WO2013186207A1 - Anordnung von flach ausgebildeten photovoltaikmodulen - Google Patents

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WO2013186207A1
WO2013186207A1 PCT/EP2013/062016 EP2013062016W WO2013186207A1 WO 2013186207 A1 WO2013186207 A1 WO 2013186207A1 EP 2013062016 W EP2013062016 W EP 2013062016W WO 2013186207 A1 WO2013186207 A1 WO 2013186207A1
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arrangement
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Werner ILZHÖFER
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Ilzhoefer Werner
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement of flat formed photovoltaic modules for east-west or north-south orientation.
  • One group each has two eaves-side module support rails provided with eaves brackets at a distance from each other. Between the eaves-side module support rails one or two provided with respect to the eaves console higher ridge brackets first-side module support rails are provided.
  • the module support rails are provided with clamping pieces that hold the eaves edges or the ridge edges of the modules.
  • the eaves-side module support rails of adjacent module groups are spaced from one another to form a maintenance passageway.
  • the ridge edges of the individual module pairs in a module row are likewise spaced apart from one another and thus form an overflow gap which makes it possible to compensate for aerodynamic pressure differences between the underside of the module row and its upper side which arise when the photovoltaic modules overflow.
  • DE 20 2012 000 369 U1 discloses a photovoltaic module for east-west alignment with two photovoltaic elements arranged at an angle to one another, wherein the photovoltaic elements are fastened to a support device produced in one piece from plastic.
  • the support means may comprise a frame in which two mutually opposite support sections are connected to one another by means of two angled side walls, wherein the two side walls are connected to one another in the center by means of a ridge section.
  • the ridge section may have ventilation openings. Through the ventilation openings hot air in the ridge section can be dissipated. Further ventilation openings in the area of the support section allow cold air to flow in. This allows a ventilation of the photovoltaic module, which contributes to improving the efficiency, especially at high operating temperatures.
  • the object of the invention is to specify a relatively easy-to-install arrangement of photovoltaic modules and a building comprising this arrangement.
  • the arrangement of photovoltaic modules should not require anchoring to a substrate and no or relatively low ballast to prevent lifting of the assembly by wind.
  • an array of flat formed photovoltaic modules for east-west or north-south orientation is provided, the photovoltaic modules each having substantially mutually parallel edges and each roof-like inclined, thereby an upper of the edges of the respective photovoltaic module is arranged by a height H higher than a running through a lower of the edges of the respective photovoltaic module horizontal.
  • Two of the photovoltaic modules each are averse to each other. a first distance A of the upper of the edges of these two photovoltaic modules is at least 1 H and at most 5H.
  • a photovoltaic module is understood to mean a device which can convert the light of the sun directly into electrical energy.
  • Such photovoltaic modules can, for. B. be equipped with mono- or polycrystalline silicon cells or thin-film cells.
  • a photovoltaic module generally comprises a plurality of such cells, which are covered on the sun side by means of a glass or plastic disk.
  • the silicon cells are usually embedded in a transparent plastic layer and laminated on its back with a weather-resistant plastic composite film.
  • the first distance A is greater than a second distance D between lower edges of adjacent photovoltaic modules.
  • the first distance A of the upper edges of the two photovoltaic modules is at most 4.5h, in particular at most 4h, in particular at most 3h.
  • the arrangement according to the invention can, for example on feet made of an elastic material, be easily placed on a conventional flat roof and weighted down with ballast. Due to the low required ballasting of the arrangement, this can also be realized on statically relatively low-duty roofs. The conventional drainage of the flat roof is not affected. A penetration of the roof skin for fixing the photovoltaic modules with an associated risk of leakage of the roof is not required during assembly of the arrangement according to the invention. The assembly effort is significantly reduced. A placement of the inventive arrangement without anchoring in the ground is possible on surfaces with an inclination of up to 20 ° relative to a horizontal.
  • a further advantage associated with the arrangement according to the invention is that the higher flow speed of the air under the photovoltaic modules results in better ventilation and thus improved cooling of the photovoltaic modules. Due to the better cooling, the electrical resistance of the photovoltaic modules is lower and the current efficiency higher. Furthermore, the first distance A between the upper edges of the photovoltaic modules allows easy installation of cables for the electrical connection of the photovoltaic modules and then good accessibility to these cables. It is possible to run between the upper edges of the photovoltaic modules both during assembly and during later maintenance.
  • the arrangement according to the invention makes it possible to position weights to the bailas tion of a support arrangement for the photovoltaic modules below the photovoltaic modules, so that no shading of the photovoltaic modules can be effected thereby.
  • a not limited by components, in particular a passage for maintenance purposes, gap may be formed with a width, in particular at least in the region between the upper (20) of the edges (18, 20, 21) and the horizontal (22), the first distance A or at least 1 H, in particular at least 2H, in particular at least 3H corresponds.
  • each limited by the upper edge and the upper edge supporting support elements F surface at two in the first distance A opposite each other arranged photovoltaic modules open.
  • the surface F may be further limited by a substrate, on the soft
  • the first distance A is at least 1.5H and at most 4.5H, in particular at least 2H and at most 4H or at least 1.5H and at most 3H.
