用于安装在隔音墙上的设备

本发明涉及一种用于竖直安装在墙，尤其隔音墙上的设备，其带有框架和至少两个布置在所述框架的正面的翅片，所述翅片带有太阳能模块，其中，至少两个分别带有用于支承所述框架的支座的支撑凸起部从框架的背面向外延伸。

太阳能模块与隔音构件的联接和与之相关的一般优点基本上早已经为人所知。这种联接中的根本问题在于，太阳能模块的表面通常是反射声音的并且因此与隔音构件力求得到的特性截然相反。

文献EP 2 645 013 A1公开了一种太阳能板系统，该系统配置用于竖直的表面并具有多排太阳能板，太阳能板分别布置在支撑框架上。此外，该系统包括多排框架，这些框架与支撑框架平行布置并用作用于布置在框架上的扩散器板的支撑件，其中，从分别布置在扩散器板下方的太阳能板反射到扩散器板的光被扩散器板散射。

文献US 2015/136208 A1示出一种具有多个竖直框架和上部横梁的太阳能模块支架，这些上部横梁以多个阶部布置在竖直框架之间，以便水平地与竖直框架分开。此外，该太阳能模块支架还具有多个水平支撑件和太阳能模块，其中，水平支撑件在竖直框架之间布置在上部的横向支撑件的下部区域中和竖直框架的前部区域中，以便水平地与竖直框架分开。

在文献DE 87 06 878 U1中示出一种用于建筑区域的保护元件，该建筑区域可以构造成立面覆盖板。在此，该立面覆盖板可以借助于固持框架和阳台固定装置布置在阳台上，以便将立面覆盖板布置在竖直的板上。

文献EP 1 788 155 A2示出一种轻量化构造的生态隔音墙，其具有锚固在地基中的竖直的支撑件和楔形的隔音元件，这些隔音元件具有吸音的隔音材料和用于保护免受天气影响的顶。在此，隔音材料由天然的和可再生的由稻草、茎杆或源于植物的纤维制成的原料制成。

文献WO 2017/091077 A1描述了一种防晒模块，其可用作沿高速公路的隔音墙的一部分。防晒模块具有遮阳板，该遮阳板可以布置在两个透明的壁之间的支架上并且可以包含光伏电池，以便将入射到遮阳板上的太阳光线的辐射能转换为电能。按照文献WO2017/091077 A1，太阳跟踪系统用于移动遮阳板，以使其朝太阳定向。在此不利的是复杂的设计结构，该复杂的设计结构是由于各个遮阳板的可跟踪性而需要的。

本发明要解决的技术问题是，克服或者至少减小现有技术的缺点。

本发明建议一种开始所述种类的设备，其中，所述翅片形成细长或者说长条形的框架支杆。在此，所述翅片既是用于太阳能模块的支撑结构也是框架支杆。框架以此可以借助翅片在结构上加固。因此可以省去专门配设的支撑结构和用于将该支撑结构与框架连接的复杂结构，并且框架的横截面可以设计成更小尺寸。这节省了成本并减小了设备在垂直于框架平面的观察方向上的视面(德语：

由较小视面得到的本公开内容的另外的可实现的优点是，该设备特别适合在至少部分透明的隔音墙上使用。在平行于声音的观察方向上(例如对于引起噪声的车辆的乘员)，通过隔音墙的视线只略微受该设备限制并且尽可能保留了眺望周围景观的优点。

本公开内容的另外的可实现的优点是，所述设备可以安装在现有的或新建的墙上，而不需要额外的竖立结构和基础，并且对墙只有很小的额外负荷。尤其通过借助两个分别带有支座的支撑凸出部的安装，竖直载荷可以通过现有的或新的墙的现有的或者新的竖立部通过支座导出。此外，可以实现所述设备的简单和低成本的预制和预制元件的简单安装。例如，在预制时太阳能模块就已经可以电连接，使得所述设备可以利用相对较少的普通电接头快速安装。额外地，在维修和损坏情况中可以容易地更换所述设备。

