DE20219173U1

DE20219173U1 - Universelles Montagesystem zur Montage aller handelsüblichen PV-Module mit Rahmen anwendbar für Flach- und Schrägdächer sowie Gebäude Fassaden

Info

Publication number: DE20219173U1
Application number: DE20219173U
Authority: DE
Original assignee: Leithold Walter Dipl-Ing
Current assignee: Solarmarkt AG
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2012-12-12

Abstract

Montagesystem zur Montage von Photovoltaikmodulen, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei Basis-Profilschienen (eine Horizontale und eine Vertikale) bestehend aus hochkorrosionsbeständiger Aluminium-Silizium Legierung die Anpassung und Befestigung auf allen Dachformen (Flachdächer und Schrägdächer) konstruktiv sicher gestellt ist.

Description

Die Erfindung gehört in das Gebiet der erneuerbaren Energien, hier der Erzeugung von Gleichstrom aus Sonnen- bzw. Tageslicht. Dabei werden einzelne Photovoltaikmodule durch Zusammenschaltung und Montage auf Dächern die nach Süden, Westen oder Südwesten ausgerichtet sind montiert. Nach der Montage bilden die Einzelmodule ein geschlossenes Generatorfeld. Die Erfindung dient nur der Montage der Module auf Schräg- und Flachdächern durch eine hoch- korrosionsbeständige Aluminiumlegierung mit minimiertem Aufwand für die Montage ohne aufwendige Bohr- und Anpassarbeiten. Für die Montage auf Gebäudefassaden ist das System ebenfalls einsetzbar. Neu ist dabei die Art der Verbindung mit dem Photovoltaikmodul und die universelle Einsatzfähigkeit. Die Verbindung wird allein durch Einlagen des Rahmens oben und unten formschlüssig im neuen Horizontalprofil montiert. Dabei werden am Rahmen des Moduls keinerlei Bohrungen angebracht oder Klemmbleche oder Klammern befestigt. Die Fixierung zum Vertikalprofil übernehmen Nutenschrauben, Schrauben und Muttern, sowie profilierte Klemmteile die das Horizontalprofil mit dem Vertikalprofil verbinden.
Mit dieser technischen Gestaltung wird eine spannungsfreie Montage des Moduls erreicht. Die durch Temperaturunterschiede der Witterungseinflüsse auf Dächern und an Fassaden verursachten Materialausdehnungen werden damit völlig kompensiert.
Übliche Montagesysteme sind nur geeignet zur Montage der Photovoltaikmodule auf Flachdächern oder auf Schrägdächern, oder auf Fassaden. Mit der Erfindung wird erreicht, dass nur noch ein einziges System für diese drei Montagearten notwendig ist.
Es war für die Entwicklung des beschriebenen Montagesystems notwendig, neue Strangprofile aus hoch korrosionsbeständiger Aluminium-Silizium Legierung zu entwickeln. Die Montage auf Dächern fordert zwingend eine Minimierung des Gewichtes bei gleichzeitiger hoher Festigkeit gegen Wind- und Schneelasten, wodurch die Konstruktion durch Biegekräfte und Scherkräfte belastet wird. Außer der mechanischen Festigkeit sichert das ausgewählte Material einen langjährigen Korrosionsschutz. Ein weiteres Ziel bei der Entwicklung des neuen Montagesystems war es den Montageaufwand zu verkleinern und damit die Montagezeiten auf Dächern so gering wie möglich zu halten und die Montage ohne aufwendige Bohr- und Anpassarbeiten auf Dächern und Fassaden zu garantieren. Die neu entwickelten Profile erfüllen diese Anforderungen. Sie sind mit den konstruktiven Abmessungen in den Zeichnungen dargestellt.
(Zeichnung Nr.1: N43984 Querschnitte und Profil der vertikalen Montageschiene)
(Zeichnung Nr.2: N44490 Querschnitte und Profil der horizontalen Montageschiene)
Konstruktiv von Bedeutung sind dabei insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Nutenprofile und Querschnitte, so dass diese ein wichtiger Bestandteil der Erfindung sind.
Die Fixierung des Horizontalprofils auf dem Vertikalprofil ist bildlich dargestellt und gehört zu den eingereichten Unterlagen. Zu dieser Verbindung gehören folgende Teile:

– Ein Profilteil als Klemme, sowie
– ein Nutenstein mit Schraube und Mutter.

