EP4725112A1 - Verfahren zum automatisierten anordnen eines photovoltaikträgersystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Änordnen eines Photovoltaikträgersystems auf einem Areal aufweisend eine Bodenoberfläche und einen Boden.

Description

Verfahren zum automatisierten Anordnen eines Photovoltaikträgersystems

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Anordnen eines Photovoltaikträgersystems auf einem Areal aufweisend eine Bodenoberfläche und einen Boden gemäß Patentanspruch 1.

Aus dem Stand der Technik ist die DE102011116926B3 bekannt, welche ein Photovoltaikträgersystem für eine Photovoltaikanlage aufweisend Photovoltaikmodule offenbart. Dabei werden die Trägerelemente von einem oder mehrerer Werker im Boden eines Areals angeordnet. Die Montage der Trägerelemente in den Boden können manuell durch die Werker oder durch eine Montagevorrichtung durchgeführt werden. Eine solche Montagevorrichtung ist beispielsweise in der DE102013005395B4 gezeigt. Nachteilig ist, dass der Aufbau und die Montage des Photovoltaikträgersystems nur mit einem erhöhten Personalaufwand und somit mit einem erhöhten Kostenaufwand möglich sind. Auch die Bedienung der als Raupenfahrzeug ausgebildeten Montagevorrichtung bindet zusätzlich Werker, die die Montagekosten, insbesondere die Personal kosten für das Anordnen des Photovoltaikträgersystems zusätzlich erhöhen. Ebenfalls erfolgt die Anordnung der Trägerelemente innerhalb des Bodens anhand der Erfahrung und Einschätzung des entsprechend Werkers, der das Raupenfahrzeug bedient, so dass es auch bei der Montage zu Ungenauigkeiten bei der Anordnung des Photovoltaikträgersystems führen kann, die dann im Endeffekt einen negativen Einfluss auf die Energiegewinnung haben könnten, weil die Photovoltaikmodule nicht in einem optimalen Winkel zur Sonne stehen könnten, der die bestmögliche Energiegewinnung gewährleistet.

Daher ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Anordnen eines Photovoltaikträgersystems auf einem Areal bereitzustellen, bei welchem die Montagekosten verringert werden und zusätzlich die Energiegewinnung durch die Photovoltaikanlage verbessert wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Patenanspruch 1. Es ist ein Verfahren zum automatisierten Anordnen eines Photovoltaikträgersystems auf einem Areal aufweisend eine Bodenoberfläche und einen Boden vorgesehen, wobei das Photovoltaikträgersystem mindestens zwei Trägerelemente zur Anordnung einer Photovoltaikeinheit aufweisend mindestens zwei Photovoltaikmodule umfasst, wobei eine bewegbare Montagevorrichtung zur Aufnahme der Trägerelemente vorgesehen ist, wobei die Trägerelemente mit der Montagevorrichtung zumindest teilweise in den Boden und/oder auf der Bodenoberfläche angeordnet werden, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst:

Bestimmung und/oder Vermessung des Areals, auf welchem die T rägerelemente angeordnet werden, Erfassen von mindestens drei Ortskoordinaten, insbesondere zur Bestimmung und/oder Vermessung des Areals zur Anordnung des Photovoltaikträgersystems, wobei die jeweilige Ortskoordinate eine Breite x, insbesondere eine x-Koordinate, eine Länge y, insbesondere eine y-Koordinate und vorzugsweise eine Höhe z, insbesondere eine z-Koordinate umfasst,

Erfassen weiterer Ortskoordinaten des Areals zur Anordnung des jeweiligen Trägerelements,

Bestimmen einer Montagestartortskoordinate auf Basis der erfassten Ortskoordinaten, wobei die Montagestartortskoordinate die Position des ersten zu montierenden Trägerelements des Photovoltaikträgersystems festlegt, Übermitteln der Ortskoordinaten und/oder der Montagestartkoordinate an eine Montagevorrichtung und/oder an einen Werker,

- Anordnen und/oder Einbringen des ersten zu montierenden Trägerelements in den Boden und/oder auf der Bodenoberfläche mit der Montagevorrichtung und/oder von dem Werker an der Position der Montagestartkoordinate.

Durch diese Lösung wird der Personalaufwand für die Montage des Photovoltaikträgersystems verringert, weil die Montage vollständig automatisiert abläuft. Durch die genaue Erfassung des Areals, der oben genannten Ortskoordinaten kann somit auch sehr präzise die Anordnung des Photovoltaikträgersystems, insbesondere der einzelnen Trägerelemente erfolgen. Die Montagevorrichtung wird mit den entsprechenden Daten, insbesondere Ortskoordinaten und/oder der entsprechenden Montagestartkoordinate versorgt, so dass die Montagevorrichtung in x-Richtung, y-Richtung und z-Richtung die exakte Anordnung des jeweiligen Trägerelements nach den gewünschten zuvor festgelegten Vorgaben durchführen kann. Im Ergebnis können somit auch die Photovoltaikmodule der Photovoltaikeinheit im bestmöglichen Winkel zur Sonneneinstrahlung positioniert werden und folglich kann eine bestmögliche Energiegewinnung sichergestellt werden.

Vorzugsweise kann das Trägerelement als Befestigungsteil ausgebildet sein, welches kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Bodenoberfläche und/oder dem Boden verbunden ist.

Datenverarbeitungseinrichtungen können im Sinne der Erfindung mindestens eine der nachfolgenden Komponenten umfassen: eine Sendeeinrichtung, eine Empfangseinrichtung, eine CPU, einen Speicher, insbesondere einen RAM und/oder ROM.

Die einzelnen oben genannten Komponenten können integraler Bestandteil der Datenverarbeitungseinrichtung sein, aber auch als separate Komponenten ausgebildet sein. Vorzugsweise kann das Trägerelement zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des Bodens und/oder zumindest teilweise oder vollständig unterhalb der Bodenoberfläche angeordnet sein. Der Boden kann dann beispielsweise als Erdreich ausgebildet sein, in welchen die Trägerelemente beispielsweise durch die Montagevorrichtung eingeschossen werden können.

Als Areal wird eine Fläche bezeichnet, welche als Ort zur Montage des Photovoltaikträgersystems ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise ein Feld sein. Das Areal kann im Wesentlichen flach und ebenerdig ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, dass das Areal bergförmig oder hügelförmig ausgebildet ist.

Automatisiert bedeutet, dass das Anordnen des Photovoltaikträgersystems vorzugsweise ohne Personal durchgeführt werden kann oder alternativ mit einer nur sehr geringen Anzahl von Werkern, vorzugsweise 1 bis 3 Werkern vor Ort auf dem Areal durchgeführt werden kann. Automatisiert heißt weiter, dass auf Basis von Daten, insbesondere der Montagestartkoordinate und/oder der Ortskoordinaten die Montagevorrichtung selbstständig die Trägerelemente anordnet. Bei Bedarf kann ein Benutzer und/oder der Werker die Montagevorrichtung auch fernsteuern.

