EP4690458A1 - Modulare unterkonstruktion aus beton für solarpanels - Google Patents

Modulare unterkonstruktion aus beton für solarpanels

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Publication number
EP4690458A1
EP4690458A1 EP24716074.0A EP24716074A EP4690458A1 EP 4690458 A1 EP4690458 A1 EP 4690458A1 EP 24716074 A EP24716074 A EP 24716074A EP 4690458 A1 EP4690458 A1 EP 4690458A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
central beam
cross beams
substructure
solar panels
modular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24716074.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Felix
Pascal STÖCKLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Icsc GmbH
Original Assignee
Icsc GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Icsc GmbH filed Critical Icsc GmbH
Publication of EP4690458A1 publication Critical patent/EP4690458A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/24—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures specially adapted for flat roofs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/10—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
    • F24S25/11—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface using shaped bodies, e.g. concrete elements, foamed elements or moulded box-like elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S2080/01—Selection of particular materials
    • F24S2080/012—Concrete

Definitions

  • the invention relates to a concrete substructure for solar panels for installation on flat roofs.
  • WO2021 129067A2 describes a system and method for attaching one or more photovoltaic modules to at least one modular rail.
  • the modular rail is made of solid concrete.
  • US2013276304A1 describes a solar panel mounting system having a plurality of solar panel support structures that can be formed from solid concrete in adjacent rows with mounting surfaces inclined toward the equator.
  • DE3346077A1 discloses a substructure for a solar panel having semiconductor photoelements, which rests on a support of the substructure which is inclined to the horizontal and is a wedge-shaped concrete block.
  • WO201 3108541 A1 describes a trapezoidal base made of concrete as a substructure for solar panels, which are connected to each other via connecting rods.
  • the disadvantage of the known substructures is that they are heavy and have to be laboriously measured and fixed before installation or placement on the roofs because they cannot be moved after installation due to their weight.
  • the existing roof coverings have to be removed before installation.
  • scaffolding is required to install these substructures.
  • one substructure is usually used per solar panel or the individual base parts rest on the roof, each with a corresponding point load on the roof.
  • the known solutions are therefore neither economical nor ecologically efficient and are time-consuming to manufacture and install.
  • the present invention is based on the object of creating a substructure for solar panels which is light and easy to transport, which is simple, inexpensive and low in CO2 to manufacture, which is quick and easy to assemble, on which the solar panels can be easily mounted without prior measuring, and in which the load of the structure can be distributed over a larger area.
  • the substructure additionally has a longitudinal central beam with a bottom side and a top side, wherein the bottom side of the central beam is designed as a flat surface for resting on a flat roof, and wherein the one central beam connects the several cross beams to one another and has several grooves and/or support surfaces on the top side for receiving the cross beams, so that the cross beams are positively inserted in the grooves and/or rest on the support surfaces and are attached to the central beam.
  • the central beam and the cross beams are made of lightweight concrete.
  • modules i.e. the cross beams and the central beam
  • the advantage of such a modular substructure is that the individual modules, i.e. the cross beams and the central beam, can be manufactured individually, transported and fully assembled on the roof.
  • Modules are prefabricated components that are pre-produced under industrial conditions and then assembled on the flat roof to form a finished structure, the so-called modular substructure.
  • the modules include the cross beams and the central beam, which are required to produce the modular substructure.
  • the individual modules are easy to manufacture and transport and can, for example, be deposited on a flat roof with a crane and then moved and assembled by hand.
  • the central beam is placed and positioned on the flat roof with a crane, and the cross beams are mounted on the central beam by hand.
  • a flat roof is a roof with a roof pitch of less than 10°, preferably less than 5°, even more preferably with a roof pitch of 0°. Normal roof slopes in flat roofs are taken into account when calculating the desired slope of the solar panels.
  • the elongated central beam can accommodate several cross beams in the longitudinal direction of the central beam, on which several solar panels can be mounted next to each other.
  • the cross beams are mounted and arranged transversely to the longitudinal direction of the central beam.
  • the longitudinal central beam has the length of the modular substructure in the longitudinal direction of the substructure.
  • the plurality of transverse beams are each arranged at a right angle to the longitudinal central beam.
  • beam is understood to mean an elongated shaped part which has, for example, a square, rectangular, trapezoidal, T-shaped or L-shaped cross-section.
  • the one longitudinal central beam is a single continuous beam and connects all of the multiple cross beams of a modular substructure to one another.
  • the longitudinal central beam preferably has a top side and a bottom side, which are arranged essentially parallel to one another.
  • the top side of the central beam is understood to be the side of the central beam which points away from the flat roof when it is installed on a flat roof
  • the bottom side of the central beam is understood to be the side of the central beam which rests on the flat roof when the central beam is installed on a flat roof and forms a contact surface and a supporting surface with the flat roof.
  • the top side either has several grooves for receiving the cross beams, so that the cross beams are inserted in the grooves in a form-fitting manner, or the surface has support surfaces for receiving the cross beams, so that the cross beams are supported resting on the support surfaces.
  • the longitudinal central beam has support surfaces for receiving the cross beams, so that the cross beams are supported on the support surfaces and are fastened to the central beam.
  • the underside of the longitudinally elongated central beam is designed as a flat surface, preferably as a continuous flat surface, such that the flat surface forms a supporting surface which, when the substructure is erected on a flat roof can be fully supported on the flat roof.
  • the supporting surface is the flat surface on the underside of the longitudinal central beam, which fully supports the weight of the modular substructure and which can be fully supported on a flat roof.
  • the supporting surface can also be referred to as the support surface. This means that the weight of the substructure is distributed over a large area and places less load on the flat roof than with conventional substructures, where the weight is transferred to the flat roof via a point or an edge.
  • the central beam has a protective layer on the underside for support on a flat roof.
  • the protective layer is preferably arranged continuously on the underside of the central beam and thus forms the supporting surface and support surface on a flat roof.
  • the protective layer is preferably made of plastic, preferably of foamed plastic.
  • a protective layer made of extruded polystyrene is particularly preferred.
  • the protective layer provides protection against damage to the flat roof surface, in particular to the roof foils that are susceptible to damage. This makes the substructure according to the invention suitable for all known flat roof coverings.
  • the central beams provided with a protective layer are placed on gravel roofs, for example. For green roofs or roofs where the roof covering is protected by substrate or soil, a protective layer on the underside of the central beam can be dispensed with.
  • the top of the central beam has three to ten, even more preferably four to eight, grooves and/or support surfaces for receiving the cross beams and corresponds to the number of cross beams that are mounted on the central beam.
  • the plurality of grooves are arranged as an elongated recess transverse to the longitudinal direction of the central beam and preferably have a rectangular cross section, in which the cross beams can be inserted in a form-fitting manner, and which have a bottom surface that corresponds to the support surface for supporting the cross beams.
  • the bottom surface of the groove and/or the support surface bevelled and has an angle of inclination which corresponds to the angle of inclination of the mounting surface of the crossbeams.
  • a groove with a bevelled bottom surface also called a bevelled groove
  • the rectangular cross-sectional area decreases in the longitudinal direction of the groove towards the top of the central beam.
  • the bevelled groove is the preferred embodiment for a crossbeam with a rectangular or square cross-section.
  • the bottom surface of the groove and/or the support surface for receiving the crossbeams is horizontal, also referred to as a horizontal groove, and corresponds to the inclination of the underside or the supporting surface of the central beam.
  • This embodiment is preferred for a crossbeam with a gable-shaped cross-section.
  • the design in which the central beam has several grooves and the cross beams are inserted into the elongated recesses in a form-fitting manner gives the fastening of the cross beams to the central beam additional stability.
  • installation is particularly easy if the angle of inclination of the base surface of the groove corresponds to the angle of inclination of the solar panels to be installed.
  • the angle of inclination of the solar panels does not have to be adjusted during installation and the solar panels can be installed on the cross beam easily and without any measurements.
  • the longitudinal central beam has a cross-section of a rectangular trapezoid, in which the side surfaces are arranged parallel to one another and at right angles to the underside, and wherein the upper side is bevelled and has an angle of inclination relative to the underside which corresponds to the angle of inclination of the mounting surface of the cross beams or of the solar panels to be mounted.
  • the central beam has no recessed grooves on the surface, but several support surfaces, which serve as marking and assembly aid for fastening the cross beams and as assembly aid can also have a mounting rail.
  • the cross beams are placed on the support surface or marking and supported on it and attached to the central beam with a fastener, preferably a screw.
  • the screw is preferably attached to a mounting rail.
  • the support surface or marking can also be applied with paint or as lines on the surface of the central beam.
  • the central beam has no grooves on the surface, but the cross beams have grooves on the underside that can accommodate elevations on the central beam. This makes it easy to attach the cross beam to the central beam.
  • the height of the central beam or the distance from the underside of the central beam to the bottom surface of the groove or the support surface on the central beam is selected such that the distance of the solar panel to the flat roof surface complies with legal requirements.
  • the distance from the upper edge of the solar panel to the flat roof surface is at least 25 cm; for a gravel roof, the distance from the upper edge of the solar panel to the flat roof surface is at least 15 cm.
  • the central beam preferably has a length of 2 to 10 meters, preferably 2 to 6.5 meters, and preferably has a weight of 100 to 700 kg, preferably 160 - 550 kg.
  • the central beam is preferably placed and positioned on the flat roof using a crane.
