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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Solarzellenanordnung mit einer
oder mehreren Solarzelleneinheiten, die mehrere nicht ebene, z.
B. zylindrische, im Wesentlichen parallel in einem Abstand A zueinander
verlaufende photovoltaische Solarzellenelemente aufweisen, und bei
der die photovoltaischen Solarzellenelemente bzw. die Solarzelleneinheit(en)
in einer Höhe B über einer Reflexionsfläche angeordnet
sind. So eine Solarzellenanordnung ist beispielsweise aus der
WO 2007/117442 A2 bekannt.
Solche Solarzellenanordnungen werden beispielsweise auf geeigneten
Freiflächen oder auf Flachdächern installiert,
wobei dann die Dachfläche selbst bzw. der ebene und ggf.
befestigte und beschichtete Untergrund die Reflexionsfläche
bilden, die Streulicht an die Unterseiten der Solarzellenelemente
zurückwirft. Solarzellenanordnungen mit zylindrischen Solarzellenelementen,
die parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind, haben den Vorteil,
dass sie gegenüber ebenen Solarzellenelementen hinsichtlich
der Stromausbeute weitgehend unabhängig vom Einstrahlwinkel
der Sonne sind und daher dem Sonnenstand nicht nachgeführt
werden müssen. Eine weitere Nutzung (z. B. landwirtschaftliche)
der unmittelbar unter den Solarzellenelementen liegenden Flächen
ist jedoch nicht möglich; um diese zugänglich
zu machen müssen die Solarzelleneinheiten demontiert werden.
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Es
gibt auch Solarkollektoren mit ebenen Solarpaneelen bzw. Solarzellenelementen,
die in sogenannten Solarparks angeordnet werden. Die Solarpaneele
sind der Hauptstrahlrichtung der Sonne entgegen angestellt, und
haben einen hohen Flächenverbrauch um gegenseitige Abschattungen
zu vermeiden. Um den Flächenverbrauch solcher Anlagen zu
reduzieren, ist auch vorgeschlagen worden, solche Solaranlagen schwimmend
auf dem Wasser vorzusehen, (siehe z. B.
DE 24 41 770 A1 ;
JP 59089471 A oder
auch
DE 10 2006
019 753 A1 ). Bei diesen Anlagen sind, ebene Solarpanels
schwimmend auf einer Wasserfläche angeordnet. Zur Sonnenstandsanpassung
sind auch auftriebsgesteuerte Nachstellvorrichtungen angesprochen,
mit deren Hilfe die Panels dem Sonnenstand entsprechend ausrichtbar
bzw. anstellbar sind (z. B.
DE 10 2006 019 753 A1 ).
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Solaranlagen
auf einem Gewässer vermeiden den Verbrauch wertvoller nutzbarer
landwirtschaftlicher Flächen. Auch die eingangs erwähnten Solarzellenanordnungen
mit zylindrischen, beabstandeten Solarzellenelementen sind im Prinzip schwimmend
auf dem Wasser anzuordnen. Dies setzt jedoch voraus, dass neben
der Aufnahme und Halterung der Solarzellenelemente zusätzlich
feste Reflexionsmittel vorgesehen werden müssen, welche
den Aufbau der Solarzellenanordnungen zusätzlich erschweren
und aufwändig gestalten. Das gleiche gilt auch für
angestellte Paneele, die auf beiden Seiten mit ebenen Solarzellenelementen
versehen sind.
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Es
besteht also die Aufgabe, Solarzellenanordnungen mit Solarzellenelementen,
die aus mehreren nicht ebenen (z. B. zylindrischen) in einem Abstand
zueinander im Wesentlichen parallel verlaufenden Solarzellenelemente
effektiv auf Gewässern nutzbar zu machen. Gleichzeitig
sollte dabei der erforderliche Herstellungs-, Installations-, und
Wartungaufwand, möglichst ohne einschneidende Wirkungsverluste,
gering gehalten werden.
