WO2023284904A1

WO2023284904A1 - Fotovoltaikdachsystem zum aufbau eines solarcarports sowie solarcarport

Info

Publication number: WO2023284904A1
Application number: PCT/DE2021/100608
Authority: WO
Inventors: Edelbert Schwarze
Original assignee: Edelbert Schwarze
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2023-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fotovoltaikdachsystem zum Aufbau eines erweiterbaren, freitragenden Solarcarports, das sich insbesondere für die Aufstellung an Standorten mit hoher Wind- oder Schneebelastung eignet. Das Fotovoltaikdachsystem weist mindestens zwei gebogene Hauptträger (2) auf, die bei bestimmungsgemäßer Ausstellung des Fotovoltaikdachsystems über Bodenankerschienen (5) an Erdschrauben (6) im Untergrund befestigt sind.

Description

Fotovoltaikdachsystem zum Aufbau eines Solarcarports sowie Solarcarport

Die Erfindung betrifft ein Fotovoltaikdachsystem zum Aufbau eines Solarcarports ge mäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 sowie ein mittels des Fotovoltaikdachsystems aufgebautes Solarcarport. Das Fotovoltaikdachsystem eignet sich u. a. zum Aufbau von Solarcarports in Parkarealen von Einkaufszentren und Wohnkomplexen, auf Mit arbeiterparkplätzen, in Park & Ride-Zonen sowie in Dauerparkbereichen von Flug plätzen.

Solardächer zur elektrischen Energieerzeugung sind regelmäßig durch mehrere Fo tovoltaikpaneele gebildet und kommen in vielen Bereichen zum Einsatz. Insbeson dere für den Fall, dass das jeweilige Solardach eine geschlossene Dachfläche zur gleichzeitig regendichten Überdachung darstellen soll, mithin unterhalb der einzelnen Fotovoltaikpaneele - außer einer Tragstruktur - keine weitere flächig geschlossene Dach- oder Dichtstruktur vorhanden sein soll, bilden Solardächer häufig einen Teil ei nes Carports, eines Unterstands für Flaltestellen etc.. Ein solches Carport oder ein solcher Unterstand weisen somit eine Unterkonstruktion auf, auf der die Fotovoltaik paneele zur Bildung der geschlossenen Dachfläche befestigt sind. Die Fotovoltaikpa neele dienen dabei regelmäßig zur Stromerzeugung für in der Umgebung befindliche elektrische Anlagen, wie zum Beispiel Parkschein- oder Fahrkartenautomaten oder - insbesondere interessant für ein Vorantreiben der Elektromobilität - Ladestationen für Elektrofahrzeuge.

DE 102009043779 A1 zeigt ein als Carport nutzbares Stahlgerüst für eine Fotovol taikanlage. Ein Carport, dessen Fotovoltaikpaneeldach entsprechend dem Sonnen stand gekippt werden kann, ist in AT 518613 A1 offenbart.

Für den flächendeckenden Ausbau beispielsweise eines Ladestationsnetzes oder zu mindest für den wirtschaftlich attraktiven Aufbau und die Versorgung einzelner La destationen ist dabei eine kostengünstige sowie in Anbetracht von Montagegesichts punkten einfache und vorzugsweise auch leichtgewichtige Konstruktion zweckmäßig.

WO 2020/052711 A1 beschreibt ein Solardachsystem, dessen Dachflächen aus Fo tovoltaikpaneelen gebildet ist, das diesen Anforderungen gerecht wird. Infolge der Leichtbauweise und der hohen Tragkapazität an Fotovoltaikpaneelen ist dieses So lardachsystem wetterbedingt nicht in allen Standorten uneingeschränkt aufstellbar. Insbesondere an Standorten, an denen regelmäßig hohe Wind- und Schneelasten auftreten, reichen die bekannten Fundamentierungen mitunter nicht aus.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein aus einer minimalen Anzahl von Bauteilen bestehendes Fotovoltaikdachsystem zur Schnellmontage erweiterbarer, freitragender Solarcarports bereitzustellen, das sich insbesondere für die Aufstellung an Standor ten mit hoher Wind- oder Schneebelastung eignet.

Diese Aufgabe wird durch ein Fotovoltaikdachsystem zum Aufbau eines Solarcar ports mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Anspruch 1 sowie das Solarcarport nach Anspruch 12 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 sowie 13 bis 15 aufgeführt.

Unter dem Begriff „Fotovoltaikdachsystem“ wird hier und im Folgenden insbesondere ein Bausatz verstanden, der zum Aufbau bzw. zur Montage des erfindungsgemäßen Solarcarports eingerichtet und vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße Solarcarport ist demnach aus dem hier und im Folgenden beschriebenen Fotovoltaikdachsystem gebildet.

Nach Maßgabe der Erfindung weist das Fotovoltaikdachsystem zum Aufbau eines Solarcarports eine Dachfläche auf, die eine vorgegebene Anzahl von Fotovoltaikpa neelen umfasst.