可选地，翅片可以基本上平行地布置。以此，布置在翅片上的太阳能模块的有效表面可以最大化。就是说太阳能模块的光伏电池的尽可能大的面积可用于光线的入射。例如可以从太阳光线的预期平均入射角出发，在观察方向上使设备的视面最大化，从而使相邻翅片在该视角中直接彼此相邻。因此通过平行的布置可以实现基本上连续的使用面。同时，通过相邻的翅片使太阳能模块的遮挡最小化。例如，翅片可以基本上平行于所述设备的在使用中水平的边布置。在此，翅片可以基本上平行于两个支撑凸起部之间的连接线布置。这样的优点是，在多个设备排列在一起时，会产生连续的翅片印象。此外，对于相对设备移动的观察者，翅片的布置相对于距离较远的观察点保持稳定，使得平行的水平布置特别适于在至少部分透明的墙上使用。

此外，至少三个具有太阳能模块的翅片可以在框架的正面以均匀的间距布置。有利的是，通过均匀的间距得到框架的简单的制造和安装方法。此外，翅片以此可以构造成相同的而不影响使用面，由此也可以简化或降低翅片的制造方法和成本。最后，以均匀间距的布置还有助于在透明的隔音墙上使用时使视线影响最小化，因为均匀的布置比不均匀的布置更不醒目，并且人眼难以察觉或者可以更好地隐没。

太阳能模块可以在翅片上以相对于框架平面的斜角布置。以这种方式，太阳能模块可以以太阳能模块效率最大的角度布置。通过光入射在一天中变化的角度可以得到太阳能模块的这种布置，这种布置以整年计算导致太阳辐射的最大吸收。为了不影响吸收效率，布置在两个相邻的平行的翅片上的太阳能模块之间的竖直间距有利地选择为，使得布置在下方翅片上的太阳能模块的上棱边不超过从布置在上方翅片上的太阳能模块的下边棱出发的并且与太阳能模块的面垂直的假想的阴影线。

为了提高刚度，翅片具有至少一个相对于太阳能模块成角度的加固部。在此，翅片例如具有双边腿的(例如V形或L形)或多边腿的型廓，其中，太阳能模块布置在该型廓的两个平坦的部分中的一个上，并且形成加固部的另一个(可选也是平坦的)部分防止翅片的扭转和/或弯曲。由于加固部，翅片可以以更小的厚度设计尺寸。这既用于节省材料并且因此节省成本，也用于减小所述设备的总重量。较小的总重量提高了所述设备与现有的墙、尤其隔音墙的兼容性，因为对其所能承受的额外载荷的要求也以此降低。

可选的是，翅片至少局部区段地以吸音的表面涂层和/或以吸音的材料覆盖。以此有利地提高根据本发明的设备的吸音能力，方式是可以吸收直接来自噪声源的声音或在太阳能模块或(例如部分透明的)隔音墙处反射的声音。由此可以至少部分地补偿太阳能模块的声音反射作用并且可以总体上改善墙的吸音程度。

本发明一般地也涉及一种用于竖直安装在墙，尤其隔音墙上的设备，该设备带有框架和至少两个布置在所述框架的正面的翅片，其中，所述翅片构成细长的框架支杆并且至少局部区段地配设有吸音的涂层和/或以吸音的材料覆盖，其中，至少两个分别带有用于支承所述框架的支座的支撑凸起部从框架的背面向外延伸。这种翅片设备通常也可以有利地在没有太阳能模块的情况下使用，例如用于改善否则主要反射声音的隔音墙(例如透明的隔音墙)的吸音特性。因此，本发明还涉及一种具有至少一个这种翅片设备的隔音墙。

