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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft eine Dachträgerstruktur für Sonnenkollektoren, die an einer Fahrzeugdachhaut angebracht ist.
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HINTERGRUND
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Bestimmte Fahrzeuge können mit einem Schiebedach oder einem Glasdach ausgestattet sein. Diese zusätzlichen Merkmale verlangen die Anpassung und Anbringung an der Dachhaut.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Fahrzeug beinhaltet eine Dachhaut, die eine Öffnung definiert, eine Trägerstruktur und ein Sonnenkollektormodul. Die Trägerstruktur ist an der Dachhaut angebracht und in der Öffnung angeordnet. Die Trägerstruktur beinhaltet einen ersten und zweiten Abschnitt, wenigstens zwei Beinabschnitte und einen Teiler, der zwischen den Beinabschnitten angeordnet ist und den ersten und zweiten Abschnitt trennt. Der erste Abschnitt ist zwischen den Beinabschnitten und dem Teiler definiert, und der zweite Abschnitt ist benachbart zum ersten Abschnitt angeordnet zwischen den Beinabschnitten und dem Teiler definiert. Das Sonnenkollektormodul ist in dem ersten oder zweiten Abschnitt angeordnet. Das Sonnenkollektormodul beinhaltet eine Solarzellengruppe, die über eine elektrische Entladungsfolie an einen Flansch mit einer Vielzahl von Rippen geklebt ist, die sich über einen Bereich der Solarzellengruppe erstrecken. Die Rippen weisen einen V-förmigen Querschnitt auf, der über den Bereich hinweg beabstandet ist, um das Sonnenkollektormodul in der Trägerstruktur zu tragen.
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Eine Fahrzeugdachhaut beinhaltet eine Trägerstruktur und ein Sonnenkollektormodul. Die Trägerstruktur weist einen ersten Abschnitt auf, der durch einen Außenumfang der Trägerstruktur definiert ist. Das Sonnenkollektormodul ist im ersten Abschnitt angeordnet und beinhaltet eine Solarzellengruppe, die an einen Flansch mit einer Vielzahl von Rippen geklebt ist, die sich über einen Bereich der Solarzellengruppe erstrecken. Die Rippen weisen einen V-förmigen Querschnitt auf, der über den ersten Abschnitt hinweg beabstandet ist, um das Sonnenkollektormodul in der Trägerstruktur zu tragen.
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Eine Trägerstruktur für eine Fahrzeugdachhaut beinhaltet ein Sonnenkollektormodul. Das Sonnenkollektormodul ist in einer Öffnung angeordnet, die von einem Außenumfang einer Trägerstruktur definiert ist. Das Sonnenkollektormodul beinhaltet ein erstes Teil, das dazu konfiguriert ist, unter ein zweites Teil zu gleiten, das eine Solarzellengruppe enthält, die an einen Flansch geklebt ist. Der Flansch weist eine Vielzahl von Rippen auf, die sich über die Solarzellengruppe erstrecken. Die Rippen weisen einen V-förmigen Querschnitt auf, um das Sonnenkollektormodul in dem zweiten Teil zu tragen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Sonnenkollektormodul auf einer Dachhaut;
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugdachhaut und einer Trägerstruktur zum Tragen eines Glasdachs und des Sonnenkollektormoduls;
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3 ist eine Querschnittansicht an den Linien 2-2 von 2 des Trägerplattenmoduls; und
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4 ist eine Querschnittansicht an den Linien 2-2 von 2 einer weiteren Ausführungsform des Sonnenkollektormoduls.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Vorliegend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die Fachleute hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendung der vorliegenden Erfindung lehren soll. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen dargestellter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen von Merkmalen in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.