Das Klemmteil und dessen Montage sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
(Zeichnung Nr.3: N43980 Querschnitt des Klemmteiles) Bei sehr großen Dächern müssen die Horizontalen und die vertikalen Profilschienen verlängert werden. Diese Verlängerung wird mit einem an die Profilschienen angepassten Klemmprofil erzielt, welches mit Schrauben und Muttern zusammen geschraubt wird. Damit können beliebig lange Profilschienen hergestellt werden, so dass keine Einschränkungen bei sehr langen Dächern oder Fassaden bestehen.
Schrägdachmontage
Die Montage von Rahmenmodulen für Photovoltaikanlagen ist in den beigefügten Montageblättern bildlich dargestellt und der Arbeitsablauf ist im einzelnen beschrieben. Aus der Montageanleitung geht hervor, wie die Verbindung des Vertikalprofils mit dem Horizontalprofil erfolgt, wie die Rahmenmodule eingelegt werden und wie die Unterkonstruktion mit dem Dach verbunden wird.
Flachdachmontage
Für die Flachdachmontage werden zunächst sogenannte Dreieckgestelle aus dem seitlichen Verbindungsblech, der Konsole und zwei auf Maß geschnittene Vertikalprofile hergestellt. Die so hergestellten Dreiecksgestelle werden nun mit zwei Horizontalprofilen verbunden. Zunächst wird dabei das untere Horizontalprofil festgeschraubt, um als Anschlag für die Rahmenmodule zu dienen. Nachdem diese in das Profil eingelegt wurden, wird das obere Horizontalprofil an die Rahmenmodule angeschlagen bzw. die Module ins Profil eingelegt. Am Ende der montierten Flachdachgeneratoren wird dann jeweils ein seitlicher Randanschlag festgeschraubt, damit die Module gegen seitliches herausschieben gesichert sind.
Fassaden-Montage
Prinzipiell wird die Montage auf Fassaden im gleichen Ablauf wie für Schrägdächer vorgenommen. Begonnen wird mit der Montage der Unterkonstruktion oder der geeigneten Verbindung auf die Fassade. Abstände und Anzahl sowie die Art der Befestigungsschrauben wird aus der statischen Berechnung ermittelt. Danach werden die Vertikalprofilschienen mit Nutensteinen, Schrauben und Muttern auf der Unterkonstruktion befestigt.
Der nächste Montageschritt ist die Befestigung des Horizontalprofils, wobei mit dem unteren Abschlussprofil begonnen wird. Das Einlegen des Rahmenprofils in die untere Horizontalschiene wird beendet mit dem Abschluss durch die obere horizontale Profilschiene. In diese wird dann die nächste Reihe von Rahmenmodulen eingelegt und nach oben hin im gleichen Ablauf montiert bis das letzte Rahmenprofil das Generatorfeld abschließt. Die Sicherung gegen seitliches Herausschieben der Module wird ebenfalls durch Anschrauben der seitlichen Randanschläge abgesichert.

