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Die Erfindung betrifft einen energieerzeugenden Unterstand, insbesondere einen Carport, mit den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines energieerzeugenden Unterstands gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 8.
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Unterstände bieten Schutz vor der Witterung, indem sie eine lokal begrenzte Überdachung ermöglichen. Derartige Unterstände können sowohl freistehend ausgebildet sein oder auch direkt an eine vorhandene Behausung anschließen, beispielsweise an ein Gebäude. Neben der Ausgestaltung als Vordach, Abdach oder Wartehäuschen an Haltestellen kann dieser auch zur Einfassung eines Stellplatzes für ein Fahrzeug dienen, beispielsweise in Form eines offenen oder zumindest bereichsweise geschlossenen Carports.
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Die generell vorhandene Dachfläche wird dabei in der erforderlichen Höhe über ein Tragwerk abgestützt, welches sowohl die statischen als auch dynamischen Belastungen in den jeweiligen Untergrund und/oder die vorhandene Behausung ableitet.
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Im Rahmen der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien ist es bekannt, vorhandene Dachflächen über ihre schützende Funktion hinaus zur Erzeugung von Energie zu nutzen. Durch die zumeist gewünschte Verschattung über derartige Dachflächen können diese auch mit Solarmodulen bestückt sein, welche dann zur Gewinnung elektrischer Energie dienen.
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Die
DE 20 2009 015 885 U1 greift diesen Gedanken auf und offenbart einen solaren Carport, dessen Dachfläche wenigstens ein Solarmodul besitzt oder durch ein solches gebildet ist. Die gesamte Anordnung wird dabei über ein Tragwerk abgestützt, welches einen ausreichenden Freiraum zum Unterstellen von Fahrzeugen unterhalb der Dachfläche bietet.
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Der aufgezeigte solare Carport bietet neben seiner das jeweilige untergestellte Fahrzeug schützenden Funktion somit eine entsprechende Wertschöpfung, welche aus der Nutzung der gewonnenen Energie über das Solarmodul resultiert. Insbesondere mit Blick in die Zukunft kann die so geschaffene Insellösung dazu dienen, die gewonnene Energie in ein untergestelltes elektrisches Fahrzeug einzuspeisen.
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Der Wirkungsgrad eines solchen Unterstandes ist abhängig von den jeweils eingesetzten Solarmodulen. Diese können beispielsweise als organische Solarzellen oder als Dünnschichtmodule ausgebildet sein. Ein noch höherer Wirkungsgrad wird beispielsweise mit Konzentratorzellen erreicht. Das Maß der so gewonnenen Energie ist somit jeweils abhängig von der verwendeten Technologie der Solarmodule.
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Vor diesem Hintergrund bietet die Ausgestaltung eines solchen energieerzeugenden Unterstandes im Hinblick auf eine noch höhere Effizienz noch Raum für Verbesserungen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Aufgabe zugrunde, einen energieerzeugenden Unterstand für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb dahingehend zu verbessern, dass die Energieausbeute mit Hilfe der funktionell ohnehin notwendigen Bauteile insgesamt erhöht wird.
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Der gegenständliche Teil dieser Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem energieerzeugenden Unterstand gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
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Die verfahrensmäßige Lösung der Aufgabe ist Inhalt der Maßnahmen gemäß Patentanspruch 8.
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Mit Blick auf den gegenständlichen Teil der Erfindung wird nachfolgend ein energieerzeugender Unterstand aufgezeigt, welcher eine Dachfläche sowie ein die Dachfläche abstützendes Tragwerk aufweist. Wenigstens ein Teil der Dachfläche besitzt dabei ein Solarmodul. Alternativ hierzu ist wenigstens ein Teil der Dachfläche durch ein Solarmodul gebildet. Eine Kombination des Genannten ist ebenso denkbar. Erfindungsgemäß umfasst das Tragwerk wenigstens ein tragendes Wandelement, welches als Wärmetauscher ausgebildet ist. Das zumindest bereichsweise als Wärmetauscher ausgebildete Wandelement ist für die Kopplung mit einer Wärmepumpe vorgesehen.
