WO2009127342A2

WO2009127342A2 - Neues trägersystem zum aufbau von photovoltaik-freilandanlagen sowie dessen verwendung

Info

Publication number: WO2009127342A2
Application number: PCT/EP2009/002533
Authority: WO
Inventors: Michael Procida; Adolf Goetzberger
Original assignee: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2009-10-22
Also published as: WO2009127342A3; DE102008059858A1

Abstract

Die Erfindung umfasst ein neuartiges Trägersystem zum kostengünstigen und einfachen Aufbau und zur Montage von Photovoltaik-Freilandanlangen, unter Berücksichtigung umweltschonender und wirtschaftlicher Aspekte, sowie der vertieften Nutzung von Freiflächen. Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung des Trägersystems.

Description

Neues Trägersystem zum Aufbau von Photovoltaik- Freilandanlagen sowie dessen Verwendung

Die Erfindung umfasst ein neuartiges Trägersystem zum kostengünstigen und einfachen Aufbau und zur Montage von Photovoltaik-Freilandanlangen, unter Berücksichtigung umweitschonender und wirtschaftlicher Aspekte, sowie der vertieften Nutzung von Freiflächen. Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung des Träger- Systems.

Stand der Technik ist es, Photovoltaik- Paneele für Freilandanlagen aluminiumgerahmt auf Aluminium- Trägersystemen (z.B. im 30° -Winkel) anzubringen und aufzubauen. Hierfür werden bislang erhebliche Aufbauzeiten benötigt, da erhebliche Mengen an Aluminium- Lotschnitten und Verschraubungen erforderlich sind. Darüber hinaus werden bei dieser Methode Erdanker, Erdschrauben und Beton- Streifenfundamente zur Be- schwerung gegen Wind- und Schneelasten benötigt. Da- her ist diese Aufbaumethode sehr kostenintensiv und zeitaufwändig. Weiterhin ist die Herstellung von Aluminium Energie-aufwändig, was die Gesamt-Energie- bilanz von Photovoltaik-Anlagen, neben Klimabilanz und der Rentabilität, negativ beeinflusst.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Trägersystem zum Aufbau von Photo- voltaik-Freilandanlangen bereitzustellen, das sowohl kostengünstig als auch einfach und schnell sowie vielseitig an vielfältigen Orten aufgebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Trägersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 20 betrifft die Verwendung des Trägersystems. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

Erfindungsgemäß weist das Trägersystem zum Aufbau von Photovoltaik- Freilandanlagen mindestens ein seilför- miges Spannelement, das zwischen mindestens zwei Halterungsvorrichtungen angeordnet ist, auf, wobei an dem mindestens einen seilförmigen Spannelement mindestens ein Solarpaneel über mindestens ein mit der Rückseite des Solarpaneels verbundenem Befestigungs- element, durch das das Spannelement führbar ist, angeordnet ist.

Vorteile

Das neue Trägersystem für Photovoltaik-Frei- landanlagen benötigt keine Aluminiumprofile im her- kömmlichen Sinn. Am Anfang und am Ende der späteren

Paneelreihen werden lediglich mindestens zwei Halte- rungsVorrichtungen angeordnet, die z.B. als massive Träger einbetoniert sein können, woran im gewünschten Winkel ein oder zwei seilförmige Spannelemente, z.B. (Stahl) -Seile der Länge nach gestrafft werden. Daran werden die Photovoltaik- Paneele über Befestigungselemente „aufgehängt". Simplifiziert gesagt liegt eine Art Wäscheleinen-Prinzip für große Solarfelder vor. Die Lastermittelung erfolgt nach DIN 1055.

Das erfindungsgemäße Aufbau- und Trägersystem dient der erheblichen Kostenreduzierung des Kostenblocks dadurch, dass handwerkliche Leistungen zum Aufbau von Solarfeldern, welche etwa mit 25-30 % der Gesamtaufbaukosten zu Buche schlägt, in geringerem Umfang er- forderlich sind.

Das erfindungsgemäße Aufbau- und Trägersystem kann Bau- und Materialkosten verringern helfen, aber es steht im Wesentlichen dafür, bereits genutzt Flächen, wie Straßen, Feldwege, Gleise, Heuwiesen in die Höhe, vertieft zu nutzen.

Die Erfindung besteht zum einen in der zum Aufbau eines Solarfeldes nicht mehr wie bislang verwendeten Aluständer-Bauweise mit tausenden Schrauben, sondern im Seil-System, zum anderen in der unkomplizierten, Zeit- und Arbeitsmittel -sparenden Justierung der Solarpaneele .

Positive Effekte:

•Monteure werden in die Lage versetzt, beschleunigte Aufbauzeiten von Photovoltaik-Feldern zu bewältigen, ohne weitere Lohnsenkungen hinnehmen zu müs- sen;

• der bisherige Rohstoffverbrauch sinkt, was sich nicht nur im Einkauf monetär auswirkt, sondern wodurch sich die Anlagen insgesamt besser rechen, hinsichtlich der für sie aufgewandten Herstel- lungs -Energie, weil das konventionelle Aluminium- Aufbausystem weitgehend wegfällt;

• einachsige Nachführung der Seil -Freilandanlage

(zweiseilig) möglich;

• Potenzialausgleich erfolgt über das Seil; • Stromübertragung erfolgt über das Seil; • Landwirtschaftliche Flächen werden durch Hochstellung der Seil-Anlagen zukünftig nicht mehr „verbraucht" sondern doppelt genutzt, vertieft genutzt .

