WO2009112026A1 - Solar module carrier (tracker) - Google Patents
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- the invention relates to a solar module carrier.
- Wind load dependent adjustable solar module carriers are disclosed for example by DE 20 2007 010 725 Ul. at
- this solar module carrier pivots the solar module into the horizontal by means of a vertical movement of the main axis by means of a coupling rod.
- This solar module carrier is that, in principle, it is pivoted in wind, regardless of the position of the sun, whereby the actual use of the solar module carrier, namely the production of solar energy for conversion into electrical energy, is reduced in time overall. In the worst case, it fails many hours a day.
- the solar module carriers known hitherto have the disadvantage that, in the case of an arrangement of a plurality of modules, they side by side or behind each other shade each other.
- the adjustable solar module carrier consists of a mast rotatable about the main axis via a bearing and a main frame perpendicular thereto.
- the main frame has one or more axles, each axle being a swiveling
- the solar module carrier according to the invention has on the main frame 3 axes each with a rocker frame, each Wipprahmen
- the central axis is mounted centrally on the luffing frame, while the other two, outer axes are fixed to one in the upper third and the other in the lower third of the luffing frame.
- the rocker frames with the solar modules are arranged in a row on the main frame.
- the mast is rotatable up to about 300 ° about its own axis (main axis).
- the 5-rocker frames with the solar modules can be pivoted about their own axis up to 90 ° relative to the main axis.
- the solar module carrier is attached to the mast on a foundation.
- the footprint can be a solid floor, for example
- a meadow but also a mobile base, like a vehicle.
- Control units and servomotors position the mast and the rocker frames of the solar module carrier.
- the particular advantages of the solar module carrier according to the invention lie in the lower height and the associated lower wind load. Furthermore 5entewed due to the lower height and lower construction costs.
- the height of a hitherto known salmonous solar module carrier is at least 20% higher, making it on the one hand lOteurer and on the other hand much windlastiger. Therefore, he also needs special designs to withstand the wind. These bring the solar modules in a horizontal position as soon as a wind comes up, and prevent a corresponding "working" of the solar modules.
- the largest height for solar module supports, in which they are used, results from the position of the sun or the angle of the sun, relative to the horizon at sunrise or sunset. Then the rocker frames of the 0-module modules have an angle of 15 ° with respect to the main axis.
- the angle of the rocker frame is approximately 90 ° at the highest position of the sun in the noon time (depending on latitude), i. the rocker frames of the solar module carriers are approximately horizontal.
- Another advantage of the solar module carrier according to the invention is that the solar modules can no longer shade each other even at the angle of 15 ° as was the case with previously known solar module carrier.
- the solar modules in the solar module carrier according to the invention with, for example, 3 axes are not shadowed due to the rocker frame mounted on the axes according to the invention.
- the middle rocker frame is mounted in the middle, while the outer axles are mounted once in the upper third and once in the lower third of the rocker frame. This gives the solar module carrier a cascading appearance when positioned at a certain angle.
- the 3-axis solar module carrier follows the course of the sun with the main frame resting vertically on the base, i. turns around the main axis. Horizontally, the 3 axles or luffing frames align with the sun, in such a way that the individual modules aim for a right angle to the sun's rays. This is done by continuously detecting the angle of incidence of the sun and change in position of the modules by means of a control unit and servomotors. Furthermore, the solar module carrier can be rectified via a central control unit.
- the last rays of sunshine can be used to direct the solar panel carrier towards the morning sun, while the first rays of sunlight in the morning readjust, ie, tune, the solar module beams.
- Fig. 1 shows a side view of a particular 5Aus enclosuresform of the solar module carrier according to the invention, adjusted to an angle of 15 °.
- FIG. 2 is a schematic representation of the heights of the solar module carrier according to the invention and of a solar module carrier according to the prior art.
- Fig. 3 shows the side view of a particular embodiment of the solar module carrier according to the invention and one according to the prior art, both set at an angle of 30 °.
- FIG. 1 shows a solar module carrier 1 according to the invention with 3 axes 2 a, 2 b, 2 c.
- the mast 6 is anchored via a bearing 7 with the foundation 8.
- the foundation 8 stands on the footprint 9.
- the mast 6 is rotatable up to about 300 ° about the main axis Z.
- the main frame 5 is fastened to the mast 6, on which in turn the 3 luffing frames 4a, 4b, 4c are fastened to the main frame 5 by means of the axles 2a, 2b and 2c.
