WO2014029501A2

WO2014029501A2 - Pv-generator mit traufenablauf

Info

Publication number: WO2014029501A2
Application number: PCT/EP2013/002511
Authority: WO
Inventors: Bernhard Beck
Original assignee: Adensis GmbH
Current assignee: Belectric GmbH
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2015-02-23
Also published as: DE102012016671A1; WO2014029501A3

Description

PV-Generator mit Traufenablauf

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von zwei benachbarten, durch Stützelemente in einer vorgebbaren Höhe über dem Untergrund gehaltenen PV-Modulein- heiten, wobei jede PV-Moduleinheit einen Grenzrand zu der benachbarten PV-Modul- einheit und einen dem Grenzrand abgewandten PV-Moduleinheitsrand aufweist.

Bei der Konstruktion von Photovoltaik-Freiflächenanlagen wird in der Regel ein Traggerüst für die Vielzahl von Priotovoltaikmodulen errichtet, welches aus Stützen unterschiedlicher Länge besteht. Auf den Stützen sind Querbalken angeordnet, die sich über die Stützen je gleicher Länge erstrecken. Wiederum quer zu den Querbalken ist eine Vielzahl von parallel angeordneten Holmen in einem Rastermaß angeordnet, welches an die Länge oder Breite der Photovoltaikmodule angepasst ist. Auf den Holmen werden dann mittels Klammern die eigentlichen gerahmten oder nicht gerahmten PV-Module befestigt. Die kürzeren Stützen haben eine Länge von ca. 1 ,2 Meter und die längeren Stützen können Längen von bis zu 3 Metern oder mehr annehmen. Stützen der bekannten Längen erfordern eine sichere Verankerung im Boden, was wiederum zusätzliche Kosten in Form von Rammarbeiten oder Einbringung von Fundamenten verursacht. Die hohen Stützen bieten den Vorteil, dass die Photovoltaikmodule einem Monteur von unten frei zugänglich sind, ohne dass er sich unbotmäßig bücken oder verrenken muss. Dieses ist insbesondere auch für die spätere Pflege des Geländes wichtig auf dem die Photovoltaikanlage steht. Aus Gründen des Umweltschutzes ist dieses in der Regel eine begrünte Fläche, die im Sommer regelmäßig gemäht werden muss.

In den letzten Jahren ist ein dramatischer Verfall der Preise für Photovoltaikmodule zu beobachten gewesen, der sich vermutlich auch noch fortsetzen wird. Daraus folgt, dass im Gegensatz zu früher als die Stahl- und/oder Holzkonstruktion des Gerüstes ca. 10 Prozent der Anlagenkosten ausgemacht hat, heute ein Anteil an den Gesamtkosten von 20% bis 30% für die Unterkonstruktion angesetzt werden muss. Es ist also zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit wichtig, die Kosten für den Unterbau zu senken.

Auf der Intersolar 2012 in München ist von der Firma Schüco eine Anordnung der eingangs genannten Art zur Montage auf ein Dach vorgestellt worden. Bei der gezeigten Anordnung sind die PV-Moduleinheiten nach Art eines Satteldaches einander zuge-

BESTÄTIGU GS OPPE wandt und oben miteinander verbunden. Bei einer Übertragung des gezeigten Systems auf eine Freiflächenanlage sind Probleme möglicherweise dahingehend zu erwarten, dass das ablaufende Wasser direkt in den Stützenbereich abläuft und dort zu Matsch und Korrosion führen kann. Das erstere verursacht ein unkontrolliertes Einsinken der Stützelemente in den Untergrund und das zweite auf Dauer eine Schwächung der Stützelemente.

Aus der EP 2 154 729 AB1 ist eine Anordnung bekannt, bei der von einer gemeinsamen Ecke ausgehend vier jeweils zweiaxial geneigt nach oben verlaufende PV- Module vorgesehen sind. Die Anordnung von vier PV-Modulen ist in einem den Umfang umlaufenden Tragrahmen gefasst, auf dessen weitere Abstützung nicht weiter eingegangen wird. Eine Variante mit Stützelementen lässt vermuten, dass der Tragrahmen von unten über ein zentrales Stützelement, von dem schräg nach oben verlaufende Arme ausgehen, getragen wird. Auch hier ist ein Ablaufen des Regenwassers in den Stützenbereich mit den zu erwartenden Nachteilen gegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und kostengünstige Unterkonstruktion für einen Photovoltaik-Freiflächengenerator anzugeben, die auch für eine Bauweise von geringer Höhe geeignet ist und die die oben bezüglich des Standes der Technik genannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stützelemente ausschließlich auf der Seite des jeweiligen abgewandten PV-Moduleinheitsrandes angeordnet sind, und dass die Grenzränder einen geringeren Abstand zum Untergrund haben als die abgewandten PV-Moduleinheitsränder. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass von den PV-Modulen ablaufendes Wasser an der am Weitesten von den Stützelementen entfernten Stelle auf den Untergrund abtropft. Dadurch bleibt dieser im Bereich der Stützelemente trocken und es ist kein unerwünschtes Absenken der Stützelemente in den Boden zu erwarten. Desweiteren verhindert der trockene Bereich eine Korrosion der Stützelemente, die dadurch noch leichter und Kosten sparender ausgelegt werden können. Zudem wird durch die Trockenheit ein an den Stützelementen unerwünschter Bewuchs minimiert oder verhindert, was zu kleineren War- tungs- und Pflegekosten beiträgt. Ein solcher Bewuchs ist besonders schädlich, wenn er durch vorhandene Fugen über die PV-Modulebene hinauswächst und so Ertragseinbußen durch Abschattung von Photovoltaikzellen verursacht. Dieser Effekt tritt dann verstärkt unter dem Scheitelbereich auf, was aber leichter zu handhaben ist, da aufgrund des Nichtvorhandenseins von störenden Stützelementen diese für das Rasenmähgerät kein Hindernis darstellen. Zur Begrifflichkeit ist anzumerken, dass eine PV-Moduleinheit aus einem einzigen PV- odul beliebiger Größe oder aus mehreren, insbesondere hintereinander liegenden PV-Modulen bestehen kann. Bei Verwendung des Terminus„direkte oder indirekte" Verbindung, Befestigung und dergl. wird darunter verstanden, dass die beteiligten Komponenten unmittelbar, also direkt miteinander verbunden sein können oder aber unter Zuhilfenahme weiterer namentlich nicht erwähnter Bauteile, wie z.B. Schrauben, Nieten, Haltewinkel, Laschen etc., was möglicherweise keinen unmittelbaren Kontakt der beteiligten Komponenten zur Folge hat. Unter dem später verwendeten Begriff Verbindungsmittel ist eine einzige Baukomponente oder die Gemeinsamkeit von mehreren Baukomponenten zu verstehen, die geeignet sind, die Distanz zwischen den Bodenstützen zu überbrücken und gleichzeitig das Gewicht der Photovoltaikmodule mit berücksichtigter Schneelast, Windlast usw. zu tragen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Grenzrand und der abgewandte PV- Moduleinheitsrand beider PV-Moduleinheiten parallel zum Untergrund im Wesentli- chenin Nord-Süd Richtung verlaufen. Durch diese Maßnahme, in Verbindung mit einer durchgehenden Bestückung der zur Verfügung stehenden Freilandfläche ohne eine erforderliche Einhaltung von Abständen zwischen PV-Moduleinheiten zur Vermeidung von Verschattungen, kann ein besonders effektiver Betrieb des Photovoltaik- generators erzielt werden. Als Rand oder Kante der Moduleinheit ist bei Verwendung von gerahmten PV-Modulen der Rahmen zu verstehen und bei der Verwendung von ungerahmten PV-Modulen insbesondere deren Glasränder und/oder bei PV-Modulen mit Unterseitenschienen (backrails) deren Enden.