Die Montagestartkoordinate kann die Ortskoordinate sein, welche zur Anordnung des ersten zu montierenden Trägerelements dienen kann. Die Montagevorrichtung kann dort mit der automatisierten Montage und Anordnung des Photovoltaikträgersystems beginnen. Dabei wird ein vorher definiertes Muster von Ortskoordinaten abgefahren, wobei jedem zu montierenden Trägerelement jeweils eine feste Ortkoordinate zugeordnet wird. Somit kann die Montagevorrichtung in vorteilhafterweise mit Hilfe der bekannten Ortskoordinaten das Photovoltaikträgersystem auf dem Areal selbstständig und vorzugsweise ohne Personalaufwand montieren, wodurch im Ergebnis die Montagekosten für das Photovoltaikträgersystem verringert werden. Es kann vorgesehen sein, dass ein oder der Werker die Montage beaufsichtigt, falls die Montagevorrichtung einen Defekt aufweist oder eine Montage eines Trägerelements fehlschlagen sollte.

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate an den Werker übermittelt werden, welcher dann manuell diese Daten der Montagevorrichtung übermittelt oder diese manuell eingibt oder von einem mobilen Gerät, insbesondere einem Tablet an die Montagevorrichtung versendet.

Insbesondere können die Trägerelemente beabstandet zueinander angeordnet sein und jeweils kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Bodenoberfläche des Bodens und/oder mit dem Boden verbunden sein.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung und/oder Vermessung des Areals, auf welchem die Trägerelemente angeordnet werden, mit einer ersten Datenverarbeitungseinheit, insbesondere aufweisend einen Computer manuell durch einen Benutzer oder automatisiert durch eine Kl-Einheit durchgeführt werden und vorzugsweise auf einem Bildschirm grafisch visualisiert werden. Somit kann positionsgenau bestimmt werden, welches Areal, insbesondere welcher Abschnitt des Areals die besten Bedingungen zur Erzeugung von Energie für die Montage des Photovoltaikträgersystems aufweist. Hierzu können Kartenmaterialdaten verwendet werden, welche zuvor erfasst und/oder digitalisiert wurden.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung und/oder Vermessung des Areals mittels eines Satelliten und/oder einer Flugvorrichtung, insbesondere mit einer Drohne erfolgt, wobei der Satellit und/oder die Flugvorrichtung jeweils eine zweite Datenverarbeitungseinheit umfassen und Daten, insbesondere GPS-Daten von dieser erfasst und/oder erzeugt werden, mit welchen die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate bestimmt werden. Somit kann in vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass das zuvor ausgewählte Areal genau bestimmt und/oder vermessen wird, welches für die Anordnung des Photovoltaikträgersystems ausgewählt wurde. Für das Areal kann somit ein Datensatz erzeugt werden, der die wesentlichen Ortskoordinaten sowie die Montagestartkoordinate umfassen kann. Beispielsweise kann eine Kl-Einheit diese Daten auswerten und die bestmöglichen Abschnitte des Areals oder Ortskoordinaten auswählen. Dabei kann beispielsweise die Erdbeschaffenheit, der Untergrund, die Lage zu Umweltschutzgebieten und kritischer Infrastruktur in Betracht gezogen werden. Einem Benutzer können die Ergebnisse vorzugsweise auf einem oder dem mobilen Gerät visualisiert werden, der dann gegebenenfalls die Verwendung des Areals bestätigen kann. Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems kann vorgesehen sein, dass die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate von der zweiten Datenverarbeitungseinheit des Satelliten und/oder der Flugvorrichtung an die erste Datenverarbeitungseinheit und/oder an eine dritte Datenverarbeitungseinheit einer Cloud gesendet werden und von dieser jeweils für die weitere Verarbeitung der Ortskoordinaten und/oder der Montagestartkoordinate empfangen werden. Die Cloud bietet den Vorteil, dass die Ortskoordinaten und die Montagestartkoordinate jederzeit und unabhängig vom Ort abrufbar sein können.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung eine vierte Datenverarbeitungseinheit umfasst, wobei die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate von der ersten Datenverarbeitungseinheit und/oder zweiten Datenverarbeitungseinheit und/oder dritten Datenverarbeitungseinheit versendet werden und von der vierten Datenverarbeitungseinheit der Montagevorrichtung zur weiteren Verwendung für das Anordnen des Photovoltaikträgersystems, insbesondere der Trägerelemente empfangen werden. Mit Hilfe der empfangen Ortskoordinaten und/oder der Montagestartkoordinate kann die Montagevorrichtung die automatisierte Montage des Photovoltaikträgersystems selbstständig durchführen. Auf eine manuelle Eingabe durch einen Werker vor Ort kann dadurch vorzugsweise verzichtet werden, wodurch die Montagekosten durch den verringerten Personalaufwand weiter verringert werden können. Ferner kann mit Hilfe der erfassten Ortskoordinaten eine Montagereihenfolge der einzelnen Trägerelemente automatisiert, insbesondere durch die oder eine Kl-Einheit festgelegt werden, wobei die Montagevorrichtung gemäß der festgelegten Montagereihenfolge die Trägerelemente auf dem Areal automatisiert anordnet. Die Kl-Einheit kann somit eine Auswahl der bestmöglichen Positionen für die Anordnung der Trägerelemente festlegen, wobei die Kl-Einheit Daten über die Beschaffenheit und die Lage des Bodens des Areals, welche vorzugsweise durch den Satelliten oder die Flugvorrichtung erfasst wurden, auswerten und beurteilen kann. Alternativ kann diese Auswertung und Beurteilung auch manuell durch einen Werker erfolgen.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung als Montageroboter, insbesondere als automatisiertes und robotergesteuertes Raupenfahrzeug ausgebildet ist, welches mit Hilfe der empfangenen Montagestartkoordinate und/oder Ortskoordinaten automatisiert und eigenständig zur Montagestartkoordinate und/oder der entsprechenden Ortskoordinate fährt, um das erste zu montierende Trägerelement an der Montagestartkoordinate oder weitere Trägerelemente an den entsprechenden Ortskoordinaten anzuordnen und/oder zu positionieren und/oder einzubringen. Vorzugsweise benötigt die Bedienung der Montagevorrichtung in vorteilhafterweise kein Personal vor Ort. Die Bedienung und/oder Überwachung der Montagevorrichtung kann auch von einem entfernten Ort mittels Fernsteuerung durch eine Kl-Einheit und/oder durch einen Werker erfolgen. Die als Raupenfahrzeug ausgebildete Montagevorrichtung kann beispielsweise als ein Elektrofahrzeug ausgebildet sein, um die CO2-Belastung in der Umwelt zu verringern. Dabei kann die Batterie des Elektrofahrzeuges beispielsweise die vierte Datenverarbeitungseinrichtung mit Energie versorgen.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung ein Magazin zur Anordnung einer bestimmten Anzahl von Trägerelementen umfasst, wobei bei einer Entleerung des Magazins das Magazin automatisiert durch einen Roboter oder manuell durch den und/oder einen Werker bestückt wird. Das Magazin kann zur Aufnahme einer vorzugsweise vorbestimmten Anzahl von Trägerelementen dienen. Wenn für die Montage des Photovoltaikträgersystems mehr Trägerelemente benötigt werden, als das Magazin aufnehmen kann, kann das Magazin neu bestückt werden. Dazu kann ein Lager mit Trägerelementen vorgesehen sein, welches auf dem Areal zur Verfügung stehen kann. Das Lager kann ortsfest beispielsweise als Gebäude, insbesondere als Halle oder Haus oder Schuppen ausgebildet sein. Ebenfalls kann ein mobiles Lager vorgesehen sein. Daher kann der Montagevorrichtung ein als mobiles Lager ausgebildetes Begleitfahrzeug zugeordnet sein, welches als Lager zur Anordnung von Trägerelemente ausgebildet ist, wobei bei einem Leerstand des Magazins das Begleitfahrzeug zur Montagevorrichtung fährt und anschließend das Magazin manuell durch den oder einen Werker und/oder automatisch durch den Roboter und/oder einem Roboter des Begleitfahrzeugs aufgefüllt wird. Je nach Ausführung des Verfahrens kann auch hier bei der Befüllung des Magazins auf den oder einen Werker verzichtet werden, da die Befüllung vollständig automatisiert durchgeführt werden kann. Die Bedienung und/oder Überwachung des Begleitfahrzeugs, die Steuerung der jeweiligen Roboter kann auch von einem entfernten Ort mittels Fernsteuerung durch eine Kl-Einheit und/oder durch einen oder den Werker erfolgen.

