DE10016231A1 - Autonom funktionierende, ortsbewegliche Systemleuchte - Google Patents

Abstract

Autonom funktionierende, ortsbewegliche Systemleuchte, die eine Zentraleinheit mit flächigen Komponenten zur Energieerzeugung aus Licht und Akkus als Energiespeicher aufweist, aus denen Leuchtelemente, insbesondere anorganische oder organische LEDs, mit Energie versorgt werden, wobei die Akkus im Inneren der Leuchte angeordnet sind und die flächigen Komponenten zur Energieversorgung aus Licht, insbesondere Solarzellen, zumindest teilweise um die Akkus herum angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine autonom funktionierende, ortsbe­ wegliche Systemleuchte, die eine Zentraleinheit mit flächigen Komponenten zur Energieerzeugung aus Licht und Akkus als Energiespeicher aufweist, aus denen Leuchtelemente mit Ener­ gie versorgt werden.

Leuchten in derartiger Ausführung sind von der Firma Siemens Solar bekannt und werden unter der Bezeichnung "Prime Light" - Outdoor Lighting Powered By The Sun - vertrieben. Sie be­ sitzen eine Zentraleinheit mit Solarzellen auf der Oberseite und einen Stiel, der in den Boden gesteckt wird. In diesem Stiel sind Akkus angeordnet, mit denen eine Entladungs-Lampe unterhalb der Solarzellenfläche mit Energie versorgt wird.

Es ist Hauptaufgabe der Erfindung, eine mit Solarzellen zur Energieerzeugung versehene Leuchte anzugeben, die gegenüber der bekannten Leuchte eine höhere Lichtleistung aufweist und, auch wenn sie nicht von der Sonne direkt beschienen wird, d. h. bei Streulichteinfall, eine zum Lesen o. ä. ausreichende Helligkeit über eine längere Zeit erzeugt.

Die Hauptaufgabe wird dadurch gelöst, dass als Leuchtelemente insbesondere anorganische oder organische LEDs verwendet wer­ den und dass die Akkus im Inneren der Leuchte angeordnet sind und die flächigen Komponenten zur Energieversorgung aus Licht, insbesondere Solarzellen, zumindest teilweise um die Akkus herum angeordnet sind. So ergibt sich eine längere Leuchtdauer bei höherer Leuchtdichte, auch wenn die Leuchte im Inneren von geschlossenen Räumen, die lediglich Licht durch Fenster o. ä. einlassen, hängt oder steht. Auch unter diesen Bedingungen findet eine Aufladung der Energiespeicher, d. h. der Akkus, zu befriedigender Lichtabgabe statt. So kann z. B. in Ländern der Dritten Welt ein Ersatz der dort noch häufig verwendeten Petroleumlampen erfolgen. Die erfindungs­ gemäßen Leuchten brauchen dabei nicht aus dem Raum entfernt werden, in dem sie benutzt werden sollen, so wird der erheb­ lichen Diebstahlsgefahr bei derartigen Leuchten vorgebeugt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sys­ temleuchte eine Lade- und eine Entladeschaltung, insbesondere auf einer Platine aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie eine Ladung der Akkus bei indirektem Sonnenlichteinfall (Streulicht) und die Einhaltung einer konstanten Lichtstärke des abgegebenen Lichts gewährleistet. Eine Lade- und eine Entladeschaltung auf einer Platine ist besonders kostengüns­ tig automatisch herstellbar und kann gegenüber der vorbekann­ ten Lade- und Entladeschaltung mit geringeren Verlusten ar­ beiten. Dabei kann eine konstante Lichtstärke des abgegebenen Lichts schaltungstechnisch einfach erreicht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Systemleuchte eine Ladeschaltung aufweist, die die von den Solarzellen abgegebene Spannung erhöhend ausgebildet ist, insbesondere durch einen Step-up-DC/DC-Konverter, der als IC ausgebildet ist. So kann eine Energieerzeugung auch bei geringer Lichteinstrahlung erreicht werden, bei der z. B. die von den einzelnen Solarzellen abgegebene Spannung unter 0,25 V sinkt. Dabei ist ein hoher Wirkungsgrad erzielbar und es können LEDs als Leuchtelemente verwendet werden, die einen Betrieb bei mehreren Volt, z. B. bei 4 V, ermöglichen. Derar­ tige LEDs weisen gegenüber den üblichen kleinen Leistungs- LEDs einen besseren Wirkungsgrad auf und es werden zum Errei­ chen einer ausreichenden Leuchtdichte, z. B. zum Lesen oder zur Beleuchtung von Terrassen, Vorräumen, etc. nur eine rela­ tiv geringe Anzahl von LEDs benötigt. Dies erniedrigt die Montagekosten. Die ausgewählten LEDs ergeben ein optimales Preis-/Leistungsverhältnis.

In Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass je vier Einzelsolarzellen hintereinandergeschaltet und die erzeugte Spannung konstant auf über 5 V, insbesondere auf 6,4 V, angehoben wird. So ergibt sich eine besonders günstige Betriebsspannung für die Lade- und Entladeschaltung sowie für die Energieversorgung der Leistungs-LEDs.

Die Systemleuchte selbst ist besonders vorteilhaft modular aufgebaut, wobei die Akkus ein Energiespeichermodul bilden, die Solarzellen ein Energieerzeugungsmodul und die Lade- und Entladeschaltung ein Regel- und Steuermodul und wobei die Einzelmodule in unterschiedlichen Größen und Ausführungen miteinander kombinierbar ausgebildet sind. So ist es möglich, mit kostengünstigen und in relativ großen Stückzahlen her­ stellbaren Einzelteilen auf die unterschiedlichen Anforderun­ gen der Benutzer der erfindungsgemäßen Leuchten einzugehen. So können relativ große Akku-Blöcke mit kleinen Solarzellen­ flächen ebenso kombiniert werden, wie große Solarzellenflä­ chen mit kleinen Akku-Blöcken. Die Kombination ist abhängig von den örtlichen Gegebenheiten, z. B. ob die Lampe auf einer Terrasse verwendet und damit einer starken indirekten Sonnen­ strahlung ausgesetzt ist, oder ob sie sich im Inneren eines Raumes mit nur kleiner Fensterfläche befindet, durch die we­ nig Licht in den Raum gelangt.

Es ist dabei vorteilhaft für die Leuchte vorgesehen, dass die LEDs außen am Regel- und Steuermodul angeordnet sind und mit diesem zusammen ein Leuchtmodul bilden, insbesondere ein ma­ schinell bestückbares Leuchtmodul mit einer Schaltung in SMD- Technik. So ergibt sich ein kostengünstig herstellbares hoch­ wertiges Leuchtmodul, das das Kernstück aller Kombinationen mit den anderen Modulen bildet. Es kann auf Automaten herge­ stellt werden und erlaubt so eine kostengünstige Fertigung auch in Hochlohnländern.

In Ausgestaltung der Systemleuchte ist dabei vorgesehen, dass die Lade- und Entladeschaltung feuchtigkeitsdicht einge­ schlossen ist, insbesondere eine vergossene Ausführung auf­ weist oder sich in einem hermetisch versiegelten Gehäuse befindet. So ist die erfindungsgemäße Leuchte auch an Orten mit hoher Luftfeuchtigkeit, z. B. an der See, auf der See oder im Regenwald, einsetzbar, ohne dass an der Lade- und Entlade­ schaltung und ihrer Verbindung zu den LEDs Korrosion auftre­ ten kann. Dies gewährleistet eine hohe Lebensdauer.

Es ist dabei vorteilhaft vorgesehen, dass das Leuchtmodul un­ terschiedliche, farbkombinierbare LEDs aufweist, die insbe­ sondere gruppenweise oder nach Farbwahl schaltbar sind. So kann beispielsweise eine Kombination von weißen und gelben (bernsteinfarbigen) LEDs zur Erzeugung eines besonders augen­ freundlichen Lichts verwendet werden. Aber auch der Einsatz z. B. von Steckmodulen in roter oder grüner Farbe ist möglich, so dass sich jeder Benutzer einfach die ihm am meisten zusa­ gende Farbe wählen kann. Durch Steckmodule rot grün ist es dabei auch möglich, für Boote - falls deren Positionslichter ausfallen sollten - z. B. bei einem Kurzschluss in der Bord­ elektrik, eine Ersatzpositionslampe darzustellen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Energieerzeugungsmodul um weitere Solarzellen, insbeson­ dere um Solarzellen auf dem Deckel der Leuchte, erweiterbar ausgebildet ist. So ist eine Vergrößerung der Solarzellenflä­ che möglich, ohne dass die Leuchtengröße, die durch die Größe des Energieerzeugungsmoduls als flächenmäßig größtem Teil der Leuchte bestimmt wird, noch weiter vergrößert werden muss. Außerdem kann so an einer Stelle, die direkter Sonnenein­ strahlung zugänglich ist, eine besonders gute Energieerzeu­ gung erreicht werden.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Systemleuchte ist vor­ gesehen, dass die Akkus in einem kompakten Powerpack angeord­ net sind, der in die Leuchte einsteckbar oder eindrehbar aus­ gebildet ist. So können die Akkus, wenn sie das Ende der Le­ bensdauer erreicht haben, in Gestalt des Powerpacks komplett ausgetauscht werden. Eine Verwechslung der Pole der Akkus ist dann z. B. nicht mehr möglich. Auch nicht die Verwendung von für den vorgesehenen Zweck weniger geeigneter Akkus. So wird die Leuchte auch für technisch unbegabte Personen sicher langzeitig benutzbar.

