DE2758067A1

DE2758067A1 - Solarkollektoranlage

Info

Publication number: DE2758067A1
Application number: DE19772758067
Authority: DE
Inventors: Uwe Ing Grad Heidtmann; Horst Dr Marhenkel
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1977-12-24
Filing date: 1977-12-24
Publication date: 1979-07-05

Description

Solarkollektoranlage
Die Erfindung beieht sich auf eine Solarkollektoranlage mit wenigstens einem Solarkollektor, der von einem horizontalen oder einem nur wenig von der Horizontalen abweichenden Untergrund, insbesondere einem Flachdach, getragen ist.
Der Befestigung der Solarkollektoren solcher Anlagen, insbesondere auf Flachdächern, ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Denn einmal ist eine einfache sichere Befestigungsart er~nscht und andererseits soll eine Beschädigung des Flachdaches durch die Befestigungsmittel vermieden werden, um die Regendichtheit einer solchen Bedachung zu gewahrleisten.
Ausgehend von diesem allgemeinen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Solarkollektoranlage der eingangs genannten Art anzugeben, deren Solarkollektoren auf einfache Weise und ohne großen Zeitaufwand sicher befestigt sind bei glichzeitiger Schonung des die Solarkollektoren tragenden Untergrundes.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Solarkollektor an wenigstens einem lose auf dem Untergrund angeordneten und für die Fixierung des Solarkollektors ausreichendes Gewicht aufweisenden Trägerblock befestigt ist. Da der Trägerblock lose, d. h. ohne Befestigungsmittel, auf dem Untergrund angeordnet ist, wird eine Beschädigung des Untergrundes vermieden und die Montage einer solchen Anlage erheblich beschleunigt. Die sichere Fixierung des Solarkollektors ist hierbei durch ausreichendes Gewicht des Trägerblocl:es gewährleistet, das sich aus den auf den Solarkollektor einwirkenden Kräften, wie z.B. Winddruck, bestimmen läßt. In unseren Breiten ergibt sich als Richtwert für das Gewicht des Trägerblockes bzw. der Trägerblöcke ein Betrag von etwa 40 kg/m2 Kollektorfläche bei einer Aufstellungshöhe bis zu etwa 8 m, bei einer Aufstellungshöhe von etm 8 bis 20 m ein Betrag von etwa 65 kg/m2 Kollektorflache.
Selbstverständlich darf der für die Aufstellung dieser Trägerblöcke vorgesehene Untergrund höchstens eine die Standfestigkeit des Trägerblockes nicht gefährdende Neigung aufweisen. Hierbei kann die Neigung des für die Aufstellung des Trägerblockes vorgesehenen Bereiches verschieden sein von der Neigung des übrigen Untergrundes.
Um die Standfestigkeit des Trägerblockes zu erhöhen und den Untergrund weiter zu schonen, kann in vorteilhafter Weise zwischen dem Trägerblock und dem Untergrund eine elastische Zwischenschicht, z.B. aus Gummi oder Kunststoff, eingefügt sein.
Der Trägerblock kann z.B. aus Stahl oder Gußeisen hergestellt sein, aus preislichen und/oder Korrosionsgründen ist es jedoch empfehlenswert, daß der Trägerblock aus Beton besteht und mindestens eine im Beton verankerte Befestigung für den Solarkollektor aufweist.
Am einfachsten ist es, wenn vorteilhaft der Solarkollektor an einem einzigen Trägerblock befestigt ist. In den Fällen, in denen jedoch das Gewicht des Trägerblocks für eine einfache Handhabung bei der Montage der Anlage zu groß wäre, ist es günstig, wenn der Solarkollektor jeweils an wenigstens zwei Trägerblöcken, vorteilhaft an wenigstens drei Trägerblöcken, ggf. unter Zuhilfenahme wenigstens einer Stütze, befestigt ist. Das Gesamtgewicht dieser Trägerblöcke muß dann für die Fixierung des Solarkollektors ausreichend sein.
Weist die Solarkollektoranlage eine Reihe von Solarkollektoren auf, deren wärmeaufnehmende Flächen nebeneinander angeordnet sind, so ist es zur Verringerung des Bauaufwandes empfehlenswert, daß benachbarte Solarkollektoren jeweils mindestens einen gemeinsamen Trägerblock aufweisen.
Besteht die Solarkollektoranlage aus mehreren in Strahlungs -richtung der Sonne hintereinander angeordneten Solarkollektoren oder Reihen von Solarkollektoren, so kann jeder hintere Solarkollektor und jeder unmittelbar davor angeordnete Solarkollektor jeweils mindestens einen gemeinsamen Trägerblock aufweisen. Hierdurch wird eine Fixierung der Solarkollektoren mit einer geringen Anzahl von Trägerblöcken und gleichzeitig ein Verbund sämtlicher Solarkollektoren erzielt, der die Standfestigkeit der gesamten Anlage . erhöht.