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Diese
Aufgabe löst eine Solarzellenanordnung gemäß dem
Anspruch 1, bei der die Reflexionsfläche durch die Wasseroberfläche
eines Gewässers definiert wird. Dieser Aufbau nutzt in
seiner einfachsten Ausführung die Reflexionseigenschaften
der Wasseroberfläche selbst. Das heißt, die durch
die Zwischenräume (Abstand A) zwischen den Solarzellenelementen
fallenden Lichtanteile, die an der Wasseroberfläche reflektiert
werden, können auch zur photovoltaischen Stromgewinnung
genutzt werden, ohne dass ein zusätzlicher fester Reflexionsflächenträger,
z. B. in Form eines festen Bauteils oder Blechs erforderlich wäre.
Da Wasseroberflächen in der freien Natur in der Regel nie
völlig glatt sondern meist durch Wind, Strömungen
und andere Umwelteinflüsse gewellt bzw. gekräuselt
sind, wird die Reflexionswirkung des Wassers verbessertt. Besonders
stark ist die Reflexionswirkung in der Regel bei tiefstehender Sonne
also bei flach einfallenden Lichtstrahlen.
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Herrschen
Temperaturen, die unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegen, entsteht
unter den Solarzellenelementen eine Eisschicht, auf der sich durch
die Zwischenräume zwischen den Solarzellenelementen hindurchgefallener
Schnee sammeln kann, der die Reflexionswirkung noch weiter erhöht.
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Da
die nicht ebenen Solarzellenelemente in Form zylindrischer Röhren
oder Stangen im Betrieb durchgängig relativ nah an der
Wasseroberfläche verlaufen, tritt auch bei starker Sonneneinstrahlung durch
die natürliche Verdunstung an der Wasseroberfläche
und die nur geringfügige Aufheizung des Wassers durch die
Sonneneinstrahlung (im Gegensatz zu Flachdächern oder Bodenflächen)
ein vorteilhafter Kühleffekt auf, welcher den Wirkungsgrad
solcher photovoltaischen Solarzellenelemente erhöht. Konvektion
kühler, feuchter Luft im Bereich der Solarzellenelemente
verstärkt diesen leistungssteigernden Kühleffekt
zusätzlich. Dieser Effekt wird durch die gitterähnliche
Anordnung der zylindrischen Solarzellenelemente verstärkt,
da diese – im Gegensatz zu flachen Solarpaneelen – eine
große wirksame Oberfläche haben, die kühlrippenartig
wirkt.
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Der
Abschattungsgrad der Gewässeroberfläche kann über
die Abstände A zwischen den einzelnen Solarzellenelementen
eingestellt werden und kann beispielsweise bei der Verwendung über
Gewässern (z. B. zur Fischzucht) weitere Vorteile haben:
So wird die Verdunstung und damit der Wasserbedarf verringert, die
Abschattung vermindert das Algenwachstum und die Solarzellenanordnung
kann als Schutz gegen Raubvögel dienen.
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Die
Weiterbildungen gemäß der Ansprüche 2 bis
10 betreffen die Fixierung der Solarzelleneinheit bzw. der Solarzelleneinheiten über
der Wasseroberfläche bzw. im oder über dem Gewässer.
Dabei ist gemäß Anspruch 2 eine Halteeinrichtung
vorgesehen, die derart gestaltet ist, dass die Solarzelleneinheit
in der Höhe B über der Reflexionsfläche
gehalten wird.
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Die
Merkmale der Ansprüche 3 bis 6 betreffen dabei die Gestaltung
von Auftriebskörpern, die an der Halteeinrichtung vorgesehen
sind und als Schwimm- bzw. Tauchkörper die Solarzelleneinheiten
tragen (Anspruch 3).
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Gemäß Anspruch
4 ist so ein Auftriebskörper dabei rohr- bzw. tonnenförmig
ausgebildet, so dass dessen Rotationsachse im Wesentlichen senkrecht zur
Reflexionsfläche verläuft. Zusätzlich
ist ein Aufnahmeelement vorgesehen (beispielsweise eine Stange),
welche mit der Solarzelleneinheit lösbar verbunden ist.
So eine Solarzelleneinheit kann ein rechteckiges Modul der Solarzellenanordnung
bilden, welches an allen vier Ecken über so einen Auftriebskörper
und ein entsprechendes Aufnahmeelement floßartig über
der Wasseroberfläche gehalten wird. Solche Auftriebskörper
können mit ihren Aufnahmeelementen gleichzeitig als Koppelpunkte
dienen, an denen mehrere Module zusammentreffen und jeweils in ihren
Eckbereichen mit einem Auftriebskörper gekoppelt sind.