Das Fotovoltaikdachsystem weist außerdem wenigstens zwei, jeweils aus einem ge schlossenen Hohlprofil gebildete Hauptträger auf. Diese sind jeweils in einem Biege bereich knickfrei um weniger als 90 Grad und mehr als 60 Grad gebogen, wobei das Hohlprofil des gebogenen Hauptträgers jeweils innerhalb einer Biegeebene liegt. Fer ner besitzt der Hauptträger wenigstens einen an den Biegebereich anschließenden geradlinigen Trägerschenkel, der zur Auflage der Dachfläche dient. Die Biegeebenen aller Hauptträger sind im bestimmungsgemäßen Aufstellzustand des Fotovoltaik dachsystems parallel zueinander angeordnet. Des Weiteren umfasst das Fotovoltaikdachsystem - zugeordnet zu jedem der Haupt träger - wenigstens zwei Fachwerkelemente sowie einen Dachträger, mittels derer der jeweilige Hauptträger auf der Konvexseite (bzw. Biegungsaußenseite) seines Biegebereichs im bestimmungsgemäßen Aufstellzustand des Fotovoltaikdachsys tems abgespannt ist. D. h., die Fachwerkelemente und der Dachträger dienen dazu, den Hauptträger und dabei insbesondere den Trägerschenkel gegen Verformung un ter der Last der Dachfläche abzustützen.

Das Fotovoltaikdachsystem weist ferner mindestens zwei langgestreckte, im bestim mungsgemäßen Aufstellzustand des Fotovoltaikdachsystems parallel zu den Biege ebenen der Hauptträger ausgerichtete Vertikalpaneelträger zur Halterung und zur dichten Verbindung der Fotovoltaikpaneele auf.

Das Fotovoltaikdachsystem umfasst zudem mindestens vier als Fundament die nende Erdschrauben sowie mindestens zwei Fundamentadapter zur Befestigung der Hauptträger an den Erdschrauben.

Erfindungsgemäß ist jeder der Fundamentadapter eine zu ihrer Längsmitte spiegel symmetrisch ausgebildete Bodenankerschiene, die im bestimmungsgemäßen Auf stellzustand des Fotovoltaikdachsystems in der Biegeebene des oder der daran be festigten Hauptträger ausgerichtet bzw. angeordnet ist.

Diese Bodenankerschiene weist einen langstreckten, aus einem geschlossenen Hohlprofil gebildeten Bodenankerbalken, mindestens einen Standrohrstutzen, zwei Versteifungsrippen, zwei Seitenträger sowie zwei Ankerverschraubungen auf.

Der oder die Standrohrstutzen sind senkrecht abzweigend am Bodenankerbalken an gebracht. Jeder der Standrohrstutzen dient zur Aufnahme und Arretierung jeweils ei nes der Hauptträger.

An jeder der zu den Endbereichen des Bodenankerbalkens hinweisenden Mantelsei ten des oder der Standrohrstutzen ist jeweils eine der Versteifungsrippen im Zwickel zwischen dem jeweiligen Standrohrstutzen und dem Bodenankerbalken angebracht. Die beiden baugleichen, jeweils aus einem H-Profil gebildete Seitenträger sind spie gelsymmetrisch an den beiden Endbereichen des Bodenankerbalkens befestigt. Je dem der beiden Seitenträger ist eine der Ankerverschraubungen zugeordnet, die zur lösbaren Verbindung des jeweiligen Seitenträgers an jeweils einer der Erdschrauben dient. Die H-Profil-Mittelstege der Seitenträger sind senkrecht zum Standrohrstutzen ausgerichtet und besitzen jeweils eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme der An kerverschraubung.

Jede der Ankerverschraubungen umfasst (neben dem üblichen Bolzen bzw. der Schraube) mindestens zwei Schraubenmuttern, die nach dem Anbringen der An kerverschraubung am H-Profil-Mittelsteg des Seitenträgers beidseitig des jeweiligen H-Profil-Mittelstegs anliegen.

Je nach Ausführung der Erdschraube kann vorgesehen sein, die Ankerverschrau bung direkt oder indirekt mittels einer Adapterplatte an der Erdschraube zu befesti gen. Bei Verwendung der Adapterplatte wird diese mittels einer Adapterverschrau bung an die Erdschraube angeflanscht und anschließend die Adapterplatte über die Ankerverschraubung an den Seitenträgern der Bodenankerschiene befestigt. Die Adapterplatten und die Adapterverschraubungen sind optionale Ergänzungsbauteile des Fotovoltaikdachsystems.

Die Hauptträger des erfindungsgemäß aus dem beschriebenen Fotovoltaikdachsys tem gebildeten Solarcarports sind bezüglich ihrer Biegeebenen parallel zueinander und mit ihrem jeweiligen bodenseitigen Endbereich am Untergrund lotrecht ausge richtet. Die Trägerschenkel sind folglich um mehr als 90 Grad und weniger als 120 Grad gegenüber der Lotrechten bzw. um mehr als 0 Grad und weniger als 30 Grad gegenüber der Waagerechten, zum Beispiel also zum Erdboden, ausgerichtet. Jeder der Trägerschenkel ist dabei mittels der wenigstens zwei Fachwerkelemente sowie dem Dachträger auf der Konvexseite des Biegebereichs des jeweiligen Hauptträgers abgespannt.

