CN103314262A - 漂浮型太阳能面板和由所述面板的组合件组成的太阳能设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能面板（1-107），包括太阳能收集装置（2-702），例如太阳能收集器或光伏电池，所述面板还包括顶面。所述太阳能面板的特征在于其包括整体漂浮型结构体，所述漂浮型结构体上安装有所述太阳能收集装置（2-702），所述装置并入尤其是平坦地布置在所述漂浮型结构体上的太阳能模块（3-703）。所述面板（1-107）在垂直于所述顶面的方向上至少在所述面板（1-107）的外周区域中具有基本上不变的厚度。本发明可以用于基于海洋的太阳能设备或任何其他水环境的太阳能设备的领域。

Description

漂浮型太阳能面板和由所述面板的组合件组成的太阳能设备

本发明涉及太阳能面板领域，尤其是在水环境中的太阳能面板设备。“太阳能面板”在下文中通常表示具有1到3m²数量级的常规尺寸的面板，其可以容易地操作和运输，并且能够提供1.3kW/m²数量级的输出功率。

不管太阳能的发展现状，紧缩的陆地预算（每m²的成本）和技术需求（建设、修理等）对在一些地区或一些城市环境中的发展造成了严格的限制。基于陆地的设备与陆地的其他用途例如农业不相容。此外，太阳能设备有时因为其外观受到指责，所述外观可能影响景观的美感或者用来支撑面板的大楼的外部完美。

水环境为这样的太阳能面板设备提供了非常有前途的可能，在海洋环境中和在湖泊或河流上都是如此：表面积成本小并且很少或者没有人类居住。在水环境中安装太阳能面板的构思是已知的。现有的装置使用例如几十或甚至几百米宽的人工岛或一般具有几米的边或直径的漂浮型支撑物，其上放置大量常规太阳能面板。这种类型的设备是沉重的、不方便安装并形成对海底的光合作用不利的遮蔽。此外，这种类型的设备具有完全暴露于落在面板上的鸟类及其粪便的表面，这导致迅速劣化和/或昂贵的维护。因为与陆地上的设备相比所述设备更不容易接近，所以保养和维护相应地更加昂贵。

本发明的目的是克服已知的太阳能面板和相应的设备的所有或部分上述缺点。

为此，本发明的一个主题是一种太阳能面板，其包括太阳能收集装置例如太阳能收集器或光伏电池，顶面，所述太阳能面板的特征在于包括整体漂浮型结构体，所述漂浮型结构体上安装有所述太阳能收集装置，所述太阳能收集装置并入太阳能模块中，所述太阳能模块尤其是平坦地布置在所述漂浮型结构体上的，所述面板在垂直于顶面的方向上至少在所述面板的外周区域中具有基本上不变的厚度。

因此，太阳能面板相互独立地漂浮。它们的漂浮型结构体这样命名是因为其支撑并携带收集装置（在这种意义上是“结构性的”）。根据本发明的面板的紧凑设计使其耐用并易于运输。顶面下方漂浮装置的分布使得漂浮时面板获得极好的支撑和最大的稳定性。此外，它们能承受一或两个人的重量，以提供维护操作。

根据本发明的另一有利特征，太阳能收集装置由光伏电池构成。

根据本发明的再一有利特征，漂浮型结构体成形为基本上水平地放置顶面。面板提供最小的风阻，并且较少地经受汹涌的波浪导致的颠覆和不稳定。面板在水面上的稳定性得到显著改进。

根据本发明的再一有利特征，漂浮型结构体适合于基本上与周围的液体、尤其是海水或淡水的液位平齐地放置顶面。在该实施方案中，面板的顶面在波浪的活动下不断地被浸湿。不喜欢弄湿脚的鸟类不会或很少落在面板的顶面上，从而避免鸟粪并给面板提供长的寿命和最少的清理。清理和维护的成本显著降低，从而优化这类面板的经济的运行条件。

根据本发明的再一有利特征，从上往下看，太阳能面板的一般形状为平行四边形，例如矩形或正方形。其表面积优选地小于4m²，例如在1和2m²之间。一般地但是非限制地，面板具有1.50m到1.60m乘以0.90m到1m数量级的尺寸。这样的面板由于其外形尺寸非常紧凑。其尺寸与陆地上使用的在地面上或装在屋顶上的面板的常规尺寸相似。这样的面板可以容易地运输，并且能够容易地安装。此外，如果发生故障，其可以独立且单个地替换，而不影响周围正常运行的其他面板。