  • the first distance A can be at least 100 mm, in particular at least 120 mm, in particular at least 140 mm, in particular at least 160 mm, in particular at least 180 mm, in particular at least 200 mm, in particular at least 220 mm, in particular at least 240 mm, in particular at least 260 mm , in particular at least 280 mm, in particular at least 300 mm, in particular at least 320 mm, in particular at least 340 mm, in particular at least 360 mm, in particular at least 380 mm, in particular at least 400 mm, in particular at least 420 mm, in particular at least 440 mm, in particular at least 460 mm , in particular at least 480 mm, in particular at most 500 mm.
  • the second distance D can be between 50 mm and 200 mm or at most
  • the first distance A is about 300 mm and the second distance D is about 100 mm.
  • a ratio between the first distance A and the second distance D may be at least 2, in particular at least 4, in particular at least 10, in particular at least 20.
  • the under-flowing in the arrangement according to the invention wind below the photovoltaic modules-adjusting negative pressure is greater, the more inhibited the influx of air between the lower of the edges of adjacent photovoltaic modules and the unimpeded see the air between the upper of the edges of the photovoltaic modules can flow.
  • a ratio between the first distance A and the second distance D may be at most 22, in particular at most 15, in particular at most 8, in particular at most 3.
  • the assembly can be simplified if the arrangement comprises a Sucrak- tion, are attached to the at least two of the photovoltaic modules.
  • the support structure comprises two mutually parallel supports, wherein two holders are attached to each of the support between two support members mounted thereon.
  • the holder and the support elements are expediently preassembled on the carrier such that the photovoltaic modules immediately after assembly form the arrangement according to the invention, d. H. in particular the first A and the second distance D are set with it.
  • the arrangement according to the invention with the support structure can be arranged on a substrate, in particular a flat roof, free-standing, preferably without anchoring in the ground.
  • the assembly effort for creating the operational arrangement according to the invention is particularly low.
  • the support structure may be formed so that when placed on a flat surface, a third distance B between the flat surface and lower of the edges at most 150 mm, in particular at most 125 mm, in particular at most 100 mm, in particular at most 90 mm, in particular at most 80 mm , in particular at most 70 mm, in particular at most 60 mm, in particular at most 50 mm, in particular at most 40 mm, in particular at most 30 mm, in particular at most 20 mm.
  • the flat surface may be the substrate and in particular a flat roof.
  • a flat roof according to the invention is a roof, which is flat and formed by a horizontal maximum of 20 °, in particular at most 15 °, in particular maximally 10 °, in particular at most 8 °, in particular at most 5 °, in particular a maximum of 4 °, in particular a maximum of 2 °, deviates.
  • the photovoltaic modules can by at least 5 °, in particular at least 6 °, in particular at least 7 °, in particular at least 8 °, in particular at least 9 °, in particular at least 10 °, in particular at least 1 1 °, in particular at least 12 °, in particular at least 13 °, in particular at least 14 °, and at most 25 °, in particular at least 10 ° and at most 24 °, in particular at most 23 °, in particular at most 22 °, in particular at most 21 °, in particular at most 20 °, in particular at most 19 °, in particular not more than 18 °, in particular not more than 17 °, in particular not more than 16 °, in particular not more than 15 °.
  • covers can be arranged in each case to prevent wind from reaching under the photovoltaic modules, thereby lifting them or giving them a boost.
  • a terminal upper edge is an upper edge which is arranged at one end of the arrangement according to the invention without its being directly opposite a corresponding upper edge of a second photovoltaic module.
  • the assembly may include a support structure to which at least two of the photovoltaic modules are attached.
  • the support structure may comprise two mutually parallel supports, wherein two holders are attached to each of the support between two supporting elements attached thereto. This simplifies installation of the photovoltaic modules.
  • the support structure may be loaded with weights.
  • the support structure is formed so that when placed on a flat surface a fourth distance C between the flat surface and lower of the edges at most 150 mm, in particular at most 125 mm, in particular at most 100 mm, in particular at most 90 mm, in particular at most 80 mm, in particular at most 70 mm, in particular at most 60 mm, in particular at most 50 mm, in particular at the most 40 mm, in particular at the most 30 mm, in particular at the most 20 mm.
  • the invention further relates to a building with a flat roof on which the arrangement according to the invention is supported. It is advantageous that the arrangement can be arranged by their special aerodynamic design by means of the support structure on the flat roof free-standing and in particular without anchoring in the flat roof. A penetration of a roof skin by fasteners is not required. There is therefore no risk of damaging the roof by mounting so that moisture can penetrate.
  • An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
  • the single figure shows a perspective view of a support structure for the inventive arrangement of photovoltaic modules. Of the photovoltaic modules here only the rectangular peripheral frame are shown here to simplify the presentation.
  • the figure shows the rectangular frame 10 of the photovoltaic modules.
  • the frames 10 are held in their inclined position by holders 13 and support members 14, respectively.
  • the holder 13 and the support members 14 are connected by connecting means 12 with the carriers 15.
  • covers 16 are arranged laterally on the support elements 14 below the lateral edges 21 and below the upper edges 20 of the frame 10 arranged terminally in the arrangement.
  • the first distance A between the upper edges 20 of adjacent photovoltaic modules is at least as high as the height H.
  • the height H is defined as the distance between a passing through a lower edge 18 of the respective photovoltaic module Horizontal 22 and an upper edge 20 of the respective photovoltaic module.
  • the second distance D between the lower edges 18 of adjacent photovoltaic modules is generally smaller than the first distance A.
  • Each photovoltaic module is supported at its upper edge 20 by two support elements 14.
