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Die
Erfindung betrifft eine Solaranlage mit einem Photovoltaikmodul
zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Sonnenlicht.
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Die
DE 203 18 915 U1 offenbart
eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder
auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau
aus wenigstens einem Solarmodul, einem Tragegestell für
ein oder mehrere Solarmodule und eine Verankerung für das
Tragegestell vorhanden ist, wobei Mittel vorhanden sind, den photovoltaisch
gewonnenen Strom einem Speicher oder einem Wandler zuzuführen,
wobei die Verankerung aus einer Betonplatte mit wenigstens zwei
Tragpfeilern besteht, und wobei das Tragegestell auf, an oder in
den Tragpfeilern befestigt ist.
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Die
DE 20 2007 005 745
U1 offenbart ein Basiselement für die Installation
von Photovoltaikmodulen auf Flachdächern, wobei das Basiselement
aus einer tragbaren, auf der Fläche aufliegenden Grundplatte
und einer auf der Grundplatte und mit ihr verbundenen Keilplatte
besteht, deren Neigung der durch den optimalen Sonneneinfall bestimmten
Ausrichtung der Photovoltaikmodule entspricht, wobei durch seitliche
Ausrichtung mehrere Basiselemente, deren Anzahl durch die Größe
und die Anzahl der eingesetzten Photovoltaikmodule vorgegeben ist,
die Montageebene der Photovoltaikmodule definiert ist.
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Die
DE 103 35 564 A1 offenbart
eine Anordnung zur flächigen Abdeckung von Geländeerhebungen,
mit einer zumindest teilweise geneigten und/oder gekrümmten
Oberfläche, wobei eine Tragkonstruktion zur Aufnahme von
Abdeckelementen vorgesehen ist, die mit wenigstens einem Abdeckelement
bestückt ist, welche in einem Abstand zur Oberfläche
der Geländeerhebung angeordnet sind und die Oberfläche
der Geländeerhebung zumindest teilweise überdecken.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung
von Solaranlagen bzw. Solarkraftwerken zu senken. Dabei ist es wünschenswert,
die Kosten für elektrische Energie zu senken.
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Vorgenannte
Aufgabe wird durch eine Solaranlage mit einer Trägerstruktur
und mit einem auf der Trägerstruktur angeordneten Photovoltaikmodul
zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Sonnenlicht gelöst,
- – wobei die Trägerstruktur
ein erstes Wandelement aus Beton aufweist, auf dem das Photovoltaikmodul
aufliegt bzw. angeordnet ist, wobei die Trägerstruktur
zumindest ein zweites Wandelement aus Beton aufweist, auf dem das
Photovoltaikmodul aufliegt bzw. angeordnet ist, und wobei das erste
Wandelement und das zweite Wandelement vorteilhafterweise mittels
eines Verbindungselementes aus Beton verbunden sind,
oder - – wobei die Trägerstruktur
ein erstes Wandelement aus Beton und zumindest ein zweites Wandelement
aus Beton aufweist, die mittels eines Verbindungselementes aus Beton
verbunden sind, und wobei das Photovoltaikmodul auf dem ersten Wandelement
und dem zumindest zweiten Wandelement aufliegt bzw. angeordnet ist.
