Die Erf indung betrifft eine Modulhalterung samt zugehörigem bifaz ialen Photovoltaik (PV) -Modul , die zusammen al s ein (Montage- ) Set aufgefasst werden können . Hierbei weist das Photovoltaik-Modul eine aktive Fläche auf , die von einer Vorderseite und von einer Rückseite des Photovoltaik-Moduls her Sonnenlicht empfangen kann, um das Sonnenlicht in elektrischen Strom umzuwandeln . Die Modulhalterung bietet hingegen eine Aufnahme , in welche ein äußerer Rand des Photovoltaik-Moduls in einer Einset zrichtung eingeset zt und so in Position gehalten ist . Dabei ist die Aufnahme , bezogen auf eine Ebene der aktiven Fläche des Photovoltaik-Moduls , vorderseitig durch einen vorderen Schenkel und/oder rückseitig durch einen hinteren Schenkel der Modulhalterung begrenzt .

Derartige Modulhalterungen sind vorbekannt ; diese werden aber bislang hauptsächlich für monofaz iale PV-Module eingeset zt , die so aufgestellt werden, dass sie im Wesentlichen nur von einer Seite her Sonnenlicht empfangen können .

Die Erf indung betrifft ferner eine Photovoltaik-Anlage mit mehreren bifaz ialen PV-Modulen, die aufrecht stehend ( also in senkrechter Orientierung) an einer Tragkonstruktion angeordnet sind . Hierbei umfasst die Tragkonstruktion mehrere Pfosten, die an oder im Erdreich befestigt , insbesondere verankert , sind, wobei an den Pfosten Riegel befestigt sind, die j eweils zwei benachbarte Pfosten miteinander (direkt oder vermittelt durch Adapterelemente ) verbinden . Diese Riegel verlaufen somit im Wesentlichen hori zontal , während die Pfosten vertikal verlaufen . Die Modulhalterung ist dabei zum sicheren Halten des PV-Moduls vorgesehen . Die Modulhalterung kann dabei an einem Riegel und/oder einem Pfosten einer Tragkonstruktion einer PV-Anlage befestigt sein . Mit anderen Worten kann die Modulhalterung also dazu dienen, das zugehörige bif az iale PV- Modul an der Tragkonstruktion, insbesondere an wenigstens einem Riegel und/oder an wenigstens einem Pfosten der Tragkonstruktion zu befestigen .

Auch solche PV-Anlagen sind bereits zur Erzeugung von Solarstrom in Gebrauch . Bei solchen Anlagen wird die Modulebene , also die Ebene , in welcher die aktiven Flächen der PV-Module liegen, oftmals in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet . Dies hat den Vorteil , dass die PV-Module in frühen Morgenstunden f lach einfallendes Sonnenlicht aus östlichen Richtungen auf Ihrer Vorderseite auf fangen können . In den Abendstunden, wenn das Sonnenlicht f lach aus westlichen Richtungen einfällt , können die bifaz ial ausgestalteten PV- Module hingegen das Sonnenlicht auf Ihrer Rückseite auf fangen . Dadurch kann eine Stromkurve des mit der PV-Anlage generierten Solarstroms erhalten werden, die vor und nach den Mittagsstunden ein j eweiliges Maximum zeigt . Je höher die Sonne über dem Hori zont steht , umso steiler wird dabei der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ( in Bezug auf die Erdoberf läche ) , die auf die Vorder- oder Rückseite des jeweiligen PV-Moduls einfallen .

Aktuell besteht eine Tendenz , PV-Module von immer größerer Fläche , beispielsweise von mehr als zwei Quadratmeter , zu verbauen . Für solche großf lächigen PV-Module besteht bei bisherigen Tragkonstruktionen auf Basis von Pfosten , die über Riegel miteinander verbunden sind, das Problem, das s sich das jeweilige PV-Modul unter Windlast unter Umständen so stark durchbiegt , dass es nicht mehr sicher an den Riegeln gehalten werden kann . Ein weiterer anhaltender Trend besteht darin, die Eff i z ienz der solaren Stromproduktion immer weiter zu steigern, weil die Erzeugung von elektrischem Strom über erneuerbare Energien immer wertvoller wird . Die Erf indung hat es sich zur Aufgabe gemacht , zu beiden Problemstellungen einen technischen Beitrag zu leisten . Die Erf indung soll somit eine Tragkonstruktion bereit stellen, die hohe Windlasten auch bei sehr großer Modulgröße sicher aufnehmen kann und gleichzeitig eine hohe elektrische Eff i z ienz der PV-Anlage ermöglicht . Hierbei soll ein wie zuvor beschriebenes (Montage- ) Set bereitgestellt werden, welches in die Tragkonstruktion integriert werden kann, um so die PV- Module innerhalb der Tragkonstruktion anzuordnen .

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erf indungsgemäß bei einem Set aus einer Modulhalterung und einem zugehörigen bifazial ausgestalteten PV-Modul die Merkmale von Anspruch 1 vorgesehen . Insbesondere wird somit erf indungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einem Set der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass j eweilige vorder- und rückseitige Außenpunkte eines senkrecht zu einer Ebene der aktiven Fläche verlaufenden Querschnitts der Modulhalterung in der Einset zrichtung und bezogen auf j eweilige modulseit ige Spit zen der beiden Schenkel zurückverset zt sind . Hierbei sind die besagten Außenpunkte diej enigen Außenpunkte des Querschnitts der Modulhalterung, die für eine Verschattung der aktiven Fläche relevant sind, die durch die Modulhalterung verursacht wird .

Der axiale Versat z dieser Außenpunkte entlang der Einset zrichtung zur j eweiligen Spit ze des vorderbez iehungsweise rückseitigen Schenkels kann dabei bevorzugt mindestens das 1 . 2-fache , bevorzugt mindestens das 1 . 5-fache , oder sogar mindestens das 2 . 0-fache , einer Mindestbreite der Aufnahme betragen . Beispielsweise kann bei einer erf indungsgemäßen Modulhalterung mit einer Mindestbreite (bez iehungsweise Einschubbreite ) der Aufnahme von 5 mm (dies entspricht somit einer maximalen Stärke des PV-Moduls am Rand, welches noch in die Aufnahme eingeschoben werden kann ) der axiale Versat z der Außenpunkte 11 mm betragen, also das 11 / 5 2 . 2-fache der Mindestbreite der Aufnahme .

Bei solchen Ausgestaltungen kann somit eine Einhüllende , die für die Verschattung der aktiven Fläche durch die Modulhalterung relevant ist , und die eine Außenkontur der Modulhalterung einhüllt , in Richtung der Einset zrichtung gesehen eine konvexe Form zeigen . Mit anderen Worten nimmt somit eine laterale Breite der Einhüllenden, quer zu einer Ebene der aktiven Fläche , in der Einset zrichtung monoton zu . Die Einhüllende der Modulhalterung zeigt somit modulseitig Ihre geringste laterale Breite . Anders beschrieben läuft die Einhüllende der Modulhalterung somit - entgegen der Einset zrichtung - monoton auf das PV-Moduls hin zu, und zwar sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite des PV- Moduls aus gesehen . Die Form der Einhüllenden könnte beispielsweise ermittelt werden, indem gedanklich oder tatsächlich ein Tuch oder eine Folie von der Einset zrichtung her über die Modulhalterung gelegt und dabei in Richtung der Einset zrichtung gespannt wird . Die Einhüllende kann so die für die Verschattung der aktiven Fläche relevante Kontur def inieren, die für Sonnenstrahlen die möglichen Einfallswinkel auf die aktive Fläche begrenzt .

Durch solche Ausgestaltungen kann die von der Modulhalterung ausgehende Verschattungswirkung auf die aktive Fläche des bifaz ialen PV-Moduls minimiert werden . Insbesondere kann so eine Verschattungsfreiheit der aktiven Fläche bis zu seitlichen oder vertikalen maximalen verschattungsfreien Einfallswinkeln von mindestens 110 ° erreicht sein, und zwar bezogen auf die Vorder- als auch auf die Rückseite des PV- Moduls . Gleichzeitig kann die Modulhalterung mit hoher mechanischer Festigkeit ausgebildet werden, sodass die Modulhalterung das labile PV-Modul stabilisieren kann, insbesondere wenn hohe Windlasten auf das PV-Modul einwirken . Viele der bislang auf dem Markt erhältlichen Modulrahmen führen hingegen, sofern sie zum Halten bifaz ialer PV-Module eingeset zt werden, zu einer Verschattung der aktiven Flächen auf der Modulrückseite , sodass insbesondere bei einem f lachen Einfallswinkel auf das PV-Modul der aus dem Modulrahmen resultierende Schatten maßgeblich leistungsmindernd auf die solare Stromproduktion wirkt .

Um die Anfälligkeit der Verschattung der aktiven Fläche bei Überschreiten der verschattungsfreien maximalen Einfallswinkel zu verringern, ist es zudem vorteilhaft , wenn sich jeweilige laterale Abstände , die die Außenpunkte zur Ebene der aktiven Fläche einnehmen, um weniger als 25% , bevorzugt um weniger als 15% unterscheiden . Denn dadurch kann ein Querschnitt der Modulhalterung erhalten werden, bei dem ein j eweiliger lateraler Abstand zwischen der Modulebene und der Modulhalterung ( oftmals als lateraler Zellebene-Rahmenabstand bezeichnet ) minimiert ist . Dies ist vorteilhaft , denn j e kleiner der laterale Abstand zwischen der Modulebene und der Modulhalterung gewählt ist , umso kleiner wird auch die Verschattungslänge der aktiven Fläche ( gemessen in der Ebene der aktiven Fläche ) ausfallen ( in Abhängigkeit des Einfallswinkels von Sonnenstrahlen ) , wenn der maximale verschattungsfreie Einfallswinkel überschritten wird . Dadurch wird also die Anfälligkeit des Sets gegen Verschattung wesentlich vermindert .

Durch solche Ausgestaltungen kann insbesondere erreicht werden, dass die maximalen verschattungsfreien Einf allswinkel (unter denen Sonnenstrahlen die aktive Fläche von der Vorderseite oder der Rückseite her erreichen können ) , gemessen in Bezug auf die aktive Fläche , wenigstens 120 ° , bevorzugt sogar wenigstens 135 ° , betragen . Eine erf indungsgemäße Modulhalterung kann quer zur Einset zrichtung und quer zu einer Flächennormalen der aktiven Fläche ( also in einer Richtung entlang des äußeren Rands des PV-Moduls ) beispielsweise mehr als dreimal länger ausgestaltet sein als die Tiefe der Modulhalterung in der Einset zrichtung . Dadurch kann die Aufnahme die Form eines länglichen Schlit zes annehmen . Die Aufnahme selbst kann dabei mindestens 1 . 5-fach oder sogar mindestens 2 . 0-fach so tief in der Einsetzrichtung ausgestaltet sein, als eine Mindestbreite der Aufnahme in Richtung einer Flächennormalen der aktiven Fläche . Dadurch kann ein sicheres Umfassen des äußeren Rands des PV-Moduls gewährleistet werden .

Es sei an dieser Stelle ferner noch erwähnt , dass eine erf indungsgemäße Modulhalterung auch zweiteilig ausgebildet sein kann . Hierbei kann ein vorderseit iger Teil der Modulhalterung den vorderen Schenkel der Aufnahme ausbilden und ein rückseitiger Teil der Modulhalterung den hinteren Schenkel . Die beiden Teile können sich dabei entlang des äußeren Rands des PV-Moduls überlappen (dann wird das PV-Modul zumindest in dem Überlappungsbereich beidseitig gehalten ) oder aber beabstandet voneinander sein ( in diesem Fall wird der äußere Rand des PV-Moduls abschnittsweise vorder- und abschnittsweise rückseitig von der Modulhalterung gehalten ) . Bevorzugt sind aber Ausgestaltungen, bei denen die jeweilige Modulhalterung einteilig ausgebildet ist und dabei sowohl einen vorderen als auch einen hinteren Schenkel der Aufnahme ausbildet .