Jeder der Hauptträger ist ferner über eine in der Biegeebene dieses Hauptträgers ausgerichteten Bodenankerschiene an jeweils zwei voneinander beabstandet in den Untergrund eingelassenen Erdschrauben befestigt ist. Jeder der Seitenträger der Bo denankerschiene ist hierbei an der ihm zugeordneten Erdschraube mittels der beid seitig am H-Profil-Mittelsteg des Seitenträgers anliegenden Schraubenmuttern der Ankerverschraubung montiert.

Das erfindungsgemäße Fotovoltaikdachsystems bzw. das daraus einfach und schnell zu installierende Solarcarport zeichnen sich trotz Leichtbauweise durch eine hohe mechanische Stabilität aus. Das Solarcarport kann folglich an Standorten mit wetter bedingt hoher Belastung durch Wind und Schnee aufgestellt werden.

Die Bauteile des Fotovoltaikdachsystems können aufgrund ihrer Ausbildung und ihrer geringen Anzahl mit gängigen Verkehrsmitteln platz- und kostensparend zum Auf stellungsort transportiert werden. Die Montage - ebenso wie die Demontage - ist mit branchenüblichem Fachpersonal ausführbar; auch in Bezug auf die benötigte Werk zeug- und Gerätetechnik bestehen - vor allem aufgrund der Leichtbauweise - keine außergewöhnlichen Anforderungen.

Die erfindungsgemäße Bodenankerschiene kann mittels der beiden Ankerverschrau bungen bzw. mittels der beiden am Seitenträger anliegenden Schraubenmuttern der Ankerverschraubungen in einer gewünschten Höhe am Schraubenbolzen positioniert werden. Dies ermöglicht es, die Bodenankerschiene in der Waagerechten zu justie ren und folglich den bodenseitigen Endbereich des Hauptträgers im Rahmen der Montage lotrecht auszurichten.

Vorzugsweise liegt der Bohrungsabstand der beiden für die Ankerverschraubung vor gesehenen Durchgangsbohrungen in den Seitenträgen der Bodenankerschiene im Bereich von 1 ,7 Meter bis 2,3 Meter. Entsprechend beträgt der bevorzugte Abstand der beiden mittels der Ankerverschraubungen an einer der Bodenankerschienen be festigten Erdschrauben ebenfalls 1,7 Meter bis 2,3 Meter.

Die zur Halterung und zur dichten Verbindung der Fotovoltaikpaneele dienenden Vertikalpaneelträger sind bei bestimmungsgemäßer Aufstellung des Fotovoltaikdach systems parallel zu den Biegeebenen der Hauptträger ausgerichtet. Die einzelnen Fotovoltaikpaneele sind vorzugsweise mittels der Vertikalpaneelträger an Montage profilen, die jeweils quer zu den Hauptträgern verlaufen, befestigt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Fotovoltaikdachsystems sind die Foto voltaikpaneele gerahmt.

Es kann vorgesehen sein, die gerahmten Fotovoltaikpaneele mittels jeweils ein Dop- pel-T-Profil umfassenden Vertikalpaneelträgern zu haltern. Dieses Doppel T-Profil weist hierzu zwei einander gegenüberliegende Aufnahmeschlitze (bzw. Aufnahmenu ten) zum Einschieben der gerahmten Fotovoltaikpaneele auf. Eines der beiden T- Teilprofile dieses Doppel-T-Profils besitzt an den beiden Endbereichen seines T- Querstegs jeweils einen serifenartig ausgebildeten Auflagesteg. Beim Einschieben in einen der Aufnahmeschlitze liegt das gerahmte Fotovoltaikpaneel auf dem Auflage steg des Doppel-T-Profils auf und wird am gegenüberliegenden T-Quersteg ge klemmt.

Zur kraftschlüssigen Arretierung der Fotovoltaikpaneele in den Aufnahmeschlitzen der vorstehend beschriebenen Vertikalpaneelträger dienen mehrere im Querschnitt kommaförmig ausgebildete, elastomere Vertikaldichtungsprofile. Diese Vertikaldich tungsprofile des Fotovoltaikdachsystems sind vorzugsweise extrudierte Profile aus einem monolithischen Elastomer; das Elastomer kann zum Beispiel ein Gummi, ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE) sein.

In dem aus gerahmten Fotovoltaikpaneelen und Doppel-T-Profil-Vertikalpaneelträ- gern aufgebauten Solarcarport sind die einer der Dachflächen zugeordneten Vertikal paneelträger parallel zueinander und zu den Biegeebenen der Hauptträger ausge richtet. Die Fotovoltaikpaneele sind in den Aufnahmeschlitzen der Doppel-T-Profile der Vertikalpaneelträger gehaltert, wobei sie auf den Auflagestegen aufliegen und mittels der Vertikaldichtungsprofile in den Aufnahmeschlitzen geklemmt sind.

Vorteilhafterweise dienen die Vertikalpaneelträger zudem zur (verdeckten) Führung von Verbindungskabeln und/oder zur Ableitung von Tropfwasser. Hierzu können die Vertikalpaneelträger zusätzlich eine in Längsrichtung verlaufende Tropf- und Füh rungswanne aufweisen.

Die Hauptträger erstrecken sich jeweils vom Fundament bis zum First, d. h. dem höchsten Punkt der jeweiligen Dachfläche. Um eine schräge Dachfläche nach Art ei nes Pultdaches aufstellen zu können, sind somit lediglich zwei Hauptträger erforder lich, wobei jeder der Hauptträger mittels jeweils einer der Bodenankerschienen an je zwei Erdschrauben im Boden verankert ist.

