CN114128134A - 具有至少一个光伏元件的柱子及光伏元件在柱子上的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柱子，该柱子具有将光、尤其阳光的辐射能转换为电能的至少一个光伏元件，该至少一个光伏元件被布置在该柱子上，其中，该光伏元件是柔性光伏元件。

Description

具有至少一个光伏元件的柱子及光伏元件在柱子上的用途
技术领域
本发明涉及：一种柱子，该柱子具有用于将光的辐射能转换为电能的至少一个柔性光伏元件、尤其是太阳能电池；一种用于将风的流动能转换为电能的风电设施，该风电设施具有用于将光的辐射能转换为电能的至少一个柔性光伏元件、尤其是太阳能电池；以及至少一个柔性光伏元件、尤其是太阳能电池在柱子或风电设施上的用途。
背景技术
用可再生能源产生电能发挥着越来越重要的作用，其中，用太阳能和风力来产生电能尤其重要。
从现有技术中已知了使用太阳能电池由光来产生电能。在各种实施例中，太阳能电池是已知的。太阳能电池由光敏层制成，该光敏层通常集成在框架中。这样的太阳能电池板可以附接至建筑物、尤其附接在屋顶上，或附接于开放区域。
使用风电设施来由风力产生电能同样在现有技术中是已知的。风电设施由沿竖直方向设立的柱子、和带有转子叶片的涡轮机形成，该涡轮机布置在所述柱子的一端。
同样已知的是将风电设施和太阳能电池一起用于产生电能。从现有技术中已知了具有太阳能电池的用于风电设施的多种转子叶片。
美国专利申请US 5,254,876 A披露了风电设施与布置在风电设施的转子叶片上的太阳能电池的组合。
美国专利申请US 7,045,702 A披露了一种带有太阳能电池板的风车，其中，太阳能电池板布置在风车的翼片上。
美国专利说明书US 8,288,884 B1披露了一种带有集成太阳能电池板的风电设施，其中，太阳能电池板附接至风电设施的塔。其中，太阳能电池板通过额外的构造来附接至塔上，其中，太阳能电池板是可移位和/或可倾斜的。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有至少一个光伏元件的柱子以及一种具有这种柱子的风电设施，其中，不存在下文提及的缺点，并且尤其其中，柱子的表面、尤其风电设施的柱子的表面可以更有效地用于产生能量，并且尤其其中，实现了当各个电池部分地和/或完全地被遮蔽时的更好的效率。
然而，现有技术的缺点在于，太阳能电池不是形状配合的并且因此不能直接布置在柱子的表面上。尤其在牢固框架中布置在柱子表面上的太阳能电池板的大部分表面从柱子突出。因此，太阳能电池板特别容易受到天气影响(尤其是强风的影响)而损坏，并影响转子叶片处的风流，由此显著地降低风电设施的效率。同样，安置在转子叶片上的太阳能电池或安置在翼片的太阳能电池板由于旋转而暴露在甚至更大的力下并且影响转子叶片处的风流。
因此，从现有技术中已知的风电设施与光伏系统的组合是不利的，因为风电设施的效力受到影响。然而，现有技术没有披露以下柱子：光伏元件以形状配合的方式布置在柱子的表面上、尤其是粘接到柱子的表面上。
因此，本发明的目的是提供一种具有用于将光、尤其阳光的辐射能转换为电能的至少一个光伏元件的柱子、和/或一种具有这种柱子的风电设施，其中，不存在所提及的缺点，并且尤其其中，柱子可以高效地用于产生能量，并且尤其风电设施的效力不受影响。
该目的是通过独立权利要求的主题来实现的。在从属权利要求中将给出清楚有利的改进。
该目的尤其是通过提供一种柱子来实现，该柱子具有用于将光、尤其是阳光的辐射能转换为电能的至少一个光伏元件，其中，该至少一个光伏元件被布置在该柱子上，并且其中，该至少一个光伏元件是柔性光伏元件。