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1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs 10 mit einer Dachhaut 12 dar, die eine Öffnung 14 definiert. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch eine Trägerstruktur 16, die in der Öffnung 14 angeordnet ist und an der Dachhaut 12 angebracht ist, und ein Sonnenkollektormodul 18. Das Sonnenkollektormodul 18 ist über die Trägerstruktur 16 an der Dachhaut 12 angebracht. Das Sonnenkollektormodul 18 umfasst eine Solarzellengruppe 20. Die Solarzellengruppe 20 ist dazu konfiguriert, Strahlungsenergie in elektrische Energie zur Verwendung mit dem Fahrzeug 10 umzuwandeln. Die Solarzellengruppe 20 verwendet eine Vielzahl von Solarzellen 22, die in Reihe verbunden sind, um Strahlungsenergie in elektrische Energie für das Fahrzeug 10 umzuwandeln. Beispielsweise kann das Sonnenkollektormodul 18 über die Solarzellengruppe 20 als eine Zusatzstromquelle zum Aufladen einer Batterie 24 im Fahrzeug 10 mittels einer Ladungssteuerung 27 verwendet werden. Die Batterie 24 kann eine beliebige Vorrichtung beinhalten, die fähig ist, Ladung vom Sonnenkollektormodul 18 zu speichern, wie etwa unter anderem Lithium-Ionen-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien, Bleisäurebatterien oder Lithium-Polymer-Batterien. Die Batterie 24 kann auch eine einzelne Batterie 24 oder mehrere Batterien 24 beinhalten, die zum Antreiben von Werkzeugen, Laptops, Luftkompressoren, Lampen oder beliebigen anderen Instrumenten oder Vorrichtungen konfiguriert sind, die allgemein von Insassen im Fahrzeug 10 verwendet werden.
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Das Antreiben von Zubehörvorrichtungen im Fahrzeug 10 führt zu einem hohen Kraftstoffverbrauch. Beispielsweise muss ein Motor 26 des Fahrzeugs 10 laufen, um verschiedene Zubehörvorrichtungen, die sich im Fahrzeug 10 befinden oder vom Fahrzeug 10 verwendet werden, mit Strom zu versorgen, wie etwa Lampen, Scheibenwischer oder E-Bikes. Die Stromversorgung der Vorrichtungen über das Sonnenkollektormodul 18 ermöglicht es dem Fahrzeug 10, Kraftstoff einzusparen, indem die Verbrennung durch den Motor 26 weiter reduziert wird, da die Notwendigkeit für einen Leerlauf des Fahrzeugs 10 beseitigt wird. Ebenso kann eine interne Batterie 28 verwendet werden, um andere Komponenten im Fahrzeug 10 mit Strom zu versorgen, etwa ein Motorgenerator 30. Das Sonnenkollektormodul 18 ermöglicht es der internen Batterie 28 des Fahrzeugs, den Motorgenerator 30 über längere Zeit mit Strom zu versorgen. Wenn das Fahrzeug 10 von dem Motorgenerator 30 mit Strom versorgt wird, ist keine Verbrennung im Motor 26 nötig. Daher kann das Sonnenkollektormodul 18 dem Fahrzeug 10 mithilfe des Motorgenerators 30 eine höhere Reichweite ermöglichen und die Kraftstoffeinsparung weiter erhöhen. Das Sonnenkollektormodul 18 kann auch dazu konfiguriert sein, die interne Batterie 28 mit Strom zu versorgen, um die Fahrzeit und Reichweite des Motorgenerators 30 für das Fahrzeug 10 zu steigern.
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Wie oben angegeben, ist das Sonnenkollektormodul 18 über die Trägerstruktur 16 an der Dachhaut 12 angebracht. Im normalen Fahrzeugbetrieb kann das Sonnenkollektormodul 18 Torsions- und Biegelasten ausgesetzt sein. Die Trägerstruktur 16 ermöglicht es dem Sonnenkollektormodul 18, von unmittelbaren Belastungen aufgrund des normalen Fahrzeugbetriebs isoliert zu sein. Isolierung und das Fehlen einer unmittelbaren Belastung des Sonnenkollektormoduls 18 ergeben sich daraus, dass die Trägerstruktur 16 das Sonnenkollektormodul 18 und die Dachhaut 12 miteinander verbindet. Die Trägerstruktur 16 dient als Zwischenstück zwischen dem Sonnenkollektormodul 18 und der Dachhaut 12, um eine unmittelbare Belastung der Solarzellen 22 zu vermeiden und die Effizienz Solarzellengruppe 20 während der Aufladung wie oben beschrieben zu verbessern. Die Trägerstruktur 16 kann mittels Befestigen an der Dachhaut 12 angebracht sein, und das Sonnenkollektormodul 18 ist mittels Verbinden an der Trägerstruktur 16 angebracht. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann die Trägerstruktur 16 durch Falzen, Schweißen oder ein beliebiges anderes Verfahren zum Anbringen einer Trägerstruktur 16 in einer Öffnung 14 an der Dachhaut 12 an der Dachhaut angebracht sein, und das Sonnenkollektormodul kann durch Befestigen an der Trägerstruktur 16 angebracht sein.