Vorzugsweise sind die Hauptträger einstückig ausgeführt. Infolge der niedrigen An zahl an stabilitätsverringernden Kerben zeichnen sich die einstückigen Hauptträger durch einen günstigen Kraftverlauf und eine damit verbundene besonders hohe Trag fähigkeit aus. Zur verbesserten Transportfähigkeit können die Hauptträger auch zweistückig mit einer Steckverbindung ausgeführt sein, wobei nahezu die gleiche Tragfähigkeit wie die des einstückigen Hauptträgers erreicht wird.

Gemäß einer Ausgestaltung des Fotovoltaikdachsystem weist dieses außerdem eine Querverstrebung auf, die zur Querkopplung von jeweils zwei bezüglich ihrer Biege ebenen in Abstand parallel zueinander aufgestellten Hauptträgern dient. In einer opti onalen Variante ist dieser Querverstrebung dabei integral durch eines der Montage profile gebildet, das zur Halterung der jeweiligen Dachfläche (bzw. der die Dachflä che bildenden Fotovoltaikpaneele) die beiden parallel zueinander angeordneten Hauptträger quer überspannt.

Der Dachträger liegt vorzugsweise auf dem Trägerschenkel des jeweiligen Hauptträ gers auf und kragt über den Biegebereich über. In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Dachträger ein U-förmiges Profil, das auf den Trägerschenkel aufgelegt ist und diesen mittels seiner beiden parallelen U-Schenkel seitlich umgreift.

Die jeweils einem der Hauptträger zugeordneten Fachwerkelemente ebenso wie der diesem Hauptträger zugeordnete Dachträger sind vorzugsweise durch Schraubver bindungen mit dem Hauptträger verbunden. Die Hauptträger, Dachträger und/oder Fachwerkelemente sind vorzugsweise aus metallischen Werkstoffen, insbesondere aus Aluminiumwerkstoffen, gebildet.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das geschlossene Hohlprofil der Hauptträger jeweils ein kreisförmiges Rohrprofil, dessen Rohrwandungsdicke im Bereich von 5 mm bis 7,5 mm liegt.

Ferner besitzt der Hauptträger in seinem Biegebereich vorzugsweise einen Biegera dius von wenigstens 2 Meter, insbesondere von 2,4 Meter. Durch diesen vergleichs weise großen Biegeradius wird eine gleichmäßige Krafteinleitung vom Trägerschen kel über den Biegebereich in das Fundament ermöglicht.

Die Hauptträger weisen in der Biegeebene bevorzugt eine Spannweite von mindes tens 5 Meter auf. Diese Spannweite wird dabei über die im bestimmungsgemäßen Aufstellzustand des jeweiligen Hauptträgers auf die Horizontale projizierte Länge be messen und erstreckt sich somit von einem „firstseitigen“ (d. h. im bestimmungsge mäßen Aufstellzustand höchstliegenden) Ende des Trägerschenkels bis zum Boden ende des Hauptträgers.

Das aus dem Fotovoltaikdachsystem gebildete Solarcarport besitzt vorzugsweise eine Firsthöhe von wenigstens 3 Meter, insbesondere von 3,5 Meter, vorzugweise von 4,2 Meter, und eine Traufhöhe von wenigstens 2,5 Meter, insbesondere von min destens 2,7 Meter.

Jede der Erdschrauben besitzt eine Vorzugslänge von mindestens 2 Meter. Mittels dieser Erdschrauben lässt sich das jeweilige Fundament vergleichsweise einfach und in kurzer Zeit ausbilden.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die Bodenankerschiene zwei in Längserstreckung der Bodenankerschiene in Reihe nebeneinander angeordnete Standrohrstutzen auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Fotovoltaikdachsystems umfasst die ses eine geradzahlige Anzahl von Hauptträgern, die in Trägergruppen zu jeweils zwei Hauptträgern gruppiert sind, mehrere Dachflächen sowie die Bodenankerschie nen gemäß der vorstehend beschrieben Ausgestaltung, d. h. die Bodenankerschie nen mit jeweils zwei in Reihe nebeneinander angeordneten Standrohrstutzen.

Das auf Basis dieser Ausgestaltung des Fotovoltaikdachsystems gebildete Solarcar port besitzt innerhalb einer Trägergruppe jeweils zwei Hauptträger, deren Biegeebe nen sich decken und deren Trägerschenkel voneinander wegweisen. Die beiden Hauptträger der Trägergruppe sind jeweils mittels der Fachwerkelemente und der Dachträger zur gegenseitigen Abspannung aneinander gekoppelt. Die Hauptträger verschiedener Trägergruppen sind bezüglich ihrer Biegeebenen in Abstand parallel zueinander angeordnet. Auf den parallelen Trägerschenkeln der Hauptträger be nachbarter Trägergruppen ist jeweils eine der Dachflächen gelagert. Zur Befestigung am Untergrund sind die beiden Hauptträger einer Trägergruppe jeweils in einer ge meinsamen Bodenankerschiene fixiert, wobei jeder der beiden Hauptträger an einem der Standrohrstutzen befestigt ist. Das so gebildete Solarcarport besitzt demnach mindestens vier Hauptträger und mindestens zwei Dachflächen. Die beiden innerhalb einer Trägergruppe rückseitig aneinander angeordneten und miteinander verbunde nen Hauptträger sind somit gegenseitig abgespannt. Die Dachflächen treffen sich an ihrer Traufe, sodass sich ein Schmetterlingsdach oder„Y-Dach“ ergibt. Diese Ausbil dung des Solarcarports ist durch weitere Hauptträger erweiterbar (d. h. auf vier, sechs, acht und dergleichen mehr Dachflächen).

