DE102016009311A1

DE102016009311A1 - Solarmoduleinheit

Info

Publication number: DE102016009311A1
Application number: DE102016009311.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-30
Filing date: 2016-07-30
Publication date: 2018-02-01

Abstract

1. Gewinnung Elektrische Strom mit Solar-Windanlage. 2.1 Bis jetzt, das Erzeugen von Elektrische Strom mit Wind und Solaranlagen wird getrennt von einander praktiziert, oder nach Stand der Technik vorgeschlagene Kombinationen sind sehr komplettiert und aufwändig. Zum errichten solche Solar-Windanlagen benötigt Mann extra dafür gebaute Gebäude, oder die vorhandene müssen architektonisch verändert werden. Die neue Kombination kann auf das Dach von jedem Gebäude montiert werden, ohne architektonische Veränderungen, und Tag und Nacht Strom liefern 2.2 Auf den Befestigungsrahmen (2) wird von oben Solarpaneel (1) angebracht. Von unten in der Miete ein Generator (3), am Generator (3) ist ein Flügelrad (4) befestigt. Solarmoduleinheit wird auf das Dachfläche platziert. Von Wind angetrieben das Flügelrad (4) rotiert, und so dreht sich der Generator (3) mit, der Generator (3) erzeugt Elektrische Energie. Mit Solarpanel (1) und Flügelrad (4) darunter kann Mann bei nah ununterbrochen tags über mit Sonne und Wind, und nachts nur mit Wind Strom erzeugen. 2.3 Auf das Dach kann Mann mehrere Solarmoduleinheiten platzieren, am besten im Schachbrett Anordnung so das der Wind zwischen das Solarpaneel (1) und Dachfläche (5) auf Flügelrad drücken und den rotieren kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarmoduleinheit, umfassend zumindest ein im Wesentlichen ebenes Solarmodul zur Strom- und/oder Warmwassererzeugung und zumindest einen Windenergiegenerator zur Stromerzeugung, umfassend zumindest ein Flügelrad, und eine Montageeinheit mit einer Anzahl von auf einer Fläche, insbesondere einer Dachfläche eines Gebäudes, angeordneten Solarmoduleinheiten mit jeweils zumindest einem Solarmodul und zumindest einem zumindest ein Flügelrad umfassenden Windenergiegenerator.
Solarmodule sind im Stand der Technik allein und auch in Kombination mit einem Windenergiegenerator mit einem Flügelrad zum Erzeugen von Strom bekannt, beispielsweise aus der WO 2007/007103 A1 , der ES 2 372 098 A1 , der DE 102 12 354 A1 und der DE 34 07 881 A1 . All diesen Lösungen des Standes der Technik ist allerdings gemein, dass die Anordnung von Solarmodul und Flügelrad recht kompliziert ausgestaltet ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen im Vergleich zu den bekannten Solarmoduleinheiten weniger komplizierten Aufbau einer Solarmoduleinheit, umfassend zumindest ein im Wesentlichen ebenes Solarmodul zur Strom- und/oder Warmwassererzeugung und zumindest einen Windenergiegenerator zur Stromerzeugung, umfassend zumindest ein Flügelrad, und eine noch effizientere Energiegewinnung bei Anordnen der Solarmoduleinheit auf einer Fläche, wie einer Dachfläche, vorzusehen.
Die Aufgabe wird für eine Solarmoduleinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das zumindest eine Flügelrad an dem Solarmodul angeordnet ist. Für eine Montageeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5 wird die Aufgabe durch das Vorsehen solcher Solarmoduleinheiten gelöst, wobei das Solarmodul der jeweiligen Solarmoduleinheit weg von der Dachfläche nach außen gerichtet und das zumindest eine Flügelrad zwischen dem Solarmodul und der dazu benachbarten Dachfläche angeordnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch wird eine Solarmoduleinheit, umfassend zumindest ein im Wesentlichen ebenes Solarmodul zur Strom- und/oder Warmwassererzeugung und zumindest einen Windenergiegenerator zur Stromerzeugung, umfassend zumindest ein Flügelrad geschaffen, bei der das zumindest eine Flügelrad an dem Solarmodul angeordnet ist. Es ist somit direkt an dem Solarmodul angeordnet und nicht entfernt von