  • a surface F is bounded by the upper edge 20 as well as the support elements 14 supporting the upper edge 20. It is further limited by the substrate on which the supports 15 are supported.
  • the surface F is open, ie it allows unimpeded inflow and outflow of air.
  • a surface area of the surface F results from a distance of the length L between the two support elements 14 and the edge length K of the support element 14 plus a third distance B given by the height of the supports 15 and optionally a foot not represented here by a height an elastic material, e.g. As rubber, given further distance. So that the desired negative pressure builds up below the photovoltaic modules, it is not absolutely necessary that the surface F is completely open.
  • a cover plate or stiffening or support elements or a cable channel may be partially covered or restricted by a cover plate or stiffening or support elements or a cable channel.
  • the surface is at least 30%, preferably at least 40%, more preferably at least 50%, open to allow the formation of the desired negative pressure generating air flow.
  • An opening remaining free in the surface F is preferably designed as a slot which is delimited by the upper edge 20 and by sections of the support elements 14.
  • the surface F is expediently at least as large as one
  • a ratio F / E of the surface F to the inflow surface E is preferably greater than 1, more preferably greater than 1.5, in particular greater than 2.
  • the surface F no other surface is opposite, ie the surface F forms an edge of the arrangement, it is advantageously substantially closed with a cover plate or a cover 16.
  • a cover 16 closing the surface F the wind in the edge region of the arrangement is deflected in such a way that it flows along the V-shaped upper sides of the photovoltaic modules formed by the arrangement proposed according to the invention.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen für Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung, wobei die Photovoltaikmodule jeweils im Wesentlichen zueinander parallele Kanten (18, 20, 21) aufweisen und jeweils dachartig geneigt sind, wobei dadurch eine obere (20) der Kanten (18, 20, 21) des jeweiligen Photovoltaikmoduls um eine Höhe H höher angeordnet ist als eine durch eine untere (18) der Kanten (18, 20, 21) des jeweiligen Photovoltaikmoduls verlaufende Horizontale (22), wobei jeweils zwei der Photovoltaikmodule voneinander abgeneigt angeordnet sind, wobei ein erster Abstand A der oberen (20) der Kanten (18, 20, 21) dieser beiden Photovoltaikmodule mindestens 1H und höchstens 5H beträgt, wobei der erste Abstand A größer ist als ein zweiter Abstand D zwischen unteren (18) der Kanten (18, 20, 21) benachbarter Photovoltaikmodule.

Description

Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaik- modulen für Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung.
Aus der DE 100 47 400 A1 ist eine derartige Anordnung bekannt. Bei dieser Anordnung sind auf einem Tragegerüst zur Faltmontage zwei dachförmig gegeneinander angestellte Solarmodule jeweils um einen Neigungswinkel zwischen 10° und 45° gegenüber einer Flachmontage geneigt angeordnet. Es können Dachhaken zur Befestigung am Dachgebälk vorgesehen sein. Die Montage dieser Solarmodule ist aufwändig. Sie erfordert eine Fixierung der Solarmodule am Untergrund. Aus der DE 20 2010 008 691 U1 ist ein Montagesystem zur Befestigung von Pho- tovoltaik-Anlagen auf Dachflächen bekannt. Das Montagesystem umfasst ein die Dachfläche im Wesentlichen vollständig überdeckendes Untergestell, auf dem die Photovoltaikmodule in Gruppen paarweise dachartig gegeneinander geneigt angeordnet und von Konsolen gehalten sind. Eine Gruppe weist jeweils zwei mit Traufkonsolen versehene traufseitige Modultragschienen im Abstand voneinander auf. Zwischen den traufseitigen Modultragschienen sind ein oder zwei mit gegenüber den Traufkonsolen höheren Firstkonsolen versehene firstseitige Modultragschienen vorgesehen. Die Modultragschienen sind mit Klemmstücken versehen, die die Traufkanten bzw. die Firstkanten der Module halten. Die traufseitigen Mo- dultragschienen benachbarter Modul-Gruppen sind zur Bildung eines Wartungsgangs voneinander beabstandet. Die Firstkanten der einzelnen Modulpaare in einer Modulreihe sind ebenfalls voneinander beabstandet und bilden so einen Überströmspalt, der einen Ausgleich von bei einer Überströmung der Photovoltaikmodule sich einstellenden aerodynamischen Druckdifferenzen zwischen der Un- terseite der Modulreihe und deren Oberseite ermöglicht. Dadurch kann einem Abheben der Photovoltaik-Anlage entgegengewirkt werden. Aus der DE 20 2012 000 369 U1 ist ein Photovoltaikmodul für Ost-West- Ausrichtung mit zwei winklig zueinander angeordneten Photovoltaikelementen bekannt, wobei die Photovoltaikelemente an einer einstückig aus Kunststoff hergestellten Stützeinrichtung befestigt sind. Die Stützeinrichtung kann einen Rah- men aufweisen, bei dem zwei einander gegenüberliegende Stützabschnitte mittels zwei gewinkelter Seitenwangen miteinander verbunden