DE102011054322A1 - Tragbare Photovoltaikanlage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine tragbare Photovoltaikanlage, insbesondere einen Solar-Mobilkoffer mit wenigstens zwei zusammenklappbar miteinander verbundene Solarmodulen mit einem umlaufenden Rand, wobei die Solarmodule im zusammengeklappten Zustand einen Aufnahmeraum bilden und eine optisch aktive Kollektorfläche der Solarmodule auf einer von dem Aufnahmeraum abgewandten Seite der Solarmodule vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine tragbare Photovoltaikanlage.
  • Solarmodule üblicher Bauart werden in der Regel fest auf einem Dach (Wohnhaus, Gartenlaube, Wohnmobil) installiert. Alle dazugehörigen Komponenten (z. b. Solarladekontroller) sind separat. Sie sind nur über Kabel, insbesondere sogenannte Solarkabel miteinander verbunden. Die Solarmodule können nicht oder nur unter erschwertem Aufwand wieder entfernt werden, um eventuell an einem anderen Ort wieder installiert zu werden.
  • Der Bedarf an mehr Solarenergie ist oft grösser, als die festinstallierten Solarmodule auf Grund ihrer Größe liefern können. Ebenso stellt sich die Frage, wie Diebstahl (besonders in Gartenanlagen oder Wohnmobilen) vorgebeugt werden kann.
  • Mobile Solarmodule sind v. a. in Form von kleinen Solarladegeräten bekannt, welche beispielsweise zum Aufladen der Akkus von Mobiltelefonen, MP3-Playern, Laptops, Kameras usw. benutzt werden. Diese Art der mobilen Solarmodule hat jedoch einen sehr kleinen Wirkungsgrad, bestehen in der Regel aus amorphen Siliziumzellen und sind für größere Endgeräte oder die Bereitstellung größerer Energiemengen nicht einsetzbar.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einer mobilen Anlage größere Energiemengen zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren soll verhindert werden, dass Solarmodule, insbesondere in Kleingartenanlagen gestohlen werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine mobile Photovoltaikanlage gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage, die insbesondere als Solar-Mobilkoffer ausgebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens zwei zusammenklappbar miteinander verbundene Solarmodule mit einem umlaufenden Rand vorgesehen sind. Die Solarmodule bilden im zusammengeklappten Zustand einen Aufnahmeraum. Eine Kollektorfläche der Solarmodule ist auf einer von dem Aufnahmeraum abgewandten Seite der Solarmodule vorgesehen. Es kann so durch Aufklappen der Solarmodule die für die Stromerzeugung zur Verfügung stehende optisch aktive Fläche auf einfache Art und Weise vergrößert und die Stromausbeute erhöht werden.
  • In allen Fällen, in denen eine mobile Stromerzeugung mittels Photovoltaik notwendig oder gewünscht ist, jedoch keine dauerhafte und für Diebe schwer zugängliche Fläche zum Aufbau einer festinstallierten Solaranlage zur Verfügung steht, beispielsweise bei Wohnmobilbesitzern welche wenig Platz auf dem Fahrzeugdach haben, kann mit dem Solar-Mobilkoffer die Stromernte ohne Probleme erhöht werden. Damit sind Verwender unabhängiger und haben eine erweiterte Bewegungsfreiheit. Der Solar-Mobilkoffer kann ganz einfach als ”Gepäckstück” beispielsweise im Wohnmobil verstaut werden. Er nimmt wenig Platz ein. und ist gegen unbeabsichtigtes Aufklappen beispielsweise mit einem Halteband gesichert.
  • Besitzer einer Gartenlaube haben sehr oft den Verlust ihres Solarmoduls zu beklagen, da in der Nacht, Solarmodule von Dieben abmontiert werden. Es ist nicht nur der Verlust der doch recht teuren Solarmodule, sondern auch der entstandene Schaden am Gartenhaus. Man ist beim abmontieren nicht zimperlich. Die erfindungsgemäße mobile Photovoltaikanlage kann am Tag in die Sonne ausgerichtet aufgestellt werden und das Kabel wird nur noch an die Batterie anschlossen. Am Abend wird der Solarkoffer wieder zusammengeklappt und in dem Gartenhaus abgestellt. Es ist auf diese Art und Weise keinem Dieb mehr möglich zu sehen, wer Solarmodule besitzt und wer nicht. Das Gartenhaus erleidet keine Schäden, der Solar-Mobilkoffer ist sicher verstaut und wird somit nicht entwendet.
