-
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Erzeugung von Solarstrom, ein Montagesystem zur Errichtung einer Anlage zur Erzeugung von Solarstrom und ein Verfahren zum Aufbau der Anlage.
-
Vor dem Hintergrund der avisierten Energiewende ist es notwendig, möglichst viele Flächen zur Erzeugung von Solarenergie bereitzustellen.
-
Die Installation und Verbindung großer Elemente sind dabei anspruchsvoll und erfordert schwere Maschinen.
-
Insbesondere für die Umsetzung von Photovoltaik-Parkplatzüberdachungen sind skalierbare Konstruktion notwendig.
-
Hierbei ist der Zusammenbau kleinteiliger Einzelelemente auf der Baustelle ineffizienter als die modulare Vorfertigung und Montage bereits vollständiger Hauptelemente.
-
Derzeit wird die Montage von Anlagen zur Erzeugung von Solarstrom durch Fachbetriebe ausgeführt, die vor dem Hintergrund des zunehmenden Fachkräftemangels sich durch längere Errichtungszeiten vermehrt mit Schwierigkeiten in der Abarbeitung anstehender Aufträge auseinandersetzen müssen.
-
Es ist demnach wünschenswert, über eine vorgefertigte und modulare Photovoltaikanlage zu verfügen, welche mit minimalem Aufwand und Materialeinsatz durch jedermann, so z.B. durch unausgebildete oder maximal angelernte Kräfte, zu montieren ist.
-
Darstellung der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Anlage zur Erzeugung von Solarstrom, ein Montagesystem zur Errichtung einer Anlage zur Erzeugung von Solarstrom und ein Verfahren zum Aufbau der Anlage bereitzustellen, wobei die modulare Anlage mit minimalem Werkzeug- und Fachkräfteeinsatz aufbaubar ist.
-
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.
-
Hierbei wird eine horizontale Struktur als eine Struktur definiert, welche im Wesentlichen waagerecht ausgerichtet ist. Im Wesentlichen bedeutet, dass ein entsprechender Horizontalwinkel, der Winkel zwischen einer perfekten Waagerechten und einer Längsachse der horizontalen Struktur, zwischen 0 und 30°, vorzugsweise zwischen 5 und 25°, vorzugsweise zwischen 10 und 20° liegt.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Anlage zur Erzeugung von Solarstrom, wobei die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom wenigstens ein Trägersystem und zumindest ein Solarstromsystem aufweist. Das wenigstens eine Trägersystem weist zumindest eine vertikale Tragestruktur auf, welche an ihrer Oberseite zur Aufnahme einer ersten horizontalen Tragestruktur vorgesehen ist. Die erste horizontale Tragestruktur weist zumindest eine Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung mit dem zumindest einen Solarstromsystem orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur auf. Das zumindest eine Solarstromsystem weist zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur auf. Die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur ist orthogonal zu der ersten horizontalen Tragestruktur ausgerichtet. Zumindest ein Ende der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur ist zur Verbindung mit der ersten horizontalen Tragestruktur mittels der zumindest einen Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung vorgesehen. Zumindest ein Photovoltaikmodul ist mit einer Oberseite der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur verbunden.
-
In vorteilhafter Ausführung weist das zumindest eine Solarstromsystem zumindest zwei zweite horizontale Tragestrukturen auf, welche entlang ihrer Längsachse gelenkig klappbar miteinander verbunden sind.
-
Dies kann durch Verwendung eines geeigneten Klappmechanismus erzielt werden, beispielsweise eines Klappscharniers. Hierfür können entlang der Längsachse der zumindest zwei zweiten horizontalen Tragestrukturen mehrere Klappmechanismen vorgesehen sein. Werden zwei oder drei oder mehrere zweite horizontale Tragestrukturen derart miteinander verbunden, kann eine beliebig große Fläche durch Zusammenklappen auf ein geringes Packmaß reduziert werden, beispielsweise für einen Transport der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom vom Produktionsort hin zum Verwendungsort. Hierbei ist darauf zu achten, dass benachbarte (parallel ausgerichtete) zweite horizontale Tragestrukturen eine alternierende Klapprichtung erfahren, sodass ein erstes Segment beispielsweise nach oben geklappt werden kann, während ein zweites Segment nach unten geklappt werden kann, während das dritte Segment wieder nach oben geklappt werden kann usw. Hierdurch wird eine maximale Reduktion des Packmaßes erzielt. Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung ein im ausgeklappten Zustand H-förmiges Verbindungselement.