此外，可以在支撑凸起部上设置在支座侧向突起的舌片，以便与支撑件连接，其中，所述舌片优选与框架平面平行地布置。通过舌片与支撑件的连接可以避免支座的水平滑移。此外确保根据本发明的设备简单地装配在可以是墙的一部分的支撑件上。例如舌片可以形成止挡，该止挡以规定的间距布置在框架外部，并且规定框架与承载所述设备的墙之间的相应的间距。

根据可选的实施方式，至少一个定距件从框架的背面向外延伸。借助定距件可以有利地将根据本发明的设备的风载荷引入现有的或新的隔音墙中，以此，所述设备可以与承载式墙保持距离并且设备的尺寸设计得更精细，使得随后可以节省材料和成本以及可以减轻重量。

备选地或者额外地，框架可以由成形管和/或角形件形成，尤其由金属制成。该框架以此可以廉价地由具有高强度的材料制成。此外，实现框架的相对较高的结构完整性，同时材料耗费和重量较小。

此外，框架可以具有至少一个拉伸对角件。也可以设置多个，例如交叉的拉伸对角件。拉伸对角件改善所述设备对平行位移的稳定性，例如在框架于安装到墙上之前的运输中可能出现该平行位移。若拉伸对角件由金属制成，就可以吸收特别高的拉力。例如拉伸对角件可以通过至少一个相对于翅片倾斜延伸的拉索或者钢丝绳形成，该拉索固定在框架的相对的边腿上。

按照优选的实施方式，支撑凸起部设置用于与同类型的第二设备的对应的支撑凸起部连接。在此优选的是，所述设备竖直安装在墙的第一侧面上，同类型的第二设备竖直地并且通过墙与第一设备镜像地安装在墙的与第一侧面相对的第二侧面上。两个设备的支撑凸起部在此可以延伸超过墙的上边棱并且相互接触。

与之关联地，支撑凸起部可以设置用于建立螺旋连接和/或插塞连接。有利的是，借助螺旋和/或插塞连接，根据本发明的设备的支撑凸起部可以简单、稳定和可拆卸地与相同类型的第二设备的对应的支撑凸起部连接。以此实现快速和可靠的安装和拆卸(例如用于维护)。

此外，本发明涉及一种墙，尤其隔音墙，其具有支承在其上的按照上述变型设计之一所述的设备。在此，所述设备竖直地安装在墙上，其中，至少两个分别具有用于支承框架的支座的支撑凸起部从框架的背面向外延伸至墙。在此，支座可以支承在墙的对应支承点或支承面上，例如上边棱、水平的横梁上或墙的凹部中。

虽然传入的声音(声音的辐射)直接到达墙的吸音表面，但是不一定是水平的(与竖直方向垂直的)。由于预料大部分的声音辐射来自立体角的相对较小的区域，因此有利的是，当前墙的吸音表面可直接接触到从噪声辐射区域传入的声音的区段的面积(总体上)至少与墙的视面的面积一样大，其中，噪声辐射区域包括在水平面和从该水平面向墙的底面方向倾斜70°的斜面之间的角范围。可选的是，针对吸音表面的所述区段的面积的上述条件已经在下列角范围的噪声辐射区域中满足：在水平面(下文中水平面简称为0°)和从该水平面向墙元件的底面方向倾斜60°的斜面之间或在0°和50°之间，或在0°和40°之间，或在0°和30°之间，或在0°和20°之间，或在0°和10°之间。

优选的是，根据本发明的墙的翅片至少局部区段地设置有吸音表面和/或以吸音材料覆盖，其中，根据本发明的墙的吸音材料或涂层的总面积相对于墙的视面的比例大约相当于1.2∶1的比例。由此可以补偿根据本发明的墙的太阳能模块的声音反射作用，并且相较于传统的(没有前置的设备的)隔音墙可以改进吸音度。

根据一种优选的实施方式，所公开的墙，尤其隔音墙具有两个支承在其上的并且连接的根据上述变型设计之一的设备。例如，在此第一设备可以竖直安装在墙的第一侧面上，第二设备竖直地并且通过墙与第一设备镜像地安装在墙的与第一侧面相对的第二侧面上，其中，这两个设备可以可选通过螺旋连接装置和/或插塞连接装置连接。