  • the crossbeams have a continuous rectangular or square cross-section and have the same cross-section over the entire length.
  • the crossbeams can also have a different elongated shape and the cross-section can vary over the length.
  • a substantially rectangular cross-section is particularly preferred, with the narrower long side preferably forming the mounting surface for fastening the solar panels.
  • the elongated crossbeams preferably have a length of 100 to 150 cm and a width of 10 to 20 cm.
  • the weight of the crossbeams is for example 10 to 20 kg, preferably 16kg -17kg, and the crossbeams are easy to carry and transport by hand by one person.
  • the crossbeam with a rectangular or square cross-section is positively inserted in a groove, wherein the groove has a beveled bottom surface with an angle of inclination which corresponds to the angle of inclination of the mounting surface of the crossbeams.
  • each crossbeam has at least one opening for receiving fastening means with which the crossbeam is fastened to the central beam. Screws or adhesives can be used as fastening means, for example.
  • the crossbeam is particularly preferably screwed to the central beam.
  • the central beam has mounting rails in the groove or in the area of the support surfaces, to which the fastening means of the crossbeam are fastened.
  • the crossbeams are screwed to a mounting rail of the central beam using a screw.
  • the crossbeam is fastened centrally to the crossbeam and from the central beam to the central beam.
  • the opening for receiving fastening means is a through hole in the crossbeam and is arranged centrally, in the center of the transverse and longitudinal axis of the crossbeam, extending from the mounting surface to the underside of the crossbeam.
  • the crossbeam has a substantially gable-shaped form in longitudinal section, ie the shape of a flat isosceles triangle or gable, also called a flat triangular gable, wherein the mounting surface for fastening the solar panels is arranged on the legs of the triangle or the gable or gable cornice and the gable is arranged above the central axis of the central beam.
  • Such crossbeams are referred to as gable-shaped crossbeams.
  • the solar panels are mounted on both sides of the gable.
  • These gable-shaped crossbeams have, for example, a length of 200 to 250 cm, a height of 20 to 30 cm, preferably 25 to 30 cm, and a width of 10 to 20 cm, preferably 10 to 15 cm high, weigh 30 to 50 kg, preferably 35 to 45 kg, and can be easily carried, transported and assembled by two people.
  • the solar panels are attached to the crossbeams in an upright position or are mounted in an upright position.
  • the term upright or upright means that the long sides of the solar panel are arranged at the side in this mounting and the transverse sides are arranged on the upper and lower sides in relation to the angle of inclination.
  • the long side of the solar panels is attached to a crossbeam.
  • the crossbeams are preferably arranged between the solar panels or in the transition between two solar panels and at the end of the first and last solar panel in a row, which are mounted on a modular substructure.
  • one more crossbeam is needed than the number of solar panels mounted, since a crossbeam is arranged at the beginning of the first and at the end of the last solar panel in a row and between the solar panels.
  • a crossbeam is arranged at the beginning of the first and at the end of the last solar panel in a row and between the solar panels.
  • six elongated crossbeams are therefore required.
  • the distance between the crossbeams from the central longitudinal axis of one crossbeam to the central longitudinal axis of the adjacent crossbeam essentially corresponds to the width of a solar panel.
  • the solar panels are attached horizontally to the crossbeams, or are mounted horizontally.
  • Horizontally or horizontally means that the shorter transverse sides of the solar panels are arranged at the sides and the long sides are arranged on the upper and lower sides in relation to the angle of inclination of the solar panels.
  • the transverse side of a solar panel is attached to one leg of the gable-shaped crossbeam.
  • the crossbeams are preferably arranged in such a way that in each embodiment a solar panel is supported by two crossbeams.
  • a solar panel also called a solar module, photovoltaic module or solar plate, is understood to be a combination of many individual solar cells in which electrical energy is generated by the irradiation of sunlight.
  • the coupling of several solar panels results in a solar or photovoltaic system.
  • the substructure according to the invention can be adapted to all desired sizes of solar panels. For example, a solar panel has a length of 170 to 190 cm and a width of 90 to 120 cm.
  • the mounting surface is defined as the long side of the crossbeam on which additional fastening elements, such as clamps or screws on mounting rails, are attached, via which the solar panels are attached to the crossbeam.
  • the fastening elements for fastening the solar panels to the mounting surface are preferably arranged at the two head ends of the elongated crossbeams or at the head ends and on both sides of the gable of the gable-shaped crossbeams and are preferably designed as screws or clamps which are attached to mounting rails.
  • the solar panel is preferably clamped between two clamps, which in turn are then screwed to the crossbeam on the mounting rails.
  • the clamps are preferably made of metal.
  • the solar panels are mounted standing or high, preferably on elongated crossbeams with a rectangular or square cross-section, the solar panels are clamped between two clamps at the ends of the lateral long sides and the clamps are aligned along the long side of the solar panels in the longitudinal direction of the crossbeams, so that four clamps are required per solar panel.
  • the solar panels are mounted horizontally or horizontally, preferably on gable-shaped crossbeams, the solar panels are clamped between two clamps at the ends of the upper and lower long sides and the Clamps are aligned parallel to the long side of the solar panels and across the length of the cross beams, so that four clamps are also required per solar panel.
  • the angle of inclination of the mounting surface relative to the horizontal or relative to the flat roof surface or the supporting surface of the central beam corresponds to the desired angle of inclination of the solar panels to be mounted.
  • the inclination of the supporting surface of the central beam corresponds to the inclination of the flat roof surface.
  • the modules are made of lightweight concrete and preferably have a bulk density of less than 1200 kg/m3. A bulk density of 500 - 900 kg/m3 is particularly preferred.
  • the modules are preferably made as individual cast molds from lightweight concrete.
  • the lightweight concrete preferably has reinforcements made of glass fiber reinforced plastic (GRP).
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • the GRP reinforcement bars are preferably arranged in the longitudinal axis of the cross beams or the central beam. These are completely rust-free and cannot be destroyed by environmental influences.
  • the lightweight concrete preferably has aggregates made of expanded clay, expanded glass, expanded slate or pumice stone. Aggregates made of expanded glass are particularly preferred, particularly preferably recycled glass.
  • the lightweight concrete additionally comprises plastic fibers, preferably bi-component plastic macrofibers based on polyolefins, which give the lightweight concrete additional stability.
  • the lightweight concrete described here it is possible to easily produce particularly light and stable cross beams and central beams as modules for the modular substructure. This keeps CO2 emissions low.
  • the individual modules can be easily transported and assembled, ie the central beam with a crane and the cross beams by one or two people by hand, and still have sufficient stability and a sufficiently high dead weight so that the substructure produced in this way can be freely set up on a flat roof at any location. can be installed without additional fastening to the subsurface, in particular the flat roof.
  • the modular substructure according to the invention can be installed on a flat roof in a slip-proof and storm-proof manner even without fastening and is protected against the effects of the weather, in particular storms, without additional fastening or load elements.
  • a further advantage is that the existing roof coverings such as gravel, earth or substrate on existing roofs do not have to be removed beforehand in order to attach fastening mechanisms for the substructure. This also saves time because the exact location does not have to be measured beforehand and complex fastening mechanisms are avoided.
  • the modular substructure and the individual modules can also be easily removed and reinstalled if roof renovation becomes necessary.
  • the invention also relates to a method for mounting solar panels on a flat roof, wherein a substructure according to the invention is used, and the method comprises the following steps:
  • the modular substructure made of lightweight concrete according to the invention makes it possible to apply the necessary load of 100 kg per solar panel, so that the structure is light enough for transport and assembly, and has enough weight to rest securely on the flat roof in storms.
  • a substructure for five solar panels therefore weighs on average around 500 kg.
  • the modular substructure according to the invention can be easily deposited on the flat roof with the help of a crane and erected without scaffolding.
  • the individual cross beams are deposited and positioned on a pallet together and the central beam is deposited and positioned separately on the flat roof and then assembled on site.
  • the substructure can also be delivered fully assembled and positioned at the desired location on the flat roof.
  • the modular substructure with a central beam applies line loads to the roof and not point loads, as is the case with conventional structures.
  • the roof is therefore subjected to less stress at specific points and the risk of a leak on the flat roof is smaller.
  • the roof is therefore less susceptible to damage or subsidence on the roof structure and the modular substructure can be removed or reinstalled in a modular manner in the event of a roof renovation.
  • the angle of inclination of the mounting surface of the cross beams in every embodiment corresponds to the desired angle of inclination of the solar panels.
  • the desired angle of inclination of the solar panels preferably between 10 and 30 degrees relative to the horizontal or relative to the inclination of the flat roof surface
  • modular substructures are ordered and built with the desired angle of inclination of the mounting surface. This means that the angle of inclination is already preset and the solar panels can be easily mounted on the substructure without adjusting the angle of inclination. This also saves time. Since time can be saved in various steps, assembly is around five times faster and therefore much more economical than with conventional substructures.
  • Fig. 1 a substructure in perspective view from above with partially mounted solar panels and elongated cross beams, partly before assembly,
  • FIG. 2 the substructure of Figure 1 in perspective view with elongated crossbeams from diagonally above,
  • Fig. 3 a perspective view from below of a substructure with transversely mounted solar panels
  • Fig. 4 is a partial sectional view through the substructure of Fig. 1 ,
  • Fig. 5 another substructure in perspective view from below with gable-shaped crossbeams and transversely mounted solar panels
  • Fig. 6 another substructure in perspective view from below with gable-shaped cross beams and transversely mounted solar panels and raised central beam, and
  • Fig. 7 a perspective view of a flat roof with mounted solar panels on substructures according to the invention.
