CH641545A5 - Tragstruktur mit der sonnenenergienutzung dienenden flaechenelementen. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragstruktur mit der Sonnenenergienutzung dienenden Flächenelementen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Als solche Flächenelemente werden beispielsweise Reflektoren, aber auch Solarzellen oder Solarzellenträger verstanden.

Bei Anlagen mit solchen Flächenelementen dienen die Reflektoren zur Bündelung der Sonnenstrahlen bzw. wandeln diese Flächenelemente bei Solarzellenanlagen die Strahlenenergie direkt in elektrische Energie um. Derartige Anlagen, dieimFreien aufgestellt sind, sind hohen Windbelastungen und Wärmespannungen sowie Verformungen in der Tragstruktur ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragstruktur der eingangs genannten Art zu schaffen, die geeignet ist, die Flächenelemente aufzunehmen und möglichst sicher gegen alle auftretenden Kräfte und in der erforderlichen, möglichst belastungsunabhängigen geometrischen Zuordnung zueinander zu halten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Hierbei können jedem Flächenelement ein Satz von einem quergerichteten Arm getragene Tragleisten zugeordnet werden, die lediglich vom Zentralbaum gehalten werden. Diese Struktur ist in ihrer Gesamtheit flexibel, und an ihr sind die Flächenelemente in Einzelaufhängung angebracht. Biege- und Wärmedehnungsbelastungen der Einzelteile werden im wesentlichen nicht auf andere Teile übertragen, wodurch das System und insbesondere die Reflektoren, die aus Glas, Kunststoff, Aluminium oder dergleichen hergestellt sein können, trotz hoher Belastungen nur minimalen Spannungen ausgesetzt sein werden.

Die Tragkonstruktion hat ausserdem durch ihren minimalen Materialeinsatz ein geringes Gewicht. Eine weiterer Vorteil liegt darin, dass diese Tragstruktur gewissermassen Baueinheiten bilden, die in beliebiger Menge aneinandergesetzt werden können, um die gewünschte Anlagengrösse zusammenzustellen.

Die Länge des Zentralbaumes bestimmt die Länge einer Elementenreihe, von denen gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mehrere im Abstand nebeneinander mit einem Grundtragwerk, das aus einem oder mehreren Rohren bzw. Profilleisten gebildet ist, verbunden werden, um damit mehrere Elementenreihen nebeneinander anzuordnen. 5 Die Tragleisten, Arme und Zentralbäume sind aus Profilleisten oder Rohren hergestellt, um dem System die notwendige Stabilität zu verleihen.

Um eine Spannungsübertragung von den Tragleisten auf die Flächenelemente möglichst weitgehend zu vermeiden, wird fer-10 ner vorgeschlagen, die Verbindung der Tragleisten mit dem Flächenelement über elastische einzelne Befestigungselemente durchzuführen, die einerseits mit der Tragleiste und am anderen Ende an der Rückseite des Flächenelementes verbunden sind. Hierbei können Elementrahmen oder anderweitige Träger ein-15 gespartwerden. Zugleich kann eine Optimierung der Spannungsverhältnisse erreicht werden. Durch eine gleichmässige Verteilung dieser Befestigungselemente auf der Elementfläche, wobei auch ein definierter Abstand vom Elementrand eingehalten wird, lässt sich auch die Durchbiegung der Flächenelemente 20 bei einer Belastung minimalisieren.

Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel eines Flächenelementes, und

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 bzw. 2.

In Fig. 1 ist eine aus vier Parabolreflektoren 10 bestehende Reflektorreihe dargestellt. Jedem Reflektor sind vier Tragleisten 11 zugeordnet, die mit je zwei Befestigungselementen 12 mit der Rückseite des Reflektors 10 verbunden sind. Die vier Tragleisten 30 11 werden von einem entsprechend gebogenen Arm 13 zusammengehalten. Die Länge der Tragleisten 11 und deren Abstand zueinander sind so gewählt, dass die Verbindungsstellen mit dem Reflektor, die sich gemäss diesem Beispiel an den Enden der Tragleisten befinden, im wesentlichen gleichmässig auf der Re-35 flektorfläche verteilt sind. Hierdurch werden grössere Biegungswinkel sowohl zwischen Verbindungsstellen als auch am Reflektorrand vermieden.

Die den einzelnen Reflektoren 10 zugeordneten Arme 13 werden zur Bildung der Reflektorreihe an einem Zentralbaum 14 40 befestigt, der mit einem Träger 15 in der gewünschten Orientierung gehalten wird.

