DE10047400C2 - Photovoltaische Solarvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine photovoltaische Solarvorrichtung mit mindestens zwei auf einem Tragegerüst zur Dachmontage mittels Befestigungs­ mittel montierten Solarmodulen.

Photovoltaische Solarvorrichtungen dieser Art sind üblicherweise nach Süden geneigt, um möglichst viel Sonnenlicht pro Fläche insbesondere um die Mit­ tagszeit aufzunehmen und in elektrische Energie umzuwandeln. Bei einer der­ artigen Flachmontage ergibt sich somit ein Energiemaximum um die Mittagszeit.

Eine Solarvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der DE 200 11 063 U1 angegeben. Bei dieser bekannten Solarvorrichtung ist ein Trage­ gerüst mit horizontalen und vertikalen Schenkeln zur geneigten Anordnung der Solarmodule offenbar auf einem Flachdach vorgesehen, wobei an den hinteren und vorderen Endbereichen der horizontalen Schenkel zu diesen quer verlau­ fende Montagerohre angebracht sind. Auf den hinteren Montagerohren sind die unteren Enden der vertikalen Schenkel befestigt. An den oberen Enden der ver­ tikalen Schenkel und den horizontalen Montagerohren sind winkelförmige Halte­ stücke angebracht, in denen horizontale Ränder von Rahmen der Solarmodule aufgenommen werden. Ausführungen zu einer Montage auf einem Schrägdach sind nicht gemacht.

In der DE 295 03 314 U1 ist eine photovoltaische Solarvorrichtung mit einer Be­ festigungsvorrichtung zum Anbringen auf Schrägdächern offenbart. Hierzu wer­ den parallel zur Dachschräge mittels Verbindungshaken am Dachgebälk außen liegende Trageschienen angebracht, auf denen quer verlaufende Tragschienen befestigt werden. Die Tragschienen nehmen die auf diese Weise ebenfalls pa­ rallel zur Dachschräge angeordneten Solarmodulen auf.

Eine weitere Befestigungsvorrichtung zur geneigten Aufnahme von Solarmo­ dulen auf Flachdächern ist in der DE 295 03 315 U1 gezeigt.

Die DE 93 11 008 U1 schlägt C-förmige Montageschienen für Solarzellen vor, in die Flachschienen mit Gewindebohrungen eingeführt sind.

Aus der JP 4-106983 A geht eine photovoltaische Solarvorrichtung mit zwei geneigt gegeneinander angestellten Solarmodulen hervor, wobei das eine Solar­ modul in Richtung Sonnenaufgang und das andere Solarmodul in Richtung Son­ nenuntergang geneigt ist. Über eine Montagevorrichtung sind keine näheren Angaben gemacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine photovoltaische Solarvorrichtung bereit zu stellen, mit der eine einfache, stabile Anordnung der Solarvorrichtung bei möglichst einfachem Aufbau erreicht wird. Die Verwendung der Solarvor­ richtung soll eine möglichst hohe Ausbeute an umgewandelter elektrischer Energie ergeben.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass das Tragegerüst zu einer Faltmontage der mindestens zwei dachförmig gegeneinander angestellten Solarmodule ausgebildet ist, wobei das Tragegerüst mindestens zwei Dreiecksrahmen aus einer horizontalen Grund­ strebe und zwei daran und an der Spitze gegeneinander abgestützten gleich­ schenkligen Tragestreben aufweist, an denen die Solarmodulen festgelegt sind und die Solarmodule jeweils um einen Neigungswinkel zwischen 10° und 45° gegenüber einer Flachmontage geneigt sind, und dass an den Endbereichen der Grundstrebe Dachhaken angebracht sind. Mit diesen Maßnahmen werden je­ weils zwei Solarmodulen gegeneinander montiert und das eine Modul mehr nach Osten und das andere Modul mehr nach Westen geneigt. Die übliche Neigung nach Süden bleibt dabei erhalten.

