DE102011086536A1 - Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung für ein Fahrzeug offenbart. Die Vorrichtung umfasst ein Fahrzeug-Karosserie-Paneel mit einer Oberseite, auf welcher eine Solarzelle montiert ist, eine oder mehrere höhenverstellbare Stellvorrichtungen, die auf einer Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels angebracht sind und sich nach oben und unten bewegen, und eine integrierte Steuerung, die einen Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen durch integrales Verwenden von Signalen steuert, die von verschiedenen in dem Fahrzeug montierten Sensoren ausgegeben werden, welche durch die integrierte Steuerung verwendet werden, um die effizienteste Positionierung für die Solarzelle zu bestimmen.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung für ein Fahrzeug. Sie betrifft insbesondere eine Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung für ein Fahrzeug, die eine Sammlung von Sonnenstrahlen durch Einstellen der Neigung eines Fahrzeug-Karosserieteils, auf welchem eine Solarzelle montiert ist, gemäß einem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen und einem Standort und einer Position des Fahrzeugs optimieren kann.
  • (b) Stand der Technik
  • Mit einem wachsenden globalen Interesses auf dem Gebiet der umweltfreundlichen Energie wurde viel Forschung für eine Anwendung einer photoelektrischen Umwandlungsvorrichtung wie zum Beispiel eine Solarzelle bei Fahrzeugen durchgeführt. Insbesondere die Erwartung für eine Entwicklung einer Solarzelle für ein Fahrzeug hat ein erhebliches Interesse geweckt. Es wurde zum Beispiel ein Schiebedach, auf welchem ein Silizium-Solarzellen-Paneel installiert ist, auf dem Dach einer Fahrzeugkarosserie eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (hybrid electric vehicle – HEV) bereitgestellt.
  • Wenn die Solarzelle auf einem Fahrzeug montiert ist, ändert sich jedoch die Sonnenstrahl-Sammelquote basierend auf dem augenblicklichen Standort und der Position des Fahrzeugs in hohem Maße. Demzufolge, da die Sonnenstrahl-Sammelquote nicht immer optimiert werden kann, weist die Solarzelle für das Fahrzeug insofern Nachteile auf, dass sie eine niedrigere Stromerzeugungseffizienz aufweist als es tatsächlich möglich wäre.
  • Darüber hinaus, da die auf dem Fahrzeug installierte Solarzelle einen begrenzten installierbaren Raum verglichen mit der Solarzelle, die im Allgemeinen auf einer Außenwand oder Dach eins Gebäudes installiert ist, aufweist, ist es von Bedeutung, um in einem begrenzten Bereich, welcher so wenig Raum wie möglich aufnimmt, eine maximale Stromerzeugungseffizienz zu erzielen.
  • Die obige in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung bereit, die eingerichtet ist, um eine Sonnenstrahlsammlung durch Anbringen einer Stellvorrichtung auf dem Fahrzeug-Paneel, welche ein Fahrzeug-Paneel, auf welchem eine Solarzelle montiert ist, aus- und einfahren kann, und Einstellen der Neigung des Fahrzeug-Karosserie-Paneels, auf welchem die Solarzelle montiert ist, durch Steuerung des Betriebs der Stellvorrichtung basierend auf dem Standort und der Position des Fahrzeugs und dem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen zu optimieren.
  • In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung eine Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung für ein Fahrzeug bereit, umfassend ein Fahrzeug-Karosserie-Paneel mit einer Oberseite, auf welcher eine Solarzelle montiert ist, eine oder mehrere höhenverstellbare Stellvorrichtungen, die auf einer Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels angebracht sind und sich nach oben und unten bewegen, und eine integrierte Steuerung, die den Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen durch integrales Verwenden von Signalen regelt, die durch die verschiedenen in dem Fahrzeug montierten Sensoren ausgegeben werden.
  • In manchen Ausführungsbeispielen können die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen an entsprechenden Ecken der Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels montiert sein und sich ausdehnen und zusammenziehen, um die Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels ein- und auszufahren.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen zusätzlich an entsprechenden Mitte-Rand-Abschnitten der Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels montiert sein und sich ausdehnen und zusammenziehen, um ihre entsprechenden Ränder des Fahrzeug-Karosserie-Paneels ein- und auszufahren.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Sensoren aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Außentemperatur-Sensor, einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS), einem Magnetfeld-Sensor, und einer Kombination davon besteht, und die integrierte Steuerung steuert den Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen durch Signale, die von zumindest einem der Sensoren ausgegeben werden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, da die auf dem Fahrzeug-Karosserie-Paneel montierte Solarzelle die Sonnenstrahlen gemäß den Informationssignalen verfolgt, die von den in den Fahrzeug montierten Sensoren ausgegeben werden, kann das Solar-Paneel die Sonnenstrahlen optimal sammeln, um die Sonnenstrahl-Sammelquote zu maximieren und auf diese Weise kann die Stromerzeugungseffizienz ohne Rücksicht auf den Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen und die Position und den Standort des Fahrzeugs maximiert werden.