Ferner kann eine erf indungsgemäße Modulhalterung auch j e zwei sich gegenüberliegende Aufnahmen ausbilden, nämlich dann, wenn die Modulhalterung dazu ausgelegt ist , zwei benachbarte PV- Module direkt miteinander zu verbinden . In diesem Fall ist also in j eder der beiden Aufnahmen ein j eweiliges PV-Modul eingesteckt . Das Verhältnis zwischen einer maximalen Breite der Modulhalterung in Richtung der Einset zrichtung und einer maximalen Einstecktiefe der Aufnahme kann dabei bei spielsweise Werte annehmen zwischen 1 . 20 und 2 . 80 . Ein Abstand des äußeren Rands des PV-Moduls zu einem Anschlag innerhalb der Aufnahme , der von der Modulhalterung ausgebildet ist , kann dabei zum Beispiel 1-2 mm betragen .

Die Modulhalterung kann ferner dazu eingeset zt werden, eine Längs- oder Querseite des PV-Moduls , entweder abschnittsweise oder vollständig, zu stabilisieren . Je nach Ausgestaltung kann sich die Länge der Aufnahme somit quer zur Einset zrichtung über eine gesamte Länge einer Längsseite oder Querseite des PV-Moduls erstrecken . In diesem Fall umgreift die Modulhalterung somit die gesamte Längs- oder Querseite des PV- Moduls .

Das von der Modulhalterung gehaltene PV-Modul kann insbesondere als ein rahmenloses Laminat , insbesondere als ein Glas-Laminat , ausgestaltet sein . Hierbei kann die aktive Fläche in das Laminat integriert sein . Die aktive Fläche kann dabei zum Beispiel auf einer Seite lediglich durch eine Folie abgedeckt sein .

Ferner kann die aktive Fläche insbesondere verset zt zu einer Mittelebene des PV-Moduls angeordnet sein . Dadurch können sich selbst bei symmetrischer Ausgestaltung der Modulhalterung und mittiger Plat z ierung des PV-Moduls in der Aufnahme der Modulhalterung unterschiedliche maximale verschattungsfreie Einfallswinkel ergeben, unter denen Sonnenlicht den äußeren Rand der aktiven Fläche noch erreichen kann, wenn das PV-Modul in die Aufnahme der Modulhalterung eingeset zt ist .

Ferner kann das PV-Modul auch mehr als eine aktive Fläche aufweisen . Die Eigenschaft „bifaz ial" kann hier also insbesondere derart verstanden werden, dass das PV-Modul wenigstens eine aktive Fläche ( also beispielsweise auch zwei oder sogar drei aktive Flächen ) aufweist , die j ewei ls Sonnenlicht in einen elektrischen Stromf luss / eine elektrische Spannung umwandeln kann/können . Weist das PV-Modul mehrere aktive Flächen auf , so können sich diese auch in ihrer jeweiligen spektralen Charakteristik unterscheiden, insbesondere sodass die j eweilige Fläche ein j eweil iges Licht Spektrum in elektrische Energie umwandelt . Die mehreren aktiven Flächen können dabei aufeinander laminiert sein, d . h . sie sind dann in einer Richtung senkrecht zur j ewei ligen Ebene der aktiven Fläche voneinander beabstandet .

Der erf indungsgemäße Ansat z kann aber bevorzugt vorsehen, dass die aktive Fläche des PV-Moduls annähernd mittig in Bezug auf Außenmaße der Modulhalterung angeordnet ist . Beispielsweise sind Ausgestaltungen bevorzugt , bei denen ein lateraler Abstand zwischen einer Ebene der aktiven Fläche und einer Mittelebene der Modulhalterung höchstens 10% einer lateralen Gesamterstreckung der Modulhalterung beträgt . Insbesondere können somit die Ebene der aktiven Fläche und die Mittelebene der Modulhalterung zusammenfallen .

Alternativ oder aber ergänzend zu den zuvor erläuterten Merkmalen kann zur Lösung der Aufgabe das eingangs erwähnte Set auch dadurch gekennzeichnet sein, dass eine Außenkontur der Modulhalterung (d . h . insbesondere die zuvor erwähnte Außenkontur oder aber die zuvor erwähnte Einhüllende ) , bezogen auf eine senkrecht zu einer Ebene der aktiven Fläche verlaufende Querschnittsebene der Modulhalterung, innerhalb eines in der Querschnittsebene auf gespannten Verschattungswinkels liegt , der von einem äußeren Rand der aktiven Fläche ausgeht . Ferner ist vorgesehen, dass eine Winkelhalbierende des Verschattungswinkels mit der Ebene der aktiven Fläche einen Verkippungswinkel von betragsmäßig höchstens 15°, bevorzugt von höchstens 10°, einschließt. Der Verschattungswinkel definiert dabei die Verschattung der aktiven Fläche, die von der Modulhalterung verursacht wird.

Wenn die aktive Fläche beispielsweise in einer xz-Ebene liegt (wobei die x-Richtung einer Längsrichtung der Riegel und die z-Richtung der Längsrichtung von Pfosten einer zugehörigen Tragkonstruktion entsprechen kann, an welchen die Modulhalterung montiert werden soll) , so kann die besagte Querschnittsebene die xy-Ebene sein für den Fall, dass die Modulhalterung eine vertikal verlaufende Querseite des PV- Moduls umgreift; oder beispielsweise auch die yz-Ebene, für den Fall, dass die Modulhalterung eine horizontal verlaufende Längsseite des PV-Moduls umgreift.

Die Begrenzung des Verkippungswinkels führt zu einer austarierten Verteilung der maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel zwischen der Vorder- und Rückseite des PV- Moduls. Dadurch kann unabhängig von der Seite des Sonnenlichteinfalls eine hohe Effizienz der solaren Stromproduktion mit dem bifazialen PV-Modul erzielt werden. Die Forderung nach einem geringen Verkippungswinkel ist damit gleichbedeutend mit der Forderung, dass die aktive Fläche des PV-Moduls möglichst nahe an eine Mittelebene der Modulhalterung (die insbesondere eine Symmetrieebene sein kann) heranrücken soll.

Ein weiterer Parameter, der bei der Auslegung des Sets zu berücksichtigen ist, ist der Versatz, welcher zwischen einem äußeren Rand der aktiven Fläche und einem modulseitigen Ende der Modulhalterung besteht, wenn das PV-Modul in die Modulhalterung eingesetzt ist. Grundsätzlich besteht hier ein Zielkonflikt: Je größer der Versatz, umso kleiner wird der Verschattungswinkel ausfallen, was zunächst günstig erscheint, denn dann sinkt die Anfälligkeit gegen Verschattung. Ein größerer Versat z führt aber zum Verlust aktiver Fläche und damit zu einer geringeren Stromproduktion bei gegebener Modulgröße und gegebener Einstecktiefe des Moduls in die Modulhalterung . Die maximale ( Glas- ) Größe des PV-Moduls ist dabei in der Regel aufgrund der Herstellungstechnologie limitiert . Ein typischer derzeitiger Wert für den Zell- Randabstand, also den Abstand zwischen dem äußeren Rand der aktiven Fläche und dem äußeren Rand des PV-Moduls , liegt bei 18-20 mm . Zukünftig werden aber auch kleinere Zell- Randabstände von 12-14 mm möglich sein, sodass dann bei gleicher Modul-Größe grundsät z lich mehr aktive Fläche zur Verfügung stehen wird . Bei einem solch geringen Zel l- Randabstand würde der besagte Versat z aber immer kleiner werden, was dann zu vermehrter Verschattung führen würde .

In einem solchen Fall wird die erf indungsgemäße Ausgestaltung der Modulhalterung immer wichtiger , weil dadurch eine übermäßige Verschattung gerade vermieden wird . Daher schlägt die Erf indung insbesondere vor , eine Einstecktiefe der Aufnahme ( insbesondere unter Berücksichtigung eines Mindestabstands , zwischen einer Außenkante des PV-Moduls und eines in der Aufnahme von der Modulhalterung ausgebildeten Anschlags , von 1-2 mm) so zu wählen, dass der besagte Versat z zwischen dem äußeren Rand der aktiven Fläche und dem modulseitigen Ende der Modulhalterung nicht einschränkend wirkt auf die gewünschten maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel ( also den gewünschten j eweiligen vorder- und rückseitigen maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel noch zulässt ) , die im Folgenden noch genauer erläutert werden . Hierbei kann der Versat z bevorzugt nur so groß gewählt sein, dass der Versat z höchstens 50% , bevorzugt höchstens 20% , größer ausfällt , als ein Mindestversat z , der ( rein geometrisch und ohne Berücksichtigung von Toleranzen beim Einsetzen des PV-Moduls in die Modulhalterung) eingehalten werden muss , um den gewünschten maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel zu gewährleisten . Denn in diesem Fall kann eine kompakte Ausgestaltung des Sets erhalten werden, die die nut zbare aktive Fläche pro Länge/Höhe der zugehörigen PV-Anlage optimiert .

Der zuvor erläuterte Verschattungswinkel kann idealerweise symmetrisch zu einer Mittelebene des PV-Moduls geöf fnet sein ( sodass die Mittelebene den Verschattungswinkel als Winkelhalbierende teilt ) . Je nach konkreter Ausgestaltung der Modulhalterung und/oder lateraler Lage der aktiven Fläche ist es aber auch möglich, dass der Verschattungswinkel asymmetrisch in Bezug auf die Mittelebene des -Moduls geöffnet ist ; in diesem Fall ist der besagte Verkippungswinkel betragsmäßig somit > 0 ° (die Verkippung kann zur Vorder- oder Rückseite hin ausgestaltet sein ) . Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn die j eweiligen maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel auf die aktive Fläche auf der Vorder- und Rückseite des PV-Moduls unterschiedlich groß ausfal len .

Bei bevorzugten Ausgestaltungen beträgt der Verschattungswinkel höchstens 100 ° oder sogar höchstens 90 ° . Denn dadurch werden besonders große verschattungsfreie maximale Einfallswinkel ermöglicht . Bei einer solchen Ausgestaltung verbleiben nämlich 360 ° -100 ° = 260 ° = 2x 130 ° (bei der bevorzugten Ausgestaltung mit einem Verschattungswinkel von höchsten 90 ° sogar 270 ° = 2x 135 ° ) zur Verfügung für den vorderseit igen und rückseitigen j eweils maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel , unter dem Sonnenlicht noch die aktive Fläche erreichen kann, wenn das PV-Modul in die Aufnahme der Modulhalterung eingeset zt ist .

Ein übertrieben kleiner Verschattungswinkel kann in einer Modulhalterung mit zu geringer Festigkeit resultieren, was gerade kritisch ist , wenn die Modulhalterung eine labile Längsseite des PV-Moduls stabilisieren soll . Daher kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Verschattungswinkel wenigstens 50°, bevorzugt wenigstens 60°, beträgt. Die Forderung eines solchen Mindestbetrags für den Verschattungswinkel resultiert in einer entsprechenden Steifigkeit der Modulhalterung, da die Modulhalterung so im Querschnitt ein ausreichendes Flächenträgheitsmoment aufweist.