在优选的实施例中，光伏元件以形状配合的方式连接至柱子，尤其以形状配合的方式附接至柱子的表面。在优选的实施例中，该至少一个光伏元件以形状配合的方式固定在柱子上，使得该至少一个光伏元件至少在很大程度上受到保护而免受天气(尤其是冰雹、雪或风)影响。这在将该至少一个光伏元件安装在风电设施上时是特别有利的，因为风电设施被有意安装在具有频繁且较强的风的地区。根据本发明的具有至少一个光伏元件的柱子具有优于现有技术的优点。有利的是，使得由风能产生电能与由太阳能产生电能的有效组合成为可能。有利的是，高效使用柱子的表面，尤其是因为没有常规光伏元件的框架来妨碍另外的光伏元件的安置。有利的是，尤其通过将光伏元件形状配合地直接附接至柱子的表面，可以省去另外的部件，比如用于稳定和/或附接光伏元件的框架或架构。太阳能电池有利地以形状配合的方式安置在柱子上并且因此不易受到风或其他天气影响的损坏。与通常突出的太阳能电池板相比，有利地减小了风产生的噪音。有利的是，将柱子的现有的面积用于布置光伏元件，并且因此不需要额外的面积。光伏元件有利地与柱子的形状相适配，由此实现了关于强风和因此造成的损坏方面更大的稳定性。柔性光伏元件有利地是特别轻的，由此在不超过特定重量的情况下，更大量的光伏元件可附接至柱子。
柱子还应被理解为尤其是指支柱(尤其是桥梁支柱或支撑支柱)、塔(尤其烟筒、烟囱、传输或电力桅杆或电视塔)、或筒仓、或电话杆、电报杆或架空线路杆或灯柱或塔架。在优选的实施例中，柱子是风电设施的柱子。
光伏元件应理解为尤其是指光电池或太阳能电池。光伏元件尤其是由多个电池构成的模块，这些电池可以串联或并联连接，其中优选地，一个电池在模块的长度上或在模块的宽度上具有其最长延展部。
在优选的实施例中，柔性光伏元件是：柔性太阳能电池、尤其是CIS、CIGS、GaAs或Si电池；钙钛矿电池或有机光伏元件(OPV)、尤其是聚合有机光伏元件或基于小分子的有机光伏元件。光伏元件特别优选地是基于小分子的柔性有机光伏元件(OPV)。
有机光伏元件(OPV)应理解为尤其是指具有至少一个有机光敏层的光伏元件。
小分子应理解为尤其是指单分散摩尔质量在100至2000g/mol之间的非聚合有机分子，其在正常压力(周围大气的大气压力)和室温下处于固相。特别地，小分子是光敏的，其中，光敏被理解为是指当光被引入时，分子改变其电荷状态和/或其偏振状态。
在优选的实施例中，有机光伏元件由至少一个电池形成。在优选的实施例中，电池被设计为单电池、串联电池、或多电池。串联电池和多电池由彼此相叠布置在电极之间的至少两个电池组成，其中，每个电池包括至少一个光敏层。术语“光敏层”应理解为是指电池内的在有机光伏元件中对产生电荷载流子有贡献的层或层堆叠体。因此，有机光伏元件还可以具有另外的层，例如可以被掺杂的电荷载流子传输层。在WO 2004 083 958 A2、WO 2011013 219 A1、WO 2011 138 021 A2、以及WO 2011 161 108 A1中披露了有机光伏元件的一种可能设计。
在优选的实施例中，光敏层具有小分子。
在一个实施例中，多个电池作为带有触点的条彼此并排布置并且串联连接。每个电池具有自己的基电极和顶电极。例如通过将一个电池的基电极电连接至下一电池的顶电极，来实现串联连接。在一个实施例中，每个电池或一组电池被分配有集成的旁路二极管或用于在遮蔽的情况下避免损失的元件。
在一个实施例中，光敏层包括可蒸发的、并且通过蒸发被施加至载体膜上的吸收剂材料。为此目的，使用了属于“小分子”组的材料，这些材料尤其在WO 2006 092 134 A1、WO 2010 133 208 A1、WO 2014 206 860 A1、WO 2014 128 278 A1、EP 31 87 496 A1、以及EP 31 88 270 B1中进行了描述。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件额外地设有至少一个所施加的阻挡层和/或被封装，以便将由于外部影响而造成的劣化最小化。此外，可以施加钝化层来保护该至少一个光敏层，和/或可以施加平整化层。
