DE202012101518U1

DE202012101518U1 - Solarcarport mit einer integrierten Ladestation

Info

Publication number: DE202012101518U1
Application number: DE202012101518U
Authority: DE
Original assignee: Elektro Petring GmbH
Current assignee: CCC Abwicklungs GmbH
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2022-04-25

Abstract

Solarcarport (1) zur Abdeckung und zum Laden für Elektro- und Hybridfahrzeuge (2), der mittels einer Halteeinrichtung stabil auf einem Boden steht, mit einer Solarmodule (6) aufweisenden Dachbaugruppe (3) und einer Ladestation (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung aus einem einzelnen Kraftträger (8, 8’) gebildet ist, umfassend eine vertikale erste Stütze (9, 9’), die einseitig am Rand der Dachbaugruppe (3) liegt und die im Boden durch ein Fundament (11) verankert ist, und einer dazu in einem definierten Neigungswinkel (α) stehenden freitragenden zweiten Stütze (10, 10’), auf der die Dachbaugruppe (3) ruht, und dass die Ladestation (13) und alle elektrischen Bauteile (14, 15) in dem Kraftträger (8, 8’) integriert verbaut sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarcarport zur Abdeckung und zum Laden für Elektro- und Hybridfahrzeuge, der mittels einer Halteeinrichtung stabil auf einem Boden steht, mit einer Solarmodule aufweisenden Dachbaugruppe und einer Ladestation.
Solarcarport Systeme sind in verschiedenen Bauformen bekannt. Einerseits bieten ein Solarcarport einen trockenen Unterstand für das Fahrzeug mit dem Komfort, bei Regen im Trockenen Be- und Entladen zu können, sowie schneefreier Parkplatz im Winter und ein kühles, schattiges Fahrzeug im Sommer. Als weiteren Vorteil erzeugt die mit Solarmodule bestückte Dachfläche des Carports saubere, erneuerbare Energie, die zum Tanken bzw. Laden für Elektro- und Hybridfahrzeuge dient. Dadurch leisten Solarcarports einen aktiven Beitrag zur Senkung des CO2-Ausstoßes und Unterstützung des Europäischen Zieles bis 2020 eine CO2-Reduktion von 20% zu erreichen.
Mit den heutigen Standard Bauformen der Solarcarports werden überwiegend Konstruktionen angeboten, die auf mehreren oder wenigstens zwei Kraftträgern als mehrteilige W-Stütze oder Baumstütze basieren. Die Ladestation ist meist in Form einer separaten Ladesäule im überdachten Parkraum angeordnet. Stützen und Ladestation stellen aber Störobjekte für ein hinderungsfreies Ein- und Ausparken sowie bequemes Ein- und Aussteigen dar.
In der Offenlegungsschrift EP 2 292 877 A1 ist ein Solarcarport beschrieben, bei dem eine zentrale Säule in einem Fundament im Boden verankert ist. Das Dach wird durch Photovoltaik-Module gebildet. Die Einrichtung umfasst Stecker bzw. Steckdosen zum Laden von Elektroautos, Überwachungskameras und Scheinwerfer, deren elektrische Leitungen durch das Innere der Säule verlaufen. Die Säule ist zentral im Mittelpunkt der Dachbaugruppe angeordnet, so dass mehrere Fahrzeuge darunter parken können. Zusätzlich ist eine komplexe und aufwändige Dachträgerkonstruktion bestehend aus einem Gitterwerk und Trägern zur Halterung der Photovoltaik-Module vorgesehen und das obere Ende der zentralen Säule ist gelenkig ausgeführt, so dass die Neigung der Dachbaugruppe und Dachträgerkonstruktion entsprechend der Richtung der Sonne geändert werden kann.
Die Offenlegungsschrift EP 1 626 140 A2 offenbart eine Halteeinrichtung für ein Dach mit Photovoltaik-Modulen zum Schutz für Fahrzeuge für einen Parkplatz. Die Struktur der Halteeinrichtung umfasst mehrere kompliziert und unwirtschaftlich gestaltete zweigeteilte Träger. Dabei steht das Dach durch eine erste Trägerstütze auf dem Boden. Zusätzlich ist an den beiden Enden der Y-förmig angeordneten Ausleger der ersten Trägerstütze zum Halten und Schwenken der Photovoltaik-Module jeweils eine zweite Trägerstütze angeordnet.