Die Solarzellen werden vorteilhaft streifenweise auf einem Träger angeordnet. Dieser weist vorzugsweise eine Vieleckform auf. So können Siliziumzellen in Standardgrößen verwendet werden, aber auch die Verwendung von Dünnschichtzellen in Streifenzuschnitten, beispielsweise die Verwendung von Kup­ fer-Indium-Diselenid-Zellen, ist möglich. Zum Einsatz eignen sich besonders Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von mindes­ tens 10%. Dieser wird heute von den handelsüblichen Dick­ schicht-Siliziumzellen oder von Kupfer-Indium-Diselenid- Zellen ohne weiteres erreicht.

Zur weiteren Erhöhung der Gebrauchstüchtigkeit der erfin­ dungsgemäßen Leuchte ist vorgesehen, dass die Solarzellen in einem lichtdurchlässigen, z. B. aus Acrylglas bestehenden, runden oder vieleckigen, ein- oder mehrstückigen Rohr unter­ gebracht sind, das einen Fuß und einen Deckel, der z. B. als Leuchtmodul ausgebildet ist, aufweist, so dass eine allseits geschlossene Stand- oder Hängeleuchte entsteht. So sind die Solarzellen geschützt angeordnet, ohne dass der Lichtzutritt zu ihnen eingeschränkt wird. Die Oberfläche der Solarzellen ist nicht zugänglich und vor Verschmutzungen geschützt und eine Reinigung der Leuchte ist durch die glatte Oberfläche des verwendeten runden oder vieleckigen Rohres leicht mög­ lich. Darüber hinaus entsteht eine optisch gefällige Leuchte mit modernem Aussehen. Der optische Eindruck kann noch da­ durch verbessert werden, das z. B. der Fuß und der Deckel mit Ornamenten geschmückt werden, die in dem jeweiligen Kultur­ kreis, in dem die Leuchten verwendet werden, als besonders attraktiv angesehen werden. Das ein- oder mehrstückige Rohr ist vorteilhaft als Lichtsammeleinrichtung ausbildbar.

Zum Arbeiten als Lichtsammeleinrichtung kann das äußere Rohr vorteilhaft, insbesondere wenn es vieleckig ausgebildet ist, Linsenflächen in langgestreckter Form aufweisen. So ergibt sich ein sehr vorteilhafter Lichtsammeleffekt, der die auf die Solarzellen auftreffende Lichtmenge erheblich erhöht.

Für die LEDs ist vorgesehen, dass sie im wesentlichen verti­ kal abstrahlend ausgerichtet sind und dass sich unterhalb der LEDs ein höhenverschieblicher, gegenüber der Horizontalrich­ tung geneigter, Reflektorring befindet, mit dem die Abstrah­ lung des Lichts der LEDs veränderbar ist. Eine vertikale Ab­ strahlung der LEDs, d. h. im Regelfall nach unten, erlaubt ei­ ne besonders günstige Verbindung der LEDs mit der Schaltungs­ platine. Darüber hinaus können die LEDs z. B. zumindest teil­ weise in die Platine außen in Ringform eingesetzt werden und in diesem Teil der Platine vergossen werden. Zusammen mit dem feuchtigkeitsversiegelten Schaltungsteil ergibt sich so eine insgesamt völlig korrosionsfeste Ausbildung des Leuchtmoduls. Durch den Reflektorring wird nun erreicht, dass die Abstrahl­ richtung des erzeugten Lichts in den z. B. für Lesen oder Handarbeiten geeigneten Raum mit Abstand vom Lampenfuß weist. So ergibt sich rings um die Lampe, falls alle LEDs einge­ schaltet werden, ein Ringraum mit hoher Leuchtdichte, in dem gelesen, gearbeitet, etc. werden kann. Falls ein Teil der LEDs abgeschaltet wird, z. B. die Hälfte, kann bei gleichem Energieverbrauch wie in dem kompletten Ring, für diesen Teil des Ringraumes mit Hilfe einer geeigneten Schaltung eine er­ höhte Leuchtdichte erreicht werden, falls dies erforderlich sein sollte.