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Ein
Wandelement aus Beton im Sinne der Erfindung ist insbesondere senkrecht
ausgerichtet. Ein Verbindungselement aus Beton im Sinne der Erfindung
ist insbesondere senkrecht ausgerichtet oder besitzt insbesondere
eine Ausrichtung mit einer senkrechten Komponente. Ein Verbindungselement aus
Beton im Sinne der Erfindung ist insbesondere von einem Fundament
oder einer Bodenplatte unterhalb der oder zweier Wandelemente zu
unterscheiden. Der Abstand zwischen zwei Wandelementen beträgt
vorteilhafterweise zwischen 30 cm und 100 cm. Ein Wandelement aus
Beton bzw. ein Verbindungselement aus Beton im Sinne der Erfindung
können massive Betonplatten sein. Ein Wandelement aus Beton
bzw. ein Verbindungselement aus Beton im Sinne der Erfindung können
jedoch insbesondere Betonplatten mit Aussparungen bzw. einer Aussparung
sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Aussparungen mehr als
50% der Gesamtfläche der Betonplatte betragen. Beton im
Sinne der Erfindung kann insbesondere bewehrter Beton sein. Beton
im Sinne der Erfindung ist insbesondere Beton mit einer Güte
von zumindest C 25/30, XC4 oder XF1. In Gebieten mit Sprühnebeln
aus Tausalz oder in Meeresnähe ist vorteilhafterweise Beton
der Güte XD1 bzw. XS1 vorgesehen. Ein Photovoltaikmodul
ist im Sinne der Erfindung insbesondere dann auf einem Wandelement
angeordnet, wenn diese sich insbesondere unmittelbar berühren.
Dabei kann jedoch auch eine Zwischen- oder Auflageschicht vorgesehen
sein. Ein Photovoltaikmodul ist insbesondere dann im Sinne der Erfindung
auf einem Wandelement angeordnet, wenn der Abstand des Wandelementes
von dem Photovoltaikmodul nicht mehr als 5 cm beträgt.
Ein Photovoltaikmodul ist insbesondere dann im Sinne der Erfindung
auf einem Wandelement angeordnet, wenn die Oberfläche des
Photovoltaikmoduls, das heißt dessen Hauptoberfläche
(also dessen Oberfläche in Hauptausrichtung), parallel
zu einer dem Photovoltaikmodul zugewandten Oberfläche des
Wandelementes verläuft.
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Eine
Trägerstruktur im Sinne der Erfindung kann Justierungsmittel,
Transportanker und/oder Befestigungselemente, wie etwa Halfenschienen
umfassen. Einzelheiten zu derartigen Systemen können dem
unter Internetadresse
www.pfeifer.de/doc/v2/49/Transportanker_02_2006.pdf aufrufbaren
Katalog ”Allgemeine technische Einführung für
Pfeiffer Transportankersysteme”, dem unter der Internetseite
www.ghl-bau.at/produkte/10transport/download/ghl-PL_2008_Transportankersysteme.pdf aufrufbaren
Katalog oder dem von der Internetseite
www.halfen-deha.de/?id=680&id_lc=22 herunterladbaren
Katalog „Halfenschienen Produktinformation Technik B 08” entnommen
werden. Einzelheiten zu Halfenschienen können darüber
hinaus der
DE 203
18 915 U1 entnommen werden.
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Es
ist insbesondere Vorgesehen, dass das erste Wandelement und das
zweite Wandelement mittels vorgenannter Verbindungsmittel jeweils
mit dem Verbindungselement aus Beton verbunden sind.
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Eine
Trägerstruktur im Sinne der Erfindung kann Hohlräume
umfassen. In einer Trägerstruktur im Sinne der Erfindung
können Kabelkanäle oder Aussparungen für
Kabel oder Installationsvorrichtungen, wie zum Beispiel Photovoltaikanschlussmodule (vgl. www.spelsberg-solar.es/html/pv-gehaeusesystem.htm)
vorgesehen sein.