  • the same reference symbols are used for the same elements and explanations relating to a particular reference symbol apply to all figures unless expressly stated otherwise.
  • Figure 1 shows an oblique view from above of a substructure 1 with several elongated cross beams 4 with dimensions of 12x12x120 cm and a longitudinal central beam 5 with a bottom 12 and a top 12.
  • the central beam connects the cross beams 4 to one another and has a protective layer 7 on the bottom 12 to protect against injury on the flat roof surface (not shown).
  • the underside of the protective layer 7 forms the supporting surface 19.
  • the elongated cross beams 4 have a continuous square or rectangular cross section and each have a mounting surface 10 for fastening the solar panels 2, wherein the mounting surface 10 has an angle of inclination ß with respect to the horizontal or the supporting surface 19 of the central beam 5, which corresponds to the angle of inclination of the solar panels 2.
  • the central beam 5 has a plurality of grooves 6 on the upper side 13 for receiving the cross beams 4, in which the cross beams 4 are positively inserted after assembly.
  • the two cross beams 4 on the right-hand side are shown shortly before assembly and slightly above the nut 6.
  • the bottom surface of the groove 14 corresponds to the support surface 18 on which the cross beams are resting after assembly.
  • Each cross beam 4 has an opening 8 in the form of a hole in the center of the mounting surface 10, which serves to receive a screw by means of which the cross beams 4 are attached to the central beam 5.
  • the screw head is arranged slightly countersunk in the hole in such a way that the upper end of the screw head lies lower or at most at the same height as the mounting surface.
  • the mounting surface 10 of the cross beams 4 has mounting rails 16 at both ends, to which fastening elements 11 in the form of clamps for fastening the solar panels 2 are screwed.
  • the solar panels 2 are mounted standing on the cross beams 4 with the short transverse sides lengthways to the central beam 5 and the long sides lengthways to the cross beams 4.
  • the standing solar panels 2 are each clamped at the upper ends of the long sides between two metal clamps as fastening elements, which are each arranged at the ends of the cross beams 4 and fastened to mounting rails by means of hammer head screws or nuts.
  • the central beam 5 and the cross beams 4 are all made of lightweight concrete and are therefore easy to transport and install on a flat roof.
  • the central beams 5 and cross beams 4 are preferably placed on a flat roof (not shown) using a crane and the central beam 5 is placed in the desired location without being fastened.
  • the cross beams 4 are then inserted into the prefabricated bevelled grooves on site on the roof and fastened with a screw.
  • the placement of the cross beams 4 and the angle of inclination do not have to be measured because the angle of inclination of the groove 6 already corresponds to the desired angle of inclination of the solar panels 2 and the distance of the cross beams 4, i.e.
  • Figure 2 shows the substructure 1 as shown and described in Figure 1 without mounted solar panels.
  • the angle of inclination ß of the mounting surface 10 relative to the horizontal or the underside 12 of the central beam 5 is shown again.
  • a substructure 1 with a raised central beam 5 is shown from below.
  • the substructure 1 has a central beam 5 and six elongated cross beams 4 with a rectangular cross section, whereby the cross beams 4 are inserted into the bevelled grooves 6 and are supported in a form-fitting manner.
  • the transverse solar panels 2 are secured on the transverse sides with Fasteners 11 in the form of clamps are attached to the cross beams 4, the clamps being arranged such that they are rotated transversely to the longitudinal axis of the cross beams 4 and the solar panels are clamped between the clamps at their upper and lower edges.
  • the central beam 5 has a greater height than the central beam 5 in Figure 1.
  • a greater height and thus also a greater distance of the solar panels from the flat roof surface is particularly desired for green flat roofs, where the required minimum distance between the solar panel and the flat roof must be maintained.
  • the underside 12 of the central beam 5 forms the supporting surface 19 for resting on a flat roof.
  • Figure 4 shows a partial sectional view of the transverse side of a substructure 1 or across the substructure 1 as described in Figure 1.
  • the substructure 1 has a central beam 5 with a rectangular cross-section and a protective layer 7 on the underside 12 of the central beam 5, the underside of the protective layer 7 forming the supporting surface 19 for resting on a flat roof (not shown).
  • the elongated crossbeam 4 is fastened to the central beam 5 via a screw 9, the screw 9 being designed such that the thread protrudes through a hole in the crossbeam 4 into the central beam 5 and the screw head is also countersunk in the crossbeam such that the top of the screw head is flush with the mounting surface 10.
  • the solar panels 2 are clamped between metal clamps 11 which are screwed to the crossbeam 4 via screws.
  • the metal clamps 1 1 are arranged on both sides at the head ends of the elongated crossbeam 4 and at the sides of the solar panels 2, elongated to the longitudinal direction of the crossbeam 4.
  • Figure 5 shows a further substructure 1 with a central beam 5 with a continuous protective layer 7 on the underside 12 and gable-shaped cross beams 4' with dimensions of 12x28x220 cm.
  • the underside of the protective layer 7 forms the supporting surface 19 for support on a flat roof (not shown).
  • the gable-shaped cross beams 4' have the cross section of a gable or a flat isosceles triangle.
  • the mounting surface 10 for The solar panels 2' are fastened to the legs of the triangle or the gable 15 or gable cornice, and the gable 15 is arranged above the central axis Z of the central beam 5.
  • the central beam 5 has six recessed, horizontal grooves 6' into which the gable-shaped cross beams 4' are inserted with the horizontal base surface and are positively supported.
  • the gable-shaped cross beams 4' are screwed to the central beam using screws (not shown).
  • the solar panels 2' are mounted on both sides of the gable 15.
  • the two transverse sides of a solar panel 2' are each fastened to a leg of the gable-shaped cross beam 4', with metal clamps being used as fastening means 11.
  • the metal clamps are arranged at the head ends and on both sides of the gable 15 of the gable-shaped crossbeams 4'.
  • the solar panels 2' are arranged or mounted horizontally and are clamped between two metal clamps at the ends of the long sides of the solar panels 2'.
  • the metal clamps are aligned parallel to the long side of the solar panels 2' and transverse to the longitudinal direction of the crossbeams 4', so that four clamps are required per solar panel.
  • six gable-shaped crossbeams 4' and six horizontal solar panels 2' are shown.
  • FIG 6 a substructure 1 as described in Figure 5 is shown in perspective view from below.
  • the central beam 5 has only slightly recessed horizontal grooves 6' and the gable-shaped cross beams 4' are barely inserted into the grooves. By screwing them together using screws (not shown), the cross beams 4' are nevertheless sufficiently attached to the central beam 5.
  • the distance between the solar panels 2' and the flat roof surface (not shown) is greater than in the embodiment shown in Figure 5.
  • support elements 17 in the form of concrete posts can be arranged under the head ends of the gable-shaped cross beams.
  • FIG 7 shows a flat roof 3 on which various substructures 1 for solar panels 2, 2' are shown in a perspective view from above, as shown in Figure 1 and Figure 5.
  • Solar panels 2 arranged upright are mounted on elongated cross beams 4.
  • Two rows with nine solar panels 2 and ten elongated cross beams 4 each on a central beam 5 are shown, as well as a row with eight solar panels 2 on nine elongated cross beams 4.
  • a substructure 1 is shown as described in Figure 5 with a central beam 5 and six solar panels 2' on six gable-shaped cross beams 4'.
  • the solar panels 2, 2' can be deposited and mounted on a flat roof 3 without scaffolding and without fastening the substructures 1 to the flat roof 3. In the event of a roof renovation, the solar panels 2, 2' and the substructures 1 can simply be dismantled and reassembled later.

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Abstract

Es wird eine modulare Unterkonstruktion (1 ) aus Beton für Solarpanels (2, 2') zur Aufstellung auf einem Flachdach (3) beschrieben, welche mehrere Querbalken (4, 4') umfasst, wobei die Querbalken (4, 4') jeweils eine Montagefläche (10) zur Befestigung der Solarpanels (2. 2') aufweisen, und wobei die Montagefläche (10) einen Neigungswinkel gegenüber der Waagrechten aufweist, welcher dem Neigungswinkel der Solarpanels (2, 2') entspricht. Die Unterkonstruktion (1 ) weist einen längsgerichteten Zentralbalken (5) mit einer Unterseite (12) und einer Oberseite (13) auf, wobei die Unterseite (12) des Zentralbalkens (5) als eine ebene Fläche (19) ausgebildet ist zur Auflage auf einem Flachdach (3), wobei der eine Zentralbalken (5) die mehreren Querbalken (4) miteinander verbindet und auf der Oberseite (13) mehrere Nuten (6, 6') und/oder Auflageflächen (18) zur Aufnahme der Querbalken (4, 4') aufweist, so dass die Querbalken (4, 4') formschlüssig in den Nuten (6, 6') eingelegt und/oder auf den Auflageflächen (18) aufliegend gelagert sind und am Zentralbalken (5) befestigt sind. Der Zentralbalken (5) und die Querbalken (4, 4') sind aus Leichtbeton.

Description

Modulare Unterkonstruktion aus Beton für Solarpanels
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Unterkonstruktion aus Beton für Solarpanels zur Aufstellung auf Flachdächern.