sind, wobei die beiden Seitenwangen mittig mittels eines Firstabschnitts miteinander verbunden sind. Der Firstabschnitt kann Belüftungsdurchbrüche aufweisen. Durch die Belüftungsdurchbrüche kann heiße Luft im Firstabschnitt abgeführt werden. Durch weitere Belüftungsdurchbrüche im Bereich des Stützabschnitts kann kalte Luft nachströmen. Das ermöglicht eine Hinterlüftung des Photovoltaikmoduls, die insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen zur Verbesserung des Wirkungsgrads beiträgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verhältnismäßig einfach zu montierende Anord- nung von Photovoltaikmodulen und ein diese Anordnung umfassendes Gebäude anzugeben. Insbesondere soll die Anordnung von Photovoltaikmodulen keine Verankerung auf einem Untergrund und keine oder eine verhältnismäßig geringe Ballastierung erfordern, um ein Abheben der Anordnung durch Wind zu verhindern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 14. Erfindungsgemäß ist eine Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen für Ost-West- oder Nord-Süd-Ausrichtung vorgesehen, wobei die Photo- voltaikmodule jeweils im Wesentlichen zueinander parallele Kanten aufweisen und jeweils dachartig geneigt sind, wobei dadurch eine obere der Kanten des jeweiligen Photovoltaikmoduls um eine Höhe H höher angeordnet ist als eine durch eine untere der Kanten des jeweiligen Photovoltaikmoduls verlaufende Horizontale. Jeweils zwei der Photovoltaikmodule sind dabei voneinander abgeneigt ange- ordnet, wobei ein erster Abstand A der oberen der Kanten dieser beiden Photovoltaikmodule mindestens 1 H und höchstens 5H beträgt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einem "Photovoltaikmodul" eine Vorrichtung verstanden, welche das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie umwandeln kann. Solche Photovoltaikmodule können z. B. mit mono- oder polykristallinen Siliziumzellen oder Dünnschichtzellen bestückt sein. Ein Photovoltaikmodul umfasst im Allgemeinen mehrere solcher Zellen, welche sonnenseitig mittels einer Glas- oder Kunststoffscheibe abgedeckt sind. Die Siliziumzellen sind üblicherweise in eine transparente Kunststoffschicht eingebettet und an ihrer Rückseite mit einer witterungsfesten Kunststoffverbundfolie kaschiert.
Durch den im Vergleich zu bekannten Anordnungen von Photovoltaikmodulen großen ersten Abstand A der oberen Kanten der beiden Photovoltaikmodule er- reicht Luft unterhalb der Photovoltaikmodule bei über die Anordnung strömendem Wind eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als bei den bekannten Anordnungen. Dadurch bildet sich unter den Photovoltaikmodulen ein Unterdruck, so dass die Photovoltaikmodule nach unten gedrückt werden. Dadurch ist eine Verankerung der Anordnung auf einem Untergrund, wie z. B. einem Flachdach, nicht er- forderlich. Der zur Verhinderung eines Anhebens der Anordnung durch Wind gegebenenfalls erforderliche Ballast ist dabei geringer als bei einem geringeren ersten Abstand A der oberen der Kanten der beiden Photovoltaikmodule.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist der erste Abstand A größer als ein zweiter Abstand D zwischen unteren der Kanten benachbarter Photovoltaikmodule. Dadurch werden besonders günstige Strömungsverhältnisse bei einem über die erfindungsgemäße Anordnung strömenden Wind erreicht, so dass sich unter den Photovoltaikmodulen ein verhältnismäßig starker Unterdruck bildet. Durch die Beschränkung des Abstands auf höchstens 5H ist gewährleistet, dass über die erfindungsgemäße Anordnung strömender Wind zumindest nicht wesentlich unter die oberen der Kanten strömt und dadurch den Druck unterhalb der Photovoltaikmodule erhöht. Auf das Vorsehen eines Windschutzes, beispielsweise in Form eines Schilds oder eines Blechs, unterhalb der oberen der Kanten kann daher bei den beiden gegenüberliegenden, voneinander abgeneigten Photo- voltaikmodulen verzichtet werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass Wind unter die oberen der Kanten greift ist umso geringer, je geringer der erste Abstand A der oberen der Kanten der beiden Photovoltaikmodule ist. Bei einer Ausgestaltung beträgt der erste Abstand A daher höchstens 4,5hl, insbesondere höchstens 4H, insbesondere höchstens 3H. Die erfindungsgemäße Anordnung kann, beispielsweise auf Füßen aus einem elastischen Material, einfach auf ein herkömmliches Flachdach gestellt und mit Ballast beschwert werden. Durch die geringe erforderliche Ballastierung der Anordnung kann dies auch auf statisch verhältnismäßig gering belastbaren Dächern realisiert werden. Die herkömmliche Entwässerung des Flachdachs wird dadurch nicht beeinträchtigt. Eine Durchdringung der Dachhaut zur Fixierung der Photovoltaikmodule mit einer damit einhergehenden Gefahr einer Undichtigkeit des Dachs ist bei der Montage der erfindungsgemäßen Anordnung nicht erforderlich. Der Montageaufwand ist dadurch deutlich verringert. Ein Aufstellen der erfindungsgemäßen Anordnung ohne eine Verankerung im Untergrund ist auf Flächen mit einer Neigung von bis zu 20° gegenüber einer Horizontalen möglich.