Eine so schachbrettartig aufgebaute Solarzellenanordnung aus mehreren
Modulen ist insgesamt sehr flexibel und kann sich an größere
Wellenbewegungen anpassen, indem sich die entsprechenden Bereiche
dem Wasserspiegel folgend heben oder senken, ohne dass dabei die
einzelnen Module übermäßig beansprucht
würden. Eine solche Anordnung kann auch ohne weiteres auf
einem nicht ganz ebenen Gewässergrund trockenfallen, in
dem sich die Auftriebskörper einfach auf dem Boden des
Gewässers absetzen.
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Gemäß Anspruch
5 können auch längliche Auftriebskörper
bzw. Schwimmer vorgesehen sein, die mit ihrer Längsachse
parallel zur Reflexionsfläche bzw. zur Wasseroberfläche
verlaufen und insgesamt als Koppelelemente dienen, zwischen denen mehrere
Solarzelleneinheiten oder die oben beschriebenen Module brückenartig
aufgenommen werden. So eine Anordnung lässt sich auch in
fließenden Gewässern anordnen, bei der dann die
in Fließrichtung orientierten Auftriebskörper
der Gewässerströmung nur einen geringen Widerstand
entgegensetzen. Die Auftriebskörper können auch
als Wartungsstege dienen.
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Über
Auftriebskörper mit variablem Auftrieb (Anspruch 6) kann
die Höhe B, in der sich die Module bzw. Solarzellenelemente über
der Reflexionsfläche befinden, eingestellt werden. Dies
geschieht erfindungsgemäß über geeignete
Füll- bzw. Entleereinrichtung, mit der wahlweise Luft bzw.
Wasser in die Auftriebskörper eingebracht bzw. aus diesen
heraus gedrückt wird. Damit ändert sich der jeweilige
Auftrieb und entsprechend die Höhe B. Zum einen kann so
die Höhe B im Hinblick auf einen möglichst hohen Wirkungsgrad
der Solarzellenanordnung eingestellt werden, so dass das reflektierte
Licht optimal genutzt wird, zum anderen ist es aber auch möglich,
die Solarzellenanordnung auf einfache Weise zwischen einem Betriebszustand,
in dem die Solarzellenelemente auf die gewünschte Höhe
B abgesenkt sind, und einem Wartungszustand zu verstellen, bei dem
die Solarzellenelemente angehoben werden, um von einem darunter
fahrenden Wartungsboot aus die Unterseiten der Solarzellenelemente
zu inspizieren. Es ist auch möglich, die Auftriebskörper
soweit abzusenken, dass die Solarzellenelemente weitgehend oder völlig
unter der Wasseroberfläche verlaufen. Dies kann beispielsweise
zu Reinigungszwecken erfolgen, bei denen die Außenfläche
der Solarzellenelemente dann abgespült werden. Eine Absenkung kann
auch nützlich sein, um die Solarzellenanordnung gegen extreme
Witterungseinflüsse wie Sturm oder Hagel zu schützen.
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Gemäß Anspruch
7 sind Verankerungsvorrichtungen vorgesehen, über welche
die Position und Lage der Solarzellenanordnung fixierbar ist. Solche Verankerungsvorrichtungen
verhindern das Abtreiben der Solarzellenanordnung, insbesondere
in fließenden Gewässern, und dienen dazu, die
Solarzellenanordnung an Ort und Stelle des entsprechenden Gewässers
sicher zu verankern.
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Die
Halteeinrichtung gemäß Anspruch 8 und 9 nutzt
verankerte Stützelemente, die im bzw. am Boden oder im
Uferbereich des Gewässers fixiert sind. Dies können
beispielsweise eingerammte Pfähle oder abgesenkte Sockel/Fundamente
mit entsprechenden Halte- bzw. Tragelementen sein, an denen dann
die Solarzellenelemente fixiert werden. Solche Halteeinrichtungen
bieten sich insbesondere in flachen Gewässern wie zum Beispiel
Fischteichen oder in flachen Uferregionen an.