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Der besondere Vorteil besteht in dem zumindest teilweise erfolgenden Austausch von Teilen des statisch notwendigen Tragwerks durch wenigstens ein energieerzeugendes Element. Vorliegend wird wenigstens ein Teil des Tragwerks durch ein tragendes Wandelement ersetzt, welches die jeweiligen statischen Anforderungen übernimmt. Das nunmehr zum Tragwerk gehörende oder als Tragwerk ausgebildete Wandelement hat dabei die Funktion eines Wärmetauschers inne, welcher zur Übertragung von thermischer Energie von einem Stoffstrom auf einen anderen genutzt werden kann.
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Das als Wärmetauscher ausgebildete Wandelement ist dabei für die Kopplung mit einer Wärmepumpe vorgesehen, um die so oberirdisch gewonnene Energie aus Umgebungsluft sowie Niederschlag und solarer Einstrahlung auf ein Heizsystem zu übertragen. Bevorzugt ist der energieerzeugende Unterstand dabei im Bereich einer Behausung, beispielsweise eines Gebäudes, angeordnet. Neben der gewonnenen elektrischen Energie aus dem Solarmodul, welche beispielsweise zum Betrieb von Verbrauchern dienen kann, steht die über dem Wärmetauscher als Wärmeüberträger gewonnene thermische Energie beispielsweise zum Beheizen des Gebäudes zur Verfügung. Selbstverständlich kann diese auch zur Warmwasseraufbereitung genutzt werden.
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Alternativ hierzu kann die so geschaffene Verbindung zwischen Wärmetauscher und Wärmepumpe auch zur Kühlung des Gebäudes dienen.
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Zum Temperieren des Gebäudes kann das als Wärmetauscher ausgebildete Wandelement zusammen mit einer innerhalb des Gebäudes angeordneten Temperiereinheit in einem gemeinsamen Kreislauf betrieben werden, welcher auch die Wärmepumpe beinhaltet. Innerhalb dieses Kreislaufs kann ein Fluid zirkulieren, welches bei niedrigem Druck unter Wärmezufuhr innerhalb des Wärmetauschers verdampft. Die durch die Wärmepumpe erfolgende Verdichtung des Fluids auf einen höheren Druck bewirkt dessen Kondensation, welche mit einer entsprechenden Wärmeabgabe innerhalb des Gebäudes über die Temperiereinheit einhergeht. Zur Kühlung des Gebäudes verläuft dieser Vorgang entsprechend umgekehrt.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem verwendeten Fluid im Sole.
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Der Unterstand kann beispielsweise zum Einstellen und/oder Unterstellen eines Fahrzeugs dienen. Bevorzugt ist der Unterstand dabei als Carport ausgebildet. Je nach Anforderung kann der Unterstand auch in Form einer Garage ausgeführt sein.
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Im Rahmen der Erfindung ist der Unterstand allerdings nicht auf einen Carport beschränkt, sondern kann in seiner primären Eigenschaft als bauliche Maßnahme zur Schaffung einer Überdachung neben dem Einstellen sowie Unterstellen eines Fahrzeugs beispielsweise auch generell zum Schutz von Personen, Tieren oder Gegenständen dienen sowie für deren Lagerzwecke ausgebildet sein. So kann der Unterstand über die bereits in der Beschreibungseinleitung aufgezeigten Möglichkeiten der Ausgestaltung hinaus auch zum reinen Überdachen oder zur wenigstens teilweisen Einfassung von beweglichen oder stationären Maschinen und Anlagen dienen, beispielsweise für wenigstens ein Baugerät, eine Sägemaschine oder eine Pumpstation. Weitere Möglichkeiten des Unterstands sind beispielsweise in der Überdachung oder wenigstens teilweisen Einfassung eines Behältnisses für Abfälle zu sehen. Selbstverständlich kann der Unterstand auch als temporäres Lager beispielsweise für Postsendungen und/oder Paketsendungen dienen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 7.
