DE102011111803A1

DE102011111803A1 - Vorrichtung zur Aufnahme von Photovoltaik-Modulen

Info

Publication number: DE102011111803A1
Application number: DE102011111803A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-27
Filing date: 2011-08-27
Publication date: 2013-02-28

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Aufnahme von Photovoltaik-Modulen mit wenigstens einer Modulträgerstruktur (1) weist wenigstens eine der Modulträgerstruktur zugeordnete Sonnennachführmechanik (2) wenigstens eine Schienenführung (3) auf. Die Modulträgerstruktur (1) weist mehrere gelenkig miteinander verbundene Trägersektionen (4) auf und die Schienenführung (3) weist eine in wenigstens einer Horizontalebene verlaufende Führungsbahn auf. Die Modulträgerstruktur (1) ist mit wenigstens einem als Werbeträger fungierenden Flächengebilde (5) verbunden, das von einer Speicherrolle abläuft, deren Drehachse quer zur Führungsbahn der Schienenführung (3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Photovoltaik-Modulen mit wenigstens einer Modulträgerstruktur und wenigstens einer der Modulträgerstruktur zugeordneten Sonnennachführmechanik.
Bei den bekannten Vorrichtungen dient die Sonnennachführmechanik einer optimalen Ausrichtung der Photovoltaik-Module zum aktuellen Sonnenstand, der sich in einer tages- und jahresabhängigen Sonnenbahn bewegt. Der aktuelle Sonnenstand wird durch die Parameter Höhenwinkel und Horizontalwinkel angegeben, an denen die Photovoltaik-Module über Drehantriebe der Sonnennachführmechanik, astronomisch oder sensorisch gesteuert, ausgerichtet werden. Zur Erzielung möglichst hoher Wirkungsgrade weisen die Photovoltaik-Module sowohl zu benachbarten baulichen Strukturen als auch untereinander verschattungsfreie Abstände auf. Diese können insbesondere in Freilandanlagen realisiert werden, in denen die Photovoltaik-Module in langen Reihen nebeneinander platziert sind. Der Landschaftsverbrauch für derartige Freilandanlagen ist jedoch erheblich, so dass es neuerlich Bestrebungen gibt, den Landschaftsverbrauch durch einen verstärkten Einsatz der sogenannten „Gebäudeintegrierten Photovoltaik GiPV” zu reduzieren. Der Einsatz aufwendiger Sonnennachführmechanismen ist jedoch für den Einsatz in der GiPV-Technik nur bedingt geeignet, da insbesondere eine feste Himmelsausrichtung aufweisende Gebäudefassaden einem effektiven Einsatz der in den Sonnennachführmechanismen enthaltenen Drehantriebe hinderlich entgegenstehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, die insbesondere für einen effektiven Einsatz in der GiPV-Technik geeignet ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sonnennachführmechanik wenigstens eine Schienenführung aufweist. Die Schienenführung dient vorteilhaft dem Verfahren der Photovoltaik-Module entlang von Bauwerksfassaden oder Werbeträgerkonstruktionen. Durch die Ausbildung gekrümmter Schienenverläufe sind die Photovoltaik-Module von einer ersten Bauwerksfassade oder einem ersten Werbeträgerabschnitt auf eine zweite eine andere Himmelsausrichtung aufweisende Bauwerksfassade bzw. einen zweiten eine andere Himmelsausrichtung aufweisenden Werbeträgerabschnitt bewegbar. Insbesondere bei freistehenden Bauwerken, beispielsweise in Form von Wohn- und Wirtschaftsgebäuden, Verkehrs-, Ver- und Entsorgungsbauwerken sowie Schutzbauten bzw. bei freistehenden Werbeträgerkonstruktionen können die Führungsschienen eine geschlossene Umlaufbahn ausbilden, auf der die Photovoltaik-Module umlaufend bewegbar sind. Die Ausbildung geschlossener Umlaufbahnen ist insbesondere in den Polargebieten von Bedeutung, in denen es zur Sommerzeit Tage gibt, in denen die Sonne den Landschaftshorizont nicht erreicht. Eine besonders gute Ausrichtung der Photovoltaik-Module zu einem aktuell vorherrschenden Sonnenstand ist durch die Ausbildung eines kreisringförmigen Schienenverlaufs gewährleistet, bei dem die Schienenführung insbesondere für eine Anbringung an zylindrische Bauwerke oder zylindrische Werbeträgerkonstruktionen, wie beispielsweise an die Türme von Windkraftanlagen, an Brückenpfeiler oder an Litfaßsäulen, geeignet ist. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die Sonnennachführmechanik über ihre Schienenführung hinaus mit Drehantrieben zur Winkelverstellung auszurüsten.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung weist die Modulträgerstruktur mehrere gelenkig miteinander verbundene Trägersektionen auf. In Abhängigkeit der in einem Schienenverlauf ausgebildeten Krümmungsradien gewährleisten die einzelnen Trägersektionen die Ausbildung einer Gliederkette, deren einzelne Kettenglieder bei einer Kurvenführung vorteilhaft kleine Ausscherbewegungen ausführen. Die gelenkigen Verbindungen werden vorzugsweise durch wartungsfreie Gleitlagerverbindungen hergestellt.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung weist die Schienenführung eine in wenigstens einer Horizontalebene verlaufende Führungsbahn auf. In Horizontalebenen ausgebildete Führungsbahnen stellen die wohl einfachste Möglichkeit zur Ausbildung einer Sonnennachführmechanik dar, mit der die Photovoltaik-Module an sämtlichen Horizontalwinkeln einer Sonnenbahn ausgerichtet werden können. In Abhängigkeit der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auszurüstenden baulichen Strukturen sind jedoch auch Varianten denkbar, in denen die Führungsbahn vertikale Bahnabschnitte oder vertikale Richtungskomponenten aufweist.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Modulträgerstruktur mit wenigstens einem als Werbeträger fungierenden Flächengebilde verbunden. Das Flächengebilde ist vorteilhaft dazu geeignet, aus Effizienzgründen nicht mit Photovoltaik-Modulen, einer Modulträgerstruktur bzw. deren Trägersektionen besetzte Abschnitte der Schienenführung abzudecken und die Abdeckung gleichzeitig für Werbezwecke zu nutzen. Das Flächengebilde stellt somit zum einen eine Verkleidung unbesetzter Abschnitte der Schienenführung und zum anderen einen wirksamen Schutz der in der Schienenführung gelegenen Führungsflächen gegen Witterungseinflüsse und Verunreinigungen dar. Das Flächengebilde ist insbesondere aus witterungsbeständigen Kunststoffplanen in Form von Geweben oder Folien hergestellt und vorzugsweise gemeinsam mit der Modulträgerstruktur in der Schienenführung geführt. Seine Ausbildung als Werbeträger erfolgt beispielsweise mittels Aufdrucken, Aufnähern oder Aufklebern, deren optische Elemente auch Leuchtdioden, Lichtleiter oder Reflektoren enthalten können. Insbesondere elektrischen Elementen wie Leuchtioden oder dergleichen kann ein als Nachtspeicher fungierender Akkumulator zugeordnet sein.
Weist die Schienenführung eine offene Führungsbahn auf, ist die Modulträgerstruktur zwischen zwei als Werbeträger fungierenden Flächengebilden angeordnet, wobei jedes Flächengebilde von einer Speicherrolle abläuft, deren Drehachse quer zur Führungsbahn der Schienenführung angeordnet ist. Die Speicherrollen weisen vorzugsweise einen federbetätigten Einziehmechanismus auf. Zum Aufrollen des Flächengebildes können jedoch auch elektrische Antriebe zur Anwendung gelangen.
Nach einer besonders einfachen und gleichwohl effizienten Weiterbildung der Erfindung weist die Schienenführung wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Führungsschienen auf, zwischen denen die Modulträgerstruktur aufgehängt ist. Die zwischen den Führungsschienen aufgespannte Führungsebene weist vorzugsweise eine vertikale Ausrichtung auf. Im Rahmen dieser Erfindung kann die Führungsebene jedoch wenigstens abschnittsweise eine horizontale Ausrichtung oder horizontale Richtungskomponenten aufweisen.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Schienenführung und jede Modulträgerstruktur über wenigstens eine Höhenwinkelverstelleinrichtung miteinander verbunden. Die Höhenwinkelverstelleinrichtung weist eine Drehlageranordnung sowie eine beabstandet zur Drehlageranordnung gelegene Weggeberanordnung auf, wobei die Drehlageranordnung vorzugsweise zwischen der Modulträgerstruktur und einer ersten Führungsschiene der Schienenführung und die Weggeberanordnung zwischen der Modulträgerstruktur und einer zweiten Führungsschiene derselben Schienenführung angeordnet ist. Die Höhenwinkelverstelleinrichtung ist insbesondere bei hohen Sonnenständen dazu geeignet, die Modulträgerstruktur am Höhenwinkel auszurichten.