• Schatteneffekte über beispielsweise Heuwiesen, ins- besondere Wäldern, Agrarflachen und Siedlungen in sehr heißen Zonen, wie Australien, Afrika u.a. sind denkbar; über Reisplantagen ebenso wie Gletschern;

• die Etablierung dieses System stellt in Deutschland und weltweit einen echten Schritt in Richtung dezentraler Energieversorgung dar;

Das erfindungsgemäße System eröffnet somit bislang ungenutzte Räume und kann an folgenden Orten einge- setzt werden:

*entlang von Autobahntrassen und Landstraßen

*neben Bundesbahntrassen

*an Feldwegen

*über Heuwiesen und anderen landwirtschaftlich ge- nutzten Flächen (wodurch doppelte Nutzung der Fläche erreicht wird, und mit Blick auf den Ertrag weiterer Nutzen generiert, z.B. trocknen die Böden langsamer aus, Pflanzen verbrennen nicht mehr wegen des relativen Schattens) *über sehr heißen Gebieten, Siedlungen, zur Verschattung *über Wäldern und gegebenenfalls über Flüssen zur unkomplizierten Raumnutzung *im Meer

Im Folgenden wird das Trägersystem der Erfindung näher beschrieben. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das mindestens eine seilförmige Spannelement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Seilen, Rohren oder zylinderförmigen Vollmaterialien. Es sind alle Materialien geeignet, die eine seilförmige Struktur aufweisen.

Im Stand der Technik sind inzwischen Seile, die sich als extrem temperatur- und zugbeständig erwiesen ha- ben, bekannt. Mittels entsprechend dimensionierter Seiltechnik sind damit erhebliche Entfernungen zu überwinden. Die Dimensionen der Aufbaubestandteile einer solchen Anlage sind durch Berechnungen festzulegen.

Bevorzugt sind das mindestens eine Solarpaneel und das mindestens eine Befestigungselement fest miteinander verbunden. Alternativ dazu können das mindestens eine Solarpaneel und das mindestens eine Befes- tigungselement lösbar miteinander verbunden sein. In Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten und der Art der Montage kann die jeweils besser geeignete Variante eingesetzt werden.

Ein Aufbauvorteil besteht somit darin, dass der Hersteller bereits die Befestigungselemente vorfertigen kann, so dass diese lediglich auf die seilförmigen Spannelemente aufgesetzt werden müssen. Halt erfährt das Befestigungselement z.B. über einen, den Dimensi- onen der seilförmigen Spannelemente angepassten und diese umfassenden, verschraubbaren Haltemechanismus, welcher unter dem Solarpaneel verläuft, wodurch Bewegungen des Solarpaneels im Befestigungselement unter die Belastungs-Toleranz vermindert werden.

Die Befestigungselemente des Trägersystems sind bevorzugt so ausgestaltet und dimensioniert, dass das Solarpaneel in einem Winkel zur gedachten Horizontalen von 20 bis 60° angeordnet ist. Somit kann in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung wie auch der Oberflächentopographie des Untergrundes ein optimal geeigneter Winkel mit flexiblem gewünschten Neigungs- grad eingestellt werden. Denkbar ist hier auch eine zusätzliche, externe Steuermöglichkeit, so dass der Winkel nachträglich oder in Abhängigkeit von der Ta- ges- oder Jahreszeit variiert werden kann.

Hierbei kann das seilförmige Spannelement zwischen zwei Halterungsvorrichtungen angeordnet sein. Diese können gegebenenfalls an verschiedenen, z.B. auch an wandartigen, Gegenständen angebracht sein.

In einer bevorzugten Variante ist das mindestens eine Solarpaneel über mindestens ein Rohrgestell als mindestens einem Befestigungselement an dem Spannelement führbar angeordnet. Das Rohrgestell dient der Befestigung an dem Spannelement.

Diese können jeweils ein längliches Rechteck beschreiben und mehrere Aufgaben erfüllen:

• Sie werden z.B. am oberen und unteren Spannelement mittels eines Justierungs-Mechanismus angebracht, so dass diese selbst die Position halten und gleichzeitig den Abstand zwischen den Spann- elementen verfestigen.

• Die Solarpaneele werden beispielsweise im ge- wünschten Winkel eingesetzt und können mit Hilfe eines Einrastmechanismus montiert werden, wo durch das Durchhangverhalten der beiden Spannelemente, z.B. Seile hinsichtlich des Abstandes beider Seile zueinander gleich gehalten wird. Um die sich wegen des Durchhangverhaltens ergeben den Gradverschiebungen auszugleichen, können die Rohrgestelle bzw. Profilrahmen mit Stellschrauben ausgestattet sein um den gewünschten Aufbau- Winkel des Solarpaneels zu harmonisieren. Es er geben sich beim Aufbau des Solarpaneels auf das Seilsystem zwei Verschiebungen: einmal von außen nach der Seilmitte = von West nach Ost und umgekehrt, zum anderen von Süd nach Nord der Anlage- bzw. Seilmittig.