Ergänzend oder aber alternativ zu den zuvor erläuterten Merkmalen, kann das eingangs beschriebene Set zur Lösung der Aufgabe auch dadurch gekennzeichnet sein, dass eine Außenkontur der Modulhalterung (also insbesondere die zuvor erläuterte Außenkontur der Modulhalterung) so ausgestaltet ist (insbesondere und das zugehörige PV-Modul so ausgestaltet und in der Aufnahme platziert ist) , dass sowohl ein maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel, unter dem ein einfallender Sonnenstrahl einen äußeren Rand der aktiven Fläche von der Vorderseite her erreichen kann, als auch ein maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel, unter dem ein einfallender Sonnenstrahl den äußeren Rand der aktiven Fläche von der Rückseite her erreichen kann, jeweils, gemessen in Bezug auf die aktive Fläche, wenigstens 110°, bevorzugt wenigstens 120°, besonders bevorzugt wenigstens 135°, beträgt.

Die Wahl eines geeigneten maximalen verschattungsfreien Einfallswinkels hängt dabei maßgeblich vom geographischen Aufstellungsort des PV-Moduls sowie seiner Ausrichtung in Bezug auf die Sonne ab.

Würde man den Einfallswinkel nicht in Bezug auf die Ebene der aktiven Fläche, sondern in Bezug auf die Flächennormale der aktiven Fläche in einer senkrecht zur Ebene der aktiven Fläche stehenden Querschnittsebene messen, so ergäben sich entsprechend maximale verschattungsfreie Einfallswinkel von wenigstens 20° (=110°-90°) , bevorzugt von wenigstens 30° (=120°-90°) , besonders bevorzugt von wenigstens 45° (=135°- 90°) . Es versteht sich, dass je nach Sonnenstand, also Tageszeit, die maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel überschritten werden können, wobei es dann am Rand der aktiven Fläche zu einer Verschattung kommt, die mit zunehmendem Einfallswinkel nicht-linear zunimmt, was in einem messbaren Leistungsverlust des PV-Moduls resultieren kann.

Wie bereits erläutert wurde ist es ferner vorteilhaft, wenn der äußere Rand der aktiven Fläche so weit von dem modulseitigen Ende der Modulhalterung distanziert ist, dass auch bei den durch die Modulhalterung vorgegebenen vorderseit igen und rückseitigen maximal verschattungsfreien Einfallswinkeln keinerlei Verschattung auf der aktiven Fläche auftritt. In diesem Fall können diese maximalen Einfallswinkel somit auch tatsächlich die gesamte aktive Fläche des PV-Moduls erreichen .

Erfindungsgemäß kann die Aufgabe auch durch weitere vorteilhafte Ausführungen gemäß den Unteransprüchen gelöst werden :

So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die beiden Schenkel der Modulhalterung eine jeweilige Außenkontur ausbilden, die innerhalb einer gedachten oder tatsächlichen Abschrägung verbleibt, die auf eine modulseitige Einführöffnung der Aufnahme zuläuft. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die jeweilige Abschrägung jeweils einen Winkel zur aktiven Fläche von wenigstens 110°, bevorzugt von wenigstens 120°, besonders bevorzugt von wenigstens 135°, ausbildet. Hierbei kann die jeweilige Außenkontur eines der Schenkel stellenweise von der Abschrägung nach innen auf die Aufnahme hin abweichen.

Beispielsweise kann vorder- und rückseitig (in Bezug auf das in die Aufnahme eingesetzte PV-Modul) jeweils modulseitig ( also auf der Innenseite der Modulhalterung) eine tatsächliche Abschrägung ausgebildet sein . Diese Abschrägungen erzeugen den technischen Effekt , dass die beschriebenen großen maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel auf die aktive Fläche ermöglicht und damit eine Verschattung der aktiven Fläche durch die Modulhalterung selbst weitgehend vermieden wird . In der Einbausituation, kann die j eweilige Abschrägung so zum Beispiel einen steilen Einfall von Sonnenstrahlen von oben (beispielsweise wenn die Modulhalterung eine obere hori zontal verlaufende Längsseite des PV-Moduls umgreift und die Abschrägung somit nach unten zeigt ) oder einen f lachen Sonnenlicht-Einfall von der Seite (beispielsweise wenn die Modulhalterung eine vertikal verlaufende Querseite des PV- Moduls umgreift und die Abschrägung somit in Richtung der Längsseite des PV-Moduls verläuft , wenn das PV-Modul im Querformat ( = Längsseite des PV-Moduls ist hori zontal ausgerichtet ) orientiert ist ) ermöglichen .

Eine erf indungsgemäße Modulhalterung kann insbesondere symmetrisch in Bezug auf eine parallel zur Ebene der aktiven Fläche verlaufende Symmetrieebene der Modulhalterung, also insbesondere mit achsensymmetrisch ausgestalteten Schenkeln, ausgestaltet sein . Dies kann Vorteile bieten, weil so die Modulhalterung in unterschiedlichen Orientierungen zum Umgreifen und Schüt zen des äußeren Modulrands verwendet werden kann (Kein Unterschied zwischen Vorder- und Rückseite der Modulhalterung) .

Eine erf indungsgemäße Modulhalterung kann aber auch asymmetrisch in Bezug auf die Ebene der aktiven Fläche ausgestaltet sein . Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die aktive Fläche innerhalb des PV-Moduls zu einer Mittelebene des PV-Moduls verset zt ist . Denn in diesem Fall würden sich bei symmetrischer Ausgestaltung der Modulhalterung asymmetrische maximale verschattungsfreie Einfallswinkel für die Vorder- und Rückseite des PV-Moduls ergeben . Eine asymmetrische Ausgestaltung der Modulhalterung ( etwa durch Ausbildung unterschiedlicher Abschrägungen auf der Vorder- und Rückseite und/oder durch unterschiedlich große laterale Erstreckung des vorderen bez iehungsweise hinteren Schenkels ) kann also genut zt werden, um sicherzustellen, dass Sonnenstrahlen sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite her die aktive Fläche unter gleich großen maximalen Einfallswinkeln erreichen können, beispielsweise von j eweils mindestens 110 ° . Eine asymmetrische Ausgestaltung der Modulhalterung kann aber auch dann sinnvoll sein, wenn die maximal möglichen verschattungsfreien Einfallswinkel aufgrund geringer Bifaz ialität des PV-Modules (Rückseitenlei stung der aktiven Fläche im Verhältnis zur Leistung der Vorderseite stark unterschiedlich ) asymmetrisch ausgelegt werden sollen .

Die beiden Schenkel der Modulhalterung können j ewei ls eine laterale Erstreckung, quer zu einer Mittelebene des PV-Moduls und j eweils gemessen von der Aufnahme aus , zeigen, die wenigstens 25 % , vorzugsweise wenigstens 50 % , besonders bevorzugt wenigstens 75 % , einer Mindestbreite der Aufnahme , in Richtung einer Flächennormalen der aktiven Fläche, beträgt . Je nach Ausgestaltung kann sich dabei eine Breite der Aufnahme in der Einset zrichtung vergrößern . Dadurch kann eine ausreichende mechanische Festigkeit erz ielt werden bei gleichzeitig geringer Verschattung auf der Vorder- und Rückseite des PV-Moduls .

Die Mittelebene des PV-Moduls kann unter Umständen lateral verset zt sein zu einer Mittelebene der Aufnahme oder zu einer Mittelebene oder Symmetrieebene der Modulhalterung; dies hängt vom Aufbau des verwendeten PV-Moduls ab .

Weist das PV-Modul beispielsweise ein Format ( Längs seite /

Querseite ) von annähernd oder sogar größer als 2 : 1 auf , so empf iehlt es sich, die längere Längsseite des PV-Moduls mithilfe einer erf indungsgemäßen Modulhalterung zu stabilisieren, deren Schenkel j eweils eine laterale Erstreckung von mehr als dem 0 . 75-fachen der Mindestbreite der Aufnahme (was mindestens der Dicke des PV-Moduls entsprechen kann ) aufweisen . Zur Stabilisierung der Querseiten können dann ebenfalls erf indungsgemäß ausgestaltete Modulhalterungen eingeset zt werden ; allerdings kann dort die laterale Erstreckung der Schenkel unter Umständen geringer ausfallen, weil auf die Querseite weniger Kräfte wirken und die Modulhalterung dort somit etwas weniger stabil ausgebildet werden kann .

Die j eweiligen Spit zen des vorderen und hinteren Schenkels können j eweils , entweder gleich weit oder aber unterschiedlich weit , beabstandet sein von dem äußeren Rand der akt iven Fläche , und zwar betrachtet in einer senkrecht zu einer Ebene der aktiven Fläche verlaufenden Querschnittsebene ( xy- oder yz-Ebene ) . Bei optimaler Flächenausnut zung kann zumindest eine der Spit zen des vorderen oder hinteren Schenkels bi s an die aktive Fläche heranreichen . Eine Überdeckung der aktiven Fläche durch die Modulhalterung sollte j edoch in j edem Fall vermieden werden, um Leistungsverluste durch Verschattung zu vermeiden .

Eine erf indungsgemäße Modulhalterung kann quer zur einer Mittelebene des Photovoltaik-Moduls eine Gesamterstreckung zeigen, die höchstens das 5-fache , bevorzugt höchstens das 4 . 5-fache einer Mindestbreite der Aufnahme beträgt . Dies gilt insbesondere für Dicken des PV-Moduls von mehr als 5 mm . Liegt die Dicke des PV-Moduls hingegen unterhalb von 4 mm, kann die Gesamterstreckung höher ausfallen, sollte dann aber beispielsweise höchstens das 8-fache der Mindestbreite der Aufnahme betragen . Solche Ausgestaltungen resultieren in einer vergleichsweise schmalen lateralen Ausdehnung der Modulhalterung und damit in einer reduz ierten Verschattung .

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor , dass die beiden Schenkel der Modulhalterung als Teil eines Hohl-Prof ils ausgestaltet sind . Bevorzugt kann dabei die gesamte Modulhalterung durch das Hohlprof ilgebildet sein . Das Hohlprof il kann dabei bevorzugt , zumindest abschnittsweise , als Längsprof il mit konstantem Querschnitt ausgestaltet sein .

Es ist ferner bevorzugt , wenn die beiden Schenkel über eine in sich geschlossene ( insbesondere ringförmige ) Hohlkammerwandung des Hohl-Prof ils miteinander mechanisch verbunden s ind . Diese oder eine andere geschlossene Hohlkammerwandung des Hohlprof ils kann eine Hohlkammer ( in den Figuren mit 32c bezeichnet ) ausbilden . Durch solche Ausgestaltungen kann die mechanische Festigkeit der Modulhalterung gesteigert werden, ohne dass dies negative Auswirkungen auf die Verschattung hat : Denn bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die besagte Hohlkammer , die durch eine geschlossene Hohlkammerwandung des Hohl-Prof ils begrenzt ist , in der Modulebene angeordnet ist . Mit anderen Worten verläuft also diej enige Ebene , in welcher die aktive Fläche des PV-Moduls , welches von dem Hohlprof il / der Modulhalterung gehalten wird, durch die besagte Hohlkammer . Bevorzugt kann ein geometrischer Schwerpunkt der Hohlkammer einen lateralen Abstand quer zur Modulebene zeigen, der weniger als 25% einer lateralen Ausdehnung der Hohlkammer quer zur Modulebene beträgt ( j eweils bezogen auf einen Querschnitt durch die Hohlkammer , der senkrecht zur Modulebene verläuft - vgl . dazu etwa die Figur 3 ) . Ganz besonders bevorzugt kann sogar dieser Schwerpunkt in der Modulebene liegen .

Eine wie zuvor beschriebene Anordnung der Hohlkammer in der Modulebene ist auf den ersten Blick schlecht hinsichtlich der effektiven Modulf läche , denn so vergrößert sich die Bruttogröße des Moduls , während die Nettof läche der aktiven Fläche gleich bleibt . Die Erf indung hat j edoch erkannt , dass es hier einen gewissen trade-off gibt zwischen mechanischer Stabilität auf der einen Seite und Abschattung der aktiven Fläche auf der anderen Seite . Die erf indungsgemäße Anordnung ermöglicht somit einerseits eine geringe Verschattung und andererseits eine ausreichende Stabilität der Modulhalterung, insbesondere bei Ausgestaltung des Sets in Form eines gerahmten PV-Moduls .

