DE102010011289A1

DE102010011289A1 - Mobiler Solargenerator bestehend aus einer Gehäusekonstruktion und einer Moduleinheit zur Erzeugung, Speicherung und Bereitstellung elektrischer Energie

Info

Publication number: DE102010011289A1
Application number: DE102010011289A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-13
Filing date: 2010-03-13
Publication date: 2011-09-15

Abstract

Die mobile solare Stromerzeugung teilt sich in zwei Bereiche. Im ersten Bereich wird Ladeenergie für Kleinverbraucher der Unterhaltung und Kommunikationselektronik erzeugt. Der zweite Bereich bezieht sich auf die temporale Stromversorgung von zum Beispiel Berghütten, Ferienhäuser, Festzelte u. s. w. Während im ersten Bereich die Mobilität auch im unwegsamen Gelände gewährleistet ist, wird die Mobilität im zweiten Bereich, wegen der höheren Leistung, eingeschränkt und endet meist am unwegsamen Gelände. Dieser Mobile Strom Generator besteht aus zwei Komponenten, einem Gehäuse und aus zwei am Gehäuse eingehängter, in sich rückwärtig einklappbarer, Module (= Moduleinheit). Die zwei am Gehäuse angebrachten Griffe ermöglichen den Transport im unwegsamen Gelände, dazu wird die Moduleinheit eingeklappt. Am Betriebsort wird die Moduleinheit aufgeständert und mit den im Gehäuse eingebauten Betriebsgeräten verbunden. (Siehe Zeichnung 3/3 8–9). Die neue Konstruktion des Mobilen Solar Generators soll die Mobilität im unwegsamen Gelände ermöglichen und eine temporär Autarke Stromversorgung zur Verfügung stellen.