Sofern das Solarcarport zum Beispiel eine Dachfläche in Form eines Pultdaches be sitzt, kann das Fotovolatikdachsystem ferner eine jedem der Hauptträger zugeord nete Vertikalstütze aufweisen, an dem der jeweilige Hauptträger bei bestimmungsge mäßem Aufbau in Richtung Boden abgespannt wird. Vorzugsweise ist diese Vertikal stütze im Bereich des Bodenendes mit dem Hauptträger und/oder mit dem Funda mentadapter gekoppelt und somit (mittelbar oder unmittelbar) mit dem Untergrund verbunden. Optional kann die Vertikalstütze mittels eines weiteren, separat zugeord neten Fundamentadapters im Boden verankert sein. Die Vertikalstütze kann bei spielsweise als U-Profil oder als Rundrohr ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Fotovoltaikdachsystem mit einem Wechselrichter und/oder ei nem Transformator für den von den Fotovoltaikpaneelen erzeugten Strom ausgestat tet, sodass das Fotovoltaikdachsystem eine Fotovoltaikanlage bildet. Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich weist das Fotovoltaikdachsystem auch eine Ladestation für Elektrofahrzeuge auf. Diese Ladestation ist dabei optional mit dem Wechselrichter bzw. Transformator gekoppelt. Vorzugsweise ist der Wechselrichter, der Transforma tor und/die Ladestation dabei in Höhe von etwa 1 ,7 Meter angeordnet. Optional weist das Fotovoltaikdachsystem auch eine Wärmepumpe oder einen Ankopplungspunkt zu einer solchen auf.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die maßstabsgetreuen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu zeigen:

Fig. 1 : das aus dem Fotovoltaikdachsystem gebildete Solarcarport in zwei perspekti vischen Teilansichten,

Fig. 2: die Bodenankerschiene des Fotovoltaikdachsystems mit den daran ange brachten Erdschrauben in perspektivischer Ansicht,

Fig. 3: die Bodenankerschiene des Fotovoltaikdachsystems in perspektivischer An sicht,

Fig. 4: die Bodenankerschiene des Fotovoltaikdachsystems mit den daran ange brachten Erdschrauben in drei Teilansichten,

Fig. 5: die Verbindung der Bodenankerschiene mit der Erdschraube in perspektivi scher Ansicht,

Fig. 6: die aus dem Fotovoltaikdachsystem gebildete Unterkonstruktion des Solar carports in perspektivischer Übersichtsansicht und zwei perspektivischen De tailansichten,

Fig. 7: die Dachfläche des Fotovoltaikdachsystems während der Montage in per spektivischer Ansicht,

Fig. 8: die Montage der Fotovoltaikpaneele in den Vertikalpaneelträgern in perspek tivischer Ansicht,

Fig. 9: das Klemmen der Fotovoltaikpaneele in den Vertikalpaneelträgern in per spektivischer Ansicht, und Fig. 10: das Klemmen der Fotovoltaikpaneele in den Vertikalpaneelträgern in Quer schnittsdarstellung.

Das aus dem erfindungsgemäßen Fotovoltaikdachsystem gebildete freitragende So larcarport gemäß der Fig. 1 weist die nur in der Teilansicht der Fig. 1 (a) dargestell ten, die beiden Dachflächen bildenden Fotovoltaikpaneele 1 auf. Die die Fotovoltaik paneele 1 tragende Unterkonstruktion des Solarcarport veranschaulicht die Teilan sicht der Fig. 1 (b).

Das Fotovoltaikdachsystem bzw. das daraus gebildete Solarcarport weist als tra gende Grundelemente die Flauptträger 2, die Dachträger 3 und die Fachwerkele mente 4 auf. Zur Ausbildung der in der Fig. 1 dargestellten Ausführung des Solarcar ports als Schmetterlingsdach sind zwei der Flauptträger 2 in jeweils einer gemeinsa men Trägergruppe miteinander durch die Dachträger 3 und die Fachwerkelemente 4 verbunden.

Die beiden Flauptträger 2 einer jeweiligen Trägergruppe sind an der gemeinsamen Bodenankerschiene 5 befestigt, die wiederum an jedem ihrer Endbereiche über die Adapterplatte 8 mit einer der Erdschrauben 6 verbunden ist. Die Erdschraube 6 wird bei Montage des Solarcarports als dessen Fundament im Untergrund eingelassen.

