WO2017162565A1 - Schwenkbare halte-, stütz- und/oder verstelleinrichtung für solarmodule - Google Patents

Schwenkbare halte-, stütz- und/oder verstelleinrichtung für solarmodule Download PDF

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WO2017162565A1
WO2017162565A1 PCT/EP2017/056519 EP2017056519W WO2017162565A1 WO 2017162565 A1 WO2017162565 A1 WO 2017162565A1 EP 2017056519 W EP2017056519 W EP 2017056519W WO 2017162565 A1 WO2017162565 A1 WO 2017162565A1
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WO
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pivot axis
post
solar modules
spring element
coupled
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Johann Rainer
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RAIPRO GmbH
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RAIPRO GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425—Horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/18—Load balancing means, e.g. use of counter-weights
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the present invention relates to a pivotable holding, supporting and / or adjusting device for solar modules with the features of independent claim 1.
  • pivotable support devices for solar modules can be provided to carry the solar modules from east to west with the course of the sun in order to align the solar modules in the course of the day always in a suitable manner with respect to the sun.
  • the solar modules are arranged on a pivot axis, which pivot axis is fixed at a certain distance from the ground on posts.
  • the pivot axis can be pivoted via an actuator in a suitable manner.
  • Such systems are often referred to as solar tracking systems.
  • solar tracking systems a certain number of solar modules arranged in a row on a pivot axis are usually tracked to the changing position of the sun.
  • uniaxial and horizontally arranged systems are used in many cases.
  • a single actuator may be provided to pivot the entire array of solar modules.
  • the actuator is usually arranged in the middle of the row of solar modules. For example, the distance between the solar modules positioned closest to the actuator and the solar modules located at the end of a row may be up to 40 meters, in some cases even more.
  • FIG. 2 shows a solar tracking system 50 'with a pivotable device 4 for a certain number of solar modules 6 according to the prior art.
  • the solar modules 6 are mounted on a pivot axis 8, which is arranged on a plurality of posts 10 and by means of which the solar modules 6 with respect to the horizontal
  • the actuator 12 is usually at one
  • the pivot axis 8 is pivoted by the angle ⁇ with respect to the horizontal into a position V deviating from the horizontal position. Since the solar modules 6 in the System 50 'are arranged on the pivot axis 8, the center of gravity S of the solar modules 6 is the height b above the center Z of the pivot axis 8. This results in a distance a of the center of gravity S from the center Z of the pivot axis 8. From the weight F of pivoted solar modules 6 and the distance a of the
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a row 14 of solar modules 6.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a row 14 of solar modules 6.
  • a primary object of the invention can be seen to develop a pivotable device for solar modules, which at least partially overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art, wherein the pivot axis or the actuator of the pivotable device in a relation to the Horizontal position pivoted position relieved and pivoting of the arranged on the pivot axis of solar modules is facilitated by means of the actuator.
  • the above object is achieved by a pivotable holding, support and / or
  • Adjustment device for solar modules solved, comprising the features of claim 1. Further preferred embodiments are described by the dependent claims.
  • the invention relates to a pivotable holding, supporting and / or adjusting device for solar modules, which is also referred to in simplified form below as a device for solar modules or as a pivotable device for solar modules.
  • the device according to the invention or pivotable holding, supporting and / or adjusting device comprises a pivot axis, on which pivot axis at least one solar module is accommodated.
  • the pivotable holding, supporting and / or adjusting device for Solar modules at least one post for supporting and supporting the pivot axis and an actuator, via which the pivot axis in particular between a
  • the pivotable holding, supporting and / or adjusting device for solar modules also comprises at least one compensating device, which is mechanically coupled to the pivot axis, that the pivot axis via the at least one compensation device can be acted upon with a moment, which moment at least partially by the weight the at least one arranged on the pivot axis solar module resulting moment on the pivot axis at least partially compensated.
  • the at least one compensating device comprises at least one spring element.
  • the at least one spring element may in particular be a spiral spring, but also a hydropneumatic element or another comparable element.
  • the at least one spring element is pivotably coupled to the pivot axis and to the at least one post in such a way that the at least one spring element in a horizontal position of the pivot axis has no or at least virtually none
  • Spring element is pivotally coupled to the pivot axis and the at least one post such that the at least one spring element in a relative to the horizontal position pivoted position of the pivot axis has at least a low voltage.
  • the at least one compensating device preferably has two spring elements. To couple the at least one spring element with the pivot axis, a can
  • the lever element may in particular be a V-shaped surface element, for example, which is formed at right angles to the pivot axis or to the at least one solar module and in horizontal position of the pivot axis parallel to the at least one post or preferably assumes a vertical position.
  • a V-shape of the lever member an embodiment of which, for example, in a U-shape or an angular shape is possible.
  • the at least one spring element can be connected with a first end pivotally connected to the lever element. With a second end, the at least one spring element can be coupled to the at least one post in a ground-level position by means of a suitable device. As already it may be provided that the at least one spring element at
  • Horizontal position of the pivot axis or an approximate vertical position of the lever member has no or at least almost no voltage or bias, at a position pivoted relative to the horizontal position
  • Lever element at least a low voltage. The bigger of the
  • the at least one spring element or the lever element and the at least one spring element of the at least one compensation device are designed such that the torque to be obtained by the at least one compensation device and that resulting from the weight force of the solar modules on the pivot axis Compensate for each other's moment.
  • Compensation device can be an exact tracking of the solar modules and a
  • Voltage of the at least one spring element can be used to the
  • Swivel axis must be applied.
  • Compensating device comprise at least one damping module.
  • the at least one damping module By the at least one damping module, a vibration damping of the pivot axis can be made possible. Vibrations of the pivot axis can occur, in particular when there is a greater amount of wind, as soon as wind acts on the at least one solar module. This effect can be enhanced at a position of the pivot axis pivoted relative to the horizontal position and thus of the at least one solar module.
  • the at least one damping module can be coupled to the pivot axis and to the at least one post.
  • the rotatably connected to the pivot axis lever element means for connecting the at least one
  • the at least one post may preferably have, in the position close to the floor, a device for connecting the at least one damping module to the at least one post.
  • the at least one compensating device may comprise at least one cable element and at least one spring element.
  • the at least one cable element may be coupled to the pivot axis in the region of a first end, in the region of a second end with the at least one spring element.
  • the at least one spring element can in turn preferably be pivotally coupled to the at least one post.
  • the at least one cable element can be coupled to the pivot axis in such a way that the at least one spring element has no or at least almost no tension in a horizontal position of the pivot axis.
  • a pivotable coupling of the at least one cable element with the pivot axis is conceivable that the at least one spring element has at least a low voltage in a position of the pivot axis pivoted relative to the horizontal position.
  • a lever element can be provided in the further embodiment, which is comparable to the shape described above rotatably connected to the pivot axis.
  • the at least one cable element can in the region of a first end to the
  • Lever element be connected pivotally.
  • the at least one cable element can be coupled to the at least one spring element.
  • the at least one spring element may be arranged on the opposite side of the at least one post in the further embodiment, wherein the at least one spring element is connected to a device for connection preferably in the region of the upper end of the at least one post.
  • the at least one cable element can be coupled on the opposite side of the at least one post with the pivot axis or with the pivot axis fixedly arranged on the lever element.
  • at least one post have an opening for the implementation of at least one cable element. For deflecting the at least one
  • the at least one compensation device at least one
  • a deflection device can be arranged for this purpose. Also, in the region of the upper end of the at least one post a deflection device can be arranged for this purpose. Also, in the region of the upper end of the at least one post a deflection device can be arranged for this purpose. Also, in the region of the upper end of the at least one post a
  • Deflection device be provided to the at least one cable element at a pivoting of the pivot axis in a relative to the horizontal position
  • Supporting and / or adjusting device provides a compensation device, which can be composed of an arrangement of at least one spring element, at least one cable element and at least one damping module.
  • the compensating device composed by at least one spring element, at least one cable element and at least one damping module can be designed as an assembly unit.
  • the mounting unit also has a frame, with which the at least one spring element and the at least one damping module are coupled.
  • the at least one cable element can be coupled in the region of a first end with the pivot axis, and in the region of a second end with the at least one spring element.
  • the at least one cable element may be coupled to the pivot axis in such a way that the at least one spring element in one
  • Horizontal position of the pivot axis has no or at least almost no voltage.
  • the at least one cable element is coupled to the pivot axis in such a way that the at least one spring element has at least a low tension in a position of the pivot axis pivoted relative to the horizontal position.
  • Spring element may result in a stabilization of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device or the pivot axis. Furthermore, it can be provided that the at least one damping module for vibration damping of
  • Pivot axis in the region of a first end is pivotally coupled to the pivot axis, and is arranged in the region of a second end in the region of the at least one spring element.
  • the compensating device or the mounting unit may further comprise sliding bearings, via which the compensating device or the mounting unit can be supported on the pivot axis.
  • the mounting unit can be an example V comprise shaped frame which is equipped with a first frame part and with a second frame part, which converge in the region of a frame tip or are connected in the region of this frame tip.
  • Embodiments of the V-shaped frame proved to be advantageous, in which the open frame area to the side.
  • the plain bearings are in one
  • the mounting unit can also be aligned with the pivot axis via the slide bearings.
  • a lever element can furthermore be arranged, which is non-rotatably coupled to the pivot axis and optionally pivotally connected to the frame.
  • the at least one spring element can be arranged pivotably on the second frame part. Between the at least one spring element and the lever element, the at least one cable element may extend, which
  • Frame tip and the bearing forks or the lever element is deflected by deflecting devices.
  • the at least one damping module is preferably arranged pivotably between the connection region of the spring elements to the frame and the lever element. This results in a preferably triangular configuration of the compensation device or the assembly unit, which receives an additional stabilization by the damping module.
  • Triangular shape of the compensation device or the mounting unit is the
  • Swiveling movement of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device is not restricted.
  • vibrations due to the occurrence of wind for example, can be absorbed at the pivot axis or at the solar modules, resulting in a stable and stable system.
  • Fixing device may be arranged in the form of a hinge bearing on the at least one post.
  • the pivot axis and the at least one post at an horizontal position of the pivot axis form an angle ⁇ of preferably 90 °.
  • the pivot axis can in this case by means of
  • Spherical bearings are inclined by an angle ⁇ 'relative to the at least one post.
  • the balancing device with the pivot axis an angle ⁇ of at least approximately 90 °.
  • the compensation device can be coupled to the pivot axis and pivotally connected to the at least one post. With an inclination of the pivot axis by an angle ⁇ 'relative to the at least one post, the compensating device can maintain an at least approximately constant angle ⁇ by said coupling with the pivot axis and by the pivotable coupling with the at least one post, which preferably still approaches at least approximately 90 °.
  • the hinge bearing may comprise a spherical housing within which a ball element is disposed.
  • the spherical housing may consist of a lower shell and an upper shell. Within the spherical housing can a
  • Ball element may be arranged, which consists of a first ball half and a second ball half.
  • the pivot axis can be stored between the first half of the ball and the second half of the ball element.
  • the outer upper radius of the joint bearing can be kept relatively small due to a thin-walled design of the upper shell.
  • Such a configuration is particularly advantageous in terms of which the center of gravity of the structures can lie at a low height above the center of the pivot axis. From the weight of the pivoted solar modules and the small distance of the center of gravity from the center of the
  • Pivot axis can result in a much lower torque, as is known in the art.
  • the joint bearing is a dry plain bearing. Therefore, it can be provided in particular that the materials of the ball halves and the lower shell are selected such that a
  • Pairing may occur, which is designed for a dry run suitable. Since a stable complete seal such storage, which must be able to work properly under all environmental conditions such as rain, wind or sand storms, can only be produced in a serious way, it is advantageous if registered in the hinge bearing impurities as soon as possible from the
  • the lower shell of the spherical housing is divided on the contact side to the second ball half in grooves and support areas.
  • the lower shell of the spherical housing may have a funnel bottom, which leads to at least one opening in the lower shell. Through the grooves and support areas, as well as the hopper floor and at least one opening dirt particles and water can be discharged from the joint stock. As a result, a functional reliability and only minimal wear of the joint bearing can be ensured.
  • At least one compensating device of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device for solar modules described above can be used in particular for a solar tracking system which provides a plurality of solar modules arranged in a row.
  • the plurality of solar modules can be arranged on a common pivot axis, which pivot axis can be supported or supported by means of several posts.
  • the at least one provided compensating device of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device for solar modules can be provided on at least one post at at least one end of the row of solar modules arranged on the pivot axis.
  • a plurality of compensation devices of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device can be provided on posts of a series of solar modules arranged on a pivot axis.
  • Fig. 1 shows a schematic view of a solar tracking system.
  • Fig. 2 shows a schematic view of a pivotable support device for solar modules from the prior art.
  • Fig. 3 shows a further schematic view of a pivotable
  • Support device for solar modules from the prior art. 4 shows a schematic view of a variant of an embodiment of a pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention for solar modules in horizontal position.
  • FIG. 5 shows a schematic side view of the variant of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention shown in FIG. 4 for solar modules.
  • 6 shows a further schematic view of a pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention for solar modules with a position of the pivot axis pivoted relative to the horizontal position.
  • Fig. 7 shows a perspective view of a pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention with a damping module.