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung kann demnach vorsehen, dass die geschlossene Hohlkammerwandung eine Hohlkammer ausbildet , die in der Einset zrichtung auf die Aufnahme folgt ( also hinter dieser angeordnet ist , vorzugsweise in der Modulebene ) .

Ergänzend oder aber alternativ ( also beispielsweise dann, wenn die Hohlkammerwandung nicht vollständig geschlossen oder die besagte Hohlkammer nicht in der Modulebene angeordnet werden kann oder soll ) kann erf indungsgemäß zur Vergrößerung der mechanischen Stabilität der Modulhalterung vorgesehen sein, dass das Hohlprof il im Bereich der Aufnahme eine Wandstärkenverdickung aufweist , die in der Modulebene liegt . Dadurch kann effektiv verhindert werden, dass in diesem Bereich ein potentiell mechanisch schwacher Knickpunkt entsteht , insbesondere wenn dreiecksförmige Hohlkammern zur Def inition der beiden Schenkel in dem Hohlprof il ausgebildet werden/ sind .

Die Modulhalterung kann ferner an ihrem modulseitigen Ende eine Querschnittsbreite quer zur Einset zrichtung aufweisen, die höchstens der Summe der Mindestbreite der Aufnahme und zweimal einer Materialstärke des Hohl-Prof ils entspricht . In diesem Fall schließt sich somit an der modulseitigen Spit ze der Modulhalterung vorder- und rückseitig an die Aufnahme lediglich eine Materialstärke des Hohl-Prof ils an . Eine solche Ausgestaltung sorgt für eine hervorragende mechanische Festigkeit , insbesondere in Richtung der j eweiligen Längs- oder Querseite des Moduls , die durch die Modulhalterung stabilisiert werden soll , bei gleichzeitig geringem Materialeinsat z und damit Kosten . Gleichzeitig wird durch den spit z zulaufenden Querschnitt am modulseitigen Ende der Modulhalterung ebenfalls die Verschattungswirkung minimiert .

Um die Festigkeit der Modulhalterung zu steigern, s ieht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung vor , dass der vordere und der hintere Schenkel , welche die Aufnahme begrenzen , j eweils mittels einer in sich geschlossenen Hohlkammerwandung (die vorzugsweise eine dreieckigen Querschnitt aufweisen kann ) des Hohl-Prof ils ausgebildet sind . Somit kann j eder der beiden Schenkel eine j eweilige Hohlkammer ausbilden, die , bezogen auf die Einset zrichtung, links und rechts der Aufnahme angeordnet sind . Bezogen auf die aktive Fläche liegen diese beiden Hohlkammern somit vor bez iehungsweise hinter der Aufnahme bez iehungsweise dem in die Aufnahme eingeschobenen PV-Modul .

Eine erf indungsgemäße Modulhalterung kann beispielsweise als ein ( insbesondere einzelnes ) Modulhalteelement ausgestaltet sein . Somit kann die Modulhalterung lediglich einen Teilabschnitt des umlaufenden äußeren Rand des zugehörigen PV- Moduls umgreifen oder zumindest einseitig abstüt zen . Hierbei ist es bevorzugt , wenn das Set mehrere solcher Modulhalteelemente bzw . Modulhalterungen umfasst , die j eweils Teilabschnitte des äußeren Rands , also insbesondere Teilabschnitte einer j eweiligen Längsseite oder Querseite des PV-Moduls , umgreifen oder zumindest einseitig abstützen .

Bei einer hierzu alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen dass das Set wenigstens vier Modulhalterungen umfas st , die zusammen einen um das PV-Modul umlaufenden, vorzugsweise rechteckigen, Modulrahmen ausbilden . Der Modulrahmen kann somit in sich geschlossen sein . Zu diesem Zweck können die Modulhalterungen an mehreren Fügestellen zu dem Modulrahmen zusammengefügt sein . Das Zusammenfügen mehrerer Modulhalterungen zu dem Modulrahmen kann mittels üblicher Eckverbinder realisiert sein . Diese Eckverbinder können in das jeweilige Prof il von zwei Modulhalterungen eingeset zt sein, um diese beiden Modulhalterungen miteinander zu verbinden .

Möglich sind auch Ausgestaltungen des Modulrahmens , bei denen eine j eweilige Beabstandung zwischen Spit zen der Schenkel der jeweiligen Modulhalterung (die an der Quer- oder Längsseite das PV-Modul stabilisiert ) und dem äußeren Rand der aktiven Fläche bezogen auf die Vorderseite und/oder bezogen auf die Rückseite unterschiedlich groß gewählt sind . Gerade bei einer annähernd symmetrischen Ausgestaltung des Querschnitts des Modulrahmens kann die j eweilige Beabstandung aber auch gleich groß sein . Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht j edoch vor , dass eine Beabstandung einer Spit ze einer oberen Modulhalterung, die an einer Oberseite des PV-Modul s angeordnet ist , größer gewählt ist als eine Beabstandung einer Spit ze einer unteren Modulhalterung, die an einer Unterseite des PV-Moduls angeordnet ist , und zwar j eweils bezogen auf die aktive Fläche des PV-Moduls . Derartige Ausgestaltungen können die Flächennut zung optimieren, wodurch, bezogen auf eine gewissen Länge oder Höhe der Tragkonstruktion einer PV-Anlage , in welcher das Set mehrfach verbaut ist , insgesamt mehr aktive Fläche angeordnet werden kann .

Ein solcher Modulrahmen kann beispielsweise vorder- und rückseitig bezogen auf eine parallel zur aktiven Fläche des PV-Moduls verlaufenden Mittelebene des Modulrahmens eine Querschnittsform Form eines Schrägschnitt-Passepartouts , ähnlich wie bei einem Bilderrahmen, aufweisen . Durch die Schrägf lächen werden dadurch die erwünschten großen Einf llswinkel ermöglicht .

An dieser Stelle ist wichtig fest zuhalten, dass nicht alle der vier Modulhalterungen erf indungsgemäß mit konvexem Prof il ausgestaltet sein müssen . Beispielsweise kann eine größere Beabstandung zur aktiven Fläche an einer unteren Modulhalterung verz ichtbar sein, weil in der f inalen Montageposition die Sonnenstrahlen stets von oben, jedoch nie von unten auf die vertikal ausgerichtete aktive Fläche des PV- Moduls einfallen (daher kann die erwähnte untere Modulhalterung bis an die aktive Fläche heranreichen) . Aus demselben Grund kann sogar auf die Ausbildung einer Abschrägung an und/oder auf eine konvexe Form der unteren Modulhalterung verz ichtet werden . Aus Gründen der eff i z ienteren Fertigung sind j edoch Ausgestaltungen bevorzugt , bei denen zumindest die beiden vertikal verlaufenden linken und rechten Modulhalterungen des Modulrahmens mit zueinander gleichem Querschnittsprof il und auch die oberen und unteren Modulhalterungen des Modulrahmens ebenfalls mit zueinander gleichem Querschnittsprof il ausgebildet sind .

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der alle vier Modulhalterungen des Modulrahmens ein identisches Querschnittsprof il aufweisen . Denn dies vereinfacht das Zusammenfügen an den Fügestellen .

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Modulrahmen entlang einer Längsseite des Photovoltaik-Moduls einen ersten Querschnitt aufweist und entlang einer Querseite des PV-Moduls einen zweiten Querschnitt . Hierbei kann der zweite Querschnitt , welcher die Querseite des PV-Moduls stabilisiert , eine höhere mechanische Steif igkeit bieten und/oder größer , insbesondere breiter , ausgestaltet sein als der erste Querschnitt , welcher die Längsseite des PV-Moduls stabilisiert . Hierdurch kann ein minimaler Materialeinsat z bei ausreichender Stabilisierung des PV-Moduls erreicht werden .

Zum Halten des Rands des PV-Moduls in der Aufnahme sind vielfältige Ausgestaltungen möglich . So kann der Rand beispielsweise klemmend gehalten und/oder eingeklebt sein, was insbesondere mithilfe eines Klebebands erfolgen kann . Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Rand des PV-Moduls in der Aufnahme mittels einer Dichtungsmasse abdichtend eingeklebt . Als Dichtungsmasse , bzw . abdichtende Klebemasse , eignen sich insbesondere f lüssige Silikonkleber . Diese können in der Aufnahme aushärten und so verbliebene Spalte zwischen dem PV-Modul und der Modulhalterung ausfüllen . Bei Benut zung von Klebebändern bietet es sich an, die Aufnahme V-förmig aus zugestalten, sodass dann eine Breite der Aufnahme in der Einset zrichtung abnimmt .

Generell ist es für die Verschattung vorteilhaft , wenn eine Spit ze des vorderen Schenkels und/oder des hinteren Schenkels das modulseitige Ende der Modulhalterung ausbildet bzw . def iniert . Dieses Merkmal unterscheidet erf indungsgemäße Ausgestaltungen von vorbekannten Modulrahmen, bei denen ein lateral zur Aufnahme angeordneter Stabilisierungsschenkel ausgebildet ist , der modulseitig noch über die Aufnahme hervorsteht .

Zur Lösung der genannten Aufgabe sind ferner erf indungsgemäß die Merkmale des Anspruchs vorgesehen, der auf eine PV-Anlage gerichtet ist . Insbesondere wird somit erf indungsgemäß zur Lösung der Aufgabe bei einer PV-Anlage der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass die PV-Module j eweils mittels wenigstens einer j eweiligen Modulhalterung, vorzugsweise mittels wenigstens zwei Modulhalterungen, an der Tragkonstruktion befestigt sind . Ferner ist vorgesehen, dass das j eweilige bifaz iale PV-Modul und die zugehörige wenigstens eine Modulhalterung j eweils ein Set bilden, wie es zuvor beschrieben wurde oder gemäß einem der Ansprüche , die auf ein erf indungsgemäßes Set gerichtet sind .

Jeweils zwei Pfosten und zwei Riegel der Tragkonstruktion können hierbei ein im Wesentlichen rechteckiges Montagefeld def inieren, in dem wenigstens eines der PV-Module angeordnet ist . Die Pfosten aber auch die Riegel können bevorzugt in Form von metallischen Längsprof ilen ausgestaltet sein . Diese Längsprof ile können sehr einfach durch kalte Umformung hergestellt sein, also als sogenannte Kalt-Prof ile . Die Modulhalterung kann hingegen insbesondere mittels Aluminium- Strangguss hergestellt sein .

Die Pfosten der Tragkonstruktion können beispielsweise in einer Reihe aufgestellt sein, um einen Solarzaun zu realisieren . Um eine großf lächige PV-Anlage zu real isieren, können die Pfosten auch in voneinander beabstandeten Reihen aufgestellt werden . Hierbei können dann die Pfosten einer Reihe im Wesentlichen eine Ebene bilden .

Zwischen dem Erdreich und einem untersten der Riegel der Tragkonstruktion kann ein Freiraum freigehalten sein, um so eine landwirtschaftliche Bewirtschaftung dieses Freiraums zwischen den Pfosten zu ermöglichen . Ebenso kann ein Freiraum, der zwischen den erwähnten Reihen an Pfosten ausgebildet ist , landwirtschaftlich genut zt werden .