  • Auch Campingfreunde können den Solar-Mobilkoffer uneingeschränkt einsetzen. Wer mit einem PKW zum Campen fährt, hat kein Solarmodul auf dem Dach, wie die meisten Wohnmobilbesitzer. Der Solar-Mobilkoffer ist auch im PKW eine einfache Lösung, kann ebenfalls wie ein Gepäckstück verstaut und bei Bedarf einfach aufgestellt werden.
  • Der Solar-Mobilkoffer ist selbstverständlich überall einsetzbar, im Garten, auf der Terrasse, dem Balkon oder wo immer Solarenergie vorübergehend genutzt werden soll.
  • Vorteilhafterweise sind die Solarmodule über wenigstens ein Scharnier, insbesondere ein Stangenscharnier, ein Topfscharnier oder ein Filmscharnier und/oder wenigstens ein Band verbunden. Die Anzahl und Art der verwendete Scharniere bzw. Verbindungsmittel richtet sich insbesondere nach Art und Gewicht der verwendeten Solarmodule.
  • Bevorzugt ist zum vereinfachten Transport der Anlage an dem umlaufenden Rand wenigstens eines der Solarmodule ein Halte- und/oder Tragegriff angeordnet.
  • Als günstig wird angesehen, wenn die tragbare Photovoltaikanlage der vorliegenden Erfindung eine Verschluss- und Sicherungsvorrichtung für die zusammengeklappten Solarmodule aufweist, um gegen unbeabsichtigtes Aufklappen gesichert zu sein. Die Verschluss- und Sicherungsvorrichtung ist dabei insbesondere als Rast-, Steck-, Klemm-, Schnapp- oder Schmetterlingsverschluss ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann ein Riegel oder ein Band, bevorzugt ein mit wenigstens einem Druckknopfsystem oder einem Klettverschluss versehenes Gurtband vorgesehen werden, dass um die zusammengeklappten Solarmodule gelegt und festgezogen wird. Die Verschluss- und Sicherungsvorrichtung bzw. deren Elemente stehen mit den Solarmodulen in Eingriff.
  • Als günstig wird angesehen, wenn die Solarmodule Junktionsboxen aufweisen und die Photovoltaikanlage mit einem mit den Junktionsboxen lösbar fest verbundenen Ladekontroller ausgerüstet ist. Junktionsboxen und Ladekontroller sind im Aufnahmeraum angeordnet. Der Ladekontroller ist dabei insbesondere lösbar oder fest im Aufnahmeraum angeordnet. Eine lösbare Anordnung bringt den Vorteil mit sich, dass der Ladekontroller auch als externes Element verwendbar ist. Dies bringt insbesondere unter besonders heißen Umgebungsbedingungen (beispielsweise bei Verwendung der Photovoltaikanlage in der Wüste) oder bei hoher Leistungs- und damit Wärmeabgabe leistungsstarker Module (beispielsweise 150 W Modulen) Vorteile, da durch Abnahme des Ladekontrollers dieser beispielsweise in kühlerer Umgebung aufgestellt und betrieben werden kann, um die Betriebstemperatur im zulässigen Bereich zu halten.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an dem Ladekontroller ein Kabel zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss von Speichermitteln, insbesondere Akkus an der Photovoltaikanlage vorgesehen ist. Der Ladekontroller ist günstiger Weise auf eine Gesamtleistung der Solarmodule abgestimmt Ladekontroller. Verwendet wird insbesondere ein 6 A Ladekontroller für eine Gesamtleistung der Solarmodule bis 40 W, ein 10 A Solarladekontroller für eine Gesamtleistung der Solarmodule bis 100 W und/oder ein 15 A Solarladekontroller für eine Gesamtleistung der Solarmodule bis 150 W usw.. Als Ladekontroller kommt wahlweise ein 12 V- oder 24 V-Gerät zum Einsatz.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine Aufstellvorrichtung vorgesehen, um eine Aufstellung der Photovoltaikanlage zu ermöglichen. Die Aufstellvorrichtung kann als zusätzliches Element vorgesehen werden, ist jedoch bevorzugt an einer Außenseite der Photovoltaikanlage, beispielsweise dem umlaufende Rand und/oder im Aufnahmeraum lösbar fest angeordnet und beim Transport der Anlage dort auch verstaut. Über die Aufstellvorrichtung ist zudem die Neigung der Photovoltaikanlage relativ zum Sonnenstand einstellbar.