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Wie in 1 gezeigt, definiert das Sonnenkollektormodul 18 die Solarzellengruppe 20 über eine Gesamtheit der Trägerstruktur 16 und ebenso die Öffnung 14. In wenigstens einer anderen Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 2 dargelegt wird, kann die Solarzellengruppe 20 des Sonnenkollektormoduls 18 an einem ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein. Das Sonnenkollektormodul 18 kann ferner ein erstes Teil 34 und ein zweites Teil 36 beinhalten. Das erste Teil 34 des Sonnenkollektormoduls 18 kann am ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein, und das zweite Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 kann an einem zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein. Das Sonnenkollektormodul 18 mit der Ausrichtung, Anordnung und Auslegung der Solarzellengruppe 20 kann auf Grundlage von Leistungsaufnahme und -bedarf für das Fahrzeug 10 optimiert werden.
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Bezug nehmend auf 2 wird eine perspektivische Ansicht der Dachhaut 12, der Trägerstruktur 16 und des Sonnenkollektormoduls 18 mit der Solarzellengruppe 20 dargestellt. 2 stellt das zweite Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 im zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet und das erste Teil 34 der Sonnenkollektormodul 18 unter das zweite Teil 36 geschoben dar. Die Trägerstruktur 16 definiert einen Außenumfang 40 in der Öffnung 14 der Dachhaut 12. An den Außenumfang 40 grenzen wenigstens zwei Beinabschnitte 42 und ein Teiler 44. Der Teiler 44 trennt den ersten Abschnitt 32 vom zweiten Abschnitt 38 und erstreckt sich zwischen den wenigstens zwei Beinabschnitten 42. Das erste Teil 34 ist zwischen dem ersten Abschnitt 32 und dem Teiler 44 definiert, und das zweite Teil 36 ist zwischen dem zweiten Abschnitt 38 und dem Teiler 44 definiert.
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Wie oben beschrieben, kann das Sonnenkollektormodul 18 ein erstes Teil 34, das in einem ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur angeordnet ist, und ein zweites Teil 36 definieren, das in einem zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet ist. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann das erste Teil 34 im ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein, und eine Fensterscheibe 50 kann im zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein. Ebenso kann das zweite Teil 36 im zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein, und die Fensterscheibe 50 kann im ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein. Das Anordnen der Fensterscheibe 50 im ersten oder zweiten Abschnitt 32, 38 der Trägerstruktur 16 ermöglicht es der Dachhaut 12, ein Glasdach für das Fahrzeug 10 zu definieren.
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Die Trägerstruktur 16 sie beinhalten ferner eine Schiene 52. Die Schiene 52 kann in einer Linie mit den wenigstens zwei Beinabschnitten 42 und benachbart dazu definiert sein. Die Schiene 52 ermöglicht es dem ersten Teil 34 des Sonnenkollektormoduls 18, unter das zweite Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 zu gleiten. Nach dem Verschieben kann daher das erste Teil 34 unter dem zweiten Teil 36 angeordnet sein. Wenn das erste Teil 34 unter dem zweiten Teil 36 angeordnet ist, kann das Sonnenkollektormodul 18 vollständig innerhalb des zweiten Abschnitts 38 der Trägerstruktur 16 definiert sein. Die Schiene 52 kann es dem zweiten Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 ermöglichen, unter das erste Teil 34 zu gleiten, derart, dass das gesamte Sonnenkollektormodul 18 vollständig innerhalb des ersten Abschnitts 32 der Trägerstruktur 16 definiert sein kann.
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Wenn die Fensterscheibe 50 im ersten oder zweiten Abschnitt 32, 38 angeordnet ist, kann die Fensterscheibe 50 dazu konfiguriert sein, an der Schiene 52 entlang zu gleiten, um ein Sonnendach im ersten oder zweiten Abschnitt 32, 38 zu definieren. Wenn beispielsweise die Fensterscheibe 50 im ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur 16 angeordnet ist, kann das zweite Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 im zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein, und die Fensterscheibe 50 kann dazu konfiguriert sein, an der Schiene 52 entlang unter das zweite Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 zu gleiten. Wenn die Fensterscheibe 50 im zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet ist, kann ebenso das erste Teil 34 des Sonnenkollektormoduls 18 im ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur 16 angeordnet sein, und die Fensterscheibe 50 kann dazu konfiguriert sein, an der Schiene 52 entlang unter das erste Teil 34 des Sonnenkollektormoduls 18 zu gleiten.
