NL1042360B1

NL1042360B1 - Drijfbaar draagsysteem voor een aantal zonnepanelen

Info

Publication number: NL1042360B1
Application number: NL1042360A
Authority: NL
Inventors: Stroobandt Benoit
Original assignee: Mini Of Solar Bvba
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-12-12
Also published as: BE1024172A1; NL1042360A; BE1024172B1; DE202017102545U1; FR3050888A1

Abstract

Drijfbaar draagsysteem ( 1) voor een zonnepanelen samenstel met minstens een aantal naast elkaar geplaatste rijen zonnepanelen (2), omvattende een drijfbare structuur en een op deze drijfbare structuur bevestigde draagstructuur (3) die voorzien is voor het ondersteunen van het zonnepanelen samenstel, waarbij de drijfbare structuur minstens twee zich in lengterichting uitstrekkende drijfbare profielen (4) omvat die een looppad vormen tussen de rijen zonnepanelen (2). De drijfbare profielen (4) zorgen enerzijds voor voldoende drijfvermogen zodat het geheel blijft drijven op het water, en anderzijds vormen ze een looppad tussen de verschillende rijen naast elkaar geplaatste zonnepanelen (2).

Description

DRIJFBAAR DRAAGSYSTEEM VOOR EEN AANTAL ZONNEPANELEN

Deze uitvinding betreft enerzijds een drijfbaar draagsysteem voor een zonnepanelen samenstel met minstens een aantal naast elkaar geplaatste rijen zonnepanelen, omvattende een drijfbare structuur en een op deze drijfbare structuur bevestigde draagstructuur dat voorzien is voor het ondersteunen van het zonnepanelen samenstel. Deze uitvinding betreft in het bijzonder een drijfbaar draagsysteem dat voorzien is voor plaatsing op een wateroppervlak, zoals bijvoorbeeld een meer, spaarbekken of drinkwaterreservoirs. Deze uitvinding betreft verder een zonne-installatie opgebouwd uit dergelijke drijfbare draagsystemen.

De voorbije jaren werden heel wat zonne-installaties geplaatst, waarbij een hoeveelheid zonnepanelen (zoals bijvoorbeeld, fotovoltaïsche panelen, reflectoren, lenzen of andere optische middelen) op een onderliggende draagstructuur geplaatst worden. De huidige zonne-installaties zijn veelal grondopstellingen of opstellingen op daken van privé personen of bedrijfsgebouwen. Echter, in veel streken wordt de grond schaars en zijn er steeds minder daken beschikbaar, waardoor men verplicht werd te zoeken naar andere oplossingen om zonne-installaties te gaan plaatsen. Één van de ideeën is om zonne-installaties op het water te gaan plaatsen. Enerzijds omdat er heel wat wateroppervlakte beschikbaar is en anderzijds omdat het plaatsen van zonnepanelen op water een aantal voordelen heeft, zoals een betere koeling en dus een hoger elektrisch rendement. Daartoe werden er in het verleden een aantal oplossingen uitgewerkt waarbij gebruik gemaakt werd van zich in lengterichting uitstrekkende drijfbare elementen waarop dan een draagstructuur voor zonnepanelen gemonteerde wordt. Een dergelijk systeem wordt bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooipublicatie US 2008/0029148.

Het is echter gebleken dat de tot op heden bekende systemen om zonnepanelen op water te plaatsen vaak complex van structuur zijn en dus duur en bovendien moeilijk te onderhouden zijn omdat de onderdelen ervan of de zonnepanelen zelf, moeilijk bereikbaar zijn.

Deze uitvinding heeft daarom tot doel een drijfbaar draagsysteem voor zonnepanelen te verschaffen dat eenvoudig is in opbouw, kostenefficiënt en makkelijk is in onderhoud.

Het doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een drijfbaar draagsysteem voor een zonnepanelen samenstel met minstens een aantal naast elkaar geplaatste rijen zonnepanelen, omvattende een drijfbare structuur en een op deze drijfbare structuur bevestigde draagstructuur die voorzien is voor het ondersteunen van het zonnepanelen samenstel, waarbij de drijfbare structuur minstens twee zich in lengterichting uitstrekkende drijfbare profielen omvat die een looppad vormen tussen de rijen zonnepanelen

Door gebruik te maken van drijfbare profielen die enerzijds zorgen voor voldoende drijfvermogen zodat het geheel blijft drijven op het water, en anderzijds een looppad creëren tussen de verschillende rijen naast elkaar geplaatste zonnepanelen, wordt een draagsysteem gerealiseerd dat eenvoudig is in opbouw en bovendien toelaat dat de panelen (of andere onderdelen) makkelijk bereikbaar zijn voor onderhoud- of herstelwerkzaamheden.