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Danach ist das Solarmodul bevorzugt mit der Wärmepumpe verbunden, wobei das Solarmodul für den elektrischen Betrieb der Wärmepumpe vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die über das Solarmodul gewonnene elektrische Energie direkt zum Betrieb der aus den Wandelementen in Form eines Wärmetauschers und der Wärmepumpe sowie einer Temperiereinheit zusammengesetzten Temperieranlage dienen.
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Besonders bevorzugt ist das Solarmodul kühlbar ausgebildet, wodurch sich dessen Wirkungsgrad deutlich verbessern lässt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Solarmodul hierfür als Hybridmodul ausgebildet sein, wobei es neben den Solarzellen auch mit einem Fluid anströmbar oder durchströmbar ist, welches die so gewonnene thermische Energie aufnimmt und dem Solarmodul zu dessen Kühlung entzieht. Das Solarmodul ist hierfür in einem gemeinsamen Kreislauf zusammen mit dem Wandelement und der Wärmepumpe gekoppelt, so dass sowohl das Solarmodul als auch das Wandelement mit ein und demselben Fluid durchströmbar oder anströmbar sind.
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Auf diese Weise wird die Fläche des als Wärmetauscher ausgebildeten Wandelements über das Solarmodul vergrößert, wodurch sich ein höherer Grad der Aufnahme an thermischer Energie erreichen lässt. Gleichzeitig wird das Solarmodul in vorteilhafter Weise durch den Kontakt mit dem Fluid gekühlt, indem dieses die dem Solarmodul über die Sonneneinstrahlung zugeführte Wärme entzieht. So ist neben der Erzeugung wenigstens zweier Energieformen gleichzeitig der jeweilige Wirkungsgrad erhöht, wodurch insgesamt eine höhere Energiegewinnung ermöglicht ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Wandelement wenigstens zwei in einem seitlichen Abstand zueinander angeordnete Hauptrohre. Die Hauptrohre dienen der Aufnahme von aus der Dachfläche resultierenden Kräften. Dabei bilden die Hauptrohre den primären Ersatz des ansonsten vorhandenen Tragwerks. Auch wenn die Hauptrohre in Bezug zum jeweiligen Untergrund parallel und somit in Wesentlichen horizontal angeordnet sein können, sind diese bevorzugt senkrecht zu diesem ausgerichtet, wobei sie die Form von Stützen einnehmen. So können die Hauptrohre beispielsweise parallel zur Lotrechten ausgerichtet sein.
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Um eine möglichst große Oberfläche zur Erzeugung des Wärmetauschers zu erhalten, ist vorgesehen, dass die Hauptrohre über sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsrohre ausgefacht sind. Je näher die jeweiligen Verbindungsrohre umfangsseitig zueinander angeordnet sind, umso blickdichter ist das entsprechende Wandelement ausgestaltet. Dabei können die Verbindungsrohre entweder einen umfangsseitigen Kontakt zueinander aufweisen oder über entsprechende Stege miteinander verbunden sein, welche die Abstände zwischen den zumeist parallel zueinander verlaufenden Verbindungsrohren überbrücken.
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Um möglichst viel thermische Energie aus der Umgebungsluft aufnehmen zu können, sind die Verbindungsrohre bevorzugt so zueinander ausgerichtet, dass diese jeweils einen Spalt zwischen sich aufweisen, durch welchen hindurch die bewegte Umgebungsluft ziehen kann. Auf diese Weise wird der Austausch zwischen der Umgebungsluft und dem Wärmetauscher in Form des Wandelements erhöht.
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Die Verbindungsrohre sind dafür vorgesehen, von dem Fluid durchströmt zu werden. Die Verbindungsrohre können dabei so mit den Hauptrohren verbunden sein, dass das Fluid zumindest abschnittsweise auch durch die Hauptrohre hindurch leitbar ist. So können die Hauptrohre über einzelne Schotte in voneinander abgesperrte Abschnitte unterteilt sein, welche dann jeweils mit mindestens zwei Verbindungsrohren als Ein- und Auslass Fluid leitend verbunden sind. Insbesondere bei der Anordnung mehrerer Wandelemente kann das Fluid dabei stufenförmig durch die jeweiligen Verbindungsrohre und Hauptrohre geleitet sein. Hierbei wäre ein jeweils diagonaler Durchfluss oder auch eine zick-zack-förmige Durchströmung denkbar.
