DE29815134U1

DE29815134U1 - Vorrichtung zum Installieren von Solarpanels

Info

Publication number: DE29815134U1
Application number: DE29815134U
Authority: DE
Original assignee: FABRISOLAR AG
Current assignee: FABRISOLAR AG
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2008-08-25

Description

Vorrichtung zum Installieren von Solarpanels

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Installieren von Solarpaneis. Solche Solarpanels bestehen meist aus einer Glasscheibe aus 3mm starkem Einscheiben-Sicherheitsglas ESG vom Typ extraweiss. Auf der Rückseite dieser Glasscheibe sind die photoelektrischen Solarzellen aufgebracht. Zum Einsatz kommen zum Beispiel Tripple-Zellen von Unisolar (Canon), die aus drei übereinanderliegenden Zellen bestehen. Diese werden nebeneinander angeordnet auf die Glasscheibe aufgebracht und mit Aetylen-Vinyl-Acetat von einer Schichtdecke von 50&mgr; bis 70&mgr; eingegossen, welche noch von einer teflonartigen Schicht Tedlar™ überzogen ist. Durch Wärmeeinwirkung auf einer Temperatur von 150⁰C erfolgt eine Polymerisation, das heisst es entstehen längere Polymere (Molekülketten), wodurch die Solarzellen auf der Glasscheibe aufkaschiert und eingegossen werden. Da diese Solarpanels infolge des Baumaterials und ihres Aufbaus recht verletzlich sind, dürfen sie bloss um ca. V₇₀ ihrer Gesamtlänge durchgebogen werden. Um diese Solarpanels geschützt und sicher auf einem Gebäude-Flachdach zu montieren, werden sie herkömmlich in einen Aluminiumrahmen eingelegt. Dieser Aluminiumrahmen ist ca. 30-50mm stark und somit recht verwindungsstabil. Die Solarpanels können aber auch rahmenlos installiert werden. Das Problem besteht nun darin, wie man ein solchermassen in einen Rahmen eingespanntes Solarpanel oder ein rahmenloses Solarpanel an einem Gebäude, zum Beispiel auf dem Flachdach eines Hauses, auf einem Schrägdach, an der Fassade eines Gebäudes oder sonstwo befestigt. Zur Befestigung auf einem Flachdach werden herkömmlich speziell gegossene Betonblöcke eingesetzt, die im wesentlichen ein U-Profil bilden, das etwa so lange wie das Solarpanel ist, sowie etwas weniger breit als dasselbe. Der eine Schenkel

dieses U-Profils ist höher als der andere, sodass das Solarpanel, welches mit seinen beiden Längsseiten auf die beiden U-Profil-Schenkelenden gelegt wird, schiefwinklig aufliegt. Der eben verlaufende mittlere Teil des U-Profils dient als Auflage auf dem Flachdach. Ein einzelner solcher Stein für die Montage eines Panels wiegt je nach Ausführung bis zu 55kg. Er soll als Beschwerung wirken und sicherstellen, dass das Solarpanel windsicher und stressfrei auf dem Flachdach gehalten ist. Es ist ja nicht möglich, die Solarpanels auf der Dachhaut zu befestigen, denn mit einer Verschraubung würde man die feine und durchgehende Dachhaut durchstossen und die Dichtigkeit könnte an diesen Stellen nicht dauerhaft gewährleistet werden. Mit dem Einsatz solcher Beschwerungssteine sind jedoch Probleme verbunden. Zunächst muss zur Belegung eines grossen Flachdaches ein ausserordentlich grosses Gewicht verschoben werden. Es werden pro Dach bis zu 1&Oacgr;00 Solapanels installiert, woraus sich ein Gewicht der Beschwerungssteine von 55 Tonnen ergibt, wenn jeweils ein Panel auf einen 55kg Stein montiert wird! Der Umschlag dieser Steine ist mühsam und zeitaufwendig. Auf einer Normpalette können 20 Steine angeliefert werden, was eine Vorstellung allein für den Platzbedarf für die Anlieferung der Steine ergibt. Gemäss der Schweizerischen Unfall-Versicherungsanstalt SUVA darf ein einzelner Arbeiter nur eine Last von 30kg heben. Also müssen zum Bewegen eines 55kg schweren Steines zwei Arbeiter eingesetzt werden. Schliesslich darf auch nicht bedenkenlos eine solche Dachlast auf ein Flachdach gelegt werden. Hierzu muss vorerst geklärt werden, ob das Flachdach für diese Dachlast ausgelegt ist und gegebenenfalls können die Solarpanels nur an bestimmten Stellen auf dem Dach positioniert werden, wo darunter etwa Träger oder Wände verlaufen. Ein weiterer Aspekt ist der grosse Aufwand zur schliesslichen Installation der Solarpanels, denn diese werden einzeln mittels Befestigungselementen auf die Betonsteine aufgeschraubt. Schliesslich kosten die nackten Steine ca. Fr. 30.- pro Stein, was eine unnötige Verteuerung der sonst fortschrittlichen Solartechnik bedeutet.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Neuerung, eine Vorrichtung zum Installieren von Solarpanels auf einem Flachdach zu schaffen, mit welchen die oben aufgezeigten Nachteile beseitigt werden. Die Vorrichtung soll insbesondere