Ein weiterer mit der erfindungsgemäßen Anordnung einhergehender Vorteil ist, dass durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Luft unter den Photovol- taikmodulen eine bessere Belüftung und damit auch eine besserte Kühlung der Photovoltaikmodule erfolgt. Durch die bessere Kühlung ist der elektrische Widerstand der Photovoltaikmodule geringer und die Stromausbeute höher. Weiterhin ermöglicht der erste Abstand A zwischen den oberen Kanten der Photovoltaikmodule eine einfache Montage von Kabeln für den elektrischen Anschluss der Photovoltaikmodule und danach eine gute Zugänglichkeit zu diesen Kabeln. Es ist sowohl bei der Montage als auch bei späteren Wartungsarbeiten möglich, zwischen den oberen Kanten der Photovoltaikmodule zu laufen. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine Positionierung von Gewichten zur Bailas- tierung einer Trägeranordnung für die Photovoltaikmodule unterhalb der Photovol- taikmodule, so dass dadurch keine Verschattung der Photovoltaikmodule bewirkt werden kann. Zwischen den oberen der Kanten kann ein nicht durch Bauteile begrenzter, insbesondere einen Durchgang zu Wartungszwecken erlaubender, Spalt mit einer Breite gebildet sein, die, insbesondere zumindest im Bereich zwischen der oberen (20) der Kanten (18, 20, 21 ) und der Horizontalen (22), dem ersten Abstand A oder zumindest 1 H, insbesondere zumindest 2H, insbesondere zumindest 3H, entspricht. Durch das Vermeiden von Bauteilen, die in den Spalt hineinragen und diesen dadurch auf eine geringere als die genannte Breite begrenzen wird ein ungehinderter Durchgang ermöglicht. Unterhalb der durch die untere der Kanten verlaufenden Horizontalen angeordnete Träger stören dabei nicht und werden daher nicht als den Spalt begrenzend erachtet. Insbesondere in Kombination mit dem nicht erforderlichen Windschutz ist durch den Spalt eine besonders gute Zugänglichkeit zu Kabeln, elektrischen Anschlüssen und ggf. Ballastierungen möglich.
Vorteilhafterweise ist eine jeweils durch die obere Kante und die die obere Kante abstützenden Stützelemente begrenzte Fläche F bei zwei im ersten Abstand A einander gegenüberliegend angeordneten Photovoltaikmodulen offen. Die Fläche F kann des Weiteren durch einen Untergrund begrenzt sein, auf weichen die
Stützelemente, ggf. unter Zwischenschaltung eines Trägers, abgestützt sind. Die durch die Aufständerung mittels der Stützelemente gebildeten offenen Flächen ermöglichen eine gute Hinterlüftung der Photovoltaikmodule, insbesondere aber ein Abströmen von Luft aus einem Bereich unterhalb der Photovoltaikmodule und damit die Ausbildung eines Unterdrucks. Der Unterdruck bildet sich infolge des Bernoulli-Effekts aus, wenn Wind den zwischen den einander gegenüberliegenden oberen Kanten gebildeten Spalt überströmt. Die offene Fläche F ermöglicht darüber hinaus vom oben genannten Durchgang her einen ungehinderten Zugriff auf unterhalb der Photovoltaikmodule angeordnete Installationen für Wartungs-, Reparatur- oder Kontrollzwecke. Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemaßen Anordnung beträgt der erste Abstand A mindestens 1 ,5H und höchstens 4,5H, insbesondere mindestens 2H und höchstens 4H oder mindestens 1 ,5H und höchstens 3H. Der erste Abstand A kann mindestens 100 mm, insbesondere mindestens 120 mm, insbesondere min- destens 140 mm, insbesondere mindestens 160 mm, insbesondere mindestens 180 mm, insbesondere mindestens 200 mm, insbesondere mindestens 220 mm, insbesondere mindestens 240 mm, insbesondere mindestens 260 mm, insbesondere mindestens 280 mm, insbesondere mindestens 300 mm, insbesondere mindestens 320 mm, insbesondere mindestens 340 mm, insbesondere mindestens 360 mm, insbesondere mindestens 380 mm, insbesondere mindestens 400 mm, insbesondere mindestens 420 mm, insbesondere mindestens 440 mm, insbesondere mindestens 460 mm, insbesondere mindestens 480 mm, insbesondere höchstens 500 mm, betragen. Der zweite Abstand D kann zwischen 50 mm und 200 mm oder höchstens
150 mm, insbesondere höchstens 125 mm, insbesondere höchstens 100 mm, insbesondere höchstens 90 mm, insbesondere höchstens 80 mm, insbesondere höchstens 70 mm, insbesondere höchstens 60 mm, insbesondere höchstens 50 mm, insbesondere höchstens 40 mm, insbesondere höchstens 30 mm, insbe- sondere höchstens 20 mm, insbesondere höchstens 10 mm, insbesondere 0 mm, betragen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindungsgemäßen Anordnung beträgt der erste Abstand A etwa 300 mm und der zweite Abstand D etwa 100 mm.
Ein Verhältnis zwischen dem ersten Abstand A und dem zweiten Abstand D kann mindestens 2, insbesondere mindestens 4, insbesondere mindestens 10, insbesondere mindestens 20, betragen. Der bei über die erfindungsgemäße Anordnung strömendem Wind sich unterhalb der Photovoltaikmodule einstellende Unterdruck ist umso größer, je stärker der Zustrom von Luft zwischen den unteren der Kanten benachbarter Photovoltaikmodule gehemmt ist und je ungehemmter die Luft zwi- sehen den oberen der Kanten der Photovoltaikmodule ausströmen kann. Ein Verhältnis zwischen dem ersten Abstand A und dem zweiten Abstand D kann höchstens 22, insbesondere höchstens 15, insbesondere höchstens 8, insbesondere höchstens 3, betragen. Durch die Wahl eines nicht allzu großen ersten Ab- stands A im Verhältnis zum zweiten Abstand D wird die Wahrscheinlichkeit, dass Wind unter die obere der Kanten greift und dadurch den Druck unterhalb des jeweiligen Photovoltaikmoduls erhöht, auch ohne das Vorsehen eines Windschutzes unterhalb der oberen der Kanten, verringert.
