NO20211241A1

NO20211241A1 - Assembly of solar panels

Info

Publication number: NO20211241A1
Application number: NO20211241A
Authority: NO
Inventors: Jørgen Young; Hans Magnus Dahlsrud
Original assignee: Isola As
Priority date: 2021-10-13
Filing date: 2021-10-13
Publication date: 2023-04-14

Description

Oppfinnelsens område Field of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører en sammenstilling for montering av solcellepaneler på flate områder, slik som på grunnen eller tak på bygninger. The present invention relates to an assembly for mounting solar panels on flat areas, such as on the ground or roofs of buildings.

Bakgrunn Background

Solcellepaneler blir i dag montert som større anlegg på bakken og også på tak av næringsbygg. Hensikten er å fremskaffe fornybar og miljøvennlig energi både til eget forbruk og også for å levere overskuddsenergi til det vanlige strømnettet. På slike flate områder blir solcellene gjerne montert på stativ slik at de enten danner langstrakte slake rygger av form som saltak, eller som rekker av brattere skråstilte paneler hvor alle panelene vender samme vei og i en gunstig vinkel for å samle opp mest mulig lys fra solen. Disse skråstilte panelene er da løftet opp fra underlaget og mottar noe lys også mot baksiden. Det har derfor blitt laget tosidige solcellepaneler som fanger opp også dette lyset. Today, solar panels are installed as larger installations on the ground and also on the roofs of commercial buildings. The purpose is to provide renewable and environmentally friendly energy both for own consumption and also to supply excess energy to the regular electricity grid. On such flat areas, the solar cells are usually mounted on stands so that they either form elongated, slender ridges in the shape of a salt roof, or as rows of steeper inclined panels where all the panels face the same direction and at a favorable angle to collect as much light as possible from the sun . These inclined panels are then lifted up from the substrate and receive some light also towards the back. Double-sided solar panels have therefore been made which also capture this light.

Sammenfatning av oppfinnelsen Summary of the Invention

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en sammenstilling for montering av solcellepaneler på flate områder som forenkler monteringsarbeidet og gir en stabil og solid innfesting Sammenstillingen er spesielt konstruert for å kunne oppta reflekterende sollys på baksiden av Bifacial solcellepaneler, solcellepaneler som opptar sollys på begge sider av panelet. Sammenstillingen er konstruksjon som sikrer en åpen flate mot det reflekterende underlaget, og som gir en optimal refleksjon mot baksiden av de dobbeltvirkende solcellepanelene. It is a purpose of the present invention to provide an assembly for mounting solar panels on flat areas that simplifies the assembly work and provides a stable and solid attachment. The assembly is specially designed to be able to absorb reflected sunlight on the back of Bifacial solar panels, solar panels that absorb sunlight on both sides of the panel. The assembly is a construction that ensures an open surface towards the reflective substrate, and which provides an optimal reflection towards the back of the double-acting solar panels.

Dette oppnås med en sammenstilling omfattende et stativ for montering av solcellepanelene slik det fremgår av de etterfølgende patentkrav. This is achieved with an assembly comprising a stand for mounting the solar panels, as is evident from the subsequent patent claims.

Kortfattet beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj med henvisning til de vedføyde tegninger, hvor The invention will now be described in detail with reference to the attached drawings, where

Fig. 1 viser et antall solcellepaneler montert på et stativ ifølge foreliggende oppfinneriske sammenstilling, Fig. 1 shows a number of solar panels mounted on a stand according to the present inventive assembly,

Fig. 2 viser stativet «avkledd», dvs. uten solcellepaneler, Fig. 2 shows the stand "undressed", i.e. without solar panels,

Fig. 3 viser de forskjellige komponentene som inngår i sammenstillingen, Fig. 3 shows the various components included in the assembly,

Fig. 4 viser en sideskinne som inngår i stativet, Fig. 4 shows a side rail that is included in the stand,

Fig. 5 viser en mulig konstruksjon av topp- og bunnskinnene i stativet, Fig. 5 shows a possible construction of the top and bottom rails in the rack,

