeckung führen können.
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Auf geneigten Geländeflächen, die sich zur Anordnung von Solaranlagen aufgrund des günstigen Sonneneinstrahlwinkels besonders eignen, ist die Montage von Tragkonstruktionen für solche Anlagen technisch anspruchsvoll, insbesondere dann, wenn die Neigung der Geländeflächen künstlich angelegt wurde und es sich nicht um einen natürlichen Hang handelt.
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Bei der Anordnung bekannter Tragkonstruktionen für Solaranlagen wird der gleichmäßige Wasserabfluss bzw. die Versickerungsfähigkeit des Bodens am Hang gestört, wenn die Tragkonstruktion in das Erdreich eingebracht wird und damit den Aufbau des Bodenkörpers unterbricht. Dann entsteht die Gefahr von punktuellen Ausspülungen des Untergrunds durch ungleichmäßigen Abfluss von Niederschlag, was im ungünstigsten Fall dazu führen kann, dass der Untergrund die Tragfähigkeit für die Tragkonstruktion der Solaranlage verliert. Andererseits kann Rissbildung im Boden entstehen, wenn nicht genügend Wasser zugeführt wird, um Hang stabilisierenden Bewuchs aufrecht zu erhalten. Ferner kann die Errichtung einer Tragkonstruktion, die sich ausgedehnt unter der Erdoberfläche erstreckt, zu Grund- oder Böschungsbruch führen.
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Wird hingegen die Tragkonstruktion der Solaranlage nicht entsprechend mit dem Erdreich verankert, so kann sich gerade bei auftretender Windlast ein Stabilitäts- und Sicherheitsproblem ergeben, selbst wenn die Solarmodule nicht aufgeständert und hangparallel angeordnet sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Aufstellung und Verankerung von Solarmodulen zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen zu schaffen, die die Nachteile der vorbekannten Lösungen beseitigt, insbesondere für die oben genannten problematischen Hang- und ebenen Flächen von renaturierten Deponien geeignet sind und die wenig oder nicht in den Untergrund eingreifen und die dennoch auch auf Hängen und ebenen Flächen einen festen Halt bieten sowie Lasten, wie Wind- und Soglasten, Gründungslasten, aufzunehmen und an den Untergrund weiterzugeben.
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Erfindungsgemäß umfasst die Anordnung zur Aufstellung und Verankerung von Solarmodulen zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, insbesondere von renaturierten Deponien, wenigstens einen Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul, einem Tragegestell für das Solarmodul und einer Verankerung für das Tragegestell, wobei die Verankerung für das Tragegestell aus einer, aus einer Anzahl von miteinander verbindbaren Profilgitterbauteilen gebildeten plattenförmigen Aufnahmeplatte besteht und auf dessen Oberfläche Ankerschienen zur Aufnahme des Tragegestells angeordnet sind. Die Ankerschienen sind vorzugsweise als Halfenschiene ausgebildet.
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Auf der aus miteinander verbundenen Profilgitterbauteilen gebildeten Aufnahmeplatte sind zur Aufnahme der Tragpfeiler der Tragegestelle Ankerschienen, die als Halfenschienen ausgebildet sind, und gegebenenfalls ein Lastverteilungsprofil angeordnet. Die Lastverteilungsprofile können zur Verstärkung und Stabilisierung in Längsrichtung mit Abkantungen und/oder Sicken versehen sein. Die Tragpfeiler der Tragegestelle sind bei ebenen Flächen vorzugsweise senkrecht zu den aus den Profilgitterbauteilen gebildeten Aufnahmeplatten ausgerichtet, während bei gewissen Hanglagen eine winklige Ausrichtung erforderlich ist.
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Die Profilgitterbauteile sind plattenförmig ausgebildet und weisen abwechselnd offene und geschlossene Abschnitte, wobei die offenen Abschnitte und geschlossene Abschnitten reihenweise versetzt sind, sowie auf ihrer Unterseite an den Stegen oder den Kreuzungspunkten der Stege hakenförmige Elemente, die der Verankerung der Profilgitterbauteile im Untergrund dienen, auf.
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Die miteinander verbindbaren Profilgitterbauteile, die an den äußeren umlaufenden Seitenflächen Kupplungselemente und Ausnehmungen zum Aufnehmen der Kupplungselemente aufweisen, können eine quadratische oder eine rechteckige Form aufweisen und aus einem Kunststoff bestehen.
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Die Ausbildung der Aufnahmeplatte, die entsprechend der Größe der aufzustellenden Tragegestelle für die Solarmodule aus einer Anzahl von Profilgitterbauteilen zusammengesetzt werden können, ist so beschaffen, dass das Niederschlagswasser durch die offenen Abschnitte in den Profilgitterbauteilen verteilt wird und keine Auswaschungen verursacht werden, sowie die Gefahr von punktuellen Ausspülungen des Untergrunds durch ungleichmäßigen Abfluss von Niederschlagswässern minimiert wird.
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Der gleichmäßige Wasserabfluss bzw. die Versickerungsfähigkeit des Bodens am Hang, wenn die Tragkonstruktion in das Erdreich eingebracht wird und damit den Aufbau des Bodenkörpers unterbricht, wird nicht gestört.