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Gemäß Anspruch
9 kann auch hier die Höhe B über eine geeignete
Verstelleinrichtung eingestellt werden.
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Gemäß Anspruch
10 ist eine Steuerung vorgesehen, welche die Höhe B im
Hinblick auf eine optimale Leistung der Solarzellenanordnung einstellt. Diese
Steuerung kann selbst regelnd ausgebildet sein, also beispielsweise
in Abhängigkeit von Temperatur, Einstrahlungswinkel, Sonnenintensität
oder anderen die Leistung der Solarzellenanordnung beeinflussenden
Größen arbeiten. Sie kann aber auch zeitgesteuert
oder auch handsteuerbar ausgeführt sein.
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Gemäß Anspruch
11 ist vorgesehen, die Solarzellenanordnung aus mehreren demontierbaren Solarzellenmodulen
aufzubauen. Die Module sind dabei so gestaltet, dass ihre Abmessungen
auf die üblichen Licht- bzw. Lademaße von LKW-Ladeflächen
bzw. von Frachtcontainern abgestimmt sind. So können die
Module leicht in relativ großen Moduleinheiten transportiert
werden, ohne dass dazu aufwendige Spezialtransporte oder eine ebenfalls
sehr aufwendige komplette Montage vor Ort notwendig wäre. Auch
Solarzellenanordnungen, die in montiertem Zustand relativ große
Flächen einnehmen, sind so vergleichsweise flexibel und
mobil gestaltbar.
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Die
Ansprüche 12 und 13 betreffen Maßnahmen, bei welchen
die Reflexionseigenschaften der Wasseroberfläche durch
schwimmende Reflexionsmittel verbessert werden. Dies können
gemäß Anspruch 13 reflektierende Folien, beschichtete
oder unbeschichtete Vliese oder Gewebe sein, die auf oder auch knapp
unter der Wasseroberfläche schwimmen. Es können
aber auch mosaikartig und flexibel miteinander gekoppelte Reflexionselemente vorgesehen
sein, die das auftreffende Licht reflektieren. Perforationen bzw.
Durchbrüche zwischen den Reflexionselementen erlauben dabei
das allseitige Umspülen mit Wasser, wodurch ein Selbstreinigungseffekt
auftritt. Gleichzeitig wird so auch verhindert, dass sich die Elemente
unter Sonneneinstrahlung stark erwärmen und die abgegebene
Strahlungswärme den Wirkungsgrad der darüber angeordneten
Solarzellenelemente herabsetzt.
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Anspruch
14 betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen
Solarzellenanordnung auf bzw. in einem Gewässer und insbesondere
einem solchen Gewässer, welches für die Fischzucht
vorgesehen ist. Die Verwendung einer erfindungsgemäßen
Solarzellenanordnung in Gewässern (z. B. für die
Fischzucht) bietet mehrere Vorteile. Die modulare Bauweise erlaubt
es, so eine Anlage einem beliebigen Uferverlauf anzupassen, so dass
eine visuell harmonische Einbindung in das Landschaftsbild gewährleistet
bleibt. Dabei kann ggf. die optische Oberflächengestaltung
der Solarzellenanordnung an die Wasseroberfläche angepasst
werden. Die vergleichsweise mobile Bauweise vereinfacht amtliche
Genehmigungsverfahren, da eine Demontage jederzeit möglich
ist. Der gewonnene Strom kann entweder in das öffentliche
Stromnetz eingespeist werden oder er ist nutzbar, um Teichbelüftungsanlagen,
Filteranlagen oder ähnliches zu betreiben.
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Gegebenenfalls
kann er auch zur elektrolytischen Sauerstofferzeugung im Fischteich,
also zur Belüftung, genutzt werden.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren beschrieben.
