WO2010040780A1

WO2010040780A1 - Photovoltaikanlage, photovoltaikmodul und verfahren zur bestückung einer photovoltaikanlage

Info

Publication number: WO2010040780A1
Application number: PCT/EP2009/063039
Authority: WO
Inventors: Goetz Springer; Annemarie Schuster; Arthur R. Buechel
Original assignee: Sunfilm Ag
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2010-04-15
Also published as: JP2012505536A; EP2345085A1; DE102008051249A1; US20110290297A1; TW201025643A; CA2743382A1; AU2009301149A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Photovoltaikanlage, ein Photovoltaikmodul (102) und ein Verfahren zur Bestückung einer Photovoltaikanlage. Die Photovoltaikanlage umfasst wenigstens ein Photovoltaikmodul, eine Unterkonstruktion (104) zur Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls und ein Paar von Trägerelementen, (108,110) das ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement umfasst und derart eingerichtet ist, dass das Paar von Trägerelementen wenigstens teilweise ineinander einschiebbar ist, indem wenigstens zwei Führungselemente (118,120) auf einem ersten Trägerelement in das zweite Trägerelement eingreifen, wobei jeweils eines der Trägerelement auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls angeordnet ist und eines auf der Unterkonstruktion angeordnet ist.

Description

Beschreibung

Photovoltaikanlage, Photovoltaikmodul und Verfahren zur Bestückung einer Photovoltaikanlage

Die Erfindung betrifft eine Photovoltaikanlage, ein Photovoltaikmodul und ein Verfahren zur Bestückung einer Photovoltaikanlage .

Ein Photovoltaikmodul (auch bezeichnet als Solarmodul) besteht üblicherweise aus einer Mehrzahl an untereinander elektrisch verbundenen Solarzellen, die über den photovoltaischen Effekt eine im Sonnenlicht enthaltene Strahlungsenergie in eine elektrische Energie umwandeln.

Photovoltaikmodule dienen der direkten Umsetzung von Sonnenenergie in elektrischen Strom. Dünnschichtsolarmodulen weisen dazu photoaktive Schichten mit einer Dicke im Bereich von wenigen zehn Nanometern bis einigen Mikrometern auf. Üblicherweise werden die photoaktiven Schichten zusammen mit Kontakt- und ggf. Reflexionsschichten großflächig auf ein Substrat, beispielsweise eine Glasscheibe, aufgebracht. Mit Hilfe von mehreren Strukturierungsschritten wird eine Mehrzahl von einzelnen streifenförmigen Solarzellen gebildet, die elektrisch in Serie verschaltet sind. Die Breite der streifenförmigen Solarzellen, auch Zellstreifen genannt, liegt im Bereich von Zentimetern. Auf die äußeren Zellstreifen werden üblicherweise Stromabnehmer aufgebracht, über die das Dünnschichtsolarmodul angeschlossen wird und die erzeugte elektrische Leistung abgeführt werden kann.

Auf das beschichtete Substrat wird zumeist ein weiteres flächiges Material, zum Beispiel eine weitere Glasscheibe, auflaminiert, um die photoaktiven Schichten vor Beschädigungen und Witterungseinflüssen zu schützen. Zur Verstärkung des Solarmoduls kann ein umlaufender Rahmen (beispielsweise aus Aluminium) eingesetzt werden, insbesondere wenn ein nicht tragfähiges oder flexibles Substrat verwendet wird. Ist kein Rahmen vorgesehen, beispielsweise beim Einsatz von Glasscheiben als Substrat und als Abdeckung, spricht man von einem rahmenlosen Solarmodul.

Eine Zusammenstellung mehrerer Photovoltaikmodule zur Stromgewinnung wird als Photovoltaikanlage bezeichnet. Üblicherweise werden die Photovoltaikmodule dabei mit einem Rahmen versehen, der auf einer Aufständerung mittels Unterkonstruktion befestigt, beispielsweise verschraubt, wird. Bei einer Freilandanlage wird dabei das

Photovoltaikmodul auf einer Unterkonstruktion befestigt, die auf einer Aufständerung montiert ist. Bei einer Aufdachanlage wird üblicherweise das Photovoltaikmodul auf einer Unterkonstruktion befestigt, die auf einer Trägerkonstruktion auf einem Hausdach montiert ist. Es ist aber auch vorgesehen, das Photovoltaikmodul mit einer Unterkonstruktion zu versehen, die als Schnittstelle zum Hausdach dient. Unabhängig vom Typ der Photovoltaikanlage werden im allgemeinen Photovoltaikmodule entweder mit einem Rahmen versehen oder als ungerahmte Module bereitgestellt.