根据本发明的再一有利特征，在顶面下方均匀地分布有漂浮装置。

根据本发明的再一有利特征，在顶面外周分布有漂浮装置。

根据本发明的再一有利特征，漂浮型结构体包括底座，其中从下至上堆叠有至少一个支撑板、至少一个浮板和太阳能收集装置的层，所述支撑板尤其是由玻璃纤维制成，所述浮板尤其是由聚合物制成。

根据本发明的再一有利特征，底座包括框架，其玻璃纤维边通过在框架角处的支架连接，所述支架尤其是由不生锈的金属制成。

根据本发明的再一有利特征，底座包括具有一般框架形式的不生锈的金属结构体。

根据本发明的再一有利特征，太阳能面板包括位于面板外周上的震动吸收防护物，这些防护物尤其是漂浮型的并由聚氨酯制成。

根据本发明的再一有利特征，太阳能面板包括连接装置，使得几个相同类型的太阳能面板能够固定在一起。

根据本发明的再一有利特征，太阳能面板包括至少一个水密型电连接器，使得光伏电池能够电连接。所述连接器是可接近的，并在使用中提供高水平的安全性。

本发明的另一个主题是太阳能设备，包括几个具有所有或部分上述特征的太阳能面板的组合件，单个的漂浮型面板并置形成网络，尤其是具有正方形或矩形的一般形状。当然可以设想其他形状，例如圆形或多边形。尽管组装在一起，但是每一面板都独立地漂浮在水中。设备提供非常简单的安装和维护。由于面板作为整体与水面平齐，因此对海洋或沿海环境有低的视觉影响。独立的面板能够相对于彼此移动（通过将它们连接在一起的线缆、绳索、带或刚性杆的变形）：面板能够采用相对于彼此或多或少倾斜的位置，使得完全适应波浪现象。成本被优化，并为陆地上的常规设备和已知的更复杂的或更死板的海上设备提供真正的替代物。

根据本发明的另一有利特征，设备的面板借助于连接它们的底座或它们的支撑板或它们的震动吸收防护物的绳索、线缆或带的系统而彼此直接固定。

根据本发明的再一有利特征，面板借助于它们的底座或它们的支撑板或它们的震动吸收防护物固定在线缆、绳索或带的共同网络上。

根据本发明的再一有利特征，设备包括位于一组太阳能面板周围的外周保持装置，使得这组太阳能面板不动并具有基本上平坦的并置面板的布置。

根据本发明的再一有利特征，外周保持装置由几个以浸没重物系统固定的漂浮浮标构成，尤其是由位于一般形状为正方形或矩形的一组太阳能面板的四个角的四个漂浮浮标构成。

根据本发明的再一有利特征，在一个具体的实施方案中，至少一个外周保持装置包含静态变流器，用于通过合适的导电装置处理产生于光伏型太阳能面板的电，所述变流器将电输送到远离太阳能设备的电网。