  • Weitere Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend erläutert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich unter Bezugnahme auf deren bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche nachfolgend lediglich der Veranschaulichung dienen und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind, und wobei:
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Solarzellen-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Solarzellen-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 bis 6 zeigen Ansichten, die eine Vielfalt von Betriebszuständen der Solarzellen-Vorrichtung von 1 darstellen.
  • Die in den Zeichnungen dargelegten Bezugszeichen umfassen einen Bezug auf die folgenden Bauelemente, wie sie nachstehend erläutert werden:
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Fahrzeugoberfläche
    11
    Fahrzeug-Karosserie-Paneel, auf welchem eine Solarzelle montiert ist
    12
    Paneel-Träger
    13
    Stütze
    14
    Zahnstange
    15
    Elektromotor
    16
    integrierte Steuerung
    17
    Sensoren, die in dem Fahrzeug montiert sind
    18
    höhenverstellbare Stellvorrichtung
    18a
    Eck-Stellvorrichtungen
    18b
    Mitte-Rand-Stellvorrichtungen
  • Es ist zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen veranschaulichenden Merkmalen der Grundsätze der Erfindung darstellen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorten und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und der Arbeitsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung überall in den einzelnen Figuren der Zeichnungen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es wird nun ausführlich auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und unterhalb beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es zu beachten, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung auf jene beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung dazu vorgesehen, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenso verschiedenste Alternativen, Abänderungen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, welche innerhalb des Geistes und des Umfangs der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist, umfasst sein können.
  • Es ist zu beachten, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarzellen-Vorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Position eines Fahrzeug-Karosserie-Paneels, auf welchem eine Solarzelle angebracht ist, gemäß einem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen variabel verändern kann. Das Fahrzeug-Karosserie-Paneel ist ausgelegt, um in einer Vielfalt von Richtungen gemäß dem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen und einem Standort und einer Position des Fahrzeugs durch eine integrierte Steuerung, die die Steuerung durch integrales Verwenden von Signalen durchführt, die von einer Vielfalt von in dem Fahrzeug montierten Sensoren ausgegeben werden, geneigt zu werden. Demzufolge ist die Erfindung ausgelegt, um eine Sammlung der Sonnenstrahlen durch Steuern der Neigung der auf dem Fahrzeug-Karosserie-Paneel angebrachten Solarzelle gemäß dem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen und der Position und dem Standort des Fahrzeugs zu optimieren.
  • Wie in 1 und 2 gezeigt, kann eine Solarzellen-Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11, auf welchem eine Solarzelle moniert ist, und eine Mehrzahl von höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 umfassen, die auf einer Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 montiert und eingerichtet sind, um nach oben und unten gemäß einer durch eine integrierte Steuerung 16 durchgeführten Steuerung ein- und auszufahren. Die Steuerung der Stellvorrichtungen wird durch die integrierte Steuerung 16 durch integrales Verwenden von Signalen, die von einer Vielfalt von in dem Fahrzeug montierten Sensoren 17 ausgegeben werden, durchgeführt. Dieses Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 kann auf einer nach außen gerichteten Oberfläche eines Fahrzeugs, zum Beispiel dem Fahrzeugdach, montiert werden.
  • Eine Winkeleinstellung des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11, auf welchem die Solarzelle angebracht ist, kann durch den Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 in wirksamer Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel, wie in 1 gezeigt, können die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 in Eck-Stellvorrichtungen 18a und Mitte-Rand-Stellvorrichtungen 18b klassifiziert werden. Die Eck-Stellvorrichtungen 18a können an Ecken der Unterseite oder Bodenfläche des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 entsprechend angeordnet werden. Die Eck-Stellvorrichtungen 18a arbeiten derart, um nach oben und unten ein- und auszufahren, wodurch die entsprechenden Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 ein- oder ausgefahren werden, je nachdem, wie bestimmte Stellvorrichtungen angewiesen sind, sich zu bewegen. Zum Beispiel kann eine Stellvorrichtung 18c gesteuert werden, um sich eine erste bestimmte Wegstrecke zu bewegen, während andere Stellvorrichtungen gesteuert werden, um sich eine zweite bestimmte Wegstrecke zu bewegen.
