DE202007008574U1

DE202007008574U1 - Solares Leuchtdisplay für den Außeneinsatz (Solar Media Modul)

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Publication number: DE202007008574U1
Application number: DE202007008574U
Authority: DE
Original assignee: Schneider Ingo F Dipl-Ing
Current assignee: Schneider Ingo F Dipl-Ing
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2017-06-15
Also published as: DE112008002213A5; WO2008151621A2; WO2008151621A3

Abstract

Hauptanspruch: Elektronisch steuerbares, additiv einsetzbares, modulares, solares Leuchtdisplay für den Außeneinsatz, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von einzelnen oder in Baugruppen angeordneten, witterungsgeschützten, energieeffizienten, individuell ansteuerbaren Leuchtmitteln (z.B. LEDs in RGB-Technologie) auf einer das Displaybild erzeugenden räumlichen, vorzugsweise zweidimensionalen Trägermatrix verteilt sind, welche baulich mit einem Photovoltaikgenerator (d.h. aus einem von mehreren Zellen gebildeten Modul oder aus mehreren Modulen bestehenden Photovoltaikanlage) zu einer flächigen (z.B. in den üblichen Bild- und Filmformaten proportionierten) Funktionseinheit kombiniert ist und das den über die Generatorfläche photovoltaisch gewonnenen (im integrierten Energiespeicher oder im öffentlichen Netz zwischengespeicherten) Strom wieder zum Betrieb der Displayanlage einsetzt.

