DE4442298A1 - Solarvorrichtung zur Anbringung an einer Wand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind bereits derartige Solarvorrichtungen bekannt, die den Vorteil zeigen, daß der Aufwand zur Aufständerung ohne ein Gebäude verringert ist. Auch die erforderliche Bodenfläche ist ohne weiteres vorhanden. Bisher war man jedoch der Meinung, daß die Lärmschutzwand hierfür immer in Ost-Westrichtung verlaufen müßte, damit die Module nach Süden ausgerichtet werden können (Der Spiegel 21/1994). Deshalb hat man nur solche Autobahnen und andere Verkehrsstrecken mit Lärmschutzwänden für diesen Zweck ausgewählt. Dadurch ist aber die Anwendungsmöglichkeit stark verringert.

Es ist weiter eine Solarvorrichtung mit mindestens einem Absorber oder Solarzellenmodul bekannt, an deren Unterkante ein Spiegel mit Scharnieren schwenkbar angeordnet ist. Hierbei ist es leicht, die Verstellung vorzugsweise von Hand mindestens einmal im Monat vorzunehmen, damit die Spiegel ihre Wirkung das ganze Jahr über beibehalten (DE-GM 91 06 505.4).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Solarvorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß sie sich an allen Lärmschutzwänden unabhängig von deren Richtung anbringen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Dadurch entsteht eine in etwa ebene Auflagefläche, auf der das Modul in einem beliebigen Winkel in bezug auf die senkrechte Drehachse montiert werden kann. Danach ist es nicht mehr erforderlich, bestimmte Abschnitte der Lärmschutzwand auszuwählen. Vielmehr sind alle Lärmschutz­ wände als Ständer für Solarvorrichtungen geeignet. Dies bedeutet eine Vervielfachung der bisherigen Möglichkeiten, die überraschend ist. Durch das Merkmal des Anspruchs 2 besteht auch die Möglichkeit, die verstellbaren Spiegel zur Anwendung zu bringen, wodurch die Leistung bekanntlich mit geringen Mitteln verdoppelt werden kann.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht auf die Wand bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung als Schnitt durch die Wand bei einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung wie Fig. 3, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 5 einen Schnitt durch die Wand bei einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Ausführung nach der Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht auf die vorangegangene Ausführungsform und

Fig. 8 eine Seitenansicht auf eine darüberhinausgehende Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt im unteren Bereich eine Lärmschutzwand 1, an der die beiden Stangen 2 und 3 mit den Schrauben 16, 17, 18 und 19 angeschraubt sind. Sie sind senkrecht nach oben gerichtet, im Abstand a angeordnet und übertragen die Wand nach oben um die Höhe h.

Diese Höhe h kann von besonderer Bedeutung sein. Es kommt nämlich vor, daß die Lärmschutzwand so niedrig ist, daß besonders hohe Fahrzeuge Schatten auf die Wand werfen. Die mit nur 4 Schrauben befestigten beiden Stangen 2, 3 können bei entsprechender Höhe h die darüber angeordnete jetzt zu beschreibende Solarvorrichtung aus dem Schatten herausbringen.

Am oberen Ende der Stangen sieht man die beiden etwa horizontal angeordneten Stangen 4, 5 auf denen die horizontalen Stangen 8, 9 aufruhen und mit ihnen befestigt sind. Der Fig. 2 kann man entnehmen, daß auch die beiden Stangen 8, 9 in einem nicht bezeichneten Abstand zueinander liegen. Dadurch kann man die Unterkante 7 des Solarzellenmoduls 6 mit den Stangen 8, 9 befestigen. Außerdem können 2 Modulstützen 12 zur Halterung der Oberkante des Moduls 6 dienen, das damit fest und unverstellbar auch gegen hohe Windbeanspruchung festliegt.

Weiter rechts sieht man das Spiegelscharnier 15, an dem der Spiegel 10 beweglich angebracht ist. Er läßt sich durch die Stütze 11 verstellen, die mit dem Scharnier 21 am Spiegel 10 und 20 an den Stangen 8, 9 angelenkt ist. Hierzu kann die Stütze 11 doppelt vorgesehen sein, wenn eine höhere Stabilität erreicht werden soll. Jede der Stangen 8, 9 würde dann eine Stütze 11 haben, die durch die Lochleiste 14 auf den Stangen verstellbar ist.

Es können auch hier nicht sichtbare Stützen 13 vorgesehen sein, siehe Fig. 3.