Die einzelnen Trägerblöcke können verschieden ausgebildet sein, am vorteilhaftesten ist es jedoch, die Trägerblöcke untereinander identisch auszubilden, wodurch die Lagerhaltung vereinfacht ist.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor. Hierbei zeigen: Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines auf einem Flachdach angeordneten Solarkollektors, Fig. 2 die Einzelheit II der Figur 1 in Seitenansicht und in größerem Maßstabe, Fig. 3 einen an zwei bzw. drei Trägerblöcken befestigten Solarkollektor in perspektivischer Ansicht, Fig. 4 zwei in einer Reihe nebeneinander angeordnete Solarkollektoren in perspektivischer Darstellung und Fig. 5 zwei hintereinander angeordnete Reihen von Solarkollektoren in perspektivischer Darstellung.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist auf dem Untergrund 10, der hier in Form eines Flachdaches ausgebildet ist, ein Solarkollektor 12 angeordnet. Der Solarkollektor weist hierbei ein flaches, rechteckiges Gehäuse auf, dessen der Sonnenstrahlung ZUgewandte großflächige Seite strahlungsdurchlässig abgedeckt ist und in dessen Innerem ein Solarwärmeabsorber oder eine Solarzelle angeordnet ist. Diese Einzelheiten sowie die Vorrichtungen für die Abfuhr der aufgenommenen Sonnenenergie sind in den Figuren nicht dargestellt, der Solarkollektor ist jeweils nur durch seine äußeren Umrisse angedeutet.
An den seitlichen, unergrundnahen Endbereichen 14 des Solarkollektors 12, dessen eine Kante etwa parallel zum Untergrund 10 verläuft, ist jeweils eine über den Umriß des Solarkollektors 12 vorstehende Lasche 16 angeordnet UIld jeweils mittels einer Schraube an der Befestigung 18, die die Form einer Gegenlasche aufweist, befestigt (vgl. auch Fig. 2).
Die Befestigung 18 ist hierbei in dem vorzugsweise aus Beton bestehenden Trägerblock 20 verankert.
Der Trägerblock 20 weist eine flache, prismatische Form auf und liegt mit seiner einen großen Fläche unter Zwischenfügung einer elastischen ggf. am Trägerblock befestigten Zwischenschicht 22 lose auf dem Untergrund 10. Die Länge des Trägerblockes 20 ist hierbei so gewählt, daß sich die Befestigungen 18 ohne Schwierigkeiten in ihm verankern lassen, d.h. der Trägerblock 20 ist im vorliegenden Ausfüurungsbeispiel etwas länger als die Länge der untergrundparallelen Kanten des Solarkollektors 12. Die Dicke des Trägerblockes 20 sollte, falls dieser wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Beton besteht, mindestens etwa 8 cm betragen um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten.
Die Breite des Trägerblockes bestimmt sich dann gemäß dem für eine sichere Fixierung des Solarkollektors 12 erforderlichen Gewicht.
Der Solarkollektor 12 kann vertikal am Trägerblock 20 befestigt sein, für eine Steigerung der Xårmeaufnahme ist es jedoch ;günstiger, wie in den Figuren dargestellt, ihn geneigt anzuordnen. Auf alle Fälle ist es empfehlenswert, eine Dreipunktbefestigung vorzunehmen mit Hilfe mindestens einer vom untergrundfernen Bereich ausgehenden und dort befestigten stabförmigen Stütze 26, die in Fig. 1 am Trägerblock 20 festgelegt ist. Die Festlegung der stabförmigen Stütze 26 am Trägerblock 20 ist etwa identisch ausgeführt wie die Festlegung der Laschen 16. Um hierbei die laschenförmige Befestigung 28 für die Stütze 26 im Trägerblock 20 verankern zu können, muß der Trägerblock 20 selbstverständlich verbreitert sein bis zu Jenem Bereich, in dem die Befestigung 28 vorgesehen sein muß um eine ausreichende Stützwirkung zu erzielen und wie dies aus Figur 1 ersichtlich ist. Zu bemerken ist noch, daß die Stütze 26 in der Regel nicht wie in Figur 1 der ttbersichtlichkeit wegen dargestellt, an einem seitlichen Ende des Solarkollektors 12 befestigt sein wird, sondern von seinem mittleren Bereich ausgehen wird. Da der SolarkollelLtor 12 sowohl mit oder ohne Stütze 26 befestigt werden kann, ist die Stütze 26 samt erforderlichem Zubehör in Figur 1 gestrichelt eingezeichnet.