Zur Erzielung einer konstruktiv einfachen Unterkonstruktion ist es vorteilhaft, wenn die Stützelemente an ihrem Kopfende einen, insbesondere mittig zum Stützelement angeordneten Querträger aufweisen, an dessen beiden Enden Befestigungsstellen zur direkten oder indirekten Befestigung der abgewandten Moduleinheitsränder vorgesehen sind. Je ein Stützelement stellt dann zwei Halterungspunkte zur Fixierung der PV- Einheit zur Verfügung. Die PV-Einheiten selber können als Auflageflächen, die an den beiden Enden des Querträgers angeordnet sind, ausgelegt sein, auf denen ein Modulrahmen oder eine Rückschiene oder ein sonstiges Verbindungsmittel zwischen zwei Stützelementen abgestützt werden. Anstelle mehrerer in einer Flucht liegenden Quer trägem kann auch ein einziger langer Querträger verwendet werden, der über mehrere Stützelemente hinweg abgestützt wird. Dieses bietet den Vorteil, dass bei einer ungenaueren Montage der Stützelemente trotzdem ein gewünschter Rasterabstand für die Befestigungsmittel erreichbar ist.

Die Stützelemente können bodenseitig Mittel, z.B. in Form eines Tellers aufweisen, die als konstruktive Maßnahme zu verstehen ist, die ein ungehindertes Eindringen des Stützelementes in den Untergrund verhindert. Es können also Anti-Eindringbauteile sein, die flügelartige Stege nach Art eines Skistockes aufweisen, oder flächige Bleche oder Betonscheiben etc. Insbesondere zusätzlich zu dem Anti-Eindringteil kann dieses unten mit einem Stab versehen sein. Unter Stab wird dabei jedes längliche Bauteil verstanden, wie z.B. eine massive Stange, ein Vierkantrohr, ein Rundrohr etc. das geeignet ist, den Teller starr mit einer Auflageplatte zu verbinden. Der Stab kann an der Unterseite des Tellers um ein Stück verlängert werden, so dass ein Dorn gebildet wird, der vorgesehen ist, in den Untergrund einzudringen. Der Dom verhindert ein laterales Verrutschen der Bodenstütze und bietet zugleich einen kleinen Beitrag, einer Wind bedingten Auftriebskraft entgegenzuwirken. Der Auftriebskraft wird aber im Wesentlichen durch das Eigengewicht der montierten PV-Module begegnet, das ein Abheben der Bodenstütze vom Gelände verhindert.

Falls eine schräge Auflagefläche vorgesehen ist, von der das Verbindungsmittel zwischen zwei sich gegenüberliegenden Stützelementen ausgeht, so wird die schräge Auflagefläche insbesondere als eine Abkantung ausgeführt, unter der jede Art von Richtungsänderung der Fläche der Auflageplatte verstanden wird. Eine nach unten weisende Abkantung hat dabei eine schräg abwärts verlaufende Fläche zur Folge. Die Abkantung selber kann eine klare Kante sein, aber auch eine Rundung oder jede andere geeignete Form, die die gewünschte Richtungsänderung der Auflagefläche zur Folge hat. Dabei kann auch ein zusätzliches Bauteil, wie z.B. ein angesetzter Blechstreifen, eingesetzt werden.

Die genannten Maßnahmen bieten insbesondere den Vorteil, dass die schweren Bauelemente der klassischen Unterkonstruktionen wie Stützen, Querbalken und Holme wegfallen und ersetzt werden durch eine Vielzahl an leichten und handlichen Bodenstützen. Dies ermöglicht es, den Abstand zwischen dem Teller und der Auflagefläche zwischen 30 cm und 100 cm, insbesondere zwischen 40 cm und 80 cm, und besonders bevorzugt zwischen 50 und 60 cm auszulegen. Die Stützen für die Photovoltaikmodule sind damit im Vergleich zum Stand der Technik relativ kurz, was den Materialaufwand verringert. Durch die geringe Bauhöhe kann auftretender Wind die Unterkonstruktion nicht so unterfahren und entsprechend hohe Auftriebskräfte unter den Photovoltaikmodulen erzeugen, wie es bei höher platzierten PV-Modulen der Fall ist. Die Photovoltaikmodule ducken sich quasi in die Landschaft ein und bieten kaum Angriffsfläche für Wind.

