DE102010029739B4 - Solar system with several power-generating foil elements - Google Patents
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Abstract
Eine Solaranlage (1) umfasst mehrere stromerzeugende Folienelemente (2) und ein Befestigungssystem (3) zur Befestigung der Folienelemente (2). Die Folienelemente (2) sind jeweils in ihrem Randbereich (3b) an mehreren Fixierstellen (5) gehalten, derart, dass die Folienelemente (2) freitragend am Befestigungssystem (3) gelagert sind.A solar system (1) comprises a plurality of power-generating film elements (2) and a fastening system (3) for fastening the film elements (2). The film elements (2) are each held in their edge region (3b) at a plurality of fixing points (5), such that the film elements (2) cantilevered on the fastening system (3) are mounted.
Description
Die Erfindung betrifft eine Solaranlage, umfassend mehrere stromerzeugende Folienelemente und ein Befestigungssystem zur Befestigung der Folienelemente.The invention relates to a solar system, comprising a plurality of power-generating foil elements and a fastening system for fastening the foil elements.
Eine derartige Solaranlage ist aus der
Die aus der
Die Solarzelle ist direkt mit dem Rucksackdeckel oder dem Textilteil verbunden. Somit muss das Folienelement an die Form des Rucksackdeckels oder die Form des Textilteils angepasst sein.The solar cell is connected directly to the backpack lid or the textile part. Thus, the film element must be adapted to the shape of the backpack cover or the shape of the textile part.
Weiterhin ist aus
Aus
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Solaranlage bereitzustellen, bei der die stromerzeugenden Folienelemente unabhängig von der Form eines Grundträgers ausgebildet sind.It is the object of the present invention to provide a solar system in which the power-generating film elements are formed independently of the shape of a base support.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Diese Aufgabe wird durch eine Solaranlage gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a solar system according to
Erfindungsgemäß sind die Folienelemente jeweils in ihrem Randbereich an mehreren Fixierstellen gehalten, derart, dass die Folienelemente freitragend am Befestigungssystem gelagert sind. Die Folienelemente sind ausschließlich mit dem Befestigungssystem verbunden. Die Folienelemente sind flexibel, insbesondere biegbar, ausgeführt. Somit ermöglicht die freitragende Lagerung der flexiblen Folienelemente eine von der Form eines Grundträgers unabhängige Anordnung der Folienelemente. Die Folienelemente müssen beispielsweise nicht mehr an raue Oberflächen des Grundträgers angepasst werden. Die Folienelemente können beispielsweise transluzent, d. h. teilweise lichtdurchlässig, oder transparent, d. h. vollständig lichtdurchlässig, ausgebildet sein.According to the invention, the film elements are each held in their edge region at a plurality of fixing points, such that the film elements are cantilevered mounted on the fastening system. The foil elements are exclusively connected to the fastening system. The film elements are flexible, in particular flexible, executed. Thus, the cantilevered mounting of the flexible film elements allows an independent of the shape of a base support arrangement of the film elements. For example, the foil elements no longer have to be adapted to rough surfaces of the base carrier. The film elements can be translucent, for example, d. H. partially translucent, or transparent, d. H. completely translucent, be formed.
Bei der erfindungsgemäßen Solaranlage sind die Folienelemente durch das Befestigungssystem unter Zugspannung gehalten. Hierdurch wird ihre Stabilität gegenüber äußeren Einflüssen erhöht. Beispielsweise sind unter Zugspannung stehende Folienelemente im Freien weniger anfällig gegen Wind oder Regen.In the solar system according to the invention, the film elements are held by the fastening system under tension. This increases their stability to external influences. For example, film elements under tension are less prone to wind or rain outdoors.
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Teil der Folienelemente in einem gekrümmten Zustand gehalten. Die Höhe der Stromerzeugung der Folienelemente ist u. a. abhängig von dem Einfallswinkel der Sonne. Da im Verlauf des Tages die Sonnenstrahlen in unterschiedlichen Winkeln auf die Folienelemente fallen, können unterschiedliche Anordnungen von Folienelementen zu einer über den Tag gesehen konstanten Stromerzeugung führen. Darüber hinaus bilden krümmbare Flächen gestalterischen Freiraum bei der Gestaltung von Solaranlagen.In one embodiment of the invention, at least a part of the film elements is held in a curved state. The amount of power generation of the film elements is u. a. depending on the angle of incidence of the sun. Since the sunrays at different angles fall on the film elements during the course of the day, different arrangements of film elements can lead to a constant power generation seen over the day. In addition, curvable surfaces form creative freedom in the design of solar systems.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Befestigungssystem eine Seilkonstruktion umfasst. Eine Seilkonstruktion kann unterschiedlichste geometrische Formen annehmen, wodurch Solaranlagen in unterschiedlichsten geometrischen Anordnungen realisierbar sind.Particularly preferred is an embodiment in which the fastening system comprises a cable construction. A rope construction can assume a wide variety of geometric shapes, which solar systems can be realized in a variety of geometric arrangements.