-
Bevorzugt ist das H-förmige Verbindungselement hierfür einseitig vierfach abgekantet, wobei eine Breite eines zentralen Bereiches des H-förmigen Verbindungselements einer Breite der ersten horizontalen Tragestruktur entspricht, welche das H-förmige Verbindungselement aufnehmen kann. Ferner bevorzugt weisen abgekantete Flächen des H-förmigen Verbindungselements Bohrungen zur beidseitigen Verbindung des zumindest einen Solarstromsystems orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur, beispielsweise durch eine Scherverbindung mittels Schrauben, auf. Die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur des zumindest einen Solarstromsystems weist korrespondierende Bohrungen auf, welche mit Gewinden versehen sein können. Die sich gegenüberliegenden abgekanteten Flächen des H-förmigen Verbindungselements sind derart beanstandet, dass sie, je nach Positionieren innerhalb der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom, Enden von einer oder zwei zweiten horizontalen Tragestruktur(en) aufnehmen. Bevorzugt weist die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom demnach kleine und große Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung auf.
-
Hierbei ist das H-förmige Verbindungselement individuell fertigbar, sodass es sich beispielsweise an unterschiedliche Breiten bestehender Dachkonstruktionen adaptieren lässt, um die erfindungsgemäße Anlage zur Erzeugung von Solarstrom nachzurüsten.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das H-förmige Verbindungselement in zwei T-förmige Verbindungselemente teilbar ausgestaltet. Hierfür kann das H-förmige Verbindungselemente eine Sollbruchstelle entlang der Breite des zentralen Bereiches des H-förmigen Verbindungselements, beispielsweise in Form einer Kerbe, aufweisen. Die T-förmigen Verbindungselemente dienen dann zur einseitigen Fixierung des zumindest einen Solarstromsystems orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur, sofern kein zweites Solarstromsystem vorgesehen ist. Ferner dienen die T-förmigen Verbindungselemente zur Fixierung des zumindest einen Solarstromsystems orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur an Außenseiten einer Aneinanderreihung von Solarstromsystemen, beispielsweise einer ersten und letzten Parkplatzüberdachung einer Vielzahl von aneinandergereihten Parkplatzüberdachungen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zumindest eine Solarstromsystem ein System zur Abfuhr von Regen- und/oder Schmelzwasser auf.
-
Bevorzugt ist das System zur Abfuhr von Regen und/oder Schmelzwasser eine Regenrinne. Ferner bevorzugt ist das System zur Abfuhr von Regen und/oder Schmelzwasser an einer unteren Kante des zumindest einen Solarstrommoduls angeordnet, derart, dass Regen- und/oder Schmelzwasser, welches durch Gravitation auf einer Oberfläche des zumindest einen Solarstrommoduls entlang fließt, aufgefangen wird. Eine Abfuhr des Regen- und/oder Schmelzwassers kann beispielsweise durch ein Fallrohr in eine dafür vorgesehene Auffangeinrichtung erfolgen.
-
Vorteilhafter Weise sind die zumindest eine vertikale Tragestruktur, die erste horizontale Tragestruktur und/oder die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur als Hohlkörper mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet, wobei auch andere Tragwerksprofile denkbar sind.
-
Herbei reduzieren Hohlkörper ein Gesamtgewicht der Anlage im Vergleich zu Vollmaterial, und tragen somit zu einem vereinfachten Transport der Anlage bei reduzierter Treibhausgasemission sowie einer vereinfachten Montage der Anlage bei. Ferner erlaubt eine Ausführung der zumindest einen vertikalen Tragestruktur, der ersten horizontalen Tragestruktur und/oder der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur als Hohlkörper eine einfache Verbindung verschiedener Elemente, beispielsweise indem in Einzelelementen Bohrungen vorgesehen sind, welche Gewinde zur Verschraubung aufweisen können. Auch können unansehnliche Schraubenköpfe in den Hohlkörpern aufgenommen werden, beispielsweise indem entlang einer Längsachse einer Schraube auf einer einem Schraubenkopf zugewandten Seite in einer Außenwand des Hohlkörpers eine Bohrung vorgesehen ist, durch welche eine Schraube eingeführt und mittels entsprechenden Werkzeugs arretiert werden kann.
-
Ein rechteckiger Querschnitt vergrößert die Auflagefläche an Verbindungspunkten zwischen den einzelnen Elementen und trägt somit zur Stabilität der Anlage bei.