Elke rij bestaat uit een aantal naast elkaar geplaatste zonnepanelen, de zonnepanelen worden bij voorkeur in portretopstelling op de onderliggende draagstructuur bevestigd. Het voordeel van portretopstelling is dat de panelen beter gespoeld worden door neerslag en dus minder last hebben van opliggend stof, wat nadelig is voor het rendement. Een bijkomend voordeel van portretopstelling is dat de afstand tussen het water en de diode box van het paneel groter is dan bij landschapsopstelling, wat de elektrische veiligheid en goede werking ten goede komt. Vanzelfsprekend kunnen de panelen ook in ‘landscape’ op de draagstructuur bevestigd worden.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het draagsysteem volgens deze uitvinding hebben de genoemde drijfbare profielen een afgesloten holle binnenruimte. Bij voorkeur hebben de drijfbare profielen een tweelaags manteloppervlak. Bij voorkeur zijn de drijfbare profielen vervaardigd uit kunststof, zoals bijvoorbeeld polyethyleen, polypropyleen of polyvinylchloride. Door him samenstelling bezitten de profielen de nodige flexibiliteit waardoor beschadigingen tijdens installatie of gebruik voorkomen worden. Deze flexibiliteit zorgt er ook voor dat de constructie in een beperkte mate kan meebewegen met de deining van het water, zodat deze geen spanningen in de structuur creëren. Tevens zijn de profielen voldoende vormvast en stijf, zodat ze nauwelijks vervormen wanneer ze worden belopen.

In een bijzondere voorkeurdragende uitvoeringsvorm vormt het bovenvlak van de drijfbare profielen het genoemde looppad en heeft het bovenvlak een breedte die gelegen is tussen 10 cm. en 80 cm.

Het tweelaags kunststof manteloppervlak wordt vervaardigd door gelijktijdige extrusie van de binnen- en buitenzijde. Beide lagen worden tijdens een continueproces door verhitting aan elkaar gehecht.

In een meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het draagsysteem volgens deze uitvinding zijn de drijfbare profielen kokervormige profielen. De drijfbare profielen hebben in het bijzonder een diameter gelegen tussen 100 en 800 mm. en een lengte gelegen tussen 2 en 15 meter. Standaard hebben de profielen een ronde dwarsdoorsnede, echter alternatieve uitvoeringsvormen, zoals bijv. een hoekige dwarsdoorsnede zijn eveneens mogelijk.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm zijn de drijfbare profielen aan hun buitenzijde voorzien van een ribbelprofiel. Een dergelijk ribbelprofiel zorgt voor een betere grip en stijfheid van het profiel.

In een meer bijzondere uitvoeringsvorm van het drijfbaar draagsysteem volgens de uitvinding omvat de draagstructuur een aantal zich dwars op de drijfbare profielen uitstrekkende draagprofielen en een aantal op deze draagprofielen bevestigde steunelementen die voorzien zijn voor het ondersteunen en het in een schuine stand houden van een zonnepaneel. De draagprofielen zijn bij voorkeur vervaardigd uit aluminium, roestvrij staal of worden verzinkt. In een meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn ze vervaardigd uit geëxtrudeerd aluminium. De draagprofielen zijn bij voorkeur U, H of kokervormige profielen.

De steunelementen zijn bij voorkeur vervaardigd uit een geplooide platstaaf uit aluminium, roestvrij staal of gegalvaniseerd staal. Er kan gekozen worden voor steunelementen in verschillende lengtes, wat het mogelijk maakt om de hellingsgraad van de panelen gemakkelijk aan te passen. Bovendien kunnen de steunelementen zo geplaatst worden dat de panelen in een Oost - West uitvoering op de drijfbare profielen gemonteerd kunnen worden.

Bij een voordelige uitvoeringsvorm van het draagsysteem volgens de uitvinding is de draagstructuur via beugelelementen verbonden met de drijfbare profielen. Deze beugelelementen zijn bij voorkeur vervaardigd uit inox, gegalvaniseerd staal of aluminium.