Eine platzsparende Anordnung und Montage des Photovoltaikträgersystems kann in vorteilhafterweise sichergestellt werden, wenn die Trägerelemente des Photovoltaikträgersystems derart von der Montagevorrichtung auf dem Areal angeordnet werden, dass die Trägerelemente horizontale Reihen und vertikale Reihen zueinander bilden, wobei die Trägerelemente beabstandet zueinander angeordnet sind. Ebenfalls wird durch eine solche Anordnung eine schnellere Montage des Photovoltaikträgersystems sichergestellt, weil die Montagevorrichtung vorzugsweise keine unnötigen Kurven abfahren muss. Ferner können die Positionen der jeweiligen horizontalen Reihen der Trägerelemente im Wesentlichen dieselbe x-Koordinate und die Positionen der jeweiligen vertikalen Reihen der Trägerelemente im Wesentlichen dieselbe y-Koordinate aufweisen.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass vor oder nach der Montage des jeweiligen Trägerelements dieses jeweils mit einem Lagerelement zur Lagerung mindestens eines der Photovoltaikmodule versehen wird, wobei das jeweilige Lagerelement mindestens einen ersten Lagerabschnitt zur Lagerung mindestens des ersten Photovoltaikmoduls und/oder einen zweiten Lagerabschnitt zur Lagerung mindestens des zweiten und/oder eines weiteren Photovoltaikmoduls aufweist. Die Montage des Lagerelements kann auch durch die oder eine andere Montagevorrichtung automatisiert durchgeführt werden, wobei dann auch vorzugsweise der oder ein weiterer Roboter verwendet werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems kann vorgesehen sein, dass vorzugsweise mittels der Daten, insbesondere der GPS-Daten mindestens eine vorbestimmte Referenzebene R bestimmt wird, welche durch mindestens drei Ortskoordinaten oder durch mindestens zwei Ortskoordinaten sowie der Montagestartkoordinate festgelegt wird, wobei der Betrag der jeweiligen z-Koordinate der mindestens drei Ortskoordinaten oder der mindestens zwei Ortskoordinaten sowie der Montagestartkoordinate die maximale Höhe des Photovoltaikträgersystems, insbesondere die maximale Höhe der Trägerelemente oder der Photovoltaikmodule ist. Die Referenzebene R kann hierbei als virtuelle Ebene zur Berechnung des Höhenprofils des Photovoltaikträgersystems und/oder der Photovoltaikeinheit dienen. Dabei können auch mehrere Referenzebene R für das zuvor bestimmte Areal verwendet werden, insbesondere dann, wenn die Höhenunterschiede im Areal dazu führen, dass die Photovoltaikmodule und/oder Trägerelemente zueinander in unterschiedlichen Höhen (z-Koordinaten) angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Anfangspunkte und/oder Endpunkte, die jeweils an den äußersten Enden der Trägerelemente und/oder Photovoltaikmodule angeordnet sind, in der jeweiligen Referenzebene R angeordnet.

Die Referenzebene R kann somit als Grenzebene für das Photovoltaikträgersystem und/oder der Photovoltaikeinheit und/oder der Photovoltaikmodule und/oder der Trägerelemente angesehen werden.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Photovoltaikträgersystem mindestens das erste und das zweite Trägerelement umfasst, wobei der Abstand des Lagerelements des ersten T rägerelements zu der oder einer Referenzebene R kürzer ausgebildet ist, als der Abstand des Lagerelements des zweiten Trägerelements zu der Referenzebene R, wobei der erste Lagerabschnitt und der zweite Lagerabschnitt des Lagerelements des ersten Trägerelements in einem Winkel alphal von größer oder gleich 180 Grad zueinander angeordnet sind und der erste Lagerabschnitt und der zweite Lagerabschnitt des Lagerelements des zweiten Trägerelements in einem Winkel alpha2 von kleiner oder gleich 180 Grad zueinander angeordnet sind. Ferner kann beispielsweise der Abstand des Lagerelements des ersten Trägerelements zu der Referenzebene R kürzer ausgebildet sein als beispielsweise der Abstand des Lagerelements des zweiten Trägerelements zu der Referenzebene R. Dadurch erhält man unabhängig von der Beschaffenheit des Areals, welches beispielsweise auch hügelig ausgebildet sein kann, eine alternierende Anordnung der Photovoltaikmodule, wobei Endabschnitte und Anfangsabschnitte der jeweiligen Photovoltaikmodule dann vorzugsweise jeweils dieselbe z-Koordinate aufweisen.

Des Weiteren kann die Montagevorrichtung das Trägerelement zumindest teilweise innerhalb des Bodens anordnen und/oder einbringen und/oder positionieren oder beabstandet zur Bodenoberfläche anordnen.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Trägerelement mit mindestens einen Bodenoberflächenabstützelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig vor oder nach der Montage des Trägerelements verbunden wird, wobei sich das Bodenoberflächenabstützelement nach dem Anordnen und/oder Einbringen und/oder Positionieren des jeweiligen Trägerelements auf der Bodenoberfläche und/oder in dem Boden abstützt. Somit kann eine stabile Lagerung des Photovoltaikträgersystems gewährleistet werden. Die Bodenoberflächenabstützelemente können auch zumindest teilweise oder auch vollständig im Boden angeordnet sein. Die Bodenoberflächenabstützelemente können mit Hilfe von mindestens einen oder mehreren Bodenoberflächenabstützbefestigungselementen, insbesondere mit Erdnägeln mit dem Boden und/oder der Bodenoberfläche zusätzlich verbunden werden, um die Stabilität des Photovoltaikträgersystems weiter zu verbessern.