- the central axis 2b centered on the central luffing frame 4b, while the axis 2a in the upper third of
- the rocker frames 4a, 4b, 4c, in which the solar modules 3 are located, are pivotable by up to 90 °. In this figure, they are shown at 15 ° 12 with respect to the major axis. Shown is also the height 10th
- the overall height 10 of a 53-axis solar module carrier 1 according to the invention (designated SM in the table), starting from the set-up surface 9, is compared with a salmonary one of the prior art 11.
- the heights were measured at an angle of the rocker frame of 15 ° 12, i. at a time when the sun is just setting to 10 or going down, the first or last
- FIG. 3 shows the side view of a particular embodiment of the solar module carrier 1 according to the invention
- the mast 6 is anchored via a bearing 7 with the foundation 8.
- the foundation 8 stands on the footprint 9.
- the central axis 2b is centered on the central rocker frame 4b, while the axis 2a in the upper
- Wipprahmen 4a 25rd of Wipprahmen 4a and the axis 2c in the lower third of Wipprahmen 4c attached.
- the rocker frames 4a, 4b, 4c with the solar modules 3 and the solar module 14 of a solar module carrier 13 according to the prior art are set at an angle of 30 °, respectively
- a solar module carrier can now be provided which remains functional despite IOWindlasten, in which the modules are not mutually shadowed, and which is less expensive.
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Abstract
Description
Beschreibung description
Solarmodulträger (Tracker)Solar module carrier (tracker)
55
Die Erfindung betrifft einen Solarmodulträger.The invention relates to a solar module carrier.
Bekannt sind verschiedene Arten von Solarmodulträgern, die schwenkbare Solarmodule habe. Da diese in der Regel eine lOgroße Höhe besitzen, lastet auf ihnen selbst schon bei geringem Wind ein enormer Druck, wodurch sie relativ leicht zerstörbar sind.Various types of solar module carriers are known which have pivotable solar modules. Since these usually have a lO-height, they bear enormous pressure on them even in low winds, making them relatively easily destructible.
Windlastabhängig einstellbare Solarmodulträger sind beispielsweise durch die DE 20 2007 010 725 Ul offenbart. BeiWind load dependent adjustable solar module carriers are disclosed for example by DE 20 2007 010 725 Ul. at
15diesen Solarmodulträgern wird bei Wind durch eine Höhenbewegung der Hauptachse mittels einer Koppelstange das Solarmodul in die Horizontale geschwenkt.In the case of wind, this solar module carrier pivots the solar module into the horizontal by means of a vertical movement of the main axis by means of a coupling rod.
Der Nachteil dieses Solarmodulträgers besteht darin, dass er bei Wind grundsätzlich, unabhängig vom Sonnenstand, 0geschwenkt wird, wodurch der eigentliche Einsatz des Solarmodulträgers, nämlich die Gewinnung von Sonnenenergie zur Umsetzung in elektrische Energie, zeitlich insgesamt verringert wird. Im ungünstigsten Fall fällt er viele Stunden am Tag aus . 5Darüber hinaus haben die bisher bekannten Solarmodulträger den Nachteil, dass sich bei einer Anordnung von mehreren Modulen neben- bzw. hintereinander diese gegenseitig verschatten .The disadvantage of this solar module carrier is that, in principle, it is pivoted in wind, regardless of the position of the sun, whereby the actual use of the solar module carrier, namely the production of solar energy for conversion into electrical energy, is reduced in time overall. In the worst case, it fails many hours a day. Moreover, the solar module carriers known hitherto have the disadvantage that, in the case of an arrangement of a plurality of modules, they side by side or behind each other shade each other.
30Es stellte sich daher die Aufgabe, einen Solarmodulträger zu finden, der die oben genannten Nachteile nicht aufweist, und insbesondere auch bei großen Windlasten den ganzen Tag funktionstüchtig ist. Außerdem sollen sich die Module so wenig wie möglich gegenseitig verschatten.It was therefore the task of finding a solar module carrier, which does not have the above-mentioned disadvantages, and in particular, even at high wind loads throughout the day is functional. In addition, the modules should as little as possible shade each other.
35 Die Aufgabe konnte mittels der Merkmale der Patentansprüche gelöst werden.35 The problem could be solved by means of the features of the claims.
5Dabei besteht der erfindungsgemäße einstellbare Solarmodulträger aus einem sich um die Hauptachse über ein Lager drehbaren Mast und einem sich senkrecht dazu befindenden Hauptrahmen. Der Hauptrahmen hat ein oder mehreren Achsen, wobei jede Achse einen schwenkbaren5Dabei the adjustable solar module carrier according to the invention consists of a mast rotatable about the main axis via a bearing and a main frame perpendicular thereto. The main frame has one or more axles, each axle being a swiveling
IOWipprahmen besitzt, in dem sich mindestens ein Solarmodul befindet .It has IOWipprahmen in which at least one solar module is located.
