CN110382972B - 定向太阳能面板组件 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能面板组件(10)包括：待锚固在地面(31)上或地面(31)中的支架(30)；朝天空取向的太阳能面板平台(20)；以及使所述支架(30)的上部自由端与所述太阳能面板平台(20)连接、从而允许所述平台(20)上的太阳能面板按多个有利取向指向太阳的一个或更多个定向机构(40;404,414)。一个或更多个光学元件(50;55)在所述太阳能面板周围设置在所述平台的边缘(24)的全部或大部分部分处，从而将所聚集的光指引到所述平台(20)下方(22)并且然后在所述太阳能面板组件(10)下方或附近将所聚集的光指引到所述地面(31)。

Description

定向太阳能面板组件
技术领域
本发明涉及一种定向太阳能面板组件。
背景技术
WO 2016/074342公开一种水平单轴线太阳追踪器支撑支架及其连接系统，其包括竖直柱、可旋转并且设置在竖直柱上的主梁，以及固定到主梁并且能够与主梁一起旋转的支撑框架。固定支撑框架沿北-南取向水平延伸并且设置有被布置成相对于水平平面形成倾斜角度的太阳能电池组件。当在北半球使用时，所述太阳能电池组件按倾斜角度布置，使得其北侧高于其南侧；在南半球使用相反倾斜角度。
此类安装目的在于提供太阳能电池组件可跟随太阳按有效方式取向的路线。其解决提供平坦单轴线太阳追踪结构的问题，所述结构不像倾斜单轴线结构那样容易损坏，并且同时，并不展现从现有平坦单轴线太阳追踪结构已知的较低太阳能收集的问题。
在现有技术中已知可旋转或可倾斜以使太阳能面板取向在最佳位置中以考虑太阳的路径在一天内聚集尽可能多的太阳光的各种定向装置。通常，此类太阳能面板按包括多个行和列的阵列提供，因此覆盖大量土地、尤其是有用农业区域。甚至，如果所述阵列设置在建筑物的屋顶表面上，则这通常使这些表面不可用。这是令人遗憾的，因为已经证明，绿色屋顶对建筑物的屋顶的使用寿命并且对市区的环境具有积极影响。
WO 2005/034611公开一种用于最大化农业用地使用的收获模块和系统。每一模块包括支撑在农业用地上方的水收集结构，以及用于将所收集的水分配到植物和/或土壤的水分配子系统。具体来说，所述模具进一步在所述结构上包括光伏电池，并且太阳追踪系统可以并入所述模块中，使得所述结构可以旋转以获得最大日照。特别地，从所述电池收集的能量可以存储在蓄电池中并且用于为灯（例如LED）供电以向所述模块下方的地面上的作物提供光子能量，例如，用于光合作用。
DE 10 2013 002 825 还公开一种具有集成供水装置的农业和光伏装备。所述装备包括数个支杆，所述支杆水平间隔开以形成支杆阵列，每一支杆适于支撑在子结构上对齐的光伏模块。所述光伏模块可以在两个枢转轴线上对齐到太阳的相应位置。集成的独立于网络的供水装置包括雨水收集系统以及用于农业用地的灌溉的灌溉系统，其中一个或更多个罐充当贮水器，并且所收集的水还可以用于冷却光伏模块。
KR 2010-0130115公开一种可旋转支撑的太阳能电池面板，其由安装在支撑板上的多个太阳能电池模块形成。为了使太阳光散布到被面板遮挡的植物，在相邻太阳能电池模块的圆形角部之间在支撑板中形成通孔，并且在此穿孔中设置光透射元件。此外，下部不规则反射翻板设置在面板的下边缘处以将从上方入射到所述翻板上的太阳光反射到相邻面板的反射下侧以经由这两个反射将额外散布的太阳光带到相邻面板下方的地面。
发明内容
本公开的目的是提供一种经改进的定向太阳能面板组件，其允许其下方地面区域的农业用途或避免此类太阳能面板结构下方的植被损失。此外，本发明的目的是提供一种太阳能面板组件，其具有较简单的元件并且更好地适于承受不好的天气条件、特别是强风。这通过太阳能面板组件并且通过太阳能面板组件阵列实现。
太阳能面板组件包括：待锚固在地面上或地面中的支架；朝天空取向的太阳能面板（平台上，因此还表示为太阳能面板平台）；以及使支架的上部自由端与太阳能面板连接、从而允许太阳能面板按多个有利取向指向太阳的一个或更多个定向机构。