Description

Marktübliche, vorwiegend zu öffentlichen Werbe-, Unterhaltungs- oder Infomationszwecken eingesetzte elektronische Großdisplays bestehen im Außeneinsatz meist aus mehreren massiven Bauteilen (z.B. vormontierten Leuchtclustern), in denen die einzeln ansteuerbaren Leuchtpunkte oder -Chips (Pixel) zu Gruppen zusammen gefasst sind. Diese können wiederum zu großen, miteinander verschalteten leuchtenden Displayflächen kombiniert werden, die zusammen ein einziges, homogen leuchtendes Bild ergeben.
Die bislang dazu vorwiegend eingesetzten Leuchtmittel (z.B. farbige RGB-LEDs) werden zur Erzielung einer größeren Lichtstärke der Displays (z.B. auch für den Betrieb bei Tage) in solch großer Dichte montiert, dass trotz des relativ geringen Energieverbrauchs der einzelnen LEDs für das gesamte Display letztlich ein sehr hoher elektrischer Anschlusswert (oft noch über 1 kw pro Quadratmeter) Leuchtfläche benötigt wird.
Der Stromverbrauch solcher Anlagen, wie sie zum Beispiel in Fußballstadien oder bei Open-Air Veranstaltungen immer beliebter und öfters eingesetzt werden, ist jedoch sehr hoch. Eine weitere Verbreitung dieser energieintensiven Großdisplays ist angesichts der damit verbunden hohen Umweltbelastung sehr in Frage zu stellen. Eine unmittelbar mit diesen energieintensiven Großdisplays kombinierte Energieversorgungsmöglichkeit durch regenerativ erzeugten Strom (z.B. Photovoltaik) war bislang technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll möglich.
In der Lichttechnik hat man jedoch in den letzten Jahren begonnen, die Dichte, Leistungsfähigkeit und Anordnung der für ein Leuchtdisplay nötigen emittierenden Leuchtpunkte (Pixel) zu optimieren. Inzwischen sind erste Systeme auf dem Markt, die mit Hilfe von Computersteuerungen, verbesserten Leuchtmitteln und Optiken sowie einer flächig aufgespreizten geometrischen Pixelverteilung auf der optisch wirksamen Displayfläche beachtliche Ergebnisse auch bei Tageslichteinsatz erzielen können.
Gleichzeitig sank der auf den Quadratmeter Displayfläche bezogene Strombedarf der Leuchtmittel dieser Anlagen so weit, dass die bauliche Kombination von Energieertragsfläche (z.B. von Photovoltaikgeneratoren) und Leuchtpixelmatrix nun den Bau von weitgehend energieautarken solaren Medienmodulen erlaubt. Die flächenbezogenen Werte von Stromerzeugung und Stromverbrauch lassen sich nun aufeinander abstimmen.
Hier setzt die vorliegende, im Hauptanspruch 1 angeführte Erfindung ein, die zwei dem aktuellen Stand der Technik entsprechende Systeme, nämlich die Entwicklung großer, stromsparender Leuchtdisplay-Systeme für den Außeneinsatz mit der Entwicklung leichter, effektiver und flexibler photovoltaischer Generatoranlagen zu einem neuen energieautarken, variablen, vielfältig einsetzbaren modularen Produkt, dem „solaren Leuchtdisplay" kombiniert.
Einige auf dem Markt befindliche, für Großdisplays geeignete, energiesparende, elektronisch steuerbare Leuchtsysteme arbeiten z.B. mit Leuchtmittel-Baugruppen, die in einer zweidimensionalen, linearen Matrix angeordnet sind. Sie funktionieren ähnlich einem alten Zeilenfernseher mit relativ großen Zeilenabständen zwischen 5 und 20 cm mit sehr lichtstarken LEDs und technisch optimierten Chips.
Dieser von der Displaytechnik nicht mehr genutzte Zwischenraum reicht erfindungsgemäß zum Beispiel aus, um ebenfalls linienförmige Photovoltaik-Modulstreifen (z.B. in Zellreihen verschaltete Module oder in flexibel anpassbarer Dünnfilmtechnologie ausgeführte Modulstreifen) in die gleiche konstruktive Ebene zu montieren, um diese Fläche nun zusätzlich zur solaren Energiegewinnung zu nutzen.
In der linearen Version werden z.B. momentan auf dem Markt zwischen ca.2 und 3 cm starke, individuell ansteuerbare, mit hoch effektiven Leuchtmitteln bestückte Leuchtschienen, -Bänder oder auch -Röhren oder Halbröhren angeboten, in der aufgerasterten Version gibt es aktuell zum Beispiel kleine, zu ca. 3 × 3 bis 5 × 5 cm großen, punktförmigen Leuchtclustern – oder Chips zusammengefasste Leuchtmittel. Diese in Relation zur optisch wirksamen Fläche schlanken Display-Baugruppen sind erfindungsgemäß auch mit Abstand frei vor oder hinter die photovoltaisch aktive Generatorfläche montierbar.
Die Montage- und Ausstattungsformen des solaren Leuchtdisplays sind wie in den Unteransprüchen 2 bis 10 aufgeführt und beispielhaft erläutert variantenreich und miteinander vielfältig kombinierbar und können somit in Bezug auf die lokalen Besonnungs- und Sichtverhältnisse sowie auf die individuelle Einsatzaufgabe der Anlage optimal abgestimmt werden.
Die energieautarken solaren Leuchtdisplays, speziell in ihrer leichten, flexiblen Form eignen sich besonders für den mobilen Einsatz, wo sie, wie hier zum Beispiel beschrieben, wie „mediale Großvorhänge" an Gerüsten oder Gebäudeteilen aufgehangen und einfach abgerollt werden können. Steuereinheiten des mobilen Displays und Energiespeichereinheiten des PV-Generators (in der Regel Akkumulatoren, sofern sich nicht eine lokale Zwischeneinspeisung in das öffentliche Stromnetz anbietet) können in einer transportablen Box auch außerhalb der Displayanlage untergebracht und mit dieser über Kabel verbunden werden. Die tagsüber der Sonne ausgesetzte Leuchtdisplayfläche lädt über die integrierten Photovoltaikmodule den Zwischenspeicher und entnimmt diesem bei Abendbetrieb wieder die für das Leuchtdisplay nötige Energie.
Die modulare Bauweise des solaren Leuchtdisplays, sowie die Vielfalt und ständige Weiterentwicklung und Verbesserung der dafür auf dem Markt erhältlichen Baukomponenten (sowohl im Bereich der Displaytechnik als auch im Bereich der Photovoltaik) ermöglichen eine sehr hohe Varianz bezüglich der Größe, der Integrationsfähigkeit, der Leistungsfähigkeit und des gestalterischen Ausdrucks der Displayanlagen. So sind vom integrierten, medialen Großdisplay in Gebäudefassaden über temporär montierte Screens für Open-Air Events bis hin zu kleineren Infoscreens alle Einsatzmöglichkeiten denkbar. Diese Aufzählung ist nicht abschließend, sondern beispielhaft.