Stand der Technik
Unterkonstruktionen aus Beton für Solarpanels sind bekannt. Beispielsweise beschreibt WO2021 129067A2 ein System und Verfahren zur Befestigung eines oder mehrerer Photovoltaikmodule an mindestens einer modularen Schiene. Die modulare Schiene ist aus massivem Beton hergestellt.
US2013276304A1 beschreibt ein Montagesystem für Solarpanels mit einer Vielzahl von Trägerstrukturen für Solarpanels, die aus massivem Beton in benachbarten Reihen mit zum Äquator hin geneigten Montageflächen gebildet werden können.
In DE3346077A1 ist eine Unterkonstruktion für eine Halbleiterphotoelemente aufweisende Solarplatte offenbart, die auf einer zur Waagerechten schrägen Auflage der Unterkonstruktion aufliegt, welche ein keilförmiger Formstein aus Beton ist.
WO201 3108541 A1 beschreibt ein trapezförmiger Sockel aus Beton als Unterkonstruktion für Solarpanels, welche über Verbindungsstäbe miteinander verbunden sind.
DE102008052600A1 beschreibt eine Solaranlage mit einer Trägerstruktur und mit einem auf der Trägerstruktur angeordneten Photovoltaikmodul zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Sonnenlicht, wobei die Trägerstruktur als L-förmiges Betonformteil ausgestaltet ist, welches ein Rückenteil und ein mit dem Rückenteil verbundenes Sockelteil umfasst. Das Rückenteil umfasst eine dem Sockelteil zugewandte Innenfläche und eine der Innenfläche gegenüberliegende Aussenfläche, auf welcher das Photovoltaikmodul angeordnet ist. Die Trägerstruktur ist aus massivem Beton mit Bewehrungsstahl hergestellt.
Nachteilig bei den bekannten Unterkonstruktionen ist, dass sie schwer sind und vor der Montage oder Platzierung auf den Dächern aufwändig eingemessen und fixiert werden müssen, weil sie aufgrund ihres Gewichts nach der Montage nicht mehr verschoben werden können. Auch müssen bei den meisten Systemen vor der Montage die bestehenden Dacheindeckungen entfernt werden. Zudem ist zur Montage dieser Unterkonstruktionen ein Baugerüst notwendig. Bei den bekannten Unterkonstruktionen wird pro Solarpanel meist eine Unterkonstruktion eingesetzt oder es liegen die einzelnen Sockelteile auf dem Dach auf, jeweils mit entsprechender Punktlast auf den Dächern. Die bekannten Lösungen sind daher weder wirtschaftlich noch ökologisch effizient und sind zeitaufwändig bei der Herstellung und Montage.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Unterkonstruktion für Solarpanels zu schaffen, welche leicht und einfach transportierbar ist, welche einfach, kostengünstig und CO2-arm herstellbar ist, welche schnell und einfach montierbar ist, auf welcher die Solarpanels ohne vorheriges Abmessen einfach montierbar sind, und bei welcher die Last der Konstruktion über eine grössere Fläche verteilbar ist.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch eine modulare Unterkonstruktion aus Beton für Solarpanels zur Aufstellung auf einem Flachdach gelöst, welche mehrere Querbalken umfasst, wobei die Querbalken jeweils eine Montagefläche zur Befestigung der Solarpanels aufweisen, und wobei die Montagefläche einen Neigungswinkel gegenüber der Waagrechten oder der Flachdachoberfläche aufweist, welcher dem Neigungswinkel der Solarpanels entspricht. Die Unterkonstruktion weist zusätzlich einen längsgerichteten Zentralbalken mit einer Unterseite und einer Oberseite auf, wobei die Unterseite des Zentralbalkens als eine ebene Fläche ausgebildet ist zur Auflage auf einem Flachdach, und wobei der eine Zentralbalken die mehreren Querbalken miteinander verbindet und auf der Oberseite mehrere Nuten und/oder Auflageflächen zur Aufnahme der Querbalken aufweist, so dass die Querbalken formschlüssig in den Nuten eingelegt und/oder auf den Auflageflächen aufliegend gelagert sind und am Zentralbalken befestigt sind. Der Zentralbalken und die Querbalken sind aus Leichtbeton hergestellt.
Der Vorteil einer solchen modularen Unterkonstruktion ist, dass die einzelnen Module, d.h. die Querbalken und der Zentralbalken einzeln hergestellt, transportiert und auf dem Dach fertig zusammengebaut werden können. Unter Module werden vorgefertigte Bauteile verstanden, welche unter industriellen Bedingungen vorproduziert werden, und dann auf dem Flachdach zu einer fertigen Konstruktion, der sogenannten modularen Unterkonstruktion, zusammengefügt werden. Zu den Modulen gehören die Querbalken und der Zentralbalken, welche für die Herstellung der modularen Unterkonstruktion benötigt werden. Die einzelnen Module sind leicht herstellbar und transportierbar und können beispielsweise mit einem Kran auf einem Flachdach deponiert und dann von Hand verschoben und montiert werden. Vorzugsweise wird der Zentralbalken mit einem Kran auf das Flachdach gesetzt und positioniert, und die Querbalken werden von Hand am Zentralbalken montiert. Auf Wunsch kann die Unterkonstruktion auch fertig montiert angeliefert und an gewünschter Stelle auf dem Flachdach positioniert werden. Als Flachdach wird ein Dach bezeichnet mit einer Dachneigung von weniger als 10°, vorzugsweise weniger als 5°, noch mehr bevorzugt mit einer Dachneigung von 0°. Normale Dachneigungen in Flachdächern werden bei der Berechnung der gewünschten Neigung der Solarpanels übernommen.
Unter „längsgerichtet“ wird verstanden, dass der längliche Zentralbalken in Längsrichtung des Zentralbalkens mehrere Querbalken aufnehmen kann, auf welchen mehrere Solarpanels nebeneinander montierbar sind. Die Querbalken sind quer zur Längsrichtung des Zentralbalkens montiert und angeordnet. Der längsgerichtete Zentralbalken weist die Länge der modularen Unterkonstruktion in Längsrichtung der Unterkonstruktion auf. Vorzugsweise sind die mehreren Querbalken jeweils in einem rechten Winkel zu dem längsgerichteten Zentralbalken angeordnet.
Unter Balken wird in der ganzen vorliegenden Erfindung ein längliches Formteil verstanden, welches beispielsweise einen quadratischen, rechteckigen, trapezförmigen, T-förmigen oder L-förmigen Querschnitt aufweist.
Der eine längsgerichtete Zentralbalken ist ein einziger durchgehender Balken und verbindet alle mehreren Querbalken einer modularen Unterkonstruktion miteinander. Der längsgerichtete Zentralbalken weist vorzugsweise eine Oberseite und eine Unterseite auf, welche im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Unter Oberseite des Zentralbalkens wird diejenige Seite des Zentralbalkens verstanden, welche bei der Aufstellung auf einem Flachdach vom Flachdach wegweist, während die Unterseite des Zentralbalkens als diejenige Seite des Zentralbalkens verstanden wird, welche bei der Aufstellung des Zentralbalkens auf einem Flachdach auf dem Flachdach aufliegt und mit dem Flachdach eine Kontaktfläche und eine Tragfläche bildet. Die Oberseite weist entweder mehrere Nuten zur Aufnahme der Querbalken auf, so dass die Querbalken formschlüssig in den Nuten eingelegt sind, oder die Oberfläche weist Auflageflächen zur Aufnahme der Querbalken auf, so dass die Querbalken auf den Auflageflächen aufliegend gelagert sind. Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform, bei welcher der längsgerichtete Zentralbalken Auflageflächen zur Aufnahme der Querbalken aufweist, so dass die Querbalken auf den Auflageflächen aufliegend gelagert sind und am Zentralbalken befestigt sind.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass die Unterseite des längsgerichteten länglichen Zentralbalkens als ebene Fläche ausgebildet ist, vorzugsweise als durchgehend ebene Fläche, derart, dass die ebene Fläche eine Tragfläche bildet, welche beim Aufstellen der Unterkonstruktion auf ein Flachdach vollständig auf dem Flachdach aufliegbar ist. Unter Tragfläche wird die ebene Fläche auf der Unterseite des längsgerichteten Zentralbalkens verstanden, welche das Gewicht der modularen Unterkonstruktion vollständig trägt, und welche vollständig auf einem Flachdach aufliegbar ist. Die Tragfläche kann auch als Auflagefläche bezeichnet werden. Dadurch wird das Gewicht der Unterkonstruktion auf einer grossen Fläche verteilt und belastet das Flachdach punktuell weniger als bei herkömmlichen Unterkonstruktionen, bei welchen das Gewicht über einen Punkt oder eine Kante auf das Flachdach übertragen wird.
In einer Ausführungsform weist der Zentralbalken auf der Unterseite eine Schutzschicht zur Auflage auf einem Flachdach auf. Die Schutzschicht ist vorzugsweise durchgehen auf der Unterseite des Zentralbalkens angeordnet und bildet somit die Tragfläche und Auflagefläche auf einem Flachdach. Vorzugsweise ist die Schutzschicht aus Kunststoff, vorzugsweise aus geschäumtem Kunststoff hergestellt. Besonders bevorzugt ist eine Schutzschicht aus extrudiertem Polystyrol. Die Schutzschicht bildet ein Schutz vor Verletzung der Flachdachoberfläche, insbesondere der verletzungsanfälligen Dachfolien. Dadurch ist die erfindungsgemässe Unterkonstruktion für alle bekannten Flachdacheindeckungen geeignet. Die mit einer Schutzschicht versehenen Zentralbalken werden beispielsweise auf Kiesdächer gestellt. Für Gründächer oder Dächer, bei welchen die Dachhaut durch Substrat oder Erde geschützt ist, kann auf eine Schutzschicht auf der Unterseite des Zentralbalkens verzichtet werden.