根据本发明，所述太阳能面板组件在太阳能面板的周界周围设置有光学光引导或转向元件（在本文中还简单表示为光学元件），其被布置成朝向太阳能面板的下侧将入射光聚集和引导成直接或间接指向地面。可以通过使入射光反射并且将反射光束指引到地面来提供边缘处的重新定向，所述地面在所有实施例中可以是同一太阳能面板组件下方或其附近的地面，包括相邻太阳能面板组件下方的地面区域。周界周围的光学光引导元件可以设置在太阳能面板平台的所有边缘处或仅设置在部分边缘处。
此类光学元件中的一个或更多个安装在型件（profile）的内侧上，其中所述型件经由至少一个腹板连接到所述太阳能面板平台，优选地，经由型件的相应端部处的两个连杆。至少一个腹板与安装在太阳能面板平台内的驱动器连接，其中所述至少一个腹板的所述连接适于使型件从太阳能面板平台延伸，从而在型件和平台之间形成通道。所述通道允许光被收集并引导到平台下方并且收集雨水。在强风的情况下，所述型件可以朝向平台的主体缩回，而不使所述型件暴露至所述风。
因此优选地，平台子结构的主体的面向型件的内表面的外表面与此内表面互补，使得当型件完全缩回时，型件的内表面主要与此外表面直接二维接触，因此在此情况下完全关闭上述用于收集光和水的通道。
优选地，型件的上部区段弯曲、尤其是覆盖60至90度的角度，具有由平台的子结构的主体的上述外表面形成的互补曲率。型件的下部区段可以是平面型件，其相对于上部平台表面的平面具有在30和60度之间的角度、可选地在型件的下部自由边缘处具有凸起的排水沟边缘。这允许太阳光的延长捕获，太阳光可以直接在平台下方朝向地面部分反射，并且部分指向上述平台子结构的中心反射脊以便朝向地面间接分配。
可选地，如果还存在集成到太阳能面板的上表面中的光学元件，则优选地，这些光学光引导元件设置在太阳能面板基部上并且与透明聚合物衬底或玻璃面板（可选地由亲脂层覆盖）一起在所述面板的表面上提供降低活性颗粒接合的分子性质。从而提供平滑上表面，使得在倾斜太阳能面板的情况下倾倒到所述表面上的水可以直接流到下部相邻边缘。
根据实施例，所述太阳能面板组件在太阳能面板的下侧上设置有多个LED，其被布置成生成直接或间接指向地面的所谓生长光（也称为植物光）。所生成生长光的波长可以根据待在地面上促进其生长的植物来预先确定。建议至少提供按光合光子通量密度(PPFD)给出的在100和800微摩尔/平方米每秒之间的光水平。对于日光光谱(5800 K)灯，这将等效于5800至46,000流明/平方米。所述LED可以按预先确定的图案布置在太阳能面板平台的下侧上或下侧中。考虑到与从相邻太阳能面板组件发射的光组合的每一太阳能面板组件的光应该覆盖太阳能面板组件下方的整个地面，其可以包括光引导和聚焦透镜以将多个LED的所发射的光引导到地面上。还可以在太阳能面板平台下方、未必但优选地在其中心中提供一组中心LED，其中在这些LED周围提供光反射元件以指引从所述平台的边缘重新定向的光，因此使其指向地面并且为LED的成像透镜提供空间。所述预先确定的图案可以简单地包括单个或呈多个行和列的成束LED的布置。
此外，优选地，至少一个雨水排水沟在太阳能面板平台的一个边缘处或沿着其提供，具有对应分配元件。此类分配元件可以是沿着支架延伸以将所收集的水分配在支架周围的管道。如上所述，雨水排水沟可以集成到光聚集结构中，设置在太阳能面板的周界处。优选边缘是如下边缘：当太阳能面板平台垂直定位或者相对于入射太阳光的轴线至少按接近90度的角度定位，其保持低。可以在邻近此下边缘的边缘上提供额外排水沟元件，从而避免雨水的侧向溢出。
为了根据本发明的由多个太阳能面板组件覆盖的地面区域的有效使用，可以在每一个太阳能面板组件中包括蓄电池或一系列蓄电池组，从而形成分布式系统。还可以提供将太阳能面板组件阵列连接在中间并且与外部世界连接的电力线路。由于通常，农业用途是在线路中执行的，因此所述电力线路可以平行于农业犁线定位。
隔离太阳能面板组件阵列可以包括无线通信装置。于是，每一太阳能面板组件可以是分布式计算机网络的接入点，而无需另外的基础设施。
在下文中规定本发明的另外的实施例。
附图说明