Bei einer Befestigung eines Solarmoduls auf einer Unterkonstruktion muss in der Regel ein Befestigungssystem an dem Solarmodul angebracht werden, über das das Solarmodul in einem weiteren Schritt an einer Trägervorrichtung befestigt wird. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise möglich, rahmenlose Dünnschichtsolarmodule über das Befestigungssystem mittels einer Vielzahl von Schraubverbindungen an der Trägervorrichtung zu befestigen.

Dies hat den Nachteil, dass eine solche Art der Installation insbesondere bei der Bestückung der Photovoltaikanlage mit einer großen Zahl an Photovoltaikmodulen, beispielsweise bei so genannten Freiflächen-Solaranlagen, zeitaufwändig und teuer ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache Montagemöglichkeit für Photovoltaikmodule zu schaffen, bei der eine zuverlässige und kostengünstige und zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen gewährleistet ist.

In einem ersten Aspekt wird diese Aufgabe durch eine Photovoltaikanlage gelöst, die Folgendes umfasst: - wenigstens ein Photovoltaikmodul;

- eine Unterkonstruktion zur Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls,

- ein Paar von Trägerelementen, das ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement umfasst und derart eingerichtet ist, dass das Paar von Trägerelementen wenigstens teilweise ineinander einschiebbar ist, indem wenigstens zwei Führungselemente auf einem ersten Trägerelement in das zweite Trägerelement eingreifen, wobei jeweils eines der Trägerelemente auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls angeordnet ist und eines auf der Unterkonstruktion angeordnet ist . Gemäß der Erfindung wird das Photovoltaikmodul auf der Rückseite, d.h. der der Hauptseinstrahlrichtung zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie gegenüber liegenden Seite, mit einem Trägerelement versehen. Das Trägerelement dient dabei als mechanische Verstärkung des Photovoltaikmoduls, was insbesondere bei großen rahmenlosen Modulen von Vorteil ist, da eventuell auftretende Spannungen auf die Modulränder vermieden werden können. Zur Montage der Photovoltaikmodule wird somit lediglich das Trägerelement verwendet, ohne das Photovoltaikmodul mit einem Rahmen oder ähnlichem versehen zu müssen. Darüber hinaus tritt auch keine Abschattung durch die Rahmenelemente oder Modulklemmen ein, so dass eine hohe Effizienz bei der Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie erreicht werden kann. Das Trägerelement wird in ein weiteres auf einer

Unterkonstruktion ruhendes Trägerelement eingeschoben, die bezüglich ihrer Form aneinander angepasst sind. Folglich kann die Montage des Photovoltaikmoduls gänzlich ohne Schraubverbindungen erfolgen, so dass eine zuverlässige und kostengünstige und zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen gewährleistet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Trägerelement als Rückträger des wenigstens einen Photovoltaikmoduls auf einer der Haupteinstrahlfläche gegenüberliegenden Rückseite und das zweite Trägerelement als Profilstange auf der Unterkonstruktion angeordnet.

Demgemäß sind die Führungselemente beispielsweise als vorstehende Elemente, Ausstülpungen oder ähnlichem auf dem Rückträger angeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung ist das zweite Trägerelement als Rückträger des wenigstens einen Photovoltaikmoduls auf einer der Haupteinstrahlfläche gegenüberliegenden Rückseite und das erste Trägerelement als Profilstange auf der Unterkonstruktion angeordnet.

Demgemäß sind die Führungselemente beispielsweise als vorstehende Elemente, Ausstülpungen oder ähnlichem auf der Profilstange auf der Unterkonstruktion angeordnet.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Verbindungsstück des Rückträgers im Querschnitt als Hutprofil, als V- oder als U- Profil ausgebildet.

Gemäß dieser Ausgestaltung wird der Rückträger als verwindungssteifes Werkstück gebildet, wobei die wenigstens zwei Klebeflächen an den Schenkeln des Hut-, V- oder U- Profils angeordnet sind. Dabei können die Klebeflächen sowohl durchgängig als auch in mehreren Segmenten entlang des Rückträgers gebildet sein, so dass sie im Wesentlichen parallel und in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Das Verbindungsstück und die Klebeflächen können als einstückiges Werkstück ausgeführt sein. Dazu können beispielsweise Stahloder Aluminium-Stangenpressprofile verwendet werden, die eine einfache und kostengünstige Herstellung von Rückträgern ermöglichen .

In einer weiteren Ausgestaltung sind die wenigstens zwei Führungselemente im Wesentlichen spiegelbildlich zueinander angeordnet.

Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Ausrichtung der Photovoltaikmodule auf der Unterkonstruktion und deren Fixierung auf der Unterkonstruktion in einem einzigen Schritt erreicht, so dass eine zuverlässige und kostengünstige und zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen gewährleistet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung sind das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement mit einer Fixierung verbunden.

Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Ausrichtung der Photovoltaikmodule auf der Unterkonstruktion und deren Fixierung auf der Unterkonstruktion ohne Verschraubung zu erreichen. Die Fixierung kann als zusätzliche Sicherung dienen und wird angebracht, nachdem die Photovoltaikmodule bereits auf die Profilschiene geschoben wurden, was eine zuverlässige und kostengünstige und zudem einfache und schnelle Installation von Photovoltaikmodulen gewährleistet.

In einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe durch ein Photovoltaikmodul gelöst, das einen Rückträger aufweist, der auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls angebracht ist, wobei der Rückträger in eine Profilstange einschiebbar ist, indem entweder wenigstens zwei Führungselemente auf dem Rückträger in die Profilstange eingreifen oder wenigstens zwei Führungselemente auf der Profilstange in den Rückträger eingreifen.

Gemäß der Erfindung wird das Photovoltaikmodul auf der Rückseite, d.h. der der Hauptseinstrahlrichtung zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie gegenüber liegenden Seite, mit einem Rückträger versehen. Der Rückträger dient dabei als mechanische Verstärkung des Photovoltaikmoduls, was insbesondere bei großen rahmenlosen Modulen von Vorteil ist, da eventuell auftretende Spannungen auf die Modulränder vermieden werden können. Zur Montage der Photovoltaikmodule wird somit lediglich der Rückträger verwendet, ohne das Photovoltaikmodul mit einem Rahmen oder ähnlichem versehen zu müssen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist das Photovoltaikmodul als Dünnschicht-Photovoltaikmodul, vorzugsweise als rechteckförmiges rahmenloses Dünnschicht-Photovoltaikmodul ausgebildet .

Rahmenlose oder gerahmte Dünnschicht-Photovoltaikmodule können gemäß der Erfindung auf einfache und kostengünstige Weise in einer Photovoltaikanlage montiert werden. Großflächige Photovoltaikmodule sind insbesondere für Freiflächenanlagen wünschenswert, um die Kosten für die

Bereitstellung einer Unterkonstruktion niedrig zu halten. So können beispielsweise kristalline Zellen in ein großflächiges Modul einlaminiert werden.

In einem weiteren Aspekt wird diese Aufgabe durch ein

Verfahren zur Bestückung einer Photovoltaikanlage gelöst, das Folgendes umfasst:

- Bereitstellen wenigstens eines Photovoltaikmoduls;

- Bereitstellen einer Unterkonstruktion eine Unterkonstruktion zur Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls,

- Bereitstellen eines Paar von Trägerelementen, das ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement umfasst, wobei wenigstens zwei Führungselemente auf einem ersten Trägerelement in das zweite Trägerelement eingreifen, jeweils eines der Trägerelement auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls angeordnet wird und eines auf der Unterkonstruktion angeordnet wird, - Wenigstens teilweises Ineinanderschieben des Paars von Trägerelementen .

Demgemäß erfolgt eine einfache Montage der Photovoltaikmodule durch Einschieben der Trägerelemente ineinander. Eine zusätzliche Fixierung kann in einem separaten Arbeitsgang erfolgen. Die Ausrichtung der Module ist durch Montage der Trägerelemente auf der Unterkonstruktion vorgegeben. Eine komplette Vormontage der Unterkonstruktion ist möglich. Die Photovoltaikmodule müssen im letzten Arbeitsgang lediglich eingeschoben und eventuell zusätzlich fixiert werden, ohne eine Vielzahl von Schraubverbindungen ausführen zu müssen. Es ist sowohl eine zweireihige Konstruktion als auch eine dreireihige Konstruktionen möglich, die erweitert werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung wird zur Montage der Profilstange eine Montagelehre verwendet.

Um eine möglichst einfache Montage der Photovoltaikmodule zu ermöglichen, ist zur Montage der Profilstangen die Verwendung einer Montagelehre vorgesehen, die die Ausrichtung der Profilschiene und den Abstand zwischen den Profilstangen festlegt, um eine passgenaue Montage der Photovoltaikmodule zu ermöglichen.

Weitere Vorteil und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren der Zeichnungen .

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend in Verbindung mit den Figuren 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Dabei sind funktions- beziehungsweise wirkungsgleiche Elemente, Bereiche und Strukturen mit den gleichen

Bezugszeichen versehen. Insoweit sich Elemente, Bereiche oder Strukturen in ihrer Funktion entsprechen, wird deren Beschreibung nicht zu jedem der Ausführungsbeispiele wiederholt .