  • Alternativ, um eine stabilere Abstützung für das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 bereitzustellen, können die mittleren Stellvorrichtungen 18b stattdessen an mittleren Abschnitten der Ränder (ebenfalls bezeichnet als ”Mitte-Rand-Abschnitt”) des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 zwischen den gegenüberliegenden Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angeordnet werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wie in 2 gezeigt, können höhenverstellbare Stellvorrichtungen 18c an mittleren Abschnitten der Ränder der Bodenfläche/Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 montiert werden, um in der vertikalen Richtung ein- oder auszufahren, wodurch der zumindest eine Rand des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 und zumindest ein Teil von zwei anderen Rändern des Fahrzeug-Paneels ein- oder ausfahren. Zum Beispiel kann das Paneel in einem Winkel in irgendeiner Richtung, welche durch Ein- und Ausfahren der Stellvorrichtungen in bestimmten Kombinationen in geeigneter Weise gebildet werden kann, geneigt werden.
  • Wie in 1 gezeigt, wenn die Eck-Stellvorrichtungen 18a an den Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angeordnet sind, wird zumindest eine ausgewählte Ecke des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 durch die Steuerung der integrierten Steuerung 16 ein- oder ausgefahren. Wenn alle Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 mit Ausnahme von einer Ecke ausgefahren werden, wird einer der Teile links vorne, links hinten, rechts vorne und rechts hinten des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angehoben.
  • Unter Bezugnahme auf 6, wenn alle Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 mit Ausnahme von der Ecke links vorne ausgefahren werden, wird das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 an dem rechten hinteren Teil angehoben. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die ausgedehnte Länge der rechten hinteren Stellvorrichtung 18a an ihrem höchsten Punkt und die linken hinteren und rechten vorderen Stellvorrichtungen 18a und die mittleren (Mitte-Rand) Stellvorrichtungen 18b werden auf Längen eingefahren/ausgefahren, die gemäß der erforderlichen Neigung des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 geeignet sind. Das heißt, da eine der Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angehoben wird, dehnen sich die Stellvorrichtungen 18 in Erwiderung auf die Neigung des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 aus und stützen demzufolge das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11.
  • Darüber hinaus, da sich die Stellvorrichtungen ausdehnen, die in einer geraden Linie angeordnet sind, kann der hintere oder rechte Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 wie in 4 und 5 gezeigt angehoben werden. Das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 kann in einer entgegengesetzten Richtung zu der obigen angehoben werden. Das heißt, eine der vorderen, hinteren, linken und rechten Seiten des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 kann gemäß einem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen (oder dem Standort der Sonne) ausgefahren oder zu ihrer ursprünglichen Position zurückgeführt werden.
  • Der oberhalb beschriebene Betrieb der Stellvorrichtungen 18 wird durch die integrierte Steuerung 16 gesteuert. Das heißt, die Ausdehnung und Zusammenziehung oder das Einfahren und Ausfahren der Längen der Stellvorrichtungen 18, die auf der Unterseite/Bodenfläche des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angeordnet sind, werden durch die integrierte Steuerung 16 bestimmt, die den Betrieb der entsprechenden Stellvorrichtungen 18 durch die Verwendung von Information, die von der Vielfalt von unterschiedlichen in dem Fahrzeug montierten Sensoren 17 eingegeben werden, integral steuert. Durch die bestimmten sich ausdehnenden und zusammenziehenden Längen kann die Neigung des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 gesteuert werden.
  • Wie oberhalb beschrieben, kann das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11, auf welchem die Solarzelle montiert ist, an den vorderen, hinteren, linken, rechten und diagonalen Teilen davon durch die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 frei angehoben werden. Demzufolge kann die Position (oder Neigung) des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 in Erwiderung auf die Lage der Sonne eingestellt werden, wodurch der Sonnenstrahlen-Sammelwirkungsgrad gemäß dem Standort und der Position des Fahrzeugs und dem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen maximiert wird.