在下文中参考附图描述本发明的优选实施例，附图是出于示出当前优选实施例的目的、而非出于限制其的目的。在附图中，
图1示出根据本发明的实施例的用于指引太阳能面板的机构的示意性仰视透视图，
图2示出根据实施例的用于指引太阳能面板的另外的机构的示意性仰视透视图，
图3示出根据实施例的具有光转向元件和光生成元件的图1或图2的太阳能面板平台的横截面视图，其中光生成元件在其下侧处；
图4A针对无光生成元件的实施例示出图3的详细视图中的光路径；
图4B针对包括光生成元件的实施例示出图3的详细视图中的光路径和光生成元件；
图4C示出作为如在图4A和图4B的实施例中使用的反射表面的棱镜光栅表面的示意性详细视图；
图5A示出根据实施例的根据图2的太阳能面板组件阵列的俯视示意图；
图5B示出具有太阳能面板组件的交错图案的根据另外的实施例的根据图2的太阳能面板组件阵列的俯视示意图；
图6A示出交错太阳能面板组件阵列的正视图（左侧）和侧视图（右侧）；
图6B以从竖直取向的小角度示出图6A的阵列的正视图和侧视图；
图6C以从竖直取向的大角度示出图6A的阵列的正视图和侧视图；
图6D以所有太阳能面板组件的水平取向示出图6A的阵列的正视图和侧视图；
图7A示出具有三个柔性排水管的排水沟布置的正面图；
图7B示出类似于图7A的另外的排水沟布置的局部侧视图；
图8示出根据本发明的实施例的处于缩回位置的太阳能面板平台的示意性透视图，其中两个型件可从平台的两个相对边缘延伸；
图9示出图8的太阳能面板平台处于延伸位置的示意性透视图；
图10示出图9的太阳能面板平台处于其延伸位置的示意性仰视透视图；
图11示出图10的太阳能面板平台在无太阳能面板安装在其上的情况下的子结构的俯视透视图；
图12示出图9的太阳能面板平台的角部的放大图；并且
图13示出图9的太阳能面板平台的下侧的放大图。
具体实施方式
下文详细描述本公开的实施例。在附图中示出实施例的示例，其中相同或类似的附图标记表示相同或类似部件或者具有相同或类似功能的部件。
图1是根据本发明的实施例的用于指引太阳能面板的机构的示意性仰视透视图。太阳能面板组件10包括平台20。光伏（即，太阳能）面板（未示出）以及追踪设备的可选传感器安装在平台20的上表面21上。在替代实施例中，平台20自身可以包括具有对应周界框架的太阳能电池模块。在任一情况下，平台20的上表面21朝天空取向并且提供太阳能面板表面，而下侧22包括用于调节（即，定向）机构404和414的一个或更多个附接点23。
在不同实施例（附图中未示出）中，太阳能面板可以包括钝化发射器后接触太阳能电池、所谓的PERC电池，其中上表面21将是主收集器，并且下表面（即，下侧22）是次收集器或任何其它收集器，无论是双面还是背靠背布置。
臂403从附接点23突出并且使平台20与第一机构404连接用于调节平台20的倾斜，此处示出为可致动以使臂403、并且因此平台20围绕水平轴线410旋转的第一驱动马达406。平台20进一步可操作地连接到第二机构414用于调节平台20的旋转位置，第二机构414包括可致动以使第一机构404、并且因此平台20围绕竖直轴线420旋转的第二驱动马达416。图1的实施例的驱动马达416与牢固锚固在下方的地面31中的图2中所示的竖直支架30固定连接。马达406和416连接到由太阳能面板充电的太阳能面板的蓄电池。
图2示出根据本发明的实施例的用于指引太阳能面板的另外的机构的示意性仰视透视图。太阳能面板组件10包括平台20，平台20经由从动万向接头40在中心连接到牢固锚固在下方的地面31中的支架30、尤其是圆柱形支架。优选地，支架30的长度足以允许人们独立于平台20的取向不受阻碍地工作；因此，如果支架附接在中心，则支架30通常具有大于2米加上平台直径的一半的长度。平台20的边缘24不应倾斜成低于所述自由用户高度。如果地面31打算在农业用途中工作，例如用机器犁过，则于是在待预先确定的自由高度中必须考虑这些机器的高度。还可以将面板设置在较低高度处。于是，在维修情况下，面板10将通常被折叠成直立，从而产生最低能量水平，以便使得下方的地面无障碍物以便自由高度犁地、播种、施肥并且通常在土地上工作。在此类条件下，可以使用飞机，并且灌溉系统可以在田地中移动。