Hier können Seile, Rohre und andere geeignete Materialien eingesetzt werden. Dadurch, dass diese führbar angeordnet sind, ist eine Erleichterung bei der Mon- tage des Trägersystems gegeben. Mittels entsprechend dimensionierter Seiltechnik sind erhebliche Entfernungen zu überwinden. Die Verwindungssteifheit und grundsätzliche Stabilität erfährt das anzubringende Rohrgestell nicht auf dem Trägersystem, sondern es bringt seine Beständigkeit selbst, aufgrund seines stabileren, wieder verwertbaren Rahmens, mit.

In einer bevorzugten Variante weist das Trägersystem ein Rohrgestell aus mindestens einen L- förmigen Trä- ger auf, dessen eines Ende mit einer ersten Seitenkante des Solarpaneels verbunden ist und dessen anderes Ende durch ein mit der Rückseite der Fläche des Solarpaneels verbundenen Führungselement zur Führung der Spannelemente verbunden ist. Zusätzlich ist min- destens ein Stützelement vorgesehen ist, dessen eines Ende mit dem L- förmigen Träger und dessen anderes En- de mit einer der ersten Seitenkante gegenüberliegenden zweiten Seitenkante verbunden ist.

Dieser L- förmige Aufbau ist besonders stabil und er- möglicht die flexible Winkeleinstellung für das Solarpaneel, die unter Anderem von der Länge des Stütz - elements abhängig ist.

Weiterhin ermöglicht der Rohrgestell-Aufbau sowohl eine stabile Befestigung des Solarpaneels an den

Spannelementen, als auch genügend Flexibilität, um gegebenenfalls durch Schnee bedingte Beeinträchtigungen von der Oberfläche des Solarpaneels durch kurzfristiges Kippen der Vorrichtung zu entfernen.

Alternativ können zwei miteinander verbundene L- förmige Träger ein Rohrgestell bilden, dessen Führungselemente durch zwei Ösen gebildet sind.

Weiterhin kann das Rohrgestell eine Pyramide aufspannen, wobei zwei Eckpunkte der Grundfläche der Pyramide mit einer ersten Seitenkante des Solarpaneels verbunden sind und mindestens ein weiterer Eckpunkt der Grundfläche mit einem mit der Rückseite des Solarpa- neels verbundenen Führungselement verbunden ist. Zusätzlich ist mindestens ein Stützelement vorgesehen, das von der Spitze der Pyramide ausgehend mit der der ersten Seitenkante gegenüberliegenden zweiten Seitenkante verbunden ist.

Durch diese Struktur des Rohrgestells sind die Solarpaneele optimal ausbalanciert. In Abhängigkeit von der Länge des Stützelementes können verschiedene Winkel eingestellt werden. Diese können variabel gewählt werden. Dadurch, dass die Ösen nicht parallel zur Kante des Solarpaneels (und geringfügig gegeneinander im Winkel verschoben sein können) angeordnet sein können, kann das Solarpaneel, sobald das Seil, auf das das Befes- tigungseleraent bzw. die Ösen aufgefädelt sind, gespannt ist, fixiert werden.

In einer alternativen Ausführungsform des Trägersystems sind zwei seilförmige Spannelemente zwischen zwei Halterungsvorrichtungen angeordnet, wobei die Halterungsvorrichtungen einen vertikalen und einen dazu abgewinkelten Teil aufweisen und das erste seilförmige Spannelement am vertikalen Teil der Halterungsvorrichtung und das zweite seilförmige Spannele- ment am dazu abgewinkelten Teil der Halterungsvorrichtung angeordnet ist, und mindestens ein Solarpaneel über mindestens zwei mit dem Solarpaneel verbundenen Führungselementen, durch die die seilförmigen Spannelemente führbar sind, angeordnet ist . Hierbei sind die mindestens zwei Führungselemente über mindestens eine erste Öse und/oder Hülse, durch die ein erstes Spannelement führbar ist, und über mindestens eine zweite Öse und/oder Hülse, durch die ein zweites Spannelement führbar ist, angeordnet. Hier kann gege- benenfalls durch die Winkelung der Halterungsvorrichtung der Winkel des Solarpaneels vorgegeben werden.

Eine alternative Ausführungsform des Trägersystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Befestigungselement über mindestens eine zweite Öse und/oder Hülse, die auf der Rückseite des Solarpaneels angeordnet ist, an einem zweiten Spannelement, und über ein Stützelement, das mindestens eine erste Öse und/oder Hülse aufweist, durch die ein erstes Spannelement führbar ist, angeordnet ist, wobei das Stützelement gegebenenfalls ein Gelenk aufweist. In Abhängigkeit von der Länge des Stützelementes kann auch für diese Variante ein geeigneter Winkel eingestellt werden. Durch das Gelenk ergeben sich somit noch weitere Variationsmöglichkeiten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Trägersystems weist das Befestigungselement mindestens drei an der Hülse angeordnete Rohre auf, wobei mindestens zwei Rohre zwischen der Hülse und einer ersten Seitenkante des Solarpaneels angeordnet sind. Mindestens ein Rohr ist zwischen der Hülse und einer der ersten Seitenkante gegenüber liegenden zweiten Seitenkante des Solarpaneels angeordnet. Durch die direkte Befestigung des Rohrgestells auf der Rücksei- te des Solarpaneels wird eine hervorragende Stabilisierung des Solarpaneels ermöglicht. In Abhängigkeit von der Länge des Stützelementes kann auch bei dieser Variante leicht ein zum Erreichen eines hohen Wirkungsgrades erforderlicher, geeigneter Winkel einge- stellt werden.