-
Herbei können die Elemente der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom, im Speziellen die zumindest eine vertikale Tragestruktur, die erste horizontale Tragestruktur und/oder die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur, aus Aluminium gefertigt sein, um das Gesamtgewicht der Anlage niedrig zu halten. Andere Materialien, beispielsweise Kunststoff, sind denkbar.
-
Bei Auswahl geeigneter Materialien sowie deren Ausbildung, beispielsweise in Bezug auf Querschnitt und/oder Wandstärke, muss berücksichtigt werden, dass ein im Freien vorgesehener Carport möglichst witterungsbeständig sein muss, um eine Zeitdauer zwischen Instandsetzungszyklen zu minimieren. Ferner muss das Material in der Lage sein, das zumindest eine Solarstromsystem zu tragen. Hierbei ist auch auf eine mögliche Wind- und/oder Schneelast bei entsprechenden Witterungsbedingungen zu achten.
-
Dementsprechend kann das zumindest eine Solarstromsystem mehrere zweite horizontale Tragestrukturen aufweisen, um eine sichere Fixierung des zumindest einen Photovoltaikmoduls, auch bei höherer Schneelast, zu gewährleisten.
-
Ferner kann das zumindest eine Solarstromsystem zu diesem Zweck eine oder mehrere dritte horizontale Tragestrukturen aufweisen, welche parallel zur ersten horizontalen Tragestruktur des zumindest einen Trägersystems angeordnet sind, und spezifisch der Aufnahme des zumindest einen Photovoltaikmoduls dienen. Bei einer Ausgestaltung der dritten horizontalen Tragestruktur(en) ist dafür Sorge zu tragen, dass ein Klappmechanismus, zwischen den zumindest zwei zweiten horizontalen Tragestrukturen nicht beeinträchtigt wird, beispielsweise indem die dritte(n) horizontale(n) Tragestruktur(en) eine geeignete Länge aufweisen, welche nicht größer ist, als ein Abstand zwischen den zumindest zwei zweiten horizontalen Tragestrukturen. Alternativ kann/können auch die dritte(n) horizontale(n) Tragestruktur(en) klappbar ausgestaltet sein, und hierfür beispielsweise Scharniere aufweisen.
-
Vorteilhafter Weise ist/sind auch die dritte(n) horizontale(n) Tragestruktur(en) als Aluminiumhohlkörper mit rechteckigem Querschnitt ausgeformt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Trägersystem an einer Unterseite eine Fundamentanbindung zur lösbaren Verbindung des Trägersystems mit einem Fundament auf. Die Fundamentanbindung kann beispielsweise eine mit dem Trägersystem verschweißte Metallplatte sein, welche Bohrungen aufweist, mittels welcher das Trägersystem auf dem Fundament fixiert werden kann. Hierfür können beispielsweise Schraubdübel verwendet werden. Schraubenfundamente werden bevorzugt verwendet, da diese die schnellste Montage ermöglichen. Andere Ausgestaltungen der Fundamentanbindung sind dennoch denkbar, beispielsweise in Form von einbetonierten Gewindestangen, auf welche das Trägersystem geschraubt wird.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt ferner durch ein Montagesystem zur Errichtung einer Anlage zur Erzeugung von Solarstrom. Das Montagesystem weist zumindest eine Hebeanbindung und zumindest eine Zugvorrichtung auf. Die Hebeanbindung ist zur Verbindung an eine Unterseite der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur des zumindest einen Solarstromsystems vorgesehen und zur Aufnahme der Zugvorrichtung ausgeformt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Montagesystem ferner zumindest eine Hebevorrichtung auf.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Montagesystem ferner zumindest ein Umlenksystem auf. Das zumindest eine Umlenksystem ist zur Aufnahme der Zugvorrichtung ausgeformt und zur Verbindung an einer Oberseite der ersten horizontalen Tragestruktur des zumindest einen Trägersystems vorgesehen, derart, dass eine Umlenkbewegung orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur erfolgt.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Umlenksystem ein Umlenkrollsystem.