图3示出根据实施例的图1或图2的太阳能面板平台20的横截面视图，其中光学光转向元件50设置在太阳能面板平台20的边缘24处。下文参考图8-13进一步描述在边缘24处设置在根据本发明的可延伸型件160的内侧处的外部光学光转向元件161, 162。
太阳能面板平台20优选地在其上表面21处包括亲脂层11，其功能是在面板的表面上提供降低活性颗粒接合的分子性质，即，灰尘、油和水基颗粒从表面滑落、而无粘附力。透明聚合物衬底或玻璃面板12覆盖太阳能面板25自身。在此实施例内，太阳能面板25本身提供平台结构，但是其也可以包括在将边缘24处的光学元件50连接在一起和/或将光学元件55连接在中心处的框架中。透明聚合物或玻璃12在边缘24处包括由光聚集透镜52完全填充的凹部，光聚集透镜52是具有如图3中所示横截面的长型件。两个覆盖层11和12是透明的。
在图3的横截面视图的左侧和右侧上，第一光转向元件50优选地基本上沿着平台20的整个相应边缘24设置。其各自包括反射表面51，所述反射表面与平台20的表面形成一角度，并且所述角度在30和60度之间（在图3的实施例中，例如45度）。在图3的横截面视图的右侧上，反射表面51由三角形反射型件57形成，三角形反射型件57被设置成使在边缘24处通过面板25的外部的入射光朝向中心偏转。集成在覆盖层11和12中的透明光聚集透镜52直接设置在反射表面51上方。其包括平行于平台20的上表面平面的弓形上部射入表面53和下部出射表面54。如图3中所示，弓形上部射入表面53与平台20的竖直边缘24并且与水平下部出射表面54两者形成直角。这些测量结果作为所测试实施例的基本参考被提及，但是还可以根据所制造面板的典型应用其它测量结果。然而，太阳能面板的边缘24周围的这些光聚集结构的宽度和高度将通常被选择成在太阳能面板或其框架自身的侧向尺寸的0.5%和10%之间、优选地1%至5%。
通过表面54离开光转向元件50的大部分所聚集的光被指引到设置在平台20的下侧22的中心附近的反射光转向元件55上。由其反射表面56反射的光指向地面。在此上下文中，“下侧的中心”22可以意指具有例如二乘二LED（作为光生成元件，即，光源）70和环面状反射元件55的中心部分，或者光聚集元件57和58仅设置在平台的相对边缘处并且朝向两个相对中心纵向反射表面56重新定向平行光束102（参阅图4A、4B）中的光，其中双灯带LED 70中的单个在中间。
在图3的左侧上，具有反射表面51的三角形元件57由具有类似前部反射表面51的梯形元件58代替。在边缘24处并且在梯形型件58后方，排水沟壁60按预先确定的距离设置在光学元件50后方。这产生收集到达亲脂表面11并且因此被引导到其边界的任何湿气的管道管线61或腔区段。排水沟壁60具有“C”形形式，其包围在上表面21和下表面22之间的平台的整个夹层，从而提供上边界边缘和下边界边缘，其中梯形元件58为管道管线61提供更多空间以实现更大水流动通道。当然，排水沟紧固到太阳能面板平台20或包围太阳能面板的框架。
还可以改变反射表面51的反射角度以实现被平台遮挡的地面31的直接照亮。当平台20倾斜和转动时，元件50和55之间的光束路径保持不变，但是平台的平面在地面看来改变，并且光将被部分指引到八个邻近相邻太阳能组件中的一者下方。可能的是，平台阵列加入或交错、而非一个组件简单地在另一个组件后方的规则布置。
图4A针对无光生成元件70并且无透明覆盖层11和12的实施例示出图3的详细视图中的光路径。入射光束101在边缘处横穿光学元件50的光聚集透镜52，并且在反射表面51处基本上平行于下表面22作为反射光束102反射。
根据图4B的实施例，太阳能面板组件10在太阳能面板的下侧上设置有多个LED70，其被布置成生成直接或间接指向地面的所谓生长光。所述LED优选地从平台20的下侧附接在其下表面22处并且连接到设置在平台20中或支架30中的控制单元，其中任何电连接设置在平台20中或平台20处（未示出）。
反射光束102再次在中心元件55的反射表面56（参阅图3）处反射，其中所产生的光束103指向地面。应注意，中心元件55附接在太阳能面板25的下侧22处或对应框架元件处（未示出）。