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Die aus Profilgitterbauteilen zusammengesetzte Aufnahmeplatten nehmen den Druck, der über die Tragegestelle auf die Ankerschienen ausgeübt wird, auf, sodass der Einpressdruck auf den Boden vergleichmäßigt wird. Die zusätzlich an der Unterseite der Profilgitterbauteile angeordneten hakenförmigen Elemente bieten auf Hängen einen festen Halt, einen größeren Grad an Sensibilität gegenüber dem Untergrund und Flexibilität bei der Aufstellung.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Aufnahmeplatte extrem flach, aber stabil ausgeführt ist und das Einbringen parallel zur Hang- bzw. ebenen Freifläche innerhalb der Rekultivierungsschicht derart erfolgen kann, dass zum einen genügend Abstand zur Kunststoffabdichtung und auch genügend Abstand zur Hang- bzw. ebenen Freifläche gegeben ist, wobei die Anordnung auch zur Stabilisierung der Deponie beitragen kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen
- 1 - Aufbau der Anordnung in Hanglage einer Deponie
- 2 - Aufnahmeplatte als Einzelheit
- 3 - Profilgitterbauteil
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Auf Hangflächen von Deponien gestaltet sich die Montage von hangparallelen Tragkonstruktionen für Solarmodule äußerst problematisch, wenn sichergestellt werden soll, das Niederschlagswasser ungestört abfließen soll und die Versickerungsfähigkeit des Untergrundes nicht beeinträchtigt werden soll. Daher sieht die erfindungsgemäße Anordnung einen Aufbau, wie nachfolgend beschrieben, auf.
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Die 1 zeigt den Aufbau der erfindergemäßen Anordnung in Hanglage einer Deponie. Die Deponie besteht im Wesentlichen aus eine Müllkörper 1, der durch eine Ausgleichsschicht 2, einer mineralischen Abdichtungsschicht 3 einen aus Kunststoffabdichtungsbahnen 4 gebildete Abdichtung, einer mineralischen Entwässerungsschicht 5 und einer Rekultivierungsschicht 6, die die Hangfläche 7 bildet.
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In die Rekultivierungsschicht 6, die eine Stärke von ca. 0,5 - 1 m aufweist wird in etwa mittig die Aufnahmeplatte 13 eingearbeitet. Dazu wird entsprechend die Auflagefläche ausgehoben und die Aufnahmeplatte 13 für das Traggestell 8 eingebracht. Die Aufnahmeplatte 13 wird je nach Größe für des Tragegestells 8 aus nebeneinander und unter ein an der mit einander verbundenen Profilgitterbauteilen (3) gebildet.
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Die in 3 dargestellten Profilgitterbauteile 14 sind aus Kunststoff als Spritzgussteile hergestellt. Sie weisen abwechselnd offene 15 und geschlossene Abschnitte 16 auf, wobei die offenen 15 und die geschlossenen Abschnitte reihenweise versetzt sind. Die Profilgitterbauteile 14 weisen an den äußeren umlaufenden Seitenflächen Kupplungselemente 17 und Ausnehmungen 18 zum Aufnehmen der Kupplungselemente 17 auf, wodurch es möglich wird, die einzelnen Profilgitterbauteile 14 zu einer Aufnahmeplatte 13 zu verbinden.
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Auf der Oberfläche der Aufnahmeplatte 13 sind unter Zwischenschaltung von Lastverteilungsprofilen 10 Ankerschienen 11 befestigt, dargestellt in 2. Die Ankerschienen 11 und als sogenannte Halfenschienen ausgebildet. Die Halfenschienen dienen der justierbaren Befestigung der Tragpfeiler 9 der Tragegestelle 8 für die Solarmodule 12.
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Nach Befestigung der Tragpfeiler 9 an den Ankerschienen 11 werden diese senkrecht ausgerichtet und mit weiteren Bestandteilen zu den Tragegestellen 8 vervollständigt. Anschließend wird der Aushub verfüllt und die Hangfläche 7 wiederhergestellt.
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Nach Abschluss dieser Arbeiten werden dann die Solarmodule auf den Tragegestellen 8 befestigt.
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Bezugszeichenaufstellung
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- 1
- Müllkörper
- 2
- Ausgleichsschicht
- 3
- (mineralische) Abdeckschicht
- 4
- Kunststoffabdichtungsbahn
- 5
- Entwässerungsschicht
- 6
- Rekultivierungsschicht
- 7
- Hang- oder Freifläche
- 8
- Tragegestell
- 9
- Tragpfeiler
- 10
- Lastverteilungsprofil
- 11
- Ankerschiene
- 12
- Solarmodul
- 13
- Aufnahmeplatte
- 14
- Profilgitterbauteil
- 15
- offener Abschnitt
- 16
- geschlossener Abschnitt
- 17
- Kupplungselement
- 18
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007012570 U1 [0003]
- DE 20218424 U1 [0006]
- DE 102011016697 B3 [0007]
- DE 20318915 U1 [0008]