Bei der beschriebenen Ausführungsform nach den Fig. 1 und Fig. 2 ist Süden rechts und Norden links. Entsprechend ist das Modul 6 nach rechts ausgerichtet. Weiter rechts sind in der Regel ebenso wie weiter links weitere Module mit Spiegeln 10 angeordnet. Das ist dem Fachmann verständlich, ohne daß es zeichnerisch dargestellt wird. Auch wenn die Spiegel nicht vorgesehen sein sollten, ist erforderlich, den Platz hierfür frei zu lassen, damit eine gegenseitige Beschattung der Module morgens und abends möglichst wenig eintritt. Ganz ist dies bei dieser Anordnung nicht zu vermeiden, wie dem Fachmann bekannt ist.

Diese Ausführungsform zeigt somit den Vorteil, daß es nicht erforderlich ist, nur solche Abschnitte der Lärmschutzwand auszuwählen, deren Breitseite nach Süden gerichtet ist, wie das bisher der Fall gewesen ist. Es besteht die Möglichkeit, bei dieser Ausführungsform die Einheit aus dem Modul 6 und dem Spiegel 10 um die senkrechte Achse in eine Lage zu drehen, so daß die Einheit immer optimal nach Süden ausgerichtet ist. Somit ist durch die Erfindung eine jede Lärmschutzwand zur Nutzung geeignet. Dadurch sind die Nutzungsmöglichkeiten vervielfacht.

Hierzu bilden die beiden Stangen 8, 9 eine etwa horizontale Ebene, auf der die Einheit in einer beliebigen Drehlage um die senkrechte Achse befestigt werden kann.

Gemäß der Fig. 3 sieht man unten eine andere geschnittene Wand 1, an der die Stange 2, wie zuvor mit nur 2 Schrauben 16, 17 befestigt ist. Die horizontale Stange 4 geht hier in einem Winkel α von 90° in die senkrechte Stange über. Darüber sieht man die Einheit aus Modul 6 und Spiegel 10 direkt auf der Stange 4 befestigt. In einem Abstand a sind weitere Einheiten dahinter befestigt, was hier nicht zu sehen ist. Zwischen den Stangen 2 und 4 sieht man die Stütze 13, falls die Stabilität sonst nicht ausreichend sein sollte.

Diese Ausführungsform zeigt den Vorteil, daß die Stangen 8, 9 entbehrlich sind. Falls hier nicht genau rechts sein sollte, besteht die Möglichkeit, die Stange 2 um die senkrechte Achse ein wenig zu drehen, so daß die Einheit oder das Modul allein optimal ausgerichtet ist.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Stange 4 auch nach rechts überhängt, wenn dort genügend Platz vorhanden ist. Außerdem ist hier der Winkel α etwas größer als 90°. Das ist in unseren Beitengraden erwünscht, weil dadurch die Winterstellung des Spiegels 10 einen negativen Winkel zur Horizontalen einnehmen kann, wie dargestellt. Es ist hier also die Winkelstellung des Spiegels gezeigt, der parallel auf der Stange 4 liegt. Dies ist in der Regel die Dezember-Stellung, in der bei uns die Sonne sehr niedrig steht.

Im übrigen ist es bekannt, daß mit dieser Einheit die Streustrahlung auf das Modul abgelenkt und somit die Leistung ebenfalls stark erhöht werden kann. Hierzu ist erforderlich, den Winkel zwischen dem Spiegel und dem Modul kleiner als 90° zu wählen, wie dem Fachmann bekannt ist. Auch die optimale Ausgestaltung des Spiegels 10 ist dem Fachmann bekannt. Er sollte wesentlich größer sein als das Modul, damit die Bespiegelung auch morgens und abends vollständig ist. Dadurch wird im Sommer eine hohe Temperatur des Moduls bewirkt. Er gibt aber schon heute Dünnschichtsolarzellen auf dem Markt, die ein wesentlich besseres Temperaturverhalten zeigen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Der Fachmann hat vielmehr die Möglichkeit, weitere Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche zu erstellen.

Unter anderem ist der Erfindungsgegenstand auch bei Warmwasserkollektoren anwendbar, ebenso wie bei Hybridkollektoren, zumal die gleichzeitige Erzeugung von Wärme oben schon erwähnt wurde.