LED 70从太阳能面板和/或由太阳能面板充电的蓄电池或蓄电池组接收必需的能量。蓄电池优选地设置在支架30中。控制单元经由测量光频率和强度的感测元件来预先确定生长光控制的小时和强度。另外，本实施例可以在基于植物的需求选择仅在带宽选择中发射的地面31的LED照亮时提供有效能量使用，而太阳的入射光覆盖更宽带宽，因此增加光使用效率。图4B的实施例提供阵列，例如由弯曲光学元件55或附接在下侧22或对应框架（未示出）处的数个直线区段环绕的四个LED 70。在弯曲光学元件55的此框架内，光衍射透镜71设置在LED 70下方。
图4C示出作为在图4A和图4B的实施例中与附图标记51和56一起使用的反射表面的棱镜光栅表面156的示意性详细视图；图4C示出靠近面板背面的中心的反射体55，其具有弯曲棱镜光栅表面156，但是原理也适用于基本上平面的表面51。入射光束102被反射为反射光束103。图4C的详细视图109示出具有主要反射表面104和锐角反射表面105的反射元件，其将光作为中间光束106部分反射到主反射表面104。换句话说，图4C示出通过棱镜效应传递光、从而使太阳能面板平台20的后部上的输出光弯曲和倍增的棱镜光栅表面156。可以使用棱镜微光栅，但是效率输出在使用纳米光栅表面时更高。应注意，一个边缘不垂直于另一边缘，并且通常小于90°以便产生倍增效应。
图5A示出根据本发明的实施例的根据图2的太阳能面板组件10阵列的俯视示意图。按示意性方式示出所述太阳能面板组件，其中针对每一组件10表示支架30和平台20。平台20按水平配置表示、具有近似正方形表面，但是由于PV面板布置的性质，当前面板行业主要提供矩形平台10。相邻行和列的太阳能面板组件10的相对边缘24按彼此最小距离设置。在如图5A中所示的平台的水平取向上达到所述最小距离。在任何倾斜配置中，此类相对边缘之间的距离高于图5A中所示的配置中的距离。优选地，所述距离小于太阳能面板组件10的宽度的80%，从而在太阳能面板平台20下方在若干行支架30中间形成农业通路85。在例如2米 x 2米的平台上的例如2米边长的太阳能面板的情况下，此距离可以是160厘米。换句话说，每一支架30在每一行和每一列中从中心到中心具有3,60米的距离。大约2*(SQR(2)-1)的距离允许平台20倾斜约45度，而不遮挡邻近的太阳能面板。还可以选取相邻行的太阳能面板组件10的相对边缘24的较小最小距离；例如选取为取自60%、40%、20%、10%和5%的值群组的相邻太阳能面板组件10的宽度的百分比，并且增加邻近太阳能面板的遮挡。行之间以上确定的距离还可以应用于阵列的邻近列的距离。
为了由多个太阳能面板组件10覆盖的此类地面区域的有效使用，可以在每一个太阳能面板组件中包括蓄电池，从而形成分布式系统。另一方面，可以提供将太阳能面板组件阵列连接在中间的电力线路81，并且具有与外部世界的外部连接82。这些线路81和82通常包括用于蓄电池管理和用于不同阵列元件之间的数据交换的电连接。由于通常农业用途在如由两个平行线路85所示的线路中执行，因此电力线路81和82可以平行于农业犁线85定位。水分配管线从支架30延伸以将所聚集的水分配到整个表面上。
隔离太阳能面板组件10阵列可以包括无线通信装置。于是，每一太阳能面板组件10可以是分布式计算机网络的接入点，而无需另外的基础设施。
图6A示出阵列，其包括从前面（左侧）按交错图案组织的多个太阳能面板组件10以及从侧面（右侧）起的三个连续行。在图6A中所示的取向中，当其产生最低能量产出时，太阳能面板在黎明、黄昏和/或维护、收获等等时被取向成超低水平平面。在图6A的两个太阳能面板组件10之间（在正视图中示出为“相邻”），存在空行，其中太阳能面板在后方的行中。这用不同长度的相应支撑件30示出。在右侧的侧视图中，两个太阳能面板之间的农业路线85清晰可见。
图6B示出当太阳能面板平台20在太阳上升和/或置于地平线上时改变其角度跟随太阳时处于操作中的图6A的阵列。图6C示出按交错角定位的相同阵列。图6D示出典型正午太阳角以及操作备用模式。此备用模式角度的主要原因是如上所述优化光检测。