Gängige PV-Module weisen typischerweise eine rechteckige Grundform auf , beispielsweise mit einem Aspektverhältnis von näherungsweise 2 : 1 . Dabei können solche PV-Module in einer erf indungsgemäßen PV-Anlage sowohl im Querformat ( landscape ) als auch im Hochformat (portrait ) an der Tragkonstruktion montiert sein . Gemäß einer möglichen Ausgestaltung können die Modulhalterungen in eine j eweilige Aufnahme , die von einem der Riegel oder Pfosten ausgebildet wird, vorzugsweise drehfest , eingeset zt sein .

Es wird also insbesondere vorgeschlagen, ein wie zuvor beschriebenes oder hierin beanspruchtes Set aus einer Modulhalterung und einem zugehörigen bifaz ialen PV-Modul dazu zu verwenden, an einer Tragkonstruktion befestigt zu werden, um so eine leistungsfähige und äußerst (wind- ) stabi le PV- Anlage aus zubilden . Der Aufbau der PV-Anlage kann dabei derart erfolgen, dass zunächst die Tragkonstruktion, also die Pfosten und die zugehörigen Riegel , montiert werden, wodurch zwischen den Pfosten im wesentlichen rechteckige Montagefelder ausgebildet werden . Anschließend kann ein oder mehrere erf indungsgemäße Sets in dem Montagefeld, also an der Tragkonstruktion, befestigt werden, um so die PV-Anlage zu komplettieren .

Das j eweilige Set , welches durch ein PV-Modul und die zugehörige wenigstens eine Modulhalterung gebildet ist , kann beispielsweise eine Modulhalterung umfassen, die an einem der Pfosten befestigt ist , was vorzugsweise mittels separater Befestigungselemente realisiert sein kann . Es kann ferner ergänzend oder aber alternativ vorgesehen sein, das s das jeweilige Set eine Modulhalterung umfasst , die unterhalb eines der Riegel , vorzugsweise mittels separater Befestigungselemente , befestigt ist . Diese an den Pfosten und/oder Riegeln befestigen Modulhalterungen sind dann also mit erf indungsgemäßen Merkmalen (wie zuvor beschrieben ) ausgestaltet .

Die mechanische Verbindung des j eweiligen PV-Moduls an die

Riegel und/oder Pfosten der Tragkonstruktion kann somit insbesondere ausschließlich über ( separate ) Modulhalterungen realisiert sein . Hierbei müssen j edoch nicht alle dieser Modulhalterungen erf indungsgemäß mit konvexem Prof i l ausgestaltet sein ; dies gilt insbesondere für Modulhalterungen, die eine hori zontal verlaufende Unterseite des PV-Moduls umgreifen, da dort keine Verschattung der aktiven Fläche auftritt , wenn Sonnenstrahlen von oben einfallen . Daher müssen diese unteren Modulhalterung beispielsweise nicht zwingend Abschrägungen aufweisen .

Eine erf indungsgemäße PV-Anlage kann somit eine Tragkonstruktion umfassen mit Riegeln, an deren Unterseite eine Modulhalterung eines der zuvor erwähnten Sets , vorzugweise mittels separater Befestigungselemente , aufgehängt ist . Ferner kann die Tragkonstruktion Riegel aufwei sen, an deren Oberseite eine Modulhalterung eines der zuvor erwähnten Sets , vorzugweise mittels separater Befestigungselemente , befestigt ist . In beiden Fällen kann ein Querschnitt des jeweiligen Riegels , der quer zu einer Längsrichtung des Riegels verläuft , so gewählt sein, dass ein j eweiliger maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel , unter dem ein jeweiliger einfallender Sonnenstrahl die aktive Fläche des PV- Moduls von der Vorderseite oder von der Rückseite her erreichen kann, durch eine Außenkontur der Modulhalterung festgelegt ist (und nicht etwa durch eine Außenkontur des verwendeten Riegels ) . Mit anderen Worten wird bei einer solchen Ausgestaltung der j eweilige Einfallswinkel durch den Riegel höchstens so stark eingeschränkt als bereits durch die Modulhalterung . Um dies zu ermöglichen, kann der Riegel an seiner Unterseite , vorder- und rückseitig und bezogen auf das Photovoltaik-Modul , eine j eweilige Abschrägung aufweisen bez iehungsweise ausbilden .

In der f inalen Montageposition kann der Querschnitt des

Riegels somit insbesondere innerhalb eines in der

Querschnittsebene auf gespannten Verschattungswinkel s liegen der von einem äußeren Rand der aktiven Fläche des PV-Moduls des Sets ausgeht und der höchstens 100°, vorzugsweise höchstens 90°, beträgt. Dadurch kann wirksam vermieden werden, dass der Riegel eine Verschattung der unter dem Riegel befindlichen aktiven Fläche des PV-Moduls bewirkt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der PV-Anlage sieht vor, dass diejenigen Riegel, an deren Unterseite (oder Oberseite) eines der Sets montiert ist, mittels eines nach oben (oder nach unten) halboffenen Längsprofils ausgestaltet sind. Ein solches halboffenes Längsprofil kann vorzugweise in Form eines C- Profils ausgestaltet sein.

Ferner kann vorgesehen sein, dass einzelne der zuvor erwähnten Befestigungselemente in, vorzugweise schlitzförmigen, Durchstecköffnungen an der Unterseite (oder Oberseite) von Riegeln eingesteckt sind. Dadurch kann eine unter (oder über) dem Riegel angeordnete Modulhalterung eines der Sets an dem Riegel befestigt werden/sein.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die erwähnten Befestigungselemente vorder- und rückseitig jeweilige Laschen ausbilden, an welchen die Modulhalterung des zugehörigen Sets montiert, also vorzugsweise verklemmt oder verschraubt, ist.

Die Tragkonstruktion kann dabei beispielsweise auch Riegel umfassen, die mittels eines nach unten halboffenen Längsprofils ausgestaltet sind (Dies können selbstverständlich dieselben Profile sein, nur in anderer Orientierung verwendet) . Oberhalb solcher Riegel können dann in analoger Weise Modulhalterungen montiert sein.

Die Befestigungselemente können darüber hinaus (bezogen auf die Modulebene) vorder- und rückseitige Anlageschenkel ausbilden, die in der Montageposition innenseitig an dem Riegel abgestüt zt sind . Dadurch können Haltekräfte in den Riegel abgeleitet werden . Beispielsweise können solche Anlageschenkel als aufgebogene Laschen ausgestaltet sein, die flächig an einer Innenseite des erwähnten halboffenen Längsprof ils anliegen . Die Befestigungselemente können ihrerseits mit dem Riegel verschraubt sein, wobei diese Verschraubung im Bereich der Anlageschenkel ausgebi ldet sein kann . Dadurch kann eine Kontaktf läche des j eweiligen Anlageschenkels mittels der Verschraubung auf die Innenseite des Riegels angepresst sein .

Die Erf indung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt . Weitere Ausbildungen der Erf indung können aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der allgemeinen Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen gewonnen werden . Die Zeichnungen sind dabei schematisch zu verstehen und nicht zwingend, sondern nur näherungsweise maßstabsgetreu .

Bei der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erf indung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugs zahlen .

Es zeigt :

Figur 1 eine vorbekannte Modulhalterung in Form eines Modulrahmens mit rückseitigem Stabilisierungsschenkel ,

Figur 2 eine weitere vorbekannte Modulhalterung in Form eines Modulrahmens , der etwas schmaler als derj enige der

Figur 1 gehalten ist Figur 3 einen Querschnitt einer ersten erfindungsgemäß ausgestalteten Modulhalterung mit eingesetztem zugehörigem PV-Modul,

Figur 4 einen Querschnitt einer zweiten erfindungsgemäß ausgestalteten Modulhalterung mit eingesetztem zugehörigem PV-Modul,

Figur 5 dieselbe Modulhalterung wie in Figur 4, jedoch mit einem andersartigen PV-Modul,

Figur 6 Details des Querschnitts eines Hohlprofils, welches die Modulhalterung der Figuren 4 und 5 ausbildet,

Figur 7 eine Seitenansicht (in y-Richtung) auf eine erste erfindungsgemäße PV-Anlage,

Figur 8 eine Seitenansicht (in y-Richtung) auf eine zweite erfindungsgemäße PV-Anlage,

Figur 9 eine Seitenansicht (in y-Richtung) auf eine dritte erfindungsgemäße PV-Anlage,

Figur 10 einen Querschnitt eines (schematisch dargestellten) Riegels einer PV-Anlage, an dessen Unterseite eine Modulhalterung montiert ist,

Figur 11 ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Set aus einer Modulhalterung und einem zugehörigen PV-Modul, wobei hier die aktive Fläche 9, die eine Modul-Ebene vorgibt, in einer Mittelebene des PV-Moduls liegt,

Figur 12 den Einfluss des Versatzes zwischen dem modulseitigen Ende einer erfindungsgemäßen Modulhalterung und der aktiven Fläche eines darin eingesetzten PV-Moduls, Figur 13 ein erf indungsgemäßes Set , wobei die aktive Fläche des PV-Moduls , bezogen auf eine Symmetrieebene der zugehörigen Modulhalterung, zur Rückseite hin verset zt ist ,

Figur 14 ein erf indungsgemäßes Set , wobei die aktive Fläche des PV-Moduls , bezogen auf eine Mittelebene der zugehörigen asymmetrisch ausgestalteten Modulhalterung, zur Vorderseite hin verset zt ist ,

Figur 15 ein erf indungsgemäßes Set , wobei die aktive Fläche des PV-Moduls in einer Mittelebene des PV-Moduls angeordnet ist und die Modulhalterung asymmetrisch ausgestaltet ist ,

Figur 16 einen Querschnitt eines ( schematisch dargestellten ) Riegels einer PV-Anlage , an dessen Unterseite ein erf indungsgemäßes Set montiert ist ,

Figur 17 eine Ansicht von oben auf einen Riegel einer erf indungsgemäßen PV-Anlage und schließlich

Figur 18 eine Ansicht schräg von der Seite auf den Riegel aus Figur 17 mit darunter montiertem PV-Modul samt zugehörigem Modulrahmen .

Die Figur 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Modulhalterung 6 in Form eines Modulrahmens mit rückseitigem Stabilisierungsschenkel 67 . Die Modulhalterung 6 bietet eine Aufnahme 13 , in welche ein äußerer Rand 14 eines zugehörigen Photovoltaik-Moduls 2 in Form eines Glas-Laminats in einer Einset zrichtung 15 eingeset zt und so in Position gehalten ist . Das PV-Modul 2 weist rückseitig eine aktive Fläche 9 auf , die sowohl von der Vorderseite 12 als auch von der Rückseite 11 des PV-Moduls 2 her Sonnenlicht empfangen kann, um das Sonnenlicht in elektrischen Strom umzuwandeln . Wie in Figur 1 zu erkennen ist , ist die Aufnahme 13 vorderseitig durch einen vorderen Schenkel 17 und rückseitig durch einen hinteren Schenkel 16 der Modulhalterung 6 begrenzt . Zwar kann vorderseitig der auf das PV-Modul 2 einfallende Sonnenstrahl 21 unter einem vergleichsweise großen maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel 24 den äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 erreichen . Rückseitig jedoch steht der besagte Stabilisierungsschenkel 67 sehr weit über den vorderen und hinteren Schenkel 17 , 16 hervor , sodass der äußerste Punkt 58a des Stabilisierungsschenkels 67 , der für die rückseitige Verschattung der aktiven Fläche 9 relevant ist , entgegen der Einset zrichtung 15 über die Aufnahme 13 hervorsteht . Dies ist insofern nachteilig, als der Sonnenstrahl 20 , der auf die Rückseite 11 des PV-Moduls 2 einfällt , nur noch unter einem vergleichsweise geringen Einfallswinkel 23 den äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 erreichen kann .