Die Montage kann vereinfacht werden, wenn die Anordnung eine Trägerkonstruk- tion umfasst, an der mindestens zwei der Photovoltaikmodule befestigt sind.
Vorteilhafterweise umfasst die Trägerkonstruktion zwei parallel zueinander ausgerichtete Träger, wobei an jedem der Träger zwischen zwei daran angebrachten Stützelementen zwei Halter befestigt sind. Die Halter und die Stützelemente sind zweckmäßigerweise derart auf dem Träger vormontiert, dass die Photovoltaikmodule nach der Montage sogleich die erfindungsgemäße Anordnung bilden, d. h. insbesondere der erste A und der zweite Abstand D damit eingestellt sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung mit der Trägerkonstruktion kann auf einem Un- tergrund, insbesondere einem Flachdach, frei stehend, vorzugsweise ohne eine Verankerung im Untergrund, angeordnet sein. Dadurch ist der Montageaufwand zur Erstellung der betriebsbereiten erfindungsgemäßen Anordnung besonders gering. Je nach Windverhältnissen und Gewicht der Anordnung mit der Trägerkonstruktion kann es günstig sein, die Trägerkonstruktion mit Gewichten zu belas- ten, damit die Anordnung bei starkem Wind und den daraus resultierenden Ver- wirbelungen an einer Dachkante nicht vom Untergrund abheben kann. Die Trägerkonstruktion kann so ausgebildet sein, dass bei deren Aufstellung auf einer ebenen Fläche ein dritter Abstand B zwischen der ebenen Fläche und unteren der Kanten höchstens 150 mm, insbesondere höchstens 125 mm, insbesondere höchstens 100 mm, insbesondere höchstens 90 mm, insbesondere höchstens 80 mm, insbesondere höchstens 70 mm, insbesondere höchstens 60 mm, insbesondere höchstens 50 mm, insbesondere höchstens 40 mm, insbesondere höchstens 30 mm, insbesondere höchstens 20 mm, beträgt. Bei der ebenen Fläche kann es sich um den Untergrund und insbesondere ein Flachdach handeln. Ein Flachdach im Sinne der Erfindung ist ein Dach, welches eben ausgebildet ist und von einer Horizontalen maximal um 20°, insbesondere maximal um 15°, insbesondere ma- ximal um 10°, insbesondere maximal um 8°, insbesondere maximal um 5°, insbesondere maximal um 4°, insbesondere maximal um 2°, abweicht.
Gegenüber der Horizontalen können die Photovoltaikmodule um mindestens 5°, insbesondere mindestens 6°, insbesondere mindestens 7°, insbesondere mindes- tens 8°, insbesondere mindestens 9°, insbesondere mindestens 10°, insbesondere mindestens 1 1 °, insbesondere mindestens 12°, insbesondere mindestens 13°, insbesondere mindestens 14°, und höchstens 25°, insbesondere um mindestens 10° und höchstens 24°, insbesondere höchstens 23°, insbesondere höchstens 22°, insbesondere höchstens 21 °, insbesondere höchstens 20°, insbesondere höchstens 19°, insbesondere höchstens 18°, insbesondere höchstens 17°, insbesondere höchstens 16°, insbesondere höchstens 15°, geneigt sein. Bei einer Neigung in diesem Bereich ist die Stromausbeute bei Ost-West- oder Nord-Süd- Ausrichtung bei gleichzeitig guter Flächenausnutzung auf einem Flachdach besonders gut. Weiterhin erfolgt bei dieser Neigung eine gute Hinterlüftung mit damit einhergehender Kühlung der Photovoltaikmodule. Bei einer Neigung gegenüber der Horizontalen ab etwa 10° ist darüber hinaus die Reinigung der Photovoltaikmodule durch Regen besonders gut.
Unter seitlichen Kanten der Photovoltaikmodule und unter endständigen oberen Kanten der Photovoltaikmodule der erfindungsgemäßen Anordnung können jeweils Abdeckungen angeordnet sein, um zu verhindern, dass Wind unter die Photovoltaikmodule greift und diese dadurch anhebt oder ihnen einen Auftrieb verschafft. Eine endständige obere Kante ist dabei eine obere Kante, die an einem Ende der erfindungsgemäßen Anordnung angeordnet ist, ohne dass ihr eine ent- sprechende obere Kante eines zweiten Photovoltaikmoduls direkt gegenübersteht. Eine effiziente Flächenausnutzung üblicherweise rechteckiger Flachdächer wird erreicht, wenn die Photovoltaikmodule jeweils eine rechteckige von den Kanten begrenzte sonnenseitige weitere Fläche aufweisen. Dadurch sind dann auch seitliche Kanten benachbarter Photovoltaikmodule im Wesentlichen parallel zueinan- der angeordnet.
Die Anordnung kann eine Trägerkonstruktion umfassen, an der mindestens zwei der Photovoltaikmodule befestigt sind. Die Trägerkonstruktion kann dabei zwei parallel zueinander ausgerichtete Träger umfassen, wobei an jedem der Träger zwischen zwei daran angebrachten Stützelementen zwei Halter befestigt sind. Dadurch wird eine Montage der Photovoltaikmodule vereinfacht. Weiterhin kann die Trägerkonstruktion mit Gewichten belastet sein.