In Ausgestaltung der Leuchte ist weiterhin vorgesehen, dass sie, vorzugsweise am Fuß, eine Steckdose, insbesondere eine Steckdose für ein Mobiltelefon oder eine Kleinakku-Ladeein­ richtung aufweist. Die erfindungsgemäße Leuchte ist ja für Orte konzipiert, an denen kein Netzanschluss zur Verfügung steht. An derartigen Orten werden bevorzugt Mobiltelefone oder andere Einrichtungen mit Kleinakku-Energieversorgung eingesetzt. Für diese kann die erinnerungsgemäße Leuchte als Energieversorgungsstation bei einer Entladung der für die Einrichtungen vorgesehenen Akkus eingesetzt werden.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Systemleuchte eine Ste­ cker-/Steckdoseneinrichtung, insbesondere im Bereich des Fu­ ßes aufweist, mit der zusätzliche Solarzellenflächen oder ein Ladegerät anschließbar sind. So ist eine höhere Ladeleistung erreichbar, die insbesondere bei einem Betrieb der erfin­ dungsgemäßen Leuchte in sehr dunklen Räumen von Vorteil sein kann.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist als weitere Aufgabe der Erfindung vorgesehen, dass die Sys­ temleuchte spritzwassergeschützt als Notfall-Leuchteinrich­ tung für Freizeitboote, Segeljachten, o. ä. ausgebildet ist. Bei Notfall-Leuchteinrichtungen für Boote kommt es immer wie­ der vor, dass die Akkus im entscheidenden Moment teilweise oder vollständig entladen sind. Durch die erfindungsgemäße dauernde Nachladung durch Streulicht wird dies erfindungsge­ mäß mit Sicherheit verhindert. Hierzu genügt es, wenn die Leuchte an einem Ort unter Deck aufgestellt oder aufgehängt wird, an dem geringer Lichteinfall vorhanden ist. Des weite­ ren kann die erfindungsgemäße Leuchte als weißes Rundumlicht bei Stromausfall an Bord dienen, so dass das Boot in einem solchen Fall nicht völlig unbeleuchtet ist. Für Kleinfahrzeu­ ge auf dem Wasser, wie Segelboot oder Segeljollen, ist ein weißes Rundumlicht sogar generell ausreichend.

Auch als Innenbeleuchtung ist eine derartige Leuchte gut ge­ eignet, insbesondere bei Nachtfahrten in Verbindung mit einem Cluster von roten LEDs, die die Innenbeleuchtung übernehmen. In diesem Fall ist die Adaptionszeit des Auges sehr kurz, wenn ein Mannschaftsmitglied aus der Kajüte nach oben an Deck geht. Ein Cluster aus roten LEDs kann auch als Blinkleuchte dienen, und so z. B. einem Rettungshubschrauber o. ä. Signale geben.

Für den Notfall ist weiterhin vorgesehen, dass die erfin­ dungsgemäße Leuchte Sekundärmodule aufweist, etwa ein Sende­ modul, z. B. ein GSM-Modul und ein GPS-Modul, wobei das Sende­ modul Peilsignale abgebend ausgebildet ist und wobei das GPS- Modul ein Display mit Taster für eine Positionsanzeige auf­ weist. So ist ein anpeilbares Notsignal mit Standortangabe möglich. Die Standortangabe kann dabei automatisch durch die Verbindung von GSM-Modul und GPS-Modul aber auch separat, z. B. durch ein Mobiltelefon, ein Satellitentelefon oder durch UKW-Funk erfolgen, wobei auf dem Display die Position des Bootes, der Yacht oder o. ä. abgelesen wird.