  • Als vorteilhaft wird angesehen, wenn die Aufstellvorrichtung als gegenüber dem Solarmodul und/oder der Photovoltaikanlage verschwenkbares Aufstellbein ausgebildet ist, um die Neigungseinstellung zu vereinfachen. Das Aufstellbein ist dabei insbesondere teleskopierbar oder aufsteckbar ausgebildet. Um ein bei flachen Neigungswinkeln oder bei rutschigem Aufstellort ein Verrutschen zu verhindern ist ein aus einem rutschfesten Material gebildeter Stopfen an dem Aufstellbein angeordnet. Zusätzlich oder alternativ wird eine stabilere Aufstellung dadurch erreicht, dass ein zwischen dem Aufstellbein und dem Solarmodul verlaufendes Stützelement, insbesondere ein verschwenkbarer Verbindungs- oder Halteriegel oder ein Winkel vorgesehen ist. Dieser ist ebenfalls im Aufnahmeraum verstaubar und/oder als zusätzliches Element oder aber mit der Aufstellvorrichtung verbunden ausgebildet.
  • Bevorzugt sind die Solarmodule als amorphe, polykristalline oder monokristalline Solarmodule oder Kombinationen daraus ausgebildet. Günstiger Weise liegt Gesamtleistung der Solarmodule zwischen 10 W und 200 W und mehr. Insbesondere vorgesehen sind Photovoltaikanalgen mit 20 W (bevorzugt gebildet aus zwei 10 W Solarmodulen), mit 40 W (bevorzugt gebildet aus zwei 20 W Solarmodulen), 60 W (bevorzugt gebildet aus zwei 30 W Solarmodulen), 80 W (bevorzugt gebildet aus zwei 40 W Solarmodulen), 90 W Solarkoffer (bevorzugt gebildet aus zwei 45 W Solarmodulen), 100 W Solarkoffer (bevorzugt gebildet aus zwei 50 W Solarmodulen), 110 W Solarkoffer (bevorzugt gebildet aus zwei 65 W Solarmodulen), 150 W (bevorzugt gebildet aus zwei 75 W Solarmodulen) oder 200 W (bevorzugt gebildet aus zwei 100 W Solarmodulen). Die Leistung kann jeweils zu gleichen oder unterschiedlichen Teilen von den verbundenen Solarmodulen zur Verfügung gestellt werden.
  • Sämtliche Steuer- bzw. Regelelemente und ggfs. zusätzlich die Anschlüsse für Kabel oder dgl. der Photovoltaikanlage sind im Aufnahmeraum angeordnet. Transport der Photovoltaikanlage wird auch das Kabel im Aufnahmeraum aufbewahrt. Hierzu wird vorgeschlagen, im Aufnahmeraum eine Halte- oder Befestigungsvorrichtung und/oder Zugentlastung für das Kabel vorzusehen. Diese Halte- oder Befestigungsvorrichtung und/oder Zugentlastung ist dabei bevorzugt als Haken, Schlaufe, Öse, Ring, Trommel, Halteband ausgebildet. Des Weiteren kann auch eine beispielsweise im umlaufenden Rand der Solarmodule gehaltene Querstrebe vorgesehen werden, hinter die das Kable gesteckt werden kann.
  • Da der Solarkoffer nicht fest installiert ist, ist auch eine ggfs. erforderliche Reinigung sehr einfach und unproblematisch.
  • In den Figuren ist die Erfindung in mehreren Ausführungsformen exemplarisch dargestellt. Es zeigen:
  • 1 die Rückseite der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage in der Draufsicht,
  • 2 ein Solarmodul der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage im aufgestellten Zustand,
  • 3 die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage im zusammengeklappten Zustand in perspektivischer Darstellung,
  • 4 ein Detaildarstellung ein bevorzugten Ausführungsform der Aufstellvorrichtung, und
  • 5 ein Halteband zur Sicherung der Anlage im zusammengeklappten Zustand.