Weiterhin kann das Stützelement mit Gelenk zusätzlich eine Höhenverstellung aufweisen. Das Stützelement kann über eine Paneelklammer an der zweiten Seiten- kante des Solarpaneels angeordnet sein. Dieses Stützelement kann Windlast ausgleichend wirken. Daher können Schneelasten abrutschen und die Seildimensionie- rung kann niedriger ausfallen, da das Paneel flexibel lagert und nicht, wie z.B. ein starr aufgehängtes Pa- neel, als Segel wirken, das somit eine entsprechende Zugwirkung bei Wind aufweisen würde.

Um die gewünschte WinkelJustierung des Solarpaneels zu bewirken, weil aufgrund des Durchhangeffektes der seilförmigen Spannelemente die nebeneinander aufgehängten Solarpaneele von der Idealneigung abweichen, kann am Stützelement gegebenenfalls mittels eines Verstell- bzw. Höhenverstellungsmechanismus jeweils der Winkel zur idealen Sonnenstrahlenaufnahme nachjustiert werden.

Alternativ dazu kann das Befestigungselement mindestens vier an der Hülse angeordnete Rohre aufweisen, wobei mindestens zwei Rohre sowohl mit der Mitte der Hülse als auch mit der ersten Seitenkante des Solar- paneels verbunden sind sowie mindestens zwei Rohre sowohl mit der Mitte der Hülse als auch mit einer der ersten Seitenkante gegenüberliegenden zweiten Seitenkante des Solarpaneels verbunden sind, und das Stütz - element ein Gelenk aufweist. Durch das Gelenk ist ei- ne größere Variabilität des Winkels gewährleistet, wobei dieser gegebenenfalls durch externe Steuerung kontrolliert werden kann.

Die Anforderungen, die an die Rohrgestelle bzw. Trä- ger gestellt werden, worin das Solarpaneel eingelegt wird, und um diese aufzuhängen, sind nachfolgend beispielhaft und stichpunktartig zusammengefasst : *der Träger nimmt durch dessen Design/Konstruktion das Solarpaneel auf; Dimensionen und Gewicht des Pa- neels ermöglicht zum Beispiel eine 30° -Ausrichung

*das Solarpaneel und der Träger sind aufeinander dergestalt abzustimmen, dass das Paneel zu etwa einem Drittel über das Seil hinausragt und hinsichtlich seines Schwerpunktes auf beispielsweise 30° austa- riert, stabil eingehängt ist

*das Solarpaneel wird in den Träger eingelegt und z.B. mittels Klammern befestigt

*in den Träger eingelegt und justiert, hält die Paneele völlig spannungsfrei an der Halterungsvorrich- tung,- Winddruck auf das Solarpaneel überträgt diesen auf den Träger *der Träger ist gegebenenfalls mit zwei Verstell - Vorrichtungen ausgestattet, die etwaige Abweichungen horizontal und vertikal (verursacht durch den Seil- Durchhangeffekt) kompensieren können (Prinzip bei- spielsweise des höhenverstellbaren Holzliegestuhls mit Zackeneinrastung)

*der Träger umschließt das Seil zum Beispiel hülsenartig, ist jedoch in der Lage zu schwingen, um hohen Windschub einerseits weitgehend aufzuheben und sich andererseits von Schneelasten autark zu entledigen

(hier ist ein Einstellungs-Kompromiss zwischen zu erwartender Schneelast und Windstärke zu finden) *damit die Photovoltaik-Anlage auch auf der break- even-Seite brilliert, ist es erforderlich, das Solar- paneel mit Trägern wesentlich größer zu konzipieren, als bisherige Systeme, auch weil nun der Raum in die Höhe da ist.

In einer weiteren Variante kann das mindestens eine seilförmige Spannelement des Trägersystems aus Stahl, Komposit oder Kunststoff bestehen. Diese Materialien zeichnen sich durch ihre besondere Stabilität wie auch Witterungsbeständigkeit aus. Daher können sie über einen Zeitraum von vielen Jahren, ohne das sie ersetzt oder gewartet werden müssen, eingesetzt werden.

Bevorzugt ist das mindestens eine Befestigungselement über Ösen, Haken, Winkel, Hülsen wie auch Klammern an dem mindestens einen Spannelement angeordnet.

Dies ermöglicht sowohl eine erleichterte Montage des Trägersystems als auch die stabile Befestigung des Solarpaneels an dem Seilsystem. Die Solarpaneele wer- den beispielsweise mittels auf der Rückseite am verstärkten Rohrgestell bzw. Rahmen angebrachten Ösen (Halteringen) ausgeklügelt auf zwei stark gespannte Stahlseile aufgefädelt. Diese werden mit Hilfe von Abstandshaltern, die in zu bestimmenden Abständen zwischen die Seile eingebaut werden und beliebig durch Mittelgelenk aufdrehbar sind, dergestalt stabil gehalten, indem sich die dadurch zusätzlich aufgebaute Spannung zwischen den Stahlseilen auf die Ösen des Solarpaneels schraubenlos überträgt. Somit sind die Paneele fest im jeweils gewünschten Winkel von z.B. 30° justiert und können der auftretenden Windlast standhalten.