Vorteilhaft sind die Ladeleistung der Solarzellen, der Durch­ messer der Lichtsammeleinrichtung, die Speicherkapazität der Akkus sowie der Energieverbrauch zumindest eines Teils der LEDs, der einzeln einschaltbar ist, derart ausgebildet, dass die Leuchte nach einem Tag Ladung durch Streulicht in ge­ schlossenen, aber hellen Räumen als Leseleuchte mit einer Leuchtdauer von mindestens vier Stunden dienen kann. So er­ gibt sich eine gute, jeden Abend vorliegende Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Leuchte, bedeutsam insbesondere an Or­ ten ohne Netzanschluss. In Gebieten in Äquatornähe beginnt es um ca. 18:00 Ortszeit dunkel zu werden und dann steht mit der erfindungsgemäßen Leuchte noch eine Zeit von vier Stunden mit Sicherheit zur Verfügung, in der gelesen, gearbeitet, etc. werden kann.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Leuch­ te LEDs zur Ladezustandsanzeige aufweist, z. B. eine rote LED zur Anzeige eines niedrigen Ladezustandes, eine gelbe LED zur Anzeige eines mittleren Ladezustandes und eine grüne LED zur Anzeige eines hohen Ladezustandes, die durch einen Taster einschaltbar sind. So ist es insbesondere bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Leuchte als Ladestation für Kleinakkus möglich, festzustellen, ob eine Ladung tatsächlich stattfin­ den kann. Der Taster dient dazu, den Energieverbrauch der La­ dezustands-Anzeige-LEDs möglichst gering zu halten.

Zur guten Nutzung des von den Solarzellen aufgefangenen Son­ nenlichts ist vorgesehen, dass die Lade- und Entladeschaltung und die LEDs zur Umwandlung von mindestens 65%, vorzugsweise 70%, der von den Solarzellen erzeugten Energie in sichtbares Licht ausgestaltet sind. So wird ein gutes Verhältnis von Aufwand und Nutzen erreicht.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen ebenso wie aus den Unteransprüchen weitere, auch erfindungswesentliche Einzelheiten entnehmbar sind. Im ein­ zelnen zeigen:

Fig. 1 die Schaltung eines Leuchtmoduls mit Lade-/Entlade­ schaltung und LEDs,

Fig. 2 in beispielhafter Weise einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Leuchte,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Leuchte in einer speziellen Ausführung für Boote, Yachten, etc.,

Fig. 4 ein schematischer Schnitt durch eine Leuchte mit ei­ nem Schutzrohr in mehrteiliger Ausführung mit Licht­ sammellinsen und

Fig. 5 eine Leuchte, entsprechend dem Stand der Technik.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Solarzellenreihe. Die vier Solar­ zellen liefern bei voller Sonneneinstrahlung 1,1 V je Zelle, zusammen also 4,4 V. Die Ausgangsspannung darf auf 0,9 V ab­ sinken, da durch den Step-up-DC/DC-Konverter die Ausgangs­ spannung vorteilhaft auf Ladespannungshöhe von Akkus angeho­ ben wird. Als Step-up-DC/DC-Konverter kann besonders vorteil­ haft der Konverter RH5RI501B von der Firma Ricoh verwendet werden, durch den die Spannung auf maximal 6,4 V angehoben wird. Dazu weist die Schaltung zwei in Reihe geschaltete Si­ lizium-Universal-Dioden 3, z. B. des Typs LL4148 und eine Schottky-Diode 4, z. B. des Typs SM140, auf. Durch diese Dio­ den wird die Spannung auf 6,8 V begrenzt. 0,4 V werden durch die im Lastkreis liegende Diode 7, z. B. vom Typ SM140 wieder heruntergesetzt. Daher ergibt sich die Spannung von 6,4 V an den NC-Akkumulatoren 6. Als Sperrdioden sind noch die Diode 5 und die Diode 11, beide z. B. vom Typ SM140, eingesetzt. Der Kondensator 34 speichert die von den Solarzellen 1 erzeugte Energie niedriger Spannung und gibt die Energie auf Ladeni­ veau angehoben ab.