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine schematische Perspektivdarstellung einer

Photovoltaikanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht eines

Photovoltaikmoduls und einer Profilstange gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht eines

Figuren 4A bis 4E jeweils eine schematische

Querschnittsansicht eines Photovoltaikmoduls gemäß Ausführungsformen der Erfindung,

Figur 5 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Bestückung von Photovoltaikmodulen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Seitenansicht eine schematische Darstellung einer Photovoltaikanlage 100. Die Die Photovoltaikanlage 100 weist mehrere Photovoltaikmodule 102 auf, wobei in Figur 1 die Photovoltaikmodule 102 von ihrer lichtempfindlichen Seite her gezeigt sind. Um Elemente, die auf der der lichtempfindlichen Seite abgewandten Seite angeordnet sind, einer Unterkonstruktion 104 besser darstellen zu können, sind zwei Photovoltaikmodule 102 lediglich in ihren Umrissen gestrichelt eingezeichnet.

Die Photovoltaikmodule 102 können in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 beispielsweise als rahmenlose Dünnfilm- bzw. Dünnschichtsolarmodule ausgeführt .

Die Ausführungsform einer Photovoltaikanlage 100 eignet sich besonders aber nicht ausschließlich in Verbindung mit rahmenlosen Dünnschichtsolarmodulen als Photovoltaikmodule 102. Selbstverständlich können die Photovoltaikmodule 102 in diesem wie auch in allen folgenden Ausführungsbeispielen ebenso (poly-) kristalline Solarmodule sein.

Wie in Figur 1 weiterhin gezeigt ist, umfasst die Photovoltaikanlage eine Aufständerung 106, die mit der Unterkonstruktion 104 verbunden ist. Die Aufständerung 106 ist beispielsweise mittels geeigneter Befestigungselemente in einem Erdreich verbunden, um eine Freiflächensolaranlage zu bilden. Es ist aber auch möglich, die Unterkonstruktion auf einem Gebäudedach, einem Flachdach oder an einer Fassade anzubringen. Bei der Montage an einer Fassade wird die Unterkonstruktion üblicherweise mit einer vertikalen

Ausrichtung befestigt, wobei eine Aufständerung 106, wie in Figur 1 gezeigt, in dieser Variante durch geeignete Verbindungselemente mit der Fassade ersetzt werden kann. Des Weiteren sind in Figur 1 mehrere Profilstangen 108 gezeigt, die mit der Unterkonstruktion 104 verbunden sind. Wie in Figur 1 gezeigt ist, sind jeweils zwei horizontale Befestigungsschienen als Unterkonstruktion 104 für jede Reihe von Photovoltaikmodulen 102 vorgesehen. Selbstverständlich kann ebenso ein andere Anordnung gewählt werden, beispielsweise umfassend eine Mittelpfette, die von zwei benachbarten Reihen gemeinsam genutzt wird und ein obere beziehungsweise untere Pfette für jede Reihe von Photovoltaikmodulen 102.

Für jedes Photovoltaikmodul 102 sind beispielhaft jeweils zwei Profilstangen 108 vorgesehen, die parallel zueinander auf der Unterkonstruktion 104 in einer vertikalen Richtung angeordnet sind und beispielhaft zwei übereinander liegende Photovoltaikmodule aufnehmen können, um eine zweireihige Anordnung von Photovoltaikmodulen der Photovoltaikanlage zu bilden. Es ist aber auch denkbar, die Profilschienen 108 in einer horizontalen Richtung anzuordnen. Des Weiteren ist es ebenso möglich eine andere Anzahl von Profilstangen 108 für ein Photovoltaikmodul 102 vorzusehen, beispielsweise nur eine Profilstange 108 oder mehr als zwei Profilstangen 108.