图7A示出具有呈三个柔性排水管形式的分配元件作为上部管线64的排水沟布置的正面图，上部管线64在联接片65处连接以继续作为管线62（图7B）。还可以仅提供这些管64中的一者。可以提供两个、三个、四个或甚至更多个管道管62，其引导水离开排水沟60以确保平滑流动，而无堵塞情况下使用的溢出和/或冗余。
图7B示出类似于图7A的排水沟布置的排水沟布置的示意性侧面轮廓。未示出太阳能面板平台20到支架的附接。在此实施例中，柔性管62向下通向支架30。在附图中示出管62中的边缘扭结以展示松弛，以便促进如图6A至图6D中所示的太阳能面板20在操作周期期间可具有的变化倾斜角度。
图8-10示意性地示出根据实施例的太阳能面板平台120的透视图，其中太阳能面板平台120的两个相对侧面（即，边缘）各自设置有型件160，型件160可相对于平台120延伸和缩回并且在其面向平台的内侧上安装有光学元件161和162。太阳能面板121安装在具有中心功能脊123的平台子结构122上。功能脊123作为可以例如附接到支架30的中心节点，如图2中所示。图8从上方示出处于缩回位置的太阳能面板平台120，图9从上方示出处于延伸位置的太阳能面板平台120，并且图10从下方示出处于延伸位置的太阳能面板平台120。在图11-13更详细地示出根据图8-10的平台120的选定部分。
在附图中所示的具体示例中，型件160被设计为排水沟和反射型件160，其设置在平台120的两个相对侧面上、尤其是可以朝向地面倾斜的侧面。每一排水沟和反射型件160包括可以在内侧上具有反射性的下部平面型件区段161以及上部弯曲区段162。上部弯曲区段162与子结构122的相邻外表面互补，以便在平台120的缩回位置中，在上部弯曲区段162和子结构122之间几乎不提供腔和狭槽。下部平面型件区段161的下边缘163升高超过平面表面并且可以保持水以防直接下落到地面，并且因此用作排水沟。应注意，型件160通过固定连接在型件160的两端处的两个杆164附接到子结构122。两个表面161和162可以设置有如图4C中所示的结构，具有多个棱镜光栅表面156作为反射表面。
上部弯曲区段162的弯曲表面可以覆盖60至90度的角度，其中平面型件161可以相对于上部平台表面的平面具有在30和60度之间的角度。
杆164可滑动地集成到子结构122中。一个或更多个驱动器（未示出）连接到所述杆（例如内端处的蜗杆）以将其推出子结构122以延伸排水沟和反射型件160以便在上部弯曲区段162和子结构122之间提供空间。将结合另外的附图描述功能。在吹强风时，驱动器于是被激活以使排水沟和反射型件160靠近于子结构122，因此防止风力攻击处于其延伸位置的太阳能面板平台。
图9示出处于延伸位置的图8的太阳能面板平台120的示意性透视图。与图8的主要差别是由杆164的延伸位置设置在排水沟和反射型件160和子结构122之间的通道124。
图10示出图9的太阳能面板平台120处于其延伸位置的示意性仰视透视图。子结构122平行于排水沟和反射型件160包括延伸超出子结构122的下表面125的功能脊123。其在其下侧上包括被配置为LED灯的两条光源170，光源170从子结构122的一个边缘126到达中间的支架附件130，并且然后延长到相对边缘。当然，可以存在多个单个LED灯，或者可以存在多于两行LED灯条170。所述灯条设置在功能脊123的平坦下表面上，所述下表面还可以凸出地弯曲。功能脊123的边界表面256在横截面上是弯曲的，呈四分之一球形并且具有反射性。因此，表面256具有与图4的反射表面56相同的功能，而下部平面型件161具有反射表面51的功能。
图11示出图10的子结构122在无太阳能面板121安装在其上的情况下的俯视透视图。还省略用于杆164和电连接等等的驱动器。子结构122具有托盘的形状，具有基本上平坦的底部表面127。提供四个加强腹板128，其从子结构122的角部朝向提供支架附件130的中心伸出。可以在子结构122上提供多个光伏电池模块，在其之间具有空间以使雨水聚集在托盘的表面127上。