Volgens een meer voordelige uitvoeringsvorm van het draagsysteem overeenkomstig deze uitvinding omvat de draagstructuur verder nog elastische koppelelementen, bijv. vervaardigd uit rubber, om verschillende draagsystemen met elkaar te verbinden. Deze koppelelementen worden in de ene richting tussen de steunelementen bevestigd en in de andere richting in een meer voordelige uitvoeringsvorm, bevestigd tussen de onderste van de twee paneel liggers. Bij voorkeur wordt gebruik gemaakt van elastische “Silent” blokken uit rubber.

In een meest bijzondere uitvoeringsvorm omvat het draagsysteem één of meerdere ankerelementen om het draagsysteem te verankeren. Bij voorkeur wordt het draagsysteem verankerd aan de bodem of tegen de kant van het wateroppervlak waarop het draagsysteem drijft. De verankering wordt bij ieder project uitgewerkt maar bestaat hoofdzakelijk uit een reeks kabels of touwen die het systeem op hun plaats moeten houden. Er kan ook geopteerd worden om zogenaamde drijvende ankerelementen te voorzien op het systeem. Dit bestaat uit een doek die in lusvorm rond één of meerdere drijfprofïelen gemonteerd wordt en die in het water hangt. Het water die zich tussen het doek en het wateroppervlak bevindt, dient dan als ballast (anker) voor het systeem. Korte impulsen die het systeem te verduren krijgt, worden zo op een zeer eenvoudige manier opgelost. Het ankersysteem kan bovendien zo ontworpen worden dat het volledige drijvende systeem zich tijdens de dag richt naar de positie van de zon om zo een hoger rendement te halen door een betere rechtstreekse instraling.

En ander onderwerp van deze uitvinding betreft een zonne-installatie omvattende een aantal met elkaar verbonden drijfbare draagsystemen zoals hierboven omschreven.

Om de eigenschappen van deze uitvinding verder te verduidelijken en om bijkomende voordelen en bijzonderheden ervan aan te duiden volgt nu een meer gedetailleerde beschrijving van het drijfbaar draagsysteem overeenkomstig deze uitvinding. Het weze duidelijk dat niets in de hierna volgende beschrijving kan geïnterpreteerd worden als een beperking van de in de conclusies opgeëiste bescherming voor deze uitvinding.

In deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen waarbij: - figuur 1: een perspectiefvoorstelling is van een deel van het drijfiaar draagsysteem volgens de uitvinding; - figuur 2: een voorstelling is van het drijfiaar draagsysteem volgens de uitvinding waarop verduidelijkt wordt dat de zich in lengterichting uitstrekkende drijfiare profielen een looppad vormen tussen de rijen zonnepanelen; figuur 3: de verbinding toont tussen twee draagsystemen volgens de uitvinding via een elastisch koppelelement; figuur 4: een detailvoorstelling is van het elastisch koppelelement; figuur 5: een detailvoorstelling is van een eerste steunelement; figuur 6: een voorstelling is van twee steunelementen waarop telkens een paneel ligger is voorzien en waarbij het eerste steunelement korter is dan het tweede steunelement zodat het zonnepaneel onder een helling staat opgesteld; - figuur 7: een zonne-installatie toont opgebouwd uit verschillende met elkaar verbonden draagsystemen volgens de uitvinding; figuur 8: een perspectiefvoorstelling is van een mogelijke uitvoeringsvorm van de draagstructuur; figuur 9: enkele mogelijke uitvoeringsvormen toont van de drijjbare profielen; figuur 10: een mogelijke uitvoeringsvorm toont van twee met elkaar verbonden drijjbare systemen volgens de uitvinding in Oost - West opstelling; figuur 11: een alternatieve uitvoeringsvorm toont van twee met elkaar verbonden drijfiare systemen volgens de uitvinding in Oost - West opstelling, zonder ontdubbeling van het middelste drijjbare profiel; figuur 12: nog een andere uitvoeringsvorm toont van twee met elkaar verbonden drijfiare systemen volgens de uitvinding jiguur 13: een aantal drijfiare systemen toont die nog niet aan elkaar gekoppeld zijn; figuur 14: een perspectiefvoorstelling is van een zonne-installatie voorzien van drijvende ankers.