Anstelle eines an der Unterseite des Tellers in das Gelände eintreibbaren Dorns als eine zugespitzte Verlängerung des Stabes, kann als Stützelement auch lediglich eine auf dem Boden aufliegende Gestell- oder Kistenkonstruktion hergenommen werden, wie sie in der eigenen Anmeldung DE 10 2012 008001.8 beschrieben ist. Der Inhalt dieser Anmeldung soll bezüglich der Ausführung der Stützelemente, der Auflagemöglichkeiten auf den Untergrund, der Verbindung zwischen den Stützelementen, den Verankerungsmöglichkeiten im Untergrund und den Mitteln zur Befestigung von PV- Moduleinheiten auf den Verbindungsmitteln in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung integriert sein.

Wie es später anhand der Figuren ausführlich erläutert wird, kann das Verbindungsmittel sehr unterschiedliche Ausführungen aufweisen, die zum Teil mit und zum Teil ohne Einbeziehung von Konstruktionselementen der PV-Module auskommen. Die folgende nicht abschließende Aufzählung benennt einen Ausschnitt aus möglichen

Konstruktionselementen, die bei den Verbindungsmitteln eine Rolle spielen können: ein Seil mit im Rasterabstand angeordneten Modulkantenhaltern, wobei der Rasterabstand der PV-Modulbreite der bei den PV-Moduleinheiten verwendeten PV- Module entspricht; ein Gurt mit im Rasterabstand angeordneten Modulkantenhaltern, wobei der Rasterabstand der PV-Modulbreite der bei den PV-Moduleinheiten verwendeten PV- Module entspricht; eine v-förmige Profilschiene mit im Rasterabstand angeordneten Modulkantenhaltern, wobei der Rasterabstand der PV-Modulbreite der bei den PV-Moduleinheiten verwendeten PV-Module entspricht; zwei Profilschienenhälften, die mittig über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement insbesondere zugleich ein Mo- dulkantenhalter ist; bei Verwendung von rahmenlosen PV-Modulen die, diesen inhärente(n), "backrail" genannte(n) Rückseitenschiene(n); bei Verwendung von gerahmten PV-Modulen ein Teil deren Rahmens; eine ursprünglich gerade Profilschiene mit einer Sollbiegestelle, die bei Belastung mit den PV-Moduleinheiten gezielt einknickt; eine gegen das Stützelement abgestützte Verstrebung; und eine drei-dimensionale Trägerstruktur.

Der Begriff Seil ist bei vorliegender Anmeldung als Synonym für jedes flexible, längliche Verbindungsmittel gedacht, das geeignet ist die PV-Moduleinheiten sicher zu tragen. Dazu gehören z.B. ein Gurt, ein Geflecht, ein Folienband usw., wobei es keine Materialeinschränkung geben soll.

Zur Vermeidung von Schäden aufgrund von Reibung zwischen dem zwei Stützelemente verbindenden Verbindungsmittel und den PV-Moduleinheiten ist es zweckmäßig, wenn auf dem Verbindungsmittel oder auf der PV-Moduleinheit mindestens ein Abstandshalter befestigt ist, der einen direkten Kontakt zwischen dem Verbindungsmittel und der PV-Moduleinheit verhindert. Weitere Abstandshalter sind geboten, um ein Zusammenstoßen von benachbarten Photovoltaikmoduleinheiten zu verhindern. Zumindest ein Abstandshalter sollte am Scheitelpunkt des v-förmigen Verbindungsmittels, sei es als Flachband oder als Profilschiene ausgelegt sein, angeordnet werden. Die äquivalente Stelle bei Verwendung eines Seils oder Gurts ist in der Mitte des durchhängenden Gurtes oder Seils. Bei letzterer Anordnung ist es nützlich, wenn mehrere Abstandshalter vorgesehen sind, die einen unterschiedlichen Abstand zwischen dem Seil/Gurt einerseits und der PV-Moduleinheit andererseits definieren. So kann eine gleichmäßige Druckverteilung über die Unterseite der PV-Moduleinheit erfolgen, was insbesondere beim Abfangen einer Schneelast von Bedeutung ist.

Wie eingangs erwähnt ist vorliegende Anordnung insbesondere für niedrig bauende Photovoltaikfelder gedacht. Darüber hinaus kann sie aber auch für hoch aufbauende Felder, insbesondere im Bereich zwischen 190 cm und 240 cm genutzt werden, wenn die außen am Feldrand liegenden Stützelemente zur Fixierung schräg abgespannt sind oder aus massiven Bauteilen, wie z.B. IPE-Träger, gefertigt sind. Auf diese Weise können abgedunkelte Gewächshäuser für die Aufzucht von Schattengewächsen entstehen, die gleichzeitig als Energielieferant fungieren.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von zwei Stützelementen mit zwei auf Seilen befestigten PV-Modulen;

Fig. 2 einen Längsschnitt der Ansicht der Fig. 1 ;

Fig. 2a-2c Detailschnittbilder zu Fig. 2;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von drei Stützelementen mit einer Vielzahl von auf Seilen befestigten PV-Modulen;

Fig. 4 einen Längsschnitt der Ansicht der Fig. 3;

Fig.5 eine perspektivische Ansicht von drei Stützelementen mit einer Vielzahl von auf einer Profilschiene befestigten PV-Modulen;

Fig. 6 einen Längsschnitt der Ansicht der Fig. 5;

Fig. 7 Verbindungsmittel zwischen zwei Stützelementen mittels Modulrückseitenschienen;

Fig. 7a eine Detailansicht zu Fig. 7;

Fig. 8 Verbindungsmittel zwischen zwei Stützelementen mittels zwei separater

Profilschienenhälften;