Der Wirkungsgrad des Step-up-DC/DC-Konverters liegt im Rahmen der beschriebenen Schaltung und mit den angegebenen Schal­ tungseinzelheiten bei 85%. Die vorteilhaft verwendeten vier, acht oder sogar mehr 1,2 V NC-Akkus haben eine Spannung von 6,4% bei 100% Ladung. Über einen Schalter 8 sind die LEDs 9, z. B. LEDs des Typs NSPW510BS der Firma Nichia einschalt­ bar. Ihre Spannung liegt bei UF = 4 V bei IF = 20 mA. Der Spannungsabfall an den Vorwiderständen 10 liegt bei 0,8 V. Dann ergibt sich für die LEDs ein Wirkungsgrad von 83%. Ins­ gesamt wird mindestens ein Wirkungsgrad von 65%, insbesonde­ re bei sorgfältiger Auswahl hochwertiger Bauelemente ein Wir­ kungsgrad von über 70%, für die Erzeugung des sichtbaren Lichtes erreicht. Bei einer NC-Akku-Kapazität des Powerpacks von 1000 mAh ergibt sich eine Leuchtdauer von ca. 8 Stunden bei voller Ladung. Auch bei Teilladung, z. B. bei der Verwen­ dung der erfindungsgemäßen Leuchte in relativ dunklen Räumen, oder nach längerem, z. B. jahrelangem, Gebrauch, ergibt sich eine Leuchtdauer von mindestens 4 Stunden.

In Fig. 2, die einen schematischen Schnitt durch die erfin­ dungsgemäße Leuchte zeigt, bezeichnet 12 die Platine, auf der, vorzugsweise in SMD-Technik ausgeführt, die Lade- und Entladeschaltung angeordnet ist. 13 bezeichnet Bauteile, z. B. den Step-up-IC, Widerstände, etc. 14 bezeichnet den herme­ tisch abschließenden Deckel mit einer Dichtung 15, der auf einer Leuchtmodulgrundplatte 16 aufgesetzt ist. In der Leuchtmodulgrundplatte 16 befinden sich Öffnungen 17, in de­ nen nicht näher gezeigte LEDs angeordnet sind, die nach un­ ten, d. h. vertikal abstrahlend ausgebildet sind. Sie können nach dem Einbringen in die Grundplatte 16 z. B. mit durchsich­ tigem Kunststoff vergossen werden. So ergibt sich eine hermetische Abdichtung für den Raum unter dem Deckel 14. Die nicht gezeigten LEDs werden auf der Bauelementeseite der Platine 12 ebenfalls in SMD-Technik mit der Lade- und Entladeschaltung auf der Platine 12 verbunden.

Außen um den Akku-Block 20, der vorzugsweise als kompaktes Powermodul ausgebildet wird, befinden sich koaxial angeord­ net, Solarzellen 19, vorzugsweise in Streifenform mit je vier hintereinander geschalteten Solarzellen. Die Solarzellen sind auf einem nicht näher gezeichneten Träger angeordnet, der e­ benfalls rohrförmig sein kann, aber auch als Gitterstruktur ausbildbar ist. Unten wird der Raum, in dem sich der Power­ pack mit den Akkus und die Solarzellen 19 befinden, durch ei­ nen Fuß 21 abgeschlossen, der ebenso wie der Deckel mit Orna­ menten, o. ä. versehen sein kann. So ist eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Leuchte in Anpassung an den örtlichen Ge­ schmack möglich.

In Fig. 3, die eine erfindungsgemäße Leuchte in einer für Boo­ te besonders geeigneten Form einer Notfall-Einheit in schema­ tischer Form zeigt, bezeichnet 23 das Leuchtmodul. Nach unten aus dem Leuchtmodul 23 hervorragend sind Leuchtdioden 24 in dem Leuchtmodul 23 angeordnet. Die Leuchtdioden 24 können auch völlig in dem Leuchtmodul 23 versenkt angeordnet werden. In dem vergrößert ausgeführten Deckel 22 befinden sich vor­ teilhaft sowohl die Bauelemente und der IC auf der Oberseite der Lade- und Entladeschaltungsplatine als auch ein angedeu­ tetes GSM-Modul 31 und ein angedeutetes GPS-Modul 30. Mit 25 sind beispielhaft Lade- und Entladeanzeigedioden bezeichnet, die durch einen nicht näher gezeigten Taster eingeschaltet werden können. Auch die Leuchtdioden 24 werden durch einen nicht näher gezeigten Schalter ganz oder teilweise einge­ schaltet. Dazu kann auch ein Dimmer angeordnet werden, der ebenfalls nicht gezeigt ist.

