Traganordnung für Solaranlage und Solaranlage mit einer solchen Traganordnung.
Die Erfindung betrifft eine Traganordnung für eine Solaranlage und eine So- laranlage mit einer solchen Traganordnung.
Bei Solaranordnungen mit einem oder mehreren Solarmodulen ist die Ausrichtung der Modulflächen wesentlich für die erzielbare Flächenleistung der typischerweise ebenen Module. Die Flächennormale der Modulflächen weist im Regelfall zumindest annähernd nach Süden und ist gegen die Horizontale um einen vorzugsweise von der geographischen Breite des Aufstellungsorts abhängigen Winkel geneigt.
Während bei einer Montage der Solarmodule auf einer schrägen Dachfläche die Modulflächen typischerweise parallel zur Dachfläche angeordnet werden, werden für andere Aufstellungsorte Tragkonstruktionen unterschiedlicher Ausgestaltung eingesetzt. Aus der DE 200 08 509 U1 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Tragkonstruktion für die Aufstellung einer Solaranordnung auf einer ebenen Fläche, insbesondere einem Flachdach bekannt, bei welcher handelsübliche Betonformsteine kostengünstig als Teil eines standfesten Unterbaus eingesetzt werden.
Aus der DE 203 03 257 U1 ist eine Haltevorrichtung für Solarmodule bekannt, bei welcher ein Leitplankenprofil als Längsträger mittels Winkeln an einer Reihe von Pfosten befestigt ist. Die Solarmodule weisen Rahmen auf, welche auf dem Längsträger festgeschraubt sind.
In der DE 203 19 065 U1 sind die Solarmodule nicht direkt auf dem Längsträger befestigt, sondern auf Modulträgerprofilen, welche ihrerseits in gegen die Horizontale geneigter Ausrichtung auf dem Längsträger befestigt sind.
In der DE 89 00 621 U1 ist eine Halterung für Solarmodule beschrieben, bei welcher auf einem Rundrohr als Längsträger mittels Klemmen Winkelprofile in veränderlicher Neigung gegen die Horizontale festgeklemmt sind und Rahmen von Solarmodulen auf diesen Winkelprofilen mittels Schraubklemmen gehalten sind. In anderer in dieser Schrift beschriebenen Ausführung sind zwei Rundroh- re als quer zur Rohrlängsachse beabstandete Längsträger an einem H- förmigen Rahmen befestigt und an jedem Längsträger sind Solarmodule befestigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Traganordnung für eine Solaranlage mit mehreren Solarmodulen sowie eine Solaranlage mit einer solchen Traganordnung anzugeben.
Erfindungsgemäße Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Der Einsatz zweier quer zu ihrer Längsrichtung voneinander beabstandeter Längsträger und die Abstützung der quer zu den Längsträgern verlaufenden Modulträger ergibt eine Traganordnung hoher Stabilität bei gleichzeitig gerin- gern Materialeinsatz, insbesondere bei Verbindung der Bodenstützen über
Verbindungselemente, die vorzugsweise jeweils gemeinsam beide Längsträger mit der Bodenstütze verbinden.
In Richtung der Längsträger, welche nachfolgend auch allgemein als Längsrichtung bezeichnet ist, sind voneinander beabstandet mehrere Bodenstützen in einer Reihe angeordnet und die Längsträgeranordnung geht über mehrere Bodenstützen hinweg. Ein Längsträger kann in Längsrichtung durch mehrere Teilträger gebildet sein, welche überlappend oder über Zwischenstücke an Stoßstellen miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind zwischen zwei in Längsrichtung aufeinander folgenden Bodenstützen mehrere Modulträger auf den Längsträgern befestigt.