  • Bezug nehmend auf 1 und 2 werden Paneel-Träger 12 an den entsprechenden Eckabschnitten und Mitte-Rand-Abschnitten der Unterseite/Bodenfläche des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 montiert und die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 werden zwischen die entsprechenden Paneel-Träger 12 und einer Fahrzeugoberfläche 10 montiert. Es können jegliche Vorrichtungen als die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 verwendet werden, die sich in vertikaler Richtung ausdehnen und zusammenziehen oder einfahren und ausfahren, um die entsprechenden Stützen 13 nach oben und unten zu bewegen und somit das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 aus- und einfahren. Darüber hinaus können Komponenten für den Aufbau einer herkömmlichen Stellvorrichtung verwendet werden.
  • Zum Beispiel kann unter Bezugnahme auf 1 und 2 die höhenverstellbare Stellvorrichtung 18 umfassen einen auf der Fahrzeugoberfläche oder einem Träger 10 montierten Elektromotor 15, ein mit einer Antriebswelle des Elektromotors 15 verbundenes Antriebsritzel (nicht gezeigt), eine Zahnstange 14 mit einem mit dem Antriebsritzel in Eingriff stehenden ersten Endbereich und mit einem zweiten Endbereich, der mit der Stütze gekoppelt ist und eingerichtet ist, um sich nach oben und unten entlang einer Führung der Stütze 13 und der Stütze zu bewegen, in welcher der zweite Endbereich der Zahnstange eingefügt ist und welcher mit einer Unterseite des Paneel-Trägers 12 gekoppelt ist. Hierbei ist die Führung auf einer Innenwand der Stütze 13 gebildet, um derart zu funktionieren, dass sie die Auf-und-Abbewegung der Zahnstange 14 führt. Darüber hinaus kann die höhenverstellbare Stellvorrichtung 18 irgendeinen von einem hydraulischen Zylinder, einem pneumatischen Zylinder, einen elektrischen Zylinder, einem mechanischen Zylinder und einer Kombination davon verwenden. Ferner können verschiedene Getriebe wie zum Beispiel Schneckengetriebe, Kegelradgetriebe und dergleichen als Getriebekomponenten verwendet werden.
  • Zusätzlich können ein Außentemperatur-Sensor, ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS), ein Magnetfeld-Sensor, ein Neigungs-Sensor und dergleichen als die Sensoren 17 verwendet werden, die eine Information für die integrierte Steuerung bereitstellen, um den Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 zu steuern. Weitere Sensoren, die in dem Fahrzeug montiert werden können, können ebenfalls verwendet werden. Die integrierte Steuerung 16 steuert den Betrieb der Stellvorrichtungen 18 basierend auf Signalen, die von zumindest einem der Sensoren empfangen werden.
  • Der Außen-Temperatur-Sensor dient der Erfassung einer Außentemperatur des Fahrzeugs. Durch den Außen-Temperatursensor kann die Intensität der augenblicklichen Sonnenstrahlen festgestellt werden. Das GPS dient der Bestimmung eines augenblicklichen Standorts des Fahrzeugs. Durch das GPS kann eine absolute Zeit des Fahrzeugs erhalten werden, wobei eine Information für den augenblicklichen Standort des Fahrzeugs und der Solar-Lage bestimmt werden kann.
  • Der Magnetfeld-Sensor dient der Erfassung einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs durch Erfassen einer Richtung eines in der Erde fließenden schwachen Magnetfeldes. Durch den Magnetfeld-Sensor kann die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs bestimmt werden. Der Neigungssensor dient der Erfassung einer augenblicklichen Position des Fahrzeugs basierend darauf, ob sich das Fahrzeug nach vorne, nach hinten, nach links oder nach rechts neigt. Durch den Neigungssensor kann ein augenblicklicher Neigungsgrad des Fahrzeugs bestimmt werden.
  • Die integrierte Steuerung 16 kann eingerichtet sein, um die Neigung der auf dem Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 montierten Solarzelle gemäß dem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen und der Position und dem Standort des Fahrzeugs durch integrales Verwenden der von den Sensoren 17 erhaltenen Information zu optimieren. Unter den oberhalb beschriebenen Sensoren 17 kann zumindest einer oder mehrere Sensoren verwendet werden. Jedoch, um die Sonnenstrahlen wirksam zu verfolgen, kann die Steuerung durch die integrierte Steuerung 16 durch Bereitstellen verschiedener Sensorsignale an die integrierte Steuerung 16 durchgeführt werden. Das heißt, durch verschiedene Sensoren anstatt durch Verwenden eines Sensors, kann die Information über die Außentemperatur, die Information über die Position (oder Neigung) und den Standort des Fahrzeugs, die Information über die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und die Information über die Solar-Lage integriert werden und auf diese Weise kann die auf dem Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 montierte Solarzelle gemäß der Lage der Sonne in optimaler Weise bewegt werden.