Dabei zeigt:
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1 eine
Draufsicht und eine Seitenansicht einer Solarzelleneinheit für
eine erfindungsgemäße Solarzellenanordnung, welche
mit vier tonnenförmigen Auftriebselementen versehen ist,
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Solarzelleneinheit mit einem parallel
zur Wasseroberfläche verlaufenden Auftriebselement,
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3 eine
Solarzellenanordnung, die aus mehreren Solarzelleneinheiten gemäß 2 zusammengesetzt
ist,
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4 eine
erweiterbare Baugruppe, mit mehreren parallel zur Wasseroberfläche
ausgerichteten Auftriebskörpern, in deren Bereiche Wartungsstege
vorgesehen sind,
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5 eine
schematische Ansicht einer Solarzellenanordnung, die über
Auftriebkörper auf einem Gewässer angeordnet ist,
und
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6 die
schematische Ansicht einer Solarzellenanordnung, die mit Hilfe fester
Stützelemente angeordnet ist.
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Ausgehend
von 1 wird die prinzipielle Funktionsweise einer erfindungsgemäßen
Solarzellenanordnung 100 (3) dargestellt.
Das in 1 dargestellte Solarzellenmodul 10 bzw.
Solarzelleneinheit 10 ist in der oberen Ansicht in einer
Draufsicht dargestellt und in der unteren Darstellung in einer Seitenansicht.
Die Solarzellenanordnung 100 wird aus mehreren solcher
Solarzellenmodule 10 gebildet. Das Solarzellenmodul 10 weist
mehrere Solarzellenelemente 12 auf, die gitterartig nebeneinander in
einem Rahmen 14 angeordnet sind. Die einzelnen Solarzellenelemente 12 sind
in geeigneter Weise elektrisch miteinander verbunden. Das gleiche
gilt für die Solarzellenmodule bzw. -einheiten 10 einer
entsprechenden Solarzellenanordnung 100.
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Die
Solarzellenelemente 12 sind röhren- bzw. stangenförmige
photovoltaische Elemente, die einfallendes Licht direkt in Strom
umwandeln. Die einzelnen Solarzellenelemente 12 sind beispielsweise
in einem Abstand A von etwa 10 bis 80 mm zueinander angeordnet und
haben einen Durchmesser von etwa 20 bis 100 mm.
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Der
Rahmen 14 ist mit vier Halteeinrichtungen 16 lösbar
verbunden. Die Halteeinrichtungen weisen jeweils einen tonnenförmigen
Auftriebskörper 18 und ein ggf. in der Höhe
variables Aufnahmeelement 20 auf, welches nach oben aus
dem Auftriebskörper 18 herausragt und mit diesem
fest verbunden ist. Am Ende des Aufnahmeelements 20 ist
eine (ggf. in der Höhe verstellbare) Befestigungseinrichtung 22 vorgesehen, über
welche Aufnahmeelement 20 und Rahmen 14 miteinander
verbunden sind.
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Im
Betrieb wird das Solarzellenmodul 10 über die
Auftriebskörper 18 in einem Gewässer 200 angeordnet,
so dass sich das Solarzellenmodul 10 in einer Höhe
B (ggf. einstellbar zwischen etwa 100 und 2500 mm) über
der Gewässeroberfläche 24 befindet. Die
dargestellten Aufnahmeelemente 20 und Befestigungseinrichtungen 22 und
damit die Auftriebskörper 18 sind hier an den
Längsseiten des Rahmens 14 angeordnet. In einer
anderen nicht dargestellten Anordnung können die Halteeinrichtungen 16 auch
jeweils an den Ecken des Rahmens 14 angeordnet sein, an denen
mehrere Solarzellenmodule 10, die mosaik- bzw. schachbrettartig
angeordnet sind, zusammentreffen. Auf diese Weise kann jede Halteeinrichtung 16 bzw.
jeder Auftriebskörper 18 mit vier rechteckigen
Solarzellenmodulen 10 verbunden werden. Die Befestigungseinrichtungen 22 können
dabei flexibel ausgebildet sein, so dass sich die einzelnen Rahmen 14 scharnierartig
zueinander anstellen können, so dass Wellenbewegungen von
der Solarzellenanordnung 100 flexibel aufgenommen werden.