Über den Tagesverlauf gesehen ergibt sich eine Vergleichmäßigung der Ener­ gieumwandlung und damit Ausbeute an elektrischer Energie, wie aus der sche­ matischen Darstellung der Fig. 2 ersichtlich, in der ein Verlauf der Energie bei Flachmontage mit einem ausgeprägten Maximum um die Mittagszeit (Kurve a)) und ein Verlauf bei der Faltmontage gemäß den kennzeichnenden Merkmalen (Kurve b)) dargestellt sind. Insgesamt ergibt sich über den Tagesverlauf gesehen eine erhöhte Ausbeute an elektrischer Energie, insbesondere wenn der Nei­ gungswinkel zwischen 20° und 30° liegt und z. B. etwa 25° beträgt. Die relativ hohe Energieausbeute wird auch dadurch unterstützt, dass durch die Schräg­ stellung der Solarmodulen bei der Faltmontage eine gute Hinterlüftung der Solarmodulen gewährleistet ist und die Solarmodulen in einem günstigeren Temperaturbereich betrieben werden als bei Flachmontage.

Eine für den Aufbau günstige Ausgestaltung und einfache Montage der Solar­ vorrichtung ergeben sich dadurch, dass die Tragestreben aneinander mittels eines Verbindungswinkels und an der Grundstrebe mittels Befestigungslaschen angebracht sind. Die beiden Dreiecksrahmen können entsprechend der Größe der Solarmodulen ohne Weiteres unterschiedlich weit voneinander angeordnet werden. Eine einfache Montage wird dadurch erreicht, dass die Befestigungs­ mittel als von außen an einen Rahmen der Solarmodule ansetzbare Klemmele­ mente und/oder Spannschrauben ausgebildet sind.

Ist vorgesehen, dass die Grundstrebe und die Tragestreben aus gleichem Pro­ filmaterial bestehen und nach oben offene T-Nuten aufweisen, in die Muttern verschieblich eingesetzt sind, so werden nicht nur möglichst wenige verschie­ denartige Elemente benötigt, sondern die Montage kann auch leicht von der Oberseite her vorgenommen werden.

Bei der Verwendung der Solarvorrichtung ist vorteilhaft vorgesehen, dass das eine Solarmodul nach Osten und das andere Solarmodul nach Westen um den Neigungswinkel zwischen 10° und 45° geneigt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be­ zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer photovoltaischen Solarvor­ richtung in Faltmontage,

Fig. 2 den Verlauf einer Ausbeute an elektrischer Energie über der Ta­ geszeit bei einer Flachmontage und einer Faltmontage,

Fig. 3 eine schematische Ansicht der photovoltaischen Solarvorrichtung gemäß Fig. 1 in Vorderansicht,

Fig. 4 eine Detailansicht aus Fig. 3 (Einzelheit Z) und

Fig. 5 eine weitere Detailansicht der Fig. 3 (Einzelheit Y).

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Faltmontage einer photo­ voltaischen Solareinrichtung 1, bei der zwei Solarmodulen 2 auf einem Trag­ gerüst 3 dachförmig montiert sind, wobei das eine Solarmodul 2 nach Westen und das andere Solarmodul 2 nach Osten gegenüber der horizontalen, um einen Neigungswinkel α angehoben sind. Dabei bleibt die übliche Neigung nach Süden erhalten.

Das Traggerüst 3 weist zwei Dreiecksrahmen auf, die im Bereich von Rahmen­ elementen der kurzen Rechteckseiten der rechteckförmigen Solarmodulen 2 an­ geordnet sind. Die Dreiecksrahmen sind aus einer horizontalen Grundstrebe 3.1 und darauf montierten Tragestreben 3.2 aufgebaut, die gleichschenklige Seiten des Dreiecks bilden und mit der Grundstrebe 3.1 jeweils den Neigungswinkel α einschließen. Die Solarmodulen 2 sind im unteren Bereich in der Nähe der Grundstrebe 3.1 mittels unteren Befestigungsmitteln in Form von Klemmele­ menten 3.3 und/oder Spannschrauben 3.3' und in ihrem oberen Bereich in der Nähe des Scheitels des Dreiecks mit oberen Befestigungsmitteln in Form von oberen Klemmelementen 3.4 und/oder oberen Spannschrauben 3.4' an den zu­ geordneten Tragstreben 3.2 festgelegt, wie insbesondere auch aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich. Die Tragstreben 3.2 sind aneinander mittels eines Verbindungswinkels 3.5 und an der Grundstrebe 3.1 mittels Befestigungslaschen 3.6 angebracht, wie die Fig. 4 und 5 im Einzelnen erkennen lassen. Für diese Verbindung sind auch seitlich aufgeschraubte Verbindungsbleche denkbar.