In einer Ausführungsform weist die Oberseite des Zentralbalkens drei bis zehn, noch mehr bevorzugt vier bis acht, Nuten und/oder Auflageflächen zur Aufnahme der Querbalken auf und entspricht der Anzahl der Querbalken, welche auf dem Zentralbalken montiert werden. Die mehreren Nuten sind als längliche Vertiefung quer zur Längsrichtung des Zentralbalkens angeordnet und weisen vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf, in welchen die Querbalken formschlüssig eingelegt werden können, und welche eine Bodenfläche aufweisen, welche der Auflagefläche zur Lagerung der Querbalken entspricht. In einer weiteren Ausführungsform ist die Bodenfläche der Nut und/oder die Auflagefläche abgeschrägt und weist einen Neigungswinkel auf, welcher dem Neigungswinkel der Montagefläche der Querbalken entspricht. Bei einer Nut mit abgeschrägter Bodenfläche, auch abgeschrägte Nut bezeichnet, nimmt die rechteckige Querschnittsfläche in Längsrichtung der Nut Richtung Oberseite des Zentralbalkens ab. Die abgeschrägte Nut ist die bevorzugte Ausführungsform bei einem Querbalken mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Bodenfläche der Nut und/oder die Auflagefläche zur Aufnahme der Querbalken waagrecht, auch waagreche Nut bezeichnet, und entspricht der Neigung der Unterseite beziehungsweise der Tragfläche des Zentralbalkens. Diese Ausführungsform wird bevorzugt bei einem Querbalken mit giebelförmigem Querschnitt.
Die Ausführungsform, bei welcher der Zentralbalken mehrere Nuten aufweist und die Querbalken formschlüssig in die länglichen Vertiefungen eingelegt werden, verleiht der Befestigung der Querbalken am Zentralbalken zusätzliche Stabilität. Zudem ist die Montage besonders einfach, wenn der Neigungswinkel der Bodenfläche der Nut dem Neigungswinkel der zu montierenden Solarpanels entspricht. Dabei muss der Neigungswinkel der Solarpanels bei der Montage nicht eingestellt werden und die Solarpanels können einfach und ohne Abmessung auf dem Querbalken montiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist der längsgerichtete Zentralbalken einen Querschnitt eines rechtwinkligen Trapezes auf, bei welchem die Seitenflächen parallel zueinander und rechtwinklig zur Unterseite angeordnet sind, und wobei die Oberseite abgeschrägt ist und einen Neigungswinkel gegenüber der Unterseite aufweist, welcher dem Neigungswinkel der Montagefläche der Querbalken beziehungsweise der zu montierenden Solarpanels entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zentralbalken auf der Oberfläche keine vertieften Nuten, sondern mehrere Auflageflächen auf, welche als Markierung und Montagehilfe zum Befestigen der Querbalken dienen und zur Montagehilfe zusätzlich eine Montageschiene aufweisen können. Dabei werden die Querbalken bei der Montage auf der Auflagefläche oder Markierung aufgelegt und aufliegend gelagert und mit einem Befestigungsmittel, vorzugsweise einer Schraube, am Zentralbalken befestigt. Vorzugsweise wir die Schraube an einer Montageschiene befestigt. Die Auflagefläche oder Markierung kann auch mit Farbe oder als Striche auf der Oberfläche des Zentralbalkens angebracht werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Zentralbalken keine Nuten auf der Oberfläche auf, dafür weisen die Querbalken auf der Unterseite Nuten auf, welche Erhöhungen des Zentralbalkens aufnehmen können. So kann auf einfache Art und Weise der Querbalken auf den Zentralbalken aufgesteckt werden.
Die Höhe des Zentralbalkens beziehungsweise die Distanz von der Unterseite des Zentralbalkens zur Bodenfläche der Nut oder der Auflagefläche auf dem Zentralbalken wird derart gewählt, dass der Abstand des Solarpanels zur Flachdachoberfläche den gesetzlichen Anforderungen entspricht. Bei einem Gründach beträgt die Distanz der oberen Kante des Solarpanels zur Flachdachoberfläche mindestens 25 cm, bei einem Kiesdach beträgt die Distanz der oberen Kante des Solarpanels zur Flachdachoberfläche mindestens 15 cm. Der Zentralbalken weist vorzugsweise eine Länge von 2 bis 10 Meter, vorzugsweise von 2 bis 6.5 Meter auf und hat vorzugsweise ein Gewicht von 100 bis 700 kg, vorzugsweise von 160 - 550 kg. Der Zentralbalken wird vorzugsweise mit einem Kran auf das Flachdach gestellt und positioniert.
In einer Ausführungsform haben die Querbalken einen durchgehend rechteckigen oder quadratischen Querschnitt und weisen über die gesamte Länge denselben Querschnitt auf. Die Querbalken können aber auch eine andere längliche Form aufweisen und der Querschnitt über die Länge variieren. Besonders bevorzugt ist ein im Wesentlichen rechteckiger Querschnitt, wobei die schmalere Längsseite vorzugsweise die Montagefläche zur Befestigung der Solarpanels bildet. Die länglichen Querbalken weisen vorzugsweise eine Länge von 100 bis 150 cm und eine Breite von 10 bis 20 cm auf. Das Gewicht der Querbalken beträgt beispielsweise 10 bis 20 kg, vorzugsweise 16kg -17kg, und die Querbalken sind leicht von einer Person von Hand tragbar und transportierbar. Vorzugsweise ist der Querbalken mit einem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt formschlüssig in einer Nut eingelegt, wobei die Nut eine abgeschrägte Bodenfläche mit einem Neigungswinkel aufweist, welcher dem Neigungswinkel der Montagefläche der Querbalken entspricht.
Vorzugsweise weist jeder Querbalken mindestens eine Öffnung zur Aufnahme von Befestigungsmitteln auf, mit welchen der Querbalken am Zentralbalken befestigt wird. Als Befestigungsmittel kommen beispielsweise Schrauben oder Klebstoffe in Frage. Besonders bevorzugt wird der Querbalken am Zentralbalken verschraubt. Vorzugsweise weist der Zentralbalken in der Nut oder im Bereich der Auflageflächen Montageschienen auf, an welcher die Befestigungsmittel des Querbalkens befestigt sind. Vorzugsweise werden die Querbalken über eine Schraube an einer Montageschiene des Zentralbalkens verschraubt. Vorzugsweise wird der Querbalken zentrisch vom Querbalken und vom Zentralbalken am Zentralbalken befestigt. Vorzugsweise ist die Öffnung zur Aufnahme von Befestigungsmitteln ein durchgehendes Loch im Querbalken und ist zentrisch, im Mittelpunkt der Quer- und Längsachse des Querbalkens von der Montagefläche zur Unterseite des Querbalkens erstreckend angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Querbalken im Längsschnitt eine im Wesentlichen giebelförmige Form, d.h. die Form eines flachen gleichschenkligen Dreiecks oder Giebels, auch flacher Dreiecksgiebel genannt, auf, wobei die Montagefläche zur Befestigung der Solarpanels auf den Schenkeln des Dreiecks beziehungsweise des Giebels oder Giebelsimses angeordnet ist und der Giebel über der Zentralachse des Zentralbalkens angeordnet ist. Solche Querbalken werden als giebelförmige Querbalken bezeichnet. In dieser Ausführungsform sind die Solarpanels beidseits des Giebels montiert. Diese giebelförmigen Querbalken weisen beispielsweise eine Länge von 200 bis 250 cm, eine Höhe von 20 bis 30 cm, vorzugsweise 25 bis 30 cm, und eine Breite von 10 bis 20 cm, vorzugsweise 10 bis 15 cm auf, und haben ein Gewicht von 30 bis 50 kg, vorzugsweise 35 bis 45 kg, und sind leicht von zwei Personen von Hand tragbar, transportierbar und montierbar.
In einer Ausführungsform werden die Solarpanels stehend an den Querbalken befestigt, beziehungsweise werden hochstehend montiert. Unter stehend oder hochstehend wird verstanden, dass die Längsseiten des Solarpanels bei dieser Montage seitlich angeordnet sind und die Querseiten an der oberen und unteren Seite bezogen auf den Neigungswinkel angeordnet sind. Dabei ist die Längsseite der Solarpanels jeweils an einem Querbalken befestigt. Die Querbalken sind vorzugsweise jeweils zwischen den Solarpanels bzw. im Übergang zwischen zwei Solarpanels und am Ende des ersten und letzten Solarpanels einer Reihe, welche auf einer modularen Unterkonstruktion montiert sind, angeordnet. Für diese Montage der Solarpanels braucht es jeweils einen Querbalken mehr, als Solarpanels montiert werden, da sich am Anfang des ersten und am Ende des letzten Solarpanels einer Reihe und jeweils zwischen den Solarpanels ein Querbalken angeordnet ist. Für die Montage von fünf Solarpanels braucht es also sechs längliche Querbalken. Vorzugsweise entspricht der Abstand der Querbalken von der zentralen Längsachse des einen Querbalkens zur zentralen Längsachse des benachbarten Querbalkens im Wesentlichen der Breite eines Solarpanels.