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Die Fensterscheibe 50 ist dazu konfiguriert, für eine erhöhte Effizienz des Sonnenkollektormoduls 18 an der Schiene 52 entlang unter das erste Teil 34 oder das zweite Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 zu gleiten. Indem die Fensterscheibe 50 unter das erste oder zweite Teil 34, 36 gleitet, vermeidet sie eine mögliche Behinderung oder Verzerrung der Lichtaufnahme durch das Sonnenkollektormodul 18, um die vom Sonnenkollektormodul 18 absorbierte Energie zu steigern. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann die Fensterscheibe 50 dazu konfiguriert sein, an der Schiene 52 entlang in eine Position über dem ersten Teil 34 oder dem zweiten Teil 36 des Sonnenkollektormoduls 18 zu gleiten, wenn die Fensterscheibe 50 im ersten Abschnitt 32 bzw. zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet ist. Wenn die Fensterscheibe 50 dazu konfiguriert ist, über das Sonnenkollektormodul 18 zu gleiten, kann die Fensterscheibe 50 weiteren Schutz für das Sonnenkollektormodul 18 bereitstellen.
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Bezug nehmend auf 3 und 4 wird eine Querschnittansicht des an der Trägerstruktur 16 angebrachten Sonnenkollektormoduls 18 gezeigt. Das Sonnenkollektormodul 18 beinhaltet beispielsweise ferner ein Gehäuse 54, einen Flansch 56 und eine Halterung 58. 3 stellt eine erste Ausführungsform des Sonnenkollektormoduls 18 dar und 4 stellt eine zweite Ausführungsform des Sonnenkollektormoduls 18 dar. Die erste Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, ermöglicht es, dass die Vielzahl von Solarzellen 22 unmittelbar auf dem Fahrzeug 10 Strahlung ausgesetzt wird, während die zweite Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, die Vielzahl von Solarzellen 22 abdeckt.
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Obwohl als einzelne und unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben, kann das Sonnenkollektormodul 18 eine oder beide der ersten und zweiten Ausführungsform verkörpern. In der Ausführungsform beispielsweise, in der das Sonnenkollektormodul 18 ein erstes Teil 34 im ersten Abschnitt 32 der Trägerstruktur 16 und das zweite Teil 36 im zweiten Abschnitt 38 der Trägerstruktur 16 angeordnet aufweist, kann das erste Teil 34 die in 3 gezeigte und beschriebene Ausführungsform beinhalten, und das zweite Teil 36 kann die in 4 gezeigte und beschriebene Ausführungsform beinhalten. Ebenso können beispielsweise das erste und zweite Teil 34, 36 des Sonnenkollektormoduls 18 beide die in einer der 3 oder 4 gezeigte Ausführungsform beinhalten. Die Verwendung der Ausführungsform, die in 3 und 4 gezeigt ist, entweder allein oder in Kombination, kann von verschiedenen Faktoren abhängen, darunter unter anderem Kosten, Gewicht und Effizienz des Sonnenkollektormoduls 18.
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Bezug nehmend auf 3 wird eine Querschnittansicht der ersten Ausführungsform des Sonnenkollektormoduls 18 gezeigt. Wie oben angegeben, beinhaltet das Sonnenkollektormodul 18 ein Gehäuse 54, einen Flansch 56 und eine Halterung 58. Die Halterung 58 ist am Flansch 56 angebracht. In wenigstens einer Ausführungsform kann die Halterung 58 an den Flansch 56 punktgeschweißt sein. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann die Halterung 58 mittels Klebstoff, Befestigern oder einem beliebigen anderen Anbringungsverfahren am Flansch 56 angebracht sein. Die Halterung 58 ist an der Trägerstruktur 16 angebracht, um das Sonnenkollektormodul 18 und den ersten oder zweiten Abschnitt 32, 38 der Trägerstruktur 16 wie oben beschrieben zu halten. Die Halterung 58 ermöglicht es einer Trägerstruktur 16, das Sonnenkollektormodul 18 auf dem Dach 12 dem Fahrzeug 10 zu tragen.