  • Wie oberhalb beschrieben, kann der optimale Standort und Position des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 mit Bezug auf den Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlen durch Integrieren der Information über die augenblickliche Intensität der Sonnenstrahlen, der Information über die Solar-Lage und die Information über den Standort und die Neigung des Fahrzeugs bestimmt werden, welche von den Informationssignalen erhalten werden können, die von den Sensoren 17 wie zum Beispiel dem Außen-Temperatursensor, GPS, Magnetfeld-Sensor und Neigungs-Sensor und dergleichen ausgegeben werden. Das heißt, basierend auf den Informationen steuert die integrierte Steuerung 16 den Betrieb der entsprechenden Stellvorrichtungen 18, so dass das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 die optimale Lage und Position aufweist.
  • Darüber hinaus kann die Steuerung der Neigungsposition des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 durch die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 unterschiedlich durchgeführt werden. Dies wird nachfolgend beschrieben.
  • 3 bis 6 zeigen Ansichten, die beispielhaft den Betriebszustand des Ausführungsbeispiels von 1 darstellen. 3 stellt einen Zustand dar, wo das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 eng anliegend mit der Fahrzeugoberfläche 10 zusammengezogen ist, bevor alle Stellvorrichtungen 18 betrieben werden. In diesem Zustand sind alle Stellvorrichtungen 18 zusammengezogen. Demzufolge befindet sich eine Öffnung der Fahrzeugoberfläche 10 in einem geschlossenen Zustand.
  • 4 stellt einen Zustand dar, wo das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 wie ein gewöhnliches Schiebedach geneigt ist. Demzufolge wird das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 nach vorne geneigt (d. h., der vordere Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 steht in engem Kontakt mit der Fahrzeugoberfläche 10) und somit wird der hintere Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angehoben. Im Gegensatz dazu kann es ebenfalls möglich sein, dass das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 nach hinten geneigt wird (d. h., der hintere Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 steht in engem Kontakt mit der Fahrzeugoberfläche 10) und somit wird der vordere Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angehoben.
  • 5 ist der 4 ähnlich. 5 stellt jedoch einen Zustand dar, wo das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 nach links geneigt wird. Das heißt, der linke Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 steht in engem Kontakt mit der Fahrzeugoberfläche 10 und der rechte Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 wird angehoben.
  • Wie oberhalb beschieben stellt 6 einen Zustand dar, wo alle Teile des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 mit Ausnahme von dem linken vorderen Teil angehoben werden. Das heißt, der linke vordere Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 steht in engem Kontakt mit der Fahrzeugoberfläche 10 und der Rest des Paneels wird durch die Stellvorrichtungen 18 angehoben. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, dass das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 nach links hinten, rechts hinten oder rechts vorne geneigt wird und somit werden der Rest der Stellvorrichtungen und Paneel-Teile mit Ausnahme von den linken hinteren, rechten vorderen und rechten hinteren Teilen angehoben.
  • Wie oberhalb beschrieben, da das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 gemäß der Lage der Sonne frei veränderlich geneigt werden kann, kann die Stromerzeugungseffizienz der auf dem Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 montierten Solarzelle mit der begrenzten Fläche maximiert werden. Unterdessen, als ein Teil des Fahrzeugkarosserie, kann sich das die Fahrzeugoberfläche 10 freilegende Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 durch eine Bewegung nach oben und nach unten gemäß dem Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen 18 öffnen und schließen.
  • Wie in 1 gezeigt, kann das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 nach links, nach rechts, nach vorne, nach hinten und in einer diagonalen Richtung durch die an den Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 montierten Stellvorrichtungen 18 geneigt werden. Darüber hinaus, wenn das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 derart ausgelegt ist, dass es eine Fläche aufweist, die einer gesamten Fläche des Fahrzeugdachs ähnlich oder gleich ist, können die Stellvorrichtungen 18 lediglich an mittleren Abschnitten der Ränder des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 wie in 2 gezeigt angebracht werden, so dass das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 lediglich nach vorne, nach hinten, nach links und nach rechts unter Berücksichtigung der Fahreigenschaften des Fahrzeugs geneigt werden können.