根据另一种实施方式，墙或隔音墙可以是至少部分透明的。由此，新的透明的隔音墙可以有利地例如使用在街道和轨道的由于透明隔音墙的吸音相对较差迄今为止只能有限地使用透明的隔音墙的区域中。在此，通过以倾斜角度布置的翅片，可以在透明的隔音时使用商业上通用的不透明的太阳能模块，而不会失去从隔音墙观察者的观察方向看的透明特性。

下面根据特别优选的实施例和参照附图进一步阐述本发明，然而本发明不限于该实施例。附图中：

图1示出本发明的第一实施方式的示意图，其具有布置在两侧的具体设备的隔音墙；

图2示出根据图1的示意图的细节；

图3示出与图1相似的示意图，其中，为了表明框架仅勾画出两个翅片；

图4示意性示出根据图1至图3的第一实施方式的垂直截面；

图5示意性示出根据图4的垂直截面的细节；

图6示出本发明的第二实施方式的示意图，其具有布置在两侧的具体设备的更宽的隔音墙；

图7示出与图6相似的示意图，其中，为了表明框架只勾画出两个翅片；

图8示意性示出本发明的第三实施方式的垂直截面，其具有布置在两侧的具体设备的透明的隔音墙；

图9示意性示出根据图8的垂直截面的细节；

图1至图5示出本发明的第一实施方式，其具有隔音墙5。隔音墙5沿纵向(即根据宽度17)分成多个区段，这些区段分别通过由金属制成的竖立部4限定、支撑并且锚固在地面上。图1至图3示出隔音墙5的一个这种区段。隔音墙5可以在纵向方向通过相同类型的区段延续。

具有框架1、具有翅片2和具有太阳能模块3的设备10分别垂直地安装在隔音墙5的两个沿纵向和沿垂直方向延伸的外侧面上。框架1具有矩形的框架结构，该框架结构由两个竖直的和两个水平的金属制的成形管构成。框架1沿纵向在隔音墙5的一个区段的整个宽度17上延伸，并且在垂直方向上与隔音墙的下边棱间隔地延伸超出隔音墙5的上边棱。

共有二十二个翅片2水平地并且平行地布置在框架1的正面，所述翅片沿纵向(水平地)在框架1的整个宽度上延伸并形成细长的框架支杆。翅片2与框架1连接，更准确地说与外部的垂直的成形管连接并固定在该成形管上。相邻的翅片2之间的间距是恒定的并且所有翅片2以均匀的间距布置(即分别以与相应相邻的翅片相同的间距)。对应于隔音墙5的一个区段的宽度17的框架1的宽度取决于现有隔音墙的竖立部4的通常间距，该间距例如约为165cm，约为200cm或约为250cm。在例如约500cm的更大的竖立部4的间距中，如图6和图7所示，两个框架结构构成一个框架。

翅片2相对于框架平面以倾斜角度布置(见图4和图5)，在所示的实施方式中，该框架平面平行于隔音墙5的外侧面，使得翅片2相对于垂直面向隔音墙5的顶面的方向倾斜。在翅片2上固定有带有串联布置的光伏电池的太阳能模块3，其宽度约为12.5cm，或者备选地约为16.5cm。在框架1的背离翅片2的面向隔音墙5的背面上，在框架1的两个竖直成形管上分别在隔音墙5的上边棱的区域中，支撑凸起部6向外向隔音墙5的方向延伸，使得支撑凸起部6分别利用用于支承框架1的支座支承在隔音墙5的顶面上，更准确地说支承在竖立部4的上端部上。以这种方式，可以将设备的重量通过支撑凸起部6和通过竖立部4导出。在设备外侧的风载荷可以通过额外的、螺旋装置形式的定距件7引入隔音墙5，所述定距件7分别布置在框架1的两个垂直成形管的上、中、下区域中并且从框架1的背面向外延伸并且接触隔音墙5，更准确地说接触竖立部4。支撑凸起部6的布置使突伸超出隔音墙5的高度的框架能够制造。