Claims

Hauptanspruch: Elektronisch steuerbares, additiv einsetzbares, modulares, solares Leuchtdisplay für den Außeneinsatz, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von einzelnen oder in Baugruppen angeordneten, witterungsgeschützten, energieeffizienten, individuell ansteuerbaren Leuchtmitteln (z.B. LEDs in RGB-Technologie) auf einer das Displaybild erzeugenden räumlichen, vorzugsweise zweidimensionalen Trägermatrix verteilt sind, welche baulich mit einem Photovoltaikgenerator (d.h. aus einem von mehreren Zellen gebildeten Modul oder aus mehreren Modulen bestehenden Photovoltaikanlage) zu einer flächigen (z.B. in den üblichen Bild- und Filmformaten proportionierten) Funktionseinheit kombiniert ist und das den über die Generatorfläche photovoltaisch gewonnenen (im integrierten Energiespeicher oder im öffentlichen Netz zwischengespeicherten) Strom wieder zum Betrieb der Displayanlage einsetzt.
Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer parallel versetzten Ebene hinter der Leuchtmatrix sitzt und in die gleiche Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfläche liegt auf der besonnten Seite der Photovoltaikanlage)
Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer parallel versetzten Ebene hinter der Leuchtmatrix sitzt und in die entgegengesetzte Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfläche liegt auf der verschatteten Seite der Photovoltaikanlage)
Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer Ebene mit der Leuchtmatrix sitzt und in die gleiche Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfläche liegt auf der besonnten Seite der Photovoltaikanlage)
Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer Ebene mit der Leuchtmatrix sitzt und in die entgegengesetzte Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfläche liegt auf der verschatteten Seite der Photovoltaikanlage)
Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 5 und 7–10, dadurch gekennzeichnet, dass der Display- und/oder Generatorträger (z.B. zum besseren mobilen Einsatz) vorzugsweise aus flexiblen, hoch reißfesten und witterungsbeständigen oder auch lichtdurchlässigen Materialien (z.B. Folien, Gewebe, Netze) besteht und dass der Photovoltaikgenerator in Dimensionierung und Bauweise (z.B. in kleinteiligen, additiv und flexibel zueinander angeordneten Zellen oder Modulen) und/oder in der verwendeten PV-Technologieart (z.B. Dünnfilmzellen auf flexiblen Trägern, flexibel gekoppelte Konzentratorzellen, flexibel gekoppelte Tandemzellen etc.) der Flexibilität des Displayträgers entspricht (d.h. zum Beispiel klapp-, falt- oder aufrollbar ist).
Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 6 und 8–10, dadurch gekennzeichnet, dass der Displayträger zusätzlich (z.B. zur besseren Bauwerksintegration) ein funktional integraler und/oder gestalterisch wirksamer Bestandteil eines raumbildenden Bauteils (z.B. einer Fassade, einer Mauer, einer Schallschutzwand etc.), eines technischen Bauwerks (z.B. eines Kühlturms, eines Förderturms, eines Schornsteins, einer Brückenabwicklung etc.) oder eines Transportmittels (z.B. eines Schiffes, eines Zuges, eines Busses, eines LKWs, eines Autos, einer Seilbahnanlage etc.) ist.
Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7 und 9–10, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche optional zur besseren gestalterischen Wirkung semitransparent ausgeführt ist.
Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 8 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche und/oder deren nicht aktive Rückseite optional zur besseren gestalterischen Wirkung farblich gestaltet ist (z.B. durch Beschichtung, Bespannung, Folienbeklebung und/oder Bedruckung).
Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass der Displayträger optional als symmetrische oder asymmetrische, geneigte, sphärisch gekrümmte, gestufte oder horizontal montierte Fläche eingesetzt wird, wobei die photovoltaisch aktive Seite der Generatorfläche weitmöglichst dem Sonnenlicht zugewandt ist.