Bei giebelförmigen Querbalken können doppelt so viele Solarpanels montiert werden, da die Solarpanels beidseits an giebelförmige Querbalken montiert werden können. Das heisst, für die Montage von zehn hochstehenden Solarpanels braucht es sechs giebelförmige Querbalken. In einer weiteren Ausführungsform werden die Solarpanels liegend an den Querbalken befestigt, beziehungsweise werden querliegend montiert. Unter liegend oder querliegend wird verstanden, dass die kürzeren Querseiten der Solarpanels seitlich angeordnet sind und die Längsseiten an der oberen und unteren Seite bezogen auf den Neigungswinkel der Solarpanels angeordnet sind. Dabei ist die Querseite eines Solarpanels jeweils an einem Schenkel des giebelförmigen Querbalkens befestigt. Für die Montage liegend angeordneter Solarpanels braucht es jeweils die doppelte Anzahl an länglichen Querbalken, d.h. zwei längliche Querbalken pro Solarpanel, oder bei giebelförmigen Querbalken braucht es die gleiche Anzahl giebelförmiger Querbalken, wie Solarpanels montiert werden.
Die Querbalken sind vorzugsweise derart angeordnet, dass in jeder Ausführungsform jeweils ein Solarpanel über zwei Querbalken abgestützt ist. Unter einem Solarpanel, auch Solarmodul, Photovoltaikmodul oder Solarplatte genannt, wird ein Zusammenschluss vieler einzelner Solarzellen verstanden, in welchen durch die Einstrahlung des Sonnenlichts elektrische Energie gewonnen wird. Die Kopplung mehrerer Solarpanels ergibt eine Solar- oder Photovoltaikanlage. Die erfindungsgemässe Unterkonstruktion kann auf alle gewünschten Grössen der Solarpanels angepasst werden. Beispielsweise weist ein Solarpanel eine Länge von 170 bis 190 cm und eine Breite von 90 bis 120 cm auf.
Als Montagefläche wird diejenige Längsseite des Querbalkens definiert, auf welcher zusätzliche Befestigungselemente, beispielsweise Klammern oder Schrauben an Montageschienen, angebracht sind, über welche die Solarpanels an den Querbalken befestigt sind. Die Befestigungselemente zur Befestigung der Solarpanels an der Montagefläche sind vorzugsweise an den beiden Kopfendenden der länglichen Querbalken beziehungsweise an den Kopfenden und beidseits am Giebel der giebelförmigen Querbalken angeordnet und sind vorzugsweise als Schrauben oder Klammern ausgebildet, welche an Montageschienen befestigt sind. Vorzugsweise wird das Solarpanel zwischen zwei Klammern geklemmt, welche dann ihrerseits am Querbalken an den Montageschienen festgeschraubt werden. Vorzugsweise sind die Klammern aus Metall ausgebildet. Wenn die Solarpanels stehend oder hoch montiert werden, vorzugsweise auf länglichen Querbalken mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, werden die Solarpanels jeweils an den Enden der seitlichen Längsseiten zwischen zwei Klammern geklemmt und die Klammern entlang der Längsseite der Solarpanels längs zur Längsrichtung der Querbalken ausgerichtet, so dass pro Solarpanel vier Klammern benötigt werden. Wenn die Solarpanels liegend oder quer montiert werden, vorzugsweise auf giebelförmigen Querbalken, werden die Solarpanels jeweils an den Enden der oberen und unteren Längsseiten zwischen zwei Klammern geklemmt und die Klammern parallel zur Längsseite der Solarpanels und quer zur Längsrichtung der Querbalken ausgerichtet, so dass ebenfalls pro Solarpanels vier Klammern benötigt werden. Der Neigungswinkel der Montagefläche gegenüber der Waagrechten beziehungsweise gegenüber der Flachdachoberfläche oder der Tragfläche des Zentralbalkens entspricht dem gewünschten Neigungswinkel der zu montierenden Solarpanels. Die Neigung der Tragfläche des Zentralbalkens entspricht der Neigung der Flachdachoberfläche.
Die Module, d.h. sowohl der Zentralbalken wie auch die Querbalken, sind aus Leichtbeton hergestellt und weisen vorzugsweise eine Rohdichte von weniger als 1200 kg/m3 auf. Besonders bevorzugt ist eine Rohdichte von 500 - 900 kg/m3. Vorzugsweise werden die Module als einzelne Gussformen aus Leichtbeton hergestellt. Vorzugsweise weist der Leichtbeton Armierungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) auf. Vorzugsweise sind die GFK- Armierungsstäbe in Längsachse der Querbalken beziehungsweise des Zentralbalkens angeordnet. Diese sind vollkommen rostfrei und können durch Umwelteinflüsse nicht zerstört werden. Vorzugsweise weist der Leichtbeton Gesteinskörnungen aus Blähton, Blähglas, Blähschiefer oder Bimsstein auf. Besonders bevorzugt sind Gesteinskörnungen aus Blähglas, besonders bevorzugt aus Altglas. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Leichtbeton zusätzlich Kunststofffasern, vorzugsweise auf Polyolefinen basierte Bi- Komponenten Kunststoff-Makrofasern, auf, welche dem Leichtbeton zusätzlich Stabilität verleihen.
Durch die Verwendung des hier beschriebenen Leichtbetons ist es möglich, auf einfache Art besonders leichte und stabile Querbalken und Zentralbalken als Module für die modulare Unterkonstruktion herzustellen. Dabei wird die CO2 Emission tief gehalten. Die einzelnen Module können leicht, d.h. der Zentralbalken mit einem Kran und die Querbalken von einer oder zwei Personen von Hand, transportiert und montiert werden und weisen dennoch eine genügend hohe Stabilität und ein genügend hohes Eigengewicht auf, damit die so hergestellte Unterkonstruktion frei auf einem Flachdach an einem beliebigen Ort aufgestellt werden kann ohne zusätzliche Befestigung auf dem Untergrund, insbesondere dem Flachdach. Das heisst, dass die erfindungsgemässe modulare Unterkonstruktion auch ohne Befestigung rutschsicher und sturmsicher auf einem Flachdach angebracht werden kann und auch ohne zusätzliche Befestigung oder Belastungselemente gegen Witterungseinflüsse, insbesondere Sturm, gesichert ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die vorhandenen Dacheindeckungen wie beispielsweise Kies, Erde oder Substrat bei bestehenden Dächern vorher nicht entfernt werden müssen, um Befestigungsmechanismen für die Unterkonstruktion anzubringen. Dies ist zusätzlich zeitsparend, weil der genaue Standort nicht vorher eingemessen werden muss und aufwändige Befestigungsmechanismen erspart werden. Ebenso sind die modulare Unterkonstruktion und die einzelnen Module einfach wieder entfernbar und neu montierbar, wenn eine Dachsanierung nötig wird.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Montieren von Solarpanels auf einem Flachdach, wobei eine erfindungsgemässe Unterkonstruktion verwendet wird, und das Verfahren folgende Schritte umfasst:
(A) Aufstellen des Zentralbalkens mit der ebenen Fläche nach unten auf ein Flachdach, derart, dass die ebenen Fläche auf der Flachdachoberfläche aufliegt,
(B) Einlegen der Querbalken in die Nuten des Zentralbalkens, oder Lagern der Querbalken auf den Auflageflächen auf dem Zentralbalken;
(C) Befestigen der Querbalken am Zentralbalken; und
(D) Befestigen der Solarpanels an den Montageflächen der Querbalken.
Mit der erfindungsgemässen modularen Unterkonstruktion aus Leichtbeton ist es möglich, die nötige Auflast von 100kg pro Solarpanel aufzubringen, damit die Konstruktion einerseits genügend leicht für den Transport und die Montage ist, und andererseits genügend Eigengewicht aufweist, um bei Sturm sicher auf dem Flachdach aufzuliegen. Eine Unterkonstruktion für fünf Solarpanels wiegt also im Durchschnitt etwa 500 kg.
Zusätzlich ist zum Anbringen der modularen Unterkonstruktion auf dem Flachdach kein Gebäudegerüst notwendig, wie es bei herkömmlichen Konstruktionen der Fall ist. Die erfindungsgemässe modulare Unterkonstruktion kann einfach mit Hilfe eines Krans auf dem Flachdach deponiert werden und ohne Gerüst aufgestellt werden. Vorzugsweise werden die einzelnen Querbalken auf einem Palett zusammen und der Zentralbalken separat auf dem Flachdach deponiert und positioniert und dann vor Ort zusammengebaut. Auf Wunsch kann die Unterkonstruktion auch fertig montiert angeliefert und an gewünschter Stelle auf dem Flachdach positioniert werden.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die modulare Unterkonstruktion mit einem Zentralbalken Linienlasten auf das Dach bringt und keine Punktlasten, wie es bei herkömmlichen Konstruktionen der Fall ist. Das Dach wird also punktuell weniger belastet und die Gefahr vor einer undichten Stelle auf dem Flachdach ist kleiner. Das Dach ist also weniger bzw. gar nicht anfällig auf Beschädigungen bzw. Senkungen auf der Dachkonstruktion und die modulare Unterkonstruktion kann im Fall einer Dachsanierung modular wieder entfernt bzw. wieder montiert werden.