In einer besonderen Ausführungsform besitzt der erfindungsgemäße Solarmodulträger auf dem Hauptrahmen 3 Achsen mit je einem Wipprahmen, wobei jeder WipprahmenIn a particular embodiment, the solar module carrier according to the invention has on the main frame 3 axes each with a rocker frame, each Wipprahmen
15mindestens 1 Solarmodul enthält. Bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise die mittlere Achse mittig am Wipprahmen befestigt, während die anderen beiden, äußeren Achsen zum einen im oberen Drittel und zum anderen im unteren Drittel des Wipprahmens befestigt sind. 0Vorzugsweise sind die Wipprahmen mit den Solarmodulen in einer Reihe auf dem Hauptrahmen angeordnet.15 contains at least 1 solar module. In this embodiment, preferably, the central axis is mounted centrally on the luffing frame, while the other two, outer axes are fixed to one in the upper third and the other in the lower third of the luffing frame. Preferably, the rocker frames with the solar modules are arranged in a row on the main frame.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Mast (Standfuß) bis zu ca. 300° um die eigene Achse (Hauptachse) drehbar. Insbesondere sind beim erfindungsgemäßen Solarmodulträger die 5Wipprahmen mit den Solarmodulen bis zu 90°, bezogen auf die Hauptachse, um ihre eigene Achse schwenkbar.In another embodiment, the mast (pedestal) is rotatable up to about 300 ° about its own axis (main axis). In particular, in the solar module carrier according to the invention, the 5-rocker frames with the solar modules can be pivoted about their own axis up to 90 ° relative to the main axis.
In einer besonderen Ausführungsform wird der Solarmodulträger mit dem Mast auf einem Fundament befestigt. Die Aufstellfläche kann dabei ein fester Boden, beispielsweiseIn a particular embodiment, the solar module carrier is attached to the mast on a foundation. The footprint can be a solid floor, for example
30eine Wiese, aber auch eine mobile Basis, wie ein Fahrzeug sein .A meadow, but also a mobile base, like a vehicle.
Steuereinheiten und Stellmotoren positionieren den Mast und die Wipprahmen des Solarmodulträgers. Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Solarmodulträgers liegen in der geringeren Bauhöhe und der damit verbundenen geringeren Windlastigkeit . Weiterhin 5entstehen aufgrund der geringeren Bauhöhe auch geringere Baukosten .Control units and servomotors position the mast and the rocker frames of the solar module carrier. The particular advantages of the solar module carrier according to the invention lie in the lower height and the associated lower wind load. Furthermore 5entstehen due to the lower height and lower construction costs.
Die Bauhöhe eines bisher bekannten lachsigen Solarmodulträger liegt um mindestens 20 % höher, wodurch dieser zum einen lOteurer und zum anderen deutlich windlastiger ist. Daher bedarf er auch besonderer Konstruktionen, um dem Wind standhalten zu können. Diese bringen die Solarmodule in eine waagerechte Position, sobald ein Wind aufkommt, und verhindern ein dementsprechendes „Arbeiten" der Solarmodule.The height of a hitherto known salmonous solar module carrier is at least 20% higher, making it on the one hand lOteurer and on the other hand much windlastiger. Therefore, he also needs special designs to withstand the wind. These bring the solar modules in a horizontal position as soon as a wind comes up, and prevent a corresponding "working" of the solar modules.
1515
Die für Solarmodulträger größte Bauhöhe, bei der sie eingesetzt werden, ergibt sich aus dem Stand der Sonne bzw. dem Winkel der Sonne, bezogen auf den Horizont beim Sonnenauf- bzw. -Untergang. Dann haben die Wipprahmen der 0Solarmodulträger einen Winkel von 15°, bezogen auf die Hauptachse .The largest height for solar module supports, in which they are used, results from the position of the sun or the angle of the sun, relative to the horizon at sunrise or sunset. Then the rocker frames of the 0-module modules have an angle of 15 ° with respect to the main axis.
Der Winkel der Wipprahmen beträgt annähernd 90° beim höchsten Sonnenstand in der Mittagszeit (in Abhängigkeit vom Breitengrad), d.h. die Wipprahmen der Solarmodulträger stehen 5annähernd waagerecht.The angle of the rocker frame is approximately 90 ° at the highest position of the sun in the noon time (depending on latitude), i. the rocker frames of the solar module carriers are approximately horizontal.