Claims

Montagesystem zur Montage von Photovoltaikmodulen, dadurch gekennzeichnet, dass durch zwei Basis-Profilschienen (eine Horizontale und eine Vertikale) bestehend aus hochkorrosionsbeständiger Aluminium-Silizium Legierung die Anpassung und Befestigung auf allen Dachformen (Flachdächer und Schrägdächer) konstruktiv sicher gestellt ist.
Montagesystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es Montagen von Photovoltaikanlagen variabel mit Rahmenmodulen auf Gebäudefassaden wie auf unterschiedlichen Dächern ermöglicht.
Montagesystem nach Anspruch 1 + 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalen-Profile so gestattet sind, das die Rahmenmodule durch eine formschlüssige Verbindung im Horizontalprofil eingelegt sind, die eine spannungsfreie Installation ermöglichen, so dass alle Wärmedehnungen durch Witterungseinflüsse spannungsfrei ausgeglichen werden. Den Abschluss bilden an jeder Endseite angeschraubte Randanschläge, welche die Module gegen seitliches Verschieben absichern. Je nach Bauhöhe des Modulrahmens der verschiedenen Photovoltaikmodule sind entsprechende Horizontalprofile vorhanden. Bohrungen werden am Horizontalprofil nicht angebracht, so dass der Querschnitt immer voll zur Aufnahme der Scher- und Biegekräfte zur Verfügung steht und keine typischen Schwach- oder Bruchstellen existieren
Montagesystem nach Anspruch 1 – 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalprofile zur Fixierung der horizontalen Profile dienen die auf der Oberseite mit verschiebbaren Nutensteinen, Schrauben und Muttern und einem profilierten Klemmteil befestigt werden. Damit ist eine Anpassung an Module von verschiedener Baulängen möglich. Die Aussparungen auf der Unterseite der Vertikal-Profile dienen zur Aufnahme der Unterkonstruktion, mit welcher die Befestigung zum jeweiligen Dach hergestellt wird. Durch Nutensteine, Schrauben und Muttern sind die unteren Befestigungspunkte vertikal verschiebbar und können an die erforderlichen Maße der Dacheindeckung bzw. der Ziegel und Dachsparren angepasst werden. Seitliche Nuten im Vertikalprofil werden zur Befestigung von Sammelrohren zur Führung vertikaler Kabel, oder zum Einlegen für Einzelkabel verwendet.
Montagesystem nach Anspruch 1 + 2 dadurch gekennzeichnet dass, das System für Unterkonstruktionen aller Art geeignet ist, die eine Verbindung zu Dächern verschiedenster Form mit unterschiedlicher Eindeckung mit unterschiedlichen Materialien besitzen. Die Verbindung erfolgt dabei durch den Nutenstein der in der Aussparung der Unterseite des Vertikalprofils verschiebbar angeordnet ist. Die Verbindung zwischen Nutenstein und Unterkonstruktion erfolgt durch eine Schraube M10.
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal des Systems ist die Herstellung völlig ebenen Generatortlächen durch das Einlegen der Module in passende horizontale Profilschienen als formschlüssige Verbindung, was zu ebenen völlig geraden Gesamtflächen trotz Einzelmodulen führt. Diese Gesamtflächen besitzen keine Lücken oder Schlitze, wodurch eine Eisbildung zwischen den Modulen ausgeschlossen ist. Die Montage der Module im System auf dem Dach erfolgt ohne Bohrarbeiten nur durch das Einlegen des Rahmens in das horizontale Aluprofil. Nach der Montage ist eine geschlossene Gesamtfläche des Solargenerators aus Einzelmodulen gewährleistet.
Montagesystem nach Anspruch 1 – 6 dadurch gekennzeichnet dass alle verwendeten Teile aus Metall (Aluminium und Edelstahl) bestehen. Die gesamte Konstruktion eine bildet damit eine mechanisch, elektrische Einheit, die durch einen Kabelschuh an den Potentialausgleich zur Erstellung des Blitzschutzes angeschlossen werden kann.
Montagesystem nach Anspruch 1- 7 dadurch gekennzeichnet dass, bei Flachdächern jeder beliebige Neigungswinkel zwischen ca. 5° und 90°der Modulgesamtfläche zum Flachdach herzustellen ist. Dabei werden 2 auf Länge geschnittene Vertikalprofile seitlich durch ein Distanzblech ( Konsole) mit Nutensteinen und Muttern verschraubt. Die gewünschte Neigung gegen das Dach wird durch die vorgebohrten Löcher für die Schrauben im seitlichen Distanzblech hergestellt, und dem Winkel der Oberkante der Konsole. Zwei vertikale Profile verbinden diese im gleichen Sinne wie beim Schrägdach bzw. dienen zur Aufnahme der verschiedenen Rahmensolarmodule unterschiedlicher Rahmenhöhen. Die Verbindung erfolgt durch Schrauben, Muttern und dem profilierten Klemmteil.
Montagesystem nach Anspruch 1- 9 dadurch gekennzeichnet dass das Sytem variabel an Flachdächer mit unterschiedlicher Eindeckung mit, Dachpappe, Kies, Kunststoff-Folien mit und ohne Kiesschüttung, Blech, Well-Eternit und Profilblecheindeckung einsetzbar ist.
Montagesystem nach Anspruch 1-10 dadurch gekennzeichnet dass die für die notwendige Hinterlüftung des Generatorteldes ungestörte freie Konvektion des Generatorfeldes gewährleistet ist, da keine Konstruktionsteile auf der Modulrückseite die Konvektion behindern oder stören. Die Modulrückseite bildet eine freie Konvektionsfläche zur Wärmeableitung der Photovoltaikmodule.
Montagesystem nach Anspruch 1 -11 dadurch gekennzeichnet dass, die Verlängerung des Horizontalprofils und des Vertikalprofils mit passenden Profilverbindern erfolgt, die mittels Schrauben, Scheiben und Nutensteinen, jeweils 2 Profile verbinden, so das damit jedes Profil entsprechend der Länge des Generatorfeldes hergestellt wird.