Von besonderem Vorteil ist die Ausführung der Verbindungselemente mit einem flächigen ersten Abschnitt, dessen Flächennormale im wesentlichen in Längsrichtung der Längsträger zeigt. Vorteilhafterweise ist ein zweiter flächiger Abschnitt des Verbindungselements gegen den ersten abgewinkelt ausgerichtet. Vorzugsweise sind erster und zweiter Abschnitt einteilig zusammenhän- gend als abgekantetes Blech ausgeführt. Der zweite Abschnitt dient vorteilhafterweise zur Befestigung der Modulträger auf dem Verbindungselement und erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge der nach oben weisenden Kante des ersten Abschnitts.
Der gegenseitige Abstand der beiden Längsträger beträgt vorteilhafterweise wenigstens 40 %, insbesondere wenigstens 60 % des Abstands der Befestigungspunkte eines Modulträgers mit den beiden Längsträgern. Der Abstand der beiden genannten Befestigungspunkte beträgt vorteilhafterweise wenigstens 15 %, insbesondere wenigstens 20 % der Länge der Modulträger.
Die Befestigung des Verbindungselements an der Bodenstütze erfolgt in erster vorteilhafter Ausführung über einen weiteren plattenförmigen Abschnitt, welcher mit einem wenigstens dem ersten Plattenabschnitt, vorzugsweise ersten und zweiten Plattenabschnitt des Verbindungselements verbunden, insbesondere
verschweißt ist. In bevorzugter Ausführung sind zwei weitere Plattenabschnitte vorgesehen, welche an gegenüber liegenden Seiten der Bodenstütze anliegen. Die weiteren Plattenabschnitte weisen vorteilhafterweise vertikale Plattenflächen auf und können günstigerweise gegenüber dem ersten Plattenabschnitt eine kleinere Fläche und eine größere Wandstärke besitzen.
In anderer vorteilhafter Ausführung ist ein zu dem ersten Plattenabschnitt paralleler Plattenabschnitt vorgesehen, welcher das obere Ende der Bodenstütze zwischen sich und dem ersten Abschnitt einschließt. Vorzugsweise bilden der erste und der dazu parallele Abschnitt der zweite Abschnitt und zwei der in vorstehendem Absatz genannten weiteren Abschnitte einen nach unten offenen Hohlraum, welcher das obere Ende der Bodenstütze umgibt. Die Verbindung des Knotenelements erfolgt dabei vorteilhafterweise über den ersten und den dazu parallelen Abschnitt. Die mehreren Abschnitte sind vorzugsweise als Teile von Abkantblechen und/oder über Verschweißungen verbunden.
Die Bodenstützen sind vorteilhafterweise in an sich gebräuchlicher Art pfahl- förmig und vorzugsweise als Profil, insbesondere mit zwei gegenüber liegenden ebenen Flächen ausgeführt. In erster vorteilhafter Ausführung sind die Längsträger-Profile als Blechprofil mit mehreren Profilschenkeln als Profilflächen ausgeführt, welche z. B. aus einem ebenen Blechstreifen durch Abkanten, Rollen etc. besonders kostengünstig herstellbar sind. In anderer vorteilhafter Ausführung können die Längsträger-Profile als Strangpressprofile, insbesondere aus Aluminium hergestellt sein, was insbesondere die Überbrückung großer Abstände zwischen Bodenstützen ermöglicht.