Die Figur 2 zeigt ein weiteres Beispiel einer vorbekannten Modulhalterung 6 mit eingeset ztem PV-Modul 2 . Im Vergleich zu dem Beispiel der Figur 1 bef indet sich nun die aktive Fläche 9 innerhalb des PV-Moduls 2 . Zudem ist der besagte Stabilisierungsschenkel 67 im Vergleich zu der Ausgestaltung gemäß Figur 1 wesentlich kürzer ausgestaltet , was zwar in einer geringeren Stabilität der Modulhalterung 6 resultiert , aber den von der Modulhalterung 6 auf gespannten Verschattungswinkels 29 (bezogen auf den äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 ) bereits erheblich reduz iert (Vgl . dazu Figur 1 ) •

Allerdings ist auch die Ausgestaltung der Modulhalterung 6 gemäß Figur 2 für die Verwendung mit einem bifaz ialen PV-Modul 2 suboptimal , da die Modulhalterung 6 rückseitig einen erheblichen lateralen Abstand 60a zur Ebene 10 der aktiven Fläche 9 des PV-Moduls 2 aufweist , die oftmals auch als Modulebene bezeichnet wird . Fällt daher ein Sonnenstrahl 20 rückseitig auf das PV-Modul 2 unter einem Winkel ein, der - wie in Figur 2 gezeigt - den maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel 23 überschreitet , so schattet die Modulhalterung 6 , genauer deren rückseitiger Stabilisierungsschenkel 67 , insbesondere der gezeigte Außenpunkt 58a, die aktive Fläche 9 ab . Da der laterale Abstand 60a vergleichsweise groß ist , kommt es bereits bei geringen Überschreitungen des maximalen verschattungsfreien Einfallswinkels 23 zu einer erheblichen Verschattungslänge 62 (diese hängt linear ab von 60a ) . Bei einem solchen Sonneneinfall kann also unter Umständen der gesamte Randbereich der aktiven Fläche 9 , der der Verschattungslänge 62 entspricht , kein Sonnenlicht mehr empfangen und daher nicht mehr zur Stromproduktion beitragen .

Die Figur 3 zeigt ein erstes Beispiel eines erf indungsgemäßen Sets aus einer Modulhalterung 6 und einem zugehörigen bifaz ialen PV-Modul 2 . Auch hier bildet die Modulhalterung 6 wieder eine Aufnahme 13 aus , die vorderseitig durch einen vorderen Schenkel 17 und rückseitig durch einen hinteren Schenkel 16 begrenzt ist . Allerdings ist auf den ersten Blick zu erkennen, dass die modulseitigen Spit zen 35 der beiden Schenkel 16 und 17 das modulseitige Ende 52 der Modulhalterung 6 ausbilden . Die j eweiligen Außenpunkte 58a, 58b (des senkrecht zu der Ebene 10 der aktiven Fläche 9 verlaufenden Querschnitts der Modulhalterung 6 ) , die j eweils vorder- bzw . rückseitig für die Verschattung der aktiven Fläche 9 durch die Modulhalterung 6 relevant sind, sind somit erkennbar in der Einset zrichtung 15 und bezogen auf die beiden erwähnten Spit zen 35 der beiden Schenkel 16 , 17 zurückverset zt . Der axiale Versat z dieser Außenpunkte 58a, 58b zur j eweiligen Spit ze 35 beträgt dabei mehr als das 1 . 5-fache der Mindestbreite der Aufnahme 13 . Entscheidend ist hierbei , dass die für die Verschattung relevanten Außenpunkte 58a , 58b so zurückverset zt sind, dass die aktive Fläche 9 verschattungsfrei bleibt . Hierbei könnte das Prof il 8 beispielsweise aber auch an der Oberseite offen ausgestaltet sein, das heißt die Hohlkammer 32e muss nicht zwingend im Querschnitt geschlossen ausgestaltet sein ; dies ist aber vorteilhaft für eine höhere mechanische Stabilität des Hohlprof ils 8 /der Modulhalterung 6 .

Auffallend an dem in Figur 3 gezeigten Hohlprof il 8 (wie auch bei dem der Figur 4 ) ist ferner die spez if ische Anordnung der Hohlkammer 32c, die bei dem gezeigten Beispiel durch eine im Querschnitt geschlossene Wandung des Hohlprof ils 8 begrenzt ist . Diese Hohlkammer 32c, vorzugsweise wie gezeigt ihr geometrischer Schwerpunkt , liegt in der Modulebene 69 , also in derj enigen Ebene , in welcher die aktiven Flächen 9 der PV- Module 2 liegen . Zudem erstreckt sich die Hohlkammer 32c sowohl j enseits der Vorderseite 12 des PV-Moduls 2 als auch jenseits seiner Rückseite 11 . Erkennbar liegt in Figur 3 sogar der geometrische Schwerpunkt 70 der Hohlkammer 32c in der Modulebene 69 . Durch solche Anordnungen und Ausgestaltungen der Hohlkammer 32c wird es möglich, die mechanische Stabilität des Hohlprof ils 8 zu steigern, ohne dabei Einbußen in Bezug auf die Verschattungsfreiheit hinnehmen zu müssen, wie dies oftmals bei vorbekannten Halterungen der Fall war , wo eine solche Kammer vor oder hinter der Modulebene angeordnet wurde . Im gezeigten Beispiel liegt der Schwerpunkt 70 somit mittig in Bezug auf die laterale Ausdehnung der Hohlkammer 32 c quer zur Modulebene 69 (vgl . den Doppelpfeil ) .

In Figur 3 erkennt man ferner , dass zur weiteren Vergrößerung der mechanischen Stabilität des Modulhalters 6 , das Hohlprof il

8 im Bereich der Aufnahme 13 eine Wandstärkenverdickung 71 aufweist . Diese Wandstärkenverdickung 71 liegt in der Modulebene 69 und ist an einer Wandung des Hohlprof ils 8 ausgebildet , welche die beiden Schenkel 16 und 17 bez iehungsweise die beiden Hohlkammern 32a und 32b verbindet . Zudem begrenzt diese Wandung die Aufnahme 13 . Auch so kann trot z geringer Verschattungswinkel eine hohe mechanische Festigkeit der Modulhalterung 6 beibehalten werden .

Die Figur 4 zeigt ein weiteres Beispiel eines erf indungsgemäßen Sets aus einer Modulhalterung 6 und eines zugehörigen PV-Moduls . Auch bei diesem Beispiel ist der axiale Versat z der beiden Außenpunkte 58a und 58b im Vergleich zu jeweiligen Spit ze 35 des zugehörigen Schenkels 16 , 17 klar zu erkennen . Darüber hinaus erkennt man bei beiden Bei spielen der Figuren 3 und 4 , dass die j eweilige Modulhalterung 6 in Bezug auf eine Mittelebene 27 des PV-Moduls 2 j eweils achsensymmetrisch ausgestaltet ist , die somit die Symmetrieebene 28 der j eweiligen Modulhalterung 6 bildet . Aufgrund dieser Achsensymmetrie können - bei vergleichbarer mechanischer Festigkeit - die j eweiligen lateralen Abstände 60a und 60b zwischen der Modulebene 10 und dem äußersten Rand der Modulhalterung 6 , wie in Figur 3 und Figur 4 zu sehen, jeweils wesentlich kleiner ausgestaltet werden als die Dimension 60a in dem Beispiel der Figur 2 . Entsprechend erkennt man auch bereits in Figur 4 , dass die Verschattungslänge 62 entsprechend kleiner ausfällt bei Überschreiten des maximalen vorder- oder rückseitigen verschattungsfreien Einfallswinkels 23 , 24 .

Im Vergleich zu dem vorbekannten Beispiel der Figur 1 ist bei den erf indungsgemäßen Ausgestaltungen der Figuren 3 und 4 zudem auffallend, dass sowohl vorder-als auch rückseitig große maximale verschattungsfreie Einfallswinkel 23 , 24 von j eweils mindestens 135 ° ermöglicht sind .

Die Figur 5 erläutert das erf indungsgemäße Konzept nochmals anhand derselben Modulhalterung 6 , die bereits in Figur 4 gezeigt wurde und deren geometrische Details in der Figur 6 illustriert sind . Allerdings ist in Figur 5 der Fal l gezeigt , dass ein PV-Modul 2 eingeset zt ist , bei welchem die aktive Fläche 9 in Bezug auf eine Mittelebene 27 des PV-Moduls 2 lateral verset zt ist . Obwohl das PV-Modul 2 mittig in die Aufnahme 13 der Modulhalterung 6 eingeset zt ist und obwohl die Modulhalterung 6 weiterhin achsensymmetrisch zu ihrer Symmetrieebene 28 ausgestaltet ist , ergibt sich somit auf der Rückseite 11 ein maximaler verschattungsfreier Einf allswinkel 23 , der um einige Grad größer ausfällt als der zugehörige maximale verschattungsfreie Einfallswinkel 24 auf der Vorderseite 12 , wie man in Figur 5 sieht .

Auch in der Figur 5 kann man somit einen Verschattungswinkel 29 identif i z ieren, der von dem äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 des PV-Moduls 2 ausgeht und in der Querschnittsebene (xy-Ebene in Figur 5 ) der Modulhalterung 6 verläuft , die ihrerseits senkrecht zu der Ebene 10 ( xz-Ebene in Figur 5 ) der aktiven Fläche 9 steht . Wie man in Figur 5 erkennt , liegt dabei eine Außenkontur 22 der Modulhalterung 6 innerhalb dieses Verschattungswinkels 29 . Auch das modulseitige Ende 52 liegt dabei innerhalb des Verschattungswinkels 29 . Ferner ist zu erkennen, dass die Winkelhalbierende 54 des Verschattungswinkels 29 mit der Ebene 10 der aktiven Fläche 9 betragsmäßig einen Verkippungswinkel 55 einschließt , der weniger als 15 ° beträgt . Aufgrund dieser Ausgestaltung des Sets aus Modulhalterung 6 und eingeset ztem PV-Modul 2 werden die verschattungsfreien Winkelbereiche einigermaßen gleichmäßig zwischen der Vorderseite 12 und der Rückseite 11 des PV-Moduls 2 aufgeteilt . Da zudem der Verschattungswinkel 29 weniger als 90 ° beträgt , ist sichergestellt , das s in dem gezeigten Fall der Figur 5 der maximale verschattungsfreie vorderseit ige Einfallswinkel 24 als auch der maximale verschattungsfreie rückseitige Einfallswinkel 23 j eweils wenigstens 120 ° betragen . Damit solche hohen Werte für die verschattungsfreien maximalen Einfallswinkel 23 , 24 erreicht werden können, ist entscheidend, dass die in Figur 5 als Punktlinie il lustrierte Einhüllende 25 der Modulhalterung 6 , die also die Außenkontur 22 einhüllt , in Richtung der Einset zrichtung 15 gesehen, eine konvexe Form zeigt . Denn wie in Figur 5 zu sehen und insbesondere in Figur 6 nochmals genauer illustriert ist , bleibt die j eweilige vorder- und rückseitige Außenkontur 22 des xy-Querschnitt s der Modulhalterung 6 , die insbesondere von den beiden Schenkeln 16 und 17 ausgebildet wird, innerhalb der illustrierten Abschrägung 63 , die j eweils auf die modulseitige Einführöffnung 45 der Aufnahme 13 zuläuft . Bei dem im Figur 6 gezeigten Beispiel bilden die beiden Abschrägungen 63 j eweils einen Winkel zur aktiven Fläche 9 von mehr als 145 ° aus . Selbstverständlich wäre es hierbei für die Verschattung unkritisch, wenn die Außenkontur 22 an einigen Punkten von der Abschrägung 63 nach innen ( also in Richtung auf die Ebene 10 der aktiven Fläche 9 ) abweichen würde .