Die Fotovoltaikpaneele 1 sind - als Teil der Unterkonstruktion - in einem Gestell aus sich kreuzenden Profilen gehaltert. Parallel zur den Biegeebenen der Flauptträger 2 verlaufen die Vertikalpaneelträger 18 mit den diesen zugeordneten Vertikaldichtungs profilen 19; quer zu den Biegeebenen der Flauptträger 2 sind die Montageprofile 14, die U-Profile 15 sowie die Horizontalpaneelträger 16 mit den diesen zugeordneten Horizontaldichtungsprofilen 17 angeordnet. Am Außenrand des Gestells sind die Ver kleidungen 11 und die Rahmendichtungen 20 angebracht.

Die drei Trägergruppen des in der Fig. 1 dargestellten Solarcarports sind ferner zent ral durch die Querverstrebungen 13, die Regenrinne 12 und den Kabelkanal 21 ver bunden. An jeder Trägergruppe ist zudem ein Fallrohr 22 angebracht. Die Bodenankerschiene 5 ist gemäß der Ausführung in der Fig. 2 jeweils endseitig mittels der Ankerverschraubung 7 an der Adapterplatte 8 und diese wiederum mittels der Adapterverschraubung 9 an der Erdschraube 6 befestigt.

In der Fig. 3 ist die Ausführung der Bodenankerschiene 5 mit zwei in Reihe angeord nete Standrohrstutzen 5.3 dargestellt. Diese beiden Standrohrstutzen 5.3 stützen sich über die Versteifungsrippen 5.4 am Bodenankerbalken 5.1 ab. Jeweils endseitig sind die beiden aus einem H-Profil gebildeten Seitenträger 5.2 am Bodenankerbal ken 5.1 angebracht.

Die Montage der Bodenankerschiene 5 in der Ausführung nach der Fig. 3 verdeutli chen die Fig. 4 und 5. Die Teilansicht nach Fig. 4 (c) ist eine Detaildarstellung aus Fig. 4 (a) und zeigt insbesondere die Ankerverschraubung 7 am H-Profil-Mittelsteg des Seitenträger 5.2 mit den beiden beidseitig am H -P rof i I -M itte I steg (über Beilag- scheiben) anliegenden Schraubenmuttern. Diese beiden Schraubenmuttern ermögli chen die Flöhen- und Kippungsjustage der Bodenankerschiene 5 (vgl. Pfeildarstel lung in Fig. 4 (a)). Die Ankerverschraubung 7 ist in der Ausführung gemäß der Teil ansicht nach Fig. 4 (c) direkt (also ohne Adapterplatte 8) an die Erdschraube 6 ange bracht.

Die Ankerverschraubung 7 ermöglicht im Rahmen des Schraubenspiels - siehe hierzu die Pfeildarstellung in Fig. 4 (b) - eine Quer- und Längslagejustierung der Bo denankerschiene 5 während der Montage.

Die Verbindung der Bodenankerschiene 5 an der Erdschraube 5 mittels der Adapter platte 8 zeigt die Detaildarstellung in Fig. 5. Die Ankerverschraubung 7 umfasst einen Schraubenbolzen, vier Schraubenmuttern und vier Beilagscheiben; die sechs Adap terverschraubungen 9 umfassen jeweils eine Maschinenschraube und eine Hutmut ter.

Die Unterkonstruktion des freitragenden Solarcarports nach der Fig. 1 ist ohne die Fotovoltaikpaneele 1 und ohne das diese tragende Gestell in der Fig. 6 gezeigt. Die Teilansicht der Fig. 6 (a) veranschaulicht den Aufbau aus den drei Trägergruppen, die an der Traufe über die Regenrinne 12 miteinander gekoppelt sind. Die U-Profil- förmigen Dachträger 3 liegen jeweils auf dem Trägerschenkel 2.1 eines der Hauptträ ger 2 auf.

Die Fachwerksverstrebung zwischen den beiden Hauptträgern 2 einer Trägergruppe verdeutlicht die Teilansicht der Fig. 6 (c): Die Fachwerkelemente 4 und die Dachträ ger 3 sind mit den beiden Hauptträgern 2 durch die Schraubenverbindungen 10 ver bunden.

Die beiden bodenseitigen Endbereiche der beiden Hauptträger 2 sind - siehe hierzu die Teilansicht der Fig. 6 (b) - in den Standrohrstutzen 5.3 ebenfalls mittels Schrau benverbindungen 10 an der Bodenankerschiene 5 befestigt.

Den Aufbau der aus den Fotovoltaikpaneelen 1 gebildeten Dachfläche und dessen Montage ist in den Fig. 7 bis 10 wiedergegeben. Die einzelnen Komponenten des Gestells aus sich kreuzenden Profilen verdeutlich hierzu die Fig. 7, insbesondere die Anordnung der Montageprofile 14, der U-Profile 15 sowie der Horizontalpaneelträ ger 16 und die Horizontaldichtungsprofile 17.

Die Halterung der Fotovoltaikpaneele 1 in den Aufnahmeschlitzen der Doppel-T-Pro- file der Vertikalpaneelträger 18, in denen die Fotovoltaikpaneele 1 mittels der Verti kaldichtungsprofile 19 geklemmt sind, geht aus den Detaildarstellungen der Fig. 8, 9 und 10 hervor.