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Ein
Photovoltaikmodul im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere eine
Mehrzahl von Photovoltaikpanels, worunter insbesondere eine einstückig
gefertigte Einheit verstanden werden soll. Mittels eines Photovoltaikmoduls
im Sinne der Erfindung sind insbesondere 500 W, insbesondere 1000
W, elektrischer Leistung erzeugbar. Mittels eines Photovoltaikpanels
im Sinne der Erfindung sind insbesondere 100 W, insbesondere 200
W, elektrischer Leistung erzeugbar. Eine Solaranlage im Sinne der
Erfindung kann auf dem Boden, auf einem Dach oder auf einem Tragwerk
angeordnet sein.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Trägerstruktur
keinen das erste Wandelement und das zweite Wandelement verbindenden Metallträger
auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist
die Solaranlage keinen (das erste Wandelement und das zweite Wandelement verbindenden)
Metallträger auf, der zwischen der Trägerstruktur
und dem Photovoltaikmodul angeordnet ist.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind das erste
Wandelement, das zweite Wandelement und/oder das Verbindungselement
jeweils als zumindest eine Aussparung umgebenden Rahmen ausgestaltet.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist zumindest
ein Wandelement eine dem Photovoltaikmodul zugewandte Oberfläche
auf, die gegenüber der Horizontalen um einen Winkel zwischen
10° und 60° geneigt ist. In weiterhin vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung weisen das erste Wandelement und das
zweite Wandelement jeweils eine dem Photovoltaikmodul zugewandte
Oberfläche auf, die gegenüber der Horizontalen
um einen Winkel zwischen 10° und 60° geneigt ist.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist zumindest
ein Wandelement eine dem Photovoltaikmodul abgewandte Oberfläche
und eine gegenüber der dem Photovoltaikmodul abgewandten
Oberfläche um einen Winkel zwischen 10° und 60° geneigte
dem Photovoltaikmodul zugewandte Oberfläche auf. In weiterhin
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen das erste Wandelement
und das zweite Wandelement jeweils eine dem Photovoltaikmodul angewandte
Oberfläche und eine gegenüber der dem Photovoltaikmodul
abgewandten Oberfläche um einen Winkel zwischen 10° und
60° geneigte dem Photovoltaikmodul zugewandte Oberfläche
auf.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Wandelement
zwischen 8 cm und 20 cm dick. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung ist das Verbindungselement zwischen 8 cm und 20 cm
dick.
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Die
Trägerstruktur kann auf ein Fundament abgelegt und/oder
an einem Fundament befestigt sein oder werden. Ein Fundament in
diesem Sinne kann zum Beispiel eine Frostschutzschicht aus Kiesmaterial
oder eine Magerbetonschicht sein oder umfassen. Eine entsprechende
Frostschutzschicht aus Kiesmaterial kann zum Beispiel 40 cm stark
sein. Eine entsprechende Magerbetonschicht (C 16/20) kann zum Beispiel
5 cm stark sein. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass mittels
der Magerbetonschicht ein Höhenausgleich zum Ausrichten
der Trägerstruktur erfolgt. Alternativ oder zusätzlich
kann auch die Trägerstruktur entsprechende Justierungsmittel
aufweisen.
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Das
Photovoltaikmodul kann ein herkömmliches Photovoltaikmodul
sein, das z. B. mehrere Photovoltaikpanels umfasst, die mittels
einer Rahmenstruktur, beispielsweise aus Metall, zu einem Photovoltaikmodul
zusammengefügt sind. Vorteilhafterweise umfasst das Photovoltaikmodul
jedoch eine Betonplatte und ein Photovoltaikelement, das auf der Betonplatte,
insbesondere unmittelbar, derart aufgebracht ist,
- – dass
zumindest 50% der der Betonplatte zugewandten Seite des Photovoltaikelements
die Betonplatte berühren,
- – dass die Betonplatte die Struktur des Photovoltaikelements
bildet, mittels der zumindest zwei Photovoltaikpanels zu dem Photovoltaikelement zusammengefügt
sind,
- – dass die Betonplatte eine zum Tragen einer Windlast
ausreichende Steifigkeit des Photovoltaikelements begründet
und/oder
- – dass die Betonplatte und das Photovoltaikelement
parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Eine
Betonplatte im Sinne der Erfindung kann insbesondre eine massive
Betonplatte sein. Eine Betonplatte im Sinne der Erfindung kann jedoch auch
eine Betonplatte mit Aussparungen sein. Dabei kann vorgesehen sein,
dass die Aussparungen weniger als 50% der Gesamtfläche
der Betonplatte betragen. Ein Photovoltaikelement ist im Sinne der
Erfindung insbesondere dann auf eine Betonplatte aufgebracht, wenn
diese sich insbesondere unmittelbar berühren. Dabei kann
jedoch auch eine Zwischen- oder Auflageschicht vorgesehen sein.