柔性光伏元件尤其是指在特定区域可弯曲和/或可伸展的光伏元件。
在优选的实施例中，柔性光伏元件的弯曲半径小于50cm、优选地小于20cm、或优选地小于10cm、或优选地小于5cm。柔性光伏元件的柔性优选地用弯曲半径来表征。这确保了柔性光伏元件可适配于柱子的表面形状。
在优选的实施例中，柔性光伏元件具有正的温度系数。因此，柔性光伏元件可以以形状配合的方式并且因此直接布置在柱子的表面上，因为不需要为柔性光伏元件的后部通风留下距离。
纵向方向应理解为尤其是指柱子或光伏元件的最长延展部的方向，特别地，纵向方向是指光伏元件所在的风电设施的柱子的最长延展部。纵向方向尤其是指柱子被恰当地设立的方向，即，竖直方向。
横向方向应理解为尤其是指垂直于纵向方向的方向，即，水平方向。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件基于光伏元件的最长延展部和/或光伏元件中的电池的布置而竖直地和/或水平地布置在柱子上。
根据本发明的发展，设置使得该至少一个柔性光伏元件相对于柱子的最长延展部横向地和/或纵向地和/或还斜向地布置。在此，该至少一个光伏元件可以布置在不同设计的柱子上。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件在柱子的整个长度的至少大部分长度上延伸。
在优选的实施例中，柱子的长度为2m、优选地3m、优选地5m、优选地10m、优选地20m、优选地30m、优选地50m、优选地80m、优选地100m、优选地120m或更大。
根据本发明的发展，设置使得柱子具有至少两排柔性光伏元件，其中，这至少两排柔性光伏元件相对于柱子的最长延展部横向地和/或纵向地、和/或还斜向地布置，并且其中，一排优选地具有至少两个柔性光伏元件。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件相对于柱子的纵向方向竖直地和/或水平地布置。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件的宽度大于20cm、优选地大于30cm、优选地大于50cm、优选地大于60cm、优选地大于80cm、或优选地大于1m。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件的长度大于2m、优选地大于5m、优选地大于6m、或优选地大于10m。
在特别优选的实施例中，该至少一个光伏元件的长度与柱子的延展部相适配，使得柱子的表面至少大部分被使用。在优选的实施例中，附接至柱子的多个光伏元件的长度不同。
在优选的实施例中，多个光伏元件布置在柱子上，特别地，这些光伏元件被布置成相对于彼此齐平。在优选的实施例中，光伏元件彼此平行地布置在柱子上。在优选的实施例中，柱子完全或基本上完全地被光伏元件覆盖。
根据本发明的发展，使柱子具有锥形形状，其中，柱子的直径至少部分地从下往上(沿柱子的纵向方向)减小。在替代性实施例中，柱子是柱形的。在替代性实施例中，柱子的截面用曲线围成的区域表示。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件被设计为被涂覆有至少一个光敏层的柔性膜，其中，该柔性膜优选地可与表面相适配，特别地可在特定界限内伸展，使得可补偿长度差异和/或宽度差异。