diesem. Hierdurch wird eine Einheit von Solarmodul und Windgenerator mit dem zumindest einen Flügelrad geschaffen, die als solches auf einer Fläche, wie einer Dachfläche eines Gebäudes bzw. Hauses montiert werden kann. Es ist somit weder erforderlich, ein separates Gehäuse für den Windgenerator bzw. dessen zumindest eines Flügelrad vorzusehen, wie dies beispielsweise beim Stand der Technik der WO 2007/007103 A1 oder der ES 2 372 098 A1 der Fall ist, noch die Flügel des Flügelrades mit Solarmodulen zu versehen, wie dies z. B. in der DE 102 12 354 A1 offenbart ist. Vielmehr ist die Solarmoduleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung einfach aufgebaut und kann daher deutlich kostengünstiger hergestellt werden als die Lösungen des Standes der Technik.
Vorteilhaft weist das Solarmodul eine Oberseite und eine Unterseite auf. Weiter vorteilhaft ist das zumindest eine Flügelrad auf der Unterseite des Solarmoduls angeordnet. Insbesondere sind der Windenergiegenerator und das zumindest eine Flügelrad auf der Unterseite des Solarmoduls angeordnet. Hierdurch wird der Windenergiegenerator vor Witterungseinflüssen geschützt, so dass die elektrischen und mechanischen Bauteile funktionssicherer und langlebiger werden. Das Flügelrad wird ferner vor Schneefall geschützt und kann sich sogar während Schneefalls bei Vorhandensein von Wind drehen und Strom erzeugen.
Weiter vorteilhaft ist zumindest ein Befestigungsrahmen zum Befestigen der Solarmoduleinheit auf einer Fläche, insbesondere einer Dachfläche eines Gebäudes, vorgesehen, wobei das Solarmodul und das zumindest eine Flügelrad an dem Befestigungsrahmen angeordnet oder in diesem aufgenommen sind. Der Befestigungsrahmen kann insbesondere zumindest zwei einander gegenüberliegende Luftdurchströmungsöffnungen aufweisen zum Durchströmen von Luft durch die Solarmoduleinheit vorbei an dem zumindest einen Flügelrad zum Antreiben des zumindest einen Flügelrades. Durch das Vorsehen eines solchen Befestigungsrahmens ist es möglich, ohne Dachkonstruktion oder bautechnische Veränderungen am Haus bzw. Dach eines Hauses, die Solarmoduleinheiten aufzubauen bzw. dort anzuordnen.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, die Solarmoduleinheiten auf der Dachfläche so zu verteilen und zueinander beabstandet anzuordnen, dass die auf der Oberseite eines Solarmoduls auftreffende Luftströmung in Richtung zu dem zumindest einen Flügelrad der benachbarten Solarmoduleinheit umgelenkt wird. Hierdurch ist es möglich, teilweise die Solarmoduleinheiten in einander zu verschachteln, wobei man den horizontalen Abstand und/oder den vertikalen Abstand der Solarmoduleinheiten zueinander verkleinert und so eine größere Anzahl von Solarmoduleinheiten auf dem Dach aufbauen kann, so dass die gesamte Anlage noch effizienter wird.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben.
Diese zeigen in:
1 eine perspektivische Ansicht von unten einer erfindungsgemäßen Solarmoduleinheit mit einem Befestigungsrahmen mit Solarmodul und daran an dessen Unterseite angeordnetem Windenergiegenerator mit Flügelrad,
2 eine Seitenansicht eines Teils einer Dachfläche eines Gebäudes mit zwei darauf angeordneten erfindungsgemäßen Solarmoduleinheiten und mit angezeichneten Luftströmungspfeilen,
3 eine Seitenansicht eines Teils einer Dachfläche eines Gebäudes mit zwei darauf angeordneten erfindungsgemäßen Solarmoduleinheiten und mit angezeichneten Luftströmungspfeilen und Bereichen mit Über- und Unterdruck,
4 eine perspektivische Draufsicht auf eine Dachfläche eines Gebäudes mit fünf darauf versetzt zueinander angeordneten erfindungsgemäßen Solarmoduleinheiten gemäß 1.