-
Hierbei besteht ein Umlenkrollsystem beispielsweise aus einem Paar Umlenkrollen, welche gemeinsam auf einer geeigneten Konstruktion, beispielsweise einem U-Profil, fixiert sind. Hierfür können unter anderem Schraubverbindungen genutzt werden. Vorteilhafter Weise weist das U-Profil ein Breite auf, welche der Breite der ersten horizontalen Tragestruktur entspricht. Das Umlenkrollsystem kann so auf die erste horizontale Tragestruktur gesteckt/geklemmt und für den Aufbau der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom genutzt werden. Hierbei verhindern ausreichend groß dimensionierte Seitenflächen des U-Profils ein Abrutschen des Umlenkrollsystems von der ersten horizontalen Tragestruktur. Nach erfolgreichem Aufbau kann das Umlenkrollsystem ohne Weiteres entfernt und für einen Aufbau an anderer Stelle genutzt werden. Alternativ kann zur temporären Fixierung des Umlenksystems auf der ersten horizontalen Tragestruktur eine Schraubverbindung genutzt werden, was allerdings den Aufwand für Auf- und Abbau steigert. Andere Arten der Verbindung sind ebenfalls denkbar. Das Umlenkrollsystem kann auch als freihängende Umlenkrolle mit entsprechender Fixierung an der ersten horizontalen Tragestruktur ausgebildet sein. Eine freie Bewegung der Umlenkrolle wird durch eine Kombination der Umlenkrolle mit einem Schenkel ermöglicht, welcher wiederum in Verbindung mit einer Öse steht, welche an der ersten horizontalen Tragestruktur befestigt wird. Hierfür können beispielsweise Bohrungen vorgesehen sein. Durch diesen Aufbau ist das Heben von Lasten Winkel unabhängig möglich.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hebeanbindung ein Vierkantrohr, welches bevorzugt zumindest eine Öse aufweist.
-
Ferner bevorzugt ist die Zugvorrichtung ein Drahtseil oder jede andere Form von Seil.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt ferner durch ein Verfahren zur Montage der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
- a. Montage des wenigstens einen Trägersystems,
- b. Ausklappen des zumindest einen Solarstromsystems neben dem wenigstens einen Trägersystem oder innerhalb einer von zwei Trägersystemen begrenzten Fläche, derart, dass die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur orthogonal zu den ersten horizontalen Tragestrukturen ausgerichtet ist,
- c. Montage des zumindest einen Montagesystems an das wenigstens eine Trägersystem und das zumindest eine Solarstromsystem,
- d. Anheben des zumindest einen Solarstromsystems, derart, dass in einer Endposition die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur unmittelbar an korrespondierenden Abschnitten der zumindest einen Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung des zumindest einen Trägersystems anliegt,
- e. Herstellen einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur des zumindest einen Solarstromsystems und der zumindest einen Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung des zumindest einen Trägersystems und
- f. Demontage des zumindest einen Montagesystems.
-
Die Hebeanbindung dient einem Anheben des zumindest einen Solarstromsystems auf ein Niveau, welches dem Niveau der Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung entspricht. Seiten der Hebeanbindung weisen jeweils einen Anschlag auf, um ein seitliches Abrutschen des zumindest einen Solarstromsystems von der Hebeanbindung auszuschließen. Die seitlichen Anschläge können angeschweißt und/oder angeschraubt und/oder auf eine andere geeignete Art fixiert sein. Beispielsweise können abstehende Schrauben in vorgesehene Löcher gesteckt werden, um einen Anschlag zu realisieren. Die Hebeanbindung kann weitere Elemente zum sicheren Anheben des zumindest einen Solarstromsystems aufweisen, beispielsweise angeschweißte und/oder angeschraubte und/oder auf eine andere geeignete Art fixierte L-Profile. Beispielsweise sind herausstehende Schrauben denkbar. Ein erstes freies Ende der Zugvorrichtung, beispielsweise ein erstes freies Ende des Drahtseils, wird mit der zumindest einen Öse der Hebeanbindung verbunden. Ein zweites freies Ende der Zugvorrichtung wird im einfachsten Fall direkt über die erste horizontale Tragestruktur geführt. Zur Erleichterung des Anhebens kann die zumindest eine Zugvorrichtung über das zumindest eine Umlenkrollsystem geführt werden. Sodann bewirkt ein Zug am zweiten freien Ende der Zugvorrichtung ein Anheben des zumindest einen Solarstromsystems. Hierbei ist es durch eine vorteilhafte Anordnung der Zugvorrichtung um das zumindest eine Solarstromsystem möglich, das zumindest eine Solarstromsystem unter Verwendung von lediglich einer Zugvorrichtung und lediglich einem Umlenksystem gleichmäßig anzuheben. Alternativ können zwei oder mehre Zugvorrichtungen genutzt werden, um ein gleichmäßiges Anheben zu gewährleisten. Auch denkbar ist eine Nutzung zwei oder mehrerer Umlenksysteme.