Die Längsträger sind vorzugsweise als Profile ausgeführt. Vorteilhafterweise sind die Längsträgerprofile mit einer ersten Profilfläche auf dem Verbindungselement befestigt und weisen eine vorzugsweise zu der ersten Profilfläche pa-
rallele zweite Profilfläche auf, auf weicher die Modulträger aufliegen. Eine, die erste und zweite Profilfläche verbindende dritte Profilfläche ist vorzugsweise annähernd senkrecht zu erster und zweiter Profilfläche ausgerichtet. Die zweite Profilfläche weist vorzugsweise von der dritten Profilfläche in Längsrichtung der Modulträger nach oben. Die zweite Profilfläche hintergreifende Klammern und Befestigungselemente sind vorzugsweise an der in Längsrichtung der Modulträger oberen Kante der zweiten Profilfläche angeordnet.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Solaranlage in Seitenansicht,
Fig. 2 eine Schrägansicht,
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 ,
Fig. 4 alternative Ausführungen von Knotenelement und Längsträgern,
Fig. 5 eine Ansicht des Knotenelements von unten.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer reihenförmigen Solaranlage oder einer sol- chen Reihe aus einer mehrreihigen größeren Anlage. Zur vergleichenden Orientierung sind ein xyz-Koordinaten-System mit x-Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 , eine senkrecht zur Längsrichtung x verlaufende Horizontalrichtung h und eine Vertikalrichtung vorzugsweise mit eingezeichnet. Der Winkel zwischen der y-Richtung und der Horizontalen h ist vom Aufstellungsort
abhängig und betrage im skizzierten Beispiel ca. 30°. Die reihenförmige Aufstellung einer Mehrzahl von senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 beabstandet aufeinander folgenden, vorzugsweise pfahlförmigen Bodenstützen BS für eine Traganordnung ist gebräuchlich und z. B. aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. Die Bodenstützen können auf Fußplatten befestigt oder vorzugsweise wie im skizzierten Beispiel in den Boden EB eingesenkt sein. Die Bodenstützen können vorteilhafterweise als Rohre oder als gewalzte, gezogene oder abgekantete Profile ausgeführt sein. Ein mit QS angedeuteter Profilquerschnitt, welcher an sich bekannt ist, ist vorteilhafterweise nach einer Seite offen und weist zwei gegenüber liegende ebene Flächen auf. Die Bodenstützen verlaufen in der Regel in vertikaler Richtung V. Die aufeinander folgenden Bodenstützen sind senkrecht zur Zeichenebene fluchtend ausgerichtet und mit ihren oberen Enden im wesentlichen auf gleichem horizontalen Niveau.
An den oberen Enden der Bodenstützen BS sind Verbindungselemente VE befestigt, vorzugsweise mit Befestigungsschrauben SB angeschraubt. Auf den Verbindungselementen VE sind zwei in gegen die Horizontale geneigter y- Richtung beabstandete, in Längsrichtung x senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 parallel zueinander verlaufende Längsträger LT1 , LT2 befestigt. Auf den Längsträgern LT1 , LT2 den Verbindungselementen VE abgewandt sind in y- Richtung verlaufende Modulträger MT befestigt. Auf den Modulträgern MT liegen Solarmodule auf, welche auch rahmenlos ausgeführt sein können und vorteilhafterweise durch mit den Modulträgern verbundene, vorzugsweise verschraubte Klemmen KL gegen die Modulträger verspannt und gegen Abrut- sehen in y-Richtung vorzugsweise formschlüssig abgestützt sind.
Die Modulträger, welche vorzugsweise als Profile ausgeführt sind, weisen in y- Richtung eine mit DT bezeichnete Länge auf. Die Befestigungspunkte, an welchen die Modulträger auf den Längsträgern befestigt sind, weisen in y-Richtung
einen Abstand DB auf, der vorteilhafterweise wenigstens 15 %, insbesondere wenigstens 20 % der Länge DT der Modulträger MT beträgt. Der Abstand DL zwischen den beiden Längsträgern LT1 , LT2 beträgt vorteilhafterweise wenigstens 40 %, insbesondere wenigsten 60 % von DB. Die Breite der Längsträger in y-Richtung ist dabei klein gegenüber ihrem gegenseitigen Abstand. Der Materialaufwand für die Längsträgeranordnung ist dadurch vorteilhaft gering bei gleichzeitig in y-Richtung mit DB großer Basis der Abstützung der Modulträger.
Die Befestigung der Modulträger MT auf den Längsträgern kann vorteil hafte r- weise in aus der DE 20 2005 012 993 U1 bekannter Weise über Schrauben ST und Klammern BK an in x-Richtung und/oder y-Richtung beliebiger Position erfolgen.