Die Ösen an dem Solarpaneel sind z.B. für das obere Stahlseil zum einfachen Einfädeln schräg nach unten geöffnet und die Ösen für das untere Stahlseil sind zum einfachen Einfädeln schräg oben geöffnet. Der durch die aufgedrehten Seil -Abstandshalter-Stangen zwischen den Stahlseilen erzeugte Druck lässt die Paneel-Ösen die endgültige Position einnehmen, ohne dass zusätzliche Verschraubungen erforderlich sind. Um die Belastung auf das Profil gleichmäßig zu verteilen, könnten, statt der Ösen, rundliche, dem Stahlseil angepasste Winkel der Profilbreite entsprechend an dem Solarpaneel angeschweißt sein. Diese Winkel können konventionelle (Halte) -Klammern ersetzen.

Bevorzugt besteht das mindestens eine Befestigungs- element des Trägersystems aus Aluminium, Stahl, Kunststoff und/oder enthält dieses.

Die Dimensionen der Aufbaubestandteile einer solchen Photovoltaik-Freilandanlage sind durch Berechnungen festzulegen. Das erfindungsgemäße Trägersystem be- dingt dafür hergestellte neue, aber auch größere Befestigungselemente bzw. Solarmodule. Die Abmessungen solcher Module können, um erneut Rentabilität zu steigern, auch hier bisherige Grenzen erweitern, also bei Maßen von etwa 2500 mm x 3800 mm x 55 mm und einem Gesamtgewicht von beispielsweise 46 kg liegen.

Die mindestens zwei Halterungsvorrichtungen können aus Beton, Stahlbeton, Stahlträgern und/oder Gitterrohr bestehen beziehungsweise dieses enthalten. Diese Materialien weisen eine lange Lebensdauer sowie eine besonders hohe Stabilität auf.

An den jeweiligen Enden der Solarreihen können durch Laservermessung entsprechende, die Stahlseile fixierende Stahlträger einbetoniert werden, welche die ge- samte Konstruktion ursächlich als Basis fundamentie- ren. Die Stahlträger werden beispielsweise mit Seilspannern ausgestattet und die auftretenden Zug-Kräfte sind z.B. durch ein winkelgerichtetes Profil der Träger direkt ins Erdreich abzuleiten. Etwaige Bodenune- benheiten können durch Einbringung von Umlenkpfeilern ausgeglichen werden. Diese Methode wird z.B. bereits für Strommasten, Seilbahnen oder, in kleinerem Maßstab, bei Decken-Seilsysteme für Halogenlampen eingesetzt .

Weiterhin sind die oben genannten Materialien seit vielen Jahren im Einsatz und daher sind auch besonders geeignete Mischungsverhältnisse für verschiedene Temperatur- und Witterungsverhältnisse bekannt.

Alternativ können die mindestens zwei Halterungsvorrichtungen des Trägersystems an mindestens zwei Wänden angeordnet sein. Diese Variante ist im Bereich von Städten zum Aufbau dieser Photovoltaik-Systeme geeignet. Somit kann eine große Vielzahl an Räumen zur Energiegewinnung genutzt werden. Die Erfindung urafasst weiterhin auch die Verwendung des Trägersystems zum Aufbau von Photovoltaik- Freilandanlangen .

Um die grundsätzlich zu erwartenden, auftretenden Belastungen der Anlage durch Wind und Wetter weiter zu verringern, können z.B. um den Zaun eines Geländes, auf dem das Trägersystem installiert ist, Pflanzen- Umfriedungen angelegt werden. Auch ein Nachführen einer solchen, an Seilen „aufgehängten" Anlage ist durch die frei hängenden Solarpaneele möglich, so dass lediglich alle Halterungsvorrichtungen bzw. Seitenträger mittels Schiene oder Kette zusammenge- schlössen werden müssten.

Die Verwendung des Trägersystems kann bevorzugt neben, auf und/oder über Straßen, Feldwegen, Gleisen, Heuwiesen, Äckern, Häusern, Siedlungen, Wäldern, Mee- ren und/oder Gletschern erfolgen. Die Trägersysteme können auch entlang von Alleen aufgebaut werden sowie auch auf sämtlichen anderen denkbaren Flächen, die zur Verfügung stehen.

Das Trägersystem ermöglicht gegebenenfalls eine elektrische Erdung der gesamten Anlage. Es kann auch zum Stromtransport in die Wandler eingesetzt werden.

Wenn in einer Ausgestaltungsform der Erfindung am Trägersystem ein Wasserschlauch befestigt wird, können somit die Solarpaneele gesäubert werden und gleichzeitig auch, sofern landwirtschaftliche Flächen überbaut sind, diese nachts bewässert werden.