Fig. 6 viser en kantklemme som brukes for å feste solcellepanelene til stativet, Fig. 6 shows an edge clamp that is used to attach the solar panels to the stand,

Fig. 7 viser en midtklemme som brukes mellom to naboliggende solcellepaneler, Fig. 7 shows a middle clamp that is used between two adjacent solar panels,

Fig. 8 viser en panelklemme som skal festes på baksiden for å holde sammen to solcellepaneler, og Fig. 8 shows a panel clamp to be fixed on the back to hold two solar panels together, and

Fig. 9a, b viser kant klemmen i Fig. 6 når den er montert. Fig. 9a, b shows the edge clamp in Fig. 6 when it is mounted.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Fig. 1 viser et anlegg med solcellepaneler 1 som er montert på et stativ 2 ifølge oppfinnelsen og som står på et flatt underlag. Underlaget kan som før nevnt være et tak på en større bygning eller et åpent område på bakkeplan. Stativet står på et antall basefester 3. Basefestene er her utformet som plater med korte søyler som stativet er festet til. Platene er igjen boltet til underlaget. Basefestene er vist som eksempler på en fordelaktig måte å feste stativet til underlaget, men andre typer fester kan også være aktuelle. Fig. 1 shows a plant with solar panels 1 which is mounted on a stand 2 according to the invention and which stands on a flat surface. As previously mentioned, the substrate can be a roof of a larger building or an open area at ground level. The stand stands on a number of base mounts 3. The base mounts are here designed as plates with short columns to which the stand is attached. The plates are again bolted to the substrate. The base mounts are shown as examples of an advantageous way of attaching the stand to the substrate, but other types of mounts may also be relevant.

Stativet 2 løfter solcellepanelene opp fra underlaget og tillater bruk av dobbeltsidige solcellepaneler for å øke ytelsen fra panelene idet noe lys vil reflekteres opp fra underlaget til baksiden av panelene. Det har vist seg at underlaget bør ha en optimalt reflekterende funksjon for å fange opp mer av sollyset som treffer underlaget, noe som igjen øker ytelsen fra panelene. Underlaget bør derfor være så reflekterende som mulig i henhold til albedoeffekten som er et mål på hvor god refleksjonen er. Nysnø har en albedoeffekt på ca.80 Dette kan oppnås ved å dekke underlaget med et sjikt som har en høy albedo effekt. Stativets dimensjoner er avhengig av hvor utsatt det er for snølast og vind, samt hvordan det bør innrettes for å fange opp mest mulig sollys. Utformingen er derfor i stor grad avhengig av lokasjonen hvor det installeres. Under norske forhold har man funnet det gunstig å utforme stativet med en høyde på 60 cm over det reflekterende underlaget, og med en avstand mellom stativene (fri reflekterende flate på baksiden av hvert stativ) på 3,5 – 4 m. Vinkelen på stativet er her ca. 35 grader. Størrelsen på panelene vil være avhengig av hva de må klare av vindlast der de er montert. The stand 2 lifts the solar panels up from the substrate and allows the use of double-sided solar panels to increase the performance of the panels as some light will be reflected up from the substrate to the back of the panels. It has been shown that the substrate should have an optimal reflective function to capture more of the sunlight that hits the substrate, which in turn increases the performance of the panels. The substrate should therefore be as reflective as possible according to the albedo effect, which is a measure of how good the reflection is. Fresh snow has an albedo effect of approx. 80. This can be achieved by covering the ground with a layer that has a high albedo effect. The stand's dimensions depend on how exposed it is to snow loads and wind, as well as how it should be arranged to capture as much sunlight as possible. The design is therefore largely dependent on the location where it is installed. Under Norwegian conditions, it has been found advantageous to design the stand with a height of 60 cm above the reflective surface, and with a distance between the stands (free reflective surface on the back of each stand) of 3.5 - 4 m. The angle of the stand is here approx. 35 degrees. The size of the panels will depend on what they have to cope with in terms of wind load where they are installed.