  • 1 zeigt die Rückseite des Photovoltaikanlage 10 im geöffneten Zustand von innen. Die Photovoltaikanlage 10, für die alternativ die Bezeichnung Solar-Mobilkoffer verwendet wird, besteht aus zwei Solarmodulen 20a, b, denen jeweils eine Junktionsbox 1a, b zugeordnet ist. Die Junktionsboxen 1a, b rechts und links werden durch das Solarkabel 30 jeweils mit dem Solarladekontroller 40 verbunden. Ein im Ausführungsbeispiel 6 m langes Kabel 31 führt dann zu einem Akku um diesen zu laden, sodass der erzeugte Strom dann einem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Beide Solarmodulen 20a, b sind über Scharniere 50 miteinander verbunden. Die beiden Aufstellbeine 60a, b (rechts und links) sind verschwenkbar und entsprechend einstellbar, je nach benötigtem Winkel zur Sonneneinstrahlung. Die Griffe 70a, b, sind, ebenso wie die Griffe 70a, b, am umlaufenden Rand 21 der beiden Solarmodule 20a, b des Solar-Mobilkoffers angeordnet und dienen dem einfachen Transport und der besseren Handhabung der Photovoltaikanlage 10. Die Aufstellbeine 60a, b sind mit einer speziell entwickelten Halterung 80 (vgl. 4) mit den Solarmodulen 20a, b beweglich verbunden.
  • 2 stellt eines der Solarmodule 20b in seitlich aufgestellter Position dar. Zu sehen sind hier ein Aufstellbein 60b und ein Griff 70b, sowie die Halterung 80 zur Verbindung des Aufstellbeines 60b mit dem Solarmodul 20b. Die Halterung 80 wird in 4 genauer dargestellt.
  • 3 zeigt die geschlossene Photovoltaikanlage 10 mit den Griffen 70a, b von vorn. Die optisch aktive Oberfläche 90 ist auf der Außenseite der Photovoltaikanlage 10 angeordnet. Zu sehen ist ebenfalls eine durch den umlaufenden Rand 21 der beiden Solarmodule 20a, b geführte Flachkopfschraube 61, über die im Ausführungsbeispiel Aufstellbeine 60a, b mit den Solarmodulen 20a, b verbunden sind.
  • 4 stellt die Halterung 80 für die Aufstellbeine dar. An dem als Solarmodulrahmen ausgebildeten umlaufenden Rand 21 ist eine Winkelschelle 81 mit zwei Schrauben 82, insbesondere Flachkopfschrauben befestigt. Das Aufstellbein 60a, b wird mit einer weiteren Schraube 82 an der Winkelschelle 81 so befestigt, dass das Aufstellbein 60a, b beweglich, insbesondere verschwenkbar bleibt. Es kann leicht und einfach bewegt werden und verliert seine Haltung nicht. Das Aufstellbein 60a, b weist am Fuß 62 zum Schutz vor Schmutz oder Nässe und als Rutschschutz eine Gummibeschichtung 63 auf.
  • 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Verschluss- und Sicherungsvorrichtung 23 für die Photovoltaikanlage 10 im zusammengeklappten Zustand. Diese weist ein Halteband 24 aus reißfestem Gurtband 1 auf und wird mit einer Öse 25 und einem Druckknopf 26 versehen. Damit wird die Photovoltaikanlage 10 vor unbeabsichtigtem Öffnen geschützt und die Unfallgefahr für den Benutzer minimiert. Das Halteband 24 kann beispielsweise an einem der Solarmodule 20a, b befestigt werden und wird zum Transport oder zur Aufbewahrung um die beiden Solarmodule 20a, b gelegt und nach Eingriff des Druckknopfes 26 mit der Öse 25 geschlossen.

Claims (10)

  1. Tragbare Photovoltaikanlage (10), insbesondere Solar-Mobilkoffer, gekennzeichnet durch wenigstens zwei zusammenklappbar miteinander verbundene Solarmodule (20a, b) mit einem umlaufenden Rand (21), wobei die Solarmodule (20a, b) im zusammengeklappten Zustand einen Aufnahmeraum bilden und eine optisch aktive Kollektorfläche der Solarmodule (20a, b) auf einer von dem Aufnahmeraum abgewandten Seite der Solarmodule (20a, b) vorgesehen ist.
  2. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule (20a, b) über wenigstens ein Scharnier (50), insbesondere ein Stangenscharnier, ein Topfscharnier oder ein Filmscharnier und/oder wenigstens ein Band verbunden sind.
  3. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem umlaufenden Rand (21) wenigstens eines der Solarmodule (20a, b) ein Halte- und/oder Tragegriff (70a, b) angeordnet ist.