leichter sein und weniger Platz beanspruchen als herkömmliche Beschwerungssteine. Weiter soll ihr Umschlag leichter und die Montage der Solarpanels darauf einfacher sein, wobei jedoch die Verwindungsstabilität und die Windsicherheit der installierten Solarpanels gewährleistet bleiben.

Diese Aufgabe wird gelöst von einer Vorrichtung zum Installieren von Solarpanels, bestehend aus einer ebenen, rechteckigen Grund-Bauplatte mit auf ihren Längsseiten angebrachten elastischen Trägerelementen, die längs ihrer oberen Ränder ein U-Profil zur passgenauen Aufnahme des Rahmens des schräg oberhalb der Grund-Bauplatte zu installierenden Solarpanels oder zur passgenauen Aufnahme des rahmenlosen Solarpanels aufweisen, wobei das eine Trägerelement höher über das Niveau der Bauplatte hinaufragt als das andere und sein oberer Rand elastisch vom Rand des gegenüberliegenden Trägerelements wegschwenkbar ist, sodass der Rahmen des Solarpanels oder das rahmenlose Solarpanel zwischen die U-Profile einlegbar ist, und dass nach Zurückschwenken des Trägerelementes der Rahmen des Solarpanels oder das rahmenlose Solarpanel von den U-Profilen fest umschlossen ist.

In den Figuren ist die Vorrichtung in verschiedenen Ansichten gezeigt und ihr Einsatz zum Installieren der Solarpanels wird in der Beschreibung erläutert.

Es zeigt:

Figur 1: Die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht;

Figur 2: Eine Variante der Vorrichtung in perspektivischer Ansicht;

Figur 3: Die Vorrichtung nach Figur 1 oder 2 in einem Querschnitt dargestellt;

Figur 4: Die Vorrichtung nach erfolgter Installation des Solarpanels im Gebrauch.

In Figur 1 ist die Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Sie besteht aus der Grund-Bauplatte 1 und zwei Trägerelementen 2,3, die längs ihrer oberen Ränder je ein U-Profil 4,5 bilden. Als Material für die Grundplatte 1 kommt ein Pressmaterial in Frage, das auch Holz enthalten kann, oder ein geeigneter Kunststoff. Vorteilhaft ist die Grund-Bauplatte 1 aus Durisol gefertigt, einem Material, das von der Eternit AG (Schweiz) hergestellt wird. Der Vorteil von Durisol ist, dass dieses Material wetterbeständig ist, mit der Dachhaut in keinerlei Weise chemisch reagiert, weil es keine Weichmacher enthält, wie diese üblicherweise im Dauchhautmaterial enthalten sind, und auch UV-resistent ist. Ausserdem ist es bedeutend preisgünstiger als ein herkömmlicher gegossener Betonblock. Typischerweise kommt eine Bauplatte von 24mm Stärke mit den Dimensionen 66cm &khgr; 75cm zum Einsatz. Eine solche kostet in der angegebenen Dimension etwa die Hälfte eines sonst verwendeten Betonblockes. An den beiden Längsrändern dieser Durisol-Platte sind die Trägerelemente 2,3 angebracht. Diese können aus Chromstahl oder einem geeigneten Kunststoff bestehen, welcher UV-resistent und gleichzeitig hinreichend elastisch und bruchfest ist. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei den Trägerelementen 2,3 um Chromstahlbleche, die mittels Abkanten in die gezeigte Form gebracht wurden, sodass sie also längs ihrer oberen Ränder je ein U-Profil 4,5 bilden. Das Profil 4 ist dabei so geformt, dass es eine unterste freiliegende Kante bildet, die als Abtropfnase 14 wirkt. Diese Trägerelemente 2,3 sind hier mittels Chromstahlschrauben mit der Durisol-Platte 1 verbunden. Mit Vorteil weist die Platte 1 auf ihrer Unterseite um die Schraubenlöcher Ausnehmungen auf, welche die Schraubenköpfe aufnehmen, sodass die Chromstahlbleche vor Ort leicht aufgeschraubt werden können, indem nur noch von einer Seite die Gegenmutter festgezogen werden muss. Je nach gewünschter Neigung des zu installierenden Solarpanels ist das eine Trägerelement 3 zum Beispiel ca. 15 bis 50 cm hoch und das andere Trägerelement 2 bloss ca. 10cm hoch. Das jeweils höhere Trägerelement 3 wird zum Einlegen des Solarpanels elastisch etwas zurückgebogen, wonach das Solarpanel zwischen die beiden U-Profile 4,5 eingelegt werden kann. Durch Loslassen des höheren Trägerelementes 3 federt dieses zurück und umschliesst dann den