Fig. 2 viser selve stativet alene uten solcellepaneler. Stativet består av et antall sideskinner 4 som er bundet sammen av toppskinner 5 og bunnskinner 6. Fig. 2 shows the stand itself without solar panels. The stand consists of a number of side rails 4 which are bound together by top rails 5 and bottom rails 6.

Sideskinnene er i sin nedre ende festet til en første ende av et tilsvarende antall bæreskinner 7, hvor hver bæreskinne 7 står på et bære-element 3 i hver ende. I den andre enden av bæreskinnene er det festet et skråstag 8 som går opp til og er festet til sideskinnen 4. Skråstagets lengde og posisjon vil bestemme vinklingen av solcellepanelene. Stativet er konstruert med åpen bakside uten skyggedannende elementer. The side rails are attached at their lower end to a first end of a corresponding number of support rails 7, where each support rail 7 stands on a support element 3 at each end. At the other end of the support rails, a slanted brace 8 is attached which goes up to and is attached to the side rail 4. The slanted brace's length and position will determine the angle of the solar panels. The stand is constructed with an open back without shadow-forming elements.

Fig. 3 viser systemet med solcellepaneler og stativ i nærmere detalj. Ved monteringen boltes sideskinnene 4 til bunn- og toppskinnene 5, 6. Det dannes derved en solid ramme for solcellepanelene 1. I eksemplene er det to paneler som er festet til hver ramme, men lengdene av topp- og bunnskinnene kan være avpasset slik at hver ramme kan bære en, to eller flere paneler. Solcellepanelene festes til rammen med kantklemmer 9, som beskrevet i Fig. 6, rundt omkretsen av panelene, idet kantklemmene skrus fast til skinnene. Der hvor to rammer møtes på en sideskinne er det ikke plass til denne typen klemmer, og det benyttes midtklemmer 10 som beskrevet i Fig. 7. Videre er det i noen tilfeller paneler som ligger inntil hverandre uten noen understøttende sideskinne. Dette er vist i Fig. 1 og 3 ved at to paneler ligger i ei felles ramme. Her benyttes det egne panelklemmer 29, Fig. 8, som låser panelene til hverandre. I Fig. 3 er det vist et panel som er vendt med baksiden opp. På baksiden er det kabler 11a, b for å føre ut den elektriske energien fra panelet. Fig. 3 shows the system with solar panels and stand in more detail. During assembly, the side rails 4 are bolted to the bottom and top rails 5, 6. This creates a solid frame for the solar panels 1. In the examples, two panels are attached to each frame, but the lengths of the top and bottom rails can be adjusted so that each frame can support one, two or more panels. The solar panels are attached to the frame with edge clamps 9, as described in Fig. 6, around the circumference of the panels, the edge clamps being screwed to the rails. Where two frames meet on a side rail, there is no space for this type of clamps, and center clamps 10 are used as described in Fig. 7. Furthermore, in some cases there are panels that lie next to each other without any supporting side rails. This is shown in Fig. 1 and 3 in that two panels are located in a common frame. Here, separate panel clamps 29, Fig. 8, are used, which lock the panels to each other. In Fig. 3, a panel is shown which is turned with the back side up. On the back there are cables 11a, b to lead out the electrical energy from the panel.

Fig. 4 viser en sideskinne 4, henholdsvis i perspektiv a og tverrsnitt b. Tverrsnittet viser at skinnen er dannet av en ekstrudert profil med fot 12, stamme 13 og en anleggsflate 14 øverst med et T-spor 15. Fig. 4 shows a side rail 4, respectively in perspective a and cross section b. The cross section shows that the rail is formed by an extruded profile with foot 12, stem 13 and a contact surface 14 at the top with a T-slot 15.

Fig. 5 viser utformingen av topp- og bunnskinnene 6, 5. De er laget av samme type profil som sideskinnene, men hvor det i endene er tildannet festevinkler 16 med hull slik at de kan boltes til sideskinnene. Et alternativ er å benytte egne, separate vinkler til å feste skinnene til hverandre. Fig. 5 shows the design of the top and bottom rails 6, 5. They are made of the same type of profile as the side rails, but where attachment angles 16 are formed at the ends with holes so that they can be bolted to the side rails. An alternative is to use separate, separate angles to attach the rails to each other.