Description

Die Mobile Solare Stromerzeugung teilt sich in zwei Bereiche auf.
Der erste Bereich bezieht sich auf die Bereitstellung von Ladeenergie für Kleinverbraucher der Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik, wie zum Beispiel für Mobiltelefone, iPods, MP3-Player, bis hin zum Laptop. Diese solaren Generatoren weisen sich hauptsächlich dadurch aus, dass sie von einer Person getragen werden können, wobei sie in unterschiedlichen Ausführungen zur Verfügung stehen. Als aufklappbarer Koffer, befestigt oder eingebaut in Rücksäcken oder als aufklappbares Zweier-Modul, ähnlich einem Laptop. Einen dieser Solargeneratoren beschreibt die DE 19740433 folgendermaßen: Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles kombiniertes Energieversorgungsgerät mit wahlweisem Solar- oder Netzbetrieb zur Ladung von Akkumulatoren oder zum Betrieb von elektrischen Kleinverbrauchern mit einer externen Anschlussbuchse aufweisendem Gerätegehäuse mit einem aufklappbaren Gehäusedeckel, unter dem im Gehäuse ein interner Puffer-Akkumulator, eine Lade-, Entladeeinrichtung und verschiedene Aufnahmeschächte für aufzuladende Akkumulatoren angeordnet sind und der mit dem Solargenerator für den Solar-Strombetrieb verbunden ist. In einem weiteren Absatz wird die Nutzung des Gerätes beschrieben. Von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung ist die besondere Kompaktheit und Vielseitigkeit der erfindungsgemäßen mobilen Universalstation, die im Solar-Strombetrieb sowohl auf Reisen und Ausflügen im Freiem für die genannten Zwecke als auch innerhalb von Räumen am Fenster zur Erhaltungsladung von Akkus dienen kann. Im Netzbetrieb, beispielsweise über einen optionalen Netzadapter ist dort ebenfalls der gesamte Funktionsumfang verfügbar.
Der zweite Bereich der Solaren Mobilen Generatoren bezieht sich auf die temporäre Versorgung von abgelegenen Berghütten, Ferienhäuser, Gartenhäuser und Anlagen im nicht elektrifizierten Gegenden. Der Stand der Technik in dieser Gruppe ist, dass Photovoltaik Module an Masten, Anhänger, Anhängerachsen montiert werden. Die dazugehörenden Betriebsgeräte, wie Akkus, Laderegler und Steuereinheiten werden an der jeweiligen Modulbefestigung in Gehäusen mit Rädern oder in den Aufbauten der Anhänger verstaut. Die US 2002 180 404 (A1) zeigt ein auf Rädern Montiertes Gehäuse aus dem ein Motorgesteuerter Mast ragt an dem Module montiert sind. Die JP 2001035503 (A) beschreibt einen LKW aus welchem Module seitlich ausgeklappt werden. GB 2329534 beschreibt ein Anhängergestell auf dem ein Mast montiert ist der einen Windgenerator sowie Photovoltaik Module aufnehmen kann. Die ES 2119687 und DE 3405466 beschreiben je einen Anhänger an dessen Aufbauten ein Modulgestell samt Modulen montiert wird, zu dem DE 3405466 wird zusätzlich noch ein, an einen Mast montierter, Windgenerator dargestellt.
Aus dem momentanen Stand der Technik zeigt sich eine Lücke zwischen den tragbaren mobilen Solargeneratoren, zur Ladung von Akkumulatoren und Geräten der Kommunikation,- und Unterhaltungselektronik, so wie zu den Leistungsstarken Solargeneratoren welche zum Teil nur mit Zug- und Kraftfahrzeugen an ihren Bestimmungsort geschafft werden können. Spätestens im freiem Gelände beginnt hier die Problematik.
Diese Erfindung zielt genau in diese Lücke. Die Größe des Gehäuses, an dem zwei ausklappbare Photovoltaikmodule angebaut sind, ist so bemessen, dass es mit allen zugehörigen Betriebseinheiten von zwei Personen über ein unwegsames Gelände transportiert werden kann. Desweiteren sollte die Einheit, bestehend aus Gehäuse und Modulen, in einem PKW mit Heckklappe und relativ ebener Ladefläche zum Bestimmungsort, beziehungsweise in dessen Nähe, transportiert werden können. Die Erfindungstätigkeit beruht auf der Konstruktion des Gehäuses, welches in der Lage sein muss unterschiedliche sich auf den Markt befindliche Photovoltaikmodule aufzunehmen und aus dem Zusammenfügen zweier Module in die Konstruktion, wobei die Handlichkeit berücksichtigt wurde.
Die Lösung ist ein nach der Modulgröße konstruiertes Gehäuse, an dem über ein Scharnier ein Modul einseitig eingehängt wird. Das zweite Modul wird über ein weiteres Scharnier an der zweiten Seite des bereits eingehängten Moduls so montiert, dass es mit seiner Rückseite zur Rückseite des eingehängten Moduls eingeklappt wird. In dem dadurch entstehenden Hohlraum werden die Anschlussleitungen der Module, im eingeklappten Zustand des Generators, verstaut. So wie im eingeklappten als auch im ausgeklappten Zustand des Generators werden die Module mittels zweier Rundstäbe, welche mit Scharnierleisten geführt werden, arretiert. Dies dient dazu, das Ausklappen, im eingeklappten Zustand, beziehungsweise das Einklappen, im ausgeklapptem Zustand, der Module zu verhindern. Sind beide Module zusammengeklappt, befindet sich der Mobile Solar Generator (Einheit aus Gehäusekonstruktion und Photovoltaikmodulen) in Ruhe-, Transportzustand.