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Bevorzugt sind die Verbindungsrohre aus einem zusammenhängenden Leitungsrohr gebildet, welches zumindest bereichsweise meanderförmig zwischen den Hauptrohren angeordnet ist. Selbstverständlich kann das Leitungsrohr dabei auch so ausgebildet sein, dass es das jeweilige Hauptrohr bereichsweise schlaufenartig durchstößt. Hierbei würde das Leitungsrohr die Wandung des Hauptrohres durchstoßen und innerhalb diesem sich teilweise in dessen Längsrichtung erstrecken, um anschließend in abgeknickter Ausrichtung die Wandung des Hauptrohrs erneut zu durchstoßen.
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Bevorzugt sind die Verbindungsrohre und/oder das zusammenhängende Leitungsrohr aus einem korrosionsbeständigen Material gebildet, beispielsweise Kunststoff oder Edelstahl.
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In einer Weiterführung des Erfindungsgedankens kann ein zusätzliches Speichermodul vorgesehen sein, welches dann zur Akkumulation der gewonnenen thermischen Energie dient. Die thermische Energie wird dabei über das jeweilige Fluid in das Speichermodul eingeleitet. Auf diese Weise ist ein Überschuss an Wärmeenergie in dem Speichermodul speicherbar und bei Bedarf wieder aus dem Speichermodul entnehmbar. Das Speichermodul kann sowohl oberirdisch als auch unterirdisch angeordnet sein. Selbstverständlich kann das Speichermodul sich dabei außerhalb oder innerhalb des Gebäudes befinden sowie unterhalb dieses verbaut sein.
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Besonders bevorzugt ist das Speichermodul als Erdspeicher ausgebildet.
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Bei dem Speichermodul kann es sich beispielsweise um einen Wärmespeicher als Langzeitspeicher oder Kurzzeitspeicher handeln. Insbesondere der Langzeitspeicher dient dazu, die insbesondere in den Sommermonaten gewonnene thermische Energie in sonnenärmeren Zeiten wieder abzugeben. Hierbei würde die Speicherung über Monate hinweg erfolgen.
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Um den Aufbau des Unterstandes insgesamt möglichst effizient zu nutzen, sieht die Erfindung vor, dass das Tragwerk vollständig aus mehreren Wandelementen in Form von Wärmetauschern gebildet ist. Zusammen mit mehreren Solarmodulen, welche auf der Dachfläche angeordnet sind oder bevorzugt die Dachfläche selbst bilden, dient somit nahezu jedes einzelne Bauteil des Unterstandes der Energiegewinnung. Fast nebenbei erfüllt der so ausgebildete Unterstand dann auch noch seine offensichtliche Funktion zum Schutz untergestellter Fahrzeuge. Auch wenn die Nutzung als Unterstand zumeist nur temporär erfolgt, dient dieser auch in Zeiten, in denen kein Fahrzeug untergestellt ist, somit zur Gewinnung thermischer und elektrischer Energie.
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Die vorliegende Erfindung zeigt einen energieerzeugenden Unterstand auf, dessen ohnehin vorhandene Bauteile möglichst effizient zur Gewinnung sowohl thermischer als auch elektrischer Energie dienen. So beinhalten insbesondere die Wandelemente in Form eines Wärmetauschers neben ihrer rein statischen Funktion zum Abstützen der Dachfläche scheinbar nebenbei die Möglichkeit zur thermischen Energiegewinnung, welche gleichzeitig wiederum zur Kühlung der Solarmodule genutzt werden können, indem der durch die Wandelemente hindurch verlaufende Fluidkreislauf über die Fläche der Solarmodule erweitert ist. Auf diese Weise ergibt sich sowohl bei der Erzeugung thermischer Energie als auch der solaren Energie eine gegenseitige positive Wechselwirkung, in deren Ergebnis der jeweilige Wirkungsgrad erhöht ist.