For å feste solcellepanelene til skinnene benyttes det kantklemmer 9 som vist i Fig. 6, henholdsvis i perspektiv a og snitt b. Hver kantklemme har ei grunnplate 17 hvor det er anordnet et hull for en festebolt 18. Klemma har videre en arm 19 som fører vinkelrett fra grunnplata til ei leppe 20. Ved monteringen føres hodet på bolten inn i T-sporet på skinna og skyves til rett posisjon. Solcellepanelet legges på plass mot skinna og inn mot bolten. Deretter settes selve klemma på bolten slik at leppa blir liggende oppå kanten av solcellepanelet, hvorpå mutteren settes på bolten og strammes til. På undersiden av grunnplata, på motsatt side av bolten i forhold til armen, er det en vulst 21. Vulsten vil legge seg mot anleggsflata på skinna og når mutteren strammes vil klemma danne en vinkel mot anleggsflata slik at leppa klemmes godt ned mot solcellepanelet. På undersiden av leppa er det også anordnet riller 22 for å øke friksjonen mot panelet, Fig. 6c. På klemma kan det også være anordnet en bøyle 23 for å holde elektriske kabler. To attach the solar panels to the rails, edge clamps 9 are used as shown in Fig. 6, respectively in perspective a and section b. Each edge clamp has a base plate 17 where there is a hole for a fastening bolt 18. The clamp also has an arm 19 which leads perpendicularly from the base plate to a lip 20. During assembly, the head of the bolt is inserted into the T-slot on the rail and pushed into the correct position. The solar panel is placed in place against the rail and against the bolt. The clamp itself is then placed on the bolt so that the lip rests on top of the edge of the solar panel, after which the nut is placed on the bolt and tightened. On the underside of the base plate, on the opposite side of the bolt in relation to the arm, there is a bead 21. The bead will lie against the mounting surface of the rail and when the nut is tightened, the clamp will form an angle to the mounting surface so that the lip is firmly clamped down against the solar panel. On the underside of the lip there are also grooves 22 to increase the friction against the panel, Fig. 6c. A hoop 23 can also be arranged on the clamp to hold electrical cables.

Fig. 9a viser kantklemma når den er montert i ei sideskinne. Boltens hode ligger i T-sporet i skinna, mens armen og leppa holder på solcellepanelet. Fig. 9b viser en detalj med hvordan leppa klemmer mot solcellepanelet. Det skraverte partiet er ei kantskinne rundt omkretsen av solcellepanelet. Fig. 9a shows the edge clamp when it is mounted in a side rail. The head of the bolt lies in the T-slot in the rail, while the arm and lip hold the solar panel. Fig. 9b shows a detail of how the lip clamps against the solar panel. The shaded part is an edge rail around the perimeter of the solar panel.

Fig. 7 viser en type midtklemme 10 som er utformet for å holde to tilliggende sidepaneler mot ei underliggende skinne. Klemma er i form av ei firkantet grunnplate 25 med en bolt 26 anbrakt i et hull midt i plata. Langs to motstående kanter av plata er det uttagninger som danner lepper 27a, b, som her er forsynt med langsgående riller 28. Ved bruk føres bolten inn i T-sporet på skinna, panelene legges ned mot skinnas anleggsflate, klemma settes på bolten slik at leppene griper kantene på panelene, det settes en mutter på bolten som deretter strammes til. Fig. 7 shows a type of central clamp 10 which is designed to hold two adjoining side panels against an underlying rail. The clamp is in the form of a square base plate 25 with a bolt 26 placed in a hole in the middle of the plate. Along two opposite edges of the plate, there are cutouts that form lips 27a, b, which here are provided with longitudinal grooves 28. In use, the bolt is inserted into the T-slot on the rail, the panels are laid down against the rail's contact surface, the clamp is placed on the bolt so that the lips grip the edges of the panels, a nut is placed on the bolt which is then tightened.