通过阅读以下本发明的非限制性实施方案的描述并参照附图，会更好地理解本发明，在所述附图中：

-图1表示根据本发明第一实施方案的太阳能面板，

-图2表示图1中太阳能面板的分解透视图，

-图3是图1中面板构造细节的透视图，示出了水密型电连接器的位置，

-图4是根据本发明另一实施方案的太阳能面板的透视图，

-图5示出了图4中面板的构造细节，表示面板的连接装置，

-图6表示根据本发明再一实施方案的太阳能面板，

-图7是图6中太阳能面板的分解透视图。

-图8表示根据本发明再一实施方案的太阳能面板，其中提供聚集装置，尤其是有助于面板的结构稳定性和刚度，

-图9表示图8中太阳能面板的分解透视图，

-图10表示根据本发明再一实施方案的太阳能面板，

-图11和12示出了图10中太阳能面板的两个变化实施方案，其中可膨胀的结构体是承载的或不承载的，

-图13和14表示根据本发明另一实施方案的太阳能面板的顶部和底部的两个透视图，其中漂浮装置由外周可膨胀的漂浮物构成，

-图15表示本发明的再一实施方案，其中漂浮装置在该实例中由两层叠加的竹条构成，

-图16表示根据本发明的太阳能面板设备的一个实例的俯视图，

-图17示出了根据本发明的太阳能面板的组合件的细节放大图，其中面板彼此直接相连，

-图18示出了位于根据本发明的太阳能面板设备外周上的保持装置，所述装置一般为漂浮浮标，

-图19是图18中浮标的放大图，示出了连到浮标的机械连接装置和导电装置，静态变流器并入所述浮标中，

-图20是根据本发明的太阳能面板的组合件的放大图，其中面板固定于线缆、绳索或带的网络，

-图21和22是图20中组合件的机械连接装置和将面板连接到包含静态变流器的浮标的导电装置的放大图，以及

-图23是设备的外周保持装置，通常为保持浮标的透视图，示出了保持装置所连接的浸没重物系统。

在附图中，细的点划线表示虚构的限制，实际上元件延伸超过所述线。

图1表示根据本发明的太阳能面板1。所示面板一般为具有布置在面板1顶面上的光伏电池2的太阳能面板。更具体地说，顶面表示面板朝上的并暴露于太阳辐照的面。在所示实例中，所述顶面包括60个标准尺寸为156mm×156mm的太阳能电池，给予其0.93m×1.56m数量级的尺寸。所述实例的太阳能面板具有1.45m²数量级的表面积，应理解具有其他尺寸和不同数量电池的面板也包括在本发明的范围内。更普遍理解的是，这样的面板具有小于4m²的表面积，尤其是电池表面积在1和2m²之间，标准是这样的面板应具有标准尺寸并且足够紧凑使其能够由一或两个人容易的运输和安装。常规地，具有光伏电池的太阳能面板的输出功率在0.1到0.15kW/m²之间，例如0.13kW/m²。前述实例具有1.45m²尺寸的面板因而提供约0.19kW的输出功率。

为了保护光伏电池2，光伏电池2一般聚集到太阳能模块3中，所述太阳能模块3由完全透明的可以进行抗苔藓处理的钢化玻璃制成的上保护层构成。此外，如太阳能光伏模块领域技术人员已知的，玻璃可以任选地偏振化。该模块还由覆盖有特定膜的底层构成。光伏电池2通过封装在两个层之间而插入透明的且防紫外线的水密型主体中。太阳能模块非常耐机械应力和冲击。在本发明的范围内，被更简单且更普遍地称为“光伏电池”的太阳能模块以水密的方式安装在整体漂浮型承载结构体上。光伏电池布置在暴露于太阳辐照的太阳能面板1的顶面上。

漂浮型结构体由以紧凑的方式刚性组装在一起的元件构成，即没有元件或其部分相对于面板的一般形状凸出，从这种意义上说，漂浮型结构体被称为“整体的”。如其名称所表示的，面板具有一般平坦的形状，俯视时为四边形，一般为具有上述尺寸的矩形。

明显地，根据本发明的面板1在至少一个外周区域中具有基本上不变的厚度。

参照图2中的实施方案，面板1包括具有一般形状为矩形的框架的底座4。底座4的边布置在面板1的外周上。底座4的高度基本上决定面板的高度。底座4包括四个角5或金属支架。这些角5通过一般由玻璃纤维制成的侧面6两两相连，以形成框架的短边和长边。侧面具有朝向面板1的中心的下边缘7，所述边缘构成元件插入底座4中的保留表面。在图2中，底座4内的堆叠从下到上由以下组成部分组成：

-支撑板8，形成面板1的刚性底部，例如由玻璃纤维制成，

-漂浮装置9，在该实例中，由浮板构成，例如由聚合物制成，所述漂浮装置9的功能是一方面确保面板在水面上的浮力，但是也构成为面板提供高刚度的结构性元件（尤其是对抗面板的弯曲和扭曲或翘曲）。

-如之前说明的太阳能模块3形式的光伏电池2的层。

在该实例中，面板基本上水平地平坦放置（没有波浪时在平静的水中的理论位置）。

根据本发明的一个尤其有益的方面，漂浮装置9以垂直于面板顶面的方向包含在面板的厚度之内。在图1和2的实例中，这些漂浮装置甚至几乎代表面板1的厚度，或至少大于其75%。此外，在该实例中，漂浮装置以板的形式均匀分布在面板1的顶面下方。如随后将要说明的，应注意至少漂浮装置在外周区域中的外周分布确保了在水面上合适的稳定性。