Die Erfindung ist ferner an einer jeden Wand ohne mit einem Gebäude anwendbar. Bei einem Gebäude ist man dann von dem z. B. schon vorhandenen Dach unabhängig. Der Erfindungsgegenstand kann auch an einer Nord-Fassadenwand angebracht werden, wenn z. B. ein Flachdach vorliegt. Durch die Höhe h besteht dann die Möglichkeit, auf dem Flachdach zusätzliche Kollektoren oder Module zu installieren, die nicht beschaltet werden. Durch die Erfindung ist somit auch in diesem Falle eine Erweiterung der vorhandenen Möglichkeiten gegeben.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht wie die beiden vorangegangenen Figuren, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform. Hier ist ebenfalls angenommen, daß die Wand 1 in Nord-Südrichtung verläuft. Anders als zuvor ist hier die senkrechte Stange 2 oben mit der horizontalen Stange 4 an der Stelle 27 verschweißt. Wie zuvor hält die Stütze 13 die Stange 4 in ihrer horizontalen Lage. Links und rechts sieht man die beiden Stützen 25, 26, die die obere Stange 4 mit einer unteren horizontalen Stange 4a verbinden. Diese ist zur höheren Stabilität mit einer weiteren senkrechten Stange 2a bei 28 verschweißt, die an der linken Seite der Wand 1 angeschraubt ist. Auch hier ist eine Stütze 13a zur Lagesicherung vorgesehen. Im übrigen ruht die Stange auf dem oberen Rand der Wand 1.

Fig. 6 zeigt die Draufsicht. Hier erkennt man, daß eine zusätzliche Strebe 22 zwischen der Wand 1 und dem Rahmen, bestehend aus den Teilen 4, 4a, 25, 26 angeordnet ist, durch die dieser Rahmen in einem rechten Winkel β zu der Wand gehalten wird. Man erkennt ferner, daß die beiden Stangen 4, 4a mit einem vierkantigen Querschnitt ausgebildet sind.

Fig. 7 stellt die Seitenansicht auf diese Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 dar. Demgemäß ist eine mittlere Modulstütze 24 parallel zu den Stützen 25, 26 vorgesehen, die mit einer horizontalen Stütze 23, der horizontalen Stange 4a und einem Teil der senkrechten Stange 2 ein stabiles Dreieck bildet. Mit unterbrochenen Linien ist auch die senkrechte Stange 2a eingezeichnet, die zur Erhöhung der Stabilität vorgesehen sein kann. Sie wird hier aber nicht unbedingt benötigt, weil die horizontale Stange 4a durch die Strebe 23 sicher gehalten wird. Sie kann also bevorzugt entfallen. Dann wird die ganze Vorrichtung durch die beiden Schrauben 16, 17 gehalten, was die Montage wesentlich erleichtert. Da diese Schrauben, wie dargestellt, als Durchgangsschrauben ausgebildet sein können, an deren Rückseite eine Mutter aufgeschraubt ist, ist die Stabilität auch gegen hohe Windbeanspruchung ausreichend.

Die Ausführungsform nach den Fig. 5-7 zeigt den Vorteil sehr viel größerer Einfachheit, weil die Zahl der benötigten Teile stark reduziert ist. Ferner ergibt sich der große Vorteil, daß eine Vormontage möglich ist. Hierzu wird nicht nur der erwähnte gesamte Rahmen mit der senkrechten Stange 2 vorgefertigt, sondern es können auch die Module 6 auf dem Rahmen montiert sein, bevor das ganze mit einem Fahrzeugkran auf die Wand gesetzt wird. Anschließend wird die Strebe 22 montiert, um den Winkel β festzulegen. Daraufhin werden die Löcher 16, 17 für diese Durchgangsschrauben gebohrt und mit diesen zwei Schrauben die gesamte Vorrichtung befestigt. Wenn der Winkel β kein rechter ist, empfiehlt sich, daß die senkrechte Stange 2 mit kreisrundem Querschnitt als Rohr ausgebildet ist. Außerdem sollten die Löcher für die Wandbefestigungsschrauben erst bei der Montage gebohrt werden, wie erwähnt. Aber im übrigen sollte die Montage vollständig werkseitig erfolgt sein.

In einem angemessenen Abstand weiter rechts in der Fig. 7 können nun beliebig viele weitere Vorrichtungen dieser Art auf der Wand angeordnet werden, die nicht dargestellt sind und identisch mit den vorangegangenen soeben beschriebenen sein können. Auch dann, wenn die Wand 1 eine Biegung machen sollte, können die so vorgefertigten Vorrichtungen leicht und schnell montiert werden. Nur der Winkel β ist dann zu ändern.