Die Oberseite des am Gehäuse eingehängten Moduls bildet mit den Seitenwänden an dem dieses Modul über ein Scharnier eingehängt ist, eine waagerechte, rechteckige Form. Dies ist dadurch bedingt, dass die vordere Seitenplatte um so viel kürzer ist, als die beiden Module im zusammengeklappten Zustand tief sind und so liegen die Module auf dieser Seitenplatte auf. Die hintere Seitenplatte befindet sich unterhalb des Scharniers mit welchem die Module am Gehäuse verbunden sind. Diese Platte ist um so viel kürzer, als die Module beim Ausklappen einen Bogen schlagen und die Einbauten, aus der unter den Modulen sich befindenden Deckplatte herausragen. Somit ist diese Deckplatte zugleich als Gehäusedeckel bezeichnet werden kann. Unter dieser Deckplatte befinden sich die Betriebseinheiten, ein Blei-Gel-Akku, ein Laderegler und nach Kundenwunsch ein Wechselrichter.
Die Einstellungen der Betriebswerte erfolgt über ein in der Deckplatte eingebautes Kontrollpanel. Weitere Einbauten in der Deckplatte sind eine Steckdose, über welche die Module mittels eines Steckers an den Laderegler angeschlossen werden. So wie ein Sicherungshalter über dessen Sicherungen die beiden Steckdosen mit dem Laderegler, Wechselrichter, beziehungsweise Akkumulator verbunden sind.
Diese Steckdosen werden, je nach Bedarf in die vordere Platte montiert. Die Wahl zwischen 12 V Steckdosen oder Schuko-, Steckdosen bleibt dem Nutzer überlassen. Für den Bau des Gehäuses und das Zusammenfügen der Module kommen Hauptsächlich zwei Materialien zum Einsatz:: Siebdruckplatten, wegen der wasserabweisenden Oberfläche und unterschiedliche Profile aus Aluminium. Zum Zwecke der Witterungsbeständigkeit werden alle Schnittflächen der Siebdruckplatten mit gleichschenkeligen L-Aluminiumprofilen mittels witterungsbeständigem Silikon beklebt und somit an der Aufnahme von Feuchtigkeit gehindert.
Die Deckplatte wird nach der Bestückung mit den Betriebseinheiten über die hintere Platte in das Gehäuse in Richtung der vorderen Platte geschoben und mittels L-Profile, die in der Höhe der hinteren Platte im Inneren des Gehäuses an den Seitenplatten und der vorderen Platte montiert sind, arretiert, mit Silikon verklebt und abgedichtet. Die beiden Photovoltaikmodule sind, durch in sich greifende und an deren Rückseite montierten Scharnierleisten, mit einem Rundrohr miteinander verbunden.
Das Herausrutschen des Rundrohrs aus dem Verbindungsscharnier wird durch die, an der linken und rechten Seite eines Moduls montierten Scharnierleisten verhindert. Diese Scharnierleisten greifen, sobald die Module eingeklappt sind so ineinander, dass sie eine Linie bilden, dass durch die Scharnierleisten ein Rundrohr eingeschoben wird. In diesem Ruhezustand verbindet dieses Rundrohr die beiden Module, dass das Ein und Ausklappen der Module wesentlich erleichtert. Im ausgeklapptem Zustand sorgen die gleichen Scharnierleisten, mit um ein Drittel längeren Rundstäben, für deren Stabilität. Um die Belastung der Rundstäbe zu minimieren, sind in den Seitenplatten Gewindehülsen so eingeschraubt, dass in diese, während der Aufständerung, eine Gewindeschraube geschraubt werden kann. Die Position der Gewindehülsen ist so gewählt, dass die gegen die Gewindeschrauben gelehnte Moduleinheit einen Winkel von 30° zum Horizontalen bildet. An der über dem Gehäuse liegenden Moduleinheit, wird an deren Ende ein Stützstab bestehend aus einem T-Profil und einer kurzen Scharnierleiste montiert. Dieser Stützstab greift an die zwei am Modul befestigten Scharnierleisten ein und wird mit einem der Rundstäbe aus dem Ruhezustand arretiert. Der Stützstab ist so bemessen, dass die Verbindung und die Stützstäbe der Module entlastet wird.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
1 zeigt den Mobilen Solar Generator im eingeklappten Transport-, Ruhezustand in Draufsicht.
Zu erkennen sind Modul (1.1) und die beiden Seitenplatten (2.1), in denen das Modul (1.1), eingehängt ist. In gestrichelter Linienführung sind die unterhalb des Moduls liegenden Betriebseinheiten, Laderegler (3.1), Batterie (3.2), die Steckdose (3.3) für den Modulanschluss, die Bedienungseinheit (3.4), der Sicherungshalter (3.5) und die Anschlussdosen (3.6), die für den Nutzer, zur Verfügung gestellt werden, angedeutet.
2 zeigt den Mobilen Solar Generator im eingeklappten Transport-Ruhezustand in Vorderansicht.
Zu erkennen ist die Vorderplatte (2.2) mit den eingebauten Anschlussdosen (3.6) und den beiden Module (1.1, 1.2), die zwischen den beiden Seitenplatten (2.1) auf der Vorderplatte aufliegen. Zu erkennen sind auch die Scharnierleisten (4.1) und der Verbindungsstab (4.2), mit denen die Module (1.1, 1.2) zusammengefügt werden. Die beiden kurzen Arretierungsstäbe (4.3) werden in die Scharnierleisten (4.1.2 und 4.1.3 6) eingeschoben.
3 zeigt den Mobilen Solar Generator im eingeklappten Transport-, Ruhezustand in linker Seitenansicht.
Zu erkennen ist die Seitenplatte sowie das durchgängige Bohrloch (5.1), durch welches der Verbindungsstab. (4.2 5) in die Scharnierleiste des Moduls (1.1) eingeschoben wird und an der gegenüber liegenden Seitenplatte in einen weiteres Bohrloch, das nur zur Hälfte in die Seitenplatte eindringt, anstößt und dabei im durchgängigen Bohrloch (5.1) endet. In gestrichelter Linienführung ist der Sitz der Gewindehülse (5.3) innerhalb der Seitenplatte (2.1) zu erkennen. In ebenfalls gestrichelter Linienführung sind die an die Seitenplatte montierten Vorderplatte (2.2), Rückplatte (2.3), Bodenplatte (2.5), Deckplatte (2.4), die zwei Module (1.1, 1.2) und die Batterie (3.2) angedeutet.