  • FIG. 8 shows a schematic view of a further pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention for solar modules.
  • Fig. 9 shows a further schematic view of the invention
  • pivotable holding, supporting and / or adjusting device for solar modules according to FIG. 8 with a relative to the horizontal position pivoted position of the pivot axis.
  • Fig. 10 shows a detailed view of the pivotable holding, support and / or
  • Fig. 1 1 shows a schematic view of another pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention for solar modules.
  • Fig. 12A shows a schematic view of a pivotable according to the invention
  • 12B shows a schematic view of a pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention according to FIG. 11 with a position of the pivot axis pivoted relative to the horizontal position.
  • 13A shows a schematic side view of a further pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to the invention for solar modules in a horizontal position.
  • FIG. 13B shows a schematic side view of a pivotable holding, supporting and / or adjusting device according to FIG. 13A in a position of the pivot axis inclined by the angle ⁇ '.
  • Fig. 14 shows a schematic view of a fastening device.
  • Fig. 15A shows a schematic view of a fastening device according to
  • FIG. 15B shows a further schematic view of a fastening device according to FIG. 14.
  • FIG. 1 shows a uniaxial, horizontally arranged solar tracking system 50.
  • the solar tracking system 50 comprises a certain number of solar modules 6, which are arranged on a commonly common pivot axis 8 in a row 14.
  • the row 14 of solar modules 6 or the pivot axis 8 is seen along the pivot axis 8 relative to a horizontal position of the solar modules 6 and the pivot axis 8 pivotally.
  • the pivot axis 8 of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 is arranged on regularly spaced posts 10 in an intended height.
  • a fastening device 34 cf., for example, Fig. 4
  • the pivot axis 8 is mounted on the respective post 10.
  • the pivot axis 8 can be brought along the pivot axis 8 in a position pivoted relative to the horizontal position (see, for example, Fig. 6).
  • the actuator 12 is usually positioned in the center of the solar modules 6 arranged in the row 14. In the area of the actuator 12, a region 14 'which is free of solar modules 6 can be provided.
  • the solar modules 6 can be carried from east to west with the course of the sun.
  • the distance D between the solar module 6a positioned closest to the actuator 12 of the pivot axis 8 and the solar module 6b positioned at the end 14 "of the row 14 may be up to 40 meters or more.
  • a pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 according to the invention for solar modules 6 is shown.
  • a compensation device 16 of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 is usually provided in each case on a post 10 in the region of the ends 14 "of the row 14, in order to obtain an ideal weight compensation of the solar modules 6 or a rotation of the pivot axis 8, which is usually most pronounced in the region of the ends 14 "of the row 14, counteract.
  • an arrangement of a plurality of balancing devices 16 on a plurality of posts 10 of the solar tracking system 50 conceivable.
  • the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 comprises a compensation device 16 or 16a.
  • Compensating means 16a in this case has a V-shaped lever element 18, which is mounted non-rotatably on the pivot axis 8.
  • the pivot axis 8 may be, for example, a round, square or polygonal tube.
  • the lever member 18 is also perpendicular to the horizontal position W of the pivot axis 8 also arranged horizontally
  • connection element 30 arranged at the lower end of the lever element 18 and at a connection point 32 provided on the articulation element 20 can each pivotably fasten a connection element 24 or 26, between which attachment elements 24 and 26 at least one spring element 22 can be introduced 4, two spring elements 22 are provided Depending on the design of the compensation device 16a, one is also a
  • a distance LH between the center Z of the pivot axis 8 and the connection point 30 of the connecting element 26 to the lever member 18, a distance LH, between the connection point 30 of the connecting element 26 to the lever member 18 and the connection point 32 of the connecting element 24 to the hinge element 20, a distance LF ,
  • the spring elements 22 are in the unloaded position, so that the spring elements 22 have no or at least almost no bias.
  • Fig. 5 is another view of the invention pivotable holding
  • Support and / or adjusting device 2 for solar modules 6 shown.
  • the compensation device 16a is in turn attached to the outermost post 10 in the region of the end 14 "of the row 14.
  • the distance P of the lever element 18 from the post 10 usually results from the structural design of the spring elements 22 and des
  • Connecting element 20, however, at least such a distance P is provided so that upon thermal expansion of the pivot axis 8 no collision of the spring elements with the post 10 may arise.
  • Adjusting device 2 represented by an intended angle ⁇ .
  • the rotatably mounted on the pivot axis 8 lever member 18 of the balancer 16 a is also pivoted by the angle ⁇ relative to the vertical.
  • the distance of the attachment point 30 of the lever element 18 from the center Z of the pivot axis 8 comprises, as already described in connection with FIG. 4, a length LH. Due to the pivoting of the lever member 18, the spring elements 22 are tensioned by the resulting stroke H. As a result, the distance LF between the connection point 30 of the connection element 26 to the lever element 18 and the connection point 32 of the connection element 24 to the coupling element 20 increases by the stroke H, so that the clamping length of the spring elements 22 increases and the spring elements 22 a
  • Moments M2 (see Figures 2 and 3) acts.
  • an interpretation of the lever member 18 and the spring elements 22 such that the moment M2 and the counter torque M1 compensate each other. In this way can by the
  • Compensation device 16a a more accurate tracking of the solar modules 6 and a relief of the pivot axis 8 are possible.
  • the tension of the spring elements 22 can be used to facilitate the pivoting back of the pivot axis 8 in the horizontal position, since this is a lower energy consumption for
  • Pivoting the pivot axis 8 is required.
  • the lever element 18 has a planar connection projection 38, which at least is arranged approximately at right angles to the lever element 18.
  • connection projection 38 at least approximately parallel to the solar modules 6 arranged. Furthermore, the coupling element 20 has a connection projection 40. Between the attachment projection 38 and the attachment projection 40, the damping module 36 can be pivotably arranged on the attachment projection 38 and the attachment projection 40. The damping module 36 may be
  • Damping module 36, a stabilization of the pivot axis 8 and the solar modules 6 are effected. Especially with respect to the horizontal position
  • pivotable holding, supporting and / or adjusting device for solar modules 2 and the solar tracking system 50 often strongly influenced by wind, whereby vibrations with respect to the pivot axis 8 can arise and therefore an additional load on the pivot axis 8 is caused.
  • Damping module 36 the wind induced load of the pivot axis 8 can be at least partially compensated or damped.
  • FIG. 8 describes a further embodiment of the compensating device 16c for the pivot axis 8 or for the solar modules 6 of a pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2.
  • the compensation device 16c comprises a combination of a spring element 22 and a cable element 42.
  • the pivot axis 8 or the solar modules 6 are in horizontal position W, so that the lever element 18 is aligned parallel to the post 10 or vertically.
  • the post 10 is again a post 10 positioned in the region of the end 14 "of the row 14.
  • the spring element 22 is in the case of FIG.
  • Compensating means 16 c arranged on the opposite side of the post 10 and arranged at a connection point 34 * in the region of the fastening device 34 of the pivot axis 8 at the upper end of the post 10.
  • the spring element 22 has no or almost no bias, as indicated by the designation LF '.
  • the cable 42 is attached to a first end 42 '.
  • a deflection device 44 is arranged at a short distance from the lever element 18 on the post 10, which deflection device consists of two deflection rollers 44 '(see FIG. The two pulleys 44 'of
  • Deflection device 44 are arranged side by side on the post 10, that the cable 42 is deflected at a deflection of the lever member 18 due to a pivoting of the pivot axis 8 in each case by one of the deflection rollers 44 '.
  • further deflecting devices 46 and 48 are arranged opposite each other on two sides of the post 10, which
  • Deflection devices 46 and 48 are also formed by pulleys. in the
  • Spring element 22 can be used to facilitate the pivoting back of the pivot axis 8 in the horizontal position, since in this case a lower energy consumption for
  • Pivoting the pivot axis 8 is required.
  • a possible attachment of a longer spring element 22 in comparison to the compensation device 16a has an effect.
  • a longer spring element 22 can result, in particular, from the connection of the spring element 22 at the connection point 34 * at the upper end of the post 10 and an arrangement of the deflection devices 46 and 48 or the opening in the area near the bottom of the post 10.
  • Fig. 9 is a pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 for solar modules 6 according to the embodiment of FIG. 8 with respect to the
  • Lever element 18 resulting stroke H 'and thereby attracted rope 42 is a voltage of the spring element 22 so that a voltage of the spring element 22 results, which is illustrated by the designation LF' + H '.
  • the detailed view of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 of FIG. 10 is again the effect of the compensation device 16 c at a relative to the horizontal position pivoted position V of
  • Swivel axis 8 explained in detail.
  • the pivot axis 8 and the lever member 18 is inclined in this case by the angle ⁇ relative to the vertical.
  • the angle ⁇ can be formed when the pivot axis or the lever element 18 is pivoted by the angle ⁇ between the lever element 18 and the course of the cable 42.
  • Compensation device 16a as indicated by a theoretical traction line 52 (see Fig. 9) of a spring element.
  • the lever element 18, the cable 42 and the spring elements 22 can be designed in the compensation device 16c such that the moment M2 (see FIGS. 6, 10) compensate each other.
  • Compensating means 16 or 16d for the pivot axis 8 and the solar modules 6 a pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 described.
  • Compensating device 16d is composed of a mounting unit 54.
  • the mounting unit 54 can be attached to a, for example, from two mutually arranged at a certain angle post 10 post assembly 10 '.
  • this post are 10, which can be anchored with a fferfundament réelle in the ground.
  • the foundation connection elements 60 can each be designed to be suitable for the posts 10 intended for use.
  • the foundation connection element 60 can also be designed to be adjustable.
  • the foundation connection elements 60 are each adaptable to different alignment angles of the post arrangement 10 ', thereby also
  • the assembly unit 54 in this case comprises an example V-shaped frame 56 with a first frame part 56 'and a second frame part 56 "which converge in the region of a frame tip 56"' or are connected in the region of this frame tip 56 "'
  • the frame 56 is equipped with bearing forks 57. Sliding bearings 58 are accommodated in the bearing forks 57, whereby the bearing forks 57 can be supported on the pivot axis 8.
  • the mounting unit 54 can also be aligned with the pivot axis 8 via the sliding bearings 58.
  • a lever element 18 is furthermore arranged, which is non-rotatably coupled to the pivot axis 8 and optionally pivotally connected to the frame 56.
  • Two spring elements 22 are pivotably arranged on the second frame part 56 ".
  • an attachment element 23 for the spring elements 22 is located in an end region of the second frame part 56 ", so that they extend from the end region of the second frame part 56" in the direction of the tip 56 "'of the frame 56.
  • a cable element 42 extends, which is preferably deflected in the region of the frame tip 56 '' and in a region between the frame tip 56 '' and the bearing yokes 57 or of the lever element 18 via deflecting devices 44 and 46 consisting of deflection rollers consist of two pulleys, so that a deflection of the cable element 42 regardless of the direction of the
  • Pivoting the pivot axis 8 is possible.
  • Pivot axis arranged 8 solar modules 6, the lever member 18 is in such a starting position A (see Fig. 12A), that the cable element 42 is not deflected and causes no or at least almost no tension of the spring elements 22. Is the pivot axis 8 in a relation to the horizontal position of the pivot axis 8 and the solar modules 6 pivoted position V, that is
  • Lever element 18 with respect to the above-mentioned starting position A (position B, see Fig. 12B) deflected so that the cable element 42 also moves, whereby at least a low voltage of the spring elements 22 is effected.
  • the tension of the spring elements 22 results in a stabilization or relief of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 and the pivot axis 8.
  • For further stabilization of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 and the pivot axis 8 or for compensation possibly occurring shrinkages on the pivot axis 8 is preferably between the connection region of
  • Damping element 36 receives additional stabilization.
  • vibrations due to the formation of wind for example, can be damped at the pivot axis 8 or at the solar modules 6, resulting in a system which is less or hardly susceptible to vibrations and thus relatively stable.
  • each other can be pre-assembled.
  • a pre-assembly of the spring elements 22, the damping module 36, the deflection devices 44 and 46, the traction cable 42 and the lever member 18 on the frame 56 are possible, whereby they can be held in an exactly predetermined position to each other.
  • FIG. 12A and 12B show a view along the pivot axis 8 view of pivotal holding, supporting and / or adjusting devices 2, which are each equipped with compensation devices 16d according to the embodiment of FIG. 1 1 are equipped.
  • FIG. 12A shows the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 with a pivot axis 8 located in horizontal position W or with itself in FIG.
  • Lever member 18 is also pivoted by the angle ⁇ , so that the lever member 18 is in a relation to the starting position A deflected position B, and thereby moves the pull cable 42, whereby the spring elements 22 are tensioned.
  • the damping module 36 is in this case also moved.
  • Swivel axis 8 and the solar modules 6 can be done by means of the damping module 36, a compensation or damping of vibrations, resulting in a very stable at any time system.
  • FIGS. 13A and 13B show a further embodiment of a
  • FIGS. 13A and 13B each show a lateral view of the pivotable holding, Supporting and / or adjusting device 2.
  • the pivot axis 8 by means of a fastening device 34 'on the post 10 and a post assembly 10' is mounted.