Fig. 8a eine Detailansicht zu Fig. 8;

Fig. 9 eine Profilschiene mit Sollbiegestelle in Aufsicht;

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Schnittlinie X-X der Fig. 9;

Fig. 1 1 einen Schnitt entlang der Schnittlinie Xl-Xl der Fig. 9; Fig. 12 einen Schnitt nach belastungsbedingter Durchbiegung der Profilschiene mit Sollbiegestelle;

Fig. 13 Verbindungsmittel zwischen zwei Stützelementen mittels PV- Modulrahmen;

Fig. 14 eine Schnittansicht von zwei Stützelementen mit zwei auf einem Seil montierten Großmodulen;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines Feldes mit mehreren Anordnungen gemäß der Fig. 5;

Fig. 16 eine Aufsicht zu Fig. 15;

Fig. 17 einen Querschnitt XVII-XVII aus Fig. 16;

Fig. 18 eine Befestigung von PV-Modulen auf dem Verbindungsmittel über ein

Klebe- oder Einrastelement; und

Fig. 19 ein Hochsystem mit stabilisierten Randstützen.

In der Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht von zwei Stützelementen 1a, 1 b gezeigt, wobei jedes Stützelement 1a, 1 b an seinem oberen Kopfende 2 einen Querträger 3 aufweist. Der Querträger 3 ist dabei vorzugsweise mittig auf dem jeweiligen Stützelement 1a, 1 b angebracht, so dass eine gleichgroße Last an seinen beiden Enden 5a, 5b symmetrisch auf das Stützelement 1 a, 1 b übertragen wird. Zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Enden 5a der Querträger 3 ist ein erstes Seil 7a angeordnet und zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Enden 5b in analoger Weise ein Seil 7b. Die gezeigte Anordnung ist die kleinste Baueinheit, wie sie zur Anwendung kommen kann. Auf den Seilen 7a, 7b sind Modulklammern oder Modulrandhalter 9 montiert, die zwei Photovoltaikmoduleinheiten 1 1 , kurz PV-Moduleinheiten genannt, fixieren, wobei der im Scheitelpunkt S oder der Mitte des Seils 7a, 7b angeordnete Modulrandhalter mit dem Bezugszeichen 9a versehen ist und der am Seilende angeordnete Modulrandhalter mit dem Bezugszeichen 9b. Vorliegend umfasst also jede PV-Moduleinheit 1 1 ein einziges PV-Module. So ist in diesem Fall die auf niedrigerem Niveau angeordnete Modulkante zugleich eine Grenzkante G zur benachbarten PV- Moduleinheit 11 , die auch lediglich aus einem einzigen PV-Modul besteht. Der der Grenzkante G abgewandte Rand der PV-Moduleinheit 11 , was bei vorliegendem Ausführungsbeispiel zugleich der oberen PV-Modulkante entspricht, ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen.

Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie II-II aus der die Anordnung der soweit beteiligten Komponenten, i.e. Stützelemente 1 a, 1 b, Querträger 3, Seile 7a, 7b, Modulrandhalter 9a, 9b und PV-Moduleinheiten 11 , aus einer anderen Sicht dargestellt ist. Der Abstand von zwei benachbarten Modulrandhaltern 9, 9a, 9b wird als Rasterabstand R bezeichnet, unabhängig von der Position der Modulrandhalter 9, 9a, 9b am Rand des Seils 7, in dessen Mitte oder im Verlauf der Seillänge. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Abstand A des Scheitelpunkts S, bzw. des Grenzrandes G zum Untergrund U geringer ist, als der Abstand A1 zwischen dem Untergrund U und dem abgewandten Moduleinheitsrand 12.

In der Figur 2 sind drei Detailbilder 2a, 2b und 2c durch Kreise gekennzeichnet. Die erste detaillierte Ansicht 2a zeigt den mittig angeordneten Modulrandhalters 9a, der eine erste und eine zweite Einschubtasche oder -Nut 13a, bzw. 13b für den Rand der linken bzw. der rechten PV-Moduleinheit 1 1. Der Modulrandhalter 9a ist insbesondere einteilig ausgebildet, wobei im unteren Bereich eine Durchführung 15 vorgesehen ist, durch die das Seil 7a, bzw. 7b geführt ist. In dieser Variante muss die komplette Anzahl der Modulrandhalter 9, 9a, 9b, die für die vorgesehene PV-Modulzahl einer PV- Moduleinheit 11 benötigt wird, vor der Fixierung des Seils 7a, 7b an die Querträgerenden 5a bzw. 5b auf das Seil 7a, 7b aufgefädelt sein. Es sind auch Modulrandhalter 9, 9a, 9b möglich, die aus zwei oder mehr Teilen bestehen, so dass sie nachträglich, bei bereits fixiertem Seil 7a, 7b noch auf dieses montiert werden können.