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Der Flansch 56 ist zwischen der Halterung 58 und dem Gehäuse 54 angeordnet und trägt das Sonnenkollektormodul 18. Insbesondere ist der Flansch 56 dazu konfiguriert, die Solarzellengruppe 20 mit der Vielzahl von Solarzellen 22 zu tragen. Die Solarzellengruppe 20 haftet mittels einer elektrischen Entladungsfolie 23 am Flansch 56 an. Der Flansch 56 beinhaltet ein erstes Ende 60 und ein zweites Ende 62. Das ersten Ende 60 ist gegenüber dem zweiten Ende 62 angeordnet, wobei das erste und zweite Ende 60, 62 über der Solarzellengruppe 20 angeordnet sind. Daher erstreckt sich der Flansch 56 über einen Bereich 64, der von der Solarzellengruppe 20 zwischen dem ersten und zweiten Ende 60, 62 definiert wird, und oberhalb davon. Der Flansch 56 kann ferner eine Vielzahl von Rippen 66 beinhalten. Die Vielzahl von Rippen 66 erstreckt sich über den von der Solarzellengruppe 20 definierten Bereich 64 und ist unter der Solarzellengruppe 20 angeordnet. Die Vielzahl von Rippen 66 erstreckt sich über den Flansch 56 zwischen dem ersten und zweiten Ende 60, 62 und ist an den Solarzellen 22 der Solarzellengruppe 20 zentriert.
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Das Zentrieren der Rippen 66 an den Solarzellen 22 stellt optimale Abstützung für die Solarzellengruppe 20 über dem Bereich 64 zwischen dem ersten und zweiten Ende 60, 62 des Flansches 56 bereit. Die Vielzahl von Rippen 66 stellen zusätzliche Steifigkeit für den Flansch 56 bereit, um die Solarzellengruppe 20 des Sonnenkollektormoduls 18 weiter in der Trägerstruktur 16 abzustützen. Die Vielzahl von Rippen 66 definiert einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt 68. Beispielsweise beinhaltet jede Rippe 70 der Vielzahl von Rippen 66 eine erste und zweite Seite 72, 74, die in einem Scheitel 76 gipfeln, um eine V-Form zu bilden. Die V-Form der Rippen 66 stellt die erforderliche Steifigkeit und Starrheit des Flansches 56 über dem durch die Solarzellengruppe 20 zwischen dem ersten und zweiten Ende 60, 62 definierten Bereich 64 bereit. Ferner kann die Vielzahl von Rippen 66 über den Flansch 56 hinweg gekreuzt sein. Eine Kreuzung der Rippen 66 über den Bereich 64 zwischen dem ersten und zweiten Ende 60, 62 hinweg hilft dem Flansch 56 weiter, die Solarzellengruppe 20 am Flansch 56 zu tragen. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, trägt der V-förmige Querschnitt 68 der Vielzahl von Rippen 66 auch zur Kühlung der Solarzellen 22 bei. Der Scheitel 76 der Vielzahl von Rippen 66 kann in einer Richtung weg von der Solarzellengruppe 20 definiert sein. Daher kann mithilfe der Vielzahl von Rippen 66 ein Luftstrom unter die Vielzahl von Solarzellen 22 und weg von der Solarzellengruppe 20 gelenkt werden. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann die Vielzahl von Rippen 66 im Wesentlichen eine U-Form, W-Form oder beliebige andere Form definieren, die es ermöglicht, dass der Flansch 56 mit mehr Abstützung und Steifigkeit für die Solarzellengruppe 20 versehen wird.
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Der Scheitel 76, der von der ersten und zweiten Seite 72, 74 gebildet wird, beinhaltet einen Winkel α. Die Größe der ersten und zweiten Seite einschließlich der Länge der Seiten 72, 74 kann auf Grundlage verschiedener Fahrzeugcharakteristiken wie etwa Größe, Gewicht und zum Tragen des Sonnenkollektormoduls 18 erforderliche Steifigkeit optimiert werden. Ferner kann der Winkel α auch abhängig von der Abstützung optimiert werden, die für eine optimale Nutzung des Sonnenkollektormoduls erforderlich ist. Beispielsweise können größere Fahrzeuge ein größeres und schwereres Sonnenkollektormodul benötigen, und die Seiten 72, 74 und der Winkel α der Vielzahl von Rippen 66 können dazu ausgelegt sein, ein größeres Sonnenkollektormodul 18 zu tragen, ohne die Leistung des Sonnenkollektormoduls 18 zu beeinträchtigen. Ebenso können kleinere Fahrzeuge ein kleineres und leichteres Sonnenkollektormodul 18 benötigen, und die Seiten 72, 74 und der Winkel α der Vielzahl von Rippen 66 können dazu ausgelegt sein, ein kleineres Sonnenkollektormodul 18 zu tragen, ohne die Leistung des Sonnenkollektormoduls 18 zu beeinträchtigen. Auch können die Seiten 72, 74 und der Winkel α auf dem Unterbringungsraum beruhen, der für die Trägerstruktur 16 und das Sonnenkollektormodul 18 verfügbar ist.
