DE102006041967A1

DE102006041967A1 - Konstruktionselement

Info

Publication number: DE102006041967A1
Application number: DE102006041967A
Authority: DE
Original assignee: Wuerth Solar GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Solar GmbH and Co KG
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-02-28

Abstract

Es wird ein Konstruktionselement in Form eines aus Stahl bestehenden Rohres mit transparenten Fenstern in seiner Oberfläche vorgeschlagen. Das Konstruktionselement weist an seinen beiden Enden jeweils eine Steckerverbindungseinrichtung auf, mit der das Rohr mit einem weiteren Rohr oder mit einem Verbindungselement zwischen zwei Rohren verbunden werden kann. In dem Rohr ist ein Photovoltaikmodul angeordnet, und zwar hinter dem transparenten Fenster, so dass es Licht empfangen und Strom erzeugen kann. In dem Konstruktionselement ist weiterhin eine Beleuchtungseinrichtung untergebracht, ebenfalls hinter einem transparenten Fenster. Diese Beleuchtungseinrichtung erhält ihren Strom von dem Photovoltaikmodul. Durch die Steckerverbindungseinrichtung können mehrere derartige Konstruktionselemente mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement, in dem ein Photovoltaikmodul oder eine von dem Photovoltaikmodul betriebene Beleuchtungseinrichtung untergebracht ist.
Photovoltaikmodule sind seit einiger Zeit bekannt. Sie werden beispielsweise auf Dächern angeordnet, um die Stromversorgung für das Haus zu unterstützen. Daneben ist es auch bekannt, an Parkuhren oder dergleichen Ständer anzubringen, an denen Photovoltaikmodule angebracht sind, die zur Stromversorgung dieses speziellen Geräts dienen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Anwendung von Photovoltaikmodulen sinnvoller zu gestalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Konstruktionselement mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In dem von der Erfindung vorgeschlagenen Konstruktionselement ist entweder ein Photovoltaikmodul oder eine von einem Photovoltaikmodul mit Strom versorgte Beleuchtungseinrichtung untergebracht, wobei das Konstruktionselement als abgeschlossenes Bauteil auch mechanische Funktionen übernehmen kann, genauso, wie wenn das Photovoltaikmodul nicht vorhanden wäre. Es wird also zum ersten Mal ein Konstruktionselement geschaffen, das zusätzliche Aufgaben übernehmen kann, die durch das Photovoltaikmodul versorgt werden.
Durch die Steckereinrichtung an beiden Enden kann das Konstruktionselement entweder mit einem weiteren Konstruktionselement oder mit einem Verbindungselement mechanisch verbunden werden. Zusätzlich kann diese Steckerverbindungseinrichtung auch dazu dienen, elektrische Verbindungen herzustellen. Diese können im einfachsten Fall darin bestehen, nur eine durch das Konstruktionselement hindurch geführte Leitung weiter zu verbinden.
Es wird also zum ersten Mal ein Konstruktionselement zu schaffen, dass sowohl mechanische Funktionen als auch weitere Funktionen übernehmen kann, für die Photovoltaikmodule erforderlich sind. Das Konstruktionselement kann beispielsweise nur Photovoltaikmodule aufweisen. In diesem Fall kann es dazu dienen, neben der mechanischen Funktion die Funktion der Stromlieferung zu übernehmen. Andererseits ist es auch möglich, dass ein Konstruktionselement nur Beleuchtungseinrichtungen enthält, die von Photovoltaikmodulen an einer anderen Stelle mit Strom versorgt werden. Besonders sinnvoll ist es natürlich, wenn ein Konstruktionselement sowohl mindestens ein Photovoltaikmodul als auch eine Beleuchtungseinrichtung aufweist.
Wenn ein Konstruktionselement sowohl Photovoltaikmodule als auch eine Beleuchtungseinrichtung enthält, kann dieses Konstruktionselement funktionsmäßig in sich abgeschlossen sein. In diesem Fall kann es aus reichen, wenn die an beiden Enden des Konstruktionselements vorhandene Steckerverbindungseinrichtung nur zur mechanischen Verbindung dient. Aber auch in diesem Fall, bei einem funktionsmäßig in sich abgeschlossenen Konstruktionselement, kann eine elektrische Steckerverbindungseinrichtung dazu dienen, Strom einfach durch dieses Konstruktionselement hindurch zu leiten.