-
Die zumindest eine Zugvorrichtung kann händisch betätigt werden, indem man direkt an der zumindest einen Zugvorrichtung zieht. Es ist aber auch denkbar, die zumindest eine Zugvorrichtung mittels der zumindest einen Hebevorrichtung zu betätigen, welche kurzzeitig beispielsweise am Boden oder auf der ersten horizontalen Tragestruktur oder an der zumindest einen vertikalen Tragestruktur des wenigstens einen Trägersystems befestigt sein kann. Die Hebevorrichtung kann beispielsweise eine Kurbel sein, deren Betätigung in einem Aufwickeln der Zugvorrichtung resultiert. Ebenfalls denkbar ist eine elektrische Unterstützung beim Anheben, beispielsweise durch eine elektrische Seilwinde. In jedem Fall werden Hebeanbindung, Hebevorrichtung, Umlenksystem und Zugvorrichtung nach erfolgter Fixierung des zumindest einen Solarstromsystems am wenigsten einen Trägersystem demontiert, und stehen einer anderweitigen Verwendung zur Verfügung. Eine Montage erfolgt demnach lediglich temporär, und für die Funktion der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom nicht benötigte Elemente werden demontiert.
-
Gemäß verschiedener Ausführungsformen umfasst das Ausklappen des zumindest einen Solarstromsystems folgende Verfahrensschritte:
- a. Bereitstellung des Solarstromsystems in einem Transportmodus, wobei das Solarstromsystem Zugvorrichtungen aufweist, welche benachbarte zweite horizontale Tragestrukturen an den Klappmechanismen gegenüberliegenden Enden miteinander verbinden und als Widerstand für ein gezieltes Ausklappen dienen,
- b. Ausklappen des Solarstromsystems in eine Dreiecksform, wobei untere zweite horizontale Tragestrukturen auf einem Untergrund rollend gelagert sind,
- c. Weiteres Ausklappen des Solarstromsystems unter Verwendung eines Winkels, welcher ein Umkippen des Solarstromsystems verhindert,
- d. Weiteres Ausklappen des Solarstromsystems unter Verlängerung der unteren Zugvorrichtung
- e. Ablegen der äußeren zweiten horizontalen Tragestruktur auf ein rollendes Lager und Verbindung eines oberen Gelenks des Solarstromsystems mit einem Umlenksystem mittels einer Zugvorrichtung
- f. Absenken des oberen Gelenks, bis das Solarstromsystem vollständig flächig ausgeklappt ist.
-
Die erfindungsgemäße Anlage zur Erzeugung von Solarstrom liefert, auf Grund von vorkonfektionierten Solarstromsystemen, eine skalierbare Lösung zum Überdachen größerer Flächen mit Photovoltaikanlagen.
-
Hierbei kann ein Trägersystem beidseitig jeweils ein Solarstrommodul aufnehmen. Die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom kann somit unter Hinzunahme weiterer Trägersysteme modular erweitert werden.
-
Hierbei gestaltet sich der Aufbau mittels Montagesystem als äußerst einfach und bedarf keinerlei Fachpersonal. Lediglich der elektrische Anschluss sollte durch entsprechend ausgebildetes Personal erfolgen.
-
Die für den Aufbau benötigten Elemente können schnell montiert und demontiert werden, und stehen somit für den Aufbau weiterer Solarstrommodule zur Verfügung. Es bedarf kein separates Montagesystem für jedes einzelne Solarstrommodul, was bei größerer zu überdachender Fläche eine signifikante Kostenreduktion bewirkt.
-
Der Klappmechanismus reduziert das Packmaß für den Transport der Solarstrommodule auf ein absolutes Minimum.
-
Auch Privatleute können vom erfindungsgemäßen Montagesystem profitieren, indem dies beispielsweise nur für den Zweck des Aufbaus des Solarstrommoduls gemietet werden kann, und nicht zwangsläufig für eine Einzelverwendung käuflich erworben werden muss.