Het drijfbaar draagsysteem (1) volgens deze uitvinding werd specifiek ontwikkeld om een groot aantal zonnepanelen (2) op een wateroppervlak, zoals bijvoorbeeld een meer, de zee, een spaarbekken of een drinkwaterreservoir, te kunnen plaatsen. Het plaatsen van zonnepanelen (2) op water heeft namelijk een aantal voordelen: de structuur kan meedraaien met de zon, het water levert een koeling voor de panelen, de reflectie van het water zorgt voor een hoger rendement.

Het draagsysteem (1) volgens deze uitvinding omvat een drijfbare structuur en een op deze drijfbare structuur bevestigde draagstructuur (3) die voorzien is voor het ondersteunen van een aantal zonnepanelen (2) De zonnepanelen (2) kunnen fotovoltaïsche panelen, reflectoren, lenzen of andere optische middelen zijn.

De drijfbare structuur omvat een aantal zich in lengterichting uitstrekkende drijfbare profielen (4) die een looppad vormen tussen de rijen zonnepanelen (2). Het zijn de drijfbare profielen (4) die enerzijds zorgen voor voldoende drijfvermogen zodat het geheel blijft drijven op het water, en anderzijds zoals verduidelijkt op figuur 2, een looppad zullen vormen tussen de verschillende rijen naast elkaar geplaatste zonnepanelen (2).

De drijfbare profielen (4) zijn vervaardigd uit kunststof zoals bijvoorbeeld polyethyleen, polypropyleen of PVC, en hebben een afsluitbare of afgesloten holle binnenruimte. Het manteloppervlak van de profielen (4) kan eventueel uit meerdere, bij voorkeur twee, lagen zijn opgebouwd. Door hun samenstelling bezitten de profielen de nodige flexibiliteit waardoor beschadigingen tijdens installatie of gebruik voorkomen worden. Deze flexibiliteit zorgt er ook voor dat de constructie in een beperkte mate kan meebewegen met de deiningen van het water, zodat deze geen spanningen in de structuur creëren. Tevens zijn de profielen voldoende vormvast en stijf, zodat ze nauwelijks vervormen wanneer ze worden belopen.

De drijfbare profielen (4) zijn standaard 2 tot 15 meter lang en hebben meestal een ronde of hoekige dwarsdoorsnede. In figuur 9 worden een aantal mogelijke uitvoeringsvormen getoond. De diameter van de profielen of de breedte van het bovenvlak dient weliswaar voldoende groot (of breed) te zijn, om de gebruiker zonder risico op de profielen (4) te laten lopen. In de praktijk is de diameter of de breedte van het bovenvlak meestal gelegen tussen 100 en 800 mm. Om meer grip te hebben kunnen de drijfbare profielen aan hun buitenzijde verder van een ribbelprofiel voorzien worden.

Zoals o.a. blijkt uit figuren 1 en 2 is de draagstructuur (3) opgebouwd uit een aantal zich dwars op de drijfbare profielen (4) uitstrekkende draagprofielen (5). Deze draagprofielen (5) zijn bij voorkeur vervaardigd uit aluminium, geëxtrudeerd aluminium, roestvrij staal of worden verzinkt. De draagprofielen zijn bij voorkeur U vormige, H vormige of kokervormige profielen. De drijfbare profielen (4) zijn via beugelelementen (7) verbonden met de draagprofielen (5).

Op de draagprofielen (5) worden zoals o.a. verduidelijkt op figuren 5, 6 en 8, steunelementen (6) gemonteerd. Dit kan via een boutverbinding gebeuren. De steunelementen (6) zijn voorzien voor het ondersteunen en het in een schuine stand houden van een zonnepaneel (2). In de praktijk wordt er gewerkt met twee reeksen steunelementen (6) die op een zekere afstand van elkaar worden voorzien. Hierbij zijn de steunelementen (6) van de eerste reeks korter van lengte dan de steunelementen van de tweede reeks, zodat het mogelijk wordt om de hellingsgraad van de panelen gemakkelijk in te stellen. Standaard, maar niet beperkt tot, worden de panelen (2) geplaatst onder een helling van 12°, 15° of 18°, en dit naargelang de locatie (breedtegraad) van het project.

De steunelementen (6) zijn bij voorkeur vervaardigd uit een platstaaf uit aluminium, roestvrij staal of gegalvaniseerd staal, die in de gewenste vorm is geplooid.