Die Kontrollleuchtdioden 25 werden vorteilhaft in einen Ring von roten Leuchtdioden in gleicher Position integriert. Diese roten Leuchtdioden können sowohl als Dauerbeleuchtung, z. B. bei Nachtfahrten mit Yachten als auch als Notblinkeinrichtun­ gen ausgebildet sein. Für den Notfall werden sie mit wesent­ licher erhöhter Stromstärke betrieben, hierdurch vervielfacht sich ihre Lichtstärke. Oben auf dem Deckel 22 ist schließlich ein Ring 26 zur Aufhängung der Leuchte, z. B. am Großbaum ei­ ner Yacht, wenn diese als Cockpit-Beleuchtung dienen soll, angebracht. Unter den Leuchtdioden 24 befindet sich ein hö­ henverschieblicher Reflexionsring 28, der mittels einer selbstsperrenden Gummi- oder Kunststoffmanschette an dem äu­ ßeren Schutzmantel 27 der Leuchte auf- und abgeschoben werden kann. So kann sowohl eine horizontale Abstrahlung durch die vertikal angeordneten Leuchtdioden 24 als auch ein beliebig einstellbarer Lichtkreis rund um die Leuchte erreicht werden. Im Fuß 29 der Leuchte befinden sich schließlich wahlweise noch Stecker 32 und 33, etwa zum Anschluss eines äußeren So­ larzellenfeldes oder zum Anschluss eines mit Kleinakkus be­ triebenen anderen elektrischen Geräts. So kann die erfin­ dungsgemäße Leuchte auch als Ladestation für Kleinakkus be­ nutzt werden. Dann werden bekannte, nicht gezeigte zusätzli­ che Solarzellenfelder, vorteilhaft auf die Sonne ausgerich­ tet, eingesetzt. Zum Anschluss der Steckdosen 32 und 33 ent­ hält der Fuß eine nicht näher gezeigte elektrische Schaltung. Die Ausbildung einer derartigen Schaltung ist dem Fachmann bekannt.

Fig. 4 zeigt die Prinzipausführung einer Leuchte mit sechs­ eckigem Außenrohr 34. Das Außenrohr 34 besteht aus langge­ streckten Linsen 35, die miteinander verzahnt o. ä. sind. So erhöht sich die auf die Solarzellen 37 fallende Lichtmenge 39 erheblich. Die auf die Solarzellen 37 fallende Lichtmenge 39 ist vom Abstand der langgestreckten Linsen 35, die als Licht­ sammellinsen dienen, von den Solarzellen 37 abhängig. So kann die Ladeleistung der erfindungsgemäßen Leuchte erhöht werden, ohne die teure Solarzellenfläche vergrößern zu müssen. Innen in der Leuchte befinden sich vorteilhaft die Akkus 38 des nicht näher ausgeführten Powerpacks.

Fig. 5 zeigt eine Leuchte nach dem eingangs erwähnten Stand der Technik. Unter den Solarzellen ist eine kleine Entla­ dungs- bzw. Glühfadenlampe angeordnet, deren Licht durch die transparente Hülle um das Lampenmittelteil austritt. Die Ak­ kus befinden sich im Einsteckfuß.

Claims (24)

1. Autonom funktionierende, ortsbewegliche Systemleuchte, die eine Zentraleinheit mit flächigen Komponenten zur Energieer­ zeugung aus Licht und Akkus als Energiespeicher aufweist, aus denen Leuchtelemente, insbesondere anorganische oder organi­ sche LEDs, mit Energie versorgt werden, wobei die Akkus im Inneren der Leuchte angeordnet sind und die flächigen Kompo­ nenten zur Energieversorgung aus Licht, insbesondere Solar­ zellen, zumindest teilweise um die Akkus herum angeordnet sind.

2. Systemleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lade- und Entladeschaltung, insbesondere auf einer Platine, aufweist, die derart ausgebildet ist, daß sie eine Ladung der Akkus bei indirektem Sonnenlichteinfall (Streulicht) und die Einhaltung einer konstanten Lichtstärke des abgegebenen Lichts gewähr­ leistet.

3. Systemleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ladeschal­ tung aufweist, die die von den Solarzellen abgegebene Span­ nung erhöhend ausgebildet ist, insbesondere durch einen Step- up-DC/DC-Konverter, der als IC ausgebildet ist.

4. Systemleuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass je vier Einzelso­ larzellen hintereinander geschaltet und die erzeugte Spannung auf über 5 Volt, insbesondere auf 6,4 Volt, angehoben wird.