Ferner können alle Datenverarbeitungseinheiten, und zwar die erste Datenverarbeitungseinheit, insbesondere des Computers, die zweite Datenverarbeitungseinheit, insbesondere des Satelliten, die dritte Datenverarbeitungseinheit, insbesondere der Cloud und die vierte Datenverarbeitungseinheit, insbesondere der Montagevorrichtung miteinander in beliebiger Weise kommunizieren und Daten, insbesondere die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate miteinander austauschen, um das Photovoltaikträgersystem automatisiert durch die Montagevorrichtung auf dem Areal zu montieren. Die vier Datenverarbeitungseinheiten können somit ein Kommunikationssystem bilden, welches vorzugsweise automatisiert und/oder teilautomatisiert, insbesondere mit mindestens einem Werker und/oder Benutzer betrieben werden kann.

Allgemein kann ein Benutzer ein Werker sein oder ein Werker ein Benutzer sein.

Nach einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung (6) die Trägerelemente (4) mittels Echtzeitkinematik anordnet und/oder einbringt, wobei die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate der Trägerelemente (4) mittels Satellitennavigation, insbesondere Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate mit Hilfe satellitengestützter Navigationssysteme wie GPS, GLONASS, Beidou oder Galileo präzise bestimmt werden. Mittels der Echtzeitkinematik kann sehr zuverlässig gewährleistet werden, dass die Ortskoordinaten sowie die Montagestartkoordinate erfasst werden. Im Ergebnis können die Trägerelemente derart angeordnet werden, dass eine bestmögliche Energiegewinnung durch die Photovoltaikmodule sichergestellt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung mit einem LIDAR-System ausgestattet ist, um automatisiert Kollisionen mit Personen und/oder Trägerelementen zu verhindern. Ebenfalls kann verhindert werden, dass die Trägerelemente durch das Montagefahrzeug beschädigt wird. Insbesondere bei einem Einsatz von einer Vielzahl von Montagefahrzeugen besteht eine sehr große Gefahr von Kollisionen der Montagefahrzeuge, insbesondere untereinander. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung ein Bodenradar und/oder ein Georadar umfasst, wobei ein Untergrund des Areals vor der Montage des Trägersystems oder vor dem Anordnen und/oder Einbringen des jeweiligen Trägerelements mit hochfrequenten elektromagnetischen Wellen analysiert wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass Gegenstände, wie beispielsweise Findlinge innerhalb des Bodens frühzeitig erkannt werden können und anschließend entfernt werden können, um eine sichere und schadensfreie Montage der Trägerelemente zu gewährleisten. Ebenfalls kann das Bodenradar und/oder Georadar zur Sondierung des Bodens, insbesondere Untergrunds hinsichtlich undurchdringlicher Gesteinsformationen dienen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung einen Metalldetektor umfasst, wobei mit dem Metalldetektor der Untergrund des Areals vor der Montage des Trägersystems oder vor dem Anordnen und/oder Einbringen des jeweiligen Trägerelements auf Metallgegenstände, insbesondere hinsichtlich militärischer Altlasten hin analysiert wird. Der Einsatz eines Metalldetektors kann beispielsweise zur Sondierung des Untergrunds hinsichtlich militärischer Altlasten dienen, wodurch die Sicherheit für den Werker erheblich verbessert wird. Ebenfalls wird die Montagesicherheit verbessert, weil in vorteilhafterweise sichergestellt werden kann, dass die Trägerelemente beim Anordnen und/oder Einbringen nicht mit Gegenständen kollidieren. Insbesondere auf Bodenoberflächen, die nachweislich in der Vergangenheit bombardiert wurden, kann man die Sicherheit erheblich verbessern, wenn der Boden, insbesondere der Untergrund, insbesondere vor der Montage der T rägerelemente analysiert wird.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung mindestens zwei Trägerelemente mit einem vorbestimmten Abstand zueinander gleichzeitig in dem Boden und/oder auf der Bodenoberfläche anordnet und/oder einbringt. Dadurch wird die Montage des Trägersystems noch schneller durchgeführt, so dass sich im Vergleich zum bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik sich die Montagezeit für das Trägersystem zumindest halbieren kann. Diese Zeitersparnis führt somit zu verringerten Montagekosten für das Trägersystem.

Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung mindestens zwei Trägerelemente, insbesondere ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement mit einem vorbestimmten Abstand zueinander zeitversetzt in dem Boden und/oder auf der Bodenoberfläche anordnet und/oder einbringt. Durch die zeitversetzte Manipulation kann die Gewichtskraft beim Drücken gegenüber der gleichzeitigen Anordnung und/oder Einbringung der Trägerelemente mindestens verdoppelt werden. Durch den geringen Zeitabstand zwischen der Manipulation des ersten Trägerelements und des zweiten Trägerelements lässt sich das Trägersystem weiterhin schnell und einfach montieren.

Sehr effektiv, zuverlässig, sicher und schnell kann das Trägersystem montiert werden, wenn die Anordnung und/oder Einbringung des zweiten Trägerelements spätestens zwei Sekunden nach der Anordnung und/oder Einbringung des ersten Trägerelements erfolgt. Somit ergibt sich eine flüssige und schnelle Montage des Trägersystems, insbesondere der Trägerelemente

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.

Die Figuren zeigen:

Figur 1 einen Ausschnitt eines Photovoltaikträgersystems umfassend mehrere Photovoltaikmodule in einer Seitenansicht,

Figur 2 einen Ausschnitt des Photovoltaikträgersystems umfassend vier Photovoltaikmodule in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 3 ein Lagerelement des Photovoltaikträgersystems in einer perspektivischen Ansicht, wobei das Lagerelement mit dem Trägerelement verbunden ist,

Figur 4 die Montagevorrichtung in einer Seitenansicht, und

Figur 5 das Kommunikationssystem umfassend einen Satelliten, eine Cloud, einen Computer und eine Montagevorrichtung sowie das Areal mit dem Ph otovolta i kträgersystem .

In der Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Photovoltaikträgersystem 1 mit einer Photovoltaikeinheit 2 auf einem Areal 19 aufweisend eine Bodenoberfläche 5 und einen Boden 20 visualisiert. Die Photovoltaikeinheit 2 weist mehrere Photovoltaikmodule 3 auf. Das Photovoltaikträgersystem 1 umfasst mehrere vorzugsweise als Stäbe ausgebildete Trägerelemente 4, die beabstandet zueinander angeordnet sind und kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Bodenoberfläche 5 und/oder in dem Boden 20 angeordnet und/oder verbunden sind.