Die Profilschiene 108 dient dazu, das Photovoltaikmodul 102 aufzunehmen. Zur Befestigung des Photovoltaikmoduls 102 auf den Profilstagen 108 ist auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls 102 ein Rückträger 110 angebracht. Das Photovoltaikmodul 102 mit dem Rückträger 110 ist in die Profilstagen 108 eingeschoben, wie im Folgenden näher erläutert wird. Die in Figur 1 gezeigte Photovoltaikanlage 100 dient lediglich der Erläuterung bezüglich des Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es versteht sich für einen Fachmann von selbst, dass dabei eine unterschiedliche Anzahl von Photovoltaikmodulen 102 in unterschiedlichen Größen und Anordnungen verwendet werden kann. So ist die Erfindung nicht auf zweireihige Anordnungen von Photovoltaikmodulen 102 beschränkt, sondern lässt sich beliebig auch auf drei- oder mehrreihige Anordnungen erweitern. Eine weitere Möglichkeit ist es, jeweils einen oder mehrere Rückträger 110 für zwei oder mehr Photovoltaikmodule zu verwenden, indem beispielsweise vier Photovoltaikmodule 102 auf zwei parallel angeordneten Rückträger 110 angeordnet und in ein Paar von Profilstagen 108 eingeschoben werden. Die Photovoltaikmodule 102 können dabei beliebige Größen aufweisen. So ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Photovoltaikmodule 102 eine Größe von 5 m^ oder mehr aufweisen. Die Größe des Photovoltaikmoduls 102 richtet sich meist nach handelsüblich angebotenen Flachglasgrößen, da die Dünnschichtsolarmodule mit Glas als Substrat hergestellt werden. Ein entsprechendes Dünnschichtsolarmodul gefertigt auf der Basis eines handelsüblichen Glases weist eine Fläche von etwa 5,7 qm auf. Andere Größen bzw. Zuschnittsmaße sind selbstverständliche ebenso denkbar, beispielsweise das in der Technik übliche Maß von etwa 0,6 m x 1,2 m.

Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird im Folgenden in einer ersten Ausführungsform die Befestigung des Photovoltaikmoduls 102 mit dem Rückträger 110 in der Profilstange 108 näher beschrieben. Figur 2 ist dabei eine Querschnittsansicht durch ein Photovoltaikmodul, das anhand der Schnittlinie A-B gezeichnet ist, die in Figur 1 dargestellt ist. Wie in Figur 2 dargestellt, umfasst der Rückträger 110 zwei Klebeflächen 112, die parallel zueinander und mit einem Abstand 114 angeordnet sind. Es ist aber auch denkbar, einen Rückträger 110 zu verwenden, der eine Klebefläche 112 aufweist, die beispielsweise großflächig mit dem Photovoltaikmodul 102 verbunden werden kann. Zusammen mit einem Verbindungsstück 116, das die beiden Klebeflächen 112 miteinander verbindet, wird ein einstückiges Werkstück gebildet, das den Rückträger 110 darstellt. Dazu können beispielsweise Stahl- oder Aluminium-

Stangenpressprofile verwendet werden, die eine einfache und kostengünstige Herstellung von Rückträgern 110 ermöglichen.

Wie in Figur 2 gezeigt ist, kann das Verbindungsstück 116 des Rückträgers 110 im Querschnitt als Hutprofil gebildet sein. Es ist aber auch möglich, andere Profilformen, wie zum Beispiel V- oder U-Profile, zu verwenden. Der Rückträger 110 dient der mechanischen Stabilisierung des Photovoltaikmoduls 102. Gemäß einer Ausführungsform sind die Klebeflächen 112 des Rückträgers 110 mit dem Photovoltaikmodul 102 mittels eines Klebestreifens, mittels einer Klebeschicht oder mit einer Leimschicht Stoffschlüssig verbunden. Die Klebeverbindung dient zum einen der mechanischen Fixierung des Rückträgers 110 auf dem Photovoltaikmodul 102. Zum anderen kann die Klebeschicht aber auch eine elektrische Isolierung bewirken, um das Photovoltaikmodul 102 vom Rückträger 110 elektrisch zu isolieren.

In einer anderen Ausführungsform ist es möglich, zwischen dem Rückträger 110 und dem Photovoltaikmodul 102 eine Trennlage aus elektrisch nicht leitfähigem Material anzubringen, um die galvanische Trennung hervorzurufen. Der Rückträger 110 kann darüber hinaus so ausgebildet sein, dass sein thermischer Ausdehnungskoeffizient demjenigen des Photovoltaikmoduls 102 innerhalb vorgegebener Grenzen entspricht, um mechanische Belastungen aufgrund von Temperaturänderungen zu verringern.

Wie in Figur 2 weiterhin gezeigt ist, kann der Rückträger 110 auf die Profilstange 108 geschoben werden. Dazu weist der Rückträger 110 zwei Führungselemente 118 und 120 auf, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite der Form der Profilstange 108 angepasst sind. Für die Profilstange 108 können ebenfalls Stahl- oder Aluminium-Stangenpressprofile verwendet werden. Die Führungselemente 118 und 120 sind in der gezeigten Ausführungsform nach Figur 2 an dem Verbindungsstück 116 angebracht.

Dabei sind die zwei Führungselemente 118 und 120 spiegelbildlich zueinander auf jeweils gegenüberliegenden Enden am Rückträger 110 angeordnet. Die zwei Führungselemente 118 und 120 können als Schienen mit einem L-förmigen Querschnitt ausgebildet sein, wobei die einander zugewandten L-förmigen Schienen die Profilstange 108 teilweise umgreifen.

