DE29622346U1

DE29622346U1 - Vorrichtung als Träger für fotovoltaische Elemente

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Publication number: DE29622346U1
Application number: DE29622346U
Authority: DE
Original assignee: RAUPACH PETER DIPL VOLKSW
Current assignee: RAUPACH PETER DIPL VOLKSW
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2006-12-24

Description

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Patenianwälte Hiebsch &bgr;.&agr;., Postfach 464, D-78204 Singen Dipi.-Ing. Gerhard F. Hiebsch Dipl.-lng. Klaus Peege Dipl.-Ing. Niels Behrmann M.B.A. (NY)

D-78224 Singen/Germany Heinrich-Weber-Platz 1

Telephon/e (07731)4 30 Telefax (07731)420 99 Telex 793850hpsi eMail Bodenseepatenf®@t-onHne.de

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Our file: R219DE7 H/ke

(54) Titel/Title:

Vorrichtung als Träger für fotovoltaische Elemente

(71) AnmelderAn /Applicant:

Peter Raupach Nordendstraße D-80801 München

(74) Vertreter / Agent:

DipL-Ing. Gerhard F. Hiebsch Dipl-Ing. Klaus Peege DipL-Ing. Niels Behrmann M.B.A. (NY -Patentanwälte-Heinrich-Weber-Platz D-78224 Singen

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Vorrichtung als Träger für fotovoltaische Elemente

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit auf Stützträgern über einem Baugrund vorgesehener flexibler Fläche als Träger für fotovoltaische Zellen.

Die US-A-4,835,918 beschreibt eine Vorrichtung zum Beschatten von Flächen mit zumindest einer auf Stützen od. dgl. Tragelementen in Abstand zu der zu beschattenden Fläche aufgespannten Dachhaut, an der fotovoltaische Elemente als Schicht oder als gegebenenfalls zueinander bewegbare Siliziumkristalle vorgesehen sind. Fotovoltaische Elemente weisen einen mehrschichtigen Aufbau auf; eine Sperrschicht trennt Systeme aus Halbleiter/Halbleiter, Halbleiter/Elektrolyt, Halbleiter/Metall oder Metall/Elektrolyt. In der Sperrschicht oder in ihrer unmittelbaren Umgebung entsteht ein sogenannter Fotoeffekt; durch Lichteinfall erzeugte, aus der Umgebung in diese Sperrschicht eindiffundierte oder in der Sperrschicht entstandene Ladungsträgerpaare (Excitonen) werden im elektrischen Feld der Sperrschicht getrennt, wodurch eine nutzbare Spannung entsteht. Beispielsweise kann einer --zwischen einer oberen negativ dotierten (etwa Silizium mit Phosphor-Atomen) und einer unteren (Bor-Atome) positiv dotierten Schicht aufgebauten -elektrischen Sperre über Metallkontakte unmittelbar Gleichstrom entnommen werden, den man dann durch Inverter an das Stromnetz anpassen kann. Aus diesem Grunde auch sind solche fotovoltaischen Elemente direkt an Stromleitungen angeschlossen.

Solche in Solarmodulen zusammengefaßte Elemente werden nach US-A-4,835,918 auf schwingende großflächige Überdachungssysteme aufgebracht. Aus den besonderen Gegebenheiten solcher als "Leichte Flächentragwerke" bezeichneten Bauten ergeben sich spezifische Anforderungen an die Befestigung der Solarmodule .