Die zweite Detailfigur 2b zeigt denselben Sachverhalt an einem Ende des Seils 7a, 7b. Der Modulrandhalter 9b weist lediglich eine einzige Einschubnut 13 auf und es ist eine Spannvorrichtung 17 vorgesehen, die es erlaubt ihn verschiebungssicher auf dem Seil 7a, 7b zu fixieren. Aus der Figur 2c ist noch ein Abstandshalter 19 ersichtlich, der bei einer Verwendung von großen PV-Modulen in der PV-Moduleinheit 11 die Rückseite des PV-Moduls unterstützt, und der im Vergleich zum fehlenden Abstandshalter 19 eine geänderte Seilführung bewirkt, was eine Spannungsentlastung an den Randseiten des PV-Moduls zur Folge hat. Aufgrund der sich ergebenden Spannung zwischen der Modulrückseite und dem Seil 7a, 7b reicht eine einfache Klemmnut an der Unterseite des Abstandshalters 19 aus, um ihn mit dem Seil 7a, 7b zu verbinden. Die Figur 3 zeigt eine Reihe von drei Konstruktionseinheiten nach der Figur 1 , wobei anstelle von einem einzigen PV-Modul die PV-Moduleinheit 11 jetzt jeweils drei benachbart zueinander angeordnete PV-Module aufweisen. Entsprechend ist der Grenzrand G der untere Modulrand des untersten PV-Moduls und der abgewandte PV- Moduleinheitsrand 12 ist der oben liegende Modulrand des am höchsten liegenden PV-Moduls. Eine andere Variation dieser Ausführungsform besteht darin, dass die PV- Moduleinheiten 11 jetzt von den benachbarten Seilen 7a, 7b von verschiedenen Stützelementen 1a, 1 b getragen und gehalten werden. Aus dem Schnittbild IV-IV der Figur 4 erkennt man die drei verschiedenen Arten von Modulrandhaltern 9, 9a, 9b, wobei sich der mittige Modulrandhalter 9a von den weiteren Modulrandhaltern 9 dadurch unterscheidet, dass er eine v-förmige Durchführung 15 aufweist und nicht eine eher gerade wir bei den übrigen Modulrandhaltern 9, die zwischen den PV-Modulen einer PV-Moduleinheit 11 angeordnet sind. V-förmig bedeutet, dass das Teil selber die Form eines V's hat, also eine unten liegende Spitze oder Rundung mit zwei sich anschließenden Schenkeln und nicht, dass der Querschnitt des Profils selber als V ausgebildet ist. Der Querschnitt kann jede geeignete steife Form aufweisen, wobei ein einfaches Kastenprofil, eventuell mit Verstärkungsstegen versehen, ausreichend ist.

In den Figuren 5 und 6 sind den Fig. 3 und 4 entsprechende Anordnungen gezeigt, wobei anstelle der Seile 7a, 7b im Vergleich zu ihnen relativ starre Profilschienen 21 vorgesehen sind. Die Profilschienen 21 können im einfachsten Fall ein Flachband sein oder auch Profilleisten mit mehreren verwinkelten Stegen, so dass ein nicht oder nur wenig durchhängendes Verbindungsmittel zwischen den Stützelementen a, 1b vorliegt.

Die Figuren 7 und 7a zeigen eine Variante, die eingesetzt werden kann, wenn auf PV- Moduleinheiten 11 zurückgegriffen wird, die jeweils ein oder mehrere rahmenlose PV- Module mit Rückseitenschienen 23 besitzen. In der Regel hat jedes der rahmenlose PV-Module zwei dieser auch„backrail" genannten Rückseitenschienen, die von sich aus so stabil sind, dass sie eine tragende Funktion für das rahmenlose PV-Modul wahrnehmen können. Die Verbindungsmittel zwischen den Stützelementen 1a und 1b umfassen dann die Rückseitenschienen 23 in Verbindung mit einem Satz an starren Schuhen 25 mit zwei Aussparungen im Falle von zwei zu verbindenden Rückseitenschienen 23 wie im Fall der Figur 7a gezeigt, oder nur einer Aussparung, wenn ledig- lieh eine am äußeren Rand der PV- oduleinheit 11 liegende Rückseitenschiene 23 mit dem Ende 5a, 5b des Querträgers 3 zu verbinden ist.

In der Figur 8 mit Detailfigur 8a ist eine erfindungsgemäße Anordnung gezeigt, bei der das Verbindungsmittel zwischen den Stützelementen 1 a, 1 b zwei Profilschienenhälften 27a, 27b umfasst, die jeweils von einem Stützelement 1 a, 1 b ausgehend sich bogen- oder v-förmig nach unten erstrecken und am Scheitelpunkt S in eine Kehle 29 münden, wo ihre beiden Enden von einem starren Verbindungselement 31 zueinander fixiert sind. Die Profilschienenhälften 27a, 27b können ggf. unsymmetrisch sein.

Eine weitere Alternative zum Verbindungsmittel sieht vor, eine relativ starre Profilschiene 21 zu verwenden, die vorzugsweise in ihrer Mitte mit einer Sollbiegestelle 33 versehen ist, wie es in den Figuren 9 bis 12 dargestellt ist. Die Sollbiegestelle 33 besteht hier aus einer Gruppe von Löchern 35, die eine Materialschwächung darstellen, an der die Profilschiene 21 sich gezielt durchbiegt, wenn eine Belastungskraft K auf sie einwirkt. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Verbindungsmittel permanent unter einer definierten Spannung stehen, die durch das Eigengewicht der PV- Moduleinheiten 11 bestimmt ist. Hier liegt ein einteiliges Verbindungsmittel vor, welches mit allen PV-Modulen vorgefertigt bestückt sein kann. Die PV-Moduleinheiten definieren sich dann so, dass jeweils alle PV-Module, die zwischen einem der Stützelemente 1a oder 1 b und dem Scheitelpunkt S liegen, als PV-Moduleinheit im Sinne dieser Anmeldung aufzufassen sind. Der gleiche Sachverhalt ergibt sich bei vorgebogenen Bogensegmenten oder Bogenelementen, die einen Stützelement- Auflagebereich aufweisen, der höher liegt, als der Senkenpunkt des Bogenelementes.

Die Figur 13 zeigt eine Ausführungsform für gerahmte PV-Module. Diese besitzen einen umlaufenden Rahmen 37, dessen Abschnitte entlang der Modulbreite B gleichzeitig ein Teil des Verbindungsmittels zwischen den Stützelementen 1a, 1 b bilden, das die Distanz zwischen den Stützelementen 1a, 1 b überbrückt. Die Abschnitte entlang der Längsseite der PV-Module sind ebenfalls als Teil des Verbindungsmittels anzusehen, indem dort benachbarte PV-Module über einen starren Modulrandhalter 9, 9a, 9b miteinander verbunden werden.