在优选的实施例中，柱子的直径小于其在纵向方向上的延展部。在优选的实施例中，柱子的直径为至少8cm、优选地至少10cm、优选地至少30cm、优选地至少50cm、优选地至少70cm、优选地至少1m、或优选地至少2m。
根据本发明的发展，设置使得该至少一个柔性光伏元件通过材料锁合、尤其粘接方式来附接至柱子。在优选的实施例中，该至少一个柔性光伏元件固定在柱子上。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件的背面具有自粘性涂层，因此该至少一个光伏元件能附接、尤其能粘接至表面。在优选的实施例中，该自粘性涂层在光伏元件的整个背部上延伸或在整个背部的至少大部分面积上延伸。因此，不需要额外的架构和/或框架来附接该至少一个光伏元件，因此该至少一个光伏元件的安装更简单且更便宜。
根据本发明的发展，设置使得柔性光伏元件以形状配合的方式附接至柱子上。
光伏元件在柱子上的布置、尤其是光伏元件在柱子上的安装尤其包括串联和/或并联连接的光伏元件。
根据本发明的发展，设置使得光伏元件的互连部区域性地彼此分开；优选地，柱子上的在第一罗盘方向上对准的光伏元件与柱子上的在第二罗盘方向上对准的元件的互连部被彼此分开，其中优选地，每个互连部各自在一定电气工作范围内运行，尤其各自被分配有逆变器，尤其是三相逆变器。因此，光伏元件在一天中的不同时刻用对应地不同的太阳辐射来产生电能是特别高效的。
在优选的实施例中，互连部的电缆水平地和竖直地在光伏元件之间延伸。
在优选的实施例中，柱子上的在东南/东向上对准的光伏元件的互连部与柱子上的在西南/西向上对准的光伏元件的互连部被彼此分开。罗盘方向参照地球北半球上的位置。南半球的极性条件与北半球相反。在优选的实施例中，互连部(尤其是互连部的电缆)尤其通过磁性附接件、和/或集成在柱子的表面中的电缆管道而至少部分地被固定。柱子优选地具有通向柱子内部的至少一个孔洞，其中，互连部的电缆被引入柱子的内部。在优选的实施例中，多个光伏元件的互连部穿过一个孔洞。在优选的实施例中，柱子具有通向柱子内部的多个孔洞。对于每排光伏元件，优选地提供一个让互连部的电缆穿过并进入柱子内部的孔洞。
在优选的实施例中，光伏元件根据入射到柱子表面上的阳光辐射来进行布置，其中，光伏元件优选地布置在柱子的面向强入射太阳辐射的这侧上。
在优选的实施例中，柱子具有用于储存电能的储存单元，尤其为蓄电池，该储存单元起作用地连接至该至少一个光伏元件，因此可储存由该至少一个光伏元件产生的电能。
在优选的实施例中，柱子具有至少一个空腔，其中，电缆、变换器、和/或储存单元(尤其是蓄电池)可布置在该至少一个空腔中。
光伏元件(尤其是太阳能电池)包括至少一层具有至少两个触点的有机电池，其中，靠近衬底的触点被称为基部触点或基电极，而远离衬底的触点被称为顶部触点或顶电极。
在优选的实施例中，安装一种布置的光伏元件，其在使用期间可能部分地被遮蔽，其中特别地，虽然部分地被遮蔽，但仍可以提高光伏元件的效率并延长其使用寿命。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件具有集成的旁路二极管，其中，该旁路二极管被印制在或气相沉积在光伏元件的电池上。旁路二极管夹在共同的基部触点与顶部触点之间。由此特别地，在各个光伏元件被部分遮蔽的情况下，例如在风电设施的转子叶片造成的部分遮蔽的情况下，这防止被遮蔽的电池相对于与之串联连接的未被遮蔽的电池或被较少遮蔽的电池呈现反向偏置二极管，由此避免阻止电能流出，这种阻止对模块的效率具有负面影响。
在优选的实施例中，旁路二极管与多个光电池并联布置。因此，在(部分)遮蔽的情况下，当电池中的电流减少时，在给定电压下，电池反向方向的更高电流变得可能。
在优选的实施例中，旁路二极管与光电池条并联布置、或集成到光电池条中。
在优选的实施例中，光伏元件经由逆变器相连。
