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Montagegerechte Gestaltung eines Befestigungssystems für Photovoltaikgeneratoren

Schumann, Sven

Der Bedarf an elektrischer Energie ist durch die stetig wachsende Weltbevölkerung, die erhöhte Mobilität sowie das gestiegene Komfortbedürfnis innerhalb der letzten Jahrzehnte stark angestiegen. Eine Fortsetzung dieses Trends ist sehr wahrscheinlich. Bei der erforderlichen nachhaltigen Umstrukturierung der Energieversorgungssysteme kommt der Photovoltaik eine wesentliche Rolle zu. Zur Reduzierung der Kosten der Photovoltaik müssen alle kostenverursachenden Faktoren im Hinblick auf ihr Kostensenkungspotential betrachtet werden. Die Komponenten des Befestigungssystems und die Installation machen zusammen etwa ein Drittel der Kosten eines Photovoltaiksystems aus. Einen erheblichen Anteil an diesen Kosten haben die elektrischen Verkabelungen. Durch eine Verbesserung der Installation zusammen mit einer Verringerung des Aufwands für die Verkabelung lassen sich erhebliche Einsparungen realisieren. Laut einer im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Unternehmensbefragung sahen die meisten Unternehmen Verbesserungspotentiale bei den Befestigungssystemen. Der in dieser Arbeit vorgestellte Lösungsansatz basiert auf der Bestimmung des Handlungsbedarfs in Bezug auf eine montagegerechtere Gestaltung der Befestigungssysteme durch Identifikation der Beanspruchungen eines solchen Systems und der daraus resultierenden Anforderungen. Eine sich auf eine umfassende Recherche der Anforderungen an ein Befestigungssystem stützende Methodik zur Bewertung der Montagegerechtheit von Befestigungssystemen wurde entwickelt und angewandt, um detaillierte Gestaltungshinweise für ein montagegerechtes Befestigungssystem für Photovoltaikgeneratoren zu erhalten. Erweitert, detailliert und verifiziert wurden die mit dieser Methodik erarbeiteten Gestaltungshinweise durch ergänzend durchgeführte Montageversuche. Mit den Erkenntnissen aus diesen theoretischen und praktischen Untersuchungen erfolgte die konzeptionelle und konstruktive Gestaltung eines montagegerechten Befestigungssystems für Photovoltaikgeneratoren. Dabei wurde die Funktionsstruktur für dieses System aufgestellt und detailliert, Wirkprinzipien und Lösungsansätze für die Detailfunktionen erarbeitet sowie darauf aufbauend Kombinationen der Detaillösungen konzipiert, welche anschließend konstruktiv ausgearbeitet wurden. Durch die dargestellten Arbeiten konnte ein montagegerecht gestaltetes Befestigungssystem für Photovoltaikgeneratoren entwickelt werden, mit dem auch die Erschließung von Einsatzfällen ermöglicht wird, die einen häufigeren Auf- und Abbau eines Photovoltaikgenerators erfordern. Die Eignung des Systems auch für diesen sog. Wechseleinsatz erschließt die Potentiale zukunftsweisender Dienstleistungen und Nutzenverkaufskonzepte auf dem Photovoltaiksektor und ermöglicht einen wichtigen Schritt hin zu einer nachhaltigen Energieversorgung.