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DE10015465A1 - Vorrichtung zum Schwenken von Photovotaikmodulen und Sonnenkollektoren - Google Patents

Vorrichtung zum Schwenken von Photovotaikmodulen und Sonnenkollektoren

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DE10015465A1
DE10015465A1 DE10015465A DE10015465A DE10015465A1 DE 10015465 A1 DE10015465 A1 DE 10015465A1 DE 10015465 A DE10015465 A DE 10015465A DE 10015465 A DE10015465 A DE 10015465A DE 10015465 A1 DE10015465 A1 DE 10015465A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schwenken von Solarkollektoren und Photovoltaikmodulen über den Dachfirst von Dächern, deren Dachflächen keine optimale Ausrichtung zum Sonnenlauf haben.
Üblicherweise werden Solarkollektoren und Photovoltaikmodule fest auf Dächern montiert und sind somit in der Ausrichtung festgelegt. Wenn die Dachfläche nicht nach Süden ausgerichtet ist kann die der Anlage mögliche Leistung nicht ausgeschöpft werden. Bei einer Nord-Süd-Ausrichtung des Dachfirstes liegt das Modul am Nachmittag im Schatten des Daches, was zu einer sehr starken Ertragsminderung führt. Die Jahresausbeute an Energie wird dadurch deutlich vermindert.
Zwar sind Anlage zum Schwenken von Solarkollektoren und Photovoltaikmodule auf Dächern bekannt, diese beschränken sich allerdings darauf, die Solarkollektoren und Photovoltaikmodule auf einer Dachfläche zu belassen und sie der Sonnen in der Art nachzuführen, daß nur das Modul um eine dem Modul nahe Achsen gedreht wird.
Allerdings ist der Drehwinkel üblicherweise sehr begrenzt, da die Module sonst in einem zu großen Abstand zur Dachfläche montiert werden müßten. Auch diese Module liegen nachmittags auf der Schattenseite des Daches.
Das Ziel der Erfindung ist es, durch eine mechanische Schwenkvorrichtung die Solarkollektoren und Photovoltaikmodule auf einem Gestell über den Dachfirst zu schwenken und somit diese entsprechend der Tageszeit auf die dem Sonneneinfall zugeneigte Dachfläche zu schwenken und damit die Leistung der Anlage erhöhen zu können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen Hebelmechanismus, der auf dem Dach befestigt ist und die Kollektoren und Photovoltaikmodule über den Dachfirst schwenkt. Dabei kann der Schwenkvorgang an jeder beliebigen Stelle unterbrochen und somit die Kollektoren und Photovoltaikmodule immer optimal den Sonnenverlauf nachgeführt werden.
Der Erfindungsgemäße Vorteil der Vorrichtung ist es, daß bei geringen mechanischen Aufwand ein zuverlässiges Schwenken auch von großen Anlagen über den Dachfirst möglich ist und in den Endstellungen die Optik des Daches nicht durch über den Dachfirst überstehende Module beeinträchtigt wird sowie die Beschädigungsgefahr bei starken Winden minimiert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen, welche schematisch die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einen beispielhaften Schwenkvorgang in den einzelnen Schritten zeigt.
Die Vorrichtung besteht aus mindestens zwei, bei größeren Anlagen aus mehreren, der Länge des gesamten zu schwenkenden Grundrahmens (1) entsprechende Anzahl gleichartiger Gelenkmechanismen (3-8) und einem Grundrahmen. Durch die Gelenkmechanismen wird der Grundrahmen getragen und geschwenkt. Alle Solarkollektoren und Photovoltaikmodule (2) sind auf diesen Grundrahmen montiert. Sämtliche Gelenkmechanismen absolvieren während des Schwenkens den gleichen Bewegungsabläufe parallel und sind vorzugsweise mittels Querverbindungsstreben miteinander verbunden.
Der einzelne Gelenkmechanismus besteht aus zwei gleichartigen Gelenkarmen (3 + 4, 5 + 6), die jeweils auf den gegenüberliegenden Dachseiten (9a + 9b) mittels Lagerbock (7 + 8) in der Art befestigt sind, das sie um eine Achse, welche parallel zum Dachfirst (10) verläuft, drehbar gelagert sind. Das andere Ende des Gelenkarmes (3 + 4, 5 + 6) ist mittels Drehgelenk, dessen Drehachse auch parallel zum Dachfirst verläuft, am Grundrahmen (1), auf welchem die Solarkollektoren und Photovoltaikmodule (2) angebracht sind, befestigt. Jeder Gelenkarm kann durch ein weiteres Gelenk (11), dessen Drehachse parallel zum Dachfirst verläuft, nochmals in sich abgewinkelt werden. Somit besteht jeder Gelenkarm aus zwei mittels Gelenk miteinander verbundenen Einzelarmen (3 + 4; 5 + 6), wobei diese in der durch die Zeichnungen beispielhaft dargelegten Ausführungsform unterschiedliche Längen aufweisen. Der am Lagerbock befestigte Einzelarm (4 + 6) ist hier lang ausgeführt, und der am Grundrahmen befestigte Einzelarm (3 + 5) ist kurz ausgeführt. Zwischen dem kurzen Einzelarm (3 + 5) und dem Lagerbock (7 + 8) besteht eine Verbindung durch eine mittels Gelenken angebundenen Steuerstange (12 + 13) in der Art, das diese das Schwenken des kurzen Arms (3 + 5) um den langen Arm (4 + 6) so steuert, daß