子结构122在设置排水沟和反射型件160的侧面上的内上部区段（参阅图12-13中所示的其外表面262）示出为上部弯曲型件区段162的中空互补区段。
图12示出图8或图9的太阳能面板平台120处于延伸位置的角部的放大图。从杆164设置在光伏面板121的水平处的意义上来说，这是示意图，其中到驱动器的连接必须在子结构122的托盘内实现，此处用其弯曲外表面262的单个线示出。可以看出，通道124允许光和水从平台120的上侧传递到其下侧。弯曲型件区段162的曲率可以被选择成将入射光指引到地面或指引到子结构122的也反射弯曲外表面262上以便再次朝向地面或在平面反射型件161上反射。来自上方的直接入射光从平面反射型件161朝向中心脊123的反射边界表面256反射。
图13示出图9的太阳能面板平台120的下侧的放大图。附图标记165表示型件160的下部排水沟边缘163的出口。收集在边缘163的上唇缘（即，升高部分）上的液体通过出口165被引导到可以连接柔性管线62的中心连接部。
附图标记列表
10 太阳能面板组件
11 亲脂层
12 透明聚合物或玻璃
20 平台
21 上表面
22 下表面、下侧
23 附接点
24 平台的边缘
30 支架
31 地面
40 万向接头
50 边缘处的集成光学元件
51 反射表面
52 光聚集透镜
53 弓形上部射入表面
54 下部出射表面
55 中心处的光学元件
56 反射表面
57 三角形反射型件
58 梯形型件
60 排水沟壁
61 管道管线/孔
62 柔性管线
63 漏斗形附件
64 上部管线
65 管线联接部
70 光源、LED
71 光衍射透镜
81 电力线路
82 外部连接
85 农业路线
101 入射光束
102 反射光束
103 指向地面的光束
104 主要反射表面
105 相邻锐角表面
106 中间反射光束
109 光栅反射表面的详细视图
120 太阳能面板平台
121 太阳能面板
122 子结构
123 中心功能脊
124 通道
125 子结构的下表面
126 子结构的边缘
127 底部表面
128 加强腹板
130 支架附件
156 光栅反射表面
160 可延伸排水沟和反射型件
161 下部平面型件
162 型件的上部弯曲区段
163 型件的下边缘
164 侧杆、连接腹板
165 出口
170 LED灯条
256 反射边界表面
262 子结构弯曲区段
403 臂
404 第一机构
406 第一马达
410 水平轴线
414 第二机构
416 第二马达
420 竖直轴线

Claims (19)

1.一种太阳能面板组件(10)，其包括：待锚固在地面(31)上或地面(31)中的支架(30)；朝天空取向的太阳能面板平台(120)；以及使所述支架(30)的上部自由端与所述太阳能面板平台(120)连接的一个或更多个定向机构(40; 404, 414)，从而允许所述平台(120)上的太阳能面板(121)沿至少一个有利取向指向太阳，
其特征在于：一个或更多个光学元件(161, 162)在所述太阳能面板周围设置在所述平台(120)的边缘(24)的全部或大部分处，从而将所聚集的光指引到所述平台(120)下方或指向其下侧(22)，并且然后在所述太阳能面板组件(10)下方或附近将所聚集的光指引到所述地面(31)，
其中，所述光学元件(161, 162)中的一个或更多个安装在型件(160)的内侧上，其中，所述型件(160)经由至少一个腹板(164)连接到所述太阳能面板平台(120)，其中，至少一个腹板(164)与所述平台(120)内的驱动器连接，其中，至少一个腹板(164)的所述连接适于使所述型件(160)从所述平台(120)延伸，从而在所述型件(160)和所述平台(120)之间形成通道(124)。
2.根据权利要求1所述的太阳能面板组件(10)，其中，其上安装有太阳能面板(121)的平台子结构(122)的主体的面向所述型件(160)的内表面的外表面(262)与此内表面互补，使得当所述型件(160)完全缩回时，所述型件(160)的所述内表面主要与此外表面(262)直接二维接触。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能面板组件(10)，其中，所述型件(160)的上部区段(162)是弯曲的，并且其中，所述型件(160)的下部区段是平面型件(161)，其相对于平台表面的平面具有在30和60度之间的角度。