Fig. 8 viser ei panelklemme 29 beregnet på å holde sammen to paneler der hvor det ikke er noen støttende skinne på undersiden. Panelklemma omfatter to identiske deler 30 samt en bolt 31 med mutter som holder delene sammen. Hver del omfatter ei anleggsplate 32 som er avsluttet med en ombøyd kantdel 33. Fig. 8 shows a panel clamp 29 intended to hold two panels together where there is no supporting rail on the underside. The panel clamp comprises two identical parts 30 and a bolt 31 with a nut that holds the parts together. Each part comprises a mounting plate 32 which is finished with a bent edge part 33.

Vinkelrett på anleggsplata er det en bøyle 34 innrettet for å holde kabler, på samme måte som sideklemma vist i Fig. 6. Solcellepanelene er utstyrt med kantskinner 35 på baksiden, jfr. Fig. 3 og Fig. 9b, og de ombøyde kantdelene av panelklemmene er innrettet til å føres inn på kantskinnene til to tilliggende solcellepaneler, hvorpå boltene/mutrene strammes til slik at panelene låses til hverandre. Bøylene blir hengende ned under panelene og kabler kan da legges opp i bøylene. At right angles to the installation plate, there is a bracket 34 designed to hold cables, in the same way as the side clamp shown in Fig. 6. The solar panels are equipped with edge rails 35 on the back, cf. Fig. 3 and Fig. 9b, and the bent edge parts of the panel clamps are designed to be inserted onto the edge rails of two adjacent solar panels, whereupon the bolts/nuts are tightened so that the panels are locked to each other. The hoops hang down under the panels and cables can then be laid up in the hoops.

Claims

Patent claims

1. Assembling a plurality of solar panels (1) and a supporting stand (2), comprising

a plurality of base fasteners for (3) anchoring the assembly to a substrate,

a plurality of carrier rails (7) with first and second ends, where each carrier rail stands on a base attachment at each end,

a plurality of side rails (4) with first and second ends, where the first end of each side rail is attached to the first end of a support rail, a plurality of inclined struts (8), where each inclined strut is attached to the second end of a support rail and goes up to and is attached to a point on a side rail, so that the side rail forms an angle in relation to the carrier rail,

a plurality of top rails (5) connecting the other end of each side rail to the other end of an adjacent side rail,

a plurality of bottom rails (6) connecting each side rail to an adjacent side rail, in positions between the first and second ends of the side rails,

characterized by the fact that the side, top and bottom rails are made as extruded profiles with T-groove (15) in the upper part of the profile, that the assembly further comprises a plurality of edge clamps (9) and/or center clamps (10) which fasten the solar panels to the stand , each clamp (9; 10) comprising a base plate (17; 25) arranged to rest against a side, top or bottom rail (4, 5, 6), a lip (20; 27a, b) arranged to to rest against the upper side of a solar panel, as well as a bolt (18; 26) with a nut, where the bolt goes through a hole in the base plate, as the bolt has a head that fits into the T-slot.

2. Assembly according to claim 1, where the lip (20; 27a, b) comprises longitudinal grooves on the side facing the solar panel.

3. Assembly according to claim 1 or 2, where the edge clamp (9) comprises an arm which connects the lip (20) to the base plate (17) as well as a bead (21) on the base plate (17).

4. Assembly according to claim 3, where the edge clamp (9) comprises a hoop (23) designed to hold cables.

5. Assembly according to claim 1 or 2, where the central clamp (10) comprises a rectangular base plate (25) with longitudinal recesses on opposite edges of the base plate which form the lips (27a, b).

6. Assembly according to one of the preceding claims, further comprising a plurality of panel clamps (29) comprising two identical parts (30) which are held together by a bolt (31) with a nut, each part (30) comprising a mounting plate (32) with a bent edge part (33) and a hoop (34) to hold cables.

7. Assembly according to one of the preceding claims, where the solar panels (1) are bifacial and the stand (2) is designed to provide a clear view from the back of the solar panels towards the substrate.

8. Assembly according to claim 7, where the substrate comprises a reflective surface or coating.