Es ist selbstverständlich auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, dass Konstruktionselemente, die sowohl Photovoltaikmodule als auch Beleuchtungseinrichtungen enthalten, dennoch über elektrische Verbindungen so zusammengeschaltet werden, dass sie sich gegenseitig ergänzen können. Dies gilt insbesondere dann, wenn bei einer Zusammenfügung von Konstruktionselementen beispielsweise einige der Konstruktionselemente im Schatten liegen, so dass sie zu einem bestimmten Zeitpunkt keinen Strom liefern können.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Steckerverbindungseinrichtung an beiden Enden des Rohrs identisch ausgebildet ist. Dann braucht man bei dem Zusammenfügen von Verbindungselementen nicht darauf zu achten, welches Ende man verwendet. Es ist auch möglich, dass man zwischen zwei miteinander zu verbindenden Konstruktionselementen ein Verbindungselement einsetzt, das beispielsweise auch dazu dienen kann, eine Abstützung der Konstruktionselemente durchzuführen, beispielsweise als Ständerelement oder auch als Abstützstrebe.
Eine weitere Möglichkeit, wie die Steckerverbindungseinrichtung ausgestaltet sein kann, besteht darin, dass die Steckerverbindungseinrichtungen an beiden Enden komplementär ausgebildet sind, also am einen Ende beispielsweise als Stecker und am anderen Ende als Buchse.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Konstruktionselement eine Batterie aufweist, die dazu dient, den tagsüber von dem Photovoltaikmodul gelieferten Strom zwischenzuspeichern, um die Beleuchtung nur bei Dunkelheit einzuschalten. Selbstverständlich können auch dezentrale oder zentrale Steuerungen in dem Konstruktionselement untergebracht sein.
Da das Konstruktionselement auch mechanische Aufgaben übernimmt, ist es sinnvoll, es aus einem hierfür geeigneten Material herzustellen, beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder einem entsprechend belastbaren Kunststoff. An den Stellen, an denen Photovoltaikmodule oder Beleuchtungseinrichtungen angeordnet sind, weist der Mantel des Rohrs einen Abschnitt auf, der transparent ist. Sinnvollerweise erstreckt sich der transparente Teil nur über einen bestimmten Teil des Umfangs des Rohrs, beispielsweise über maximal 1/3.
Bei Konstruktionselementen, die sowohl Photovoltaikmodule als auch eine Beleuchtungseinrichtung aufweisen, ist es sinnvoll, zwei Abschnitte mit transparenten Oberflächen anzuordnen, von denen der eine Abschnitt beispielsweise nach oben gerichtet ist, um Licht aufzunehmen, während der andere Abschnitt nach unten gerichtet ist, um Licht nach unten abzugeben. Es ist aber natürlich auch denkbar, ein Konstruktionselement mit zwei transparenten Abschnitten zu versehen, von denen der eine Abschnitt Licht zur Vorderseite und der andere Abschnitt Licht zur Rückseite abgibt.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Steckerverbindungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass das Konstruktionselement in mehreren um die Längsachse des Rohrs verdrehten Positionen mit dem nächsten Konstruktionselement und/oder Verbindungselement verbunden werden kann. Es kann auf diese Weise ein Konstruktionselement sowohl zur Abgabe von Licht zur Seite als auch zur Abgabe von Licht nach unten verwendet werden, indem man es einfach umsteckt.
Mit dem Konstruktionselement lassen sich auch kompliziertere Gitterstrukturen erzeugen, indem man Verbindungselemente verwendet, die mehr als zwei Steckerverbindungseinrichtungen aufweisen.
Das Konstruktionselement, das von der Erfindung vorgeschlagen wird, kann insbesondere als Abtrenngitter mit gleichzeitiger Beleuchtung verwendet werden. Es kann auf diese Weise eine mechanische und gleichzeitig optische Aufteilung und Trennung darstellen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Verwendung als Geländer oder Handlauf, der gleichzeitig auch eine Beleuchtung der Stufen oder des Weges durchführt. Darüberhinaus kann das Konstruktionselement zur Kennzeichnung von Fluchtwegen, zum Aufbau von Gerüsten mit gleichzeitiger Warnbeleuchtung, zur Aufhängung von Werbeflächen und so weiter verwendet werden. Auch Leitplanken an Wegen oder Straßen bei Baustellen oder dauerhaft können mithilfe des Konstruktionselements verwirklicht werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
1 schematisch die Seitenansicht eines Konstruktionselements nach der Erfindung;