4.根据权利要求3所述的太阳能面板组件(10)，其中，所述型件(160)的上部区段(162)是弯曲的并覆盖60至90度的角度。
5.根据权利要求3所述的太阳能面板组件(10)，其中，所述型件(160)的下部区段在其下部自由边缘处具有凸起的排水沟边缘(163)。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能面板组件(10)，其特征在于：多个光源(70, 170)设置在所述下侧(22)处或指向所述地面(31)的所述太阳能面板平台(120)的子结构(122)处。
7.根据权利要求6所述的太阳能面板组件(10)，其中，所述光源(70, 170)沿着所述太阳能面板平台的周围边缘(24)定位或者按预先确定的图案定位在所述太阳能面板平台(120)的所述下侧(22)或子结构(122)上。
8.根据权利要求6所述的太阳能面板组件(10)，其中，所述光源(70, 170)沿着所述太阳能面板平台的周围边缘(24)定位或者按预先确定的图案定位在所述下侧(22)或所述子结构(122)的中心中。
9.根据权利要求6所述的太阳能面板组件(10)，其中，光源(70, 170)是LED。
10.根据权利要求6所述的太阳能面板组件(10)，其中，光源是可调谐到由控制单元调节的预先确定的生长光波长或预先调谐的波长的LED。
11.根据权利要求1或2所述的太阳能面板组件(10)，其中，所述太阳能面板平台(120)具有至少一个外边缘(24)，所述至少一个外边缘(24)包括在所述太阳能面板平台(120)的所述至少一个边缘处的至少一个雨水排水沟(60, 163)以及至少一个分配元件(62, 64)，其中，所述分配元件(62, 64)包括与所述至少一个雨水排水沟(60, 163)连接的一端(63)，和适于将收集在所述排水沟(60, 163)中的雨水输送到所述支架(30)内部的接收器或输送到下方的所述地面(31)的另一端。
12.根据权利要求11所述的太阳能面板组件(10)，其中，所述雨水排水沟(60, 163)连接到管道(61)，所述管道(61)穿过连接到作为分配元件的柔性管道(62)的所述太阳能面板平台。
13.根据权利要求1或2所述的太阳能面板组件(10)，其进一步包括蓄电池，所述蓄电池由所述太阳能面板充电并驱动所述定向机构(40; 404, 414)。
14.一种太阳能面板组件(10)阵列，其包括定位成若干行的根据前述权利要求中的任一项的多个太阳能面板组件(10)，其中，相邻行的太阳能面板组件(10)的相对边缘(24)按小于相邻太阳能面板组件(10)的宽度的80%的最小距离提供，从而在所述太阳能面板平台(120)下方在若干行支架(30)之间形成农业通路(85)。
15.根据权利要求14所述的太阳能面板组件(10)阵列，其中，相邻行的太阳能面板组件(10)的相对边缘(24)之间的所述最小距离小于相邻太阳能面板组件(10)的宽度的取自群组60%、40%、20%、10%和5%的百分比。
16.根据权利要求14或15所述的太阳能面板组件(10)阵列，其中，在行之间预先确定的所述最小距离也适用于所述阵列的相邻列之间的距离。
17.根据权利要求14或15所述的太阳能面板组件(10)阵列，其中，电气和/或通信线路(81, 82)互连所有太阳能面板组件(10)和/或电气和/或通信线路(81, 82)使所述阵列与外部系统连接。
18.根据权利要求14或15所述的太阳能面板组件(10)阵列，其中，每一太阳能面板组件(10)包括无线通信装置。
19.根据权利要求18所述的太阳能面板组件(10)阵列，其中，每一通信装置被配置成分布式计算机网络的接入点。
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