  • an angle ⁇ of 90 ° is preferably included between the pivot axis 8 and the posts 10. Basically, a correct functioning of the
  • the area of the frame 56 is the
  • Compensating device 16 d pivotally attached to the post 10 via the foundation connection element 60. Furthermore, the frame 56 is connected via the bearing forks 57 and the sliding bearing 58 on the pivot axis 8, so that between the pivot axis 8 and the mounting unit 54, an angle ⁇ results, which preferably in the horizontal position W of the pivot axis 8 an amount of 90 also °. As already mentioned in connection with FIGS. 1 and 12, the lifting element 18 is secured against rotation on the pivot axis 8.
  • the fastening device 34 ' has a pivot bearing 69 which surrounds the pivot axis 8.
  • a spherical bearing 69 for the mounting of the pivot axis 8 is not only a pivoting of the pivot axis 8 and the solar modules 6 along the pivot axis 8 possible (positions W, V), as shown for example by FIG. 12B, but
  • the pivot axis 8 or the solar modules 6 can also be inclined by the angle ⁇ 'with respect to the posts 10 (see reference numeral N).
  • the angle ⁇ ' may thus have, for example, an amount of 91 ° to 140 °.
  • the frame 56 with the respective components corresponding to the inclination N of the pivot axis 8 by the angle ⁇ 'pivot.
  • the angle ⁇ between the frame 56 and the pivot axis 8 remains unchanged.
  • the compensating device 16d is thus coupled to the pivot axis 8 and the post 10 in such a way that the compensating device 16d and the pivot axis 8 always have an inclination N of the pivot axis 8 at an arbitrary angle ⁇ 'with respect to the posts 10 both at horizontal position W of the pivot axis 8 include a constant angle ⁇ of 90 °.
  • Compensating device 16d increases compared to the horizontal position W of Swivel axis 8. As a result, all rotary and swivel axes within the
  • Mounting unit 54 always formed axially parallel. In addition, beyond the desired restoring force of the spring elements 22, no unwanted twists occur. Due to the additional inclination possibility of the pivot axis 8 and the solar modules 6 with respect to the post 10, the solar modules 6 can be even more suitable with respect to the
  • FIG. 14 shows a fastening device 34 'or a spherical plain bearing 69, as may be used, for example, in the case of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 according to FIGS. 13A and 13B. Furthermore, the use of such a fastening device 34 'or such a hinge bearing 69 in
  • connection with a pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 according to one of the embodiments of Figures 4 to 12 conceivable.
  • the fastening device 34 ' can in this case be arranged as desired on posts 10 or a post arrangement 10'.
  • the fastening device 34 ' has a holding fork element 62, which is designed, for example, as a sheet-metal forming part.
  • the retaining fork element 62 can be fastened to the post 10 or the post assembly 10 'via a screw connection 70, and positively receives a lower shell 64.
  • a spherical housing 67 is formed.
  • a divisible ball element 68 consisting of a first ball half 68 'and a second ball half 68 "can be rotatably supported in the spherical housing 67.
  • the pivot axis 8 can be positioned between the first and the second ball half 68' and 68".
  • the spherical bearing 69 can be formed for the pivot axis 8.
  • Swivel axis 8 tolerance compensation in all directions which in particular for the installation of the pivotable system provides a great deal of relief. Due to the split design of the joint bearing 69, the mounting of the pivotable holding, supporting and / or adjusting device 2 and the pivot axis 8 to the post 10 is also facilitated. Thus, the pivot axis 8 can be inserted into the lower shell 64 "already fastened to the posts 10 via the retaining fork element 62 or into the second spherical half 68" The joint bearing 69 can then be closed by the first ball half 68 'and the upper shell 66 Components of the
  • FIG. 15A once again shows the fastening device 34 'according to FIG. 14 along the pivot axis 8. This clearly shows how the
  • Holding fork element 62 receives the lower shell 64 in a form-fitting manner.
  • the outer upper radius RL of the joint bearing 69 can be seen, which can be kept relatively small due to the thin-walled design of the upper shell 66.
  • Such a configuration is particularly advantageous in terms of the fact that the center of gravity S of the structures can lie at a low height above the center Z of the pivot axis 8. From the weight F of the pivoted solar modules 6 and the small distance of the center of gravity S from the center Z of the pivot axis 8 can result in a much lower torque, as is known from the prior art.
  • FIG. 15B likewise shows an advantageous embodiment of the joint bearing 69.
  • the small construction height of the upper shell 66 of the spherical housing 67 is clearly visible again through FIG. 15B.
  • the upper shell 66 may be made of a deep-drawing steel.
  • the hinge bearing 69 is a dry plain bearing. Therefore, it can be provided that the materials of the ball halves 68 'and 68 "with the ball surface KO and the
  • Lower shell 64 are selected such that a sliding pairing can occur, which is designed to be suitable for dry running. Since a secure complete seal such storage, which must be able to work properly under all environmental conditions such as rain, wind or sandstorms, only in a difficult or difficult to produce, it is advantageous if registered in the hinge bearing 69 impurities as soon as possible by itself can be removed again.
  • Ball half 68 "no continuous contact surface, but is divided into preferably a plurality of grooves R and support portions T. The number of grooves R and the
  • Support areas T can be selected depending on the size of the pivot bearing 69.
  • the grooves R can lead into a funnel bottom TB of the lower shell 64.
  • In the area of the funnel bottom TB further two openings O are arranged in the lower shell 64.
  • About the hopper floor TB possibly existing dirt particles and water are the two openings O out, so that the dirt particles and the water can be discharged from the joint bearing 69. It may already be sufficient to design the lower shell 64 in such a way.
  • By the described design of the lower shell 64 dirt particles and water, which have penetrated into the joint bearing 69, in a simple, fast and safe way back from the
  • Spherical bearing 69 are discharged. As a result, a functional reliability and minimum wear of the joint bearing 69 can be ensured.
  • the solar module 6b positioned next to the actuator of the pivot axis at the end of a series positioned solar module
  • Swivel axis positioned solar module and positioned at the end of a row solar module

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Abstract

Es ist eine schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung (2) für Solarmodule (6) offenbart. Die Einrichtung (2) umfasst eine Schwenkachse (8), an welcher Schwenkachse (8) mindestens ein Solarmodul (6) aufgenommen ist. Weiterhin umfasst die schwenkbare Einrichtung (2) für Solarmodule (6) wenigstens einen Pfosten (10) zum Tragen und Lagern der Schwenkachse (8) sowie einen Aktor, über welchen die Schwenkachse (8) zwischen einer Horizontalstellung (W) und einer von der Horizontalstellung abweichenden Stellung geschwenkt werden kann. Die schwenkbare Einrichtung (2) für Solarmodule (6) umfasst außerdem zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16), welche derart mechanisch an die Schwenkachse (8) gekoppelt ist, dass die Schwenkachse (8) über die zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16) mit einem Moment beaufschlagbar ist, welches Moment ein zumindest teilweise durch die Gewichtskraft des mindestens einen auf der Schwenkachse (8) angeordneten Solarmoduls (6) resultierendes Moment auf die Schwenkachse (8) zumindest teilweise kompensiert.

Description

SCHWEN KBARE HALTE-, STÜTZ- U N D/ODE R
VE RSTELLE I N RI CHTU NG FÜ R SOLARMODU LE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 .
In vielen Fällen können schwenkbare Stützeinrichtungen für Solarmodule dazu vorgesehen sein, die Solarmodule von Ost nach West mit dem Verlauf der Sonne mitzuführen, um die Solarmodule im Tagesverlauf stets in geeigneter Weise bezüglich der Sonne ausrichten zu können. Die Solarmodule werden dabei auf einer Schwenkachse angeordnet, welche Schwenkachse in einem gewissen Abstand zum Boden auf Pfosten befestigt ist. Die Schwenkachse kann dabei über einen Aktor in geeigneter weise geschwenkt werden. Derartige Systeme werden oftmals auch als Solartrackingsysteme bezeichnet. Bei Solartrackingsystemen wird üblicherweise eine gewisse Anzahl von in einer Reihe auf einer Schwenkachse angeordneten Solarmodulen dem sich verändernden Sonnenstand nachgeführt. Hierzu werden in vielen Fällen einachsige und horizontal angeordnete Systeme genutzt. Üblicherweise kann ein einzelner Aktor vorgesehen sein, um die gesamten in der Reihe angeordneten Solarmodule zu verschwenken. Der Aktor wird dabei meist mittig der Reihe an Solarmodulen angeordnet. So kann der Abstand der zwischen den Solarmodulen, welche am nächsten bei dem Aktor positioniert sind, und den Solarmodulen, welche sich am Ende einer Reihe befinden, beispielsweise bis zu 40 Meter betragen, in manchen Fällen sogar mehr.
Es sind bereits Solartrackingsysteme bekannt, welche eine Schwenkachse zur Verschwenkung der Solarmodule um einen gewissen Schwenkwinkel erlauben. Ein derartiges bekanntes System ist in Fig. 2 dargestellt. So zeigt die schematische
Seitenansicht der Fig. 2 ein Solartrackingsystem 50' mit einer schwenkbaren Einrichtung 4 für eine gewisse Anzahl von Solarmodulen 6 gemäß dem Stand der Technik. Die Solarmodule 6 sind auf einer Schwenkachse 8 befestigt, welche auf mehreren Pfosten 10 angeordnet und mittels welcher die Solarmodule 6 gegenüber der Horizontalen
verschwenkt werden können. Zur Verschwenkung der Schwenkachse 8 bzw. der
Solarmodule 6 ist ein Aktor 12 vorhanden. Der Aktor 12 ist üblicherweise an einem
Pfosten 10 mittig einer Reihe 14 (vgl. Fig. 1 ) von Solarmodulen 6 angeordnet. Gemäß Fig. 2 ist die Schwenkachse 8 um den Winkel α gegenüber der Horizontalen in eine von der Horizontalstellung abweichende Stellung V verschwenkt. Da die Solarmodule 6 bei dem System 50' auf der Schwenkachse 8 angeordnet sind, liegt der Schwerpunkt S der Solarmodule 6 um die Höhe b über dem Zentrum Z der Schwenkachse 8. Dadurch ergibt sich ein Abstand a des Schwerpunktes S vom Zentrum Z der Schwenkachse 8. Aus der Gewichtskraft F der verschwenkten Solarmodule 6 und dem Abstand a des
Schwerpunktes S vom Zentrum Z der Schwenkachse 8 kann ein Moment M2 resultieren, welches auf die Konstruktion der Schwenkachse 8 einwirkt. Die Wirkung des Moments M2 auf die Schwenkachse 8 eines Seitenabschnitts der Reihe 14 wird in Fig. 3 dargestellt. So zeigt die Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Reihe 14 von Solarmodulen 6. Hierbei ergibt sich aufgrund der Elastizität der Schwenkachse 8 jeweils zwischen dem am nächsten an dem Aktor 12 der Schwenkachse 8 positionierten Solarmodul 6a und dem am Ende 14" der Reihe 14 positionierten Solarmodul 6b eine Verdrehung bezüglich der Schwenkachse 8 um den Winkel ß. Durch diese Verdrehung ergibt sich eine
Verschlechterung der Nachführbarkeit der Solarmodule 6 bei einer Verschwenkung der Schwenkachse 8. Zudem erfährt der Aktor 12 der Schwenkachse 8 eine zusätzliche, für die Zeit der Verschwenkung andauernde, Belastung aufgrund des Moments M2, welches von der Schwenkachse 8 bzw. dem Aktor 12 gehalten bzw. bei einer Verstellung der Schwenkachse 8 überwunden werden muss.
Angesichts des Standes der Technik kann eine vorrangige Aufgabe der Erfindung darin gesehen werden, eine schwenkbare Einrichtung für Solarmodule zu entwickeln, welche die oben genannten Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise überwindet, wobei die Schwenkachse bzw. der Aktor der schwenkbaren Einrichtung in einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung entlastet und eine Verschwenkung der an der Schwenkachse angeordneten Solarmodule mittels des Aktors erleichtert wird. Die obige Aufgabe wird durch eine schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder
Versteileinrichtung für Solarmodule gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 umfasst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen werden durch die abhängigen Ansprüche beschrieben.