漂浮型结构体适合于以基本上与水位平齐（在平静的水中的理论位置）的方式放置面板1的顶面。为此，漂浮装置9的漂浮性质必须适合于太阳能面板1的总重量，使得用浮力平衡面板1的重力作用，并从而在需要的水位放置其顶面。这在第一实施方案中尤其正确。随后将会变得显而易见的是，面板1可以通过其他装置或在其他装置的辅助下保持漂浮，在这种情况下该标准可能会变得较不重要。

在漂浮装置的一个变化实施方案中（未示出），漂浮装置可以由多孔结构，例如蜂巢状物构成。

此外，图1到3中的太阳能面板包括连接装置10，在恰当的例子中由紧紧固定到每一角5的不生锈的金属环构成。这些连接装置10能够将几个相同类型的面板1固定在一起，或通过线缆、绳索或带、甚至刚性杆/联杆系统使其固定到固定点上。

此外，本发明的太阳能面板包括水密型电连接器11，使面板能够如下文说明的电连接到面板外部的静态变流器。这样的水密型电连接器根据国际级别具有例如IP68等级的保护。在所示的实例中，水密型连接器11在底座4的短边上，一般在中心，在面板1边缘的厚度之内露出。在一个变体中，连接器还可以在面板的长边上露出。在另一个变体中，其可以并入到面板的固定机构中。

仅在与前述实施方案不同时才会在下文中描述另外的实施方案。与前述装置的结构或功能相似的装置具有相同的或者相对前述公开成百增加的附图标记。

图4表示根据本发明另一实施方案的面板101，其中漂浮型结构体包括具有俯视时一般形状为矩形的框架的底座104。底座104由用具有U型横截面的侧面106两两相连的四个四分之一圆或四分之一圆柱的角105构成，U的开口朝向面板101的中心，而连接U两臂的中央部分朝向面板101的外侧。优选地，朝向外侧的U的中央部分为圆形或至少具有光滑外表的圆角，类似于圆形的四分之一圆或四分之一圆柱的角105。

图4中的底座104包括内部边缘（未示出）或保持外周支撑表面用于类似于之前描述的那些（支撑板、浮板形式的漂浮装置、太阳能模块103）的堆叠元件。在这种情况下，所述底座构成替代图1到3中面板的底座4的结构性元件。

此外，底座104构成外周震动吸收防护物，使面板之间或与任何外来物体的接触减弱。其从而保护光伏电池模块103不受任何损害。应注意外周防护物可以形成在面板的整个外周。在一个变化实施方案中，防护物可以仅位于一些外周区域，例如在面板的外角处。

任选地，这样的底座104可以额外地提供漂浮功能，能够替代或与位于面板101顶面下方的漂浮装置一起使用。为此，底座104可以由密封的侧面106（在U的开口侧）构成或用漂浮型材料（未示出）覆盖。漂浮型结构体作为整体如前所述适合于以面板的顶面与水位平齐（在平静的水中的理论位置）的方式漂浮。

此处面板101也装备有在底座104外侧露出的IP68等级的水密型连接器111。

在恰当的例子中，连接装置110由插入面板101的每一角105中的销构成，使几个相同类型的面板101可以通过类似于前述系统（线缆、绳索、带、刚性杆/联杆）的系统固定在一起或锚定到固定点上。

根据图6和7所示的另一实施方案，面板201的漂浮型结构体包括具有类似于图4中的底座104的外在形式的底座204，并且通过与图1到3中框架6相当的内框架204′加固。机械强度由内框架204′和底座204两者提供。堆叠元件从下至上：支撑板208、也有助于面板刚度的漂浮装置209、光伏电池模块3插入漂浮型结构体（图7）中。

堆叠元件由在内框架204′底部处或底座204底部处提供的下边缘或承载面207支持，在此情况下，所述边缘朝内框架204′下方的面板201内侧凸出（未示出）。

类似于图4和5中的104，底座204包括外周防护物，其在面板的整个外周延伸或仅位于局部区域。

面板201也装备有在底座204外侧露出的IP68等级的水密型连接器（未示出）。

面板201也包括连接装置210，其可以是类似于已经提到的那些或在一个变体中如图6和7所示相对于面板201的顶面凸出的元件。在该实例中，每一元件具有连接到底座并通过一或两个垂直销与其保持一定距离的顶面的水平棒的形式。有四个所述凸出元件，基本上位于底座204的四个角处。其使几个相同类型的面板201能够通过线缆或绳索系统固定在一起或锚定到固定点。