Zur Ausbildung der Weggeberanordnung wird vorgeschlagen, die Sonnennachführmechanik mit wenigstens einer elektromotorischen Antriebseinheit auszurüsten, mit welcher die die Weggeberanordnung ausbildenden Weggeber in synchroner Weise betätigbar sind. Selbstverständlich kann die Sonnennachführmechanik optional auch mit einer hydraulischen oder pneumatischen Antriebseinheit ausgerüstet sein.
Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Anwendungsbeispiel; und
2: eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem zweiten Anwendungsbeispiel.
Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme nicht näher dargestellter Photovoltaik-Module mit einer Modulträgerstruktur 1 und einer der Modulträgerstruktur 1 zugeordneten Sonnennachführmechanik 2, die eine Schienenführung 3 aufweist. Die Modulträgerstruktur 1 weist mehrere gelenkig miteinander verbundene Trägersektionen 4 auf und ist mit einem als Werbeträger fungierenden Flächengebilde 5 verbunden. Die Schienenführung 3 weist zwei parallel zueinander verlaufende Führungsschienen 6, 7 auf, mit denen eine in einer Horizontalebene verlaufende Führungsbahn ausgebildet ist. Die Schienenführung 3 und jede Modulträgerstruktur 1 sind über eine Höhenwinkelverstelleinrichtung 8 miteinander verbunden, die aus einer Drehlageranordnung 9 sowie einer beabstandet zur Drehlageranordnung 9 gelegenen Weggeberanordnung 10 zusammengesetzt ist. Das in der 1 dargestellte Anwendungsbeispiel zeigt einen Eckausschnitt einer Gebäudefassade 11, an welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrer im rechten Winkel gekrümmten Schienenführung 3 verankert ist.
Das in 2 dargestellte Anwendungsbeispiel zeigt einen Ausschnitt eines zylindrischen Turmsegmentes 12, an welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls über ihre Schienenführung 3 verankert ist. In diesem Anwendungsbeispiel weist die Schienenführung 3 jedoch eine kreisringförmig gekrümmte Führungsbahn auf. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Claims

Vorrichtung zur Aufnahme von Photovoltaik-Modulen mit wenigstens einer Modulträgerstruktur und wenigstens einer der Modulträgerstruktur zugeordneten Sonnennachführmechanik, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnennachführmechanik (2) wenigstens eine Schienenführung (3) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulträgerstruktur (1) mehrere gelenkig miteinander verbundene Trägersektionen (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenführung (3) eine in wenigstens einer Horizontalebene verlaufende Führungsbahn aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulträgerstruktur (1) mit wenigstens einem als Werbeträger fungierenden Flächengebilde (5) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Flächengebilde (5) von einer Speicherrolle abläuft, deren Drehachse quer zur Führungsbahn der Schienenführung (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenführung (3) wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Führungsschienen (6, 7) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienenführung (3) und jede Modulträgerstruktur (1) über wenigstens eine Höhenwinkelverstelleinrichtung (8) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnennachführmechanik (2) wenigstens eine elektromotorische Antriebseinheit aufweist.