Figur 2 zeigt die Einzelheit II der in Figur 1 in größerem Maßstab und in Seitenansicht. Hieraus ist insbesondere die Festlegung des Solarkollektors 12 über die Lasche 16 an der Befestigung 18 sowie deren Verankerung im Trägerblock 20 zu erkennen. Desweiteren ist zu entnehmen, wie die vorzugsweise am Trägerblock 20 angeklebte elastische Zwischenschicht 22, die aus Gummi oder Kunststoff bestehen kann, sich an kleinere Unebenheiten des Untergrundes 10, wie z.B.
Sandbelag oder ähnliches, anpaßt und so einen formschlsissigen, die Standfestigkeit gegen Verschiebung erhöhenden Kontakt zum Untergrund 10 bewirkt.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsvariante des Gegenstandes der Figur 1. Der wesentliche Unterschied gegenüber Figur 1 besteht darin, daß für die Fixierung des Solarkollektors 12 auf dem Untergrund 10, der im Ausschnitt dargestellt ist, mehrere Trgarblöcke vorhanden sind, die jeweils kleiner ausgebildet sind, als der Trägerblock der Figur 1, das Gesamtgewicht der drei Trägerblöcke ist in diesem Fall für die sichere Fixierung des Solarkollektors 12 ausgelegt.
Demnßch ist der Solarkollektor 12 über die seitlichen Laschen 16 jeweils an einem Trägerblock 201 befestigt, wogegen die Stütze 26 an einem dritten Trägerblock 202 festgelegt ist, der in Einfallsrichtung der Sonnenstrahlung gesehen, sich hinter den Trägerblöcken 201 befindet. Die Trägerblöcke 201 und 202 sind bezüglich Form und Befestigung 13 und 29 vorteilhaft untereinander gleich ausgeführt und, wie aus Figur 3 ersichtlich, kegelstumpfförmig ausgebildet.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsvariante des Gegenstandes der Figur 3 mit einer Reihe von zwei in etwa einer Ebene nebeneinander angeordneten Solarkollektoren 12.;Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform gemäß Figur 3 besteht darin, daß benachbarte Laschen 16 der Solarkollektoren 12, d.h. also benachbarte untergrundnahe seitliche Endbereiche 14 der Solarkollektoren, an einem gemeinsamen Trägerblock 203 befestigt und somit festgelegt sind. Für die Festlegung kann hierbei eine einzige Befestigung 18, z.B. in Form einer Lasche, Verwendung finden, es können Jedoch auch mehrere, z.B. zwei mit Abstand nebeneinander angeordnete Befestigungen vorgesehen sein, die jeweils eine Lasche eines Solarkollektors festlegen, Die an den seitlichen Enden der Solarkollektorreihe angeordneten Trägerblöcke 201 sind ebenfalls m.4t nur einer Befestigung 18 versehen, am einfachsten Jedoch ist es, diese Trägerblöcke 201 genauso auszubilden, wie den gemeinsamen Trägerblock 203 und die ggf. vorhandenen und nicht benutzen Befestigungen einfach frei zu lassen, Das Gleiohe gilt für die Trägerblöcke 202, an welchen die Stützen 26 befestigt sind.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist eine erste Reihe 30 von nebeneinander angeordneten Solarkollektoren 12 vor einer identischen zweiten Reihe 32 von Solarkollektoren 112 angeordnet. Die Festlegung der Laschen 16 der Solarkollektoren 12 der ersten Reihe 30 an den Trägerblöcken 201 und 203 sowie die Ausbildung und Anordnung dieser Trägerblöcke entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4. Die Stützen 26 der Solarkollektoren 12 der ersten Reihe 30 sind jedoch nicht an gesonderten Trägerblöcken festgelegt, sondern an den Trägerblöcken 201 und 203 der zweiten Reihe 32 von Solarkollektoren 112 festgelegt, an denen auch die Laschen 161 der Solarkollektoren 112 befestigt sind. Hierdurch werden einmal besondere Trägerblöcke für die Stützen eingespart und gleichzeitig ein guter Verbund der gesamten Kollektoranlage erzielt. Die Trägerblöcke 201, 203 der ersten Reihe 30 und zweiten Reihe 32 sind hierbei gleich ausgebildet.
Für die zweite Reihe 32, die hier auch die letzte Reihe ist, müssen selbstverständlich getrennte Trägerbiöcke 202 für deren Stützen 261 vorgesehen sein, ähnlich wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 oder 4 der Fall ist.
Die Trägerblöcke kann man genau wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 je nach Verwenc mgszazeck verschieden ausbilden, vorteilhafter ist es jedoch, sämtliche Trägerblöcke bezüglich Befestigung und Form gleich zu gestalten, denn hierdurch wird die Lagerhaltung und die Montage der Solarkollektoranlage vereinfacht.
Leerseite