In der Fig. 10 ist zudem der Auflagesteg 18.1 des Vertikalpaneelträgers 18 darge stellt, auf dem das Fotovoltaikpaneel 1 aufliegt. An der dem Auflagesteg 18.1 gegen überliegenden Seite des Aufnahmeschlitzes des Doppel-T-Profils des Vertikalpaneel trägers 18 wird das Fotovoltaikpaneel 1 bei der Montage mit dem kommaförmigen Vertikaldichtungsprofile 19 geklemmt. Bezugszeichenliste

1 Fotovoltaikpaneel

2 Hauptträger

2.1 Trägerschenkel

3 Dachträger

4 Fachwerkelement

5 Bodenankerschiene

5.1 Bodenankerbalken

5.2 Seitenträger

5.3 Standrohrstutzen

5.4 Versteifungsrippe

6 Erdschraube

7 Ankerverschraubung

8 Adapterplatte

9 Adapterverschraubung

10 Schraubverbindung

11 Verkleidungselement

12 Regenrinne

13 Querverstrebung

14 Montageprofil

15 U-Profil

16 Horizontalpaneelträger

17 Horizontaldichtungsprofil

18 Vertikalpaneelträger

18.1 Auflagesteg

19 Vertikaldichtungsprofil

20 Rahmendichtung

21 Kabelkanal

22 Fallrohr

Claims

Patentansprüche

1. Fotovoltaikdachsystem zum Aufbau eines Solarcarports, aufweisend

- mindestens eine Dachfläche, gebildet aus einer vorgegebenen Anzahl von Foto voltaikpaneelen (1),

- wenigstens zwei, jeweils aus einem geschlossenen Hohlprofil gebildete, jeweils in einem Biegebereich innerhalb einer Biegeebene gebogene Flauptträger (2) zum Tragen der Dachfläche und zum Abstützen der Dachfläche am Untergrund, wobei jeder der Flauptträger (2) im Biegebereich knickfrei um weniger als 90 Grad und mehr als 60 Grad gebogen ist, die Biegeebenen aller Flauptträger (2) im bestim mungsgemäßen Aufstellzustand des Fotovoltaikdachsystems parallel zueinander angeordnet sind und jeder der Flauptträger (2) einen an den Biegebereich an schließenden geradlinigen Trägerschenkel (2.1) zur Auflage der Dachfläche auf weist,

- wenigstens zwei Fachwerkelemente (4) sowie einen Dachträger (3) für jeden der Flauptträger (2), mittels derer der Trägerschenkel (2.1) des jeweiligen Flauptträ- gers (2) auf der Konvexseite des Biegebereichs im bestimmungsgemäßen Auf stellzustand des Fotovoltaikdachsystems abgespannt ist,

- mindestens zwei langgestreckte, im bestimmungsgemäßen Aufstellzustand des Fotovoltaikdachsystems parallel zu den Biegeebenen der Flauptträger (2) ausge richtete Vertikalpaneelträger (18) zur Flalterung und zur dichten Verbindung der Fotovoltaikpaneele (1),

- mindestens vier als Fundament dienende Erdschrauben (6), sowie

- mindestens zwei Fundamentadapter zur Befestigung der Flauptträger (2) an den Erdschrauben (6), dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Fundamentadapter eine zu ihrer Längsmitte spiegelsymmetrisch ausgebil dete Bodenankerschiene (5) ist, die im bestimmungsgemäßen Aufstellzustand des Fotovoltaikdachsystems in der Biegeebene des oder der daran befestigten Flauptträ ger (2) ausgerichtet ist, wobei die Bodenankerschiene (5) aufweist:

- einen langstreckten, aus einem geschlossenen Hohlprofil gebildeten Bodenanker balken (5.1), - mindestens einen am Bodenankerbalken (5.1) senkrecht abzweigend angebrach ten Standrohrstutzen (5.3) zur Aufnahme und Arretierung jeweils eines der dieser Bodenankerschiene (5) zugeordneten Hauptträger (2),

- an jeder der beiden zu den Endbereichen des Bodenankerbalkens (5.1) hinwei senden Mantelseiten des oder der Standrohrstutzen (5.3) jeweils eine im Zwickel zwischen dem jeweiligen Standrohrstutzen (5.3) und dem Bodenankerbalken (5.1) angebrachte Versteifungsrippe (5.4),

- zwei baugleiche, jeweils aus einem H-Profil gebildete Seitenträger (5.2), wobei an jedem der beiden Endbereiche des Bodenankerbalkens (5.1) einer dieser Seiten träger (5.2) fest angebracht ist, und

- an jedem der beiden Seitenträger (5.2) jeweils eine Ankerverschraubung (7) zur lösbaren Verbindung des jeweiligen Seitenträgers (5.2) an jeweils einer der Erd schrauben (6), wobei

- die senkrecht zum Standrohrstutzen (5.3) ausgerichteten H-Profil-Mittelstege der Seitenträger (5.2) jeweils eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme der Ankerver schraubung (7) aufweisen, und

- jede Ankerverschraubung (7) mindestens zwei Schraubenmuttern zur beidseitigen Anlage beim Anbringen der Ankerverschraubung (7) am H-Profil-Mittelsteg des Seitenträgers (5.2) umfasst.

2. Fotovoltaikdachsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bo denankerschiene (5) zwei in Längserstreckung der Bodenankerschiene (5) in Reihe nebeneinander angeordnete Standrohrstutzen (5.3) aufweist.

3. Fotovoltaikdachsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden für die Ankerverschraubung (7) vorgesehenen Durchgangsbohrungen in den Seitenträgen (5.2) der Bodenankerschiene (5) einen Bohrungsabstand im Be reich von 1 ,7 Meter bis 2,3 Meter aufweisen.

4. Fotovoltaikdachsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotovoltaikpaneele (1) jeweils einen Rahmen aufweisen.

5. Fotovoltaikdachsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Vertikalpaneelträger (18) ein Doppel-T-Profil umfasst, wobei in diesem Doppel-T- Profil zwei einander gegenüberliegende Aufnahmeschlitze zur Aufnahme der ge rahmten Fotovoltaikpaneele (1) ausgebildet sind, und wobei eines der beiden T-Teil- profile des Doppel-T-Profils an den beiden Endbereichen seines T-Querstegs jeweils einen serifenartig ausgebildeten Auflagesteg (18.1) aufweist.

6. Fotovoltaikdachsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fotovoltaikdachsystem mehrere im Querschnitt kommaförmig ausgebildete, elasto- mere Vertikaldichtungsprofile (19) zur kraftschlüssigen Arretierung der Fotovoltaikpa neele (1) in den Aufnahmeschlitzen der Vertikalpaneelträger (18) aufweist.

7. Fotovoltaikdachsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalpaneelträger (18) jeweils eine in Längsrichtung verlau fende Tropf- und Führungswanne zur Ableitung von Tropfwasser sowie zur verdeck ten Führung von Anschlusskabeln der Fotovoltaikpaneele (1) aufweisen.

8. Fotovoltaikdachsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fotovoltaikdachsystem mindestens eine Querverstrebung (13) zur Querkopplung zweier bezüglich ihrer Biegeebenen in Abstand parallel zueinan der aufgestellter Hauptträger (2) aufweist.

9. Fotovoltaikdachsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdschrauben (6) mindestens 2 Meter Länge aufweisen.

10. Fotovoltaikdachsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptträger (2) im Biegebereich einen Biegeradius von wenigs tens 2 Metern aufweist.

11. Fotovoltaikdachsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Hohlprofil der Hauptträger (2) ein kreisförmiges Rohrprofil ist, dessen Rohrwandungsdicke im Bereich von 5 bis 7,5 mm liegt.

12. Solarcarport, gebildet aus einem Fotovoltaikdachsystem nach einem der Ansprü che 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass

- die Hauptträger (2) bezüglich ihrer Biegeebenen parallel zueinander und mit ihrem bodenseitigen Endbereich am Untergrund lotrecht ausgerichtet sind, und

- jeder der Hauptträger (2) über eine in der Biegeebene dieses Hauptträgers (2) ausgerichteten Bodenankerschiene (5) an jeweils zwei voneinander beabstandet in den Untergrund eingelassenen Erdschrauben (6) befestigt ist, wobei jeder der Seitenträger (5.2) der Bodenankerschiene (5) an der ihm zugeordneten Erd schraube (6) mittels der beidseitig am H-Profil-Mittelsteg des Seitenträgers (5.2) anliegenden Schraubenmuttern der Ankerverschraubung (7), die den Seitenträ ger (5.2) mit der Erdschraube (6) verbinden, montiert ist.

13. Solarcarport nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine ge radzahlige Anzahl von Hauptträgern (2), die in Trägergruppen aus jeweils zwei Hauptträgern (2) gruppiert sind, sowie mindestens zwei Dachflächen aufweist, wobei

- innerhalb jeder Trägergruppe die beiden Hauptträger (2), deren Biegeebenen sich decken und deren Trägerschenkel (2.1) voneinander wegweisen, mittels der Fach werkelemente (4) und der Dachträger (3) zur gegenseitigen Abspannung aneinan der gekoppelt sind,

- die Hauptträger (2) verschiedener Trägergruppen bezüglich ihrer Biegeebenen in Abstand parallel zueinander angeordnet sind,

- auf den parallelen T rägerschenkeln (2.1) der Hauptträger (2) benachbarter T räger- gruppen jeweils eine der Dachflächen gelagert ist, und

- die beiden Hauptträger (2) einer Trägergruppe in einer gemeinsamen, nach An spruch 2 ausgebildeten Bodenankerschiene (5) befestigt sind.

14. Solarcarport nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden je weils mit einer der Bodenankerschienen (5) durch eine der Ankerverschraubun gen (7) verbundenen Erdschrauben (6) einen Abstand im Bereich von 1,7 Meter bis 2,3 Meter aufweisen.

15. Solarcarport nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es die Vertikal paneelträger (18) nach Anspruch 5 und die Vertikaldichtungsprofile (19) nach An- spruch 6 aufweist, wobei die einer der Dachflächen zugeordneten Vertikalpaneelträ ger (18) parallel zueinander und zu den Biegeebenen der Hauptträger (2) ausgerich tet sind, und wobei die Fotovoltaikpaneele (1) gehaltert in den Aufnahmeschlitzen der Doppel-T-Profile der Vertikalpaneelträger (18) auf den Auflagestegen (18.1) auflie- gen und mittels der Vertikaldichtungsprofile (19) in den Aufnahmeschlitzen geklemmt sind.

- Es folgen 6 Seiten Zeichnungen -