Eine Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seilkonstruktion Trägerseile und Verbindungselemente umfasst, und dass die Verbindungselemente die Trägerseile mit den Folienelementen verbinden, wobei die Verbindungselemente an den Fixierstellen der Folienelemente angreifen. Die Seilkonstruktion besteht aus sich kreuzenden Trägerseilen, die beispielsweise aus Fasern oder aus Metall gefertigt sind. Somit bildet die Seilkonstruktion Rahmen aus, die die Folienelemente umranden. Mittels der Verbindungselemente werden Verbindungen zwischen den Folienelementen und der Seilkonstruktion an vorher definierten Fixierstellen hergestellt.A further development of the embodiment just described is characterized in that the cable construction comprises carrier cables and connecting elements, and that the connecting elements connect the carrier cables to the film elements, wherein the connecting elements act on the fixing points of the film elements. The rope construction consists of crossing carrier cables, which are made of fibers or metal, for example. Thus, the cable construction forms frames that surround the foil elements. By means of the connecting elements connections between the film elements and the cable construction are made at previously defined fixing points.
Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Weiterbildung sind die Verbindungselemente elastisch, insbesondere gummielastisch oder zähelastisch oder federelastisch, ausgebildet. Elastische Verbindungselemente können Zugspannungen auf die Folienelemente übertragen und an den Folienelementen angreifende Kräfte ausgleichen. Darüber hinaus verformen sich die Verbindungselemente ab einer gewissen Belastung elastisch und verhindern somit Beschädigungen der Folienelemente. In a further development of the development just described, the connecting elements are elastic, in particular rubber-elastic or viscoelastic or resilient. Elastic connecting elements can transmit tensile stresses to the foil elements and compensate for forces acting on the foil elements. In addition, the fasteners deform elastically from a certain load and thus prevent damage to the film elements.
Eine Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass Stromleitungen in die Seilkonstruktion integriert sind, wobei insbesondere Leiterlitzen zumindest teilweise im Inneren von Trägerseilen verlaufen. Somit müssen die Stromkabel nicht von der Seilkonstruktion gesondert verlegt werden. Dies vermindert den Verkabelungsaufwand und ist platzsparend.A development of the embodiment described above is characterized in that power lines are integrated into the cable construction, in particular conductor strands extend at least partially in the interior of carrier cables. Thus, the power cables do not have to be laid separately from the rope construction. This reduces the wiring effort and saves space.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Befestigungssystem Abstandshalter zur ortsfesten Befestigung an einem Grundträger umfassen. Somit sind die Folienelemente von dem Grundträger beabstandet. Raue bzw. beliebige Oberflächen können so beispielsweise ohne vorheriges Anpassen der Folienelemente überspannt werden.An embodiment is preferred in which the fastening system comprises spacers for stationary attachment to a base support. Thus, the film elements are spaced from the base support. Rough or arbitrary surfaces can thus be covered, for example, without prior adaptation of the film elements.
Bei einer Weiterbildung der eben beschriebenen Ausführungsform weisen die Abstandshalter zumindest teilweise unterschiedliche Abstandslängen auf. Die Anordnung der Folienelemente kann so unabhängig von der Oberflächenform des Grundträgers gewählt werden. Ist die Oberflächenform des Grundträgers eben, können die Folienelemente beispielsweise gekrümmte Flächen beschreiben. Plane Folienanordnungen bei gekrümmter Oberfläche des Grundträgers sind ebenfalls möglich.In a development of the embodiment just described, the spacers have at least partially different spacing lengths. The arrangement of the film elements can thus be chosen independently of the surface shape of the base carrier. If the surface shape of the base support is flat, the film elements can describe, for example, curved surfaces. Plane film arrangements with a curved surface of the base support are also possible.
In einer Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Folienelemente unmittelbar an den Abstandshaltern befestigt, insbesondere sind die Folienelemente geklemmt gehalten. Diese Art der Befestigung ist kostensparend. Darüber hinaus werden ein schnelles und konstruktiv einfaches Befestigen und eine schnelle Demontage der Folienelemente ermöglicht.In a further development of the embodiment described above, the film elements are attached directly to the spacers, in particular the film elements are kept clamped. This type of attachment is cost effective. In addition, a fast and structurally simple fastening and rapid disassembly of the film elements are made possible.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Folienelemente elektrisch in Serie oder parallel geschaltet. Somit kann wahlweise eine Addition der an den stromerzeugenden Folienelementen abfallenden Spannungen oder eine Addition der Ströme erfolgen.In a further embodiment, a plurality of foil elements are electrically connected in series or in parallel. Thus, either an addition of the voltage dropping across the power generating foil elements or an addition of the currents can take place.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierstellen als Ösen, Taschen, Klettverschlüsse, Druckknöpfe, Bajonettverschlüsse usw. ausgebildet sind. Die Fixierstellen können individuell auf die Anforderungen des Befestigungssystems abgestimmt werden. Bei einer Seilkonstruktion kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die Verbindungselemente als gummielastische Seile auszuführen, die durch Ösen, die an den Fixierstellen der Folienelemente vorgesehen sind, geführt werden. Werden die Folienelemente direkt an den Abstandshaltern befestigt, können beispielsweise Druckknöpfe bzw. Verrastverbindungen eine vorteilhafte Befestigungsart darstellen.A preferred embodiment is characterized in that the fixing points are designed as eyelets, pockets, hook-and-loop fasteners, press studs, bayonet fasteners, etc. The fixing points can be individually tailored to the requirements of the fastening system. In the case of a cable construction, it can be advantageous, for example, to design the connecting elements as rubber-elastic cables which are guided through eyelets which are provided at the fixing points of the film elements. If the foil elements are fastened directly to the spacers, for example pushbuttons or latching connections can represent an advantageous method of attachment.