2 einen schematischen Querschnitt durch ein Konstruktionselement nach einer ersten Ausführungsform;
3 einen der 2 entsprechenden Querschnitt bei einer zweiten Ausführungsform;
4 die Verbindung zweier Konstruktionselemente nach der Erfindung hintereinander;
5 die Verbindung zweier Konstruktionselemente in einer abgewinkelten Anordnung und
6 schematisch die Anordnung eines Konstruktionselements nach der Erfindung als Treppengeländer.
1 zeigt die Seitenansicht eines Konstruktionselements 1 nach der Erfindung. Dieses Konstruktionselement ist als Rohr ausgebildet, und zwar als geradlinig verlaufendes Rohr. Im einfachsten Fall hat es einen kreisrunden Querschnitt. Es ist aber natürlich auch möglich, dass das Rohr keinen kreisrunden, sondern einen elliptischen oder auch einen mehreckigen Querschnitt aufweist. An dem einen Ende 2 des Rohrs ist eine Steckerverbindungseinrichtung 3 in Form eines Steckers 4 angeordnet. An dem gegenüberliegenden Ende 2 ist eine Steckerverbindungseinrichtung 3 in Form einer Buchse 5 angeordnet. Der Stecker 4 ist komplementär zu der Buchse 5 dimensioniert und ausgebildet. Zwei derartige Konstruktionselemente 1 können daher hintereinander angeordnet und mithilfe der beiden Steckerverbindungseinrichtungen 3 miteinander verbunden werden.
2 zeigt einen stark vereinfachten schematischen Querschnitt durch ein Konstruktionselement 1 nach einer ersten Ausführungsform. In dem Rohr ist eine Leiterplatte 6 mit einer Vielzahl von LEDs 7 angeordnet, die als Lichtquelle 8 dienen. In dem unteren Bereich 9 ist der Mantel des Rohrs 1 transparent ausgebildet. Dadurch kann das von der Beleuch tungseinrichtung 8 ausgehende Licht nach unten aus dem Rohr austreten.
Die Größe des transparenten Bereichs 9 wird so bemessen, dass nur diejenigen Stellen mit Licht versorgt werden, die versorgt werden sollen. Beispielsweise kann sich der transparente Bereich 9 über etwa ein Drittel des Umfangs erstrecken.
Die Steckerverbindungseinrichtung 3 an beiden Enden eines zugeordneten Konstruktionselements 1 ist mit Vorteil so ausgebildet, dass das Konstruktionselement der 2 auch in einer Position mit einem Verbindungselement oder einem weiteren Konstruktionselement verbunden werden kann, in der es um 90° im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn verdreht ist. Dies gilt für den Fall, dass beispielsweise Licht zur linken Seite oder zur rechten Seite abgegeben werden soll.
3 zeigt einen ebenfalls stark vereinfachten Querschnitt durch ein Konstruktionselement, bei dem innerhalb des Rohrs ein Photovoltaikmodul 10 angeordnet ist, dessen die Lichtstrahlen aufnehmende Oberfläche nach oben gerichtet ist. Dementsprechend weist auch dieses Konstruktionselement einen Abschnitt auf, in dem der Mantel des Rohrs transparent ausgebildet ist. In diesem Fall ist dieser Abschnitt 11 nach oben gerichtet.
Nicht dargestellt ist eine Lösung, bei der in einem Rohr sowohl ein Photovoltaikmodul 10 als auch eine Beleuchtungseinrichtung 8 gleichzeitig angeordnet sind. In diesem Fall könnte das Konstruktionselement zwei transparente Abschnitten 9, 11 aufweisen, von denen der eine nach unten und der andere nach oben gerichtet ist.
So wie die Verbindungseinrichtung 3 dazu dient, zwei Konstruktionselemente 1 direkt miteinander zu verbinden, kann ein Konstruktionselement 1 auch mit einem Verbindungselement 20 verbunden werden, das dann beispielsweise zwei Konstruktionselemente 1 miteinander verbindet. Eine solche Verbindung in axialer Verlängerung der beiden Konstruktionselemente 1 ist in 4 dargestellt. 5 zeigt eine Möglichkeit, wie zwei Konstruktionselemente mithilfe eines Winkelverbinders 21 miteinander verbunden werden können. Selbstverständlich kann ein solches Verbindungselement 20 beziehungsweise 21, das hier als Würfel dargestellt ist, auch Steckerverbindungseinrichtungen 3 an weiteren Flächen aufweisen, so dass hier eine räumliche Gitterstruktur von Konstruktionselementen 1 aufgebaut werden kann.
6 zeigt ebenfalls stark vereinfacht ein Konstruktionselement 1, das mithilfe von zwei Pfosten 25 schräg verlaufend als Geländer angeordnet ist. In diesem Fall wird das Licht zur Unterseite hin abgegeben, während zum Empfang der Lichtstrahlung die Oberseite transparent ausgebildet ist.