Bei einer Ausgestaltung ist die Trägerkonstruktion so ausgebildet, dass bei deren Aufstellung auf einer ebenen Fläche ein vierter Abstand C zwischen der ebenen Fläche und unteren der Kanten höchstens 150 mm, insbesondere höchstens 125 mm, insbesondere höchstens 100 mm, insbesondere höchstens 90 mm, insbesondere höchstens 80 mm, insbesondere höchstens 70 mm, insbesondere höchstens 60 mm, insbesondere höchstens 50 mm, insbesondere höchstens 40 mm, insbesondere höchstens 30 mm, insbesondere höchstens 20 mm, beträgt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gebäude mit einem Flachdach, auf dem die erfindungsgemäße Anordnung abgestützt ist. Vorteilhaft ist dabei, dass die An- Ordnung durch deren besondere aerodynamische Ausgestaltung mittels der Trägerkonstruktion auf dem Flachdach frei stehend und insbesondere ohne eine Verankerung im Flachdach angeordnet sein kann. Ein Durchdringen einer Dachhaut durch Befestigungsmittel ist nicht erforderlich. Es besteht daher keine Gefahr, die Dachhaut durch die Montage so zu beschädigen, dass Feuchtigkeit eindringen kann. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Darstellung einer Trägerkonstruktion für die erfindungsgemäße Anordnung von Photovoltaikmodulen. Von den Photovoltaikmodulen sind hier zur Vereinfachung der Darstellung nur deren rechteckig umlaufende Rahmen dargestellt.
Die Figur zeigt die rechteckigen Rahmen 10 der Photovoltaikmodule. Die Rahmen 10 werden jeweils durch Halter 13 und Stützelemente 14 in ihrer geneigten Position gehalten. Die Halter 13 und die Stützelemente 14 sind durch Verbindungsmittel 12 mit den Trägern 15 verbunden. Zur Verhinderung eines Auftriebs durch unter die Photovoltaikmodule greifenden Wind sind seitlich an den Stützelementen 14 unterhalb der seitlichen Kanten 21 und unterhalb der oberen Kanten 20 der endständig in der Anordnung angeordneten Rahmen 10 jeweils Abdeckungen 16 angeordnet. Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass der erste Abstand A zwischen den oberen Kanten 20 benachbarter Photovoltaikmodule mindestens so groß ist wie die Höhe H. Dabei ist die Höhe H definiert als der Abstand zwischen einer durch eine untere Kante 18 des jeweiligen Photovoltaik- moduls verlaufenden Horizontalen 22 und einer oberen Kante 20 des jeweiligen Photovoltaikmoduls. Der zweite Abstand D zwischen den unteren Kanten 18 be- nachbarter Photovoltaikmodule ist dabei im Allgemeinen geringer als der erste Abstand A.
Jedes Photovoltaikmodul wird an seiner oberen Kante 20 durch zwei Stützelemente 14 abgestützt. Eine Fläche F wird begrenzt durch die obere Kante 20 sowie die die obere Kante 20 abstützenden Stützelemente 14. Sie wird des Weiteren durch den Untergrund begrenzt, auf welchem die Träger 15 abgestützt sind. Die Fläche F ist offen, d. h. sie ermöglicht ein ungehindertes Ein- und Ausströmen von Luft. Ein Flächeninhalt der Fläche F ergibt sich durch einen Abstand der Länge L zwischen den beiden Stützelementen 14 sowie der Kantenlänge K des Stützele- ments 14 zuzüglich einem durch die Höhe der Träger 15 gegebenen dritten Abstand B und gegebenenfalls einem durch einer Höhe hier nicht dargestellter Füße aus einem elastischen Material, z. B. Gummi, gegebenen weiteren Abstand. Damit sich unterhalb der Photovoltaikmodule der gewünschte Unterdruck aufbaut, ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Fläche F vollständig offen ist. Sie kann teilweise durch ein Abdeckblech oder Versteifungs- bzw. Stützelemente oder ei- nen Kabelkanal abgedeckt bzw. beschränkt sein. Es ist allerdings darauf zu achten, dass die Fläche zumindest zu 30%, vorzugsweise zumindest zu 40%, besonders bevorzugt zumindest zu 50%, offen ist, um die Ausbildung der den gewünschten Unterdruck erzeugenden Luftströmung zu ermöglichen. Eine in der Fläche F frei bleibende Öffnung ist dabei vorzugsweise als Schlitz ausgebildet, der von der oberen Kante 20 und von Abschnitten der Stützelemente 14 begrenzt wird. Die Fläche F ist zweckmäßigerweise zumindest so groß wie eine
Einströmfläche E welche zwischen den zwei im zweiten Abstand D voneinander beabstandeten unteren Kanten 18 auf der Länge L gebildet ist. Ein Verhältnis F/E der Fläche F zur Einströmfläche E ist vorzugsweise größer als 1 , besonders be- vorzugt großer als 1 ,5, insbesondere größer als 2.
Soweit gegenüberliegend der Fläche F keine weitere Fläche sich befindet, d. h. die Fläche F einen Rand der Anordnung bildet, ist sie vorteilhafterweise im Wesentlichen mit einem Abdeckblech bzw. eine Abdeckung 16 verschlossen. Durch eine die Fläche F verschließende Abdeckung 16 wird der Wind im Randbereich der Anordnung so umgelenkt, dass er entlang der durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung gebildeten V-förmigen Oberseiten der Photovoltaikmodule strömt.