Die Erfindung betrifft eine schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule, die im Folgenden auch vereinfacht als Einrichtung für Solarmodule oder als schwenkbare Einrichtung für Solarmodule bezeichnet wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung umfasst eine Schwenkachse, an welcher Schwenkachse mindestens ein Solarmodul aufgenommen ist. Weiterhin umfasst die schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule wenigstens einen Pfosten zum Tragen und Lagern der Schwenkachse sowie einen Aktor, über welchen die Schwenkachse insbesondere zwischen einer
Horizontalstellung und einer von der Horizontalstellung abweichenden Stellung geschwenkt werden kann. Die schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule umfasst außerdem zumindest eine Ausgleichseinrichtung, welche derart mechanisch an die Schwenkachse gekoppelt ist, dass die Schwenkachse über die zumindest eine Ausgleichseinrichtung mit einem Moment beaufschlagbar ist, welches Moment ein zumindest teilweise durch die Gewichtskraft des mindestens einen auf der Schwenkachse angeordneten Solarmoduls resultierendes Moment auf die Schwenkachse zumindest teilweise kompensiert.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule umfasst die zumindest eine Ausgleichseinrichtung zumindest ein Federelement. Bei dem zumindest einen Federelement kann es sich insbesondere um eine Spiralfeder, aber auch um ein hydropneumatisches Element oder ein weiteres vergleichbares Element handeln. Das zumindest eine Federelement ist dabei derartig schwenkbar mit der Schwenkachse sowie mit dem wenigstens einen Pfosten gekoppelt, dass das zumindest eine Federelement in einer Horizontalstellung der Schwenkachse keine oder zumindest nahezu keine
Spannung aufweist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine
Federelement derartig schwenkbar mit der Schwenkachse und dem wenigstens einen Pfosten gekoppelt ist, dass das zumindest eine Federelement in einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der Schwenkachse zumindest eine geringe Spannung aufweist. Vorzugsweise weist die zumindest eine Ausgleichseinrichtung zwei Federelemente auf. Um das zumindest eine Federelement mit der Schwenkachse zu koppeln, kann ein
Hebelelement drehfest an der Schwenkachse angebunden sein. Bei dem Hebelelement kann es sich insbesondere um ein beispielsweise V-förmiges Flächenelement handeln, welches rechtwinklig zur Schwenkachse bzw. zu dem zumindest einen Solarmodul und in Horizontalstellung der Schwenkachse parallel zu dem wenigstens einen Pfosten ausgebildet ist bzw. dabei vorzugsweise eine Vertikalstellung einnimmt. Neben einer V- Form des Hebelelements ist auch eine Ausbildung dessen beispielsweise in einer U-Form oder einer eckigen Form möglich. Das zumindest eine Federelement kann mit einem ersten Ende schwenkbar an das Hebelelement angebunden sein. Mit einem zweiten Ende kann das zumindest eine Federelement in einer bodennahen Position mittels einer geeigneten Einrichtung an den wenigstens einen Pfosten gekoppelt sein. Wie bereits erwähnt kann es vorgesehen sein, dass das zumindest eine Federelement bei
Horizontalstellung der Schwenkachse bzw. einer annähernden Vertikalstellung des Hebelelements keine oder zumindest nahezu keine Spannung bzw. Vorspannung aufweist, bei einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der
Schwenkachse bzw. einer von der Vertikalstellung abweichenden Stellung des
Hebelelements zumindest eine geringe Spannung. Je größer die von der
Horizontalstellung abweichende Stellung der Schwenkachse ausgebildet ist, bzw. je größer der Schwenkwinkel der Schwenkachse gegenüber der Horizontalen ausgebildet ist, desto größer ist die Spannung des zumindest einen Federelements. Durch die Spannung des zumindest einen Federelements kann eine Federkraft resultieren, durch welche ein Wirkhebel auf die Schwenkachse gebildet wird. Auf diese Weise kann durch die Federkraft und den Wirkhebel ein Moment auf die Schwenkachse übertragen werden, welches das Moment zumindest annähernd kompensieren kann, das insbesondere durch die Gewichtskraft der auf der Schwenkachse angeordneten
Solarmodule auf die Schwenkachse entsteht. Vorzugsweise ist es daher vorgesehen, dass das zumindest eine Federelement bzw. das Hebelelement und das zumindest eine Federelement der zumindest einen Ausgleichseinrichtung derartig ausgelegt sind, dass sich das durch die zumindest eine Ausgleichseinrichtung zu erhaltende Moment und das durch die Gewichtskraft der Solarmodule auf die Schwenkachse resultierende Moment gegenseitig kompensieren. Durch die Wirkungsweise der zumindest einen
Ausgleichseinrichtung kann eine exakte Nachführung der Solarmodule sowie eine
Entlastung der Schwenkachse bzw. des Aktors bewirkt werden. Zudem kann die
Spannung des zumindest einen Federelements dazu genutzt werden, um das
Rückschwenken der Schwenkachse in die Horizontalstellung mittels des Aktors zu erleichtern, da hierdurch ein geringerer Energieaufwand zur Verschwenkung der
Schwenkachse aufgebracht werden muss.
Als weiteren Bestandteil kann die zumindest eine erfindungsgemäße
Ausgleichseinrichtung zumindest ein Dämpfungsmodul umfassen. Durch das zumindest eine Dämpfungsmodul kann eine Schwingungsdämpfung der Schwenkachse ermöglicht werden. Insbesondere bei einem stärkeren Windaufkommen können Schwingungen der Schwenkachse auftreten, sobald Wind auf das mindestens eine Solarmodul einwirkt. Dieser Effekt kann bei einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der Schwenkachse und damit des zumindest einen Solarmoduls verstärkt werden. Das zumindest eine Dämpfungsmodul kann mit der Schwenkachse sowie mit dem wenigstens einen Pfosten gekoppelt sein. Um das zumindest eine Dämpfungsmodul mit der Schwenkachse zu koppeln, kann beispielsweise das drehfest mit der Schwenkachse verbundene Hebelelement eine Einrichtung zur Anbindung des zumindest einen
Dämpfungsmoduls an das Hebelelement aufweisen. Weiterhin kann eine Anbindung des zumindest einen Dämpfungsmoduls an den wenigstens einen Pfosten vorgesehen sein. Dazu kann der wenigstens eine Pfosten vorzugsweise in bodennaher Position eine Einrichtung zur Anbindung des zumindest einen Dämpfungsmoduls an den wenigstens einen Pfosten aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule kann die zumindest eine Ausgleichseinrichtung zumindest ein Seilelement sowie zumindest ein Federelement umfassen. Das zumindest eine Seilelement kann im Bereich eines ersten Endes mit der Schwenkachse gekoppelt sein, im Bereich eines zweiten Endes mit dem zumindest einen Federelement. Das zumindest eine Federelement kann dabei wiederum vorzugsweise schwenkbar mit dem wenigstens einen Pfosten gekoppelt sein. Weiterhin kann das zumindest eine Seilelement derartig mit der Schwenkachse gekoppelt sein, dass das zumindest eine Federelement in einer Horizontalstellung der Schwenkachse keine oder zumindest nahezu keine Spannung aufweist. Auch ist eine schwenkbare Koppelung des zumindest einen Seilelements mit der Schwenkachse denkbar, dass das zumindest eine Federelement in einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der Schwenkachse zumindest eine geringe Spannung aufweist.
Wie bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule dargestellt kann auch bei der weiteren Ausführungsform ein Hebelelement vorgesehen sein, welches vergleichbar der oben beschriebenen Form drehfest an der Schwenkachse angebunden ist. Das zumindest eine Seilelement kann dabei im Bereich eines ersten Endes an das
Hebelelement schwenkbar angebunden sein. In dem Bereich eines zweiten Endes kann das zumindest eine Seilelement mit dem zumindest einen Federelement gekoppelt sein. Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform kann das zumindest eine Federelement bei der weiteren Ausführungsform auf der gegenüberliegenden Seite des wenigstens einen Pfostens angeordnet sein, wobei das zumindest eine Federelement an einer Einrichtung zur Anbindung vorzugsweise im Bereich des oberen Endes des wenigstens einen Pfostens angebunden ist. Das zumindest eine Seilelement kann dabei auf der gegenüberliegenden Seite des wenigstens einen Pfostens mit der Schwenkachse bzw. mit dem an der Schwenkachse drehfest angeordneten Hebelelement gekoppelt sein. Um das zumindest eine Seilelement mit dem zumindest einen Federelement verbinden zu können, kann der wenigstens eine Pfosten einen Durchbruch zur Durchführung des zumindest einen Seilelements aufweisen. Zur Umlenkung des zumindest einen
Seilelements kann die zumindest eine Ausgleichseinrichtung zumindest eine
Umlenkvorrichtung umfassen. Insbesondere im Bereich des Durchbruchs durch den wenigstens einen Pfosten kann hierzu eine Umlenkvorrichtung angeordnet sein. Auch kann im Bereich des oberen Endes des wenigstens einen Pfostens eine
Umlenkvorrichtung vorgesehen sein, um das zumindest eine Seilelement bei einer Verschwenkung der Schwenkachse in eine gegenüber der Horizontalstellung
verschwenkte Stellung in geeigneter Weise umlenken zu können. Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-,
Stütz- und/oder Versteileinrichtung sieht eine Ausgleichseinrichtung vor, welche sich aus einer Anordnung zumindest eines Federelements, zumindest eines Seilelements sowie zumindest eines Dämpfungsmoduls zusammensetzten kann. Die durch zumindest ein Federelement, zumindest ein Seilelement sowie zumindest ein Dämpfungsmodul zusammengesetzte Ausgleichseinrichtung kann als eine Montageeinheit ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Montageeinheit zudem einen Rahmen auf, mit welchem das zumindest eine Federelement und das zumindest eine Dämpfungsmodul gekoppelt sind. Das zumindest eine Seilelement kann dabei im Bereich eines ersten Endes mit der Schwenkachse gekoppelt sein, und im Bereich eines zweiten Endes mit dem zumindest einen Federelement. Vorzugsweise kann das zumindest eine Seilelement derartig mit der Schwenkachse gekoppelt sein, dass das zumindest eine Federelement in einer
Horizontalstellung der Schwenkachse keine oder zumindest nahezu keine Spannung aufweist. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das zumindest eine Seilelement derartig mit der Schwenkachse gekoppelt ist, dass das zumindest eine Federelement in einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der Schwenkachse zumindest eine geringe Spannung aufweist. Durch die Spannung des zumindest einen
Federelementes kann sich eine Stabilisierung der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung bzw. der Schwenkachse ergeben. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das zumindest eine Dämpfungsmodul zur Schwingungsdämpfung der
Schwenkachse im Bereich eines ersten Endes schwenkbar mit der Schwenkachse gekoppelt ist, und im Bereich eines zweiten Endes im Bereich des zumindest einen Federelements angeordnet ist.
Die Ausgleichseinrichtung bzw. die Montageeinheit kann weiterhin Gleitlager umfassen, über welche sich die Ausgleichseinrichtung bzw. die Montageeinheit an der Schwenkachse abstützen kann. So kann die Montageeinheit einen beispielsweise V- förmigen Rahmen umfassen, welcher mit einem ersten Rahmenteil und mit einem zweiten Rahmenteil ausgestattet ist, die im Bereich einer Rahmenspitze zusammenlaufen bzw. im Bereich dieser Rahmenspitze verbunden sind. Insbesondere haben sich
Ausgestaltungsformen des V-förmigen Rahmens als vorteilhaft erwiesen, bei welchen der offene Rahmenbereich zur Seite weist. Vorzugsweise sind die Gleitlager in einem
Endbereich des ersten Rahmenteils angeordnet und durch Lagergabeln aufgenommen. Über die Gleitlager kann sich die Montageeinheit zudem an der Schwenkachse ausrichten. Im Bereich der Lagergabeln kann weiterhin ein Hebelelement angeordnet sein, das drehfest mit der Schwenkachse sowie ggf. schwenkbar mit dem Rahmen gekoppelt ist. Das zumindest eine Federelement kann an dem zweiten Rahmenteil schwenkbar angeordnet sein. Zwischen dem zumindest einen Federelement und dem Hebelelement kann sich das zumindest eine Seilelement erstrecken, welches
vorzugsweise im Bereich der Rahmenspitze und in einem Bereich zwischen der
Rahmenspitze und den Lagergabeln bzw. dem Hebelelement über Umlenkvorrichtungen umgelenkt wird.
Zur weiteren Stabilisierung der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder
Versteileinrichtung bzw. der Schwenkachse ist das zumindest eine Dämpfungsmodul vorzugsweise zwischen dem Anbindungsbereich der Federelemente an den Rahmen und dem Hebelelement schwenkbar angeordnet. Somit ergibt sich eine vorzugsweise dreieckförmige Ausgestaltung der Ausgleichseinrichtung bzw. der Montageeinheit, welche durch das Dämpfungsmoduls eine zusätzliche Stabilisierung erhält. Durch die
Dreiecksform der Ausgleichseinrichtung bzw. der Montageeinheit wird die
Schwenkbewegung der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung nicht eingeschränkt. Durch eine derartige beschriebene Anordnung des Dämpfungsmoduls können beispielsweise durch ein Windaufkommen entstehende Schwingungen an der Schwenkachse bzw. an den Solarmodulen abgedämpft werden, wodurch sich ein schwingungsunanfälliges und stabiles System ergibt.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung kann die Schwenkachse mittels einer
Befestigungsvorrichtung in Form eines Gelenklagers auf dem zumindest einen Pfosten angeordnet sein. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Schwenkachse und der zumindest eine Pfosten bei einer Horizontalstellung der Schwenkachse einen Winkel φ von vorzugsweise 90° einschließen. Die Schwenkachse kann hierbei mittels des
Gelenklagers um einen Winkel φ' gegenüber dem zumindest einen Pfosten geneigt werden. In der Horizontalstellung der Schwenkachse kann die Ausgleichseinrichtung mit der Schwenkachse einen Winkel ω von zumindest annähernd 90° einschließen. Die Ausgleichseinrichtung kann dabei mit der Schwenkachse sowie schwenkbar mit dem zumindest einen Pfosten gekoppelt sein. Bei einer Neigung der Schwenkachse um einen Winkel φ' gegenüber dem zumindest einen Pfosten kann die Ausgleichseinrichtung durch die genannte Koppelung mit der Schwenkachse sowie durch die schwenkbare Koppelung mit dem zumindest einen Pfosten einen zumindest annähernd konstanten Winkel ω beibehalten, welcher vorzugsweise nach wie vor zumindest annähernd 90° beträgt.