本发明的目的还通过提供一种用于将风的流动能转换为电能的风电设施来实现，该风电设施具有根据本发明的、尤其根据上述示例性实施例之一的柱子，该柱子具有用于将光的辐射能转换为电能的至少一个光伏元件。该风电设施具有柱子和带有转子叶片的涡轮机，其中，该涡轮机被布置在柱子的一端，并且其中，借助该涡轮机能驱动发电机，其中，至少一个柔性光伏元件被布置在柱子上。这尤其对风电设施产生了优点，这些优点已经结合具有该至少一个光伏元件的柱子进行了描述。
现有技术没有披露具有柔性光伏元件的任何风电设施，该柔性光伏元件以形状配合的方式直接布置在风电设施的柱子的表面上。
在优选的实施例中，光伏元件被设计为用于由光的辐射能来产生能量的系统。在优选的实施例中，风电设施被设计为用于由风力来产生电能的系统。在优选的实施例中，用于通过该至少一个光伏元件来产能量的系统联接至用于通过风电设施来产生能量的系统。
有利的是，可以用风电设施和光伏系统来并行产生电能。有利地，以形状配合的方式安置在柱子上的光伏元件不会造成任何风湍流，这种风湍流会影响带有转子叶片的涡轮机的能量产生。特别通过光伏元件上的镜子和/或颜色效应，有利地使鸟远离风电设施。有利地，风电设施的转子叶片的功能不受影响。风电设施的效力通过与光伏元件的结合而有利地增加。光伏元件产生的电能可以有利地用于尤其在没有风时使风电设施运行。
风电设施应理解为尤其是指风轮、风车、或风电转换器。风电设施将风能(即，风的流动能)转换为电能，然后电能可馈入电网。风电设施可以以本领域普通技术人员已知的方式附接至对应位置。
在优选的实施例中，该至少一个光伏元件产生的能量可以用于使风电设施运行，尤其是用于启动涡轮机、对涡轮机进行支持、用于照明和/或用于控制装置。
在优选的实施例中，涡轮机被以能对于柱子旋转的方式布置在柱子上。
在优选的实施例中，涡轮机起作用地连接至发电机，因此可以将风力转换为电能。
根据本发明的发展，设置使得该至少一个光伏元件至少区域性地围绕柱子的纵向轴线横向布置、优选地围绕柱子的整条纵向轴线横向布置。该至少一个光伏元件(尤其是围绕柱子的纵向轴线横向布置的光伏元件)优选地粘接至柱子的表面。
根据本发明的发展，设置使得风电设施具有多个柔性光伏元件，尤其其中，在第一罗盘方向上附接至柱子的表面上的柔性光伏元件的第一互连部与在第二罗盘方向上附接至柱子的表面上的柔性光伏元件的第二互连部被彼此分开、尤其是没有彼此起作用地相连，其中，这两个互连部优选地各自在一定电气工作范围内运行，尤其各自被分配有逆变器，尤其是三相逆变器。
在优选的实施例中，还在风电设施的转子叶片上布置了至少一个光伏元件、尤其太阳能电池。
在优选的实施例中，风电设施安装在陆地上或水上，浮动地或牢固地连接至基部。在优选的实施例中，风电设施安装在平坦陆地上或丘陵地区、尤其山岭中。
本发明的目的还通过提供至少一个柔性光伏元件在柱子上的用途或至少一个柔性光伏元件在风电设施上的用途来实现，尤其是根据上述示例性实施例之一所述。在此，至少一个柔性光伏元件在柱子上的用途和至少一个柔性光伏元件在风电设施上的用途尤其产生了已经结合柱子和/或风电设施所描述的优点。
附图说明
下文将基于附图来更详细地解释本发明，在附图中：
图1示出了具有柔性光伏元件的风电设施的第一实施例的前视图(图1B)和两个侧视图(图1A和图1C)的示意性展示；
图2示出了具有柔性光伏元件的风电设施的第二实施例的侧视图(图2左侧)和附接至风电设施上的光伏元件的布置(图2右侧)的示意性展示；以及
图3示出了具有柔性光伏元件的风电设施的第三实施例的示意性展示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的具有柱子1的风电设施7的第一实施例的前视图(图1B)和两个侧视图(图1A和图1C)的示意性展示，该柱子带有柔性光伏元件3。