Aluminiumrahmen des Solarpanels, oder direkt den Rand des rahmenlosen Solarpanels, sodass dieses stressfrei gehalten ist.

Anstelle eines einzigen durchgehenden Trägerelementes 2 kann dieses in zwei voneinander beabstandete Stücke aufgeteilt sein, wie das in Figur 2 dargestellt ist. Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass eine Dreipunktlagerung geschaffen wird, welche eine besonders spannungsfreie Lagerung des Solarpanels gewährleistet. In gleicher Weise kann aber auch das höhere Trägerelement 3 aus zwei solchen Stücken bestehen. Wenn ein rahmenloses Solarpanel installiert wird, sind die lichten Weiten der U-Profile 4,5 selbstverständlich an die Stärke des Solarpanels angepasst, sodass sie dieses passgenau umschliessen.

In Figur 3 ist die Vorrichtung nach den Figuren 1 oder 2 in einem Querschnitt gezeigt. Die Grundplatte 1 liegt hier direkt auf der Dachhaut 6 auf. In einer Variante kann eine Schutzmatte auf der Unterseite der Grundpatte 1 aufgebracht sein, um die chemische Verträglichkeit mit der Dachhaut 6 zu gewährleisten, wenn dies aufgrund des Dachhautmaterials nötig sein sollte, oder um die Verträglichkeit zur Filzmatte zu gewährleisten, die in einigen Fällen zum Schutz der Dachhaut 6 auf dieselbe gelegt wird. Die beiden Trägerelemente 2,3 weisen eine unterschiedliche Höhe auf, wobei ihre oberen Längsränder durch geeignete Abkantungen je ein U-Profil 4,5 bilden. Während aufgrund der Geometrie das höhere Trägerelement 3 leicht mittels Abkanten in die gewünschte Form gebracht werden kann, wird das Trägerelement 2 gegebenenfalls aus zwei Chromstahlblechen aufgebaut, wie das rechts oberhalb des angebauten Trägerelementes 2 gesondert dargestellt ist. Das eine Chromstahlblech ist dann oben zum einen Schenkel des U-Profils 4 abgekantet, während ein weiteres Winkelprofil 7 den anderen Schenkel des U-Profils bildet. Das höhere Trägerelement 3 ist aufgrund der Elastizität seines Materials um den mit den Pfeilen angezeigten Bereich elastisch schwenkbar. Die Trägerelemente 2,3 sind mittels der Schrauben 8,9 mit der Grundpatte 1 verbunden.

Wie werden nun also die Solarpanel letztlich auf einem Flachdach installiert? Hierzu werden die Vorrichtungen zu deren Installation entweder fertig zusammengebaut wie in Figur 1 oder 2 gezeigt angeliefert, oder aber es werden die Grundplatten 1 gesondert in gestapelter Form auf die Baustelle angeliefert, während die Trägerelemente 2,3 ebenfalls gesondert angeliefert werden. Während bisher etwa 20 Montageblöcke für 20 Solarpanels aus gegossenem Beton auf einer Normpalette Platz fanden, können bis zu 100 Grundplatten einschliesslich der zugehörigen Trägerelemente für 100 Solarpanels auf einer Palette angeliefert werden. Man kommt auf ein ca. 5 mal kleineres Transportvolumen für die Montagevorrichtungen. Nachdem die Vorrichtungen gegebenenfalls zusammengeschraubt wurden, werden sie auf dem Dach verlegt.