Das Gelenklager kann ein kugelförmiges Gehäuse umfassen, innerhalb welchen ein Kugelelement angeordnet ist. Das kugelförmige Gehäuse kann aus einer Unterschale und einer Oberschale bestehen. Innerhalb des kugelförmigen Gehäuses kann ein
Kugelelement angeordnet sein, welches aus einer ersten Kugelhälfte und einer zweiten Kugelhälfte besteht. Die Schwenkachse kann dabei zwischen der ersten Kugelhälfte und der zweiten Kugelhälfte des Kugelelements gelagert sein. Insbesondere kann der äußere obere Radius des Gelenklagers aufgrund einer dünnwandigen Ausbildung der Oberschale relativ klein gehalten werden kann. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere in der Hinsicht vorteilhaft, wodurch der Schwerpunkt der Aufbauten in einer geringen Höhe über dem Zentrum der Schwenkachse liegen kann. Aus der Gewichtskraft der verschwenkten Solarmodule und dem geringen Abstand des Schwerpunktes vom Zentrum der
Schwenkachse kann ein wesentlich geringeres Moment resultieren, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Gelenklager um eine trockene Gleitlagerung. Daher kann es insbesondere vorgesehen sein, dass die Werkstoffe der Kugelhälften und der Unterschale derartig gewählt sind, dass eine
Gleitpaarung entstehen kann, welche für einen Trockenlauf geeignet ausgelegt ist. Da eine beständige komplette Abdichtung einer derartigen Lagerung, welche unter allen Umweltbedingungen wie beispielsweise Regen, Wind oder Sandstürmen fehlerfrei arbeiten können muss, lediglich auf schwere Weise herstellbar ist, ist es vorteilhaft, wenn in das Gelenklager eingetragene Verunreinigungen schnellstmöglich aus dem
Gelenklager entfernt werden können. Daher kann vorgesehen sein, dass die Unterschale des kugelförmigen Gehäuses auf der Kontaktseite zu der zweiten Kugelhälfte in Rillen und Tragbereiche unterteilt ist. Zudem kann die Unterschale des kugelförmigen Gehäuses einen Trichterboden aufweisen, welcher zu zumindest einer Öffnung in der Unterschale führt. Durch die Rillen und Tragbereiche, sowie den Trichterboden und zumindest eine Öffnung können Schmutzpartikel und Wasser aus dem Gelenklager ausgeleitet werden. Dadurch kann eine Funktionssicherheit und ein lediglich minimaler Verschleiß des Gelenklagers gewährleistet werden.
Zumindest eine vorhergehend beschriebene Ausgleichseinrichtung der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule kann insbesondere für ein Solartrackingsystem genutzt werden, welches mehrere in einer Reihe angeordnete Solarmodule vorsieht. Die mehreren Solarmodule können dabei auf einer gemeinsamen Schwenkachse angeordnet sein, welche Schwenkachse mittels mehrerer Pfosten gelagert bzw. getragen sein kann. Die zumindest eine vorgesehene Ausgleichseinrichtung der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule kann an zumindest einem Pfosten an zumindest einem Ende der Reihe von auf der Schwenkachse angeordneten Solarmodulen vorgesehen sein. Weiterhin können auch mehrere Ausgleichseinrichtungen der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung an Pfosten einer Reihe von auf einer Schwenkachse angeordneten Solarmodulen vorgesehen sein. Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Solartrackingsystems.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer schwenkbaren Stützeinrichtung für Solarmodule aus dem Stand der Technik.
Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer schwenkbaren
Stützeinrichtung für Solarmodule aus dem Stand der Technik. Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule in Horizontalstellung.
Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht der in Fig. 4 gezeigten Variante der erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule. Fig. 6 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule mit einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der Schwenkachse.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung mit einem Dämpfungsmodul.
Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule.
Fig. 9 zeigt eine weitere schematische Ansicht der erfindungsgemäßen
schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule gemäß Fig. 8 mit einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der Schwenkachse.
Fig. 10 zeigt eine Detailansicht der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder
Versteileinrichtung gemäß Fig. 9.
Fig. 1 1 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule. Fig. 12A zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen schwenkbaren
Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung gemäß Fig. 1 1 in Horizontalstellung.
Fig. 12B zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung gemäß Fig. 1 1 mit einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung der Schwenkachse. Fig. 13A zeigt eine schematische Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule in einer Horizontalstellung.
Fig. 13B zeigt eine schematische Seitenansicht einer schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung gemäß Fig. 13A in einer um den Winkel φ' geneigten Stellung der Schwenkachse.
Fig. 14 zeigt eine schematische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung.
Fig. 15A zeigt eine schematische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung gemäß
Fig. 14. Fig. 15B zeigt eine weitere schematische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 14.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
In Fig. 1 ist ein einachsiges, horizontal angeordnetes Solartrackingsystem 50 abgebildet. Das Solartrackingsystem 50 umfasst eine gewisse Anzahl an Solarmodulen 6, welche auf einer üblicherweise gemeinsamen Schwenkachse 8 in einer Reihe 14 angeordnet sind. Die Reihe 14 an Solarmodulen 6 bzw. die Schwenkachse 8 ist entlang der Schwenkachse 8 gesehen relativ zu einer Horizontalstellung der Solarmodule 6 bzw. der Schwenkachse 8 verschwenkbar. Die Schwenkachse 8 der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 ist dabei auf regelmäßig beabstandeten Pfosten 10 in einer vorgesehenen Höhe angeordnet. Anhand einer Befestigungsvorrichtung 34 (vgl. z.B. Fig. 4) ist die Schwenkachse 8 auf den jeweiligen Pfosten 10 gelagert. Mittels eines Aktors 12 kann die Schwenkachse 8 entlang der Schwenkachse 8 in eine gegenüber der Horizontalstellung verschwenkte Stellung gebracht werden kann (vgl. z.B. Fig. 6). Der Aktor 12 ist üblicherweise mittig der in der Reihe 14 angeordneten Solarmodule 6 positioniert. Im Bereich des Aktors 12 kann ein von Solarmodulen 6 freier Bereich 14' vorgesehen sein. Mittels des Aktors 12 können die Solarmodule 6 von Ost nach West mit dem Verlauf der Sonne mitgeführt werden. Der Abstand D zwischen dem am nächsten an dem Aktor 12 der Schwenkachse 8 positionierten Solarmodul 6a und dem am Ende 14" der Reihe 14 positionierten Solarmodul 6b kann dabei bis zu 40 Meter oder mehr betragen.
In Fig. 4 wird eine erfindungsgemäße schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 für Solarmodule 6 gezeigt. Eine Ausgleichseinrichtung 16 der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 ist üblicherweise jeweils an einem Pfosten 10 im Bereich der Enden 14" der Reihe 14 vorgesehen, um eine ideale Gewichtskompensation der Solarmodule 6 zu erhalten bzw. einer Verdrehung der Schwenkachse 8, welche gewöhnlich im Bereich der Enden 14" der Reihe 14 am stärksten ausgeprägt ist, entgegenzuwirken. Weiterhin ist auch eine Anordnung von mehreren Ausgleichseinrichtungen 16 an mehreren Pfosten 10 des Solartrackingsystems 50 denkbar.
Die schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 umfasst gemäß der ersten Ausführungsform der Fig. 4 eine Ausgleichseinrichtung 16 bzw. 16a. Die
Ausgleichseinrichtung 16a weist dabei ein V-förmiges Hebelelement 18 auf, welches drehfest an der Schwenkachse 8 angebracht ist. Neben einer V-Form des Hebelelements 18 ist auch eine Ausbildung dessen beispielsweise in einer U-Form oder einer eckigen Form möglich. Bei der Schwenkachse 8 kann es sich beispielsweise um ein Rund-, Vierkant- oder Mehrkantrohr handeln. Das Hebelelement 18 ist dabei rechtwinklig zu den in Horizontalstellung W der Schwenkachse 8 ebenfalls horizontal angeordneten
Solarmodulen 6 an der Schwenkachse 8 drehfest fixiert, sodass dieses parallel zu dem Pfosten 10 und vertikal in Richtung des Bodens 28 ausgerichtet ist. Bei dem abgebildeten Pfosten 10 handelt es sich hierbei um einen im Bereich des Endes 14" der Reihe 14 angeordneten Pfosten 10. Als weiterer Bestandteil der Ausgleichseinrichtung 16a ist in einer bodennahen Position an dem Pfosten 10 ein Anlenkelement 20 drehfest angebracht. An einem, an dem unteren Ende des Hebelelements 18 angeordneten Anbindungspunkt 30 sowie an einem, an dem Anlenkelement 20 vorgesehenen Anbindungspunkt 32 kann jeweils ein Anbindungselement 24 bzw. 26 schwenkbar befestigt werden, zwischen welchen Anbindungselementen 24 und 26 zumindest ein Federelement 22 eingebracht werden kann. Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 sind zwei Federelemente 22 vorgesehen. Je nach Ausgestaltung der Ausgleichseinrichtung 16a ist auch eine
Anordnung mehrerer Federelemente 22 denkbar. Hierbei bildet sich zwischen dem Zentrum Z der Schwenkachse 8 und dem Anbindungspunkt 30 des Anbindungselements 26 an das Hebelelement 18 ein Abstand LH, zwischen dem Anbindungspunkt 30 des Anbindungselements 26 an das Hebelelement 18 sowie dem Anbindungspunkt 32 des Anbindungselements 24 an das Anlenkelement 20 ein Abstand LF. In der dargestellten Horizontalstellung W der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 gemäß Fig. 4 befinden sich die Federelemente 22 in entlasteter Position, sodass die Federelemente 22 keine oder zumindest nahezu keine Vorspannung aufweisen. In Fig. 5 ist eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-,
Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 für Solarmodule 6 abgebildet. Hierbei zeigt sich insbesondere die parallele Anordnung der Bestandteile der Ausgleichseinrichtung 16a, wie des Hebelelements 18, des Anlenkelements 20 sowie der Federelemente 22, bezüglich des Pfostens 10, bzw. die rechtwinklige Anordnung des Hebelelements 18 bezüglich der Schwenkachse 8 sowie der Solarmodule 6. Die Ausgleichseinrichtung 16a ist dabei wiederum an dem äußersten Pfosten 10 im Bereich des Endes 14" der Reihe 14 angebracht. Der Abstand P des Hebelelements 18 von dem Pfosten 10 ergibt sich üblicherweise aus der konstruktiven Auslegung der Federelemente 22 bzw. des
Anlenkelements 20, jedoch ist zumindest ein derartiger Abstand P vorgesehen, sodass bei einer Wärmeausdehnung der Schwenkachse 8 keine Kollision der Federelemente mit dem Pfosten 10 entstehen kann.
Durch Fig. 6 wird die Wirkung der Ausgleichseinrichtung 16a bei einer
Verschwenkung der Schwenkachse 8 der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder
Versteileinrichtung 2 um einen vorgesehenen Winkel γ dargestellt. Durch die
Verschwenkung der Schwenkachse 8 wird das drehfest an der Schwenkachse 8 angebrachte Hebelelement 18 der Ausgleichseinrichtung 16a ebenfalls um den Winkel γ gegenüber der Vertikalen verschwenkt. Der Abstand des Anbindungspunkts 30 des Hebelelements 18 von dem Zentrum Z der Schwenkachse 8 umfasst, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben, eine Länge LH. Aufgrund der Verschwenkung des Hebelelements 18 werden die Federelemente 22 um den dadurch entstehenden Hub H gespannt. Dadurch vergrößert sich der Abstand LF zwischen dem Anbindungspunkt 30 des Anbindungselements 26 an das Hebelelement 18 und dem Anbindungspunkt 32 des Anbindungselements 24 an das Anlenkelement 20 um den Hub H, sodass sich die Einspannlänge der Federelemente 22 vergrößert und die Federelemente 22 eine
Spannung aufweisen, wie anhand des Abstands LF+H dargestellt ist. Aus der dadurch auftretenden Spannung der Federelemente 22 kann eine Federkraft FK hervorgehen, wodurch sich ein Wirkhebel auf die Schwenkachse 8 bildet. Ein aus der Federkraft FK sowie dem Wirkhebel kann ein Gegenmoment M1 resultieren, das entgegen des
Moments M2 (vgl. Figuren 2 und 3) wirkt. Vorzugsweise erfolgt eine Auslegung des Hebelelements 18 sowie der Federelemente 22 derart, dass sich das Moment M2 und das Gegenmoment M1 gegenseitig kompensieren. Auf diese Weise kann durch die
Ausgleichseinrichtung 16a eine exaktere Nachführung der Solarmodule 6 sowie eine Entlastung der Schwenkachse 8 ermöglicht werden. Zudem kann die Spannung der Federelemente 22 genutzt werden, um das Rückschwenken der Schwenkachse 8 in die Horizontalstellung zu erleichtern, da hierbei ein geringerer Energieaufwand zur
Verschwenkung der Schwenkachse 8 benötigt wird.