  4. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschluss- und Sicherungsvorrichtung (23) für die zusammengeklappten Solarmodule, insbesondere ein Rast-, Steck-, Klemm-, Schnapp-, Schmetterlingsverschluss, ein Riegel oder ein Band, bevorzugt ein mit wenigstens einem Druckknopfsystem oder einem Klettverschluss versehenes Gurtband (24) vorgesehen ist.
  5. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule (20a, b) Junktionsboxen (1a, b) und die Photovoltaikanlage (10) einen mit den Junktionsboxen (1a, b) lösbar fest, insbesondere über ein Solarkabel (30) verbundenen Ladekontroller (40) aufweisen und die Junktionsboxen (1a, b) und der Ladekontroller (40) im Aufnahmeraum angeordnet sind, insbesondere wobei der Ladekontroller (40) lösbar oder fest im Aufnahmeraum angeordnet ist.
  6. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ladekontroller (40) ein Kabel (31) zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss von Speichermitteln, insbesondere Akkus an der Photovoltaikanlage (10) vorgesehen ist, insbesondere wobei ein auf eine Gesamtleistung der Solarmodule (20a, b) abgestimmter Ladekontroller (40), bevorzugt ein 6 A Ladekontroller (40) für eine Gesamtleistung der Solarmodule (20a, b) bis 40 W, ein 10 A Solarladekontroller (40) für eine Gesamtleistung der Solarmodule (20a, b) bis 100 W und/oder ein 15 A Solarladekontroller (40) für eine Gesamtleistung der Solarmodule (20a, b) bis 150 W usw. vorgesehen ist, wobei bevorzugt wahlweise ein 12 V oder 24 V Ladekontroller (40) verwendbar ist.
  7. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine Aufstellvorrichtung, wobei die Aufstellvorrichtung an einer Außenseite der Photovoltaikanlage (10), dem umlaufende Rand (21) und/oder im Aufnahmeraum lösbar fest angeordnet ist und eine Neigung der Photovoltaikanlage (10) relativ zum Sonnenstand über die Aufstellvorrichtung einstellbar ist.
  8. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstellvorrichtung als gegenüber dem Solarmodul (20a, b) und/oder der Photovoltaikanlage (10) verschwenkbares Aufstellbein (60a, b) ausgebildet ist, insbesondere wobei das Aufstellbein (60a, b) teleskopierbar ausgebildet ist und/oder ein aus einem rutschfesten Material gebildeter Stopfen an dem Aufstellbein (60a, b) angeordnet ist und/oder ein zwischen dem Aufstellbein (60a, b) und dem Solarmodul (20a, b) verlaufendes Stützelement, insbesondere ein verschwenkbarer Verbindungs- oder Halteriegel, eine Halterung (80) mit Winkelschelle (81) oder ein Haltewinkel vorgesehen ist.
  9. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule (20a, b) als amorphe, polykristalline oder monokristalline Solarmodule (20a, b) oder Kombinationen daraus ausgebildet sind, wobei insbesondere eine Gesamtleistung der Solarmodule (20a, b) von zwischen 10 W und 200 W und mehr, insbesondere 20 W (bevorzugt aus zwei 10 W Solarmodulen), 40 W (bevorzugt aus zwei 20 W Solarmodulen), 60 W (bevorzugt aus zwei 30 W Solarmodulen), 80 W (bevorzugt aus zwei 40 W Solarmodulen), 90 W Solarkoffer (bevorzugt aus zwei 45 W Solarmodulen), 100 W Solarkoffer (bevorzugt aus zwei 50 W Solarmodulen), 110 W Solarkoffer (bevorzugt aus zwei 65 W Solarmodulen), 150 W (bevorzugt aus zwei 75 W Solarmodulen) oder 200 W (bevorzugt aus zwei 100 W Solarmodulen) vorgesehen ist und die Leistung jeweils zu gleichen oder unterschiedlichen Teilen von den verbundenen Solarmodulen (20a, b) zur Verfügung gestellt wird.
  10. Tragbare Photovoltaikanlage (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmeraum eine Halte- oder Befestigungsvorrichtung und/oder Zugentlastung für das Kabel (30, 31) vorgesehen ist, insbesondere wobei die Halte- oder Befestigungsvorrichtung und/oder Zugentlastung als Haken, Schlaufe, Öse, Ring, Trommel, Halteband oder im umlaufenden Rand (21) oder einem Modulrahmen gehaltene Querstrebe ausgebildet ist.
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