" War es bisher nötig, die Montageblöcke mit dem Metermass genau zu verlegen, weil sie nicht mehr leicht verschoben werden konnten, so ist das beim Verlegen dieser neuen Vorrichtungen nicht mehr nötig. Es genügt, diese von Auge zu plazieren bzw. voneinander zu beabstanden. Nach dem Verlegen der Grundplatten 1 mit den Trägerelementen 2,3 werden die Grundplatten 1 mit Kies 10 beschwert, das ohnehin auf jedem Flachdach eingesetzt wird, und wie das in Figur 3 gezeigt ist. Erst wenn die Grundplatten 1 mit Kies 10 bedeckt und somit beschwert sind, werden die Solarpanels eingesetzt und ihre Stromabgabekabel können dann verlegt werden, da sie ja eine UV-resistente und wasserdichte Isolierung aufweisen. Die Solarpanel-Stromausgänge werden sodann über die Solarpanel-Stromabgabekabel zusammengeschaltet und zum Wechselrichter geführt, wo der von den einzelnen Panels abgegebene 17-Volt- respektive 35-Volt-Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt, auf 230 Volt respektive 400 Volt transformiert und für die Einspeisung in das Haushalt-Netz synchronisiert wird.

■ Die Figur 4 zeigt die Vorrichtung nach erfolgter Installation des Solarpanels 11 im Gebrauch. Das Solarpanel 11 mit den eigentlichen Solarzellen 13 wurde eingesetzt, indem sein Aluminiumrahmen 12 zunächst in das U-Profil 4 des Trägerelementes 2 eingeführt wurde. Hernach schwenkte man das höhere Trägerelement 2 etwas nach aussen, wonach das dortige Profil 5 dann um den Rahmen 12 des Solarpanels 11 zurückgeschwenkt wurde. Die Trägerelemente 2,3 stehen mit

eingesetztem Solarpanel 11 genau senkrecht auf der Grundplatte und sind entspannt. In dieser Weise ist eine stressfreie und sichere Halterung der Solarpanels 11 gewährleistet. Die benachbarten Solarpanels 11 werden in genau gleicher Weise verlegt.

Claims

nsprüche

1. Vorrichtung zum Installieren von Solarpanels, bestehend aus einer ebenen, rechteckigen Grund-Bauplatte (1) mit auf ihren Längsseiten angebrachten elastischen Trägerelementen (2;3), die längs ihrer oberen Ränder ein U-Profil (4;5) zur passgenauen Aufnahme des Rahmens (12) des schräg oberhalb der Grund-Bauplatte (1) zu installierenden Solarpanels (11) oder zur passgenauen Aufnahme des rahmenlosen Solarpanels aufweisen, wobei das eine *-Trägerelement (3) höher über das Niveau der Bauplatte (1) hinaufragt als das andere und sein oberer Rand elastisch vom Rand des gegenüberliegenden Trägerelements (2) wegschwenkbar ist, sodass der Rahmen (12) des Solarpanels (11) oder das rahmenlose Solarpanel zwischen die U-Profile (4;5) einlegbar ist, und dass nach Zurückschwenken des Trägerelementes (3) der Rahmen (12) oder das rahmenlose Solarpanel von den U-Profilen (4;5) fest umschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Trägerelemente (2;3) aus zwei voneinander beabstandet an der Bauplatte (1) angeordneten Stücken besteht, sodass eine Dreipunktlagerung des Solarpanels erzielbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplatte (1) aus Durisol besteht und die Trägerelemente (2,3) aus Chromstahl gebildet sind und auf die Bauplatte (1) aufgeschraubt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplatte (1) wie auch die Trägerelemente (2,3) aus Kunststoff gefertigt sind und miteinander verschraubt oder verschweisst sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauplatte (1) auf ihrer Unterseite eine Schutzmatte aufweist, die je nach Material der zu bedeckenden Dachhaut oder der auf der Dachhaut ausgelegten Filzmatte aus einem zu diesen Materialien chemisch nicht reagierenden Material besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weniger hohe Trägerelement (2) aus zwei durch Punktschweissung miteinander verbundenen Chromstahlprofilen (4,7) gebildet ist.