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Die
untere Darstellung in 1 zeigt, dass einfallende Sonnenstrahlen 26 zum
Teil auf die Solarzellenelemente 12 treffen und dort Strom
erzeugen. Ein Teil der Sonnenstrahlen 26 tritt jedoch durch
die Zwischenräume 28 hindurch und wird von der
Wasseroberfläche 24 mehr oder weniger diffus reflektiert. Dieses
diffuse Licht 30 trifft von unten auf die Solarzellenelemente 12 und
liefert damit ebenfalls einen Beitrag zur Energiegewinnung. Die
Höhe B kann beispielsweise durch entsprechendes Füllen
oder Entleeren der Auftriebskörper 18 eingestellt
werden, indem diese über eine nicht dargestellte Einrichtung mit
Luft bzw. teilweise mit Wasser gefüllt werden. Über
eine ebenfalls nicht dargestellte geeignete Füll- oder
Entleereinrichtung kann die Füllung, der Auftrieb und damit
die Höhe B auch variabel eingestellt werden.
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Es
ist auch möglich rohrförmige Aufnahmeelemente 20 mit
mehreren Auftriebselementen (nicht dargestellt) zu versehen und
den gewünschten Auftrieb über die Anzahl der Auftriebselemente
einzustellen. Solche Auftriebselemente (z. B. Schaumstoffelemente)
können in den Rohrkörper eingeschoben werden,
oder diesen manschettenartig umgeben.
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In
der Arbeitsstellung wird die Höhe B in einem Bereich von
etwa 100 bis 2500 mm eingestellt, in dem die Reflexionswirkung optimal
ist. In einer Wartungsstellung kann über das Füllen
der Auftriebskörper mit Luft bzw. durch Verdrängung
des darin befindlichen Wassers die Höhe B auch so eingestellt werden,
dass diese ausreicht, um von einem kleinen Boot aus Wartungsarbeiten
von unten an den Solarzellenmodulen 10 bzw. an den Halteeinrichtungen 16 vorzunehmen.
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Durch
die Reflexionseigenschaften des Wassers, insbesondere der von bewegtem
Wasser, ist eine sehr hohe Energieausbeute des einfallenden Lichtes
möglich, ohne dass eine zusätzliche feste Reflexionsfläche
unterhalb des Solarzellenmoduls 10 vorgesehen werden müsste.
Die Wasseroberfläche des Gewässers 200 selbst
definiert hier die Reflexionsfläche 24.
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In
einer weiteren nicht dargestellten Ausführung können
die Reflexionseigenschaften verbessert werden, indem an der Wasseroberfläche 24 ein
Reflexionsmittel, z. B. eine flexible Reflexionsfolie, ein Vlies
oder auch ein Gewebe (ggf. beschichtet) angeordnet wird, welches – auf
oder knapp unterhalb der Wasseroberfläche 24 schwimmend – auftreffendes Licht
reflektiert. Ein solches Reflexionsmittel kann zum Steuern des Auftriebs
und zur Benetzung mit Wasser perforiert ausgebildet sein. Damit
tritt auch ein gewisser Selbstreinigungseffekt auf, da die Oberfläche
ständig überspült wird. In einer anderen
Ausführung (nicht dargestellt) sind mehrere starre Reflexionselemente
flexibel und mosaikartig zu einem Reflexionsteppich zusammengefügt,
der entsprechend der Material- und Oberflächenwahl die
Reflexionseigenschaften weiter verbessern kann. Es ist auch möglich,
ein Vlies, ein Gewebe oder eine Folie mit solchen Reflexionselementen
zu beschichten.
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Neben
den dargestellten tonnenförmigen Auftriebskörpern 18 können
auch kugel- bzw. ballförmige oder auch tonnenförmige
Hohl- bzw. Schaumkörperelemente verwendet werden.
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2 und 3 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Solarzellenanordnung 100, die ebenfalls aus mehreren Solarzelleneinheiten
oder -modulen 10 zusammengesetzt ist. Hier sind jedoch
die Solarzellenmodule 10 in einen größeren
Tragrahmen 32 eingefügt und zu einer Baugruppe 110 zusammengefasst.
An den Stirnseiten des Tragrahmens 32 sind ebenfalls Auftriebskörper 34 vorgesehen,
die mit entsprechenden Aufnahmeelementen 36 den Tragrahmen 32 und
die darin befindlichen Solarzellenmodule 10 schwimmend
aufnehmen. Die Auftriebskörper 34 sind hier rohr-
oder schlauchförmig ausgebildet. Die Rohrachsen 38 verlaufen
hier parallel zur nicht dargestellten Wasseroberfläche.