4 zeigt den Mobilen Solar Generator im eingeklappten Transport-, Ruhezustand in rechter Seitenansicht.
Diese Ansicht spiegelt sich zur linken Seitenansicht. Der einzige Unterschied ist das nicht durchgängige Bohrloch (5.2) zur Aufnahme des Verbindungsstabs (4.2 5). 5 zeigt den Solar Generator im eingeklappten Transport-Ruhezustand in rückwärtiger Ansicht.
Zu erkennen ist der Luftraum (5.4) zwischen der Deckplatte (2.4) und des Moduls (1.2), sowie der durchgängige Verbindungsstab (4.2). Dieser wird durch eine ebenfalls durchgängige Scharnierleiste (4.1), welche am Modul (1.1) befestigt ist über die linke Seitenplatte (2.1) in die rechte Seitenplatte (2.1) eingeführt. Desweiteren sind die zwei kurzen Scharnierleisten, die am Modul (1.2) befestigt sind, zu erkennen. Mit Hilfe dieser kürzeren Scharnierleisten (4.1) wird der Stützstab (4.5) arretiert.
6 zeigt den Mobilen Solar Generator im ausgeklappten Zustand in Vorderansicht.
Zu erkennen ist die in senkrechter Lage ausgeklappte und am Gehäuse befestigte Moduleinheit (1.1 und 1.2). Deutlich zu erkennen ist die Verbindung der beiden Module (1.1, 1.2) mit den Scharnierleisten (4.1.4) und dem Verbindungsstabes (4.2.1). Die Arretierung der Module erfolgt durch die Scharnierleisten (4.1.3) des Moduls (1.1) sowie der Scharnierleisten (4.1.3) am Modul (1.2), durch welche der längere Arretierungsstab (4.4) geschoben wird.
Die Anordnung der Scharnierleisten (4.1) an den Modulrahmen ist so geregelt, dass die Scharnierleisten (4.1.2.) in der Mitte der breiten Seiten des Modulrahmens am Modul (1.1) und an den Seitenrändern der breiten Seiten des Moduls (1.2) angebracht sind. Das ermöglicht das Einklappen der Module, da die Scharnierleiste (4.1.2) zwischen den Scharnierleisten (4.1.3) geführt wird und mittels des kurzen Arretierungsstabs (4.3 2) arretiert wird.
Die beiden Scharnierleisten (4.1.1), welche zur Aufnahme des Stützstabes (4.5 8) mittels eines nun frei gewordenen kurzen Arretierungsstabs dienen, sind so angeordnet, dass sie beim Einklappen der Module an der Scharnierleiste (4.1.5) vorbeigeführt werden. Mit dieser Scharnierleiste (4.1.5) wird die Moduleinheit (1.1, 1.2) mittels des Verbindungsstabs (4.2.2) am Gehäuse befestigt. Erkennbar sind auch die beiden seitlich am Gehäuse angebrachten Transportgriffe (6.0) und die möglichen Anschlussbuchsen oder Steckdosen (3.6).
7 zeigt den mMobilen Solar Generator im ausgeklappten Zustand in Rückansicht.
Zu erkennen ist die Rückplatte (2.3), auf welcher die Deckplatte (2.4) aufliegt, sowie ein Stück der höheren Vorderplatte (2.2) und der Luftraum (5.) zwischen dieser Vorderplatte und der eingehängten und ausgeklappten Moduleinheit (1.1, 1.2). In gestrichelter Linienführung ist der Verbindungsstab (4.2.2), der in die Seitenplatten hineinragt, angedeutet.
8 zeigt den Mobilen Solar Generator im ausgeklappten Betriebszustand in linker Seitenansicht, aufgeständert auf 30°.
Zu erkennen ist die Moduleinheit (1.1, 1.2) eingehängt im Gehäuse und die Gewindehülse, in welche eine Gewindeschraube eingedreht wird, die die Moduleinheit, in der 30°-Position, zum Horizont, hält. Desweiteren ist die Führung des langen Arretierungsstabs (4.4) in den Scharnierleisten (4.1.2, 4.1.3.) zu erkennen. Der Stützstab (4.5) wird mit eines der beiden kurzen Arretierungsstäben (4.3) am Modul (1.1) angebracht. Dessen Länge ist so bemessen, dass er senkrecht aufgestellt, zusammen mit der sich in der Gewindehülse (5.3) befindenden Gewindeschraube ebenfalls eine 30°-Position der Moduleinheit ergibt. Zu erkennen ist der Transportgriff (6.0) und die Lage der Bohrung (5.1), in welche der Verbindungsstab (4.2.2) eingeschoben wird.
9 zeigt den Mobilen Solar Generator im ausgeklappten Betriebszustand in rechter Seitenansicht, aufgeständert auf 30°.
Zu erkennen ist, dass die 9 gespiegelt zur 8 ist.
Für die Herstellung des Mobilen Solar Generators, der aus dem Gehäuse und der Moduleinheit besteht, werden Holz und Aluminium verwendet. Die notwendigen Betriebseinheiten werden über den Markt beschafft. Das Recycling ist somit zu 90% gewährleistet. Der größte Vorteil dieses Mobilen Solar Generators liegt in seiner Kompaktheit und Mobilität. Zudem kann die Konfiguration der Anschlüsse (Steckdosen), im gegebenen Rahmen angepasst werden. Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. Geräte wie zum Beispiel (Kühlboxen, Ladeeinheiten der mobilen Kommunikation-Unterhaltungselektronik, Laptops und dergleichen), welche über eine Kfz-Steckdose (Zigarettenanzünder) betrieben werden, können problemlos vom Solargenerator versorgt werden, dass heißt auch autark in unwegsamen Gebieten. In diesen Gebieten. kann der Solargenerator auch die Stromversorgung für Beobachtung- und Überwachungsanlagen zur Verfügung stellen. Weitere Einsatzbereiche sind die Tropfenbewässerung von Nutzpflanzen auf freiem Feld, so wie der Betrieb von Beleuchtungs-, Kommunikationsanlagen und Grundwasserpumpen in der Dritten Welt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19740433 [0002]
US 2002180404 (A1) [0003]
JP 2001035503 (A) [0003]
GB 2329534 [0003]
ES 2119687 [0003]
DE 3405466 [0003, 0003]