Die Längsträger LT1 , LT2 sind vorteilhafterweise gleich aufgebaut, so dass nur eine Profilart hergestellt und/oder bevorratet zu werden braucht. Die Längsträger können in x-Richtung aus mehreren aneinander anschließenden, gegebenenfalls leicht überlappenden Teilträgern zusammengesetzt sein.
Ein vorteilhafter Querschnitt eines Längsträgers als Blechprofil mit mehreren Profilschenkeln als Profilflächen weist wie im Ausschnitt nach Fig. 3 veranschaulicht einen ersten Profilschenkel PS1 in einer x-y-Ebene auf, mittels dessen der Längsträger LT1 auf dem Verbindungselement befestigt, beispielsweise verschraubt ist. Ein zu dem ersten Profilschenkel PS1 parallel verlaufender, in z-Richtung und vorteilhafterweise auch in y-Richtung versetzter zweiter Pro- filschenkel PS2 dient als Auflage für die Modulträger MT und zu deren Verbindung mit dem Längsträger, wofür Schrauben durch den zweiten Profilschenkel geführt sein können oder vorzugsweise über einen abgekanteten Endabschnitt EA in Fortsetzung des zweiten Profilschenkels in der erwähnten Weise mit
Klammern BK und Schrauben ST mit in einer Nut der Modulträger verschiebbaren Kopf eine positionsvariabele Verbindung erfolgt.
Der erste und der zweite Profilschenkel sind über einen dritten Profilschenkel PS3 verbunden, welcher im wesentlichen senkrecht zu erstem und zweitem Profilschenkel in einer x-z-Ebene verläuft. In z-Richtung kann zur weiteren mechanischen Aussteifung eine von einem ebenen Verlauf des dritten Profilschenkels abweichende Profilierung in Form von Sicken nach Fig. 1 und Fig. 3 oder dreieckförmiger Abkantung nach Fig. 2 vorgesehen sein.
Zur weiteren Aussteifung des Blechprofils kann in Fortsetzung des ersten Profilschenkels PS1 und gegen diesen abgewinkelt, vorzugsweise um annähernd 90°, ein vierter Profilschenkel PS4vorgesehen sein, welcher in z-Richtung vorteilhafterweise kürzer als der dritte Profilschenkel ist. Bezogen auf die Längs- richtung y der Modulträger MT schließen vorteilhafterweise der zweite Profilschenkel an der oberen und der vierte Profilschenkel an der unteren Kante des ersten Profilschenkels an. Die Längsträgerprofile bilden mit dem ersten, dem dritten und dem vierten Profilschenkel im wesentlichen ein nach oben offenes U-Profil, in welches über den vorteilhafterweise kürzeren vierten Profilschenkel in Längsrichtung x verlaufende Stromkabel eingelegt sein können. Die Längsträgerprofile weisen vorteilhafterweise Entwässerungsöffnungen zur Ableitung von Regenwasser auf.
Das Verbindungselement VE enthält vorteilhafterweise einen ersten flächigen plattenförmigen Abschnitt PA1 in einer y-z-Ebene und einen vorzugsweise senkrecht dazu abgewinkelten zweiten Abschnitt PA2. Der zweite Abschnitt PA2 ist mit dem ersten Abschnitt PA1 vorteilhafterweise an dessen in z- Richtung oben liegender, den Längsträgern bzw. den Modulträgern und den Solarmodulen zuweisender, in y-Richtung verlaufender Plattenkante PK ver-
bunden und liegt vorteilhafterweise in einer x-y-Ebene. Der zweite Abschnitt kann vorteilhafterweise zur Befestigung der Längsträger auf dem Verbindungselement mittels Schrauben SL dienen. Erster und zweiter Abschnitt sind vorteilhafterweise einteilig durch ein entlang von PK abgekantetes Blech gebildet. An dem Blech können weitere im skizzierten Beispiel nicht dargestellte aussteifende Strukturen vorgesehen sein.