Die zu erwartende Verschattung der Wiese im Zusammenhang mit dem Aufbau einer Photovoltaik-Freilandanlage führt folglich nicht zwangsläufig zu geringerem Ertrag, denn durch den relativen Schatten (relativ weil die Paneele hoch hängen, Sonneneinstrahlung erfährt die Wiese weiterhin durch West und Ost) erhält die Wiese Schutz vor Verbrennung durch die Sonne.

Weiterhin müssen Flächen weder durch Photovoltaik „verbraucht" oder einseitig genutzt werden. Es ist möglich, die Solarpaneele entsprechend hoch zu hän- gen, beispielsweise 6 m, damit die Wiese auch als Heuwiese genutzt werden kann und der Landwirt mit Traktor diese leicht bestellen und unter dem Träger- SEIL-System durchfahren kann.

Anhand der nachfolgenden Figuren 1 bis 9 und der Ausführungsbeispiele 1 und 2 soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf diese Varianten einschränken zu wollen.

Figur 1 zeigt das Trägersystem mit L- förmigen Trägern zur Befestigung der Solarzelle in einer Ansicht von schräg hinten.

Figur 2 zeigt das Trägersystem mit L- förmigen Trä- gern in der Seitenansicht.

Figur 3 zeigt das Trägersystem mit dem pyramidenförmigen Rohrgestell von schräg hinten.

Figur 4 zeigt die Befestigung des Solarpaneels mittels vier Ösen an zwei Seilsystemen von der Seite.

Figur 5 zeigt das Solarpaneel mit der Befestigung über Ösen von schräg vorne. Figur 6 zeigt das Trägersystem, wobei die Befestigung des Solarpaneels über ein Rohrgestell mittels Hülse und einem Stützelement erfolgt.

Figur 7 zeigt die Befestigung des Solarpaneels mittels Hülse und Stützelement (wie in Figur 6 dargestellt) von vorne.

Figur 8a zeigt das Trägersystem, wobei die Solarpaneele über ein Rohrgestell mittels Hülse an dem einen Spannelement und mittels Stütz - element mit Gelenk durch eine Öse an einem weiteren Spannelement angeordnet ist.

Figur 8b zeigt eine Ausführungsform des Stützelements, das zusätzlich eine Höhenverstellung aufweist.

Figur 9 zeigt beispielhaft den Aufbau des Trägersystems auf einer ebenen Fläche.

Figur 1 zeigt das Trägersystem 1, wobei das Solarpaneel 4 mittels L- förmigem Träger 8, dessen eines eine Ende mit einer ersten Seitenkante 9 des Solarpaneels 4 verbunden ist und dessen anderes Ende durch ein mit der Rückseite der Fläche des Solarpaneels 5 verbundenem Führungselement 10 zur Führung des Spannelementes 2 verbunden ist. Weiterhin umfasst das Rohrgestell 7 ein Stützelement 11, dessen eines Ende mit dem L- förmigen Träger 8 und dessen anderes Ende mit einer der ersten Seitenkante 9 gegenüber liegenden zweiten Seitenkante 12 verbunden ist. Als Befestigungselemente 10 werden hier Ösen eingesetzt. Das seilförmige Spannelement 2 ist zwischen Halterungsvorrichtungen 3 angeordnet . Figur 2 zeigt die Seitenansicht der in Figur 1 dargestellten Variante des Trägersystems. Hierbei ist das Solarpaneel 4 über das L- förmige Trägergestell 8, an dessen einen Schenkelende die Öse 10 zur Führung des Seilelementes 2 angeordnet ist, dargestellt. An der zweiten Seitenkante 12 ist das Stützelement angeordnet. Das L- förmige Trägersystem 8 ist über die Ösen 10 an dem Spannelement 2 angeordnet, welches an der Halterungsvorrichtung 3 befestigt ist.

Figur 3 zeigt das Trägersystem 1 mit pyramidenförmigem Rohrgestell 7 in einer Ansicht von schräg hinten. Hierbei sind die Solarpaneele 4 über zwei Ösen 10 mit dem seilförmigen Spannelement 2 verbunden. Weiterhin sind die zwei Ösen 10 mit der Rückseite des Solarpaneels 5 verbunden. Das Stützelement 11 ist mit der zweiten Seitenkante 12 wie auch der Spitze des Rohrgestells verbunden. Die erste Seitenkante 9 ist über zwei Rohre mit der Spitze des pyramidenförmigen Rohrgestells verbunden.

Figur 4 zeigt ein Trägersystem 1, wobei das Solarpaneel 4 über die Ösen 15 bzw. 16 an dem ersten Spann- element 13 und an dem zweiten Spannelement 14 angeordnet sind. Weiterhin sind die beiden Spannelemente 13 und 14 an der Halterungsvorrichtung 3 angebracht. Diese Halterungsvorrichtung 3 weist einen vertikalen und einen dazu abgewinkelten Bereich auf. An der Rückseite des Solarpaneels 5 sind die Ösen 15 wie auch 16 zur Befestigung der Spannelemente 13 und 14 angeordnet .