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Weiterhin zeigt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines energieerzeugenden Unterstandes auf. Bei dem Unterstand handelt es sich bevorzugt um einen Carport. Darüber hinaus sind sämtliche andere Ausgestaltungen und Einsatzzwecke des Unterstands denkbar, wie sie beispielsweise im Rahmen des gegenständlichen Teils der Erfindung sowie in der Beschreibungseinleitung genannt wurden.
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Der Unterstand umfasst eine Wärmepumpe und wenigstens einen mit der Wärmepumpe gekoppelten Wärmetauscher in Form eines Wandelements des Unterstandes. Um seine vor Witterung schützende Eigenschaft als Unterstand zu erfüllen, besitzt dieser eine Dachfläche, welche wenigstens in einem Teilbereich ein Solarmodul aufweist. Alternativ hierzu kann die Dachfläche wenigstens in einem Teilbereich durch ein Solarmodul gebildet sein. Das Solarmodul ist mit der Wärmepumpe verbunden, welche zumindest teilweise über die durch das Solarmodul erzeugte Energie elektrisch betrieben wird.
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Der besondere Vorteil ergibt sich hierbei in der direkten Nutzung der gewonnenen elektrischen Energie zum Betrieb der Wärmepumpe. Insbesondere in Form einer Insellösung ist somit keine zusätzliche Energieversorgung über das Stromnetz notwendig, um die Wärmepumpe zu betreiben. Weiterhin können hierbei auch elektrische Speicher vorgesehen sein, welche zur Akkumulation überschüssiger oder nicht genutzter elektrischer Energie dienen.
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Bevorzugt ist das Solarmodul in einem gemeinsamen Kreislauf mit dem Wandelement in Form des Wärmetauschers und der Wärmepumpe gekoppelt. Auf diese Weise wird sowohl das Solarmodul als auch das Wandelement mit einem Fluid durchströmt, wodurch das Solarmodul über das Fluid gekühlt wird. Der besondere Vorteil ergibt sich dabei in der sich wechselseitig ergänzenden und den jeweiligen Wirkungsgrad erhöhenden Gesamtwirkung der so miteinander verbundenen Einzelteile des energieerzeugenden Unterstandes.
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In einer Weiterführung des Erfindungsgedankens ist ferner ein Speichermodul vorgesehen, wobei ein Überschuss an Wärmeenergie in dem Speichermodul gespeichert wird und bei Bedarf wieder aus dem Speichermodul entnommen werden kann. Auf diese Weise kann eine möglichst kontinuierliche Nutzung der gewonnenen thermischen Energie erfolgen, welche dank des Speichermoduls auch in Zeiten geringer thermischer Gewinne zur Verfügung steht und beispielsweise zur Temperierung eines Gebäudes genutzt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen erfindungsgemäßen Unterstand in einer perspektivischen Darstellungsweise.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Unterstand 1. Vorliegend wird der Unterstand 1 am Beispiel eines Carports näher beschrieben. Grundsätzlich kann der Unterstand 1 beispielsweise auch in Form eines nicht näher dargestellten Lagerraums, einer Behausung generell oder einer Garage ausgeführt sein. Vorliegend dient der Unterstand 1 bevorzugt dem Unterstellen eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs.
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Der Unterstand 1 weist eine Dachfläche 2 auf, welche über ein Tragwerk 3 auf dem nicht näher dargestellten Untergrund abgestützt ist. Die Dachfläche ist gegenüber der Waagerechten geneigt, wobei sie bevorzugt eine aufgehende Neigung von 20° zur Waagerechten aufweist. Das Tragwerk 3 ist wandförmig ausgestaltet, wodurch sich ein dreiseitig umgrenzter Raum zum Einstellen eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs ergibt.
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Die Dachfläche 2 setzt sich vorliegend aus einzelnen Solarmodulen 4 zusammen, so dass die Dachfläche 2 aus einzelnen Solarmodulen 4 gebildet ist. Die flächig nebeneinander angeordneten Solarmodule 4 liegen zumindest bereichsweise auf einzelnen Modulträgern 5 auf, welche in Form von Pfetten die aus der Dachfläche 2 resultierenden Lasten auf das Tragwerk 3 übertragen.