In der Figur 2 ist ein Ausschnitt des Photovoltaikträgersystems 1 näher gezeigt, wobei anhand dieser Figur 2 der konstruktive Aufbau des Photovoltaikträgersystems 1 näher verdeutlicht wird. Das Photovoltaikträgersystem 1 umfasst hier vier Photovoltaikmodule 3a- 3d. Die neun Trägerelemente 4 weisen jeweils einen vorzugsweise als Teller ausgebildetes Bodenoberflächenabstützelement 6 auf, welches sich vorzugsweise auf der Bodenoberfläche 5 abstützt (siehe Figur 1). In der Figur 2 umfasst das Photovoltaikträgersystem 1 neun Bodenoberflächenabstützelemente 6, von denen fünf Bodenoberflächenabstützelemente 6a- 6e in der Figur 2 zu erkennen sind, wobei das jeweilige Trägerelement 4 mit mindestens einen Bodenoberflächenabstützelement 6 kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei das jeweilige Bodenoberflächenabstützelement 6 mit der zur Anordnung des Photovoltaikträgersystems 1 vorgesehenen Bodenoberfläche 5 kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist, insbesondere auf der Bodenoberfläche 5 aufliegen und/oder sich abstützen kann. Die Bodenoberfläche 5 ist in der Figur 2 nicht näher dargestellt, wobei die Bodenoberflächenabstützelemente 6 entweder auf der Bodenoberfläche 5 aufliegen oder von dieser 5 zumindest teilweise umschlossen sind. Die Bodenoberflächenabstützelemente 6 können auch zumindest teilweise oder auch vollständig im Boden 20 angeordnet sein. Vorzugsweise ist jedem Trägerelement 4 genau ein einziges Bodenoberflächenabstützelement 6 zugeordnet. Ferner umfasst das Photovoltaikträgersystem 1 in der Figur 2 neun Trägerelemente 4, von denen sieben Trägerelemente 4a-4f, 4h zu erkennen sind. Jedem der neun Trägerelemente 4 ist jeweils ein Lagerelement 7 zur Lagerung der Photovoltaikmodule 3a-3d zugeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielsweise der Abstand des Lagerelements 7d des Trägerelements 4d zu der Bodenoberfläche 5 länger ausgebildet als der Abstand des Lagerelements 7c bzw. 7e des Trägerelements 4c bzw. 4e zu der in der Figur 2 nicht näher gezeigten Bodenoberfläche 5. Diese Anordnung kann auch analog zu den anderen Trägerelementen 4 und Lagerelementen 7 des Photovoltaikträgersystems 1 ausgebildet sein, so dass man beispielsweise eine wellenförmige (alternierende) Anordnung der Photovoltaikmodule 3 erzielt, wie diese bei dem Photovoltaikträgersystem 1 in der Seitenansicht der Figur 1 zu erkennen ist. Ferner kann zusätzlich oder alternativ beispielsweise der Abstand des Lagerelements 7d des ersten Trägerelements 4d zu der Referenzebene R kürzer ausgebildet sein als beispielsweise der Abstand des Lagerelements 7, 7c des zweiten Trägerelements 4, 4c zu der Referenzebene R.

In der Figur 3 ist ein Lagerelement 7 gezeigt, bei welchem Adapterelemente 8a-8d angeordnet sein können.

In der Figur 3 ist weiter ein Lagerelement 7 visualisiert, welches beispielsweise bei dem Photovoltaikträgersystem 1 angeordnet werden kann, wie es in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Das Lagerelement 7 weist einen ersten Lagerabschnitt 9 beispielsweise zur Lagerung des ersten Photovoltaikmoduls 3a und des zweiten Photovoltaikmoduls 3b auf und weist weiter einen zweiten Lagerabschnitt 10 zur Lagerung des dritten Photovoltaikmoduls und vierten Photovoltaikmoduls auf, welche in der Figur 3 nicht näher gezeigt sind. Das jeweilige Photovoltaikmodul, insbesondere hier die Photovoltaikmodule 3a, 3b sind jeweils mit einem Rahmenelement 11a, 11b ausgebildet, welches jeweils einen Rahmenabschnitt 12a, 12b umfasst. Hier umfassen der erste Lagerabschnitt 9 und der zweite Lagerabschnitt 10 vorzugsweise jeweils zwei Anschlagselemente 13a, 13b bzw. 13c, 13d und jeweils vier Befestigungsabschnitte 14a, 14b bzw. 14c, 14d. Das jeweilige Anschlagselement 13a, 13b, 13c, 13d kann beispielsweise als Haltenase ausgebildet sein, welche jeweils aus dem jeweiligen Lagerabschnitt 9, 10 des Lagerelements 7 hervorsteht. Des Weiteren kann jeder Befestigungsabschnitt 14a, 14b bzw. 14c, 14d mindestens ein Befestigungselement umfassen. Des Weiteren sind Verbindungsabschnitte 18a, 18b sowie die Befestigungsabschnitte 14a, 14b, 14c, 14d auf dem Lagerelement 7 vorgesehen.

Der in der Figur 3 gezeigte erste Lagerabschnitt 9 und der zweite Lagerabschnitt 10 des Lagerelements 7 des hier vorliegenden Trägerelements 4 sind in einem Wnkel alpha2 von kleiner gleich 180 Grad zueinander angeordnet. Dies entspricht beispielsweise den in der Figur 2 dargestellten Lagerelementen 7a, 7b, 7c, 7e, 7f, 7g. Der erste Lagerabschnitt 9 und der zweite Lagerabschnitt 10 der Lagerelemente 7d, 7h, 7i (Figur 2) sind in einem Winkel alphal von größer oder gleich 180 Grad zueinander angeordnet.

Ferner weist das Lagerelement 7 einen Basisabschnitt 15 auf, der an dem ersten Lagerabschnitt 9 und an dem zweiten Lagerabschnitt 10 angrenzt, wobei der Basisabschnitt 15 einen vorzugsweise als kreisförmiges oder rundförmiges Loch ausgebildeten Basisbefestigungsabschnitt 16 aufweist, welcher zur Anordnung des Trägerelements 4 ausgebildet ist. Auf dem ersten Lagerabschnitt 9 und dem zweiten Lagerabschnitt 10 ist jeweils ein Klemmbefestigungsabschnitt 17a, 17b zur Anordnung eines nicht näher gezeigten Klemmelements vorgesehen, welches beispielsweise mindestens das erste Photovoltaikmodul 3a und das zweite Photovoltaikmodul 3b kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbindet.

In der Figur 4 ist eine bewegbare Montagevorrichtung 21 gezeigt, wobei die Montagevorrichtung 21 hier vorzugsweise als Montageroboter, insbesondere als automatisiertes und robotergesteuertes Raupenfahrzeug ausgebildet sein kann, wobei die Montagevorrichtung 21 zur Aufnahme der Trägerelemente 4 ausgebildet ist, wobei die Trägerelemente 4 mit der Montagevorrichtung 21 zumindest teilweise in den Boden 20 und/oder auf der Bodenoberfläche 5 angeordnet und/oder eingebracht und/oder verbunden werden können. Die Montagevorrichtung 21 umfasst ein als Lager für Trägerelemente 4 ausgebildetes Magazin 22 zur Anordnung einer bestimmten Anzahl von Trägerelementen 4, wobei bei einer Entleerung des Magazins 22 das Magazin 22 automatisiert durch einen nicht näher gezeigten Roboter oder manuell durch einen Werker wiederbestückt werden kann. Ferner kann die Montagevorrichtung 21 ein vorzugsweise um ein Achse 23 schwenkbares und/oder bewegbares Montagemagazin 24 aufweisen. Das Montagemagazin 24 kann eine vorbestimmte Anzahl von Trägerelementen 4 aufnehmen, wobei das Montagemagazin 24 vorzugsweise eine automatisierte Einrichtung zum Anordnen, insbesondere zum Einschießen und/oder Einbringen der Trägerelemente 4 in den Boden 20 und/oder der Bodenoberfläche 5 aufweist. Ferner kann die Montagevorrichtung 21 als Elektrofahrzeug ausgebildet sein und kann daher eine Antriebsbatterie 25 umfassen, wobei die Antriebsbatterie 25 auch andere Komponenten der Montagevorrichtung 21 mit Energie versorgen kann. Des Weiteren weist die Montagevorrichtung 21 eine vierte Datenverarbeitungseinrichtung 26 auf, welche beispielsweise zum Verarbeiten von Daten sowie zum Senden und Empfangen von Daten ausgebildet sein kann.