In Figur 5 ist auch zu erkennen, dass der Rand 14 des PV- Moduls 2 in der Aufnahme 13 mittels einer Dichtungsmasse 41 abdichtend eingeklebt ist .

Anhand der Figur 6 ist auch gut zu erkennen, dass die beiden Schenkel 16 , 17 der Modulhalterung 6 j eweils eine laterale Erstreckung 31 , quer zu einer Mittelebene 27 des ( in Figur 6 nicht gezeigten ) PV-Moduls 2 und j eweils gemessen von der Aufnahme 13 aus , zeigen, die mehr als 75 % der gezeigten Mindestbreite 41 der Aufnahme 13 ausmacht . Hierbei ist es zunächst unerheblich, ob die Mittelebene 27 des PV-Moduls 2 zu einer Mittelebene der Aufnahme 13 oder etwa zu der in Figur 6 gezeigten Symmetrieebene 28 der Modulhalterung 6 lateral verset zt ist . Vorteilhaft an einer solch großen j eweiligen vorder-als auch rückseitigen lateralen Erstreckung 31 ist , dass die Modulhalterung 6 eine erhebliche Steif igkeit bieten kann, aber gleichzeitig auch eine ausreichende

Verschattungsfreiheit gewährleistet werden kann .

In den Figuren 3 bis 6 erkennt man zudem, dass die Modulhalterung 6 j eweils durch ein Hohlprof il 8 gebildet ist , welches seinerseits als Längsprof il mit konstantem Querschnitt ausgestaltet ist . Sowohl bei dem Design gemäß Figur 3 als auch bei dem gemäß den Figuren 4 bis 6 ist dabei eine in sich geschlossene Hohlkammerwandung 33 vorgesehen, die in den Figuren 3 und 6 j eweils mit einer gestrichelten Linie illustriert ist . Diese geschlossene Hohlkammerwandung 33 verbindet die beiden Schenkel 16 , 17 mechanisch miteinander und sorgt so für eine hervorragende Stabilität der Modulhalterung 6 .

Gerade in Figur 6 erkennt man auch gut , dass sowohl der vordere als auch der hintere Schenkel 17 , 16 ebenfalls j eweils mithilfe einer in sich geschlossenen Hohlkammerwandung 33 des Hohl-Prof ils 8 ausgebildet sind . Diese Hohlkammerwandungen 33 zeigen dabei einen dreiecksförmigen Querschnitt . Ebenso ist zu erkennen, dass in Figur 6 die Modulhalterung 6 an ihrem modulseitigen Ende 52 eine Querschnittsbreite 59 quer zu Einset zrichtung 15 aufweist , die gerade der Summe der Mindestbreite 41 der Aufnahme 13 und zweimal der Materialstärke 56 des Hohl-Prof ils 8 entspricht . Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft , weil dadurch das modulseitige Ende 52 mit sehr geringem Versat z 57 ( vgl . Figur 12 ) an den äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 des PV-Moduls 2 heranrücken kann . Dadurch kann eine kompakte Ausgestaltung erhalten werden, die den Flächenbedarf für das Set , pro aktiver Fläche 9 des PV-Moduls 2 , minimiert .

Die Figur 7 zeigt ein erstes Beispiel , wie mithilfe eines erf indungsgemäßen Sets eine Photovoltaik-Anlage 1 realisiert werden kann, bei welcher mehrere bifaz ial ausgestaltete PV- Module 2 aufrecht stehend an einer Tragkonstruktion 3 befestigt sind . Die Tragkonstruktion 3 umfasst mehrere vertikal in z-Richtung verlaufende Pfosten 4 , die im Erdreich befestigt sind . An den Pfosten 4 sind hori zontal verlaufende Riegel 5 befestigt , die somit j eweils zwei benachbarte Pfosten

4 miteinander verbinden . Wie man in Figur 7 gut erkennt , werden dadurch im wesentlichen rechteckige Montagefelder def iniert , in denen wenigstens ein PV-Modul 2 angeordnet werden kann ; im Beispiel der Figur 7 ist beispielsweise nur ein einz iges PV-Modul 2 in „landscape"-Orient ierung in dem Montagefeld aufgehängt , sodass die Längsseite 38 des PV-Moduls 2 hori zontal entlang der Riegel 5 verläuft . In anderen Ausgestaltungen können aber auch mehrere PV-Module übereinander und/oder nebeneinander innerhalb des Montagefelds montiert sein .

Wie in Figur 7 zu erkennen ist , ist die Modulhalterung 6 des Sets in Form mehrerer Modulhalteelemente 43 ausgestaltet , wobei j edes dieser Modulhalteelemente 43 lediglich einen Teilabschnitt 44 des umlaufenden äußeren Rands 14 des PV- Moduls 2 umgreift . Die Modulhalteelemente 43 stellen dabei entweder eine mechanische Verbindung zwischen einem der Riegel

5 und dem PV-Modul 2 her oder zwischen dem PV-Modul 2 und einem der Pfosten 4 . Gerade die oberen und unteren Modulhalteelemente 43 , die an den hori zontal verlaufenden Längsseiten 38 des PV-Moduls 2 das PV-Modul 2 halten, müssen eine erhebliche mechanische Festigkeit aufweisen, um die Windlasten, die auf die Fläche des PV-Moduls 2 einwirken, sicher in den j eweiligen Riegel 5 abzuleiten . Ergänzend hierzu kann zum Beispiel auch eine direkte mechanische Verbindung zweier übereinander oder nebeneinander angeordneter PV-Module

2 über ein solches Modulhaltelement 43 realisiert sein ; in diesem Fall bietet das entsprechende Modulhalteelement 43 somit zu beiden Seiten eine j eweilige Aufnahmel3 , in die der Rand 14 des j eweiligen PV-Moduls 2 eingeset zt ist . Die Figur 8 zeigt eine weitere erf indungsgemäße PV-Anlage 1 , wobei hier das Set wenigstens vier Modulhalterungen 6a, 6b, 6c, 6d umfasst , die zusammen einen rechteckigen Modulrahmen 34 ausbilden, welcher um das PV-Modul 2 umläuft . Hierbei sind die insgesamt vier Modulhalterungen 6 an mehreren Fügestellen 42 mittels Eckverbindern zu dem Modulrahmen 34 zusammengefügt .

Anders als bei dem Beispiel der Figur 7 , ist in Figur 8 zu erkennen, dass dort die Beabstandung 36a der Spit ze 35 der oberen Modulhalterung 6a, die an der Oberseite des PV-Moduls 2 angeordnet ist , größer gewählt ist , als die Beabstandung 36c der Spit ze 35 der unteren Modulhalterung 6c, die an der Unterseite des PV-Moduls 2 angeordnet ist , und zwar j eweils bezogen auf die aktive Fläche 9 . Denn da die Sonnenstrahlen stets von oben einfallen, kann die untere Modulhalterung 6c sehr nahe an den äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 heranrücken, ohne dass eine relevante Verschattung zu befürchten ist . Durch eine solche Ausgestaltung kann die Bauhöhe der PV-Anlage 1 verringert werden, was günstig für die Aufnahme von Windlasten ist , insbesondere wenn mehrere PV- Module 2 übereinander angeordnet werden .

Die Figur 9 zeigt eine weitere mögliche Ausgestaltung des erf indungsgemäßen Sets : Hier sind ebenfalls insgesamt vier Modulhalterungen 6 in Form separater Modulhalteelemente 43 vorgesehen, die j edoch, anders als bei dem Beispiel der Figur 8 , nicht zu einem umlaufenden Modulrahmen 43 zusammengefügt sind .

Die Figur 10 zeigt , wie etwa die obere Modulhalterung 6 in Figur 9 ( oder die Modulhalterung 6a der Figur 8 ) , die die obere Längsseite 38 des PV-Moduls 2 umgreift , mit dem darüber liegenden Riegel 5 verbunden werden kann . Hierzu sind separate Befestigungselemente 37 vorgesehen, die in schlit zf örmige

Durchstecköffnungen 49 an der Unterseite des in Figur 10 gezeigten Riegels 5 eingesteckt sind (vgl . dazu auch Figur

17 ) , um so die unterhalb des Riegels 5 angeordnete Modulhalterung 6 an dem Riegel 5 zu befestigen . Hierbei bildet das in Figur 10 gezeigte Befestigungselement 37 sowohl auf der Vorderseite 12 als auch auf der Rückseite 11 eine j eweilige Lasche 50 aus (Vgl . auch Figur 18 ) , an welcher die Modulhalterung 6 befestigt ist .

In Figur 10 ist die Modulhalterung 6 analog zu dem Beispiel der Figur 6 ausgestaltet mit einer j eweiligen vorder- und rückseitigen Abschrägung 63 , wodurch prinz ipiell , wie dies in Figur 4 illustriert wurde , ein Verschattungswinkel von weniger als 90 ° erz ielt werden kann, sodass sowohl vorder- als auch rückseitig wenigstens ein maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel von 110 ° erreichbar sein sollte . Hierfür muss aber ein geeignetes PV-Modul 2 ausgewählt werden, wobei es dabei insbesondere auf die laterale Lage der aktiven Fläche 9 ankommt , als auch auf den Versat z 57 , der zwischen dem modulseitigen Ende 52 der Modulhalterung 6 und dem äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 besteht (vergleiche dazu Figur 12 ) . Dieser Versat z 57 hängt einerseits ab vom sogenannten Zell-Randabstand 61 , also dem Abstand zwischen der Außenkante des PV-Moduls 2 und dem äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 (vgl . hierzu Figur 2 oder Figur 12 ) als auch von der Einstecktiefe des PV-Moduls 2 in die Aufnahme 13 der Modulhalterung 6 (der Abstand 66 zwischen dem äußeren Rand 14 des PV-Moduls 2 und einem von der Modulhalterung 6 in der Aufnahme 13 gebildeten Anschlag kann variieren - vgl . dazu Figur 3 ) . Bei dem in Figur 10 gezeigten Beispiel ist aber sowohl der laterale Versat z der aktiven Fläche 9 zur Mittelebene 27 des PV-Moduls 2 als auch der Versat z 57 zwischen dem äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 und dem modulseitigen Ende 52 der Modulhalterung 6 so ungünstig gewählt , dass sich ein Verschattungswinkel von ca . 110 ° ergibt und zudem eine starke Verkippung des Verschattungswinkels 29 zur Vorderseite 12 hin (man beachte dazu die Winkelhalbierende 54 in Figur 10 , die einen Verkippungswinkel 55 von mehr als 20 ° in Bezug auf die Ebene 10 der aktiven Fläche 9 einnimmt . ) Daher kann auch vorderseitig nur ein maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel auf die aktive Fläche 9 von 105 ° erz ielt werden, was zu Leistungsverlusten führen würde .

Wie die Figur 16 zeigt , kann aber durch Verwendung eines PV- Moduls 2 mit mittig angeordneter aktive Fläche 9 bei sonst gleicher Konstruktion der Modulhalterung 6 als auch des zugehörigen Riegels 5 die Situation so stark verbes sert werden, dass nun der Verschattungswinkel nur noch 65 ° beträgt und vorder- als auch rückseitig maximale verschattungsfreie Einfallswinkel von mehr als 145 ° erz ielt werden können .

Diese Situation ist auch nochmals im Detail in Figur 11 gezeigt : Man erkennt dort , dass die vorder- und rückseitige Abschrägung 63 der Modulhalterung 6 , die j eweils symmetrisch in Bezug auf die gezeigte Symmetrieebene 28 der Modulhalterung 6 ausgebildet sind, einen Öf f nungswinkel 56 von ca . 65 ° auf spannen . Wird wie in Figur 11 ein PV-Modul 2 verwendet , bei welchem die aktive Fläche 9 in einer Mittelebene 27 des PV- Moduls 2 angeordnet ist , so kann das PV-Modul 2 gerade so weit in die Aufnahme 13 eingeschoben werden, dass der auf den äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 wirkende Verschattungswinkel 29 gerade dem Öff nungswinkel 56 entspricht , wie dies in Figur 11 illustriert ist .