Ein weiterer Vorteil des Solarmodulträgers gemäß der Erfindung liegt darin, dass sich die Solarmodule selbst beim Winkel von 15° nicht mehr gegenseitig beschatten können wie 30es bei bisher bekannten Solarmodulträgers der Fall war.Another advantage of the solar module carrier according to the invention is that the solar modules can no longer shade each other even at the angle of 15 ° as was the case with previously known solar module carrier.
Die Solarmodule beim erfindungsgemäßen Solarmodulträger mit beispielsweise 3 Achsen verschatten sich nicht aufgrund der an den Achsen erfindungsgemäß angebrachten Wipprahmen. Dabei ist der mittlere Wipprahmen mittig angebracht, während die äußeren Achsen einmal im oberen Drittel und einmal im unteren Drittel der Wipprahmen angebracht sind. Dadurch bekommt derSolarmodulträger beim Positionieren auf einen bestimmten Winkel ein kaskadenartiges Aussehen.The solar modules in the solar module carrier according to the invention with, for example, 3 axes are not shadowed due to the rocker frame mounted on the axes according to the invention. there The middle rocker frame is mounted in the middle, while the outer axles are mounted once in the upper third and once in the lower third of the rocker frame. This gives the solar module carrier a cascading appearance when positioned at a certain angle.
Beispielexample
Der erfindungsgemäße 3-achsige Solarmodulträger fährt den Sonnenverlauf nach, wobei sich der Hauptrahmen auf dem Standfuß vertikal, d.h. um die Hauptachse dreht. Horizontal richten sich die 3 Achsen bzw. Wipprahmen nach demSonnenstand aus, und zwar derart, dass die einzelnen Modulen einen rechten Winkel zur Sonneneinstrahlung anstreben. Dies geschieht durch laufendes Erfassen des Einstrahlwinkels der Sonne und Positionsveränderung der Module mittels einer Steuereinheit und Stellmotoren. Weiterhin kann der Solarmodulträger über eine zentrale Steuereinheit nachgerichtet werden.The 3-axis solar module carrier according to the invention follows the course of the sun with the main frame resting vertically on the base, i. turns around the main axis. Horizontally, the 3 axles or luffing frames align with the sun, in such a way that the individual modules aim for a right angle to the sun's rays. This is done by continuously detecting the angle of incidence of the sun and change in position of the modules by means of a control unit and servomotors. Furthermore, the solar module carrier can be rectified via a central control unit.
Die letzten Sonnenstrahlen können genutzt werden, um den Solarmodulträger in Richtung Morgensonne auszurichten, während die ersten Sonnenstrahlen am Morgen dieSolarmodulträger nachrichten, d.h. exakt einstellen. The last rays of sunshine can be used to direct the solar panel carrier towards the morning sun, while the first rays of sunlight in the morning readjust, ie, tune, the solar module beams.
Figurencharacters
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer besonderen 5Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarmodulträgers, auf einen Winkel von 15° eingestellt.Fig. 1 shows a side view of a particular 5Ausführungsform of the solar module carrier according to the invention, adjusted to an angle of 15 °.
lOFig. 2 ist eine schematische Darstellung der Höhen des erfindungsgemäßen Solarmodulträgers und eines Solarmodulträgers nach dem Stand der Technik.lOFig. 2 is a schematic representation of the heights of the solar module carrier according to the invention and of a solar module carrier according to the prior art.
Fig. 3 zeigt die Seitenansicht einer besonderen 15Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarmodulträgers und eines nach dem Stand der Technik, beide auf einen Winkel von 30° eingestellt.Fig. 3 shows the side view of a particular embodiment of the solar module carrier according to the invention and one according to the prior art, both set at an angle of 30 °.
0ln Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Solarmodulträger 1 mit 3 Achsen 2a, 2b, 2c gezeigt. Der Mast 6 ist über ein Lager 7 mit dem Fundament 8 verankert. Das Fundament 8 steht dabei auf der Aufstellfläche 9. Der Mast 6 ist bis zu ca. 300° um die Hauptachse Z drehbar. 5Am Mast 6 ist der Hauptrahmen 5 befestigt, an dem sich wiederum die 3 Wipprahmen 4a, 4b, 4c, die mittels der Achsen 2a, 2b und 2c am Hauptrahmen 5 befestigt sind. Und zwar derart, dass die mittlere Achse 2b mittig am mittleren Wipprahmen 4b, während die Achse 2a im oberen Drittel vonFIG. 1 shows a solar module carrier 1 according to the invention with 3 axes 2 a, 2 b, 2 c. The mast 6 is anchored via a bearing 7 with the foundation 8. The foundation 8 stands on the footprint 9. The mast 6 is rotatable up to about 300 ° about the main axis Z. The main frame 5 is fastened to the mast 6, on which in turn the 3 luffing frames 4a, 4b, 4c are fastened to the main frame 5 by means of the axles 2a, 2b and 2c. In such a way that the central axis 2b centered on the central luffing frame 4b, while the axis 2a in the upper third of
30Wipprahmen 4a und die Achse 2c im unteren Drittel von Wipprahmen 4c angebracht ist.30Wipprahmen 4a and the axis 2c in the lower third of Wipprahmen 4c is mounted.