在本示例性实施例中，柱子1是风电设施7的柱子1。然而，柱子1还可以是独立于风电设施7的柱子1。柱子1可以由木材、钢、尤其钢架构、和/或混凝土制成。
柱子1具有光伏元件3、尤其是太阳能电池21，用于将光、尤其阳光的辐射能转换为电能，其中，光伏元件3布置在柱子1上。光伏元件3是柔性光伏元件3，尤其是基于小分子的有机光伏元件3。在此示例性实施例中，光伏元件3粘接至柱子1的表面。为此目的，光伏元件3的背面上可以涂覆有粘合剂。
图1示出了具有柱子1的风电设施7，用于将风的流动能转换为电能，该柱子带有用于将光的辐射能转换为电能的光伏元件3。风电设施7具有柱子1和带有转子叶片11的涡轮机9，其中，涡轮机9布置在柱子1的一端。借助涡轮机9能驱动发电机，该发电机将风能转换为电能。发电机可以布置在涡轮机9中或柱子1的空腔中。光伏元件3是柔性光伏元件3。
在本示例性实施例中，柔性光伏元件3(即，太阳能电池21)是基于小分子的柔性有机光伏元件(OPV)，但是还可设想使用其他的柔性光伏元件3。
在示例性实施例中，风电设施7的柱子1的高度为80m，但是还可设想其他高度。此外，在示例性实施例中，太阳能电池21在柱子1上被布置到高达50m的高度，并且太阳能电池21的安装从大致3m的高度开始。
太阳能电池21(
Figure BDA0003464698820000141
308-5986)的尺寸为5.986×0.308m，其中，在柱子1上布置例如共计120个这样的太阳能电池21。然而，太阳能电池21的尺寸可以与柱子1的尺寸相适配。
Figure BDA0003464698820000142
模块各自在模块的正面具有两个连接部。模块的方位角是可变的，并且模块在柱子1的表面上的倾角为90°。在横向方向上彼此并排布置的各个太阳能电池21的宽度是相同的，但是还可设想将具有不同宽度的太阳能电池21彼此并排布置。在本示例性实施例中，在柱子1的纵向方向上，彼此并排布置了八排太阳能电池21。
在此示例性实施例中，太阳能电池21在横向方向上(即，相对于柱子1的纵向方向，在元件的电池的横向方向上)围绕柱子1布置。
在替代性示例性实施例中，太阳能电池21沿纵向方向(即，与柱子1的纵向方向平行)布置在柱子1上。
在本发明的改进中，柔性光伏元件3相对于柱子1的最长延展部横向地和/或纵向地、尤其还斜向地布置。
在本发明的进一步改进中，柱子1具有多排柔性光伏元件3，其中，这些多排柔性光伏元件3相对于柱子1的最长延展部横向地和/或纵向地、尤其还斜向地布置，并且其中，一排具有至少两个柔性光伏元件3。
在本示例性实施例中，柱子1具有锥形形状，其中，柱子1的直径5至少部分地从下往上减小。
在本示例性实施例中，对于柱子1的直径的这种锥形分布方式，在横向方向上彼此并排布置的光伏元件3的数量在柱子1的纵向方向上从下往上减少。替代性地，可设想到将光伏元件3的尺寸与柱子1的直径相适配。
在本发明的进一步改进中，柔性光伏元件3至少区域性地围绕柱子1的纵向轴线横向布置、优选地围绕柱子1的整条纵向轴线横向布置。
在本发明的进一步改进中，通过光伏元件3粘接至柱子1的表面，来使柔性光伏元件3以形状配合的方式附接至柱子1。
在本示例性实施例中，在第一罗盘方向15上(参见图1A和图1B)附接至柱子1的表面上的柔性光伏元件3的第一互连部13与在第二罗盘方向19上(参见图1B和图1C)附接至柱子1的表面上的柔性光伏元件3的第二互连部17被彼此分开，其中，这两个互连部13、17各自在一定电气工作范围内运行，尤其各自被分配有逆变器。