In der Figur 14 ist eine Anordnung gezeigt, bei der jede der beiden PV-Moduleinheiten 11 , die im Übrigen nicht identisch zueinander sein müssen, als ein Photovoltaikgroß- modul 39 ausgelegt ist. Zum gleichmäßigen Abfangen des auf das Verbindungsmittel wirkenden Modulgewichts sind hier Abstandshalter 19 von unterschiedlicher Höhe eingesetzt.

Die Fig. 15 zeigt die perspektivische Ansicht eines Feldes 41 mit mehreren Anordnungen gemäß der Fig. 5 und die Figur 16 eine Aufsicht und Figur 17 einen Querschnitt zu dem Feld 41. Insbesondere aus der Figur 17 wird deutlich, dass an dem oberen und dem unteren Scheitelpunkt, entsprechend den Firsten und den Kehlen der dachähnlichen Konstruktion, Sonderformen der Modulrandhalter 9 nützlich sind, zu deren Auslegung Parameter, wie die beabsichtigte Neigung der PV-Moduleinheiten 1 zueinander, der PV-Modultyp, ggf. die Befestigungart zum Querträger 3 usw. herangezogen werden.

In der Figur 18 ist gezeigt, wie die PV-Module der PV-Moduleinheiten 1 1 nicht an ich- rem Modulrand mit dem Verbindungsmittel, z.B. der V-Profilschiene 21 , verbunden sind, sondern mittels mehrerer Klebepads 45 oder mehrerer Rast- oder Klemmverbindungen usw., die auf der Rückseite der PV-Module, ungefähr jeweils um ein Viertel der Modullänge und Modulbreite vom Längs- bzw. Querrand des PV-Moduls eingerückt, angebracht sind. Die Anpassung an die Breite der PV-Module sieht dann so aus, dass ein Rastermaß R' vorliegt, dass ungefähr die Hälfte der Modulbreite ausmacht. Allgemein gilt also, dass unter dem Rastermaß R,R' das Maß zu verstehen ist, mit dem die PV-Module tragenden Elemente, unabhängig von ihrer Bauart, mit dem Verbindungsmittel verbunden sind.

In der Fig. 19 ist eine hochgesetzte Anordnung gemäß der Erfindung gezeigt. Wie eingangs erwähnt dient diese Konstruktion als Gewächshaus für Schattengewächse, wobei auch dessen Seitenflächen je nach Himmelrichtung mit PV-Modulen oder Glasscheiben bestückt sein können. Die PV-Moduleinheiten 11 oder die sie bildenden PV- Module können gezielt durch Fugen voneinander getrennt sein, um einen definierten Lichteinfall und einen Ablauf von Regenwasser zu definierten Stellen hin zu erzielen.

Die äußeren Stützelemente a, 1 b sind zur Fixierung mittels eines Stahlseils (47) schräg abgespannt oder bestehen aus massiven Bauteilen, wie z.B. IPE-Trägern (43), die in den Untergrund U verankert sind. Diese Schutzmaßnahme gegen Schäden, die aufgrund des Einwirkens von Querkräften auf das Feld 41 auftreten könnten, sind selbstverständlich auch bei niedrig bauenden Feldern 41 mit geringer Höhe von 40 cm bis 100 cm sinnvoll. Insbesondere bei der Verwendung eines starren Verbindungsmittels können auch komplexere Bauteile als Profilschienen 21 in Frage kommen, so dass zugleich ein deutlicher Beitrag zur Stabilität geleistet wird. So können z.B. die Verbindungsmittel an den außen liegenden Stützelementen 1 a, 1 b des Feldes 41 als eine drei-dimensionale Trägerstruktur ausgelegt sein, zu der Bauteile wie ein Fachwerkrahmen, eine Wabenstruktur, eine Knotenstruktur, eine Wellenstruktur und dergleichen zählen.

Bezüglich des Einschlusses des Offenbarungsgehalts DE 10 2012 008001 .8 wird im Folgenden noch mal explizit auf dort detaillierter beschriebene, wesentliche Ausgestaltungen der Stützelemente hingewiesen:

- Das erste Anbindungselement umfasst eine Auflageplatte für den Rand eines oder mehrerer, die an gegenüberliegenden Seiten je eine unter dem Winkel (a) nach oben weisende Abkantung aufweist und das zweite Anbindungselement umfasst eine Auflageplatte für den Rand eines oder mehrerer Photovoltaikmodule, die an gegenüberliegenden Seiten je eine unter dem Winkel (a) nach unten weisende Abkan tung aufweist, wobei der Teller und die Auflageplatte jeder Bodenstütze über einen Stab miteinander verbunden sind.

- An der Unterseite des Tellers ist ein in das Gelände eintreibbarer Dorn angeordnet, der insbesondere durch eine zugespitzte Verlängerung des Stabes gebildet wird.

- Der Stab ist rund und zumindest in einem oberen Teilbereich ist ein Außengewinde vorgesehen, welches mit einem zentralen Loch mit Innengewinde fluchtet, welches zwischen den jeweils gegenüberliegenden Abkantungen der Auflageplatte angeordnet ist.

- Der Stab ist rund und weist zumindest in einem unteren Teilbereich ein Außengewinde auf, welches mit einem zentralen Loch mit Innengewinde fluchtet, welches im Zentrum des Tellers angeordnet ist.

- Die Auflageplatten sind aus einem biegsamen Material gefertigt, so dass eine durch unterschiedliches Absacken der Bodenstützen in das Gelände hervorgerufene Torsion innerhalb der Auflageplatten abgefangen wird.

- Die Unterseite der Teller ist mit einer Antirutschstruktur versehen, und/oder auf den Tellern ist ein Belastungsgewicht vorgesehen. - Jede Auflagefläche ist mit einem Gewindeloch für die Aufnahme einer Modulklammer und mit einem nach oben weisenden Zentrierstift versehen, der im montierten Zustand in eine kongruente Aussparung oder innenliegende Ecke im Rahmen des Photovoltaikmoduls eingreift.