Die Wipprahmen 4a, 4b, 4c, in denen sich die Solarmodule 3 befinden, sind um bis zu 90° schwenkbar. In dieser Figur werden sie bei 15° 12, bezogen auf die Hauptachse, gezeigt. Gezeigt wird außerdem die Bauhöhe 10.The rocker frames 4a, 4b, 4c, in which the solar modules 3 are located, are pivotable by up to 90 °. In this figure, they are shown at 15 ° 12 with respect to the major axis. Shown is also the height 10th
In Figur 2 wird die Bauhöhe 10 eines erfindungsgemäßen 53achsigen Solarmodulträgers 1 (in der Tabelle mit SM bezeichnet) , ausgehend von der Aufstellfläche 9, mit einem lachsigen vom Stand der Technik 11 verglichen. Gemessen wurden die Bauhöhen bei einem Winkel des Wipprahmens von 15° 12, d.h. zu einem Zeitpunkt, bei dem die Sonne gerade auf 10 bzw. untergeht, und zwar beim ersten bzw. letztenIn FIG. 2, the overall height 10 of a 53-axis solar module carrier 1 according to the invention (designated SM in the table), starting from the set-up surface 9, is compared with a salmonary one of the prior art 11. The heights were measured at an angle of the rocker frame of 15 ° 12, i. at a time when the sun is just setting to 10 or going down, the first or last
Sonnenstrahl .Sunbeam.
Bei diesem Vergleich ergaben sich folgende Werte:In this comparison, the following values were obtained:
1515
Die Differenz der Bauhöhen beträgt 22 %The difference in heights is 22%
Die Figur 3 zeigt die Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarmodulträgers 1 mitFIG. 3 shows the side view of a particular embodiment of the solar module carrier 1 according to the invention
203 Achsen, sowie Mast 6 und Hauptrahmen 5. Der Mast 6 ist über ein Lager 7 mit dem Fundament 8 verankert. Das Fundament 8 steht dabei auf der Aufstellfläche 9.203 axles, and mast 6 and main frame 5. The mast 6 is anchored via a bearing 7 with the foundation 8. The foundation 8 stands on the footprint 9.
Wie in Fig. 1 ist auch hier die mittlere Achse 2b mittig am mittleren Wipprahmen 4b, während die Achse 2a im oberenAs in Fig. 1, the central axis 2b is centered on the central rocker frame 4b, while the axis 2a in the upper
25Drittel von Wipprahmen 4a und die Achse 2c im unteren Drittel von Wipprahmen 4c angebracht.25rd of Wipprahmen 4a and the axis 2c in the lower third of Wipprahmen 4c attached.
Die Wipprahmen 4a, 4b, 4c mit den Solarmodulen 3 sowie das Solarmodul 14 eines Solarmodulträgers 13 nach dem Stand der Technik sind auf einen Winkel von 30° eingestellt, jeweilsThe rocker frames 4a, 4b, 4c with the solar modules 3 and the solar module 14 of a solar module carrier 13 according to the prior art are set at an angle of 30 °, respectively
30bezogen auf die Hauptachse Z. Auch bei diesem Winkel ist der Unterschied in den Bauhöhen des erfindungsgemäßen Solarmodulträgeres 10 und eines Solarmodulträgers nach dem Stand der Technik 11 deutlich zu 5sehen .30 relative to the main axis Z. Even at this angle, the difference in the heights of the solar module carrier 10 according to the invention and a solar module carrier according to the prior art 11 is clearly 5 see.
Mittels der vorliegenden Erfindung kann nunmehr ein Solarmodulträger zur Verfügung gestellt werden, der trotz IOWindlasten funktionstüchtig bleibt, bei dem sich die Module nicht gegenseitig verschatten, und der kostengünstiger ist.By means of the present invention, a solar module carrier can now be provided which remains functional despite IOWindlasten, in which the modules are not mutually shadowed, and which is less expensive.
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30 Bezugs zeichenliste30 Reference sign list
Claims
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