In den Offenlegungsschriften EP 1 933 389 A2 , EP 2 107 617 A1 und EP 2 309 080 A2 sind als Carport nutzbare Stahlgerüste für eine Photovoltaikanlage beschrieben, deren Grundgestell für eine mit Photovoltaik-Modulen bestückte Parkraumüberdachung konstruiert ist. Nachteilig basiert dieses Grundgestell aus mindestens zwei spiegelbildlich zueinander aufgebauten Trägereinheiten zur Aufnahme der Photovoltaik-Module. Dadurch ist ein störungsfreies einfaches Ein- und Ausparken sowie ein bequemes Ein- und Aussteigen eingeschränkt. Darüber hinaus ist die Ladestation nicht in dem Grundgestell integriert, sondern ist als separate Einheit unter der Parkraumüberdachung angeordnet, wodurch die Bewegungsfreiheit weiter eingeschränkt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und stabile Konstruktion einer Halteeinrichtung für einen Solarcarport anzugeben, bei dem keine Störobjekte für ein hinderungsfreies Ein- und Ausparken sowie bequemes Ein- und Aussteigen im überdachten Parkraum angeordnet sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass die Halteeinrichtung aus einem einzeln stehenden Kraftträger gebildet ist. Der Kraftträger besteht aus einer ersten Stütze, die auf einem Fundament mit Hilfe von Ankerplatten und Bolzen verankert wird. Die erste Stütze des Kraftträgers ist orthogonal zum Boden gerichtet, in dem das Fundament eingebracht ist. Typischerweise ist das Fundament eine in Stahlbeton ausgeführte Fundamentplatte, die in den Boden eingebracht ist. Zugleich liegt die erste Stütze des Kraftträgers am Rand der Dachbaugruppe, so dass die im Boden verankerte Stütze unter der Abdeckung der Dachbaugruppe einen größtmöglichen freiem überdachten Platz lässt, der als Parkplatz genutzt werden kann. Am freien Ende der ersten Stütze ist in einem vorbestimmten Neigungswinkel eine zweite Stütze angeordnet, auf der die Dachbaugruppe ruht. Die zweite Stütze ist als eine freitragende Stütze ausgeführt, da sie sämtliche im Betrieb aufkommenden Belastungen zentral in der Stütze aufnimmt und ohne weitere äußere Elemente zur Lastaufnahme auskommt.
Die Höhe des Kraftträgers kann variiert werden, so dass das Abstellen von Fahrzeugen mit unterschiedlichen Höhen möglich ist, wie beispielsweise Personenkraftwagen, Lieferwagen und Lastkraftwagen.
Den größten Solarertrag erhält man, wenn die Sonnenstrahlen im rechten Winkel auf die Solarmodule fallen. Die ideale Neigung der Solarmodule ist also je nach Jahreszeit eigentlich verschieden, da die Sonne im Sommer höher steht als im Winter. Die Nachführung der Solarmodule hat sich allerdings technisch als zu aufwendig und störanfällig erwiesen, weshalb die Solarmodule unter allen Aufstellbedingungen, wie beispielsweise der Ausrichtung des Solarcarports, mit einem definierten Neigungswinkel von 96°, gemessen von der Längsachse der ersten Stütze, fix montiert werden. Eine Abweichung von der Südrichtung oder vom optimalen Neigungswinkel, oder auch eine Verschattung am Morgen oder am Abend und auch im Winter wirken sich dadurch nicht wesentlich auf den jährlichen Ertrag aus.
Die Aufnahme der Biege- und Torsionskräfte, sowie der zugehörigen Momente, von der Dachhaut, geschieht durch horizontal angeordnete Holme innerhalb der Dachbaugruppe.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist auf der Dachbaugruppe des Solarcarports ein Trapezblech mit montierten Standard Solarmodulen angeordnet.
Trapezblech ist ein im Querschnitt trapezähnlich gekantetes Profilblech, das bei nur unwesentlich größerem Materialverbrauch eine enorme Steigerung des Tragvermögens bewirkt. Standard Solarmodule sind handelsübliche Solarmodule oder Photovoltaik-Module, die das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie umwandeln. Die Solarmodule bestehen üblicherweise aus siliziumbasierten Solarzellen, die mechanisch durch das Modul vor Umwelteinflüssen geschützt sind, wie beispielsweise Hagel und Korrosion.