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Bei einer anderen Vorrichtung nach DE-A-4142565 mit zumindest einer auf Tragelementen in Abstand zu der zu beschattenden Fläche aufgespannten Dachhaut oder einem entsprechenden Seilnetz als Tragwerk sind an deren/dessen Außenseite fotovoltaische Elemente vorgesehen, die zur Kompensierung von Verzügen an das Tragwerk durch Zwischenelemente angefügt sind. Zudem sollen mehrere fotovoltaische Elemente oder Solarmodule etwa gleicher Ausrichtung in Reihe geschaltet und mit einem Regelsystem verbunden sein, wobei die Solarmodule etwa gleicher Ausrichtung bevorzugt jeweils einem Bereich zugeordnet und letztere von der Einfallsrichtung des aufzunehmenden Sonnenlichtes in Abhängigkeit vom Sonnenstand bestimmt sind.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein kostengünstiges Bauwerk einfacher Konstruktion anzubieten, das sowohl auf dem Boden als auch auf Bauwerken od. dgl. den Einsatz fotovoltaischer Zellen erleichtern soll. Das Bauwerk soll weitgehend handelsübliche Teile enthalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß sind jochartige Stützträger aus Schenkelstäben und diese verbindenden Firstprofilen etwa parallel zueinander festgelegt sowie ihre Firstprofile in zumindest zwei Ebenen unterschiedlichen Bodenabstandes angeordnet; diese Firstprofile dienen als Auflage bzw. als Spannbügel für zumindest eine sie querende, die fotovoltaischen Elemente aufnehmende Bahn. Diese Stützträger sind unkompliziert aufzustellen und mit den Bahnen zu belegen.

Als günstig hat es sich erwiesen, die parallelen Firstprofile jeweils wechselweise in den zumindest zwei Ebenen anzuordnen, so daß die von ihnen gehaltenen Bahnen längsschnittlich sinuslinienartig verlaufen. Die zwischen

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benachbarten Firstprofilen entstehenden Abschnitte der Bahnen sind in einem Winkel zu den -- vorteilhafterweise zueinander parallelen -- Ebene/n pultartig geneigt, wobei ein Winkel von etwa 45° bevorzugt wird.

Mit der Maßgabe, daß die Schenkelstäbe der Firstprofile zumindest einer Ebene teleskopartig längenveränderlich ausgebildet sind, wird eine günstige Anpassung des Neigungswinkels jener pultartigen Abschnitte erreicht.

Vorteilhafterweise sind auf den parallelen Stützträgern nebeneinander mehrere parallele Bahnen aus flexiblem Werkstoff aufspannbar, insbesondere aus textilem Gewebe mit auflaminierten fotovoltaischen Elementen als besonders anpassungsfähig und dazu wetterfeste Ausgestaltung.

Angesichts der üblichen Sonneneinstrahlung reicht es aus, die fotovoltaischen Elemente lediglich auf parallelen pultartigen Abschnitten einer Richtung anzubringen, d. h. die parallelen pultartigen Abschnitte der Bahn/en bilden mit dem Baugrund einen einzigen Winkel.

Um den Spannvorgang für die Bahnen zu erleichtern, sind diese auf den Umfangen der Firstprofile verschieblich angeordnet und werden durch einendigen Zug gespannt.

Insgesamt ergibt sich eine die Aufgabe in bestechender Weise erfüllende Tragvorrichtung für fotovoltaische Elemente.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1: die Seitenansicht eines Bauwerkes mit fotovoltaischen Zellen;

Fig. 2: die Draufsicht zu Fig. 1.

Von einem Baugrund 10 bzw. von darauf festgelegten Sockelplatten 12 ragen jochartige Stützträger 14,14a aus jeweils zwei vertikalen Schenkelstäben 16 und einem diesen verbindenden Firstprofil 18 in gleichen horizontalen Abständen a voneinander auf. Die parallelen Firststäbe 18 bestimmen zwei ihrerseits zueinander parallele Ebenen E₁₇ E₂ unterschiedlichen Bodenabstandes 1I₁, Ji₂ so, daß gemäß Fig. 1 niedrige Stützbogen 14 und höhere Stützbogen 14_a miteinander abwechseln. Dabei mißt der kürzere Bodenabstand Ia₁ etwa die Hälfte des längeren Bodenabstandes h₂.

Die Stützbogen 14,14_a bilden ein Traggerüst für mehrere auf ihnen parallel zueinander aufgespannte Bahnen 20 einer jeweiligen Breite b aus bevorzugt flexiblem Werkstoff beispielsweise Textilgewebe. Diese Bahnen 20 sind im Ausführungsbeispiel der Zeichnung einends an dem in Fig. 1 links stehenden -- durch Erdanker 22 und Zugseile 24 abgesegelten -- niedrige Stützbogen 14 festgelegt - dies bevorzugt durch ein nicht näher dargestelltes, etwa aus dem Markisenbau bekanntes Kederprofil.