在图1至图5中所示的第一实施方式中，框架1以超高量8超出隔音墙5。最大可实现的超高量的大小取决于隔音墙5的静力特性，尤其是竖立部4的静力特性。因此，隔音墙可以用作借助光伏电池获取能量的现有表面资源，并且用作根据该隔音墙的现有的静力特性借助光伏电池最大获取能量的底部结构。

在支撑凸起部6上布置有在支座侧向突起的舌片9，通过该舌片框架1借助插塞连接装置或螺旋装置与竖立部4连接。竖立部4在此用作设备的支架。舌片9在此与框架平面平行地布置。此外，通过金属制的拉伸对角件12使框架1额外地稳定，该拉伸对角件12对角地延伸穿过矩形的框架并且共同形成X结构。此外，拉伸对角件12的布置也使得在预制时的和在预制之后的运输更容易。

图3示出第一实施方式的示意图，其中，分别仅用虚线示出两个翅片。为了简洁起见，其余翅片被隐去，以便使框架1的结构更清楚。在所示实施方式中，框架1借助支撑凸起部6和定距件7固定在隔音墙5的竖立部4上，从而阐明了根据本发明的设备的简单的安装。布置在隔音墙5两侧的设备10的相同类型的支撑凸起部6借助插塞连接装置相互连接。此外在图3中可以特别好地看到布置在成形管内部的拉伸对角件12。

图4示意性示出按照图1至图3的第一实施方式的垂直截面，图5示出图4在隔音墙5的上边棱的区域中的细节。如附图所示，在该实施方式中，隔音墙5具有钢筋混凝土制成的内部区域和由木质混凝土制成的外部区域，其中，木质混凝土元件的位于外部的表面(由虚线所示)是波浪形的。在本发明的范畴中，隔音墙一般可以是现有的或新建的任何类型的隔音墙，例如具有钢筋混凝土芯的结构化或非结构化的木质混凝土或者具有轻质芯的结构化或非结构化的木质混凝土，或由木材或者由铝，例如利用铝孔板制成的隔音墙。所述设备的各个翅片2在横截面中具有相对于(与隔音墙的外侧面或与框架1的框架平面垂直的)水平面倾斜的作为用于太阳能模块3的支座的部分13和邻接在相对于水平面倾斜的部分13上的竖直部分14，竖直部分14作为加固部并且将太阳能模块3的光伏电池的负载引入框架1中。配设作为加固部的竖直部分14在此与太阳能模块成角度。翅片2利用竖直部分14固定在外部的竖直成形管上。为了减小各个翅片2的材料厚度，翅片2在横截面中额外地具有折边部15，折边部15在竖直部分14的相对侧上邻接在相对于水平面倾斜的部分13上。为了减小各个翅片2的材料厚度，额外地可以根据静力学要求在支承点中或以规则间距设置加固板16。

与水平面倾斜的部分13相对于框架平面的角度选择为，使得安装在其上的太阳能模块3在倾斜的部分13的顶面上在整年平均地定向成与太阳光20的方向垂直，使得以整年计算，可以根据方位得到从光线和太阳中获取能量的可实现的最大效率。为了不影响这种效率，在两个叠加的平行行的翅片2之间的竖直间距21选择为，使得下方的太阳能模块3的光伏电池的上边棱不超过从上方太阳能模块3的光伏电池的下边棱出发与光伏电池表面垂直的假想阴影线22。在此，折边部15布置在阴影线22内部。因此，隔音墙5的(用于吸音)所使用的面积相对于太阳能模块3的光伏电池的(用于吸光)所使用面积，根据从光和太阳中获取能量的可达到的效率来被最大化地利用。