- Der Abstand zwischen dem Teller und der Auflageplatte beträgt zwischen 30 cm und 100 cm, insbesondere zwischen 40 cm und 80 cm, und besonders bevorzugt zwischen 50 und 60 cm.

- Die ersten Bodenstützen und die zweiten Bodenstützen bilden jeweils eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufende Reihen, wobei sich zwischen zwei Reihen von ersten Bodenstützen eine Reihe von zweiten Bodenstützen befindet.

- Die Reihen mit ersten Bodenstützen sind versetzt sind zu den Reihen mit zweiten Bodenstützen (was bei einem Feld von Bodenstützen eine diagonal verlaufende Linie an Stützenpaaren ergibt), so dass bei montierten Photovoltaikmodulen jedes Photovoltaikmodul, bis auf die randseitigen Photovoltaikmodule, an insgesamt drei Auflageplatten befestigt ist.

- Jeder Stützkörper ist länglich und mit einer Ober- und einer Unterseite versehen, wobei zumindest eine der Ober- oder Unterseite im wesentlichen eben ausgeführt ist, wobei die Oberseite des ersten Stützkörpers mindestens eine nach oben gerich tete Auflagefläche für das Photovoltaikmodul bereitstellt, die Oberseite des zweiten Stützkörpers mindestens eine nach unten gerichtete Auflagefläche für das Photovoltaikmodul aufweist, und wobei der zweite Stützkörper höher ist als der erste Stützkörper (für Ost-West Ausrichtung).

- Nur eine der Unterseite oder der Oberseite ist eben ausgebildet und die jeweils andere Ober- bzw. Unterseite ist spitz oder konisch zulaufend ausgeführt.

- Jede der beiden Oberseiten ist mit zwei Auflageflächen versehen, die bei dem ersten Stützkörper von einer gemeinsamen Kehllinie ausgehend unter Bildung eines vorgebbaren Winkels nach oben gerichtet sind und die bei dem zweiten Stützkörper von einer gemeinsamen Firstlinie ausgehend unter Bildung des Winkels nach unten gerichtet sind.

- Die jeweiligen Oberseiten sind hälftig geteilt, wobei je eine Hälfte eine der unter dem Winkel zueinander stehende Auflagefläche bildet. - ein Stützkörper weist eine der folgenden Formen auf: i) einen Pyramidenstumpf einer dreiflächigen Pyramide mit den Auflageflächen für das Photovoltaikmodul an den Grundflächen kleineren Querschnitts, ii) einen Pyramidenstumpf einer vier- oder mehrflächigen Pyramide mit den Auflageflächen für das Photovoltaikmodul an den Grundflächen kleineren Querschnitts, iii) einen Kegelstumpf, mit den Auflageflächen für das Photovoltaikmodul an den Grundflächen kleineren Durchmessers, iv) einen Pyramidenstumpf einer dreiflächigen Pyramide mit den Auflageflächen für das Photovoltaikmodul an den Grundflächen größeren Querschnitts, v) einen Pyramidenstumpf einer vier- oder mehrflächigen Pyramide mit den Auflageflächen für das Photovoltaikmodul an den Grundflächen größeren Querschnitts, vi) einen Kegelstumpf, mit den Auflageflächen für das Photovoltaikmodul an den Grundflächen größeren Durchmessers, vii) einen Quader, viii) einen Zylinder.

- Ein Stützkörper wird einem Sockelteil und einem darauf angeordneten Oberteil mit der Auflagefläche gebildet.

- Ein Stützkörper wird von einem Gestell, einem Hohlkörper oder einer Mischform davon gebildet.

- Das Gestell bzw. das Oberteil umfasst eine Stange, auf der eine Platte als Auflagefläche mit Abschrägungen angeordnet ist.

- Die Auflagefläche ist zur Befestigung einer Photomodulklammer vorbereitet.

- Die Vorbereitung wird durch eine in jede Auflagefläche eingelassene Gewindehülse, durch ein in jede Auflagefläche eingelassene Gewindestange, durch ein in jede Auflagefläche eingelassenes Teilstück einer Klammer, oder durch ein in jede Auflagefläche vorgebohrtes Loch gebildet. - Die Auflagefläche hat selber eine Struktur oder ist mit einer strukturierten Unterlage belegt, die einem Verrutschen des Photovoltaikmoduls entgegenwirkt.

- Das Photovoltaikmodul ist an seiner Unterseite mit einer komplementären Gegen- Struktur versehen, die bei montiertem Photovoltaikmodul mit der Struktur verzahnt ist.

- Das Photovoltaikmodul ist mittels eines Klickverschlusses, eines Klettverschlusses, eines Schnappverschlusses, eines Druckknopfverschlusses oder dergleichen mit der Auflagefläche verbunden.

- Die Auflagefläche ist mit einem Gewindeloch für die Aufnahme einer Modulklammer und mit einem nach oben weisenden Zentrierstift versehen, der im montierten Zustand in eine kongruente Aussparung im Rahmen oder in einer Rahmenecke des Photovoltaikmoduls eingreift.

- Die strukturierte Unterlage umfasst Zwischenstege, die bei zwei montierten, benachbarten Photovoltaikmodulen zwischen diesen angeordnet sind.

- Insbesondere an einer Ecke der Auflageflächen ist ein flächiges Element, wie z.B. ein Polster angeordnet, wobei die Größe der Auflageflächen so bemessen ist, dass das Polster vollständig unter einem montierten Photovoltaikmodul zu liegen kommt, um die Ecken des Photovoltaikmoduls bei Krafteinwirkung auf die Photovoltaik- moduloberfläche zu entlasten. Das Polster kann dabei aus jeglichem Material bestehen, welches weicher ist als das Material der Auflagefläche und/oder der Modulunterseite.

- Das Polster ist als Klebeteil zur Verklebung der Auflagefläche mit dem Photovoltaikmodul ausgebildet.

- Die Auflageflächen sind aus einem biegsamen Material gefertigt, so dass eine durch unterschiedliches Absacken der Bodenstützen in das Gelände hervorgerufene Torsion innerhalb der Auflageflächen abgefangen wird.