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Das erste und zweite Ende 60, 62 des Flansches 56 können für mehr Steifigkeit des Flansches 56 herab gekrümmt sein. Beispielsweise können das erste und zweite Ende 60, 62 im Wesentlichen senkrecht zu dem von der Solarzellengruppe 20 definierten Bereich 64 und im Wesentlichen parallel zur Halterung 58 sein. Das erste und zweite Ende 60, 62 können auch im Wesentlichen parallel zum Scheitel 76 der Vielzahl von Rippen 66 sein. Daher verleihen das erste und zweite Ende 60, 62 des Flansches 56 dem Flansch mehr Steifigkeit, derart, dass sich die Solarzellengruppe 20 in einer im Wesentlichen ebenflächigen Ausrichtung über den Bereich 64 erstreckt. Der Flansch 56 kann gestanztes Aluminium sein und seine Dicke kann im Bereich von 0,8 Millimeter bis 1,2 Millimeter liegen. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann der Flansch 56 elektrotauchlackierter Stahl oder ein beliebiges anderes Material sein, das zum Tragen der Solarzellengruppe 20 unter Verwendung der Vielzahl von Rippen 66 wie oben beschrieben konfiguriert ist.
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Das Beibehalten einer im Wesentlichen ebenflächigen Ausrichtung der Solarzellengruppe 20 sorgt für eine effiziente Absorption von Strahlungsenergie durch die Vielzahl von Solarzellen 22. Indem ein Durchsacken im Flansch 56 über die Vielzahl von Rippen 66 beseitigt wird, bleibt die Solarzellengruppe über den Flansch 56 hinweg relativ flach, derart, dass eine maximale Anzahl der Vielzahl von Solarzellen 22 für die Energieabsorption im Wesentlichen senkrecht zur einfallenden Strahlung bleibt. Ferner kann die Absorption von Strahlungsenergie mittels der Vielzahl von Solarzellen 22 auch bewirken, dass die Vielzahl von Solarzellen 22 Wärme absorbiert. Die Vielzahl von Rippen 66 und daher der Flansch 56 kann weiter dazu beitragen, den Wärmefluss von der Vielzahl von Solarzellen 22 weg zu lenken. Beispielsweise kann die Vielzahl von Rippen 66 als eine Vielzahl von Kühllamellen wirken, um Wärme aufgrund der Absorption von einfallender Strahlungsenergie von den Solarzellen 22 weg zu ziehen und Wärme über den Flansch 56 zum ersten und zweiten Ende 60, 62 lenken, wie unten ausgeführt. Die Vielzahl von Rippen 66 vergrößert die Oberfläche des Flansches 56, was es dem Flansch 56 erlaubt, dünner zu sein, was die Wärmeleitfähigkeit durch den Flansch und weg von der Solarzellengruppe 20 verbessert.
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Das Gehäuse 54 ist dazu konfiguriert, am Flansch 56 angebracht zu sein. Das Gehäuse 54 trägt ferner dazu bei, den Flansch 56 sowie die Solarzellengruppe 20 abzudichten, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit den Flansch 56 rosten lässt oder die Solarzellengruppe 20 beschädigt. Das Gehäuse 54 ist dazu konfiguriert, die Solarzellengruppe 20 zu umgeben, und beinhaltet eine erste Dichtung 78, die am ersten Ende 60 des Flansches 56 angeordnet ist, und eine zweite Dichtung 80, die am zweiten Ende 62 des Flansches 56 angeordnet ist. Die erste und zweite Dichtung 78, 80 können aus Gummi gebildet sein, derart, dass die erste und zweite Dichtung 78, 80 ferner dazu beitragen, Schwingungen an der Solarzellengruppe 20 während des normalen Fahrzeugbetriebs zu dämpfen. Die erste und zweite Dichtung 78, 80 können mithilfe eines druckempfindlichen Klebebands 82 am Gehäuse 54 angeklebt sein. Das druckempfindliche Klebeband 82 sorgt dafür, dass die Solarzellengruppe 20 angemessen von der ersten und zweiten Dichtung 78, 80 ohne Beschädigung der Solarzellengruppe 20 abgedichtet wird. Zur Berücksichtigung von Feuchtigkeit, die sich sammeln oder an der ersten oder zweiten Dichtung 78, 80 vorbei herabfallen kann, kann das Gehäuse 54 ferner ein Wasserleitsystem (nicht dargestellt) aufweisen, das in der Regel für Glasdachrahmen verwendet wird. Das Wasserleitsystem (nicht dargestellt) kann Rinnen (nicht dargestellt) zum Leiten der Feuchtigkeit zum ersten und zweiten Ende 60, 62 des Flansches 56 und in Ablaufröhren (nicht dargestellt) beinhalten, die die Feuchtigkeit zurück an die Außenumgebung und unter das Fahrzeug 10 leiten und bewegen.