Einer weiteren Ausführungsform der der Erfindung sieht vorteilhaft die Anordnung von transparenten Solarmodulen gemäß der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2011 050 343 U1 des Anmelders auf der Dachbaugruppe des Solarcarports. Mit diesem Solarmodul ist die Bildung eines Glasdaches möglich, da die zur Sonne gewandte Abdeckschicht des Solarmoduls eine transparente Kunststofffolie oder eine Glasplatte ist und sich unter dem Solarmodul ein Sicherungsgeflecht befindet. Die Verwendung der transparenten Solarmodule fördert ein vorteilhaftes Aussehen des Solarcarports, die gleichzeitig als wasserführende Schicht dient.
Der Kraftträger ist mit einem Designblech ausgestattet, dass in unterschiedlichen Farben, vorzugsweise alle RAL Farben, hergestellt werden kann. Darüber hinaus bietet des Designblech auch Platz zum Aufhängen von Werbung bzw. Marketing Elementen, Nummerierung oder den Einbau einer elektronischen Einparkhilfe. Zur Entwässerung der Dachhaut ist eine Dachrinne an der Dachbaugruppe vorgesehen, die das von der Dachhaut ablaufende Regenwasser an der Dachtraufe sammelt und durch einen Trichter über ein Fallrohr zum Boden ableitet. Das Regenwasser kann auch mit Regenwassersammler, wie beispielsweise Zisternen oder Regentonnen, zur Nutzung aufgefangen werden.
Besonders vorteilhaft ist die Ladestation sowie alle elektrischen Bauteile in dem Kraftträger integriert verbaut, so dass sie dadurch auch vandalismussicher sind. Darüber hinaus sorgt eine automatische Beleuchtung nicht nur für Komfort, sondern trägt auch zur Sicherheit des Fahrzeugs vor Einbrechern bei. Dazu sind mehrere LED Einbauleuchten im Kraftträger montiert, die durch einen Bewegungsmelder gesteuert sind. Durch die langlebige LED Technik ist kein regelmäßiger Lampenwechsel nötig.
Dämmerungsschwelle, Einschaltzeit und Helligkeit sind durch eine integrierte Steuerelektronik einstellbar. Zum Laden der Fahrzeuge ist eine Ladestation mit Ladecontroller, Sicherungselementen und Steckdosen montiert.
Zur Interaktion mit der Ladestation ist ein Touch-Display im Kraftträger vorgesehen. Die Bedienoberfläche des Touch Displays ermöglicht dem Nutzer des Solarcarports eine direkte Interaktion durch Wischen, Tippen oder Berühren bzw. eine gestenbasierte Bedienung. Dadurch fällt dem Nutzer eine Bedienung leicht, da Handlungsweisen aus der realen alltäglichen Umwelt auf die virtuellen Objekte der Bedienoberfläche nahezu in gleicher Weise übertragen werden können. Über das Touch-Display können auch Informationen über die verfügbare Energie oder über die Verfügbarkeit von freien Parkplätzen ausgegeben werden.
Weiter Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass der Solarcarport ohne Ladestation und/oder ohne Touch Display ausgestattet ist.
Für den Kraftträger und die Dachbaugruppe werden ausschließlich korrosionsbeständige Materialien wie feuerverzinkter Stahl, Aluminium und/oder Edelstahl verwendet. Diese korrosionsbeständigen Materialien sichern eine maximale Lebensdauer und maximale Sicherheit der Baustatik des Solarcarports.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwei Kraftträger Rücken an Rücken nebeneinander angeordnet sind, so dass die beiden benachbarten ersten Stützen und die beiden abragenden zweiten Stützen im Querschnitt ein Y-Profil bilden. Vorteilhaft ist hierdurch ein Doppel-Solarcarport mit zwei Stellplätzen, Solarmodulen und Ladestationen für zwei Fahrzeuge gebildet, die beidseitig der freitragenden Stützen parken und laden können und ohne störende Stützen auch schräg Einparken können.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen beispielhaft erläutert. Dabei zeigt schematisch:
1 ein Solarcarport mit Fahrzeug in Isometrieansicht
2 ein Solarcarport mit Elektrokomponenten in Isometrieansicht
3 ein Grundgestell des Solarcarports in Isometrieansicht
4 ein Grundgestell des Solarcarports in Rückansicht
5 ein Grundgestell des Solarcarports in Seitenansicht
6 eine weitere Ausführungsform als Y-Variante
In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Solarcarports 1 räumlich skizziert. Der Solarcarport besteht im Wesentlichen aus einem einzelnen Kraftträger 8, der im Boden durch ein Fundament 11 verankert ist. Freitragend, infolgedessen ohne weitere störende Stützen, trägt dieser Kraftträger 8 eine Dachbaugruppe 3, auf der Solarmodule angeordnet sind, die das Licht der Sonne direkt in elektrische Energie umwandeln.