Claims

Mobiler Solar Generator bestehend aus einer Gehäusekonstruktion für die Aufnahme von Photovoltaikmodulen und Geräten zur Erzeugung Speicherung und Bereitstellung elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Gehäusekonstruktion eine bewegliche Photovoltaik-Moduleinheit, bestehend aus mindestens zwei rückseitig zueinander einklappbaren Photovoltaikmodulen verbunden ist.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwei über ein Scharnier miteinander verbundene Photovoltaikmodule eine ein und ausklappbare Moduleinheit bilden, welche über ein zweites an einem der Module angebrachtem Scharnier in die Gehäusekonstruktion integriert ist.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an der Moduleinheit Scharnierleisten montiert sind die mittels Rundstäben dazu dienen die Moduleinheit in eingeklappten und aufgeständerten Zustand zu arretieren.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe zweier an der Moduleinheit befestigten Scharnierleisten, ein Stützstab an dem ebenfalls eine Scharnierleiste angebracht ist, zur Entlastung der Moduleinheit im aufgeständerten Zustand montiert werden kann.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in den Seitenplatten der Gehäusekonstruktion, in denen die Moduleinheit eingehängt ist, Gewindehülsen eingelassen sind in die während der Aufständerung Gewindeschrauben eingedreht werden, so dass die darauf zu liegen kommende Moduleinheit einen bestimmten Winkel zum Horizont einnimmt.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Moduleinheit nicht der Gehäusedeckel der Gehäusekonstruktion ist.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der aufgeständerten Moduleinheit und dem Gehäusedeckel ein Luftraum befindet der einem Windstau entgegen wirkt.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der eingeklappten Moduleinheit und den sich darunter befindenden Gehäusedeckel, der die im inneren des Gehäuses montierten Betriebseinheiten (Batterie, Laderegler Wechselrichter und die elektrischen Leitungen) schützt, ein ausreichender Luftraum für die im Gehäusedeckel eingebauten Bedienelemente (z. B. Sicherungshalter, Steuereinheit, Entlüftung) zur Verfügung gestellt wird
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Moduleinheit in eingeklappten Zustand nicht über die Gehäusekonstruktion herausragt.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander elektrisch verschalteten Photovoltaikmodule während der Aufständerung der Moduleinheit über eine Anschlussdose im Gehäusedeckel mit dem Laderegler im inneren des Gehäuses verbunden werden.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zum Zweck der Standortbestimmung des Solargenerators und zum Diebstahlsschutz eine „GPS” Sendeeinheit im inneren des Gehäuses eingebaut werden kann.
Mobiler Solar Generator nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an der Gehäusekonstruktion Transportgriffe angebracht sind, die es ermöglichen den Solargenerator über unwegsames, nicht befahrbares, Gelände zu transportieren.