Claims

PatentansDrAche I il Solarkollektoranlage mit mindestens einem Solarkollektor, der von einem horizontalen oder einem nur wenig von der Horizontalen abweichenden Untergrund, insbesondere einem Flachdach, getragen ist, dadurch gekennzeichnet daß der SolarkollelctDr (12, lot2) an wenigstens einem lose auf dem Untergrund (10) angeordneten und für die Fixierung des Solarkollektors ausreichendes Gewicht aufweisenden Trägerblock (20, 201, 202, 203) befestigt ist.
2. Solarkollektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trägerblock (20, 201, 202, 203) und dem Untergrund (10) eine elastische Zwischenschicht (22), z.B. aus Gummi oder Kunststoff, eingefügt ist.
3. Solarkollektoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerblock (20, 201, 202, 203) prismatisch, vorzugsweise pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist.
4. Solarkollektoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerblock (20, 201, 202, 203) aus Beton besteht und mindestens eine im Beton verankerte Befestigung (18, 28) für den Solarkollektor aufweist.
5. Solarkollektoranlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (12) Jeweils an einem einzigen Trägerblock (20) befestigt ist. (Fig. 1)
6. Solarkollektoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (12, 112) jeweils an wenigstens zwei Trägerblöcken (201, 203), vorteilhaft an wenigstens drei Trägerblöcken (201, 202, 203), ggf. unter Zuhilfenahme wenigstens einer Stütze (26, 261), befestigt ist.
7. Solarkollektoranlage nach Anspruch 6 mit mindestens einer Reihe von Solarkollektoren, deren wärmeaufnehnende Flächen nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte nebeneinander liegende Solarkollektoren (12, 112) jeweils mindestens einen gemeinsamen Trägerblock (203) aufweisen. (Fig. 4 und 5)
8. Solarkollektoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6 oder 7 mit mehreren hintereinander angeordneten Solarkollektoren, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der hintere Solarkollektor (112) und der davor angeordnete Solarkollektor (12) mindestens einen gemeinsamen Trägerblock aufweisen. (Fig. 5)
9. Solarkollektoranlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerblöcke (201 bis 203) identisch ausgebildet sind.