Ein Photovoltaikelement ist insbesondere dann im Sinne der Erfindung
auf eine Betonplatte aufgebracht, wenn der Abstand der Betonplatte
von dem Photovoltaikelement nicht mehr als 5 cm beträgt.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Betonplatte
zwischen 8 cm und 20 cm dick. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung ist die Betonplatte als Latentwärmespeicher
ausgestaltet oder weist einen Latentwärmespeicher auf.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die
Betonplatte Phasenübergangsmaterialien auf. Einzelheiten
zu Phasenübergangsmaterialien bzw. Latentwärmespeicher
können der Internetseite
de.wikipedia.org/wiki/latentw%c3%a4rmespeicher
entnommen
werden.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Photovoltaikelement
oder zumindest ein Photovoltaikpanel biegsam. Dabei kann insbesondere
vorgesehen sein, dass das Photovoltaikelement oder das Photovoltaikpaneel
als Folie ausgestaltet ist. Einzelheiten zu derartigen Folien können der
Internetseite
www.uni-solar.com/interior.asp?id=102
entnommen
werden.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche
der der Betonplatte zugewandten Seite des Photovoltaikelements kleiner als
die Oberfläche der dem Photovoltaikelement zugewandten
Seite der Betonplatte. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung
der Erfindung bedeckt das Photovoltaikelement die Betonplatte nicht
vollständig. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass
der nicht bedeckte Teil der Betonplatte einen seitlichen oder umlaufenden
Rand bildet. An diesem können zum Beispiel Transportvorrichtungen
und Transportanker angebracht sein.
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In
weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die
Betonplatte auf der dem Photovoltaikelement abgewandten Seite einen überstehen
Rand, mittels dessen die Betonplatte mit der Trägerstruktur
verhakt werden kann.
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Es
ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, die Kosten für elektrische
Energie zu senken.
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Vorgenannte
Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie
mittels einer, insbesondere eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale
umfassenden, Solaranlage gelöst, wobei ein erstes Wandelement
aus Beton und zumindest ein zweites Wandelement aus Beton mittels
eines Verbindungselementes aus Beton zu einer Trägerstruktur
verbunden werden, wobei ein Photovoltaikmodul zum Erzeugen von elektrischer
Energie aus Sonnenlicht auf der Trägerstruktur angeordnet
wird, und wobei die Trägerstruktur anschließend
oder zuvor derart angeordnet wird, dass das Photovoltaikmodul Sonneneinstrahlung
ausgesetzt ist.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
-
1 ein
Ausführungsbeispiel einer Solaranlage in einer perspektivischen
Ansicht,
-
2 ein
alternatives Ausführungsbeispiel einer Solaranlage in einer
Seitenansicht und
-
3 ein
Ausführungsbeispiel eines Photovoltaikmoduls in einer Draufsicht.
-
1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel einer Solaranlage 1, die
auf einer Trägerstruktur angeordnete Photovoltaikmodule 11 und 12 zum
Erzeugen elektrischer Energie aus Sonnenlicht aufweist. Die Trägerstruktur
umfasst Wandelemente 2, 3, 4 aus Beton,
die mittels Verbindungselementen 5 und 6 aus Beton
verbunden sind. Dabei verbindet das Verbindungselement 5 die
Wandelemente 2 und 3 und das Verbindungselement 6 die
Wandelemente 3 und 4. Das Wandelement 2 umfasst
einen Aussparungen 21 und 22 umfassenden Rahmen 20,
wobei die Aussparungen 21 und 22 durch eine senkrecht
verlaufende Strebe 25 getrennt sind. An der Strebe 25 ist
das Wandelement 20 mit dem Verbindungselement 5 verbunden.
Der dem Photovoltaikmodul 11 zugewandte Teil des Rahmens 20 bzw.
des Wandelements 2 ist gegenüber der Horizontalen
um einen Winkel zwischen 10° und 60° geneigt.