  • Darüber hinaus, wenn sich das die Solarzelle tragende Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 fortlaufend bewegt, während das Fahrzeug fährt oder anhält, werden der Stromverbrauch und der Motorenverbrauch erhöht. Demzufolge kann es möglich sein, um das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 derart zu steuern, so dass das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 seine Neigung in einer vorbestimmten Zeit (z. B. verändert seine Neigung alle zehn Minuten) ändert, wodurch der Stromverbrauch und Motorenverbrauch des Fahrzeugs verringert wird und verhindert wird, dass das Fahrzeug-Karosserie-Paneel die Leistung des Fahrzeugs nachteilig beeinflusst.
  • Darüber hinaus, um die über und durch das Fahrzeug-Karosserie-Paneel 11 strömende Luftströmung auf natürliche Weise beizubehalten, wenn die Fahreigenschaften des Fahrzeugs durch die Neigungseinstellung des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 verschlechtert werden, zum Beispiel, wenn der vordere Teil des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angehoben wird, wie das herkömmliche Panorama-Schiebedach, können Windabweiser an dem vorderen Rand oder an allen Rändern des Fahrzeug-Karosserie-Paneels 11 angebracht werden.
  • Die Solarzellen-Vorrichtung für das Fahrzeug gemäß der dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann im Allgemeinen bei einem Dach-Paneel des Fahrzeugs verwendet werden, welche die größte Fläche in der Außenfläche des Fahrzeugs aufweist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Solarzellen-Vorrichtung kann bei irgendwelchen Teilen verwendet werden, auf welchen die Solarzelle montierbar sein kann, wie zum Beispiel eine Motorhaube, ein Kofferraumdeckel, ein Kotflügel und dergleichen.
  • Die Solarzellen-Vorrichtung für das Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann bei verschiedenen Fahrzeugen wie zum Beispiel Automobilen, Motorrädern, Fahrrädern und dergleichen durch Montieren der Solarzelle, der Stellvorrichtungen und geeigneten Sensoren auf den Fahrzeugen verwendet werden. Darüber hinaus kann die Solarzellen-Vorrichtung ebenfalls bei Gebäuden durch Anbringen der Solarzelle, der Stellvorrichtungen und der geeigneten Sensoren auf den Gebäuden verwendet werden.
  • In den Zeichnungen können die Abmessungen der Komponenten für die Klarheit der Solarzellen-Vorrichtung für das Fahrzeug der vorliegenden Erfindung übertrieben dargestellt sein. Zusätzlich kann das Fahrzeug-Karosserie-Paneel abhängig von dem Fahrzeug-Design gekrümmt sein. Aus Gründen der Einfachheit ist jedoch in nicht einschränkender Weise ein ebenes Fahrzeug-Karosserie-Paneel in der Zeichnung dargestellt.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf Ausführungsformen davon ausführlich beschrieben. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen gemacht werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt ist.

Claims (5)

  1. Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung für ein Fahrzeug, aufweisend: ein Fahrzeug-Karosserie-Paneel mit einer Oberseite, auf welcher eine Solarzelle montiert ist; eine oder mehrere höhenverstellbare Stellvorrichtungen, die auf einer Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels angebracht sind und sich nach oben und unten bewegen; und eine integrierte Steuerung, die eingerichtet ist, um den Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen basierend auf Signalen zu steuern, die von verschiedenen in dem Fahrzeug montierten Sensoren ausgegeben werden, welche durch die integrierte Steuerung verwendet werden, um die effizienteste Positionierung für die Solarzelle zu bestimmen.
  2. Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung nach Anspruch 1, wobei die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen an entsprechenden Ecken der Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels montiert sind und sich ausdehnen und zusammenziehen, um die Ecken des Fahrzeug-Karosserie-Paneels ein- und auszufahren.
  3. Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung nach Anspruch 1, wobei die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen an entsprechenden Mitte-Rand-Abschnitten der Unterseite des Fahrzeug-Karosserie-Paneels montiert sind und sich ausdehnen und zusammenziehen, um Ränder des Fahrzeug-Karosserie-Paneels ein- und auszufahren.
  4. Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung nach Anspruch 1, wobei die Sensoren aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Außentemperatur-Sensor, einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS), einem Magnetfeld-Sensor, und einer Kombination davon besteht, und die integrierte Steuerung den Betrieb der höhenverstellbaren Stellvorrichtungen durch Signale steuert, die von zumindest einem der Sensoren ausgegeben werden.
  5. Solarzellen-Vorrichtung mit einer Sonnenstrahlverfolgung nach Anspruch 1, wobei die höhenverstellbaren Stellvorrichtungen basierend auf der gewünschten Neigungsrichtung der Solarzelle jeweils unabhängig voneinander gesteuert sind.
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