der kurze Arm (3) beim Überschwenken des langen Arms (4) in Richtung auf die gegenüberliegende Dachseite über dem First abgewinkelt wird und so den Befestigungspunkt am Grundrahmen (13) soweit unter den Dachfirst bringt, daß sich die obere Begrenzungskante des auf dem Grundgestell montierten Moduls in der Endstellung des Schwenkens unter der Kante des Dachfirstes befindet. Der kurze Einzelarm (5) des auf der gegenüberliegenden Dachseite montierten Gelenkarmes (5 + 6) wird gleichzeitig durch seine Schubstange (12) in eine zum langen Einzelarm (6) gestreckte Position gebracht, was den Befestigungspunkt des Gelenkarmes am Grundrahmen so positioniert, daß der Grundrahmen in der Endstellung des Schwenkens parallel zum Dach (9) auf diesem aufliegt. Alle Bewegungen der einzelnen Hebel sind zwangsgesteuert und werden nur miteinander erfolgen.
Der Antrieb erfolgt dabei über einen Getriebemotor, der vorzugsweise über eine Drehstange, welche durch die Achse des Drehgelenkes (14) eines Lagerbockes (8) aller zu einer Schwenkvorrichtung gehörenden Hebelmechanismen verläuft und mit diesen in der Art verbunden ist, daß die Drehbewegung der Drehstange in den Gelenkarm (4) eingeleitet wird und dieser in eine Schwenkbewegung um die Achse des Gelenkes am Lagerbock gesetzt wird. Da alle Gelenkarme über Gelenke miteinander verbunden sind, wird durch die Schwenkbewegung des Gelenkarmes (4) der gesamte Hebelmechanismus in eine durch die Steuerstangen zwangsgesteuerten Schwenkbewegung um ihre Gelenkachsen versetzt und somit das Überschwenken des Grundrahmens auf die gegenüberliegende Dachseite eingeleitet.
Durch Endabschalter wird der Antrieb nach Beendigung der Schwenkbewegung bei Aufliegen auf dem Dach gestoppt. Durch eine Meßvorrichtung für die Stärke des Sonneneinfalls kann das Schwenken so gesteuert und an jeder Position zwischen den beiden Endstellungen gestoppt und arretiert werden, daß die Solarkollektoren und Photovoltaikmodule jederzeit den optimalen Winkel zum Sonneneinfall aufweisen.
Zeichnung
Zeichnung 1 zeigt einen Hebelmechanismus der Schwenkvorrichtung schematisch in der Seitenansicht. Nummerung siehe Beschreibung.
Zeichnung 2 zeigt die Schwenkvorrichtung während des Schwenkvorganges. Abb. 1 und 7 zeigen jeweils die Endstellungen, Abb. 2-6 zeigen die Zwischenschritte der Schwenkbewegung.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Schwenken von auf Dächern oder auf ähnlichen Gestellen installierten Photovoltaikmodulen und Solarkollektoren über den Dachfirst, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung durch einen Hebelmechanismus mit zwangsgesteuerten Gelenkarmen in der Art ausgeführt wird, daß die mit dem Hebelmechanismus verbundenen Solarkollektoren und Photovoltaikmodule über den Dachfirst geschwenkt werden und in den beiden Endstellungen jeweils parallel zu den Dachflächen ausgerichtet sind und auf dieser Dachfläche aufliegen sowie sich mit ihren Begrenzungskanten unterhalb des Dachfirstes befinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Hebelmechanismen durch einen elektrisch betriebenen Getriebemotor ausgeführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkvorgang in jeder Stellung angehalten und arretiert werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Vorrichtung montierten Solarkollektoren und Photovoltaikmodule durch eine den Sonnenstrahlungseinfall messende und auswertende Steuerung jederzeit in den optimalen Winkel zum Sonnenlauf gebracht und arretiert werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarkollektoren und Photovoltaikmodule auf einem durch die Vorrichtung bewegten Grundrahmen montiert werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe nebeneinander montierten Hebelmechanismen durch Verbindungsstreben miteinander verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Gelenkarme durch eine für alle in Reihe montierten Hebelmechanismen und mit diesen verbundene Drehstange erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangssteuerung der Gelenkarme durch mehrere Motorantriebe ersetzt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zu einer Schwenkvorrichtung gehörenden Hebelmechanismen von der Größe des zu schwenkenden Grundrahmens abhängig ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009037333A1 (de) * 2009-08-14 2011-03-17 Udo Meerts Vorrichtung für die Befestigung einer Photovoltaik- oder Solarkollektoranlage auf einem Körper
CN101696826B (zh) * 2009-10-21 2011-12-28 芜湖贝斯特新能源开发有限公司 一种可变n形支架的太阳能热水器
EP2381189A4 (de) * 2009-01-12 2014-03-05 Univ Madrid Politecnica Selbstausrichtendes sonnendach mit neigemechanismus
US10505492B2 (en) 2016-02-12 2019-12-10 Solarcity Corporation Building integrated photovoltaic roofing assemblies and associated systems and methods

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