Figur 5 zeigt die Solarpaneel-Befestigung des Träger- Systems 1 von schräg vorne, wie sie bereits in einer anderen Ansicht in Figur 4 dargestellt ist. Hierbei sind die beiden Seile 13 und 14 an einer Halterungsvorrichtung 3, die einen vertikalen und einen dazu abgewinkelten Bereich aufweist, befestigt. Das Solarpaneel 4 ist über Ösen an den Spannelementen 13 und 14 angebracht .

Figur 6 zeigt eine weitere Variante des Trägersystems 1 in Rückseitenansicht. Hierbei ist das Rohrgestell 7 auf der Rückseite des Solarpaneels 5 angebracht. In der Mitte der Rückseite des Solarpaneels 5 ist eine Hülse 16 angeordnet, wobei diese durch Rohre 18 sowohl mit der ersten Seitenkante 9 als auch mit der zweiten Seitenkante 12 verbunden ist. Das Stützelement 11 zur Befestigung des Solarpaneels 4 an dem ersten seilförmigen Spannelement 13 ist mit einer Öse 15 an dem seilförmigen Spannelement 13 wie auch an der zweiten Seitenkante 12 mit des Solarpaneels 4 verbunden. Durch die Hülse 16 ist das Solarpaneel an dem zweiten seilförmigen Spannelement 14 angebracht.

In Figur 7 ist die Variante des Trägersystems 1 aus Figur 6 in Frontansicht skizziert. Das Solarpaneel 4 ist am ersten Spannelement 13 sowie am zweiten Spannelement 14 angeordnet. Die Spannelemente 13 und 14 sind an der Halterungsvorrichtung 3 befestigt, die einen vertikalen und einen dazu abgewinkelten Bereich aufweist. Das erste seilförmige Spannelement 13 ist dabei am vertikalen Bereich, das zweite seilförmige Spannelement 14 am dazu abgewinkelten Bereich ange- ordnet.

Figur 8a zeigt ein Trägersystem 1, wobei die Rückseite des Solarpaneels 5 mittels einer Hülse 16 an ein zweites seilförmiges Spannelement 14 angebracht ist. Die Befestigung des Rohrgestells 7 an der Rückseite des Solarpaneels 5 erfolgt weiterhin über zwei Rohre 18, die in der Mitte der Hülse 16 einerseits als auch an den Eckpunkten der ersten Seitenkante 9 andererseits angebracht sind, sowie zwei weiteren Rohren 18, die in der Mitte der Hülse 16 als auch an einer der ersten Seitenkante 9 gegenüber liegenden zweiten Seitenkante 12 angebracht sind. Weiterhin weist die Befestigung des Solarpaneels ein Stützelement 11 auf, das über eine Öse 15 an dem ersten seilförmigen Spannelement 13 angeordnet ist. Dieses Stützeleπient 11 besitzt ein Gelenk 17, wodurch der Neigungswinkel des Solarpaneels variiert werden kann. Die seilförmigen Spannelemente 13 und 14 sind an einer Halterungs- vorrichtung 3 angebracht, die einen vertikalen und einen dazu abgewinkelten Bereich aufweist. Hierbei ist das erste seilförmige Spannelement 13 an den vertikalen Bereich der Halterungsvorrichtung 3 angebracht und das zweite seilförmige Spannelement 14 am dazu abgewinkelten Teil der Halterungsvorrichtung 3.

Figur 8b zeigt eine Ausführungsform des Stützelements 11, das zusätzlich zu dem Gelenk 17 eine Höhenverstellung 20 aufweist. Es ist über die Paneelklammer 19 an die zweite Seitenkante 12 des Solarpaneels und über eine Öse 15 an das seilförmige Spannelement 13 anbringbar.

Figur 9 zeigt ein Trägersystem 1 für Photovoltaik- Freilandanlagen. Hier sind eine Vielzahl von Solarpaneele 4 an Seilen 2 angebracht, die an Halterungsvor- richtungen 3 angeordnet sind. Die einzelnen Halterungsvorrichtungen 3 und die dazwischen gespannten Seile 2 sind in einer Linie hintereinander angeordnet .

Claims

Patentansprüche

1. Trägersystem (1) zum Aufbau von Photovoltaik- Freilandanlagen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein seilförmiges Spannelement (2) zwischen mindestens zwei Halterungsvorrichtungen (3) angeordnet ist, wobei an dem mindestens einen seilförmigen Spannelement (2) mindestens ein Solarpaneel (4) über mindestens ein mit der Rückseite des Solarpaneels (5) verbundenen Befestigungselement (6) , durch das das Spannele- ment (2) führbar ist, angeordnet ist.

2. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine seilför- mige Spannelement (2) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Seilen, Rohren, zylinderförmigen Vollmaterialien.

3. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Solarpaneel (4) und das mindestens eine Befestigungselement (6) fest miteinander verbunden sind.

4. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass das mindestens eine

Solarpaneel (4) und das mindestens eine Befestigungselement (6) lösbar miteinander verbunden sind .

5. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befesti- gungselement (6) so ausgestaltet und dimensioniert ist, dass das Solarpaneel (4) in einem Winkel zur gedachten Horizontalen von 20 bis 60° angeordnet ist.

6. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein seilförmiges Spannelement (2) zwischen zwei Halterungsvorrichtungen (3) angeordnet ist.

7. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Solarpaneel (4) über mindestens ein Rohrgestell (7) als mindestens einem Befestigungselement (6) an dem Spannelement (2) führbar angeordnet ist.

8. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrgestell (7) mindestens einen L- förmigen Träger (8) , dessen eines Ende mit einer ersten Seitenkante (9) des Solar- paneels (4) verbunden ist und dessen anderes Ende durch ein mit der Rückseite der Fläche des Solarpaneels (5) verbundenen Führungselement (10) zur Führung der Spannelemente (2) verbunden ist, umfasst und dass zusätzlich mindestens ein Stützelement (11) vorgesehen ist, dessen eines

Ende mit dem L- förmigen Träger (8) und dessen anderes Ende mit einer der ersten Seitenkante (9) gegenüberliegenden zweiten Seitenkante (12) verbunden ist.

9. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei miteinander verbundene L- förmige Träger (8) ein Rohrgestell (7) bilden dessen Führungselemente (10) durch zwei Ösen gebildet sind.

10. TrägerSystem (1) gemäß Anspruch 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Rohrgestell (7) eine Pyramide aufspannt, wobei zwei Eckpunkte der Grundfläche der Pyramide mit einer ersten Seitenkante (9) des Solarpaneels (4) verbunden sind und mindestens ein weiterer Eckpunkt der Grund- fläche mit einem mit der Rückseite des Solarpaneels (5) verbundenen Führungselement (10) verbunden ist und das zusätzlich mindestens ein Stützelement (11) vorgesehen ist, das von der Spitze der Pyramide ausgehend mit der der ersten Seitenkante (9) gegenüberliegenden zweiten Seitenkante (12) verbunden ist.

11. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei seilförmige Spannelemente (2) zwischen zwei Halterungsvorrichtungen (3) angeordnet sind, wobei die Halterungsvorrichtungen (3) einen vertikalen und einen dazu abgewinkelten Teil aufweisen und das erste seilförmige Spannelement (13) am vertika- len Teil der Halterungsvorrichtung (3) und das zweite seilförmige Spannelement (14) am dazu abgewinkelten Teil der Halterungsvorrichtung (3) angeordnet ist, und mindestens ein Solarpaneel (4) über mindestens zwei mit dem Solarpaneel (4) verbundenen Führungselementen (10) , durch die die seilförmigen Spannelemente (2) führbar sind, angeordnet ist, wobei die mindestens zwei Führungselemente (10) über mindestens eine erste Öse und/oder Hülse (15) , durch die ein erstes

Spannelement (13) führbar ist, und über mindestens eine zweite Öse und/oder Hülse (16), durch die ein zweites Spannelement (14) führbar ist, angeordnet sind.

12. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, 11 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Befestigungselement (6) über mindestens eine zweite Öse und/oder Hülse (16) , die auf der Rückseite des Solarpaneels (5) angeordnet ist, an einem zweiten Spannelement (14) , und über ein Stützelement (11) , das mindestens eine erste Öse und/oder Hülse (15) aufweist, durch die ein erstes Spannelement (13) führbar ist, angeordnet ist, wobei das Stützelement (11) gegebenenfalls ein Gelenk (17) aufweist.

13. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mindestens drei an der Hülse (16) angeordnete

Rohre (18) aufweist, wobei mindestens zwei Rohre (18) zwischen der Hülse (16) und einer ersten Seitenkante (9) des Solarpaneels (4) angeordnet sind und mindestens ein Rohr (18) zwischen der Hülse (16) und einer der ersten Seitenkante (9) gegenüberliegenden zweiten Seitenkante (12) des Solarpaneels (4) angeordnet ist.

14. Trägersystem (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mindestens vier an der Hülse (16) angeordnete Rohre (18) aufweist, wobei mindestens zwei Rohre (18) sowohl mit der Mitte der Hülse (16) als auch mit der ersten Seitenkante (9) des Solarpaneels (4) verbunden sind sowie mindestens zwei Rohre (18) sowohl mit der Mitte der Hülse (16) als auch mit einer der ersten Seitenkante (9) gegenüberliegenden zweiten Seitenkante (12) des

Solarpaneels (4) verbunden sind, und das Stützelement (11) ein Gelenk (17) aufweist.

15. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine seilförmige Spannelement (2) aus Stahl, Komposit, Kunststoff besteht.

16. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Befestigungselement (6) über Ösen, Haken, Winkel, Hülsen und/oder Klammern an dem mindestens einen Spannelement angeordnet ist.

17. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Befestigungselement (6) aus Aluminium, Stahl, Kunststoff besteht und/oder enthält.

18. Trägersystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Halterungsvorrichtungen (3) aus Beton, Stahlbeton, Stahlträgern, Gitterrohr bestehen und/oder enthalten.

19. Trägersystetn (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Halterungsvorrichtungen (3) an mindestens zwei Wänden angeordnet sind.

20. Verwendung des Trägersystems (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 zum Aufbau von Photovoltaik- Freilandanlagen.

21. Verwendung des Trägersystems (1) gemäß Anspruch 20 zum Aufbau von Photovoltaik-Freilandanlagen neben, auf und/oder über Straßen, Feldwegen, Gleisen, Heuwiesen, Äckern, Häusern, Siedlungen,

Wäldern, Meeren und/oder Gletschern.