Zur Befestigung des Verbindungselements VE mit der Bodenstütze BS ist vorteilhafterweise ein weiterer Plattenabschnitt BP1 , welcher parallel zu einer der Seitenflächen SF der Bodenstütze BS verläuft und an diese anlegbar ist, zumindest mit dem ersten Abschnitt PA1 , vorzugsweise auch mit dem zweiten Abschnitt PA2 verbunden, insbesondere verschweißt. Vorteilhafterweise sind zwei derartige weitere Plattenabschnitte BP 1 , BP2 vorgesehen, welche an gegenüber liegenden Seiten der Bodenstütze BS anliegen. Die Befestigung des Verbindungselements mit der Bodenstütze erfolgt vorteilhafterweise durch Ver- schrauben der beiden weiteren Plattenabschnitte BP1 , BP2 mit der Bodenstütze. Die beiden weiteren Plattenabschnitte können auch miteinander zu einem Bügel verbunden sein.
Die Solarmodule SM liegen auf jeweils zwei in x-Richtung benachbarten Modulträgern auf und sind auf diesen durch Klemmen KL gesichert. In anderer z. B. aus der DE 20 2005 012 993 U1 gleichfalls bekannter Anordnung können Solarmodule auch zwischen zwei in x-Richtung aufeinander folgende Modulträger eingelegt sein.
Bei der in Fig. 4 und Fig. 5 skizzierten Ausführung sind zur Veranschaulichung möglicher Variationen verschiedener Elemente die Längsträger als Strangpressprofile SP1 , SP2 mit geschlossenem Kammerquerschnitt gewählt und Aufbau des Verbindungselements VH und dessen Befestigung an der Boden-
stütze BR sind anders gestaltet. Im Koordinatensystem, dessen x-Achse senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 verläuft, sind wieder zusätzliche Koordinaten v für die vertikale Richtung und h für die horizontale Richtung mit eingezeichnet. Die Strangpressprofile mit geschlossenem Kammerquerschnitt sind wegen der Biegesteifigkeit besonders vorteilhaft zur Überbrückung großer Abstände von in Längsrichtung benachbarten Bodenstützen.
Der im Beispiel skizzierte Querschnitt der Strangpressprofile zeigt eine erste Profilfläche PF 1 , mit welcher der Längsträger auf dem Verbindungselement VH aufliegt. In der ersten Profilfläche, welche im wesentlichen in einer x-y-Ebene velräuft, ist vorteilhafterweise ein Kanal SK als hinterschnittene Nut ausgebildet, in welchem Köpfe von Befestigungsschrauben BE oder dergleichen als Befestigungselemente zwischen Verbindungselement und Längsträger eingesetzt werden können. Die zweite Profilfläche PF2, auf welcher der Modulträger aufliegt, ist über die dritte Profilfläche PF3 mit der ersten Profilfläche verbunden und mit einem Abschnitt PF21 in y-Richtung nach oben von der dritten Profilfläche abgewinkelt und dient mit diesem Abschnitt zur Befestigung der Modulträger auf die bereits beschriebene Weise mittels der Klammer BK. Die zweite Profilfläche ist zugleich gegen die dritte Profilfläche in y-Richtung nach unten fortgesetzt mit einem eine Wand des Kammerprofils bildenden Flächenabschnitt PF22, welchen über die vierte Profilfläche wieder mit der ersten Profilfläche verbunden ist, so dass ein besonders stabiler geschlossener Kammerquerschnitt entsteht. Der Querschnitt der Strangpressprofile ist in dem vorteilhaft skizzierten Beispiel im wesentlichen rechteckig und einschließlich der Be- festigungsstrukturen symmetrisch bezüglich zweier orthogonaler Ebenen. Bei dem Längsträger SP1 ist ein Zwischenstück ZS zur Verbindung von zwei in Längsrichtung aneinanderstoßenden Teilträgern eingezeichnet, welches z. B. als Vierbandrohrabschnitt in den Kammerquerschnitt der aneinanderstoßenden Teilträger eingefügt und mit beiden Teilträgern verbunden ist.