Die elektrische Energie wird mittels einer Ladestation zum Laden für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug 2 bereitgestellt. Gleichzeitig dient die Dachbaugruppe 3 der Abdeckung des abgestellten Fahrzeugs 2 zum Schutz vor Witterungseinflüssen.
In 2 ist in einer Ausführungsform die Anordnung der Ladestation 13 und aller elektrischen Bauteile 14, 15 im Kraftträger 8 des Solarcarports 1 gezeigt. Der Kraftträger 8 wird durch eine vertikale erste Stütze 9, die im Boden durch ein Fundament 11 verankert ist, und einer einseitig abragenden zweiten Stütze 10, die die Dachbaugruppe 3 ohne Hilfe eines zusätzlichen Trägers und Gitterwerks trägt, gebildet. Zusätzlich liegt die erste Stütze 9 am hinteren Rand der Dachbaugruppe 3, so dass ein maximal großer Abstellplatz für ein Fahrzeug freigehalten ist und auch schräges Ein- bzw. Ausparken des Fahrzeugs möglich sind.
Im oberen Bereich der ersten Stütze 9 ist das Touch-Display 14 ungefähr auf Augenhöhe des Benutzers für die Benutzung des Solarcarports 1 über eine Bedienoberfläche angeordnet. Der untere Bereich der ersten Stütze 9 umfasst die Ladestation 13 mit Ladecontroller, Sicherungselementen und Steckdosen zum Laden des Elektro- bzw. Hybridfahrzeugs. Zur Beleuchtung des Solarcarports 1 sind vier LED Einbauleuchten 15 in der zweiten Stütze 10 angeordnet, die über einen Bewegungsmelder im Kraftträger 8 gesteuert werden.
Der Kraftträger 8 ist mit einem Designblech 12 ausgestattet, das in unterschiedlichen Farben gestaltet werden kann und den Anspruch an ein modernes Industrie-Design erfüllt.
3 zeigt das Grundgestell des Solarcarports 1 mit dem aus einer ersten Stütze 9 und einer zweiten Stütze 10 bestehenden Kraftstütze 8. Die vertikale erste Stütze 9 der Kraftstütze 8 ist im Boden durch ein Fundament 11 verankert. Die freitragende zweite Stütze 10 trägt die Dachbaugruppe 3, auf der in einer ersten Ausführungsform Trapezblech und Standard-Solarmodule als Dachhaut angeordnet sind. Eine weitere Ausführungsform sieht die Anordnung von transparenten Solarmodulen als Dachhaut vor. Zur Aufnahme von Biege- und Torsionskräften der Dachhaut weist die Dachbaugruppe 3 horizontale Holme 4 auf.
4 zeigt das Grundgestell des Solarcarports 1 in Rückansicht. An der tiefer liegenden hinteren Kante der Dachhaut 5 ist eine Dachrinne mit einem Fallrohr 7 zur Entwässerung vorgesehen. Das von der Dachhaut 5 ablaufende Regenwasser wird in der Dachrinne 7 gesammelt und durch einen Trichter über das Fallrohr 7 zum Boden abgeleitet.