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Ferner kann die Solarzellengruppe 20 mithilfe einer Folie 84 geschützt sein. Die Folie 84 kann eine klare und schützende Folie 84 zum Abdecken der Vielzahl von Solarzellen 22 und Schützen der Vielzahl von Solarzellen 22 vor Schäden durch Wetter, Verwendung oder Betrieb des Fahrzeugs 10 sein. Die Folie 84 ist am Gehäuse 54 zwischen dem Flansch 56 und der ersten und zweiten Dichtung 78, 80 am ersten und zweiten Ende 60, 62 des Flansches 56 angebracht. Die Folie 84 haftet an der Solarzellengruppe 20 und dem Flansch 56 mit Klebstoff auf einer Seite der Folie 84 an. Indem Klebstoff nur auf einer Seite der Folie 84 verwendet wird, kann die Folie 84 so klar wie möglich sein. Wenn die Folie 84 so klar wie möglich ist, tritt Licht und damit Strahlung leicht durch die Folie 84 und kann von der Solarzellengruppe 20 absorbiert werden. Wenn die Folie 84 klar ist, kann die Folie zudem 84 Verfärbung im Zusammenhang mit UV-Strahlungsauswirkungen besser standhalten.
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Die Folie 84 ist dazu konfiguriert, die Solarzellengruppe 20 über den von der Solarzellengruppe im Gehäuse 54 definierten Bereich 64 hinweg zu schützen. Die Folie 84 kann eine Ethylenvinylacetatfolie 84 sein. Die Ethylenvinylacetatfolie 84 kann wärmegehärtet sein, um die Vielzahl von Solarzellen 22 zu laminieren. Das Laminieren der Vielzahl von Solarzellen 22 ermöglicht es der Folie 84, eine luftdichte Abdichtung um die Vielzahl von Solarzellen 22 bereitzustellen, um Feuchtigkeit daran zu hindern, mit der Vielzahl von Solarzellen 22 in Kontakt zu gelangen, und die Vielzahl von Solarzellen 22 wie oben beschrieben zu schützen. Die Folie 84 kann ein beliebiges elastomeres Polymer sein, das gute Klarheit, Heißschmelzklebe- und Wasserdichteeigenschaften sowie UV-Strahlungsbeständigkeit aufweist. Die Solarzellengruppe 20 kann über den Bereich 64 hinweg vollständig von der Folie 84 abdeckt sein, um über die Folie 84 und die erste und zweite Dichtung 78, 80 eine weitere Isolierung gegenüber Schäden oder Korrosion durch die Normalbetriebsverwendung des Fahrzeugs 10 bereitzustellen.
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4 stellt eine Querschnittansicht der zweiten Ausführungsform des Sonnenkollektormoduls 18 dar. Auch die zweite Ausführungsform des Sonnenkollektormoduls 18 beinhaltet das Gehäuse 54, den Flansch 56 und die Halterung 58. Die zweite Ausführungsform des Sonnenkollektormoduls 18 verwendet ebenfalls eine Vielzahl von Rippen 66 am Flansch 56 über den von der Solarzellengruppe 20 definierten Bereich 64 hinweg zum Tragen der Solarzellengruppe 20 und verhindert Durchsacken im Sonnenkollektormodul 18, um die Absorption von Strahlungsenergie durch die Vielzahl von Solarzellen 22 zu maximieren. Ebenso umgibt das Gehäuse 54 den Bereich 64 und dichtet die Solarzellengruppe 20 mithilfe der ersten und zweiten Dichtung 78, 80 gegen Feuchtigkeit ab, wie oben beschrieben. Die Solarzellengruppe 20 haftet ebenfalls mittels einer elektrischen Entladungsfolie 23 am Flansch 56 an. Die Folie 84 deckt ebenfalls den von der Solarzellengruppe 20 definierten Bereich 64 ab, um die Solarzellengruppe 20 zu schützen und abzudichten.