Noch ein weiterer Vorteil der modularen Unterkonstruktion ist es, dass der Neigungswinkel der Montagefläche der Querbalken in jeder Ausführungsform dem gewünschten Neigungswinkel der Solarpanels entspricht. Je nach gewünschtem Neigungswinkel der Solarpanels, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Grad gegenüber der Waagrechten beziehungsweise gegenüber der Neigung der Flachdachoberfläche, werden modulare Unterkonstruktionen mit dem gewünschten Neigungswinkel der Montagefläche bestellt und aufgebaut. Dies führt dazu, dass der Neigungswinkel bereits voreingestellt ist, und die Solarpanels ohne Einstellung des Neigungswinkels einfach auf der Unterkonstruktion montiert werden können. Dies spart zusätzlich Zeit. Da bei verschiedenen Schritten Zeit gespart werden kann, ist die Montage etwa fünfmal schneller und somit viel ökonomischer als bei herkömmlichen Unterkonstruktionen.
Kombinationen von zwei oder mehreren der oben aufgeführten Ausführungen und Varianten sind denkbar und beansprucht. Weitere Vorteile der Erfindung folgen aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert wird.
Kurze Beschreibung der Figuren
Es zeigen:
Fig. 1 eine Unterkonstruktion in perspektivischer Darstellung von schräg oben mit teilweise montierten Solarpanels und länglichen Querbalken, teilweise vor der Montage,
Fig. 2 die Unterkonstruktion von Figur 1 in perspektivischer Darstellung mit länglichen Querbalken von schräg oben,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung von schräg unten auf eine Unterkonstruktion mit querliegend montierten Solarpanels,
Fig. 4 eine Teilschnittansicht quer durch die Unterkonstruktion von Fig. 1 ,
Fig. 5 eine weitere Unterkonstruktion in perspektivischer Darstellung von schräg unten mit giebelförmigen Querbalken und querliegend montierten Solarpanels,
Fig. 6 eine weitere Unterkonstruktion in perspektivischer Darstellung von schräg unten mit giebelförmigen Querbalken und querliegend montierten Solarpanels und erhöhtem Zentralbalken, und
Fig. 7 eine Sicht auf ein Flachdach mit montierten Solarpanels auf erfindungsgemässen Unterkonstruktionen in perspektivischer Darstellung. In den Figuren sind für dieselben Elemente jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet und es gelten Erklärungen zu einem bestimmten Bezugszeichen für alle Figuren, wenn nicht ausdrücklich etwas anders erwähnt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Ansicht von schräg oben auf eine Unterkonstruktion 1 mit mehreren länglichen Querbalken 4 mit einer Abmessung von 12x12x120 cm und einem längsgerichteten Zentralbalken 5 mit einer Unterseite 12 und einer Oberseite 12. Der Zentralbalken verbindet die Querbalken 4 miteinander und weist auf der Unterseite 12 eine Schutzschicht 7 auf zum Schutz vor Verletzung auf der Flachdachoberfläche (nicht dargestellt). Die Unterseite der Schutzschicht 7 bildet die Tragfläche 19. Die länglichen Querbalken 4 weisen einen durchgehend quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf und weisen jeweils eine Montagefläche 10 zur Befestigung der Solarpanels 2 auf, wobei die Montagefläche 10 einen Neigungswinkel ß gegenüber der Waagrechten beziehungsweise der Tragfläche 19 des Zentralbalkens 5 aufweist, welcher dem Neigungswinkel der Solarpanels 2 entspricht. Der Zentralbalken 5 weist auf der Oberseite 13 mehrere Nuten 6 zur Aufnahme der Querbalken 4 auf, in welcher die Querbalken 4 nach der Montage formschlüssig eingelegt sind. In dieser Figur sind die zwei Querbalken 4 auf der rechten Seite kurz vor der Montage und leicht über der Nur 6 dargestellt. Die Bodenfläche der Nut 14 entspricht der Auflagefläche 18, auf welcher die Querbalken aufliegend gelagert sind nach der Montage. Jeder Querbalken 4 weist im Zentrum der Montagefläche 10 eine Öffnung 8 in Form eines Lochs auf, welches zur Aufnahme einer Schraube dient, über welche die Querbalken 4 am Zentralbalken 5 befestigt sind. Der Schraubenkopf ist leicht versenkt im Loch angeordnet, derart, dass das obere Ende des Schraubenkopfs tiefer oder maximal auf gleicher Höhe der Montageoberfläche zu liegen kommt. Die Montagefläche 10 der Querbalken 4 weist an deren Enden beidseitig Montageschienen 16 auf, an welche Befestigungselemente 1 1 in Form von Klammern zur Befestigung der Solarpanels 2 festgeschraubt sind. Die Solarpanels 2 werden in dieser Ausführungsform stehend auf den Querbalken 4 montiert mit den kurzen Querseiten längs zum Zentralbalken 5 und den Längsseiten längs zu den Querbalken 4. Die stehenden Solarpanels 2 werden jeweils an den oberen Enden der Längsseiten zwischen zwei Metallklammern als Befestigungselemente geklemmt, welche jeweils an den Enden der Querbalken 4 angeordnet und an Montageschienen befestigt sind mittels Hammerkopfschrauben beziehungsweise Muttern.
Der Zentralbalken 5 und die Querbalken 4 sind alle aus Leichtbeton hergestellt und daher leicht transportierbar und montierbar auf einem Flachdach. Zur Montage werden die Zentralbalken 5 und Querbalken 4 vorzugsweise mit einem Kran auf einem Flachdach (nicht dargestellt) deponiert und der Zentralbalken 5 an gewünschter Stelle platziert, ohne zu befestigen. Danach werden vor Ort auf dem Dach die Querbalken 4 in die vorgefertigten abgeschrägten Nuten eingelegt und mit einer Schraube befestigt. Die Platzierung der Querbalken 4 und der Neigungswinkel muss nicht abgemessen werden, da der Neigungswinkel der Nut 6 bereits dem gewünschten Neigungswinkel der Solarpanels 2 entspricht, und der Abstand der Querbalken 4, d.h. von Zentralachse des einen Querbalkens 4 zur Zentralachse des benachbarten Querbalkens 4, bereits der gewünschten Breite der Solarpanels 2 inklusive Befestigungsklammern entspricht. Danach werden die Solarpanels 2 mit den Befestigungsmitteln 11 an den Querbalken 4 befestigt. Dadurch muss auch die Platzierung der Solarpanels 2 nicht eingemessen werden, wodurch viel Zeit gespart werden kann.
Figur 2 zeigt die Unterkonstruktion 1 wie in Figur 1 dargestellt und beschrieben ohne montierte Solarpanels. Der Neigungswinkel ß der Montagefläche 10 gegenüber der Waagrechten beziehungsweise der Unterseite 12 des Zentralbalkens 5 ist nochmals dargestellt.
In Figur 3 ist eine Unterkonstruktion 1 mit erhöhtem Zentralbalken 5 von schräg unten dargestellt. Die Unterkonstruktion 1 weist einen Zentralbalken 5 und sechs längliche Querbalken 4 mit einem rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Querbalken 4 in den abgeschrägten Nuten 6 eingelegt und formschlüssig gelagert sind. Die querliegenden Solarpanels 2 sind an den Querseiten mit Befestigungsmitteln 1 1 in Form von Klammern an den Querbalken 4 befestigt, wobei die Klammern derart angeordnet sind, dass sie quer zur Längsachse der Querbalken 4 gedreht sind und die Solarpanels an deren oberen und unteren Rand zwischen die Klammern geklemmt sind. Der Zentralbalken 5 weist eine höhere Höhe auf als der Zentralbalken 5 in Figur 1 . Eine höhere Höhe und somit auch ein höherer Abstand der Solarpanels zur Flachdachoberfläche wird insbesondere bei begrünten Flachdächern gewünscht, wo der geforderte Mindestabstand zwischen Solarpanel und Flachdach eingehalten werden muss. Die Unterseite 12 des Zentralbalkens 5 bildet die Tragfläche 19 zur Auflage auf einem Flachdach.
In Figur 4 ist eine Teilschnittansicht auf die Querseite einer Unterkonstruktion 1 beziehungsweise quer durch die Unterkonstruktion 1 wie in Figur 1 beschrieben dargestellt. Die Unterkonstruktion 1 weist einen Zentralbalken 5 mit einem rechteckigen Querschnitt und einer Schutzschicht 7 auf der Unterseite 12 des Zentralbalkens 5 auf, wobei die Unterseite der Schutzschicht 7 die Tragfläche 19 zur Auflage auf einem Flachdach (nicht dargestellt) bildet. Der längliche Querbalken 4 ist über eine Schraube 9 am Zentralbalken 5 befestigt, wobei die Schraube 9 derart ausgebildet ist, dass das Gewinde durch ein Loch im Querbalken 4 in den Zentralbalken 5 hineinragt und der Schraubenkopf ebenfalls im Querbalken versenkt angeordnet ist, derart dass die Oberseite des Schraubenkopfs mit der Montagefläche 10 flächenbündig ist. Die Solarpanels 2 sind zwischen Metallklammern 1 1 geklemmt, welche über Schrauben am Querbalken 4 verschraubt sind. Die Metallklammern 1 1 sind jeweils beidseits an den Kopfenden des länglichen Querbalkens 4 und seitlich der Solarpanels 2 länglich zur Längsrichtung des Querbalkens 4 angeordnet.