图8和9中也示出了另一实施方案。类似于图1至3中的面板，面板301包括漂浮型结构体。与之前的情况不同，太阳能模块303此处具有太阳能聚集器或布置为使得优化光伏电池302的输出功率。在太阳能模块内部光伏电池布置的一个非详尽的例子中，电池302可以用偏振装置（未示出）覆盖或例如非水平地（例如垂直地）布置。在后面的情况下，由凹反射面构成的太阳辐照反射装置312布置在太阳能模块303中。这些凹面可以例如成形为半圆柱形，以大致平面的形式并置。容纳电池302的凹面部分朝上。透明壁313覆盖反射装置312。端板还封闭半圆柱体的端部以与反射装置312形成水密型密封外壳。例如，端板以框架的形式由底座304的短边或长边（所示实例中为短边）形成。

可以预见面板301由以下堆叠元件构成：支撑板、漂浮装置、太阳能模块（从下至上）。在一个变体中，可以预见，太阳能模块303本身由于其以水密的方式封闭的空气的体积而为面板提供浮力。在后面的情况下，支撑板和/或漂浮装置可以省去。在其内形成反射装置312的元件314在此情况下是结构性的，并且当与框架形式的底座304组合时有助于漂浮结构体的刚度。中空且凸出的形式作用类似于加强肋，并尤其是对抗面板的弯曲和扭曲。

此处面板301也装备有在底座304外侧露出的IP68等级的水密型连接器311。

连接装置310，由连接到面板301的每一角的环构成，使几个相同类型的面板301可以通过类似于前述系统（线缆、绳索、带、刚性杆/联杆）的系统固定在一起或固定到固定点。

所构成的漂浮型结构体适合于面板漂浮，使得面板301的顶面与水位（在平静的水中的理论位置）平齐。

图10和11示出了根据本发明另一实施方案的太阳能面板401，其中太阳能模块403并入布置在光伏电池402上方或完全覆盖他们的漂浮型结构体。漂浮型结构体包括自身以水密方式封闭的柔性的或刚性的充气气囊415。举例来说，充气气囊415由聚合物制成。俯视时气囊一般为矩形，外周边界基本上与包括光伏电池402的太阳能模块403的外周边界一致。气囊415包括透明或半透明或至少能透过太阳辐照的顶壁416。侧壁417也可以是能透过太阳辐照的。气囊具有中央为稍微圆顶的或基本上平面形的上部，外周部分围绕太阳能模块403的外周边界也为圆形的。漂浮型结构体在此情况下是结构性的，并提供组合件的刚度。太阳能收集装置，在恰当的例子中，光伏电池，位于气囊415的内部且处于底部。如该实例所示，光伏电池布置于其上的顶面不必是位于面板顶部的面，但是是朝上的面。

图12示出了根据本发明另一实施方案的太阳能面板501。如在之前的情况中一样，太阳能面板501包括由充气气囊515构成的漂浮型结构体。此外，该结构体包括太阳能模块503布置于其上的支撑板518，电池位于顶面上（即朝上）。气囊可以是本身以水密的方式封闭的，或可以以水密的方式围绕太阳能模块503连接到支撑板518的外周区域。支撑板518有助于组合件的刚度（对抗弯曲、扭曲或翘曲）。

面板411也装备有在承载结构体的外侧，例如在太阳能模块403或支撑板518下方，露出的IP68等级的密封连接器411。

在图10至12中的实例中，例如由固定环构成的连接装置410可以提供在面板401的四个角处，以通过类似于前述系统（线缆、绳索、带、刚性杆/联杆）的系统将几个相同类型的面板连接在一起，或将它们连接到固定点。

所构成的漂浮型结构体适合于面板漂浮，使得气囊415、515的顶壁416、516与水位（在平静的水中的理论位置）平齐。

图13和14表示根据本发明再一实施方案的太阳能面板601。面板包括由具有一般形状为矩形的框架的充气的漂浮物（或漂浮体）615构成的漂浮型结构体。其臂具有例如基本上圆形的横截面。漂浮物615位于面板601的外周上。包含电池602的太阳能模块603安装在一般形状为基本上与太阳能模块的形状一致的矩形的支撑板618上。支撑板618安装并固定在充气漂浮物615上面区域的外周上。