Die Figur 12 zeigt demgegenüber in der linken Hälfte, dass der Verschattungswinkel 29 erheblich zunimmt , wenn die aktive Fläche 9 näher an das modulseitige Ende 52 der Modulhalterung 6 heranrückt . Dieses Heranrücken erscheint zunächst günstig, um die aktive Fläche 9 , bezogen auf die Gesamtgröße des PV- Moduls 2 , möglichst groß auslegen zu können, also einen vergleichsweise geringen Zell-Randabstand 61 verwenden zu können . Der Nachteil eines geringen Versat zes 57 besteht aber darin, dass dann die maximalen verschattungsfreien Winkel unter Umständen eingeschränkt werden (wobei Toleranzen beim Einset zen der PV-Module 2 in die Modulhalterung 6 zu berücksichtigen sind) .

Der rechte Teil der Figur 12 zeigt , dass der durch die Modulhalterung 6 verursachte Verschattungswinkel 29 sogar kleiner ausfallen kann als der von der Modulhalterung 6 aufgespannt Öf f nungswinkel 56 , nämlich dann, wenn der besagte Versat z 57 entsprechend groß gewählt ist . Ein solch großer Versat z führt aber zum Verlust aktiver Fläche 9 und damit zu einer geringeren Stromproduktion . Daher sollte der besagte Versat z 57 bevorzugt höchstens 20 % größer ausfallen als ein Mindestversat z , der eingehalten werden muss , um den gewünschten j eweiligen maximalen verschattungsfreien Einfallswinkel auf der Vorderseite 12 oder der Rückseite 11 zu gewährleisten . Beispielsweise könnte in Figur 11 die aktive Fläche 9 noch etwas näher an das modulseitige Ende 52 heranrücken, sofern nur ein maximaler verschattungsfreier vorder- und rückseitiger Einfallswinkel von j eweils 135 ° gewünscht ist .

Die Figur 13 geht von dem Beispiel der Figur 11 aus , allerdings ist hier nun ein PV-Modul 2 in dieselbe Modulhalterung 6 eingeset zt , bei welchem die aktive Fläche 9 zur Mittelebene 27 des PV-Moduls 2 lateral verset zt ist . Hier wurde aber nun dennoch ein vergleichsweise großer maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel 23 , 24 auf der Vorderseite 12 als auch auf der Rückseite 11 dadurch gewährleistet , dass ein vergleichsweise großer Versat z 57 gewählt wurde . Hieraus resultiert auch ein geringer Verkippungswinkel 55 von weniger als 15 ° und auch ein vergleichsweise geringer Verschattungswinkel von ca . 55 ° . Eine solche Ausgestaltung kann sich etwa anbieten, wenn ein PV-Modul 2 verwendet wird, was ohnehin einen vergleichsweise großen Zell-Randabstand 61 (vgl . Figur 12 ) aufweist .

Die Figur 14 zeigt ein weiteres Beispiel eines erf indungsgemäß ausgestalteten Sets . Hierbei wird nun aber eine Modulhalterung 6 verwendet , die asymmetrisch ausgestaltet ist in Bezug auf die gezeigte Mittelebene 27 des PV-Moduls 2 . Wie zu erkennen ist , unterscheiden sich j edoch die lateralen Abstände 60a und 60b zwischen der Modulebene 10 der aktiven Fläche 9 und dem jeweiligen Außenpunkt 58a, 58b der Modulhalterung 6 nur sehr wenig . Hier wird also die Tatsache , dass die aktive Fläche 9 des PV-Moduls 2 zur Vorderseite 12 hin verset zt ist , durch die asymmetrische Ausgestaltung der Modulhalterung 6 zumindest teilweise ausgeglichen, sodass immer noch ein vergleichsweise geringer Verschattungswinkel von ca . 65 ° erz ielt werden kann, bei vergleichsweise geringem Versat z 57 zwischen dem modulseitigen Ende 52 der Modulhalterung 6 und dem äußeren Rand 30 der aktiven Fläche 9 .

Wie das Beispiel der Figur 15 zeigt , kann auch eine asymmetrisch ausgestaltete Modulhalterung 6 erf indungsgemäß mit einem PV-Modul 2 verwendet werden, dessen aktive Fläche 9 mittig positioniert ist in Bezug auf Außenkanten/-f lächen des PV-Moduls 2 . Die Asymmetrie der Modulhalterung 6 ist beispielsweise an den unterschiedlich großen lateralen Erstreckungen 31 der beiden Schenkel 16 und 17 zu erkennen .

Allen erf indungsgemäßen Ausgestaltungen gemäß den Figuren 3 bis 9 sowie 11 bis 16 ist dabei gemeinsam, dass die j eweils verwendete Modulhalterung 6 zurückverset zte Außenpunkte 58a und 58b aufweist , sodass j eweils die modulseitigen Spit zen 35 der beiden Schenkel 16 und 17 das modulseitige Ende 52 ausbilden, dass ferner j eweils vorder- als auch rückseitig ein maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel von wenigstens 110 ° gewährleistet ist und dass die Verkippung des jeweils eingestellten Verschattungswinkels 29 , bezogen auf die Ebene 10 der aktiven Fläche 9 , j eweils betragsmäßig höchstens 15 ° beträgt . Dadurch kann in allen diesen Ausgestaltungsbeispielen eine hohe Eff i z ienz der solaren Stromproduktion sowohl bei vorderseit iger als auch bei rückseitiger Bestrahlung des bifaz ialen PV-Moduls 2 erz ielt werden .

Die Figuren 17 und 18 zeigen noch perspektivische Ansichten eines hori zontal verlaufenden oberen Riegels 5 einer Tragkonstruktion 3 einer erf indungsgemäßen PV-Anlage 1 , wobei die Ausgestaltung dem Schema der Figur 16 entspricht . Zu erkennen sind in den Figuren 17 und 18 ein wie bereits zuvor erläutertes separates Befestigungselement 37 , welches in den nach oben halb offenen Riegel 5 , der mittels eines C-Prof ils ausgestaltet ist , eingesteckt ist , um so die unter dem Riegel 5 angeordnete Modulhalterung 6 samt dem von ihr gehaltenen PV- Modul 2 an dem Riegel 5 zu befestigen . In Figur 18 sind dabei die beiden vorderseit igen Laschen 50 zu erkennen, die von dem Befestigungselement 37 zum Halten der Modulhalterung 6 ausgebildet sind . In Figur 17 erkennt man auch, das s das Befestigungselement 37 vorder- und rückseitig j ewei ls einen Anlageschenkel 68 ausbildet , der sich in der Montageposition innenseitig an dem Riegel 5 abstüt zt und mit diesem verschraubt ist .

Zusammenfassend wird zum sicheren Halten eines aufrecht stehenden Photovoltaik (PV) -Moduls 2 eine zugehörige ausreichend feste Modulhalterung 6 vorgeschlagen, die eine oder mehrere äußere Kanten des PV-Moduls 2 gegen Windlasten stabilisieren kann und dabei gleichzeitig die Anfäl ligkeit des PV-Moduls 2 gegen Verschattung durch die zugehörige Modulhalterung 6 minimiert . Hierzu ist vorgesehen, die Modulhalterung 6 mit konvexer Form aus zubilden, dabei vorder- und rückseitig große maximale verschattungsfreie Einfallswinkel 23 , 24 zu ermöglichen, und gleichzeitig eine möglichst geringe j eweilige laterale Ausdehnung der Modulhalterung 6 in einer Richtung quer zu einer aktiven Fläche 9 des PV-Moduls 2 zu erz ielen, und zwar sowohl vorder- als auch rückseitig . Hierdurch wird es möglich, leistungsfähige PV-Anlagen 1 zu erhalten, auf Basis einer Tragkonstruktion 3 , die mit Hilfe von erf indungsgemäß ausgestalteten Modulhalterungen 6 großf lächige bifaziale PV- Module 2 aufrecht stehend und weitgehend verschattungsfrei trägt .

Bezugszeichenliste

1 Photovoltaik-Anlage

2 Photovoltaik-Modul

3 Tragkonstruktion

4 Pfosten

5 Riegel

6 Modulhalterung (zum Positionieren / Halten von 2)

7 Modul-Ebene (gebildet durch mehrere 2 oder durch 9)

8 Hohlprofil

9 aktive Fläche (von 2)

10 Ebene der aktiven Fläche (also Ebene von 9)

11 Rückseite (von 2)

12 Vorderseite (von 2)

13 Aufnahme

14 (äußerer) Rand (von 2)

15 Einsetzrichtung (entlang derer 2 in 13 einsetzbar ist)

16 hinterer Schenkel (von 6, definiert 13)

17 vorderer Schenkel (von 6, definiert 13)

18 Aufschubrichtung (in welcher 6 auf 2 aufschiebbar ist, entgegengesetzt zu 15)

19 Deck-/Schut zschicht , insbesondere ausgestaltet als Antireflekt ions schicht

20 einfallender Sonnenstrahl (fällt auf 11 ein)

21 einfallender Sonnenstrahl (fällt auf 12 ein)

22 Außenkontur (von 6)

23 maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel (bzgl. 11)

24 maximaler verschattungsfreier Einfallswinkel (bzgl. 12)

25 Einhüllende (von 6, gesehen in Richtung von 15)

26 Flächennormale (auf 9 beziehungsweise 10)

27 Mittelebene (von 2 oder 6)

28 Symmetrieebene (von 6)

29 Verschattungswinkel

30 (äußerer) Rand (von 9) laterale Erstreckung (von 16, 17, quer zu 10 und gemessen ab 13) Hohlkammer

Hohlkammerwandung (verbindet 16 und 17)

Modulrahmen modulseitige Spitze (von 16/17)

Beabstandung (zwischen 35 und 9)

Befestigungselement (zum Befestigen von 6/34 an 4/5) Längsseite (von 2/14) Querseite (von 2/14)

Einstecktiefe (von 2 in 6/13)

Mindestbreite (von 13)

Fügestelle (zwischen 6/43, zur Ausbildung von 34)

Modulhalteelement

Teilabschnitt (von 14)

Einführöffnung (von 13, zum Einführen von 2 in 13) (laterale) Gesamterstreckung (von 6)

Verschraubung

Längsrichtung (von 5)

Durchstecköffnung (ausgebildet in 5, zum Einstecken von 37 in 5 )

Laschen (von 37, zum Befestigen von 6)

Abschrägung (an 5) modulseitiges Ende (von 6)

Längsprof il

Winkelhalbierende (von 29)

Verkippungs winkel

Öf f nungswinkel (von 6)

Versatz (zwischen 30 und 52)

Außenpunkte (von 6, jeweils lateral beabstandet zu 10) Querschnittsbreite (von 52) lateraler Abstand zwischen der Modulebene und der Modulhalterung, insbesondere lateraler Zellebene-

Rahmenabstand (= lateraler Abstand zw. 58 und 10) 61 Zell-Randabstand (Abstand zwischen Außenkante von 2 und

30 )

62 Verschattungs länge

63 Abschrägung 64 maximale Einstecktiefe (von 13 )

65 maximale Breite (von 6 in Richtung von 15 )

66 Abstand ( zwischen 14 und Anschlag gebildet durch 6 )

67 Stabilisierungsschenkel

68 Anlageschenkel (von 37 zur Anlage an 5 ) 69 Modulebene

70 geometrischer Schwerpunkt (von 32c )

71 Wandstärken verdickung