在根据图5所示的实施方式中，与水平面倾斜的部件13的底面甚至折边部15都设有吸音的涂层23(或用吸音的表面涂层)，以便能够吸收从噪声源直接24或间接25传入的声音。涂层23的吸音材料的总面积相较于现有隔音墙的视面的比例在所示实施方式中相当于约1.2∶1的比例。以此可以补偿太阳能模块3的光伏电池的声音反射作用并且此外可以改善隔音墙的吸音度。

在根据图5所示的实施方式中，在隔音墙5的所述一侧的设备的支撑凸起部6与在隔音墙5的另一侧的设备的支撑凸起部6连接，其中，两个设备的支撑凸起部6分别用支座支承在隔音墙5的上边棱上，更准确的说支承在隔音墙的竖立部4的上边棱上。在支撑凸起部6下方，竖直舌片9布置在支撑凸起部6的支座的侧面，这些支撑凸起部6借助插塞连接装置或螺旋装置与竖立部4连接。同样在支撑凸起部6下方，在竖直舌片9和框架1之间布置有定距件7。

图6示出按照本发明的第二实施方式的一部分。所示的隔音墙5包括多个沿纵向相邻的区段，这些区段分别对应于所示的由两个竖立部4限定的区段。图6中用虚线表示与所示区段相邻的区段11，以便表示隔音墙通过多个区段的行形的重复或并排延续。根据本发明的具有框架1和翅片2的设备分别垂直地布置在隔音墙5的区段的两个外侧面上。由于与根据图1至图5的第一实施方式相比，在根据图6的第二实施方式中区段的宽度18更大，所以沿纵向在区段的整个宽度18上延伸的框架1具有两个矩形的框架结构，所述框架结构分别由两个垂直的和两个水平的金属制的成形管构成。借助于两个矩形框架结构在相互面对的竖直侧面19上的简单的螺旋连接装置或插接型材，拉伸对角件12可以用作拉杆，以去除两个竖立部4相对于第一实施方式的更大间距的载荷，而不必增加各个框架构造本身的尺寸。翅片2可以设置成连续的框架支杆，或者可以分别配属于框架结构并且行形地延续。布置在设备的外部的竖直边缘上的两个竖直成形管分别具有从背面向外延伸至隔音墙的支撑凸起部，该支撑凸起部分别具有用于支承框架的支座。在彼此面对的竖直侧面19的区域中以及沿外部的竖直成形管设有从框架1延伸至隔音墙5的定距件7。在根据图6所示的实施方式中，由于区段的行形的设计，布置在区段的两个外侧面上的两个设备还借助螺旋连接装置或插塞连接装置与相邻的设备连接。

图7示出第二实施方式另外的示意图，其中，用虚线只示出两个翅片。为了简洁起见，其余翅片被隐去，以便使第二实施方式的框架1的结构清楚。在根据图6和图7的所示第二实施方式中，框架1借助支撑凸起部6和定距件7固定在隔音墙5的竖立部4上，从而阐明了根据本发明的设备的简单安装。

图8示意性地示出本发明第三实施方式的垂直截面图，图9示意性地示出第三实施方式的垂直截面在隔音墙5的上边棱区域中的细节。在第三实施方式中，隔音墙5在竖立部4之间具有透明区域26。隔音墙5的透明区域26是能反射声音的，使得声音可以被翅片的吸音涂层23吸收，所述声音由声源发出，在区域26中反射并被翅片吸收。因此，由隔音墙5反射的声音是间接传入的声音25。通过安装根据本发明的设备，反射声音的隔音墙如透明隔音墙可以设计成或改造成吸音的。由此，新的透明的隔音墙可以例如应用在街道和轨道的由于透明隔音墙的声音反射特性不好而迄今为止只能有限地使用透明的隔音墙的区域中。在此，通过翅片2的倾斜布置，可以在透明的隔音墙中使用商业上通用的不透明的太阳能模块，而不会失去从隔音墙观察者27的观察方向看的透明特性。