Das Verbindungselement zwischen Bodenstütze BR und Längsträgern enthält wiederum einen ersten Plattenabschnitt PA1 in einer y-z-Ebene und einen zweiten Plattenabschnitt PA2 in einer x-y-Ebene des gewählten xyz- Koordinatensystems, wobei die beiden Abschnitte PA1 , PA2 vorteilhafterweise entlang einer in y-Richtung verlaufenden Kante einteilig verbunden sind und aus einem abgekanteten ebenen Blechzuschnitt hergestellt sind. Ein zu dem ersten Plattenabschnitt PA1 paralleler dritter Plattenabschnitt PA3 ist auf der dem ersten Plattenabschnitt in x-Richtung abgewandten Seite der Bodenstütze BR angeordnet, so dass das obere Ende der Bodenstütze in x-Richtung zwischen erstem und drittem Plattenabschnitt eingeschlossen ist. Mit dem dritten Plattenabschnitt sind vierte und fünfte Plattenabschnitte PA4, PA5 verbunden, die vorteilhafterweise überwiegend vertikal ausgerichtet sind und vorzugsweise mit dem dritten Plattenabschnitt als ein zweifach abgekantetes Blech ausge- führt. Der vierte und der fünfte Plattenabschnitt verbinden den dritten Plattenabschnitt PA3 in Längsrichtung x mit dem ersten Plattenabschnitt PA1 und sind vorzugsweise mit diesem verschweißt. Dritter, vierter und fünfter Plattenabschnitt reichen in vertikaler Richtung v bis zu dem zweiten Plattenabschnitt PA2 und sind vorzugsweise mit diesem verschweißt, so dass die Plattenabschnitte PA3 bis PA5 mit Teilen der Plattenabschnitte PA1 , PA2 einen nach unten offenen Hohlraum begrenzen, welcher das obere Ende der Bodenstütze BR umgibt.
Eine Befestigung des Verbindungselements VH an der Bodenstütze erfolgt vor- zugsweise mittels in Längsrichtung durch ersten und dritten Plattenabschnitt und die Bodenstütze geführte Schrauben VS oder vergleichbare Befestigungselemente. Die Bodenstütze ist im skizzierten Beispiel mit in x-Richtung gegenüber liegenden Anlageflächen zwischen ersten und dritten Plattenabschnitt ein-
spannbar. Fig. 5 zeigt die Bodenstütze BR als Vierkantrohr in dem genannten Hohlraum mit vertikaler Blickrichtung.
In Fig. 4 ist ferner angedeutet, dass das Verbindungselement VH und mit die- sem die Modulträger und Module relativ zu der Bodenstütze begrenzt um eine senkrecht zur Zeichenebene in x-Richtung verlaufende Schwenkachse (SA) veränderlich ausrichtbar und in verschiedenen Ausrichtungen um die dargestellte Mittenstellung festlegbar.
In der Bodenstütze und/oder vorzugsweise im ersten und dritten Plattenabschnitt sind hierfür Führungen F1 , F2 vorgesehen, welche im skizzierten Beispiel als Kreisbogenabschnitte um einen annähernd in der Ebene des zweiten Plattenabschnitts liegenden gemeinsamen Mittelpunkt ausgeführt sind. Die Kreisbogenabschnitte lassen vorteilhafterweise auch geringfügige lineare Aus- richtungskorrekturen in horizontaler Richtung zu.
Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind in der Regel, soweit im Einzelfall nicht zwingende Gründe entgegen stehen zwischen den Ausführungsbeispielen, vertauschbar und die skizzierten Merkmalskombinatio- nen daher nur als zwei von mehreren Möglichkeiten zu verstehen.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die be- schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.