5. Systemleuchte, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass sie modular aufgebaut ist, wobei die Akkus ein Energiespeichermodul bilden, die Solarzellen ein Energieer­ zeugungsmodul und die Lade- und Entladeschaltung ein Regel- und Steuermodul und wobei die Einzelmodule in unterschiedlichen Größen und Ausführungen miteinander kombinierbar ausge­ bildet sind.

6. Systemleuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs außen am Regel- und Steuermodul angeordnet sind und mit diesem zusam­ men ein Leuchtmodul bilden, insbesondere ein maschinell bestückbares Leuchtmodul mit einer Schaltung in SMD-Technik.

7. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade- und Entladeschaltung feuchtigkeitsdicht eingeschlossen ist, insbesondere eine vergossene Ausführung aufweist oder sich in einem hermetisch versiegelten Gehäuse befindet.

8. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmodul unterschiedliche, farbkombinierbare LEDs auf­ weist, die insbesondere gruppenweise oder nach Farbwahl schaltbar sind.

9. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieerzeugungsmodul um weitere Solarzellen, insbesondere um Solarzellen auf einem oberen Deckel, erweiterbar ausge­ bildet ist.

10. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkus in einem kompakten Powerpack angeordnet sind, der in die Leuchte einsteckbar oder eindrehbar ausgebildet ist.

11. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen streifenweise auf einem Träger angeordnet sind, der vorzugsweise eine Vieleckform aufweist.

12. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen in einem lichtdurchlässigen, z. B. aus Acrylglas bestehenden, runden oder vieleckigem Rohr untergebracht sind, das einen Fuß und einen Deckel, der z. B. als Leuchtmodul aus­ gebildet ist, aufweist, so dass eine allseits geschlossene Stand- oder Hängeleuchte entsteht.

13. Systemleuchte nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rohr langgestreckte Lichtsammellinsen aufweist, insbesondere in zusammensteckbarer Form, z. B. als Flächen eines Sechs- oder Achtecks ausgebildet.

14. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie stellbar oder hängbar ausgebildet ist und daß ihre LEDs sich vorzugsweise am oberen Teil des Leuchtenkörpers befinden.

15. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs im wesentlichen vertikal abstrahlend ausgerichtet und vorzugsweise mit der Lade- und Entladeschaltungsplatine di­ rekt verbunden sind.

16. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich unterhalb der LEDs eine höhenverschieblicher, gegenüber der Horizontalrichtung geneigter Reflektorring befindet, mit dem die Abstrahlrichtung der LEDs veränderbar ist.

17. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie, vorzugsweise am Fuß, eine Steckdose, insbesondere eine Steck­ dose für ein Mobiltelefon oder eine Kleinakku-Ladeeinrichtung aufweist.

18. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Stecker-/Steckdoseneinrichtung, insbesondere im Bereich des Fußes, aufweist, mit der zusätzliche Solarzellenflächen oder ein Ladegerät anschließbar sind.

19. Systemleuchte, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass sie spritzwassergeschützt als Notfallleuchtein­ richtung für Freizeitboote, Segeljachten, o. ä. ausgebildet ist.

20. Systemleuchte nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, dass sie Sekundärmodule aufweist, etwa ein Sendemodul, z. B. ein GSM-Modul und ein GPS-Modul, wobei das Sendemodul Peilsignale abgebbar ausgebildet ist und wobei das GPS-Modul ein Display mit Taste für eine Positionsanzeige aufweist.

21. Systemleuchte nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Verbindung mit dem Leuchtmodul ein Cluster von roten LEDs aufweist, die eine Blinkschaltung aufweisen können.

22. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeleistung der Solarzellen und die Speicherkapazität der Akkus sowie der Energieverbrauch zumindest eines Teils der LEDs, der einzeln einschaltbar ist, derart ausgebildet ist, dass sie nach einem Tag Ladung als Leseleuchte mit einer Leuchtdauer von mindestens vier Stunden dienen kann.

23. Systemleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie LEDs zur Ladezustandsanzeige aufweist, z. B. eine rote LED zur An­ zeige eines niedrigen Ladezustandes, eine gelbe LED zur An­ zeige eines mittleren Ladezustandes und eine grüne LED zur Anzeige eines hohen Ladezustandes, die durch einen Taster einschaltbar sind.

24. Systemleuchte nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lade- und Entla­ deschaltung und die LEDs zur Umwandlung von mindestens 65%, vorzugsweise 70%, der von den Solarzellen erzeugten Energie in sichtbares Licht ausgestaltet sind.