Von dem niedrigen Stützbogen 14 führen die Bahnen 20 zum benachbarten höherliegenden Firstprofil 18 der Ebene E₂ und von diesem abwärts zum folgenden Firstprofil 18 der unteren Ebene E₁. Unter letzterem sind die Bahnen hindurchgeführt, um anschließend erneut -- in einem Winkel w von beispiels-

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weise 45° -- aufwärts zu verlaufen. Diese längsschnittlich sinuslinienartige Anordnung, welche in jenem Winkel w geneigte Dachpultflächen anbietet, läßt sich beliebig fortsetzen.

Mit &khgr; ist in Fig. 1 die Einstrahlrichtung der Sonne angedeutet; diese querende pultartig geneigte Bahnabschnitte sind mit fotovoltaischen Zellen 26 belegt. Letztere können beispielsweise auf die textlien Gewebebahnen 2 0 auflaminiert sein. Die elektrischen Verbindungen zu den fotovoltaischen Zellen 26 sind durch die Hohlräume der rohrartigen Stützträger 14,14_a geführt, welche aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein können. Im übrigen ermöglicht es die dargestellte Lage der Bahnen 20, diese durch Zug an einem ihrer schmalen Enden zu spannen, d. h. die Bahnen 20 können am Umfang jedes Firstprofils 18 in dieser Zugrichtung verschoben werden.

Nicht dargestellt ist, daß die vertikalen Schenkelstäbe 16 teleskopartig verlängerbar ausgestaltet sein können, um eine Anpassung des Neigungswinkels w der erwähnten Dachpultflächen an die Sonneneinstrahlung zu ermöglichen.

Claims

R219DE7 * -SW- *: · : : : ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung mit auf Stützträgern über einem Baugrund vorgesehener flexibler Fläche als Träger für fotovoltaische Elemente,

dadurch gekennzeichnet,

daß jochartige Stützträger (14,14-_a) aus Schenkelstäben (16) und diese verbindenden Firstprofilen (18) etwa parallel zueinander festgelegt sowie ihre Firstprofile in zumindest zwei Ebenen (E₁JE₂) unterschiedlichen Bodenabstandes (h_x,h₂) angeordnet sind, wobei diese Firstprofile als Auflage bzw. als Spannbügel für zumindest eine sie querende, die fotovoltaischen Elemente (26) aufnehmende Bahn (2 0) dienen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Firstprofile (18) jeweils wechselweise in den zumindest zwei Ebenen (E₁,E₂) angeordnet sind und die von ihnen gehaltene/n Bahn/en längsschnittlich sinuslinienartig verläuft/verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen benachbarten Firstprofilen (18) verlaufenden Abschnitte der Bahn/en (20) in einem Winkel (w) zu der/den Ebene/n (E₁₇E₂) pultartig geneigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen (E₁JE₂) zueinander parallel gerichtet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelstäbe (16) der Firstprofile (18) zumindest einer Ebene (E₁ bzw. E₂) teleskopartig längenveränderlich ausgebildet sind.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mehrere parallele Bahnen (20) aus flexiblem Werkstoff, insbesondere aus textilern Gewebe, mit auflaminierten fotovoltaischen Elementen (26).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fotovoltaischen Elemente (26) auf parallelen pultartigen Abschnitten der Bahn/en (20) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen pultartigen Abschnitte der Bahn/en (20) mit dem Baugrund (10) einen einzigen Winkel bilden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn/en (2 0) auf den Umfangen der Firstprofile (18) verschieblich angeordnet ist/sind.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn/en (20) an den Firstprofilen (18) gespannt ist/sind.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Leitungen für die fotovoltaischen Elemente (26) in Hohlräumen der rohrartigen Stützträger (14,14_a) verlaufen.