In 1 ist eine Solarmoduleinheit 10 gezeigt, die eine Kombination aus einem Solarpanel bzw. Solarmodul 1 zur Strom- oder Warmwassererzeugung und einem Windenergiegenerator 3 mit einem Flügelrad 4 umfasst. Diese sind zusammen in bzw. auf einem Befestigungsrahmen 2 aufgenommen. Das Solarpanel 1 weist eine Oberseite 13 und eine Unterseite 14 auf. Der Generator bzw. Windenergiegenerator 3 mit Flügelrad 4 ist direkt auf der Unterseite 14 des Solarpanels 1 angeordnet. Auf dem Befestigungsrahmen 2 ist auf der Oberseite 13 das Solarpanel 1 angeordnet und auf der Unterseite der Generator 3 mit dem Flügelrad 4 (siehe auch 2 und 3).
Wie 2 bis 4 entnommen werden kann, wird der Befestigungsrahmen 2 bzw. die Solarmoduleinheit 10 auf einem Dach bzw. einer Dachfläche 5 eines Hauses 6 so aufgebaut, dass das Flügelrad 4 zwischen Solarpanel 1 und Dachfläche 5 angeordnet ist. Bei Einströmen von Luft bzw. Wind zwischen Solarpanel 1 und Dachfläche 5 dreht sich das Flügelrad 4 durch die Luftströmung 7 und treibt den Generator bzw. Windenergiegenerator 3 an. In dieser Konstellation kann man somit Sonnen- und Windenergie nutzen. Wie den 2 und 3 zu entnehmen ist, wird die Luftströmung 7 an und entlang der in einem Winkel zur Waagerechten geneigten Dachfläche 5 und an dem darauf angeordneten Solarpanel 1 umgelenkt. Hierdurch entstehen Unterdruckbereiche 8 und Überdruckbereiche 9, so dass die Effizienz der kombinierten Solar-Windanlage erhöht werden kann. Wie insbesondere 2 bis 4 entnommen werden kann, weist der Befestigungsrahmen 2 zwei einander gegenüberliegende Luftdurchströmungsöffnungen, Einströmungsöffnung 15 und Ausströmungsöffnung 16, auf zum Durchströmen von Luft durch die Solarmoduleinheit 10, vorbei an dem Flügelrad 4 zum Antreiben des Flügelrads 4. Wie bei 2 zu sehen ist, bewegt sich die Luftströmung 7 in Richtung Dach, wird am Dach umgelenkt und in die Einströmungsöffnung 15 (2) geführt. Da die umgelenkte Luftströmung 7 in der Menge größer ist als die Menge, die durch die Solarmoduleinheit 10 hindurchfließen kann, kommt es vor der Einströmungsöffnung 15 zu einem Luftstau. An diese Stelle erhöht sich der Luftdruck, so dass ein Überdruckbereich 9 entsteht (3). So strömt die Luft in die Einströmungsöffnung 15 und wirkt auf die Schaufel des Flügelrades 4 mit höherem Druck. Dies hat eine positive Wirkung auf die Effizienz der Anlage. Die restliche Luftströmung 7 gleitet über das Solarpanel 1 und die Ausströmungsöffnung 16 (2). Die Luft, die durch die Solarmoduleinheit hindurchströmt und das Flügelrad 4 rotiert, verliert die Energie und wird langsamer. Beim Ausströmen aus der Ausströmungsöffnung 16 wird sie von einer schnelleren Luftströmung 7 mitgerissen (Venturi) oder (Kamineffekt). So entsteht im Bereich der Ausströmungsöffnung 16 ein Unterdruckbereich 8 (3), der die Rotation des Flügelrades 4 begünstigt und die Energiegewinnung effizienter macht.
Wie 4 zu entnehmen ist, sind die Solarmoduleinheiten 10 versetzt zueinander auf der Dachfläche 5 angeordnet. Bei der Variante nach 4 sind die Solarmoduleinheiten 10 jeweils um die Abmessungen einer Solarmoduleinheit 10 zueinander versetzt in drei Reihen zu je zwei Solarmoduleinheiten 10 angeordnet. Um Platz auf dem Dach zu sparen (siehe 4), kann man die den horizontalen Abstand 11 und den vertikalen Abstand 12 zwischen den Solarmoduleinheiten 10 gegenüber der Darstellung verkleinern, also den horizontalen Abstand 11 und/oder den vertikalen Abstand 12.
Vorteilhaft wird die Anlage bzw. werden die Solarmoduleinheiten 10 auf der Dachseite eines Gebäudes mit den günstigeren Sonnen- und Windverhältnissen angeordnet.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von Solarmoduleinheiten und Montageeinheit mit solchen können noch zahlreiche andere vorgesehen werden, auch beliebige Kombinationen der genannten Merkmale, bei denen jeweils ein Solarmodul auf seiner einen Seite mit einem Windenergiegenerator und/oder zumindest einem Flügelrad versehen ist zum Erzeugen von Energie aus Solarkraft als auch Windkraft durch Nutzen sowohl des Solarmoduls als auch des Flügelrades bzw. Windenergiegenerators.
Bezugszeichenliste