-
Ausführung der Erfindung
-
Die Erfindung wird anhand eines/mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierzu zeigen
- 1 Anlage zur Erzeugung von Solarstrom,
- 2A Anlage zur Erzeugung von Solarstrom mit zusammengeklappten Solarstromsystem,
- 2B Anlage zur Erzeugung von Solarstrom mit aufgeklappten Solarstromsystem,
- 2C Anlage zur Erzeugung von Solarstrom mit Flach liegendem Solarstromsystem,
- 2D Anlage zur Erzeugung von Solarstrom während Montage des Solarstromsystems,
- 2E Anlage zur Erzeugung von Solarstrom mit nach Montage des Solarstromsystems,
- 3A-F Ausklappverfahren des Solarstromsystems,
- 4 Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung.
-
In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die erfindungsgemäße Anordnung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“ usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Zeichnungen verwendet. Die Richtungsterminologie dient der Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.
-
Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
-
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
-
Die erfindungsgemäße Anlage zur Erzeugung von Solarstrom ist in 1 dargestellt. Die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom weist wenigstens ein Trägersystem 1 und zumindest ein Solarstromsystem 2 auf. Das wenigstens eine Trägersystem 1 weist zumindest eine vertikale Tragestruktur 10 auf, welche an ihrer Oberseite zur Aufnahme einer ersten horizontalen Tragestruktur 11 vorgesehen ist. Die erste horizontale Tragestruktur 11 weist zumindest eine Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung 12 mit dem zumindest einen Solarstromsystem 2 orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur 11 auf. Das zumindest eine Solarstromsystem 2 weist zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur 20 auf. Die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur 20 ist orthogonal zu der ersten horizontalen Tragestruktur 11 ausgerichtet. Zumindest ein Ende der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur 20 ist zur Verbindung mit der ersten horizontalen Tragestruktur 11 mittels der zumindest einen Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung 12 vorgesehen. Zumindest ein Photovoltaikmodul 21 ist mit einer Oberseite der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur 20 verbunden.
-
In vorteilhafter Ausführung weist das zumindest eine Solarstromsystem 2 zumindest zwei zweite horizontale Tragestrukturen 20 auf, welche entlang ihrer Längsachse gelenkig klappbar miteinander verbunden sind. In der Ausführungsform gemäß 1 weist das Solarstromsystem 2 sechs zweite horizontale Tragestrukturen 20 auf, wobei jeweils die zwei eng benachbarten zweiten horizontalen Tragestrukturen 20, welche sich zwischen den zwei der insgesamt vier vertikalen Tragestrukturen 10 auf einer Seite des Solarstromsystems 2 befinden, klappbar miteinander verbunden sind (am besten dargestellt in 2B).
-
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung 12 ein H-förmiges Verbindungselement. In der Ausführungsform gemäß 1 weist die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom insgesamt acht Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung 12 auf, wobei jeweils vier Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung 12 auf jeweils einem der insgesamt zwei ersten horizontalen Tragestrukturen 11 angeordnet sind. Hierbei sind die beiden inneren der vier Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung 12 größer ausgestaltet als die entsprechenden äußeren der vier Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung 12, da diese zwei an Stelle von einem zweite horizontale Tragestrukturen 20 aufnehmen, welche gelenkig klappbar miteinander verbunden sind. Jeweils vier abgekantete Flächen der acht Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung 12 weisen jeweils drei Bohrungen auf (zwölf Bohrungen pro Vorrichtung), welche korrespondierenden Bohrungen der zweiten horizontalen Tragestrukturen entsprechen und zur Verbindung mit diesen dienen, beispielsweise mittels Verschraubung.
-
Das Solarstromsystem 2 kann ein System zur Abfuhr von Regen- und/oder Schmelzwasser aufweisen (hier nicht gezeigt). Beispielsweise kann das System zur Abfuhr von Regen- und/oder Schmelzwasser entlang einer tiefergelegenen Seite des Solarstromsystems 2 angeordnet sein (beispielsweise entlang Bezugszeichen 20, 21 und 2 in 1), um Solarstromsystem 2 herunterfließendes Wasser aufzunehmen und abzuführen. Hierfür eignet sich beispielsweise eine Regenrinne in Kombination mit einem Fallrohr und einem Aufnahmebehälter für das Wasser.
-
2A bis 2E stellen die Montage des Solarstromsystems 2 der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom dar. Ein entsprechendes Montagesystem 3 zur Errichtung einer Anlage zur Erzeugung von Solarstrom weist zumindest eine Hebeanbindung 30 und zumindest eine Zugvorrichtung 32 auf. Die Hebeanbindung 30 ist zur Verbindung an eine Unterseite der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur 20 des zumindest einen Solarstromsystems 2 vorgesehen und zur Aufnahme der Zugvorrichtung 32 ausgeformt.