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Das Tragwerk 3 umfasst mehrere Wandelemente 6, welche jeweils tragend ausgebildet sind. Dabei liegen jene, die Dachfläche 2 tragenden Modulträger 5 auf jeweils zwei zueinander beabstandeten Wandelemente 6 auf, so dass sich durch die frei tragenden Modulträger 5 eine stützenfreie Konstruktion innerhalb des Unterstandes 1 ergibt.
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Im Bereich der Unterstandes 1 ist eine schematisch dargestellte Peripherie P angeordnet, welche eine Wärmepumpe 7 umfasst. Die Wandelemente 6 sind in nicht näher dargestellter Weise jeweils als Wärmetauscher ausgebildet, welche über einen Rücklauf R sowie einen Vorlauf V in Form von Rohrleitungen 8 mit der Peripherie P, insbesondere mit der Wärmepumpe 7 gekoppelt sind.
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Um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden, sind die einzelnen Wandelemente 6 bevorzugt untereinander gekoppelt, so dass sie eine leitende Verbindung untereinander aufweisen. Hierdurch ist nur jeweils ein lokaler Anschluss der Vorlaufs V und des Rücklaufs R an den Unterstand 1 notwendig, ohne jedes einzelne Wandelement 6 separat anschließen zu müssen. Die Kopplung untereinander erfolgt vorliegend über einzelne Verbinder 9, welche sich zwischen den unmittelbar nebeneinander angeordneten Wandelementen 6 erstrecken.
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Weiterhin sind auch die Solarmodule 4 über Leitungen 10 mit der Wärmepumpe 7 verbunden. Auf diese Weise wird die Wärmepumpe 7 über den durch die Solarmodule 4 erzeugten elektrischen Strom zumindest teilweise betrieben.
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Die Solarmodule 4 selbst sind in nicht näher dargestellter Weise als Hybridmodule ausgeführt, so dass sie über ein Fluid kühlbar sind. Hierfür sind die Solarmodule 4 in nicht näher dargestellter Weise mit dem Kreislauf aus Rücklauf R und Vorlauf V verbunden. Somit sind die Solarmodule 4 zusammen mit den Wandelementen 6 und der Wärmepumpe 7 in einem gemeinsamen Kreislauf miteinander gekoppelt, so dass sowohl die Solarmodule 4 als auch die Wandelemente 6 mit einem Fluid gemeinsam durchströmbar sind.
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Mit Blick auf die einzelnen Wandelemente 6 umfassen diese jeweils zwei in einem seitlichen Abstand zueinander angeordnete Hauptrohre 11, welche sich zwischen dem nicht näher dargestellten Untergrund und der Dachfläche 2 in Form von Stützen erstrecken. Im Bereich des nicht näher dargestellten Untergrunds weisen die Hauptrohre 11 endseitige Fußplatten 12 auf, um sich auf diesem abzustützen. Bei dem Untergrund kann es sich beispielsweise um Erdreich, eine Bodenplatte sowie um Fundamente oder eine Brüstung handeln.
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Die seitlichen Hauptrohre 11 der einzelnen Wandelemente 6 sind jeweils über sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsrohre 13 ausgefacht. Vorliegend erstrecken sich die einzelnen Verbindungsrohre 13 parallel zueinander beabstandet zwischen den jeweiligen Hauptrohren 11 des einzelnen Wandelements 6. Bevorzugt sind die einzelnen Verbindungsrohre 13 in nicht näher dargestellter Weise pro Wandelement 6 aus einem jeweils zusammenhängenden Leitungsrohr gebildet. Dieses Leitungsrohr ist zumindest bereichsweise meanderförmig zwischen den Hauptrohren 11 der einzelnen Wandelemente 6 angeordnet. Die aus dem zusammenhängenden Leitungsrohr gebildeten Verbindungsrohre 13 können sich dabei zwischen den jeweiligen Hauptrohren 11 erstrecken oder dieses schlaufenartig miteinander verbinden, wobei das Leitungsrohr die jeweilige Wandung der Hauptrohre 11 punktuell durchstößt.