Die Wandelemente 3 und 4 sind in entsprechender
Weise wie das Wandelement 2 ausgestaltet.
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Das
Photovoltaikmodul 11 bzw. 12 kann ein herkömmliches
Photovoltaikmodul sein, das z. B. mehrere Photovoltaikpanels umfasst,
die mittels einer Rahmenstruktur, beispielsweise aus Metall, zu
einem Photovoltaikmodul zusammengefügt sind. Dabei kann
vorgesehen sein, dass auf der Trägerstruktur Vorrichtungen
montiert sind, in die die Photovoltaikmodule 11 bzw. 12,
insbesondere von oben, eingeschoben werden können. In einer
alternativen Ausgestaltung einer in 2 dargestellten
Solaranlage 1' umfasst ein vorteilhaftes – in 3 in
einer Draufsicht dargestelltes – Photovoltaikmodul 11' jedoch eine
Betonplatte 30 und ein Photovoltaikelement 40, das
auf der Betonplatte 30, insbesondere unmittelbar, derart
aufgebracht ist,
- – dass zumindest
50% der der Betonplatte 30 zugewandten Seite des Photovoltaikelements
die Betonplatte 30 berühren,
- – dass die Betonplatte 30 die Struktur des
Photovoltaikelements 40 bildet, mittels der Photovoltaikpanels 41, 42, 43, 44, 45 zu
dem Photovoltaikelement 40 zusammengefügt sind,
- – dass die Betonplatte 30 eine zum Tragen
einer Windlast ausreichende Steifigkeit des Photovoltaikelements 40 begründet
und
- – dass die Betonplatte 30 und das Photovoltaikelement 40 parallel
zueinander ausgerichtet sind.
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Das
Photovoltaikmodul 40 kann unmittelbar oder mittels einer
Zwischenschicht auf der Betonplatte 30 angeordnet sein.
Die Photovoltaikpanels 41, 42, 43, 44, 45 bzw.
das Photovoltaikmodul 40 können formsteif oder
auch biegsam, zum Beispiel als Folie ausgestaltet sein.
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Die
dem Photovoltaikmodul 40 zugewandte Oberfläche
der Betonplatte 30 ist größer als die
der Betonplatte 30 zugewandte Oberfläche des Photovoltaikmoduls 40,
sodass die Betonplatte 30 an ihren Seiten jeweils einen
unbedeckten Rand 31 und 32 umfasst. In diesem
Rändern 31 und 32 können zum Beispiel
Transportanker vorgesehen sein. Darüber hinaus umfasst
die Betonplatte 30 – wie in 2 dargestellt – auf
ihrer dem Photovoltaikmodul 40 abgewandten Seite einen überstehenden
Rand 35, mittels dessen die Betonplatte 30 mit
der Trägerstruktur bzw. dem Wandelementen 2 und 3 verhakt
werden kann.
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- 1
- Solaranlage
- 2,
3, 4
- Wandelement
- 5,
6
- Verbindungselement
- 11,
12
- Photovoltaikmodul
- 20
- Rahmen
- 21,
22
- Aussparung
- 25
- Strebe
- 30
- Betonplatte
- 31,
32
- Rand
- 35
- überstehenden
Rand
- 40
- Photovoltaikmodul
- 41,
42, 43, 44
- Photovoltaikpanel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20318915
U1 [0002, 0008]
- - DE 202007005745 U1 [0003]
- - DE 10335564 A1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - www.pfeifer.de/doc/v2/49/Transportanker_02_2006.pdf [0008]
- - www.ghl-bau.at/produkte/10transport/download/ghl-PL_2008_Transportankersysteme.pdf [0008]
- - www.halfen-deha.de/?id=680&id_lc=22 [0008]
- - www.spelsberg-solar.es/html/pv-gehaeusesystem.htm [0010]
- - de.wikipedia.org/wiki/latentw%c3%a4rmespeicher [0020]
- - www.uni-solar.com/interior.asp?id=102 [0021]