在本示例性实施例中，在东南/东向上布置的太阳能电池21的互连部17与在西南/西向上布置的太阳能电池21的互连部13被彼此分开。由于依赖于罗盘方向15、19而分开的互连部13、17，柱子1被分成两个区域，一个区域面向东南/东向，一个区域面向西南/西向(参照在地球北半球位置的罗盘方向)。分配给这些区域中的每个区域的逆变器连接至六十个太阳能电池21。逆变器是两个具有三个相的MPPT(最大功率点跟踪)逆变器。逆变器的最大功率为4.68kW。电压范围为最小200V且最大495.6V，并且最大电流强度为每逆变器16.3A和每MPPT 9.78A。
在本发明的改进中，互连部13、17(尤其是互连部13、17的电缆分布)至少部分地水平地和竖直地布置在光伏元件3之间。
在本发明的进一步改进中，电缆管道布置在柱子1的表面中，电缆在电缆管道中被引导。
在本示例性实施例中，太阳能电池21在东(图1A)、南(图1B)以及西(图1C)罗盘方向上布置在柱子3上，而在北向上没有布置太阳能电池21。因此，太阳能电池21是按照阳光的入射辐射特别好地对准的。这是因为预计在北向上的阳光输入较少。然而，在替代性示例性实施例中，可设想到，额外地在北向上布置太阳能电池21，尤其是为了尽可能多地使用和保护整个柱子1的表面。
太阳能电池21的连接部延伸穿过太阳能电池21之间沿柱子1的横向方向外部引导的电缆，其中，在每两排太阳能电池21之间有一根电缆被引导(沿柱子1的纵向方向看时)。在各自情况下，在太阳能电池21的正面上布置了与互连部13、17的电缆连接的一个连接部。例如，可以使用MC4连接器(带有集成MC4连接器的多触点TwinBox)作为连接部。
柱子1具有通向柱子1的内部的孔洞23，互连部13、17穿过这些孔洞被引导到柱子1的内部。互连部13、17的电缆穿过孔洞23被引导到柱子1的内部(图2左侧)并且在此可连接至变换器和/或储存单元。在本发明的改进中，为每排太阳能电池21分别提供用于互连部13、17的孔洞23。
在本发明的改进中，柱子1具有空腔，变换器和/或储存单元被布置在该空腔中。
在本发明的改进中，互连部13、17(尤其是互连部13、17的电缆)尤其通过磁性附接件、和/或集成在柱子1的表面中的电缆管道而至少部分地被固定。
在本发明的进一步改进中，柱子1具有储存单元、尤其是蓄电池，用于储存电能，其中，该储存单元连接至该至少一个太阳能电池21。
在本发明的进一步改进中，储存单元和/或变换器被布置在柱子1的空腔中。
图2示出了具有柔性光伏元件3的风电设施7的第二实施例的侧视图(图2右侧)和附接至风电设施上的光伏元件3的布置(图2左侧)的示意性展示。相同且功能相同的元件用相同的附图标记表示，因此在这方面参考上文描述。
光伏元件3、即太阳能电池21(在本示例性实施例中，为
Figure BDA0003464698820000171
6000)在柱子1上的安装从柱子1的大致3m的高度开始，并且在柱子1的大约50m的高度处结束(图2右侧)。取决于柱子1的高度，还可设想到，将太阳能电池21安装至更高的高度。
由于锥形形状，柱子1的直径5从下往上减小，因此环状地围绕柱子1的纵向方向的可用面积减小。因此，在本示例性实施例中，沿柱子1的横向方向布置的太阳能电池21的数量从下往上减少。在柱子1的表面上布置了八排太阳能电池21，其中，每两排相邻排具有相同数量的太阳能电池21。在第一排和第二排中分别布置了十八个太阳能电池21，其中，各个太阳能电池21优选地分别彼此相反地定位，在第三排和第四排中分别布置了十六个太阳能电池21，在第五排和第六排中分别布置了十四个太阳能电池21，并且在第七排和第八排中分别布置了十二个太阳能电池21。通过使用柔性太阳能电池21，甚至对于锥形形状的柱子1(尽管直径5向上减小并且因此相关联的面积变小)，太阳能电池21的形状配合式附接也是可能的。
太阳能电池21经由互连部13、17起作用地连接至电气子系统，尤其是变换器和/或储存单元。互连部13、17的电缆经由连接部连接至太阳能电池21、经由孔洞23被引导到柱子1的内部、并且在此连接至变换器和/或储存单元。