Der Spiegel 10 kann hier ebenfalls, wie zuvor erwähnt, eingebaut werden. Wie oben schon erwähnt, muß der Abstand zwischen einzelnen Vorrichtungen sowieso ziemlich groß sein, damit möglichst wenig Beschattung eintritt.

Wenn der Winkel β aber im Wesentlichen ein rechter ist, kann die Ausführungsform nach der Fig. 8 noch einfacher sein. Hierzu ist die Stange 2 gegenüber dem oberen Rand der Wand 1 schräg gestellt. Dadurch entfallen die Modulstützen 23, 24 nach der Fig. 7. Der Neigungswinkel der Module wird dann dadurch bestimmt, daß die beiden Mauerschrauben 16, 17, seitlich gegeneinander versetzt sind. Außerdem sind die horizontalen Stangen 4, 4a direkt mit der Stange 2 verbunden, vorzugsweise verschweißt, in diesem Falle kann aber auch geschraubt werden. Auch hier wird die gesamte Vorrichtung einschließlich der Module vormontiert, so daß nur die beiden Schrauben 16, 17 an der Wand 1 montiert werden müssen.

Gemäß einer weiteren in der Zeichnung nicht dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind Teile des erwähnten Rahmens 4, 4a, 25, 26 weggelassen. Dies kommt dann in Frage, wenn die Module gerahmt sind. Dann kann z. B. die untere horizontale Stange 4a entfallen, weil durch Streben 23 die Streben 24 in ihrer Lage gehalten sind. Diese genügen dann zusammen mit der oberen horizontalen Stange 4 zur Halterung der gerahmten Module. Für nicht gerahmte Module ist dagegen der erwähnte vollständige Rahmen bevorzugt.

Bei einer weiteren ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform ist an der Stange 2 direkt das Modul befestigt. Dann braucht man nur noch ein oder mehrere Streben 22 nach der Fig. 6, um das Modul in seiner gewünschten Lage, z. B. genau nach Süden ausgerichtet, zu halten. Alle übrigen erwähnten Teile können bei dieser Ausführungsform also entfallen. Gleichzeitig ergibt sich der große Vorteil, daß, wie schon erwähnt, besonders bei kreisrundem Querschnitt der Stange 2, eine sehr leichte und einfache Anpassung an Biegungen der Wand 1 in verschiedene Richtungen ohne eine Vormontage möglich ist.

Der Fachmann hat die Möglichkeit, Abweichungen hiervon im Rahmen der Ansprüche zu erstellen.

Claims (8)

1. Solarvorrichtung zur Anbringung an einer Wand, insbesondere Lärmschutzwand eines Verkehrsweges, die im oberen Bereich mit mindestens einem Solarzellenmodul oder Absorber an der Wand angeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer die Wand (1) nach oben überragenden an der Wand angeschraubten Stangen (2, 2a, 3) mindestens eine etwa horizontale Stange (4, 4a, 5, 8, 9) befestigt ist und daß an dieser oder an diesen die Module (6) oder Adsorber befestigt sind.

2. Solarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den etwa horizontalen Stangen (4, 4a, 5, 8, 9) ein verstellbarer Spiegel (10) angeordnet ist.

3. Solarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechten Stangen (2, 2a, 3) und die etwa horizontalen Stangen (4, 5) winkelförmig ineinander übergehen.

4. Solarvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen der senkrechten (2) und der etwa horizontalen Stange (4) größer als 90° ist.

5. Solarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste horizontale Stange (4) als Abstützung für die Oberkante der Module (6) dient und mit der senkrechten Stange (2) in einem Winkel (β) verschweißt ist (27), so daß das Modul nach Süden ausgerichtet ist.

6. Solarvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine untere horizontale Stange (4a) durch eine Modulstütze (23) mit der senkrechten Stange (2) im Abstand derselben gehalten ist, so daß der gewünschte Neigungswinkel des Moduls (6) zur Sonneneinstrahlung entsteht.

7. Solarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wand nach oben überragende Stange (2) schräg gestellt ist (Fig. 8).

8. Solarvorrichtung zur Anbringung an einer Wand, insbesondere Lärmschutzwand eines Verkehrsweges, die im oberen Bereich mit mindestens einem Solarzellenmodul oder Absorber an der Wand angeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer die Wand (1) nach oben überragenden Stange (2) der Rahmen des Moduls (16) oder Absorbers befestigt ist und daß ein oder mehrere Streben (22) zwischen dem Rahmen und der Wand (1) angeordnet ist/sind.