由邻接的支撑板618和充气的漂浮物615构成的漂浮型结构体是坚固的并耐弯曲、扭曲或翘曲的作用。

面板601装备有在漂浮型结构体的外侧，例如在支撑板618的下方，露出的IP68等级的密封连接器611。

由固定环构成的连接装置610提供在面板601的四个角处，以通过类似于前述系统（线缆、绳索、带、刚性杆/联杆）的系统将几个相同类型的面板连接在一起，或将它们连接到固定点。

漂浮型结构体适合于面板601漂浮，使得顶面与水位（在平静的水中的理论位置）平齐。

图15表示根据本发明再一实施方案的面板701，其中漂浮型结构体由具有光伏电池702的太阳能模块703和与图13和14中的支撑板类型相同的支撑板718构成。

太阳能模块703此处安装在竹条或原木型或其他具有低环境影响的等同元件（例如回收利用的塑料瓶）的“天然的”漂浮装置715上。在图15所示的实例中，结构体由在每层中平行并置的两个叠加的竹竿或原木层构成，这两个相邻层的竹条彼此垂直。应理解包括至少两个竹竿或原木层的任何构造都落入本发明的范围内。完全可以设想三层或甚至更多层的布置。

如在之前的实施方案中所描述的，面板701装备有在漂浮型结构体外周，例如在支撑板718下方，露出的IP68等级的水密型连接器711。

由固定环构成的连接装置710提供在面板701的四个角处，以通过与前述系统（线缆、绳索、带、刚性杆/联杆）相似的系统将几个相同类型的面板连接在一起，或将其连接到固定点。

漂浮型结构体适合于面板701漂浮，使得顶面与水位（在平静的水中的理论位置）平齐。

前述本发明的面板1-701中的每一个构成也是本发明主题的更大的设备的基本组合件。该设备由一“片”或“组”太阳能面板1-701，例如前述的那些构成，当安装时这些太阳能面板是独立地漂浮，所述面板并置并通过线缆或绳索的系统固定在一起以形成网络。如图16所示，俯视时该网络的一般形状可以是矩形或正方形。

该网络俯视时的形状可以是其他几何形状，例如圆形、六边形或其他的，而不超出本发明的范围。

图16以俯视图表示包括具有矩阵外观的网络的这类设备的实例：实际上在该实例中太阳能面板1-701彼此成行和列地排列。

该实例表示240个太阳能面板1-701每12个面板一列排成20列。在该实例中，假定矩形面板1-701的尺寸为1.56m×0.93m，并且使每一面板之间（在此情况下，两个相邻的行之间和两个相邻的列之间）的间隙为0.30m的数量级。可以设想其他面板尺寸。面板间的连接和所述间隙由线缆或绳索系统提供。应注意这样的面板间的间隙有利地在面板之间提供光的通道，使海底的光合作用的良好条件能够维持并避免对植物群和/或动物群环境的干扰。在一些情况中，合适的是避免设备形成对环境有害的大尺寸的遮蔽。

面板1-701的网络在外周保持装置20、21的作用下维持外周和/或经历向外的外周牵引力。这些外周保持装置包括位于面板1-701的网络周围的浮标20。在所述实例中，位于矩形或正方形的四个角处的四个浮标20用四个由基本上拉紧的线缆、绳索或带构成的联结件21两两连接在一起。在一个变化实施方案中，所述联结件可以由刚性杆构成，所述刚性杆另外可以包含电连接、充气元件或与面板相连的连接件。联结件21实现矩形或正方形形式的设备。浮标被固定，如下文所示变得更明显。位于网络外侧上的每一面板和相邻的联结件之间的距离D大约为1.5m（非限制性的，仅为了说明）。彼此相连的该组面板通过绳索或线缆或带或刚性的外周联杆22连接到联结件21的外周。在该实例中，考虑到上述尺寸，获得一片（或组）太阳能面板1-701，其具有30.31m乘以28m（L×H）数量级的尺寸，即大致形状为正方形。

根据按照本发明的设备的一个具体实施方案，面板1-107通过绳索或线缆或带的系统连接它们的底座或防护物而彼此直接固定。每一面板的结构体自身提供应力，基本上是在该组面板1-107整个平面内的张力的控制。图17表示该类型设备的实例，所示面板107为一个具体的前述类型，应理解也可以使用落在本发明的范围内的其他类型的面板，尤其是参考1、201-701的面板。在该实例中，正方形布置的四个面板107通过在它们的中心交叉的两条绳索23对角连接。绳索23可以是自由的或在它们的交叉点处连接在一起。