Es ist aber ebenfalls denkbar, dass die Schienen mit einem hakenförmigen oder Z-förmigen Querschnitt ausgebildet sind, die einander zugewandt angeordnet werden, um die Profilstange 108 teilweise zu umgreifen.

Unter Bezugnahme auf Figur 3 wird im Folgenden in einer weiteren Ausführungsform die Befestigung des Photovoltaikmoduls 102 mit dem Rückträger 110 in der Profilstange 108 näher beschrieben. Figur 3 ist dabei eine Querschnittsansicht durch ein Photovoltaikmodul, das anhand der Schnittlinie A-B gezeichnet ist, die in Figur 1 dargestellt ist. Wie bereits in Zusammenhang mit Figur 2 erläutert, umfasst der Rückträger 110 die zwei Klebeflächen 112, die parallel zueinander angeordnet sind. Zusammen mit dem Verbindungsstück 116, das die beiden Klebeflächen 112 miteinander verbindet, wird ein einstückiges Werkstück gebildet, das den Rückträger 110 darstellt.

Das Verbindungsstück 116 des Rückträgers 110 ist im Querschnitt als Hutprofil gebildet. Es ist aber auch möglich, andere Profilformen, wie zum Beispiel V- oder U-Profile, zu verwenden. Der Rückträger 110 dient der mechanischen Stabilisierung des Photovoltaikmoduls 102.

Wie in Figur 3 weiterhin gezeigt ist, kann der Rückträger 110 in die Profilstange 108 eingeschoben werden. Dazu weist der die Profilstange 108 zwei Führungselemente 118 und 120 auf, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite der Form des Rückträgers 110 angepasst sind. Dabei sind die zwei Führungselemente 118 und 120 spiegelbildlich zueinander auf jeweils gegenüberliegenden Enden an der Profilstange 108 angeordnet. Die zwei Führungselemente 118 und 120 können als Schienen mit einem L-förmigen Querschnitt ausgebildet sein, wobei die einander zugewandten L-förmigen Schienen den Rückträger 110 teilweise umgreifen.

Zusammenfassend wird bei den Ausführungsformen gemäß Figuren 2 und 3 jeweils ein Paar von Trägerelementen verwendet. Das Paar von Trägerelementen umfasst ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement, die ineinander einschiebbar sind. Dazu sind zwei Führungselemente auf einem ersten Trägerelement vorgesehen, die das zweite Trägerelement wenigstens teilweise umgreifen. Dabei ist jeweils eines der Trägerelement auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls 102 angeordnet ist und eines auf der Unterkonstruktion 104 angeordnet ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist das erste

Trägerelement als Rückträger 110 des Photovoltaikmoduls 102 auf der Rückseite angeordnet und das zweite Trägerelement ist als Profilstange 108 auf der Unterkonstruktion 104 angeordnet .

Im Gegensatz dazu, ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 das zweite Trägerelement als Rückträger 110 des Photovoltaikmoduls 102 auf der Rückseite angeordnet und das erste Trägerelement ist als Profilstange 108 auf der Unterkonstruktion 104 angeordnet.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren 4A bis 4F weitere Ausführungsbeispiele des Rückträgers 110 beschrieben. Dabei wird wiederum eine Querschnittsansicht gewählt, die der Schnittlinie A-B aus Figur 1 entspricht. Diese Ausführungsbeispiele sind lediglich beispielhaft für das Montagekonzept gemäß Figur 2 gezeigt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele auch auf die Profilstange 108 angewendet werden können, die beispielsweise im Montagekonzept gemäß Figur 3 eingesetzt wird.

In Figur 4A ist umfasst der Rückträger 110 zwei Klebeflächen 112, die parallel zueinander angeordnet sind. Zusammen mit einem Verbindungsstück 116, das die beiden Klebeflächen 112 miteinander verbindet, wird ein einstückiges Werkstück gebildet, das den Rückträger 110 darstellt. Wie in Figur 4A gezeigt ist, ist das Verbindungsstück 116 des Rückträgers 110 im Querschnitt als Hutprofil gebildet sein. Der Rückträger 110 weist zwei Führungselemente 118 und 120 auf, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite als vorstehende Elemente in der Verlängerungslinie der Seitenwände des Verbindungsstücks 116 angeordnet sind.