Durch Fig. 7 wird eine weitere Ausführungsform der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 mit einer Ausgleichseinrichtung 16b gezeigt, welche ein Dämpfungsmodul 36 aufweist. Zur Anbindung des Dämpfungsmoduls 36 weist das Hebelelement 18 einen flächigen Anbindungsvorsprung 38 auf, welcher zumindest annähernd rechtwinklig zu dem Hebelelement 18 angeordnet ist. Zudem ist der
Anbindungsvorsprung 38 zumindest annähernd parallel zu den Solarmodulen 6 angeordnet. Weiterhin weist das Anlenkelement 20 einen Anbindungsvorsprung 40 auf. Zwischen dem Anbindungsvorsprung 38 und dem Anbindungsvorsprung 40 kann das Dämpfungsmodul 36 an dem Anbindungsvorsprung 38 und dem Anbindungsvorsprung 40 schwenkbar angeordnet werden. Bei dem Dämpfungsmodul 36 kann es sich
beispielsweise um einen hydraulischen Dämpfungszylinder handeln. Durch das
Dämpfungsmodul 36 kann eine Stabilisierung der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 bewirkt werden. Insbesondere bei einer gegenüber der Horizontalstellung
verschwenkten Stellung V der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 ist die
schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung für Solarmodule 2 bzw. das Solartrackingsystem 50 oftmals stark durch Windaufkommen beeinflussbar, wodurch Schwingungen bezüglich der Schwenkachse 8 entstehen können und daher eine zusätzliche Belastung an der Schwenkachse 8 hervorgerufen wird. Mittels des
Dämpfungsmoduls 36 kann die durch Wind herbeigeführte Belastung der Schwenkachse 8 zumindest teilweise kompensiert bzw. gedämpft werden.
In Fig. 8 wird eine weitere Ausführungsform der Ausgleichseinrichtung 16c für die Schwenkachse 8 bzw. für die Solarmodule 6 einer schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 beschrieben. Hierbei umfasst die Ausgleichseinrichtung 16c eine Kombination eines Federelements 22 und eines Seilelements 42. Gemäß Fig. 8 befinden sich die Schwenkachse 8 bzw. die Solarmodule 6 in Horizontalstellung W, sodass das Hebelelement 18 parallel zu dem Pfosten 10 bzw. vertikal ausgerichtet ist. Bei dem Pfosten 10 handelt es sich wiederum um einen im Bereich des Endes 14" der Reihe 14 angeordneten Pfosten 10. Verglichen mit der Ausführungsform der Ausgleichseinrichtung 16a bzw. 16b gemäß der Fig. 4 bis 7 ist das Federelement 22 bei der
Ausgleichseinrichtung 16c auf der gegenüberliegenden Seite des Pfostens 10 angeordnet und an einem Anbindungspunkt 34* im Bereich der Befestigungsvorrichtung 34 der Schwenkachse 8 an dem oberen Ende des Pfostens 10 angeordnet. In Horizontalstellung der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 weist das Federelement 22 keine oder nahezu keine Vorspannung auf, wie anhand der Bezeichnung LF' gekennzeichnet wird. An dem Anbindungspunkt 30 des Hebelelements 18 ist an einem ersten Ende 42' das Seil 42 befestigt. Bei Horizontalstellung W der Schwenkachse 8 ist in kurzer Distanz zu dem Hebelelement 18 an dem Pfosten 10 eine Umlenkvorrichtung 44 angeordnet, welche aus zwei Umlenkrollen 44' (vgl. Fig. 9) besteht. Die zwei Umlenkrollen 44' der
Umlenkvorrichtung 44 sind derartig nebeneinander an dem Pfosten 10 angeordnet, dass das Seil 42 bei einer Auslenkung des Hebelelementes 18 aufgrund eines Verschwenkens der Schwenkachse 8 jeweils durch eine der Umlenkrollen 44' umgelenkt wird. Im Bereich des unteren Endes des Pfostens 10 sind weitere Umlenkvorrichtungen 46 und 48 sich gegenüberliegend auf zwei Seiten des Pfostens 10 angeordnet, welche
Umlenkvorrichtungen 46 und 48 ebenfalls durch Umlenkrollen ausgebildet sind. Im
Bereich der Umlenkvorrichtungen 46 und 48 ist ein nicht dargestellter Durchbruch in den Pfosten 10 eingebracht. Das an dem Hebelelement 18 angebundene Seil 42 ist durch die Umlenkvorrichtung 44 geführt und wird durch die Umlenkvorrichtungen 46 und 48 durch den Durchbruch in dem Pfosten 10 geführt. Weiterhin ist das Seil 42 mit einem zweiten Ende 42" an dem unteren Ende 22' des Federelements 22 befestigt. Durch die derartige Lenkung bzw. Anbindung des Seils 42 an dem Hebelelement 18 und dem Federelement 22 kann ebenfalls eine gegenüber dem Stand der Technik exaktere Nachführung der Solarmodule 6 sowie eine Entlastung der Schwenkachse 8 erfolgen. Zudem kann auch bei dieser Ausführungsform der Ausgleichseinrichtung 16c die Spannung des
Federelements 22 genutzt werden, um das Rückschwenken der Schwenkachse 8 in die Horizontalstellung zu erleichtern, da hierbei ein geringerer Energieaufwand zur
Verschwenkung der Schwenkachse 8 benötigt wird. Vorteilhaft wirkt sich bei dieser Ausgestaltungsform der Ausgleichseinrichtung 16c eine mögliche Anbringung eines im Vergleich zu der Ausgleichseinrichtung 16a längeren Federelements 22 aus. Ein längeres Federelement 22 kann sich insbesondere aus der Anbindung des Federelements 22 an dem Anbindungspunkt 34* an dem oberen Ende des Pfostens 10 sowie einer Anordnung der Umlenkvorrichtungen 46 und 48 bzw. des Durchbruchs im bodennahen Bereich des Pfostens 10 ergeben.
In Fig. 9 ist eine schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 für Solarmodule 6 gemäß der Ausführungsform der Fig. 8 mit einer gegenüber der
Horizontalstellung verschwenkten Schwenkachse 8 abgebildet. Bei der Darstellung gemäß Fig. 9 ist die Führung des Seils 42 der Ausgleichseinrichtung 16c bei einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung V der Schwenkachse 8 bzw. des Hebelelements 18 deutlich erkennbar. Wie bereits erwähnt sind die Umlenkrollen 44' der Umlenkvorrichtung 44 derartig nebeneinander angeordnet, dass je nach einer Verschwenkung des Hebelelements 18 eine Lenkung des Seils 42 durch eine der Umlenkrollen 44' ermöglicht wird. Aufgrund des durch die Verschwenkung des
Hebelelements 18 entstehenden Hubs H' und des dadurch angezogenen Seils 42 erfolgt eine Spannung des Federelements 22, sodass sich eine Spannung des Federelements 22 ergibt, was mittels der Bezeichnung LF'+H' verdeutlicht wird. Durch die Detailansicht der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 der Fig. 10 wird nochmals die Wirkung der Ausgleichseinrichtung 16c bei einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung V der
Schwenkachse 8 im Detail erläutert. Die Schwenkachse 8 bzw. das Hebelelement 18 ist hierbei um den Winkel γ gegenüber der Vertikalen geneigt. Entsprechend des Abstands AR der Umlenkeinrichtung 44 zu dem Zentrum Z der Schwenkachse 8 kann sich bei einer Verschwenkung der Schwenkachse bzw. des Hebelelements 18 um den Winkel γ zwischen dem Hebelelement 18 und dem Verlauf des Seils 42 der Winkel Ω ausbilden. Durch diese Ausgestaltungsform der Ausgleichseinrichtung 16c ist ein schneller Aufbau des Wirkhebels WH möglich. Auch mittels der Ausgleichseinrichtung 16c kann ein Gegenmoment M1 gebildet werden, wobei durch die Ausgestaltungsweise der
Ausgleichseinrichtung 16c das Gegenmoment M1 durch den Hub H' des Federelements 22 sogar schneller ansteigen kann als bei der Ausgestaltungsweise der
Ausgleichseinrichtung 16a, wie anhand einer theoretischen Zuglinie 52 (vgl. Fig. 9) eines Federelements angedeutet ist. Wie auch bei der Ausgleichseinrichtung 16a kann eine Auslegung des Hebelelements 18, des Seils 42 sowie der Federelemente 22 bei der Ausgleichseinrichtung 16c derart erfolgen, dass sich das Moment M2 (vgl. Fig. 2, 3) und das Gegenmoment M1 (vgl. Fig. 6, 10) gegenseitig kompensieren.
In Fig. 1 1 wird eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Ausgleichseinrichtung 16 bzw. 16d für die Schwenkachse 8 bzw. die Solarmodule 6 einer schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 beschrieben. Die
Ausgleichseinrichtung 16d ist aus einer Montageeinheit 54 zusammengesetzt. Über Fundamentanbindungselemente 60 kann die Montageeinheit 54 an einer zum Beispiel aus zwei in einem bestimmten Winkel zueinander angeordneten Pfosten 10 bestehenden Pfostenanordnung 10' befestigt werden. Insbesondere eignen sich hierbei Pfosten 10, welche mit einer Schraubfundamentierung im Boden verankert werden können. Die Fundamentanbindungselemente 60 können jeweils geeignet zu den für die Nutzung vorgesehenen Pfosten 10 ausgebildet werden. Um die Fundamentanbindungselemente 60 an die jeweils verwendete Pfostenanordnung 10' anpassen zu können, kann das Fundamentanbindungselement 60 zudem verstellbar ausgebildet sein. So kann vorgesehen sein, dass die Fundamentanbindungselemente 60 jeweils an verschiedene Ausrichtungswinkel der Pfostenanordnung 10' anpassbar sind, um dadurch auch
Aufbautoleranzen der Pfostenanordnung 10' ausgleichen zu können. Mittels einer Befestigungsvorrichtung 34 an der Pfostenanordnung 10' kann eine Schwenkachse 8 gegenüber der Horizontalen schwenkbar auf der Pfostenanordnung 10' gelagert werden. Die Montageeinheit 54 umfasst dabei einen beispielsweise V-förmigen Rahmen 56 mit einem ersten Rahmenteil 56' und einem zweiten Rahmenteil 56", welche im Bereich einer Rahmenspitze 56"' zusammenlaufen bzw. im Bereich dieser Rahmenspitze 56"' verbunden sind. In einem Endbereich des ersten Rahmenteils 56' ist der Rahmen 56 mit Lagergabeln 57 ausgestattet. In den Lagergabeln 57 sind Gleitlager 58 aufgenommen, wodurch sich die Lagergabeln 57 an der Schwenkachse 8 abstützen können. Über die Gleitlager 58 kann sich die Montageeinheit 54 zudem an der Schwenkachse 8 ausrichten. Im Bereich der Lagergabeln 57 ist weiterhin ein Hebelelement 18 angeordnet, das drehfest mit der Schwenkachse 8 sowie ggf. schwenkbar mit dem Rahmen 56 gekoppelt ist. An dem zweiten Rahmenteil 56" sind zwei Federelemente 22 schwenkbar angeordnet. Vorzugsweise befindet sich in einem Endbereich des zweiten Rahmenteils 56" ein Befestigungselement 23 für die Federelemente 22, sodass sich diese ausgehend von dem Endbereich des zweiten Rahmenteils 56" in Richtung der Spitze 56"' des Rahmens 56 erstrecken. Zwischen den Federelementen 22 und dem Hebelelement 18 erstreckt sich ein Seilelement 42, welches vorzugsweise im Bereich der Rahmenspitze 56"' und in einem Bereich zwischen der Rahmenspitze 56"' und den Lagergabeln 57 bzw. des Hebelelements 18 über aus Umlenkrollen bestehende Umlenkvorrichtungen 44 und 46 umgelenkt wird. Die Umlenkvorrichtung 44 kann dabei aus zwei Umlenkrollen bestehen, sodass eine Umlenkung des Seilelements 42 unabhängig von der Richtung der
Verschwenkung der Schwenkachse 8 möglich ist.
In einer Horizontalstellung W der Schwenkachse 8 bzw. von auf der
Schwenkachse 8 angeordneten Solarmodulen 6 befindet sich das Hebelelement 18 in einer derartigen Ausgangsposition A (vgl. Fig. 12A), dass das Seilelement 42 nicht ausgelenkt wird und keine oder zumindest nahezu keine Spannung der Federelemente 22 bewirkt. Befindet sich die Schwenkachse 8 in einer gegenüber der Horizontalstellung der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 verschwenkten Stellung V, ist das
Hebelelement 18 gegenüber der zuvor genannten Ausgangsposition A (Stellung B; vgl. Fig. 12B) ausgelenkt, sodass sich das Seilelement 42 ebenfalls bewegt, wodurch eine zumindest geringe Spannung der Federelemente 22 bewirkt wird. Durch die Spannung der Federelemente 22 ergibt sich eine Stabilisierung bzw. Entlastung der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 bzw. der Schwenkachse 8. Zur weiteren Stabilisierung der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 bzw. der Schwenkachse 8 bzw. zur Kompensierung möglicherweise auftretender Schwindungen an der Schwenkachse 8 ist vorzugsweise zwischen dem Anbindungsbereich der
Federelemente 22 an das Befestigungselement 23 und dem Hebelelement 18 ein Dämpfungsmodul 36 schwenkbar angeordnet. Somit ergibt sich eine vorzugsweise dreieckförmige Ausgestaltung der Montageeinheit 54, welche durch das
Dämpfungselement 36 eine zusätzliche Stabilisierung erhält. Durch eine beschriebene Anordnung des Dämpfungsmoduls 36 können beispielsweise durch ein Windaufkommen entstehende Schwingungen an der Schwenkachse 8 bzw. an den Solarmodulen 6 abgedämpft werden, wodurch sich ein für Schwingungen wenig oder kaum anfälliges und damit vergleichsweise stabiles System ergibt.