在外周，面板也通过绳索或线缆或连接带22连接到联结件。

此外，导电线缆24将面板1-107电连接到外部静态变流器。为此，面板1-107可以通过其单个的连接器11-711或通过每一面板上提供的两个连接器连接到外部线缆或共同网络，面板在后一情况下具有集成的导电装置并能够串联布置（这限制电缆在面板外部的布线并因此确保所述线缆更好的保护）。

参考图18，示出了太阳能面板设备101的一个角。如该实例中显而易见的，可以提供内部联结件25以补充连接位于设备角处的浮标的联结件21。这些内部联结件例如位于太阳能面板101的每一列和每一行或排之间，使得也形成网络或矩阵。面板101通过它们的漂浮型结构体，尤其是它们的底座，或通过它们的防护物连接或固定到线缆或绳索或带的所述网络或所述共同矩阵。所述内部联结件25通过承受全部或部分朝设备外侧施加于面板的拉伸应力（通过保持装置并且也由于波浪影响）而为设备组合件提供机械强度。施加于面板101的机械应力从而显著地降低，使其能够仅具有必须的尺寸并从而降低面板的成本。

参考图18和19，应注意电连接于太阳能面板101的导电线缆也连接到有利地容纳在设备的浮标20之一中的静态变流器（未示出）。浮标因此装备有水密的开放系统（未示出）并包括完全水密的防止外部侵袭的外壳。在本发明的一个变体（未示出）中，静态变流器可以位于接近设备的另一外壳或位于远处。还在变流器和设备或远程电网之间提供电连接。

图20至22用透视图并以不同的角度表示根据本发明另一实施方案的具有面板101的设备。

该实施方案非常接近图18的实施方案，区别仅在于漂浮体26提供在绳索、线缆或带的网络或矩阵（内部联结件25）上，也提供在保持装置的外部联结件21上。

漂浮体26分布在联结件21、25的整个长度上，并两两隔开大约0.5m到1m（其他布置也是可能的）。因此网络（或矩阵）本身是漂浮型的。并入面板中的漂浮装置可以如前述实例中所说明的保留，或可以任选地制得更轻或减少或甚至省去，使得简化面板的结构并降低其生产成本。

在该实例中，图21和22表示在不同的面板和静态变流器之间的由沿着内部联结件25布线的导电线缆27提供的电连接。

浮标20通过位于浮标20下方大约15到30m，例如20m，并停留在水体床29上的浸没重物28（静止重物）的系统固定。本发明因此尤其是适合于海洋环境或水深大约为15-30m的其他水环境。在本发明的范围内也可以设想另外的实施方案。浮标20和重物之间的连接可以由链条30、线缆或任何其他等同装置提供。在图23的非限制性实例中，提供每个5吨的三个重物28。

如果在海洋环境下安装，提供用于相对于海底29的该组面板1-107的高度h的补偿装置，使得持续地并且自动地适应潮汐（例如连接每一浮标20到浸没重物28的链条合适的长度）。

上文描述了具有光伏电池的太阳能面板。本发明可以相似地应用于太阳能热面板（热交换器/热泵；该实施方案未示出）。根据本反面的这类面板包括与漂浮型结构体组合的热交换装置。由此构成的面板可以以与太阳能光伏面板所描述的方式相当的方式固定到另外的面板。管道可以倾斜以确保装置令人满意地运行。管线连接面板和使用或处理太阳能面板加热的水的外部装置。

在一个变体中，设备可以由太阳能光伏面板和太阳能热面板的混合体构成。

如果要在水面上移动太阳能设备，联结件可以任选地以临时的并且可拆开的方式提供有在张力/压缩条件下为刚性的装置，例如刚性杆或支柱（连接浮标），确保设备保持其一般形状以及面板不碰撞在一起，释放浮标的锚定。

在本发明的一个变化实施方案中，具有纵向形状的刚性浮标可以提供并安装在多边形的边上，例如在由太阳能面板设备形成的矩形的四条边上。这些刚性浮标在其末端两两相连，并保持设备外周部分的一般形状。他们还有利于移动设备的操作。