Die Führungselemente 118 und 120 sind spiegelbildlich zueinander auf jeweils gegenüberliegenden Seiten am Rückträger 110 angeordnet. Die zwei Führungselemente 118 und 120 sind als Schienen mit einem L-förmigen Querschnitt ausgebildet sein, so dass die einander zugewandten L-förmigen Schienen die Profilstange 108 teilweise umgreifen können. Dabei können die Führungselemente 118 und 120 sowohl als durchgängige Schienen als auch als unterbrochene Schienen entlang der Längsachse des Rückträgers 110 ausgebildet sein. Im letzteren Falle würden die Schienen die Profilstange 108 nur in einzelnen Segmenten umgreifen. Diese Ausgestaltung kann selbstverständlich auch für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele gewählt werden.

In Figur 4B ist weist der Rückträger 110 wiederum zwei Führungselemente 118 und 120 auf, die mit einem L-förmigen Querschnitt ausgebildet sind. Dabei sind die Führungselemente 118 und 120 in Richtung der Klebeflächen 112 versetzt, so dass insgesamt ein kompakter Rückträger entsteht.

Bei dem in Figur 4C gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rückträger 110 wiederum zwei Führungselemente 118 und 120 auf, die mit einem Z-förmigen Querschnitt ausgebildet sind, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite als vorstehende Elemente angeordnet sind. In Figur 4D ist weist der Rückträger 110 drei im Wesentlichen parallel angeordnete Führungselemente 118, 120 und 122 auf, die als längliche Schienen ausgebildet sind. Dabei sind die Führungselemente 118 und 122 sowie die Führungselemente 120 und 122 beispielsweise zueinander mit gleichem Abstand angeordnet .

Bei dem in Figur 4E gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rückträger 110 wiederum zwei Führungselemente 118 und 120 auf, die mit einem L-förmigen Querschnitt ausgebildet sind, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite als vorstehende Elemente ähnlich zur Ausführungsform gemäß Figur 2 angeordnet sind. Die beiden Führungselemente 118 und 120 weisen jedoch zueinander einen größeren Abstand als in der Ausführungsform gemäß Figur 2 auf. Dazu wird dir Rückseite des Rückträgers 110 in horizontaler Richtung verlängert.

Bei dem in Figur 4F gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rückträger 110 wiederum zwei Führungselemente 118 und 120 auf, die mit einem hakenförmigen Querschnitt ausgebildet sind, die auf der dem Photovoltaikmodul 102 abgewandten Seite als vorstehende Elemente angeordnet sind.

Um nach dem Ineinanderschieben des Rückträgers 110 und der Profilstange 108 ein Verrutschen zu verhindern, kann eine Fixierung vorgesehen sein, die den Rückträger 110 mit der Profilstange 108 verbindet. Als Fixierung kann beispielsweise eine Schraubverbindung gewählt werden, die mittels einer oder mehreren Hammerkopfschrauben herstellbar ist. Es ist aber auch möglich, dass die die Fixierung mittels Nieten oder Klemmen erfolgt. Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf Figur 5 anhand eines Flussdiagramms Verfahrensschritte zur Bestückung einer Photovoltaikanlage zusammengefasst .

In Schritt 500 erfolgt das Bereitstellen wenigstens eines Photovoltaikmoduls .

In Schritt 510 erfolgt das Bereitstellen einer Unterkonstruktion 104 zur Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls 102.

In Schritt 520 erfolgt das Bereitstellen eines Paars von Trägerelementen, das ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement umfasst, wobei wenigstens zwei Führungselemente auf einem ersten Trägerelement das zweite Trägerelement wenigstens teilweise umgreifen, jeweils eines der Trägerelement auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls angeordnet wird und eines auf der Unterkonstruktion angeordnet wird.

In Schritt 530 erfolgt das wenigstens teilweise Ineinanderschieben des Paars von Trägerelementen.

Zusammenfassend ergibt sich eine einfache und kostengünstige Montagemöglichkeit für großflächige Photovoltaikmodule, die beispielsweise eine Freiflächensolaranlage bilden können.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von

Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche :

1. Photovoltaikanlage, umfassend:

- wenigstens ein Photovoltaikmodul (102); - eine Unterkonstruktion (104) zur Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls (102),

- ein Paar von Trägerelementen (108; 110), das ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement umfasst und derart eingerichtet ist, dass das Paar von Trägerelementen wenigstens teilweise ineinander einschiebbar ist, indem wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) auf einem ersten Trägerelement in das zweite Trägerelement eingreifen, wobei jeweils eines der Trägerelemente (108; 110) auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls (102) angeordnet ist und eines auf der Unterkonstruktion (104) angeordnet ist.

2. Photovoltaikanlage nach Anspruch 1, bei der das erste Trägerelement als Rückträger (110) des wenigstens einen Photovoltaikmoduls (102) auf einer der Haupteinstrahlfläche gegenüberliegenden Rückseite und das zweite Trägerelement als Profilstange (108) auf der Unterkonstruktion (104) angeordnet ist .