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Die Dachfläche 2 weist neben den einzelnen Solarmodulen 4 in Form von Hybridmodulen ferner wenigstens ein Abgleichventil 14 auf. Das Abgleichventil 14 ist dabei in dem Hybridkreislauf der Solarmodule 4 integriert.
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Mit Blick auf die Peripherie P weist diese neben der Wärmepumpe 7 vorliegend noch einen Energieverteiler 15 sowie einen Heizkörper 16 auf. Der Heizkörper 16 dient zur Temperierung einer nicht näher dargestellten Behausung, beispielsweise eines Gebäudes. Weiterhin umfasst die Peripherie P ein Speichermodul 17 in Form eines angedeuteten Erdspeichers.
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Das Speichermodul 17 ist über entsprechende Leitungen 18 mit dem Energieverteiler 15 verbunden. Dabei ist der Energieverteiler 15 dafür vorgesehen, die benötigte thermische Energie für die Temperierung des Heizkörpers 16 entweder aus dem Rücklauf R über den Unterstand 1 zu beziehen oder aus dem Speichermodul 17 zu entnehmen. Weiterhin ist der Energieverteiler 15 dafür vorgesehen, überschüssige thermische Energie aus dem Rücklauf R des Unterstands 1 in das Speichermodul 17 zu leiten.
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Um einen geschlossenen Kreislauf zu bilden, ist der Energieverteiler 15 ebenfalls über Leitungen 19 mit der Wärmepumpe 7 verbunden, welche ebenfalls über Leitungen 20 an den Heizkörper 16 angeschlossen ist. Die Leitungen 19, 20 zwischen dem Energieverteiler 15 und der Wärmepumpe 7 sowie dem Heizkörper 16 weisen jeweils einen Ausgleichsbehälter 21 auf.
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Im Betrieb des energieerzeugenden Unterstands 1 wird die Wärmepumpe 7 zumindest teilweise über die durch das Solarmodul 4 erzeugte Energie elektrisch betrieben. Der aus den Rohrleitungen 8 und den Wandelementen 6 in Form von Wärmetauschern sowie den Solarmodulen 4 in Form von Hybridmodulen zusammen mit der Peripherie P gebildete Kreislauf wird dabei von einem Fluid durchströmt. Durch die Kühlung der Solarmodule 4 über das strömende Fluid wird deren Wirkungsgrad verbessert. Gleichzeitig wird die über die Wandelemente 6 in Form von Wärmetauschern vorhandene Fläche über die aus den Solarmodulen 4 in Form von Hybridmodulen gebildete Dachfläche 2 vergrößert, wodurch auch der thermische Energiegewinn gesteigert werden kann.
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Über das ebenfalls vorhandene Speichermodul 17 kann ein Überschuss an Wärmeenergie in diesem gespeichert werden, um im Bedarfsfall wieder aus dem Speichermodul 17 entnommen zu werden.
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Auch wenn der erfindungsgemäße Unterstand 1 vorliegend am Beispiel eines Carports näher erläutert wurde, ist dieser keineswegs auf diese Ausgestaltung beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterstand
- 2
- Dachfläche
- 3
- Tragwerk
- 4
- Solarmodul
- 5
- Modulträger
- 6
- Wandelement
- 7
- Wärmepumpe
- 8
- Rohrleitung zw. 6 und P
- 9
- Verbinder zw. 6
- 10
- Leitung zw. 4 und 7
- 11
- Hauptrohr v. 6
- 12
- Fußplatte v. 11
- 13
- Verbindungsrohr
- 14
- Abgleichventil
- 15
- Energieverteiler
- 16
- Heizkörper
- 17
- Speichermodul
- 18
- Leitung zw. 1 und 17
- 19
- Leitung zw. 7 und 15
- 20
- Leitung zw. 7 und 16
- 21
- Ausgleichsbehälter
- P
- Peripherie
- R
- Rücklauf
- V
- Vorlauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009015885 U1 [0005]