1: Solarpanel
2: Befestigungsrahmen
3: Generator/Windenergiegenerator
4: Flügelrad
5: Dachfläche
6: Haus
7: Luftströmung
8: Unterdruckbereich
9: Überdruckbereich
10: Solarmoduleinheit
11: Horizontaler Abstand
12: Vertikaler Abstand
13: Oberseite
14: Unterseite
15: Einströmungsöffnung
16: Ausströmungsöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/007103 A1 [0002, 0005]
WO 2372098 A1 [0002]
DE 10212354 A1 [0002, 0005]
DE 3407881 A1 [0002]
ES 2372098 A1 [0005]

Claims

Solarmoduleinheit (10), umfassend zumindest ein im Wesentlichen ebenes Solarmodul (1) zur Strom- und/oder Warmwassererzeugung und zumindest einen Windenergiegenerator (3) zur Stromerzeugung, umfassend zumindest ein Flügelrad (4), wobei das zumindest eine Flügelrad (4) an dem Solarmodul (1) angeordnet ist.
Solarmoduleinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarmodul (1) eine Oberseite (13) und eine Unterseite (14) aufweist und zumindest das zumindest eine Flügelrad (4), insbesondere der Windenergiegenerator (3) und das zumindest eine Flügelrad (4), auf der Unterseite (14) des Solarmoduls (1) angeordnet ist/sind.
Solarmoduleinheit (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Befestigungsrahmen (2) zum Befestigen der Solarmoduleinheit (10) auf einer Fläche, insbesondere einer Dachfläche (5) eines Gebäudes, vorgesehen ist, wobei das Solarmodul (1) und das zumindest eine Flügelrad (4) an dem Befestigungsrahmen (2) angeordnet oder in diesem aufgenommen sind.
Solarmoduleinheit (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsrahmen (2) zumindest zwei einander gegenüberliegende Luftdurchströmungsöffnungen (15, 16) aufweist zum Durchströmen von Luft durch die Solarmoduleinheit (10) vorbei an dem zumindest einen Flügelrad (4) zum Antreiben des zumindest einen Flügelrads (4).
Montageeinheit mit einer Anzahl von auf einer Fläche, insbesondere einer Dachfläche (5) eines Gebäudes, angeordneten Solarmoduleinheiten (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit jeweils zumindest einem Solarmodul (1) und zumindest einem zumindest ein Flügelrad (4) umfassenden Windenergiegenerator (3), wobei das Solarmodul (1) der jeweiligen Solarmoduleinheit (10) weg von der Dachfläche (5) nach außen gerichtet und das zumindest eine Flügelrad (4) zwischen dem Solarmodul (1) und der dazu benachbarten Dachfläche (5) angeordnet ist.
Montageeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmoduleinheiten (10) auf der Dachfläche (5) so verteilt und zueinander beabstandet angeordnet sind, dass die auf der Oberseite (13) eines Solarmoduls (1) auftreffende Luftströmung (7) in Richtung zu dem zumindest einen Flügelrad (4) der benachbarten Solarmoduleinheit (10) umgelenkt wird.