3. Photovoltaikanlage nach Anspruch 1, bei der das zweite Trägerelement als Rückträger des wenigstens einen

Photovoltaikmoduls (102) auf einer der Haupteinstrahlfläche gegenüberliegenden Rückseite und das erste Trägerelement als Profilstange (108) auf der Unterkonstruktion (104) angeordnet ist .

4. Photovoltaikanlage nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Rückträger (110) eine Klebefläche aufweist und mit einem Verbindungsstück (116) versehen ist, wobei die wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) an dem Verbindungsstück (116) angebracht sind, um die Profilstange wenigstens teilweise zu umgreifen.

5. Photovoltaikanlage nach Anspruch 4, bei der die

Klebefläche (112) des Rückträgers (110) mit dem wenigstens einen Photovoltaikmodul (102) mittels eines Klebestreifens oder mittels einer Kleberschicht verbunden ist.

6. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der das Verbindungsstück (116) im Querschnitt als Hutprofil, als V- oder als U-Profil ausgebildet ist.

7. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) im

Wesentlichen spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

8. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement mit einer Fixierung verbunden sind.

9. Photovoltaikanlage nach Anspruch 8, bei der die Fixierung eine Schraubverbindung ist, die vorzugsweise mittels einer oder mehreren Hammerkopfschrauben herstellbar ist.

10. Photovoltaikanlage nach Anspruch 8, bei der die Fixierung mittels Nieten oder Klemmen erfolgt.

11. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) als

Schienen mit einem hakenförmigen Querschnitt ausgebildet sind, die einander zugewandt angeordnet sind.

12. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) als Schienen mit einem L- oder Z-förmigen Querschnitt ausgebildet sind, die einander zugewandt angeordnet sind.

13. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der die Profilstange (108) in vertikaler Richtung auf der Unterkonstruktion (104) befestigt ist.

14. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der die Profilstange (108) in horizontaler Richtung auf der Unterkonstruktion (104) befestigt ist.

15. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 14, bei der die Profilstange (108) und der Rückträger (110) bezüglich ihrer mechanischen Stabilität und ihrer Passgenauigkeit aufeinander abgestimmt sind.

16. Photovoltaikanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der das Photovoltaikmodul (102) als Dünnschicht-

Photovoltaikmodul, vorzugsweise als rechteckförmiges rahmenloses Dünnschicht-Photovoltaikmodul ausgebildet ist.

17. Photovoltaikmodul, das einen Rückträger (110) aufweist, der auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls (102) angebracht ist, wobei der Rückträger (110) in eine Profilstange (108) einschiebbar ist, indem entweder wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) auf dem Rückträger (110) die Profilstange wenigstens teilweise umgreifen oder wenigstens zwei Führungselemente auf der Profilstange in den Rückträger (110) eingreifen.

18. Photovoltaikmodul nach Anspruch 17, bei dem bei der der Rückträger (110) eine Klebefläche aufweist und mit einem Verbindungsstück (116) versehen ist, wobei die wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) an dem Verbindungsstück angebracht sind, um den Rückträger wenigstens teilweise zu umgreifen .

19. Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 17 bis 18, bei dem das Verbindungsstück im Querschnitt als Hutprofil, als V- oder als U-Profil ausgebildet ist.

20. Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) als Schienen mit einem hakenförmigen Querschnitt ausgebildet sind, die einander zugewandt angeordnet sind.

21. Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem bei der die wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) als Schienen mit einem L- oder Z-förmigen Querschnitt ausgebildet sind, die einander zugewandt angeordnet sind.

22. Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 17 bis 21, das als Dünnschicht-Photovoltaikmodul, vorzugsweise als rechteckförmiges rahmenloses Dünnschicht-Photovoltaikmodul, ausgebildet ist.

23. Verfahren zur Bestückung einer Photovoltaikanlage umfassend:

- Bereitstellen wenigstens eines Photovoltaikmoduls (102); - Bereitstellen einer Unterkonstruktion (104) eine Unterkonstruktion zur Aufnahme des wenigstens einen Photovoltaikmoduls (102), - Bereitstellen eines Paar von Trägerelementen (108; 110), das ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement umfasst, wobei wenigstens zwei Führungselemente (118; 120) auf einem ersten Trägerelement das zweite Trägerelement wenigstens teilweise umgreifen, jeweils eines der

Trägerelement auf der Rückseite des Photovoltaikmoduls (102^ angeordnet wird und eines auf der Unterkonstruktion (108) angeordnet wird,

- Wenigstens teilweises Ineinanderschieben des Paars von Trägerelementen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem zur Montage des Trägerelements auf der Unterkonstruktion (104) eine Montagelehre verwendet wird.