Bovenop de steunelementen (6) en in een richting loodrecht op de draagprofielen (5) komen dan twee paneel liggers (9) per rij panelen (2). Deze liggers (9) zijn eveneens profielen vervaardigd uit aluminium, roestvrij staal of gegalvaniseerd staal. Op of in deze liggers (9) worden de panelen (2) voldoende dicht naast elkaar gemonteerd. Er is enkel tussen de verschillende draagsystemen (1) wat meer ruimte nodig (zodat de panelen van aanliggende draagsystemen niet tegen elkaar zouden botsen bij deining van het water). Hierdoor wordt de wateroppervlakte die nodig is per geïnstalleerd vermogen beperkt. Dit in tegenstelling tot alternatieve oplossingen waar alle panelen onderling ten opzichte van elkaar bewegen en er dus telkens meer ruimte dient voorzien te worden.

Het draagsysteem (1) volgens deze uitvinding is zoals blijkt uit bovenstaande beschrijving een aantal componenten die makkelijk met elkaar verbonden kunnen worden, waardoor het systeem op korte tijd gemonteerde en geplaatst kan worden.

Het drijfbaar draagsysteem (1) volgens deze uitvinding kan perfect aanzien worden als een modulair systeem. Hiertoe zijn er, zoals duidelijk zichtbaar op figuren 3 en 4, koppelelementen (8) aanwezig, die toelaten om verschillende draagsystemen (1) opgebouwd volgens deze uitvinding met elkaar te verbinden. De koppelelementen (8)worden bij voorkeur geplaatst ter hoogte van het uiteinde van een draagprofiel (5) of de paneelligger (9). Figuren 7 en 10 t/m 13, tonen een aantal mogelijke uitvoeringsvormen van een zonne-installatie (11) opgebouwd uit verschillende met elkaar verbonden (of koppelbare) draagsystemen (1) volgens de uitvinding. Een dergelijke installatie kan dan via één of meerdere ankerelementen (10) aan een kant of aan de bodem verankert worden. De verankering kan bij ieder project verschillen maar bestaat hoofdzakelijk uit een reeks kabels of touwen die het systeem op hun plaats moeten houden. Er kan ook, zoals voorgesteld op figuur 14, geopteerd worden om zogenaamde drijvende ankerelementen (10) te voorzien op het systeem. Dit bestaat uit een doek die in lusvorm rond één of meerdere drijfbare profielen (4) gemonteerd wordt en die in het water hangt. Het water die zich tussen het doek en het wateroppervlak bevindt, dient dan als ballast (anker) voor het systeem.

Claims

1. Drijfbaar draagsysteem (1) voor een zonnepanelen samenstel met minstens een aantal naast elkaar geplaatste rijen zonnepanelen (2), omvattende een drijfbare structuur en een op deze drijfbare structuur bevestigde draagstructuur (3) die voorzien is voor het ondersteunen van het zonnepanelen samenstel, met het kenmerk dat de drijfbare structuur minstens twee zich in lengterichting uitstrekkende drijfbare profielen (4) omvat die een looppad vormen tussen de rijen zonnepanelen (2).

2. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de genoemde drijfbare profielen (4) een afgesloten holle binnenruimte hebben.

3. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de drijfbare profielen (4) vervaardigd zijn uit kunststof.

4. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het bovenvlak van de drijfbare profielen (4) het genoemde looppad vormt en een breedte heeft die gelegen is tussen 10 en 80 cm.

5. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de drijfbare profielen (4) kokervormige profielen zijn.

6. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de drijfbare profielen (4) een diameter hebben gelegen tussen 100 en 800 mm.

7. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de drijfbare profielen (4) een lengte hebben gelegen tussen 2 en 15 meter.

8. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de drijfbare profielen (4) aan hun buitenzijde voorzien zijn van een ribbelprofiel.

9. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de draagstructuur (3) een aantal zich dwars op de drijfbare profielen uitstrekkende draagprofielen (5) omvat en een aantal op deze draagprofielen (5) bevestigde steunelementen (6) die voorzien zijn voor het ondersteunen en het in een schuine stand houden van een zonnepaneel (2).

10. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de draagstructuur (3) via beugelelementen (7) verbonden is met de drijfbare profielen (4).

11. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de draagstructuur (3) verder nog elastische koppelelementen (8) omvat om verschillende draagsystemen (1) met elkaar te verbinden.

12. Drijfbaar draagsysteem (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het draagsysteem (1) één of meerdere ankerelementen (10) omvat om het draagsysteem (1) te verankeren.

13. Zonne-installatie omvattende een aantal met elkaar verbonden drijfbare draagsystemen volgens één van de conclusies 1 t/m 12.