-
Das Montagesystem 3 zur Errichtung einer Anlage zur Erzeugung von Solarstrom kann ferner zumindest ein Umlenksystem 31 aufweisen. Das zumindest eine Umlenksystem 31 ist zur Aufnahme der Zugvorrichtung 32 ausgeformt und zur Verbindung an einer Oberseite der ersten horizontalen Tragestruktur 11 des zumindest einen Trägersystems 1 vorgesehen, derart, dass eine Umlenkbewegung orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur 11 erfolgt.
-
Das Montagesystem 3 zur Errichtung einer Anlage zur Erzeugung von Solarstrom kann ferner zumindest eine Hebevorrichtung aufweisen.
-
Gemäß der Ausführungsform entsprechend der 2A bis 2E weist die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom vier Montagesysteme 3 auf. Jedes der vier Montagesysteme 3 weist eine Hebeanbindung 30, ein Umlenksystem 31 und eine Zugvorrichtung 32 auf. Die Zugvorrichtung kann ein Seil oder ein Drahtseil sein oder eine andere geeignete Ausbildung annehmen. Die Hebeanbindungen 30, welche vorteilhafter Weise als Vierkantrohr ausgeformt sind, weisen an ihren Enden seitliche Anschläge auf, wie am besten in 2D ersichtlich ist. Die seitlichen Anschläge der Hebeanbindungen 30 umfassen während der Montage jeweils drei zweite horizontale Tragestrukturen 20 des Solarsystems 2, sowohl zwei innenliegende und klappbar miteinander verbundene zweite horizontale Tragestrukturen 20, als auch eine außenliegende zweite horizontale Tragestruktur 20. Mittig an den Oberseiten der vier Hebeanbindungen 30 sind Ösen 33 angebracht (am besten in 2D dargestellt), wobei auch andere Mittel zur Aufnahme der Zugvorrichtung 32 denkbar sind, beispielsweise Haken, Bohrungen o.ä.. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Umlenksysteme 31 Umlenkrollsysteme, welche an der Oberseite der zwei ersten horizontalen Trägerstrukturen 11 der zwei Trägersysteme 1 montiert werden. Hierfür können für eine Schraubverbindung Bohrungen in den ersten horizontalen Trägerstrukturen 11 vorgesehen sein (am besten in 1 dargestellt). Die Umlenksysteme 31 können aber auch anderweitig mit den ersten horizontalen Trägerstrukturen 11 verbunden werden, beispielsweise mittels Klemmen.
-
Das Verfahren zur Montage der Anlage zur Erzeugung von Solarstrom umfasst folgende Verfahrensschritte:
- a. Montage des wenigstens einen Trägersystems 1, wobei die zumindest eine vertikale Tragestruktur 10 des wenigstens einen Trägersystems 1 Fundamentanbindungen aufweisen kann, wie in 1 gezeigt.
- b. Ausklappen des zumindest einen Solarstromsystems 2 neben dem wenigstens einen Trägersystem 1 oder innerhalb einer von zwei Trägersystemen 1 begrenzten Fläche, derart, dass die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur 20 orthogonal zu den ersten horizontalen Tragestrukturen 11 ausgerichtet ist. Gemäß der Ausführungsform entsprechend der 2A bis 2E erfolgt ein Ausklappen des Solarstromsystems 2 zwischen zwei Trägersystemen 1 (2A, 2B, 2C).
- c. Montage des zumindest einen Montagesystems 3 an das wenigstens eine Trägersystem 1 und das zumindest eine Solarstromsystem 2. Gemäß der Ausführungsform entsprechend der 2A bis 2E erfolgt die Montage von vier Montagesystemen 3 an zwei Trägersysteme 1 und ein Solarstromsystem 2 (2D).
- d. Anheben des zumindest einen Solarstromsystems 2, derart, dass in einer Endposition die zumindest eine zweite horizontale Tragestruktur 20 unmittelbar an korrespondierenden Abschnitten der zumindest einen Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung 12 des zumindest einen Trägersystems 1 anliegt. Gemäß der Ausführungsform entsprechend der 2A bis 2E erfolgt ein Anheben eines Solarstromsystems 2, derart, dass die sechs zweiten horizontalen Tragestrukturen 20 unmittelbar an korrespondierenden Abschnitten der acht Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung 12 anliegen. Hierfür finden in dargestellter Ausführungsform vier handbetriebene Seilwinden als Hebevorrichtung Anwendung, welche an den vier vertikalen Tragestrukturen 10 der zwei Trägersysteme 1 befestigt sind (2D, 2E).