Zur Erleichterung der Montage der Ausgleichseinrichtung 16d können einzelne Bestandteile der Montageeinheit 54 bereits vormontiert werden. So ist beispielsweise eine Vormontage der Federelemente 22, des Dämpfungsmoduls 36, der Umlenkvorrichtungen 44 und 46, des Zugseils 42 sowie des Hebelelements 18 an dem Rahmen 56 möglich, wodurch diese in einer exakt vorgegebenen Position zueinander gehalten werden können.
Die Figuren 12A und 12B zeigen eine entlang der Schwenkachse 8 gerichtete Ansicht von schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtungen 2, welche jeweils mit Ausgleichseinrichtungen 16d gemäß der Ausgestaltungsform der Fig. 1 1 ausgestattet sind. Die Fig. 12A zeigt die schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 mit einer sich in Horizontalstellung W befindenden Schwenkachse 8 bzw. mit sich in
Horizontalstellung W befindenden Solarmodulen 6. Hierbei befindet sich das
Hebelelement 18 in der Ausgangsposition A, sodass sich die Federelemente 22 der Montageeinheit 54 in einem ungespannten Zustand befinden, da das Zugseil 42 in dieser Stellung A nicht ausgelenkt wird. Ist die Schwenkachse 8 bzw. sind die Solarmodule 6 gegenüber der Horizontalstellung der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 um einen Winkel α verschwenkt, wie dies beispielsweise in Fig. 12B abgebildet ist, wird das
Hebelelement 18 ebenfalls um den Winkel α verschwenkt, sodass sich das Hebelelement 18 in einer gegenüber der Ausgangsposition A ausgelenkten Position B befindet, und dadurch das Zugseil 42 bewegt, wodurch die Federelemente 22 gespannt werden. Das Dämpfungsmodul 36 wird hierbei ebenfalls mit bewegt. Sowohl in der Horizontalstellung W als auch in der gegenüber der Horizontalstellung verdrehten Stellung V der
Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 kann mittels des Dämpfungsmoduls 36 eine Kompensierung bzw. Dämpfung von Schwingungen erfolgen, wodurch sich ein zu jederzeit sehr stabiles System ergibt.
In den Figuren 13A und 13B ist eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 zu sehen. Die Figuren 13A und 13B zeigen jeweils eine seitliche Ansicht der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2. Hierbei ist die Schwenkachse 8 mittels einer Befestigungsvorrichtung 34' auf den Pfosten 10 bzw. einer Pfostenanordnung 10' gelagert. In der Horizontalstellung W der Schwenkachse 8, wie sie in der Fig. 13A gezeigt ist, wird zwischen der Schwenkachse 8 und den Pfosten 10 vorzugsweise ein Winkel φ von 90° eingeschlossen. Grundsätzlich ist eine korrekte Funktionsweise der
Befestigungsvorrichtung 34' auch in einer gegenüber der Horizontalstellung
verschwenkten Stellung V der Schwenkachse 8 möglich. An die Pfosten 10 sowie die Schwenkachse 8 ist in einem vorzugsweisen minimalen Abstand P' weiterhin zum
Beispiel eine Ausgleichseinrichtung 16d montiert, wie sie beispielsweise bereits durch die Figuren 1 1 und 12 beschrieben ist. Im Bereich des Rahmens 56 ist die
Ausgleichseinrichtung 16d über das Fundamentanbindungselement 60 schwenkbar an den Pfosten 10 befestigt. Weiterhin ist der Rahmen 56 über die Lagergabeln 57 bzw. die Gleitlager 58 derartig an der Schwenkachse 8 angebunden, sodass sich zwischen der Schwenkachse 8 und der Montageeinheit 54 ein Winkel ω ergibt, welcher vorzugsweise in der Horizontalstellung W der Schwenkachse 8 einen Betrag von ebenfalls 90° aufweist. Das Hubelement 18 ist wie bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1 1 und 12 erwähnt drehfest an der Schwenkachse 8 befestigt.
Insbesondere durch die Fig. 13B ist sichtbar, dass die Befestigungsvorrichtung 34' ein Gelenklager 69 aufweist, welches die Schwenkachse 8 umschließt. Durch die Nutzung eines derartigen Gelenklagers 69 für die Lagerung der Schwenkachse 8 ist nicht nur eine Verschwenkung der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 entlang der Schwenkachse 8 möglich (Stellungen W, V), wie sie beispielsweise durch die Fig. 12B gezeigt wird, sondern die Schwenkachse 8 bzw. die Solarmodule 6 können zudem um den Winkel φ' gegenüber den Pfosten 10 geneigt (vgl. Bezugszeichen N) werden. Der Winkel φ' kann so beispielsweise einen Betrag von 91 ° bis 140° aufweisen. Durch die schwenkbare
Lagerung des Rahmens 56 mittels des Fundamentanbindungselements 60 an den Pfosten 10 kann der Rahmen 56 mit den jeweiligen Bestandteilen entsprechend der Neigung N der Schwenkachse 8 um den Winkel φ' mitschwenken. Der Winkel ω zwischen dem Rahmen 56 und der Schwenkachse 8 bleibt dabei jedoch unverändert erhalten. Die Ausgleichseinrichtung 16d ist also derartig mit der Schwenkachse 8 und dem Pfosten 10 gekoppelt, dass die Ausgleichseinrichtung 16d und die Schwenkachse 8 sowohl bei Horizontalstellung W der Schwenkachse 8 sowie bei einer Neigung N der Schwenkachse 8 um einen beliebigen Winkel φ' gegenüber der Pfosten 10 stets einen konstanten Winkel ω von 90° einschließen. Der Abstand P" zwischen den Pfosten 10 und der
Ausgleichseinrichtung 16d vergrößert sich dabei gegenüber der Horizontalstellung W der Schwenkachse 8. Dadurch sind alle Dreh- und Schwenkachsen innerhalb der
Montageeinheit 54 immer achsparallel ausgebildet. Zudem treten außer der gewünschten Rückstellkraft der Federelemente 22 keine unerwünschten Verdrehungen auf. Durch die zusätzliche Neigungsmöglichkeit der Schwenkachse 8 bzw. der Solarmodule 6 gegenüber der Pfosten 10 lassen sich die Solarmodule 6 noch geeigneter gegenüber dem
Sonnenstand ausrichten.
Fig. 14 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 34' bzw. ein Gelenklager 69, wie es beispielsweise bei der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 gemäß der Figuren 13A und 13B Verwendung finden kann. Weiterhin ist auch die Nutzung einer derartigen Befestigungsvorrichtung 34' bzw. eines derartigen Gelenklagers 69 im
Zusammenhang mit einer schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 gemäß einer der Ausführungsformen nach den Figuren 4 bis 12 denkbar. Insbesondere ist in der Fig. 14 der Anbindungspunkt bzw. die Lagerung für die Schwenkachse 8 sichtbar. Die Befestigungsvorrichtung 34' kann hierbei beliebig an Pfosten 10 oder einer Pfostenanordnung 10' angeordnet werden. Die Befestigungsvorrichtung 34' weist hierzu ein Haltegabelelement 62 auf, welches beispielsweise als Blechumformteil gestaltet ist. Das Haltegabelelement 62 kann über eine Schraubverbindung 70 an den Pfosten 10 oder der Pfostenanordnung 10' befestigt werden, und nimmt formschlüssig eine Unterschale 64 auf. Zusammen mit einer vorzugsweise dünnwandigen Oberschale 66, welche über eine Schraubverbindung 72 an dem Haltegabelelement 62 fixiert ist, wird ein kugelförmiges Gehäuse 67 gebildet. In dem kugelförmige Gehäuse 67 kann ein teilbares Kugelelement 68, bestehend aus einer ersten Kugelhälfte 68' und einer zweiten Kugelhälfte 68", drehbar gelagert werden. Zwischen der ersten und der zweiten Kugelhälfte 68' und 68" kann die Schwenkachse 8 positioniert werden. Durch das Zusammenspiel des kugelförmigen Gehäuses 67 und des Kugelelements 68 kann das Gelenklager 69 für die Schwenkachse 8 gebildet werden. Die derartige kugelförmige Gestaltung ermöglicht für die
Schwenkachse 8 einen Toleranzausgleich in alle Richtungen, was insbesondere für die Montage des schwenkbaren Systems eine große Erleichterung bietet. Durch die geteilte Ausgestaltung des Gelenklagers 69 wird die Montage der schwenkbaren Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung 2 bzw. der Schwenkachse 8 an den Pfosten 10 ebenfalls erleichtert. So kann die Schwenkachse 8 in die bereits an den Pfosten 10 über das Haltegabelelement 62 befestigte Unterschale 64 bzw. in die zweite Kugelhälfte 68" eingelegt werden. Anschließend kann das Gelenklager 69 mit der ersten Kugelhälfte 68' und der Oberschale 66 verschlossen werden. Da innenliegende Bestandteile des
Gelenklagers 69 durch das kugelförmige Gehäuse 67 umschlossen und insbesondere durch die dünnwandige Oberschale 66 abgedeckt werden, sind diese zudem vor
Sonneneinstrahlung geschützt, wodurch sich die Lebensdauer der Bestandteile erhöht und ein langjähriger Einsatz im Freien ermöglicht wird. Dies gilt insbesondere für
Bestandteile, welche aus Kunststoff gefertigt sind. In der Fig. 15A ist nochmals die Befestigungsvorrichtung 34' gemäß Fig. 14 entlang der Schwenkachse 8 gezeigt. Hierbei wird deutlich sichtbar, wie das
Haltegabelelement 62 die Unterschale 64 formschlüssig aufnimmt. In Richtung der Schwenkachse 8 ist der äußere obere Radius RL des Gelenklagers 69 erkennbar, welcher aufgrund der dünnwandige Ausbildung der Oberschale 66 relativ klein gehalten werden kann. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere in der Hinsicht vorteilhaft, da der Schwerpunkt S der Aufbauten in einer geringen Höhe über dem Zentrum Z der Schwenkachse 8 liegen kann. Aus der Gewichtskraft F der verschwenkten Solarmodule 6 und dem geringen Abstand des Schwerpunktes S vom Zentrum Z der Schwenkachse 8 kann ein wesentlich geringeres Moment resultieren, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Fig. 15B zeigt ebenfalls eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gelenklagers 69. Insbesondere wird durch die Fig. 15B nochmals deutlich die geringe Bauhöhe der Oberschale 66 des kugelförmigen Gehäuses 67 sichtbar. So kann die Oberschale 66 bspw. aus einem tiefziehgeeigneten Stahl gefertigt sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gelenklager 69 um eine trockene Gleitlagerung. Daher kann vorgesehen sein, dass die Werkstoffe der Kugelhälften 68' und 68" mit der Kugeloberfläche KO und der
Unterschale 64 derartig gewählt sind, dass eine Gleitpaarung entstehen kann, welche für einen Trockenlauf geeignet ausgelegt ist. Da eine sichere komplette Abdichtung einer derartigen Lagerung, welche unter allen Umweltbedingungen wie beispielsweise Regen, Wind oder Sandstürmen fehlerfrei arbeiten können muss, lediglich auf schwere Weise bzw. kaum herstellbar ist, ist es von Vorteil, wenn in das Gelenklager 69 eingetragene Verunreinigungen schnellstmöglich von selbst wieder entfernt werden können.