Solche Auftriebskörper 34 sind auch geeignet,
eine Solarzellenanordnung 100 auf einem fließenden
Gewässer anzuordnen, da sie beim Ausrichten der Achsen 38 in
Strömungsrichtung dem strömenden Wasser nur einen
geringen Widerstand entgegensetzen. 3 zeigt
eine großflächige Solarzellenanordnung, die aus
mehreren Baugruppen 110 zusammengesetzt ist. Zwischen den
einzelnen Baugruppen 110 sind hier Wartungsstege 40 vorgesehen,
so dass die Solarzellenanordnung 100 teilweise begehbar
ist. Diese Bereiche und die Bereiche der Auftriebskörper 34 können
auch zur Kabelführung bzw. als Wartungssteg 40 genutzt
werden.
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4 zeigt
Baugruppen 210, bei denen jeweils mehrere Solarzellenmodule
bzw. -einheiten 10 zusammengefügt sind und von
drei Auftriebskörpern 42 getragen werden. Diese Baugruppen 110 sind
in ihren Abmessungen auf die Ladeflächengröße
bzw. das Innenmaß eines Frachtcontainers abzustimmen und
können optional im Bereich des mittleren Auftriebskörpers
teilbar zusammengefügt sein. Die Abmessungen (Länge × Breite)
jeder Baugruppe 210 betragen vorzugsweise ca. 2000 bis
2500 × 5000 bis 6500 mm. Dieses Baugruppenkonzept erlaubt
es, nahezu beliebig große Solarzellenanordnungen 100 schnell
und effizient aus mehreren Baugruppen 110 zusammenzufügen.
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5 zeigt
in einer Prinzipskizze, wie eine Solarzellenanordnung 100 auf
bzw. in einem tiefen Gewässer 200 angeordnet sein
kann. Die Darstellung zeigt, dass eine Schwankung des Wasserspiegels 24,
ja sogar ein Trockenfallen des Gewässers 200 ohne
weiteres möglich ist, da sich dann die gesamte Solarzellenanordnung 100 auf
den Auftriebskörpern 18, 34 oder 42 abstützend
auf dem Gewässerboden 220 absetzen kann. Die Höhe
B bleibt dabei jeweils weitgehend konstant, so dass auch die Reflexionseigenschaften
bzw. die Funktion der Solarzellenanordnung 100 von der
Höhe des Wasserspiegels 24 nicht beeinflusst wird.
Zur Befestigung können nicht dargestellte Verankerungsvorrichtungen vorgesehen
werden, welche die Solarzellenanordnung 100 am Ufer oder
auch auf dem Grund 220 des Gewässers 200 verankern.
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6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Solarzellenanordnung 100, die besonders für flache
Gewässer 200 geeignet ist. Die Solarzellenanordnung 100 ist
hier nicht über Auftriebskörper 18, 34 oder 42 im
Abstand B über der Wasseroberfläche befestigt,
sondern über Pfähle 44, die entweder
direkt in den Gewässerboden 220 eingerammt sind,
in dort aufliegenden Sockeln/Fundamenten (z. B. Betonplatte) 48 eingelassen
oder in ebenfalls im Gewässerboden 220 eingebrachten Fundamenten 50 (z.
B. aus Beton) fixiert sind. An den oberen Enden sind geeignete Halteeinrichtungen 116 vorgesehen,
auf denen die einzelnen Solarzellenmodule oder -einheiten 10 bzw.
die Baugruppen 110 angeordnet sind. Auch hier können
nicht dargestellte Verstelleinrichtungen vorgesehen sein, um die
Höhe B zu variieren. Auch können hier ebenfalls
nicht dargestellte zusätzliche Reflexionsmittel vorgesehen sein.
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Weitere
Ausführungsbeispiele und Variationen der vorliegenden Erfindung
entnimmt der Fachmann den nachfolgenden Ansprüchen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2007/117442
A2 [0001]
- - DE 2441770 A1 [0002]
- - JP 59089471 A [0002]
- - DE 102006019753 A1 [0002, 0002]