5 zeigt das Grundgestell des Solarcarports 1 in Seitenansicht. Die freitragende zweite Stütze 10 steht in einem definierten Neigungswinkel α von 96° zur vertikalen ersten Stütze 9 des Kraftträgers 8. Dadurch sind die auf der zweiten Stütze 10 montierten Solarmodule 6 für einen unter allen Aufstellbedingungen optimalen Solarertrag ausgerichtet.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Solarcarports 1 als Y-Variante. Dazu werden zwei einzelne Kraftträger 8, 8’ mit ihrer Rückseite aneinander liegend in einem gemeinsamen Fundament 11 montiert. Dabei sind die beiden vertikalen ersten Stützen 9, 9’ direkt Rücken an Rücken nebeneinander angeordnet. Durch den Neigungswinkel der beiden freitragenden zweiten Stützen 10, 10’ mit den darauf montierten Solarmodulen 6 ist der Querschnitt als ein Y-Profile ausgebildet.
Dadurch ist ein Doppel-Solarcarport gebildet, der für zwei Fahrzeuge Stellplätze links und rechts der Kraftträger 8, 8’ bietet. Gleichermaßen sind die Solarmodule 6 und die Ladestationen sowie alle elektrischen Bauteile doppelt vorhanden, so dass zwei Fahrzeuge gleichzeitig geladen werden können.
Bezugszeichenliste

1: Solarcarport
2: Fahrzeug
3: Dachbaugruppe
4: Holm
5: Dachhaut
6: Solarmodul
7: Dachrinne mit Fallrohr
8, 8’: Kraftträger
9, 9’: Erste Stütze
10, 10’: Zweite Stütze
11: Fundament
12: Designblech
13: Ladestation
14: Touch-Display
15: Beleuchtung
α: Neigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2292877 A1 [0004]
EP 1626140 A2 [0005]
EP 1933389 A2 [0006]
EP 2107617 A1 [0006]
EP 2309080 A2 [0006]
DE 202011050343 U1 [0016]

Claims

Solarcarport (1) zur Abdeckung und zum Laden für Elektro- und Hybridfahrzeuge (2), der mittels einer Halteeinrichtung stabil auf einem Boden steht, mit einer Solarmodule (6) aufweisenden Dachbaugruppe (3) und einer Ladestation (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung aus einem einzelnen Kraftträger (8, 8’) gebildet ist, umfassend eine vertikale erste Stütze (9, 9’), die einseitig am Rand der Dachbaugruppe (3) liegt und die im Boden durch ein Fundament (11) verankert ist, und einer dazu in einem definierten Neigungswinkel (α) stehenden freitragenden zweiten Stütze (10, 10’), auf der die Dachbaugruppe (3) ruht, und dass die Ladestation (13) und alle elektrischen Bauteile (14, 15) in dem Kraftträger (8, 8’) integriert verbaut sind.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) der freitragenden zweiten Stütze (10, 10’) unter allen Aufstellbedingungen für einen optimalen Solarertrag 96° beträgt.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachbaugruppe (3) horizontale Holme (4) zur Aufnahme der Biege- und Torsionskräfte einer Dachhaut (5) aufweist.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Dachbaugruppe (3) Trapezblech mit montierten Standard Solarmodulen (6) als Dachhaut (5) angeordnet sind.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Dachbaugruppe (3) transparente Solarmodule (6) als Dachhaut (5) angeordnet sind.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftträger (8, 8’) mit einem Designblech (12) ausgestattet ist, das in unterschiedlichen Farben ausgeführt ist.
Solarcarport (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entwässerung der Dachhaut (5) eine Dachrinne mit Fallrohr (7) vorgesehen ist.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beleuchtung des Solarcarports (1) LED Einbauleuchten (15) im Kraftträger (8, 8’) vorgesehen sind, die durch einen Bewegungsmelder gesteuert sind.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden der Fahrzeuge (2) eine Ladestation (13) mit Ladecontroller, Sicherungselementen und Steckdosen im Kraftträger (8, 8’) vorgesehen ist.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Interaktion mit der Ladestation (13) ein Touch-Display (14) im Kraftträger (8, 8’) vorgesehen ist, wodurch eine Benutzung des Solarcarports (1) über eine Bedienoberfläche ermöglicht ist.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kraftträger (8, 8’) Rücken an Rücken nebeneinander angeordnet sind, so dass die beiden benachbarten ersten Stützen (9, 9’) und die beiden abragenden zweiten Stützen (10, 10’) im Querschnitt ein Y-Profil bilden.
Solarcarport (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftträger (8, 8’) und die Dachbaugruppe (3) zum Schutz vor Korrosion aus feuerverzinktem Stahl, Aluminium und/oder Edelstahl gefertigt sind.