- Der Abstand zwischen der Oberseite und der Unterseite beträgt zwischen 30 cm und 100 cm, insbesondere zwischen 40 cm und 80 cm, und besonders bevorzugt zwischen 50 und 60 cm. - Das Material, aus dem die Auflageflächen gebildet sind, oder mit dem die Oberfläche der Auflageflächen zusätzlich belegt ist, ist flexibel oder elastisch.

Bezugszeichenlistea, 1 b Stützelemente

oberes Kopfende

Querträger

a, 5b Enden Querträger

a, 7b Seil

,9a, 9b Modulrandhalter

1 PV-Moduleinheit

2 abgewandter Modulrand

3 Einschubnut

5 Durchführung

7 Spannvorrichtung

9 Abstandshalter

1 V-Profilschiene

3 Rückseitenschiene

5 Schuh

7a, 27b Profilschienenhälften

9 Kehle

1 Verbindungselement

3 Sollbiegestelle

5 Loch

7 Modulrahmen

9 PV-Großmodul

1 PV-Modulfeld

3 IPE-Träger

5 Klebepad 47 Stahlseil A, A1 Abstand R, R' Rastermaß U Untergrund G Grenzrand B Modulbreite K Belastungskraft S Scheitelpunkt

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung von zwei benachbarten, durch Stützelemente (1a, 1b) in einer vorgebbaren Höhe über dem Untergrund (U) gehaltenen PV-Moduleinheiten (11 ), wobei jede PV-Moduleinheit einen Grenzrand (G) zu der benachbarten PV- Moduleinheit und einen dem Grenzrand abgewandten PV-Moduleinheitsrand (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente ausschließlich auf der Seite des jeweiligen abgewandten PV-Moduleinheitsrandes (12) angeordnet sind, und dass die Grenzränder einen geringeren Abstand (A) zum Untergrund haben als die abgewandten PV-Moduleinheitsränder.

2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzrand (G) und der abgewandte PV-Moduleinheitsrand (12) beider PV-Möduleinheiten (11 ) im Wesentlichen parallel zum Untergrund (U) verlaufen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (1a, 1 b) an ihrem Kopfende (2) einen, insbesondere mittig angeordneten Querträger (3) aufweisen, an dessen beiden Enden (5a, 5b) Befestigungsstellen zur direkten oder indirekten Befestigung der abgewandten Moduleinheitsränder (12) vorgesehen sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich gegenüberliegende Stützelemente (1a, 1 b) über ein Verbindungsmittel (7; 21 ; 23; 27a; 27b; 37) miteinander verbunden sind, auf welches beide PV- Moduleinheiten (11) angeordnet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein

Konstruktionselement des Verbindungsmittels aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:

ein Seil (7a, 7b) mit im Rasterabstand (R) angeordneten Modulhaltern, insbesondere Modulrandhaltern (9, 9a, 9b), wobei der Rasterabstand an die PV- Modulbreite (B) der bei den PV-Moduleinheiten (11 ) verwendeten PV-Module angepasst ist; ein Gurt mit im Rasterabstand (R) angeordneten Modulhaltern, insbesondere Modulrandhaltern (9, 9a, 9b), wobei der Rasterabstand an die PV-Modulbreite (B) der bei den PV-Moduleinheiten (11 ) verwendeten PV-Module angepasst ist; eine v-förmige Profilschiene (21 ) mit im Rasterabstand (R) angeordneten Modulhaltern, insbesondere Modulrand haltern (9, 9a, 9b), wobei der Rasterabstand an die der PV-Modulbreite (B) der bei den PV-Moduleinheiten (11 ) verwendeten PV- Module angepasst ist;

eine gebogene Profilschiene (21 ) mit im Rasterabstand (R) angeordneten Modulhaltern, insbesondere Modulrandhaltern (9, 9a, 9b), wobei der Rasterabstand an die der PV-Modulbreite (B) der bei den PV-Moduleinheiten (11 ) verwendeten PV-Module angepasst ist;

zwei Profilschienenhälften (27a, 27b), die mittig über ein Verbindungselement (31 ) miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement insbesondere zugleich ein Modulrandhalter (9, 9a, 9b) ist;

bei Verwendung von rahmenlosen PV-Modulen die, diesen inhärente(n),„back- rail" genannte(n) Rückseitenschiene(n) (23);

bei Verwendung von gerahmten PV-Modulen ein Teil deren Rahmens (37);

eine ursprünglich gerade Profilschiene mit einer Sollbiegestelle (33), die bei Belastung (K) durch die PV-Moduleinheiten (1 ) gezielt einknickt;

eine gegen das Stützelement (1a, 1 b) abgestützte Verstrebung; und

eine drei-dimensionale Trägerstruktur

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Verbindungsmittel mindestens ein Abstandshalter (19) befestigt ist, der eine Berührung benachbarter Photovoltaikmodule und/oder einen direkten Kontakt zwischen dem Verbindungsmittel und der PV-Moduleinheit verhindert.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (19) am Scheitelpunkt (S) des v-förmigen Verbindungsmittels angeordnet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abstands- halter (19) vorgesehen sind, die einen unterschiedlichen Abstand zwischen dem Verbindungsmittel einerseits und der PV-Moduleinheit (1 1 ) andererseits definieren.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützenhöhe über dem Untergrund (U) im Bereich zwischen 40 cm und 100 cm oder im Bereich zwischen 90 cm und 250 cm liegt.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Anordnungen zu einem Photovoltaikfeld (41) verbunden sind, und dass die außen am Feldrand liegenden Stützelemente (1a, 1b) zur Fixierung schräg abgespannt sind oder aus massiven Bauteilen wie z.B. einem IPE-Träger (43) oder einem Betonelement, gefertigt oder mit sonstigen Mitteln, die ein Ausweichen des Stützelements aus der Vertikalen verhindern, versehen sind.