Anstelle von vier Tragleisten können auch drei oder nur zwei pro Reflektor 10 vorgesehen werden, um damit eine etwaige Spannungsübertragung vom Arm 13 auf die Reflektorplatte 10 45 noch weiter herabzusetzen. Es ist aber auchmöglich, die in Fig. 1 gezeigte Anordnung der Tragstruktur für längs einer Achse parallel zum Zentralbaum 14 unterteilte Reflektoren zu verwenden.

Eine derartige Unterteilung ist in Fig. 2 gezeigt, bei der 50 mehrere Reflektorreihen gemäss Fig. 1 nebeneinander angeordnet und durch ein entsprechendes Grundtragwerk 21 zusammengehalten sind. In diesem Beispiel dient die Tragstruktur zur Halterung von ebenen Reflektoren 10, bei der die gleichen Bauteile wie in Fig. 1 mit Ausnahme der Arme 13' verwendet 55 werden. Die Arme 13' sind in diesem Fall gerade und tragen jeweils zwei Reflektorplatten 10'. Die Zentralbäume 14 sind mit Flanschen 22 an zwei Querträgern 20 des Grundtragwerkes befestigt, wobei der Abstand zwischen den beiden Trägern 20 und deren Abstand zu den jeweiligen Enden der Zentralbäume 60 14 ebenfalls so gewählt sind, dass unter Belastungen eine minimale Verformung des Systems erfolgt.

Die Träger 20 sind mit dem Grundtragwerk 21 um eine horizontale Achse 23 und eine vertikale Achse 24 schwenkbar angeordnet, so dass die Anlage mit der gewünschten Orientie-65 rung aufgestellt werden kann und insbesondere bei der Verwendung für Sonnenkollektoranlagen der wandernden Sonne nachgestellt werden kann.

Durch die Einzelaufhängung der Reflektoren und die mehr

oder weniger unabhängigen Tragleisten hat das System eine gewisse Flexibilität in bezug auf Biegebelastungen, die durch Wind, Wärmedehnung und andere Kräfte hervorgerufen werden können. Schliesslich sorgen die elastischen Befestigungselemente 12 dafür, dass auch zwischen dem Tragleistenpaar 11, das Bewegungen des Armes 13' übernehmen wird, ein ausreichender Ausgleich geschaffen wird. Diese Befestigungselemente 12, die näher in Fig. 3 gezeigt sind, bestehen aus einer vorzugsweise runden Platte 30, die auf die Reflektorrückseite aufgeklebt ist und auf der anderen Seite einen elastischen Block 31 aus Gummi oder Kunststoff tragt. Ein Winkelteil 32, der am Ende einer Tragleiste 11 angeschraubt oder anderweitig befestigt ist, ist zur

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Verbindung der Tragleiste 11 mit dem Befestigungselement 12 an dem elastischen Block 31 angeschraubt. Mittels Langlöchern im Winkelteil 32 lässt sich eine genaue Anpassung und Justierung dieser Verbindung erreichen.

5 Die Tragstruktur ist entweder als eine Schweiss- oder als Schweiss-Schraub-Konstruktion ausgebildet, wobei die Untergruppe Arme-Tragleisten-Befestigungswinkel zweckmässigerweise geschweisst wird. Für die Fügeoperationen sind Vorrichtungen vorzusehen, die es ermöglichen, die Fertigungstoleranzen io auch weiter voneinanderliegender Strukturelemente im Interes- . se geringer Endjustage der Reflektoren möglichst klein zu halten.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Tragstruktur mit der Sonnenenergienutzung dienenden Flächenelementen, die aus miteinander verbundenen Profil-und/oder rohrförmigen Tragleisten besteht, an denen die Flächenelemente in einer Ebene nebeneinander angeordnet und befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur aus im Abstand parallel zueinander angeordneten, die Flächenelemente tragenden Tragleisten (11) besteht, deren Länge maximal die Breite eines Flächenelementes (10) einnimmt, dass jeweils mindestens zwei dieser Tragleisten über quergerichtete Arme (13) miteinander in Verbindung stehen, die ihrerseits an einem im wesentlichen parallel zu den Tragleisten angeordneten Zentralbaum befestigt sind.
2. 2. Tragstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zentralbäume (14) mit den entsprechenden Armen (13) und Tragleisten (11) parallel mit Abstand nebeneinander an einem Grundtragwerk (20, 21) befestigt sind.
3. 3. Tragstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragleisten (11) über elastische Befestigungselemente (12) mit der Rückseite der Flächenelemente (10) verbunden sind.
4. 4. Tragstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (12) in Abständen am Flächenelement angeordnet sind und im wesentlichen aus einem vorzugsweise mit dem Tragleistenende verbundenen Befestigungswinkel (32) und einem mit dem Winkel verbundenen elastischen Befestigungsglied (30,31) bestehen, das auf der Rückseite des Flächen-eiementes aufgeklebt ist.

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