Die Grundstrebe und die Tragestreben sind vorteilhaft aus gleichem Profil hergestellt, das insbesondere auf seiner Oberseite eine T-Nut aufweist, in das Nutensteine bzw. geeignete Muttern zum Eindrehen von Befestigungsschrauben verschieblich eingesetzt werden können. Dadurch ergibt sich eine einfache Anpassungsmöglichkeit an unterschiedliche Größen von Solarmodulen 2 und eine einfache Justierung und Montage. Ähnlich können auch an den Unterseiten Nuten vorgesehen sein, um weitere Befestigungsmöglichkeiten zu bieten. In den Endbereichen sind an den Grundstreben 3.1 Dachhaken 4 vorgesehen, mit denen das Traggerüst 3 am Dachgebälk befestigt werden kann.

Der Neigungswinkel α beträgt vorzugsweise zwischen 20 und 30°, beispielsweise etwa 25°. Der beschriebene Aufbau der photovoltaischen Solarvorrichtung 1 ergibt die eingangs erwähnten Vorteile hinsichtlich der Umwandlung in elektrische Energie, wie Fig. 2 in der Gegenüberstellung der Verläufe bei Flachmontage (Kurve a)) und bei der beschriebenen Faltmontage (Kurve b)) zeigt. Einen wesentlichen Beitrag bei der Ausbeute an elektrischer Energie liefert neben der günstigen Ausrichtung der Solarmodulen bezüglich der Ost-West-Richtung auch die gegenüber einer Flachmontage wesentlich verbesserte Hinterlüftung der Solarmodulen 2, wodurch diese in einem günstigeren Temperaturbereich betrieben werden.

Claims (6)

1. Photovoltaische Solarvorrichtung mit mindestens zwei auf einem Tragegerüst (3) zur Dachmontage mittels Befestigungsmittel (3.3, 3.3', 3.4, 3.4') montier­ ten Solarmodulen (2), dadurch gekennzeichnet,
dass das Tragegerüst (3) zu einer Faltmontage der mindestens zwei dachförmig gegeneinander angestellten Solarmodule (2) ausgebildet ist, wobei das Trage­ gerüst (3) mindestens zwei Dreiecksrahmen aus einer horizontalen Grundstrebe (3.1) und zwei daran und an der Spitze gegeneinander abgestützten gleich­ schenkligen Tragestreben (3.2) aufweist, an denen die Solarmodule (2) festge­ legt sind und die Solarmodule (2) jeweils um einen Neigungswinkel (α) zwischen 10° und 45° gegenüber einer Flachmontage geneigt sind, und
dass an den Endbereichen der Grundstrebe (3.1) Dachhaken (4) angebracht sind.

2. Solarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestreben (3.2) aneinander mittels eines Verbindungswinkels (3.5) und an der Grundstrebe (3.1) mittels Befestigungslaschen (3.6) an­ gebracht sind.

3. Solarvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel als von außen an einen Rahmen der Solar­ module (2) ansetzbare Klemmelemente (3.3, 3.4) und/oder Spannschrau­ ben (3.3', 3.4') ausgebildet sind.

4. Solarvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundstrebe und die Tragestreben aus gleichem Profilmaterial bestehen und nach oben offene T-Nuten aufweisen, in die Muttern ver­ schieblich eingesetzt sind.

5. Solarvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) zwischen 20° und 30° beträgt.

6. Verwendung einer Solarvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche auf einem nach Süden abfallenden Schrägdach, wobei das eine Solarmodul (2) nach Osten und das andere Solarmodul (2) nach Westen um den Neigungswinkel (α) zwischen 10° und 45° geneigt ist.