Daher weist die Unterschale 64 hier auf der Kontaktseite zu der zweiten
Kugelhälfte 68" keine durchgängige Kontaktfläche auf, sondern ist in vorzugsweise mehrere Rillen R und Tragbereiche T unterteilt. Die Anzahl der Rillen R und der
Tragbereiche T kann je nach der Größe des Gelenklagers 69 gewählt werden. Die Rillen R können dabei in einen Trichterboden TB der Unterschale 64 führen. Im Bereich des Trichterbodens TB sind weiterhin zwei Öffnungen O in der Unterschale 64 angeordnet. Über den Trichterboden TB werden ggf. vorhandene Schmutzpartikel und Wasser den zwei Öffnungen O geführt, sodass die Schmutzpartikel sowie das Wasser aus dem Gelenklager 69 ausgeleitet werden können. Es kann bereits ausreichend sein, die Unterschale 64 derartig auszugestalten. Durch die beschriebene Gestaltung der Unterschale 64 können Schmutzpartikel und Wasser, welche in das Gelenklager 69 eingedrungen sind, auf einfache, schnelle und sichere Weise wieder aus dem
Gelenklager 69 ausgetragen werden. Dadurch kann eine Funktionssicherheit sowie minimaler Verschleiß des Gelenklagers 69 gewährleistet werden.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
2 schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung, schwenkbare Einrichtung
4 schwenkbare Einrichtung (Stand der Technik)
6 Solarmodule
6a am nächsten an dem Aktor der Schwenkachse positioniertes Solarmodul 6b am Ende einer Reihe positioniertes Solarmodul
8 Schwenkachse
10 Pfosten
10' Pfostenanordnung
12 Aktor
14 Reihe
14' freier Bereich
14" Bereich der Enden der Reihe
16; Ausgleichseinrichtung
16a bis 16d' Ausführungsform der Ausgleichseinrichtung
18 Hebelelement
20 Anlenkelement
22 Federelement 22' unteres Ende des Federelements
23 Befestigungselement
24 Anbindungselement
26 Anbindungselement
28 Boden
30 Anbindungspunkt
32 Anbindungspunkt
, 34' Befestigungsvorrichtung
34* Anbindungspunkt
36 Dämpfungsmodul
38 Anbindungsvorsprung
40 Anbindungsvorsprung
42 Seilelement
'; 42" erstes Ende des Seils; zweites Ende des Seils 44 Umlenkvorrichtung
44' Umlenkrolle
46 Umlenkvorrichtung
48 Umlenkvorrichtung
50 Solartrackingsystem
50' Solartrackingsystem (Stand der Technik) 52 theoretische Zuglinie
54 Montageeinheit
56 Rahmen
56' erstes Rahmenteil
56" zweites Rahmenteil
56"' Rahmenspitze
57 Lagergabeln
58 Gleitlager
60 Fundamentanbindungselement
62 Haltegabelelement
64 Unterschale
66 Oberschale
67 kugelförmiges Gehäuse
68 Kugelelement
68' erste Kugelhälfte
68" zweite Kugelhälfte 69 Gelenklager
70 Schraubverbindung
72 Schraubverbindung
M1 Gegenmoment
M2 Moment
Z Schwerpunkt/Zentrum der Schwenkachse
S Schwerpunkt der Solarmodule
F Gewichtskraft der Solarmodule
a Abstand des Schwerpunktes der Solarmodule vom Zentrum der
Schwenkachse
b Höhe des Schwerpunkts S über dem Zentrum Z der Schwenkachse α Winkel der Verschwenkung der Schwenkachse gegenüber der Horizontalen ß Winkel der Verdrehung zwischen dem am nächsten an dem Aktor der
Schwenkachse positionierten Solarmodul und dem am Ende einer Reihe positionierten Solarmodul
D Abstand zwischen dem am nächsten an dem Aktor der Schwenkachse positionierten Solarmodul und dem am Ende der Reihe positionierten
Solarmodul
LH Abstand zwischen dem Zentrum der Schwenkachse und dem
Anbindungspunkt des Anbindungselements an das Hebelelement
LF Abstand zwischen dem Anbindungspunkt des Anbindungselements an das
Hebelelement sowie dem Anbindungspunkt des Anbindungselements an das Anlenkelement
LF' Abstand zwischen dem Anbindungspunkt des Federelements an den
Pfosten sowie dem Anbindungspunkt des Seilelements an das
Federelement
P Abstand des Hebelelements von dem Pfosten
P' Abstand des Hebelelements von der Pfostenanordnung
H Hub des Hebelelements
H' Hub des Hebelelements
LH Abstand des Anbindungspunkts des Hebelelements von dem Zentrum der Schwenkachse
LF'+H Vergrößerung des Abstands zwischen dem Anbindungspunkt des
Anbindungselements an das Hebelelement und dem Anbindungspunkt des Anbindungselements an das Anlenkelement um den Hub des Hebelelements
FK Federkraft der gespannten Federelemente
LF' Abstand zwischen dem Anbindungspunkt des Federelements an den
Pfosten und dem Anbindungspunkt des Seilelements an das Federelement LF'+H' Vergrößerung des Abstands zwischen dem Anbindungspunkt des
Federelements an den Pfosten und dem Anbindungspunkt des
Seilelements an das Federelement um den Hub des Hebelelements γ Winkel der Verschwenkung der Schwenkachse bzw. des Hebelelements gegenüber der Vertikalen
WH Wirkheben bzw. Abstand des Anbindungspunkts des Hebelelements vom
Zentrum der Schwenkachse
AR Abstands des Umlenkelements zu dem Zentrum der Schwenkachse Ω Winkel zwischen dem Hebelelement und dem Verlauf des Seils bei einer Verschwenkung der Schwenkachse bzw. des Hebelelements um den Winkel γ
W Horizontalstellung der Schwenkachse bzw. der Solarmodule
V gegenüber der Horizontalstellung verschwenkte Stellung der
Schwenkachse bzw. der Solarmodule
N gegenüber dem Pfosten bzw. der Pfostenanordnung geneigte Stellung der
Schwenkachse
φ; φ' Winkel zwischen der Schwenkachse und den Pfosten bzw. der
Pfostenanordnung
ω Winkel zwischen der Schwenkachse und der Montageeinheit
A Ausgangsposition des Hebelelements
B Auslenkposition des Hebelelements
T Tragbereich
TB Trichterboden
O Öffnung
R Rillen
KO Kugeloberfläche
RL oberer Radius des Gelenklagers

Claims

Ansprüche
1 . Schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung (2) für Solarmodule (6), umfassend - eine Schwenkachse (8), an welcher mindestens ein Solarmodul (6) aufgenommen ist,
- wenigstens einen Pfosten (10) zum Tragen und Lagern der Schwenkachse (8),
- einen Aktor (12), über welchen die Schwenkachse (8) geschwenkt werden kann sowie - zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16), welche derart mechanisch mit der
Schwenkachse (8) gekoppelt ist, dass die Schwenkachse (8) über die zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16) mit einem Moment (M1 ) beaufschlagbar ist, welches Moment (M1 ) ein durch die Gewichtskraft (F) des mindestens einen Solarmoduls (6) resultierendes Moment (M2) auf die Schwenkachse (8) zumindest teilweise kompensiert.
2. Schwenkbare Halte-, Stütz- und/oder Versteileinrichtung (2) für Solarmodule (6) nach Anspruch 1 , wobei die zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16, 16a) zumindest ein Federelement (22) umfasst.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei das zumindest eine Federelement (22) derartig schwenkbar mit der Schwenkachse (8) und mit dem wenigstens einen Pfosten (10) gekoppelt ist, dass das zumindest eine Federelement (22) in einer Horizontalstellung (W) der Schwenkachse (8) keine oder zumindest nahezu keine Spannung aufweist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das zumindest eine
Federelement (22) derartig schwenkbar mit der Schwenkachse (8) und dem wenigstens einen Pfosten (10) gekoppelt ist, dass das zumindest eine Federelement (22) in einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung (V) der Schwenkachse (8) zumindest eine geringe Spannung aufweist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zumindest eine
Ausgleichseinrichtung (16, 16a) zwei Federelemente (22) umfasst.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zumindest eine
Ausgleichseinrichtung (16, 16b) zumindest ein Dämpfungsmodul (36) zur
Schwingungsdämpfung der Schwenkachse (8) umfasst.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei das zumindest eine Dämpfungsmodul (36) mit der Schwenkachse (8) sowie mit dem wenigstens einen Pfosten (10) gekoppelt ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 , wobei die zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16, 16c) zumindest ein Seilelement (42) sowie zumindest ein Federelement (22) umfasst.
9. Einrichtung nach der Anspruch 8, wobei das zumindest eine Seilelement (42) im
Bereich eines ersten Endes (42') mit der Schwenkachse (8) gekoppelt ist, und im Bereich eines zweiten Endes (42") mit dem zumindest einen Federelement (22), welches Federelement schwenkbar an dem wenigstens einen Pfosten (10) angeordnet ist, gekoppelt ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das zumindest eine Seilelement (42) derartig mit der Schwenkachse (8) gekoppelt ist, dass das zumindest eine
Federelement (22) in einer Horizontalstellung (W) der Schwenkachse (8) keine oder zumindest nahezu keine Spannung aufweist.
1 1 . Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das zumindest eine
Seilelement (42) derartig schwenkbar mit der Schwenkachse (8) gekoppelt ist, dass das zumindest eine Federelement (22) in einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung (V) der Schwenkachse (8) zumindest eine geringe Spannung aufweist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei die zumindest eine
Ausgleichseinrichtung (16, 16c) zumindest eine Umlenkvorrichtung (44, 46, 48) zur Umlenkung des zumindest einen Seilelements (42) umfasst. 13. Einrichtung nach Anspruch 1 , wobei die zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16, 16d) aus einer Anordnung zumindest eines Federelements (22), zumindest eines Seilelements (42) sowie zumindest eines Dämpfungsmoduls (36) zusammengesetzt ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, wobei die durch zumindest ein Federelement (22), zumindest ein Seilelement (42) sowie zumindest ein Dämpfungsmodul (36) zusammengesetzte Ausgleichseinrichtung (16, 16d) als eine Montageeinheit (54) ausgebildet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, wobei die Montageeinheit (54) einen Rahmen (56) umfasst, mit welchem das zumindest eine Federelement (22) sowie das zumindest eine Dämpfungsmodul (36) gekoppelt sind.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das zumindest eine
Seilelement (42) im Bereich eines ersten Endes (42') mit der Schwenkachse (8) gekoppelt ist, und im Bereich eines zweiten Endes (42") mit dem zumindest einen Federelement (22) gekoppelt ist. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das zumindest eine
Seilelement (42) derartig mit der Schwenkachse (8) gekoppelt ist, dass das zumindest eine Federelement (22) in einer Horizontalstellung (W) der Schwenkachse (8) keine oder zumindest nahezu keine Spannung aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das zumindest eine
Seilelement (42) derartig mit der Schwenkachse (8) gekoppelt ist, dass das zumindest eine Federelement (22) in einer gegenüber der Horizontalstellung verschwenkten Stellung (V) der Schwenkachse (8) zumindest eine geringe Spannung aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das zumindest eine
Dämpfungsmodul (36) zur Schwingungsdämpfung der Schwenkachse (8) im Bereich eines ersten Endes schwenkbar mit der Schwenkachse (8) gekoppelt ist, und im Bereich eines zweites Ende im Bereich des zumindest einen Federelements (22) angeordnet ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Ausgleichseinrichtung (16d) bzw. die Montageeinheit (54) Gleitlager (58) umfasst, über welche sich die Ausgleichseinrichtung (16d) bzw. die Montageeinheit (54) an der Schwenkachse (8) abstützt.
21 . Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Schwenkachse (8) mittels einer Befestigungsvorrichtung (34') in Form eines Gelenklagers (69) derartig auf dem zumindest einen Pfosten (10) angeordnet ist, so dass die Schwenkachse (8) um einen Winkel φ' gegenüber dem zumindest einen Pfosten (10) neigbar ist.
22. Einrichtung nach Anspruch 21 , wobei die Ausgleichseinrichtung (16) derartig mit der Schwenkachse (8) sowie derartig mit dem zumindest einen Pfosten (10) gekoppelt ist, so dass die Ausgleichseinrichtung (16) und die Schwenkachse (8) bei einer
Horizontalstellung (W) der Schwenkachse (8) sowie bei Neigung (N) der
Schwenkachse (8) um einen Winkel φ' gegenüber dem zumindest einen Pfosten (10) einen zumindest annähernd konstanten Winkel ω einschließen, welcher vorzugsweise zumindest annähernd 90° beträgt.
23. Einrichtung nach Anspruch 21 oder 22, wobei das Gelenklager (69) ein kugelförmiges Gehäuse (67) umfasst, innerhalb welchen kugelförmigen Gehäuses (67) ein
Kugelelement (68) angeordnet ist.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, wobei das kugelförmige Gehäuse (67) aus einer
Unterschale (64) und einer Oberschale (66) ausgebildet ist, innerhalb welchen kugelförmigen Gehäuses (67) das Kugelelement (68), bestehend aus einer ersten Kugelhälfte (68') und einer zweiten Kugelhälfte (68"), angeordnet ist, und wobei die Schwenkachse (8) zwischen der ersten Kugelhälfte (68') und der zweiten Kugelhälfte (68") des Kugelelements (68) gelagert ist.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, wobei die Unterschale (64) des kugelförmigen
Gehäuses (67) auf der Kontaktseite zu der zweiten Kugelhälfte (68") in Rillen (R) und Tragbereiche (T) unterteilt ist. 26. Einrichtung nach Anspruch 24 oder 25, wobei die Unterschale (64) des kugelförmigen Gehäuses (67) einen Trichterboden (TR) aufweist, welcher zu zumindest einer Öffnung (O) in der Unterschale (64) führt.
27. Solartrackingsystem (50) mit mehreren Solarmodulen (6), umfassend eine
schwenkbare Einrichtung (2) mit zumindest einer Ausgleichseinrichtung (16) für Solarmodule (6) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 26.
28. Solartrackingsystem (50) mit mehreren Solarmodulen (6) gemäß Anspruch 27, wobei die zumindest eine Ausgleichseinrichtung (16) der schwenkbaren Einrichtung an zumindest einem Pfosten (10) an zumindest einem Ende (14") einer Reihe (14) von auf einer Schwenkachse (8) angeordneten Solarmodulen (6) vorgesehen ist.
29. Solartrackingsystem (50) mit mehreren Solarmodulen (6) gemäß Anspruch 27 oder 28, wobei mehrere Ausgleichseinrichtungen (16) der schwenkbaren Einrichtung (2) an Pfosten (10) einer Reihe (14) von auf einer Schwenkachse (8) angeordneten Solarmodulen (6) vorgesehen sind.
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