Bezugszeichenliste
10 Rahmen
12 Verbindungsmittel
13 Halter
14 Stützelement
15 Träger
16 Abdeckung
18 untere Kante
20 obere Kante
21 seitliche Kante
22 Horizontale
A erster Abstand
B dritter Abstand
C vierter Abstand
D zweiter Abstand
E Einströmfläche
F Fläche
H Höhe
K Kantenlänge
L Länge

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung von flach ausgebildeten Photovoltaikmodulen für Ost-Westoder Nord-Süd-Ausrichtung, wobei die Photovoltaikmodule jeweils im Wesentli- chen zueinander parallele Kanten (18, 20, 21 ) aufweisen und jeweils dachartig geneigt sind, wobei dadurch eine obere (20) der Kanten (18, 20, 21 ) des jeweiligen Photovoltaikmoduls um eine Höhe H höher angeordnet ist als eine durch eine untere (18) der Kanten (18, 20, 21 ) des jeweiligen Photovoltaikmoduls verlaufende Horizontale (22), wobei jeweils zwei der Photovoltaikmodule voneinander abge- neigt angeordnet sind, wobei ein erster Abstand A der oberen (20) der Kanten (18, 20, 21 ) dieser beiden Photovoltaikmodule mindestens 1 H und höchstens 5H beträgt, wobei der erste Abstand A größer ist als ein zweiter Abstand D zwischen unteren (18) der Kanten (18, 20, 21 ) benachbarter Photovoltaikmodule.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , wobei der erste Abstand A höchstens 4,5H, insbesondere höchstens 4H, insbesondere höchstens 3H, beträgt.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Abstand A mindestens 1 ,5H und höchstens 4,5H, insbesondere mindestens 2H und höchstens 4H oder mindestens 1 ,5H und höchstens 3H, beträgt.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Abstand A mindestens 100 mm, insbesondere mindestens 200 mm, insbesondere mindestens 300 mm, insbesondere mindestens 400mm, insbesondere höchstens 500 mm, beträgt.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen den oberen (20) der Kanten (18, 20, 21 ) ein nicht durch Bauteile begrenzter, insbesondere einen Durchgang zu Wartungszwecken erlaubender, Spalt mit einer Breite gebildet ist, die, insbesondere zumindest im Bereich zwischen der oberen (20) der Kanten (18, 20, 21 ) und der Horizontalen (22), dem ersten Abstand A oder zumindest 1 H entspricht.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine jeweils durch die obere Kante (20) und die die obere Kante (20) abstützenden Stützelemente (14) begrenzte Fläche F bei zwei im ersten Abstand A einander gegenüber- liegend angeordneten Photovoltaikmodulen offen ist.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Abstand D zwischen 50 mm und 200 mm oder höchstens 150 mm, insbesondere höchstens 125 mm, insbesondere höchstens 100 mm, insbesondere höchstens 90 mm, insbesondere höchstens 80 mm, insbesondere höchstens 70 mm, insbesondere höchstens 60 mm, insbesondere höchstens 50 mm, insbesondere höchstens 40 mm, insbesondere höchstens 30 mm, insbesondere höchstens 20 mm, insbesondere höchstens 10 mm, insbesondere 0 mm, beträgt.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis zwischen dem ersten Abstand A und dem zweiten Abstand D mindestens 2, insbesondere mindestens 4, insbesondere mindestens 10, insbesondere mindestens 20, und/oder höchstens 22, insbesondere höchstens 15, insbesondere höchstens 8, insbesondere höchstens 3, beträgt.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Neigung der Photovoltaikmodule gegenüber der Horizontalen (22) mindestens 5° und höchstens 25°, insbesondere mindestens 10° und höchstens 15°, beträgt.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Photovoltaikmodule jeweils eine rechteckige von den Kanten (18, 20, 21 ) begrenzte weitere Fläche aufweisen.
1 1 . Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anord- nung eine Trägerkonstruktion (12, 13, 14, 15) umfasst, an der mindestens zwei der Photovoltaikmodule befestigt sind.
12. Anordnung nach Anspruch 1 1 , wobei die Trägerkonstruktion (12, 13, 14, 15) zwei parallel zueinander ausgerichtete Träger (15) umfasst, wobei an jedem der Träger (15) zwischen zwei daran angebrachten Stützelementen (14) zwei Halter (13) befestigt sind.
13. Anordnung nach Anspruch 12, wobei die Trägerkonstruktion (12, 13, 14, 15) mit Gewichten belastet ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, wobei die Trägerkon- struktion (12, 13, 14, 15) so ausgebildet ist, dass bei deren Aufstellung auf einer ebenen Fläche ein vierter Abstand C zwischen der ebenen Fläche und unteren (18) der Kanten (18, 20, 21 ) höchstens 150 mm, insbesondere höchstens
125 mm, insbesondere höchstens 100 mm, insbesondere höchstens 90 mm, insbesondere höchstens 80 mm, insbesondere höchstens 70 mm, insbesondere höchstens 60 mm, insbesondere höchstens 50 mm, insbesondere höchstens 40 mm, insbesondere höchstens 30 mm, insbesondere höchstens 20 mm, beträgt.
15. Gebäude mit einem Flachdach, auf dem eine Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche abgestützt ist.
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