Die Erfindung ist auch verwirklicht in einer Verwendung einer Solaranlage wie oben beschrieben, wobei das Befestigungssystem an einer Bauwerksstruktur, insbesondere Gebäudefassade, angeordnet ist, derart, dass die Folienelemente von der Bauwerksstruktur beabstandet sind. Gebäudefassaden bieten große Flächen, die als Grundträger für großflächige leistungsstarke Solaranlagen benutzt werden können. Indem die Folienelemente von dem Grundträger beabstandet angeordnet sind, können die Folienelemente in beliebigen von der Oberfläche des Grundträgers unabhängigen geometrischen Formen angeordnet sein.The invention is also realized in a use of a solar system as described above, wherein the fastening system is arranged on a building structure, in particular building facade, such that the film elements are spaced from the building structure. Building facades offer large areas that can be used as a basic support for large-scale high-performance solar systems. By having the film elements spaced from the base support, the film elements can be arranged in any geometric shapes independent of the surface of the base support.
Ebenfalls vorteilhaft ist eine Verwendung der oben beschriebenen Solaranlage, wobei das Befestigungssystem selbsttragend ausgebildet ist. Somit ist das Befestigungssystem an einzelnen definierten Stellen mit dem Grundträger verbunden, wodurch eine einfache Demontage der Folienelemente möglich ist. Unter „selbsttragend” ist ein in sich formstabiles Befestigungssystem zu verstehen.Also advantageous is a use of the solar system described above, wherein the fastening system is self-supporting. Thus, the fastening system is connected at individual defined locations with the base support, whereby a simple disassembly of the film elements is possible. "Self-supporting" is to be understood as a dimensionally stable fastening system.
Es versteht sich, dass die stromerzeugenden Folien direkt über Spannbolzen mit Halterungen (direkt) und/oder mit Spannseilen verbunden werden können. Die Spannbolzen werden dabei einerseits in Durchsteckbolzen gehalten, die an den Fixierstellen der Folienelemente verankert sind. Die Spannbolzen sind dabei einenends an der Halterung befestigt und anderenends weisen sie in einem Endbereich ein Gewinde auf, das eine verstellbare Verschraubung des Spannbolzens mit dem Durchsteckbolzen zulässt. Über ein derartiges Gabel/Öse-Prinzip lassen sich die Folien wie gewünscht spannen. An planen Flächen lassen sich auch über dieses Verspannungsprinzip Folien plan verspannen. Die Folien verlaufen dann parallel und beabstandet, z. B. zu einer Gehäusewand, an der sie über Halterungen und/oder Spannseilen befestigt sind.It is understood that the power generating films can be connected directly via clamping bolts with brackets (direct) and / or with tension cables. The clamping bolts are held on the one hand in through bolts, which are anchored to the fixing points of the film elements. The clamping bolts are fastened at one end to the holder and at the other end they have a thread in one end region, which allows an adjustable screw connection of the clamping bolt with the through bolt. About such a fork / eye principle, the films can be stretched as desired. On flat surfaces, foils can also be clamped flat using this stress principle. The foils then run parallel and spaced, z. B. to a housing wall to which they are attached via brackets and / or tension cables.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und verwendeten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings. Likewise, the above-mentioned and still further features according to the invention can be used individually for themselves or for several in any combination. The embodiments shown and used are not meant to be exhaustive, but rather to be exhaustive rather have exemplary character for the description of the invention.
Zeichnungen und detaillierte Beschreibung der ErfindungDrawings and detailed description of the invention
Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:The invention is illustrated in the drawings and will be explained in more detail with reference to embodiments. It shows:
Identische Bauteile erhalten in den Figuren gleiche Bezugszeichen.Identical components are given the same reference numerals in the figures.
In
Derartige Solaranlagen
Die stromerzeugenden Folienelemente
Das Befestigungssystem
Die Abstandshalter
Durch das Befestigungssystem
Gemäß
Die Verbindungselemente
Die beiden Seile
In der zweiten Ausführungsform besteht das Verbindungselement
In der dritten Ausführungsform ist das Verbindungselement
Gemäß
Die Fixierstellen
Im Folgenden soll der Gebrauch des Abstandshalters
Ein Befestigungselement
A
Eine Solaranlage
Die Folienelemente
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