- e. Herstellen einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der zumindest einen zweiten horizontalen Tragestruktur 20 des zumindest einen Solarstromsystems 2 und der zumindest einen Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung 12 des zumindest einen Trägersystems 1. Gemäß der Ausführungsform entsprechend der 2A bis 2E wird eine form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen den sechs zweiten horizontalen Tragestrukturen 20 des einen Solarstromsystems 2 und der acht Vorrichtungen zur beidseitigen Verbindung 12 der zwei Trägersysteme 1 hergestellt (2E).
- f. Demontage des zumindest einen Montagesystems 3. Gemäß der Ausführungsform entsprechend der 2A bis 2E werden die vier Montagesysteme 3 demontiert, sodass die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom gemäß 1 resultiert.
-
3A bis 3F zeigen das Verfahren des Ausklappens des gefalteten Solarstromsystems 2. Der Ausklappprozess des gefalteten Solarstromsystems 2 ist in sechs Schritte A bis F zusammenfassbar und erfolgt mittels zwei an dem Solarstromsystem 2 vormontierten Zugvorrichtungen 32, welche benachbarte zweite horizontale Tragestrukturen 20 an den Klappmechanismen gegenüberliegenden Enden miteinander verbinden und als Widerstand für ein gezieltes Ausklappen dienen. Die Zugvorrichtungen 32 können beispielsweise Seile sein. Im Schritt A erfolgt eine Bereitstellung des Solarstromsystems 2 in einem zusammengeklappten Transportmodus. Im Schritt B erfolgt ein Ausklappen des Solarstromsystems 2 in eine Dreiecksform, wobei untere zweite horizontale Tragestrukturen 20 auf einem Untergrund rollend gelagert sind. Hierfür können, wie in 3 gezeigt, Rollbretter dienen. Dies ermöglich ein Transport am Montageort. Im Schritt C wird das Solarstromsystem 2 weiter entfaltet. Dabei wird ein bestimmter Winkel verwendet, damit das Solarstromsystem 2 nicht umkippen kann. Im Schritt D erfolgt ein weiteres Ausklappen des Solarstromsystems 2 unter Verlängerung des unteren Seilzugs. Im Schritt E wird die äußere zweite horizontale Tragestruktur 20 auf ein rollendes Lager abgelegt. Ferner wird ein oberes Gelenk 22 des Solarstromsystems 2 mittels einer Zugvorrichtung mit einem Umlenksystem verbunden. Hiermit kann im Schritt F ein gezieltes Absenken des oberen Gelenks 22 erfolgen, bis das Solarstromsystem 2 vollständig flächig ausgeklappt ist.
-
4 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung 12 in Form eines H-förmigen Verbindungselements. Das H-förmige Verbindungselement ist hierfür einseitig (Biegung in eine Richtung) vierfach abgekantet, wobei eine Breite eines zentralen Bereiches des H-förmigen Verbindungselements 13 einer Breite der ersten horizontalen Tragestruktur 11 entspricht, welche das H-förmige Verbindungselement aufnehmen kann. Die abgekanteten Flächen des H-förmigen Verbindungselements weisen jeweils 2 Bohrungen zur beidseitigen Verbindung des zumindest einen Solarstromsystems 2 orthogonal zur Längsachse der ersten horizontalen Tragestruktur 11 auf. Unterseiten der abgekanteten Flächen der Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung 12 sind gummiert, um die erste horizontale Tragestruktur 11 bei einer Beanspruchung nicht zu beschädigen.
-
Bezugszeichen
-
- 1
- Trägersystem
- 10
- vertikale Tragestruktur
- 11
- erste horizontale Trägerstruktur
- 12
- Vorrichtung zur beidseitigen Verbindung
- 13
- zentraler Bereich des H-förmigen Verbindungselements
- 2
- Solarstromsystem
- 20
- zweite horizontale Tragestruktur
- 21
- Photovoltaikmodul
- 22
- Gelenk
- 3
- Montagesystem
- 30
- Hebeanbindung
- 31
- Umlenksystem
- 32
- Zugvorrichtung
- 33
- Öse