还说明了根据本发明的每一太阳能面板在垂直于面板的顶面的方向上具有基本上不变的厚度。使用不可改变的或可改变的面板该构造可以是不变的。在另一方面，在本发明的一个变化实施方案（未示出）中，根据本发明的太阳能面板能够在其中面板在垂直于面板的顶面的方向上实际上具有基本上不变的厚度的第一构造和其中厚度不是恒定的第二构造之间转变，在第二构造的情况下，面板的顶面相对于水平线倾斜，例如为了增加对光或太阳辐照的暴露。

当然，本发明不限于刚才描述的装置，并且包括所有技术等同物。

Claims (17)

1.一种太阳能面板（1-107），包括太阳能收集装置（2-702），例如太阳能收集器或光伏电池，所述面板还包括顶面，所述太阳能面板的特征在于包括整体漂浮型结构体，在所述结构体上安装有所述太阳能收集装置（2-702），所述太阳能收集装置（2-702）并入太阳能模块（3-703）中，所述太阳能模块（3-703）尤其是平坦地布置在所述漂浮型结构体上的，所述面板（1-107）在垂直于所述顶面的方向上至少在所述面板（1-107）的外周区域中具有基本上不变的厚度。

2.根据权利要求1的太阳能面板，其特征在于所述太阳能收集装置（2-702）由光伏电池构成。

3.根据权利要求1或2的太阳能面板，其特征在于所述漂浮型结构体成形为基本上水平地放置所述顶面。

4.根据权利要求3的太阳能面板，其特征在于所述漂浮型结构体适合于基本上与周围的液体、尤其是海水或淡水的液位平齐地放置所述顶面。

5.根据权利要求1至4中任一项的太阳能面板，其特征在于俯视时一般形状为平行四边形并且表面积小于4m²，尤其是在1到2m²之间。

6.根据权利要求1至5中任一项的太阳能面板，其特征在于在所述顶面下方均匀地分布有漂浮装置（9、209、303、415、515、615、719）。

7.根据权利要求1至6中任一项的太阳能面板，其特征在于在所述顶面外周分布有漂浮装置（9、106、209、303、415、515、615、719）。

8.根据权利要求1至7中任一项的太阳能面板，其特征在于所述漂浮型结构体包括底座（4、104、204、204′），其中从下至上堆叠有至少一个支撑板（8、208）、至少一个浮板（9、209）和太阳能收集装置（2-702）的层，所述支撑板尤其是由玻璃纤维制成，所述浮板尤其是由聚合物制成。

9.根据前述权利要求中任一项的太阳能面板，其特征在于包括位于所述面板（1、201)外周上的震动吸收防护物（106、206），这些防护物尤其是漂浮型的并由聚氨酯制成。

10.根据前述权利要求中任一项的太阳能面板，其特征在于包括连接装置（10-710），使得几个相同类型的太阳能面板能够固定在一起。

11.根据权利要求2至10中任一项的太阳能面板，其特征在于包括至少一个水密型电连接器（11-711），使得所述光伏电池能够电连接。

12.一种太阳能设备，其特征在于包括几个根据权利要求1至11中任一项的太阳能面板（1-701）的组合件，单个的漂浮型面板并置形成网络，尤其是具有正方形或矩形的一般形状。

13.根据权利要求12的太阳能设备，其特征在于所述面板（1-701）借助于连接它们的底座（4、104、204、304）或支撑板（618、718）或它们的防护物（106、206）的绳索、线缆、或带的系统而彼此直接固定。

14.根据权利要求13的太阳能设备，其特征在于所述面板借助于它们的底座（4、104、204、304）或支撑板（618、718）或它们的防护物（106、206）固定在共同的线缆、绳索或带的网络（21、25）上。

15.根据权利要求12至14中任一项的太阳能设备，其特征在于包括位于一组太阳能面板（1-701）周围的外周保持装置（20），使得这组太阳能面板固定不动并具有基本上平坦的并置面板（1-701）的布置。

16.根据权利要求15的太阳能设备，其特征在于所述外周保持装置（20）由几个通过浸没重物（28）的系统固定不动的漂浮浮标构成，尤其是由位于一般形状为正方形或矩形的一组太阳能面板（1-701）的四个角处的四个漂浮浮标构成。

17.权利要求15或16的太阳能设备，其特征在于至少一个外周保持装置（20）包含用于通过合适的导电装置转换来自光伏型太阳能面板（1-701）的电的静态变流器，所述变流器将电输送到远离太阳能设备的电网。

Images