在本发明的改进中，在柱子1的横向方向上相邻布置的两排太阳能电池21各自具有相同数量的太阳能电池21。太阳能电池21的这种成对布置可以使互连部13、17的电缆仅在每两排之间引导，由此使太阳能电池21的安装更容易。每两排的太阳能电池优选地相对于彼此转过180°。此外，对于每两排太阳能电池21，仅需要一个孔洞23，互连部13、17的电缆穿过该孔洞被引导到柱子1的内部。
图3示出了具有柔性光伏元件3的风电设施7的第三实施例的示意性展示。相同且功能相同的元件用相同的附图标记表示，因此在这方面参考上文描述。
在本示例性实施例中，在东南/东向19上布置的太阳能电池21的互连部17与在西南/西向15上布置的太阳能电池21的互连部13被彼此分开。
在本发明的改进中，太阳能电池21布置在柱子1的整个表面的至少大部分面积上。可设想的是，将柱子1的表面分为多于两个区域，尤其是取决于罗盘方向和/或任何遮蔽，其中，每个区域被分配有互连部，这意味着除了第一互连部13和第二互连部17之外，还可以存在另外的互连部。

Claims (10)

1.一种柱子(1)，该柱子带有用于将光、尤其阳光的辐射能转换为电能的至少一个光伏元件(3)，其特征在于，该至少一个光伏元件(3)被布置在该柱子(1)上，其中，该至少一个光伏元件(3)是柔性光伏元件(3)。
2.如权利要求1所述的柱子(1)，其特征在于，该至少一个柔性光伏元件(3)相对于该柱子(1)的最长延展部横向地和/或纵向地布置。
3.如权利要求1所述的柱子(1)，其特征在于，该柱子(1)具有至少两排柔性光伏元件(3)，其中，该至少两排柔性光伏元件(3)相对于该柱子(1)的最长延展部横向地和/或纵向地布置，并且其中，一排优选地具有至少两个柔性光伏元件(3)。
4.如前述权利要求之一所述的柱子(1)，其特征在于，该柱子(1)具有锥形形状，其中，该柱子(1)的直径(5)至少部分地从下往上减小。
5.如前述权利要求之一所述的柱子(1)，其特征在于，该至少一个柔性光伏元件(3)通过材料锁合、尤其粘接方式来附接至该柱子(1)。
6.如前述权利要求之一所述的柱子(1)，其特征在于，该柔性光伏元件(3)以形状配合的方式布置在该柱子(1)上。
7.一种用于将风的流动能转换为电能的风电设施(7)，该风电设施具有如权利要求1至6之一所述的柱子(1)，该柱子带有用于将光的辐射能转换为电能的至少一个光伏元件(3)，其中，该风电设施(7)具有该柱子(1)和带有转子叶片(11)的涡轮机(9)，其中，该涡轮机(9)被布置在该柱子(1)的一端，并且其中，借助该涡轮机(9)能驱动发电机，其特征在于，至少一个柔性光伏元件(3)被布置在该柱子(1)上。
8.如权利要求7所述的风电设施(7)，其特征在于，该至少一个光伏元件(3)至少区域性地围绕该柱子(1)的纵向轴线横向布置、优选地围绕该柱子(1)的整条纵向轴线横向布置，其中优选地，该至少一个光伏元件(3)粘接至该柱子(1)的表面。
9.如权利要求7或8所述的风电设施(7)，其特征在于，该风电设施(7)具有多个柔性光伏元件(3)，其中，在第一罗盘方向(15)上附接至该柱子(1)的表面上的柔性光伏元件(3)的第一互连部(13)与在第二罗盘方向(19)上附接至该柱子(1)的表面上的柔性光伏元件(3)的第二互连部(17)被彼此分开，其中优选地，这两个互连部(13，17)各自在一定电气工作范围内运行。
10.至少一个柔性光伏元件(3)在如权利要求1至5之一所述的柱子(1)上、或在如权利要求7至9之一所述的风电设施(7)上的用途。
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