Claims

Konstruktionselement, das 1.1 als selbsttragendes Rohr ausgebildet ist, 1.2 in seinem Inneren mindestens ein Photovoltaikmodul (10) und/oder mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (8) aufweist, 1.3 wobei der Mantel des Rohrs mindestens einen transparenten Abschnitt (9, 11) aufweist, 1.4 hinter dem das Photovoltaikmodul (10) und/oder die Beleuchtungseinrichtung (8) angeordnet ist, sowie mit 1.5 einer Steckerverbindungseinrichtung (3) an jedem Ende des Rohrs zur mechanischen und/oder elektrischen Verbindung eines Konstruktionselements (1) mit einem weiteren ähnlich oder identisch aufgebauten Konstruktionselement (1) und/oder einem Verbindungselement (20, 21).
Konstruktionselement nach Anspruch 1, bei dem die Steckerverbindungseinrichtung (3) an beiden Enden des Rohrs (1) identisch ausgebildet ist.
Konstruktionselement nach Anspruch 1, bei dem die Steckerverbindungseinrichtungen (3) an beiden Enden (2) des Rohrs komplementär zueinander ausgebildet sind.
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Batterie und/oder einer Steuerungseinrichtung in dem Rohr.
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Konstruktionselement (1) funktionsmäßig in sich abgeschlossen ist.
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Beleuchtungseinrichtung (8) mit der Steckerverbindungseinrichtung (3) an mindestens einem Ende (2) des Konstruktionselements (1) elektrisch verbunden ist.
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Photovoltaikmodul (10) mit der Steckerverbindungseinrichtung (3) an mindestens einem Ende (2) des Konstruktionselements (1) elektrisch verbunden ist.
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der transparente Abschnitt (9, 11) sich über höchstens 1/3 des Umfangs des Rohrs erstreckt.
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei voneinander getrennten transparenten Abschnitten (9, 11).
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steckerverbindungseinrichtung (3) derart ausgebildet ist, dass das Konstruktionselement (1) in mehreren um seine Längsachse verdrehten Positionen mit dem nächsten Konstruktionselement (1) oder Verbindungselement (20, 21) verbindbar ist.
Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Verbindungselement (20, 21) Steckerverbindungseinrichtungen (3) für mehr als zwei Konstruktionselemente (1) aufweist.
Verwendung eines Konstruktionselements nach einem der vorhergehenden Ansprüche als lineare Beleuchtungseinrichtung.
Verwendung eines Konstruktionselements nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Geländer mit Beleuchtung.
Verwendung eines Konstruktionselements nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als mechanische und beleuchtete Abtrenneinrichtung.