Figur 5 zeigt eine weitere Unterkonstruktion 1 mit einem Zentralbalken 5 mit durchgehender Schutzschicht 7 auf der Unterseite 12 und giebelförmigen Querbalken 4‘ mit einer Abmessung von 12x28x220 cm. Die Unterseite der Schutzschicht 7 bildet die Tragfläche 19 zur Auflage auf einem Flachdach (nicht dargestellt). Die giebelförmigen Queralken 4‘ haben den Querschnitt eines Giebels oder eines flachen gleichschenkligen Dreiecks. Die Montagefläche 10 zur Befestigung der Solarpanels 2‘ ist auf den Schenkeln des Dreiecks beziehungsweise des Giebels 15 oder Giebelsimses angeordnet, und der Giebel 15 ist über der Zentralachse Z des Zentralbalkens 5 angeordnet. Der Zentralbalken 5 weist sechs vertiefte, waagrechte Nuten 6‘ auf, in welche die giebelförmigen Querbalken 4‘ mit der waagrechten Basisfläche eingelegt und formschlüssig gelagert sind. Zusätzlich sind die giebelförmigen Querbalken 4‘ über Schrauben (nicht dargestellt) am Zentralbalken verschraubt. In dieser Ausführungsform sind die Solarpanels 2‘ beidseits des Giebels 15 montiert. Die beiden Querseiten eines Solarpanels 2‘ sind jeweils an einem Schenkel des giebelförmigen Querbalkens 4‘ befestigt, wobei als Befestigungsmittel 1 1 Metallklammern verwendet werden. Die Metallklammern sind an den Kopfenden sowie beidseits des Giebels 15 der giebelförmigen Querbalken 4‘ angeordnet. Die Solarpanels 2‘ sind liegend angeordnet beziehungsweise montiert und werden jeweils an den Enden der Längsseiten der Solarpanels 2‘ zwischen zwei Metallklammern geklemmt. Die Metallklammern sind parallel zur Längsseite der Solarpanels 2‘ und quer zur Längsrichtung der Querbalken 4‘ ausgerichtet, so dass pro Solarpanel vier Klammern benötigt werden. In dieser Figur 5 sind sechs giebelförmige Querbalken 4‘ und sechs liegende Solarpanels 2‘ dargestellt.
In Figur 6 ist eine wie in Figur 5 beschriebene Unterkonstruktion 1 in perspektivischer Sicht von unten dargestellt. Im Unterschied zur Unterkonstruktion 1 in Figur 5 weist der Zentralbalken 5 nur wenig vertiefte waagrechte Nuten 6‘ auf und die giebelförmigen Querbalken 4‘ sind kaum in den Nuten eingelegt. Durch die Verschraubung über Schrauben (nicht dargestellt) sind die Querbalken 4‘ dennoch genügend am Zentralbalken 5 befestigt. In dieser Ausführungsform ist der Abstand zwischen Solarpanels 2‘ und Flachdachoberfläche (nicht dargestellt) höher als in der Ausführungsform, welche in Figur 5 dargestellt ist. Zur zusätzlichen Stabilisierung der langen Querbalken 4‘ können Stützelemente 17 in Form von Betonpfosten unter den Kopfenden der giebelförmigen Querbalken angeordnet sein. Figur 7 zeigt ein Flachdach 3, auf welchem verschiedene Unterkonstruktionen 1 für Solarpanels 2, 2‘ wie in Figur 1 und Figur 5 dargestellt in perspektivischer Ansicht von oben gezeigt sind. Dabei sind stehend angeordnete Solarpanels 2 auf länglichen Querbalken 4 montiert. Es sind zwei Reihen mit je neun Solarpanels 2 und zehn länglichen Querbalken 4 auf je einem Zentralbalken 5 dargestellt sowie eine Reihe mit acht Solarpanels 2 auf neun länglichen Querbalken 4. Zudem ist eine Unterkonstruktion 1 dargestellt wie in Figur 5 beschrieben mit einem Zentralbalken 5 und sechs Solarpanels 2‘ auf sechs giebelförmigen Querbalken 4‘. Die Solarpanels 2, 2‘ können ohne Baugerüst auf einem Flachdach 3 deponiert und montiert werden ohne Befestigung der Unterkonstruktionen 1 am Flachdach 3. Im Falle einer Dachsanierung können die Solarpanels 2, 2‘ und die Unterkonstruktionen 1 einfach demontiert und später wieder montiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Modulare Unterkonstruktion
2 stehendes Solarpanel
2‘ liegendes Solarpanel
3 Flachdach
4 länglicher Querbalken
4‘ giebelförmiger Querbalken
5 Zentralbalken
6 Nut mit abgeschrägter Bodenfläche / abgeschrägte Nut
6‘ Nut mit waagrechter Bodenfläche / waagrechte Nut
7 Schutzschicht
8 Öffnung
9 Befestigungsmittel
10 Montagefläche
11 Befestigungselement der Solarmodule
12 Unterseite des Zentralbalkens
13 Oberseite des Zentralbalkens
14 Bodenfläche der Nut
15 Giebel oder Spitze
16 Montageschiene
17 Stützelement
18 Auflagefläche
19 ebenen Fläche, Tragfläche ß Neigungswinkel zwischen der Waagrechten bzw. Flachdachoberfläche und der
Montagefläche bzw. der Fläche des Solarpanels

Claims

Patentansprüche
1. Modulare Unterkonstruktion (1 ) aus Beton für Solarpanels (2, 2‘) zur Aufstellung auf einem Flachdach (3), umfassend mehrere Querbalken (4, 4‘), wobei die Querbalken (4, 4‘) jeweils eine Montagefläche (10) zur Befestigung der Solarpanels (2) aufweisen, und wobei die Montagefläche (10) einen Neigungswinkel ß gegenüber der Waagrechten aufweist, welcher dem Neigungswinkel der Solarpanels (2, 2‘) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion (1 ) einen längsgerichteten Zentralbalken (5) mit einer Unterseite (12) und einer Oberseite (13) aufweist, wobei die Unterseite (12) des Zentralbalkens (5) als eine ebene Fläche (19) ausgebildet ist zur Auflage auf einem Flachdach (3), wobei der eine Zentralbalken (5) die mehreren Querbalken (4, 4‘) miteinander verbindet und auf der Oberseite (13) mehrere Nuten (6, 6‘) und/oder Auflageflächen (18) zur Aufnahme der Querbalken (4, 4‘) aufweist, so dass die Querbalken (4, 4‘) formschlüssig in den Nuten (6, 6‘) eingelegt und/oder auf den Auflageflächen (18) aufliegend gelagert sind und am Zentralbalken (5) befestigt sind, und wobei der Zentralbalken (5) und die Querbalken (4, 4‘) aus Leichtbeton sind.
2. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (6, 6‘) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
3. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (14) der Nut (6) und/oder die Auflagefläche (18) zur Aufnahme der Querbalken (4) abgeschrägt ist und einen Neigungswinkel ß aufweist, welcher dem Neigungswinkel der Montagefläche (10) der Querbalken (4) entspricht.
4. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (14) der Nut (6‘) und/oder die Auflagefläche (18) zur Aufnahme der Querbalken (4) waagrecht ist und der Neigung der Unterseite (12) des Zentralbalkens (5) entspricht.
5. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbalken (4, 4‘) im Zentralbalken (5) verschraubt sind.
6. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbalken (4, 4‘) mit Befestigungsmitteln (9) zentrisch vom Querbalken (4, 4‘) und vom Zentralbalken (5) am Zentralbalken (5) befestigt werden.
7. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der längsgerichtete Zentralbalken (5) ein durchgehender Balken ist, und dass ein einziger längsgerichteter durchgehender Zentralbalken (5) alle mehreren Querbalken (4, 4‘) miteinander verbindet.
8. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbalken (4, 4‘) in einem rechten Winkel zu dem längsgerichteten Zentralbalken (5) angeordnet sind.
9. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Querbalken (4, 4‘) von der zentralen Längsachse des einen Querbalkens (4, 4‘) zur zentralen Längsachse des benachbarten Querbalkens (4, 4‘) der Breite eines Solarpanels (2, 2‘) entspricht.
10. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtbeton eine Rohdichte von weniger als 1200 kg/m3 aufweist, vorzugsweise von 500 - 900 kg/m3.
1 1 . Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtbeton Armierungen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und Kunststofffasern aufweist.
12. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtbeton Gesteinskörnungen aus Blähglas aufweist.
13. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralbalken (5) auf der Unterseite (12) eine Schutzschicht (7) aufweist zur Auflage auf einem Flachdach (3).
14. Modulare Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagefläche (10) der Querbalken (4, 4‘) an deren Enden beidseitig Befestigungselemente (1 1 ) zur Befestigung der Solarpanels (2, 2‘) aufweist.
15. Verfahren zum Montieren von Solarpanels (2, 2‘) auf einem Flachdach (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterkonstruktion (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
(A) Aufstellen des Zentralbalkens (5) mit der ebenen Fläche (19) nach unten auf ein Flachdach (3), derart, dass die ebenen Fläche (19) auf der Flachdachoberfläche aufliegt,
(B) Einlegen der Querbalken (4) in die Nuten (6, 6‘) des Zentralbalkens (5) oder Lagern der Querbalken (4‘) auf den Auflageflächen (18) des Zentralbalkens (5);
(C) Befestigen der Querbalken (4, 4‘) am Zentralbalken (5); und
(D) Befestigen der Solarpanels (2, 2‘) an den Montageflächen (10) der Querbalken (4, 4‘).
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