Der Montagevorrichtung 21 kann ein Begleitfahrzeug zugeordnet sein, welches als Lager zur Anordnung von Trägerelemente 4 ausgebildet ist, wobei bei einem Leerstand des Magazins 22 das Begleitfahrzeug zur Montagevorrichtung 21 fahren kann und vorzugsweise anschließend das Magazin 22 manuell durch den oder einen Werker und/oder automatisch durch den Roboter und/oder einem Roboter des Begleitfahrzeugs aufgefüllt wird. Die Trägerelemente 4 des Photovoltaikträgersystems 1 können derart von der Montagevorrichtung 21 auf dem Areal 19 angeordnet werden, dass die Trägerelemente 4 horizontale Reihen und vertikale Reihen zueinander bilden, wobei die Trägerelemente 4 beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Montagevorrichtung 21 kann das Trägerelement 4 zumindest teilweise innerhalb des Bodens 20 und/oder auf der Bodenoberfläche 5 anordnen.

In der Figur 5 sind die verschiedenen technischen Komponenten eines Kommunikationssystems gezeigt, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Folglich sind in der Figur 5 das Photovoltaikträgersystem 1, die Montagevorrichtung 21 aufweisend die vierte Datenverarbeitungseinrichtung 26, eine Cloud 30 aufweisend eine dritte Datenverarbeitungseinrichtung 27, ein Satellit 31 aufweisend eine zweite Datenverarbeitungseinrichtung 28 und ein Computer aufweisend eine erste Datenverarbeitungseinrichtung 29 visualisiert. Die vier Datenverarbeitungseinrichtungen 26- 29 können in beliebiger Weise Daten untereinander austauschen, senden und versenden. Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum automatisierten Anordnen eines Photovoltaikträgersystems 1 auf dem Areal 19 aufweisend die Bodenoberfläche 5 und den Boden 20 näher erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte, wobei dabei die Bestimmung und Vermessung des Areals 19 erfolgt, auf welchem die Trägerelemente 4 angeordnet werden sollen. Weiter erfolgt das Erfassen von mindestens drei Ortskoordinaten zur Bestimmung und/oder Vermessung des Areals 19 zur Anordnung des Photovoltaikträgersystems 1 , wobei die jeweilige Ortskoordinate eine Breite x, insbesondere eine x-Koordinate, eine Länge y, insbesondere eine y-Koordinate und vorzugsweise eine Höhe z, insbesondere eine z-Koordinate umfasst. Ferner erfolgt das Erfassen weiterer Ortskoordinaten des Areals 19 zur Anordnung und Positionierung des jeweiligen Trägerelements 4 und das Bestimmen einer Montagestartortskoordinate auf Basis der erfassten Ortskoordinaten, wobei die Montagestartortskoordinate die Position des ersten zu montierenden Trägerelements 4 des Photovoltaikträgersystems 1 festlegt. Ebenfalls erfolgt das Übermitteln der Ortskoordinaten und/oder der Montagestartkoordinate an die Montagevorrichtung 21 sowie das Anordnen und/oder Einbringen des ersten zu montierenden Trägerelements 4 in den Boden 20 und/oder auf die Bodenoberfläche 5 mit der Montagevorrichtung 21 an der Position der Montagestartkoordinate. Die Bestimmung des Areals 19, auf welchem die Trägerelemente 4 angeordnet werden sollen, kann vorzugsweise mit der ersten Datenverarbeitungseinheit 29 manuell durch einen Benutzer oder alternativ automatisiert durch eine Kl-Einheit durchgeführt werden und vorzugsweise auf einem Bildschirm grafisch visualisiert werden. Die Bestimmung und/oder Vermessung des Areals 19 kann mittels des Satelliten 31 und/oder alternativ mit einer Flugvorrichtung, insbesondere mit einer Drohne erfolgen, wobei der Satellit 31 und/oder die Flugvorrichtung jeweils die zweite Datenverarbeitungseinheit 28 umfassen können und GPS-Daten von dieser erfasst und/oder erzeugt werden können, mit welchen die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate bestimmt werden können. Die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate können von der zweiten Datenverarbeitungseinheit 28 des Satelliten 31 und/oder der Flugvorrichtung an die erste Datenverarbeitungseinheit 29 und/oder an die dritte Datenverarbeitungseinheit 27 der Cloud 30 gesendet werden und von dieser jeweils für die weitere Verarbeitung der Ortskoordinaten und/oder der Montagestartkoordinate empfangen werden. Die Montagevorrichtung 21 umfasst die vierte Datenverarbeitungseinheit 26, wobei die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate von der ersten Datenverarbeitungseinheit 29 und/oder zweiten Datenverarbeitungseinheit 28 und/oder dritten Datenverarbeitungseinheit 27 versendet werden können und von der vierten Datenverarbeitungseinheit 26 der Montagevorrichtung 21 zur weiteren Verwendung für das Anordnen des Photovoltaikträgersystems 1 , insbesondere der Trägerelemente 4 empfangen werden können. Mit Hilfe der erfassten Ortskoordinaten kann somit eine Montagereihenfolge der einzelnen Trägerelemente 4 automatisiert werden, insbesondere durch die oder eine Kl- Einheit festgelegt werden, wobei die Montagevorrichtung 21 gemäß der festgelegten Montagereihenfolge die Trägerelemente 4 auf dem Areal 19 automatisiert anordnet. Die vorzugsweise als Montageroboter ausgebildete Montagevorrichtung 21 kann, insbesondere als automatisiertes und robotergesteuertes Raupenfahrzeug ausgebildet sein, welches mit Hilfe der empfangenen Montagestartkoordinate und/oder Ortskoordinaten automatisiert und eigenständig zur Montagestartkoordinate und/oder der entsprechenden Ortskoordinate fährt, um das erste zu montierende Trägerelement 4 an der Montagestartkoordinate oder weitere Trägerelemente 4 an den entsprechenden Ortskoordinaten anzuordnen und/oder zu positionieren und/oder einzubringen. Vor oder nach der Montage des jeweiligen Trägerelements 4 kann dieses jeweils mit dem entsprechenden Lagerelement 7 zur Lagerung mindestens eines der Photovoltaikmodule 3 versehen werden. Vorzugsweise kann mittels der GPS-Daten mindestens eine vorbestimmte, insbesondere virtuelle Referenzebene R bestimmt werden, welche durch mindestens drei Ortskoordinaten festgelegt wird, wobei der Betrag der jeweiligen z-Koordinate der mindestens drei Ortskoordinaten die maximale Höhe des Photovoltaikträgersystems 1 , insbesondere die maximale Höhe der Trägerelemente 4 oder Photovoltaikmodule 3 ist. Ferner kann beispielsweise der Abstand des Lagerelements 7d des ersten Trägerelements 4d zu der Referenzebene R kürzer ausgebildet sein als beispielsweise der Abstand des Lagerelements 7, 7c des zweiten Trägerelements 4, 4c zu der Referenzebene R (siehe Figur 2). Dadurch erhält man unabhängig von der Beschaffenheit des Areals 19, welches beispielsweise auch hügelig ausgebildet sein kann, eine alternierende Anordnung der Photovoltaikmodule 3, wobei beispielsweise die Anfangsabschnitte 32a, 32b und Endabschnitte 33c, 33d der jeweiligen Photovoltaikmodule 3 dann vorzugsweise dieselbe z-Koordinate aufweisen, wie dies beispielsweise in der Figur 1 oder in der Figur 2 gezeigt ist. Ferner kann das jeweilige Trägerelement 4 mit mindestens einen Bodenoberflächenabstützelement 6 formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig vor der Montage des jeweiligen Trägerelements 4 verbunden werden, wobei sich das Bodenoberflächenabstützelement 6 nach dem Anordnen und Positionieren des jeweiligen Trägerelements 4 auf der Bodenoberfläche 5 und/oder in dem Boden 20 abstützen kann.

Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Montagevorrichtung 6 die Trägerelemente 4 mittels Echtzeitkinematik anordnet und/oder einbringt, wobei die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate der Trägerelemente 4 mittels Satellitennavigation, insbesondere Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate mit Hilfe satellitengestützter Navigationssysteme wie GPS, GLONASS, Beidou oder Galileo präzise bestimmt werden können. Ebenso kann es sein, dass die Montagevorrichtung 21 mit einem LIDAR-System ausgestattet ist, um automatisiert Kollisionen mit Personen und/oder Trägerelementen 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h zu verhindern. Fern kann die Montagevorrichtung 21 ein Bodenradar 11 und/oder ein Georadar umfassen, wobei ein Untergrund des Areals 19 vor der Montage des Trägersystems 2 oder vor dem Anordnen und/oder Einbringen des jeweiligen Trägerelements 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h mit hochfrequenten elektromagnetischen Wellen analysiert wird. Des Weiteren kann die Montagevorrichtung 21 einen Metalldetektor umfassen, wobei mit dem Metal Idetektor der Untergrund des Areals 19 vor der Montage des Trägersystems 2 oder vor dem Anordnen und/oder Einbringen des jeweiligen Trägerelements 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h auf Metallgegenstände, insbesondere hinsichtlich militärischer Altlasten hin analysiert wird. Besonders bevorzugt kann die Montagevorrichtung 21 mindestens zwei Trägerelemente 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h mit einem vorbestimmten Abstand zueinander gleichzeitig in dem Boden 20 und/oder auf der Bodenoberfläche 5 anordnen und/oder einbringen.

Ebenso ist es denkbar, dass die Montagevorrichtung 21 mindestens zwei Trägerelemente 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h, insbesondere das erste Trägerelement 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h und das zweites Trägerelement 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h mit einem vorbestimmten Abstand zueinander zeitversetzt in dem Boden 20 und/oder auf der Bodenoberfläche 5 anordnet und/oder einbringt. Dabei kann die Anordnung und/oder Einbringung des zweiten Trägerelements 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h spätestens zwei Sekunden nach der Anordnung und/oder Einbringung des ersten Trägerelements 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h erfolgen.

Bezugszeichenliste

1 Ph otovolta i kträgersystem

2 Photovoltaikeinheit

3, 3a, 3b, 3c, 3d Photovoltaikmodul

4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h Trägerelement

5 Bodenoberfläche

6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e Bodenoberflächenabstützelement

7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i Lagerelement

8a, 8b, 8c, 8d, Adapterelement

9 erster Lagerabschnitt

10 zweiter Lagerabschnitt

11a, 11b Rahmenelement

12a, 12b Rahmenabschnitt

13a, 13b, 13c, 13d, Anschlagselement

14a, 14b, 14c, 14d Befestigungsabschnitt

15 Basisabschnitt

16 Basisbefestigungsabschnitt

17a, 17b Klemmbefestigungsabschnitt

18a, 18b Verbindungsabschnitt

19 Areal

20 Boden

21 Montagevorrichtung

22 Magazin

23 Achse

24 Magazin

25 Antriebsbatterie

26 vierte Datenverarbeitungseinheit

27 dritte Datenverarbeitungseinheit

28 zweite Datenverarbeitungseinheit

29 erste Datenverarbeitungseinheit

30 Cloud

31 Satellit

32a, 32b Anfangsabschnitte

33c, 33d Endabschnitte

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum automatisierten Anordnen eines Photovoltaikträgersystems (1) auf einem Areal (19) aufweisend eine Bodenoberfläche (5) und einen Boden (20), wobei das Photovoltaikträgersystem (1) mindestens zwei Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) zur Anordnung einer Photovoltaikeinheit (2) aufweisend mindestens zwei Photovoltaikmodule (3, 3a, 3b, 3c, 3d) umfasst, wobei eine bewegbare Montagevorrichtung (21) zur Aufnahme der Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) vorgesehen ist, wobei die Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) mit der Montagevorrichtung (21) zumindest teilweise in dem Boden (20) und/oder auf der Bodenoberfläche (5) angeordnet werden, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst:

Bestimmung und/oder Vermessung des Areals (19), auf welchem die Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) angeordnet werden, Erfassen von mindestens drei Ortskoordinaten, insbesondere zur Bestimmung und/oder Vermessung des Areals (19) zur Anordnung des Photovoltaikträgersystems (1), wobei die jeweilige Ortskoordinate eine Breite x, insbesondere eine x-Koordinate, eine Länge y, insbesondere eine y-Koordinate und vorzugsweise eine Höhe z, insbesondere eine z-Koordinate umfasst, Erfassen weiterer Ortskoordinaten des Areals (19) zur Anordnung des jeweiligen Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h),

Bestimmen einer Montagestartortskoordinate auf Basis der erfassten Ortskoordinaten, wobei die Montagestartortskoordinate die Position des ersten zu montierenden Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) des Photovoltaikträgersystems (1) festlegt,

Übermitteln der Ortskoordinaten und/oder der Montagestartkoordinate an eine Montagevorrichtung (21) und/oder an einen Werker,

- Anordnen und/oder Einbringen des ersten zu montierenden Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f) in den Boden (20) und/oder auf der Bodenoberfläche (5) mit der Montagevorrichtung (21) an der Position der Montagestartkoordinate.

2. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung und/oder Vermessung des Areals (19), auf welchem die Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) angeordnet werden, mit einer ersten Datenverarbeitungseinheit (29), insbesondere aufweisend einen Computer manuell durch einen Benutzer oder automatisiert durch eine Kl-Einheit durchgeführt werden und vorzugsweise auf einem Bildschirm grafisch visualisiert werden.

3. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung und/oder Vermessung des Areals (19) mittels eines Satelliten (31) und/oder einer Flugvorrichtung, insbesondere mit einer Drohne erfolgt, wobei der Satellit (31) und/oder die Flugvorrichtung jeweils eine zweite Datenverarbeitungseinheit (28) umfassen und daten, insbesondere GPS-Daten von dieser erfasst und/oder erzeugt werden, mit welchen die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate bestimmt werden.

4. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate von der zweiten Datenverarbeitungseinheit (28) des Satelliten (31) und/oder der Flugvorrichtung an die erste Datenverarbeitungseinheit (29) und/oder an eine dritte Datenverarbeitungseinheit (27) einer Cloud (30) gesendet werden und von dieser jeweils für die weitere Verarbeitung der Ortskoordinaten und/oder der Montagestartkoordinate empfangen werden.

5. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) eine vierte Datenverarbeitungseinheit (26) umfasst, wobei die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate von der ersten Datenverarbeitungseinheit (29) und/oder zweiten Datenverarbeitungseinheit (28) und/oder dritten Datenverarbeitungseinheit (27) versendet werden und von der vierten Datenverarbeitungseinheit (26) der Montagevorrichtung (21) zur weiteren Verwendung für das Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1), insbesondere der Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) empfangen werden.

6. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der erfassten Ortskoordinaten eine Montagereihenfolge der einzelnen Trägerelement (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) automatisiert, insbesondere durch die oder eine Kl-Einheit festgelegt wird, wobei die Montagevorrichtung (21) gemäß der festgelegten Montagereihenfolge die Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) auf dem Areal (19) automatisiert anordnet.

7. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) als Montageroboter, insbesondere als automatisiertes und robotergesteuertes Raupenfahrzeug ausgebildet ist, welches mit Hilfe der empfangenen Montagestartkoordinate und/oder der Ortskoordinaten automatisiert und eigenständig zur Montagestartkoordinate und/oder der entsprechenden Ortskoordinate fährt, um das erste zu montierende Trägerelement (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) an der Montagestartkoordinate oder weitere Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) an den entsprechenden Ortskoordinaten anzuordnen.

8. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) ein Magazin (22) zur Anordnung einer bestimmten Anzahl von Trägerelementen (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) umfasst, wobei bei einer Entleerung des Magazins (22) das Magazin (22) automatisiert durch einen Roboter oder manuell durch einen und/oder den Werker bestückt wird.

9. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagevorrichtung (21) ein Begleitfahrzeug zugeordnet ist, welches als Lager zur Anordnung von Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) ausgebildet ist, wobei bei einem Leerstand des Magazins (22) das Begleitfahrzeug zur Montagevorrichtung (21) fährt und anschließend das Magazin (22) manuell durch den oder einen Werker und/oder automatisch durch den Roboter und/oder einem Roboter des Begleitfahrzeugs aufgefüllt wird.

10. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) des Photovoltaikträgersystems (1) derart von der Montagevorrichtung (21) auf dem Areal (19) angeordnet werden, dass die Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) horizontale Reihen und vertikale Reihen zueinander bilden, wobei die Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) beabstandet zueinander angeordnet sind.

11. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach der Montage des jeweiligen Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) dieses jeweils mit einem Lagerelement (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i) zur Lagerung mindestens eines der Photovoltaikmodule (3, 3a, 3b, 3c, 3d) versehen wird, wobei das jeweilige Lagerelement (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i) mindestens einen ersten Lagerabschnitt (9) zur Lagerung mindestens des ersten Photovoltaikmoduls (3, 3a, 3b, 3c, 3d) und/oder einen zweiten Lagerabschnitt (10) zur Lagerung mindestens des zweiten und/oder eines weiteren Photovoltaikmoduls (3, 3a, 3b, 3c, 3d) aufweist.

12. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise mittels Daten, insbesondere der GPS-Daten mindestens eine vorbestimmte Referenzebene R bestimmt wird, welche durch mindestens drei Ortskoordinaten oder durch mindestens zwei Ortskoordinaten sowie der Montagestartkoordinate festgelegt wird, wobei der Betrag der jeweiligen z-Koordinate der mindestens drei Ortskoordinaten oder der mindestens zwei Ortskoordinaten sowie der Montagestartkoordinate die maximale Höhe des Photovoltaikträgersystems (1), insbesondere die maximale Höhe der Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) oder der Photovoltaikmodule (3, 3a, 3b, 3c, 3d) ist.

13. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikträgersystem (1) mindestens das erste und das zweite Trägerelement (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) umfasst, wobei der Abstand des Lagerelements (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i) des ersten Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) zu der oder einer Referenzebene R kürzer ausgebildet ist, als der Abstand des Lagerelements (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i) des zweiten Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) zu der Referenzebene R (5), wobei der erste Lagerabschnitt (9) und der zweite Lagerabschnitt (10) des Lagerelements (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i) des ersten Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) in einem Winkel alphal von größer oder gleich 180 Grad zueinander angeordnet sind und der erste Lagerabschnitt (9) und der zweite Lagerabschnitt (10) des Lagerelements (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i) des zweiten Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) in einem Winkel alpha2 von kleiner oder gleich 180 Grad zueinander angeordnet sind.

14. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) das Trägerelement (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) zumindest teilweise innerhalb des Bodens (20) anordnet oder beabstandet zur Bodenoberfläche (5) anordnet.

15. Verfahren zum automatisierten Anordnen des Photovoltaikträgersystems (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Trägerelement (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) mit mindestens einen Bodenoberflächenabstützelement (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig vor oder nach der Montage des Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) verbunden wird, wobei sich das Bodenoberflächenabstützelement (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e) nach dem Anordnen des jeweiligen Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) auf der Bodenoberfläche (5) und/oder in dem Boden (20) abstützt.

16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (6) die Trägerelemente (4) mittels Echtzeitkinematik anordnet und/oder einbringt, wobei die Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate der Trägerelemente (4) mittels Satellitennavigation, insbesondere Ortskoordinaten und/oder die Montagestartkoordinate mit Hilfe satellitengestützter Navigationssysteme wie GPS, GLONASS, Beidou oder Galileo präzise bestimmt werden.

17. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) mit einem LIDAR-System ausgestattet ist, um automatisiert Kollisionen mit Personen und/oder Trägerelementen (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) zu verhindern.

18. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) ein Bodenradar (11) und/oder ein Georadar umfasst, wobei ein Untergrund des Areals (19) vor der Montage des Trägersystems (2) oder vor dem Anordnen und/oder Einbringen des jeweiligen T rägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) mit hochfrequenten elektromagnetischen Wellen analysiert wird.

19. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) einen Metalldetektor umfasst, wobei mit dem Metalldetektor der Untergrund des Areals (19) vor der Montage des Trägersystems (2) oder vor dem Anordnen und/oder Einbringen des jeweiligen T rägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) auf Metallgegenstände, insbesondere hinsichtlich militärischer Altlasten hin analysiert wird.

20. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) mindestens zwei Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) mit einem vorbestimmten Abstand zueinander gleichzeitig in dem Boden (20) und/oder auf der Bodenoberfläche (5) anordnet und/oder einbringt.

21. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (21) mindestens zwei Trägerelemente (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h), insbesondere ein erstes Trägerelement (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) und ein zweites Trägerelement (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) mit einem vorbestimmten Abstand zueinander zeitversetzt in dem Boden (20) und/oder auf der Bodenoberfläche (5) angeordnet und/oder eingebracht.

22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung und/oder Einbringung des zweiten Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) spätestens zwei Sekunden nach der Anordnung und/oder Einbringung des ersten Trägerelements (4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4h) erfolgt.