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In der zweiten Ausführungsform beinhaltet das Sonnenkollektormodul 18 ferner wenigstens ein Lüftungsloch 86 und einen Adapter 88 und die Abdeckung 90. Das wenigstens eine Lüftungsloch 86 ist im Flansch 56 definiert. Das wenigstens eine Lüftungsloch 86 kann entweder am ersten und 60 oder zweiten Ende 62 des Flansches 56 definiert sein. In wenigstens einer anderen Ausführungsform kann der Flansch 56 zwei Lüftungslöcher 86 definieren, die am ersten Ende 60 in dem zweiten und 62 definiert sind. Das Lüftungsloch 86 trägt dazu bei, Wärme von der Solarzellengruppe 20 über den Flansch 56 und die Vielzahl von Rippen 66 abzuleiten, wie oben beschrieben. Um eine optimale Leistung der Solarzellengruppe 20 beizubehalten, lässt das Lüftungsloch 86 Wärme aus dem Sonnenkollektormodul 18 austreten, um eine Überhitzung der Solarzellengruppe 20 zu vermeiden. Das Lüftungsloch 86 ist am Flansch 56 nahe der Halterung 58 definiert, um möglichst wenig Starrheit des Flansches 56 und damit des Sonnenkollektormoduls 18 zu opfern. Ferner ist das Lüftungsloch 86 im Gehäuse 54 definiert, um die erste und zweite Dichtung 78, 80 derart zu halten, dass Feuchtigkeit daran gehindert wird, in Kontakt mit der Solarzellengruppe 20 zu gelangen. Auch kann das wenigstens eine Lüftungsloch 86 die Solarzellengruppe 20 unterstützen und Strahlung absorbieren und Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandeln, indem es unnötige Wärme von der Solarzellengruppe 20 ableitet.
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Die Abdeckung 90 erstreckt sich über den von der Solarzellengruppe 20 definierten Bereich 64, um die Solarzellengruppe 20 weiter zu schützen und abzudichten. Die Abdeckung 90 kann zusätzlich zu der Folie 84 vorliegen. Die Abdeckung 90 kann halb gehärtetes oder gehärtetes Glas sein, um weiteren Schutz der Vielzahl von Solarzellen 22 bereitzustellen. Die Abdeckung 90 muss ebenfalls klar sein, wie oben erwähnt, um eine Verzerrung der Strahlungsenergie durch die Abdeckung 90 vor der Absorption durch die Vielzahl von Solarzellen 22 zu vermeiden. Ebenso kann die Abdeckung 90 am ersten Teil 34, am zweiten Teil 36 oder sowohl am ersten als auch zweiten Teil 34, 36 des Sonnenkollektormoduls 18 verwendet werden, wie oben beschrieben. Die Abdeckung 90 erstreckt sich vom ersten Ende dem 60 des Flansches 56 zum zweiten und dem 62 des Flansches 56 und ist am ersten und zweiten Ende 60, 62 am Gehäuse 54 angebracht. Wieder haftet das druckempfindliche Klebeband 82 am Gehäuse 54 und an der Abdeckung 90 an, um eine Anbringung zwischen dem Gehäuse 54 und der Abdeckung bereitzustellen. Das druckempfindliche Klebeband 82 sorgt auch für eine Abdichtung des Sonnenkollektormoduls 18, um Feuchtigkeit oder ein anderes korrosives Fluid am Kontakt mit der Solarzellengruppe 20 zu hindern.
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Der Adapter 88 erstreckt sich zwischen dem Flansch 56 und der Abdeckung 90. Der Adapter 88 stellt eine Bindungsfläche zwischen der Abdeckung 90 und dem Flansch 56 bereit. Der Adapter 88 stellt eine Verlängerung des Flansches 56 bereit und berücksichtigt eine kombinierte Dicke 92 der Solarzellengruppe 20 mit der Folie 84 bis zur Abdeckung 90. Insbesondere definiert der Adapter 88 eine Höhe 94 zum Anbringen der Abdeckung 90 am Flansch 56 und um Druck auf die Solarzellengruppe 20 von der Abdeckung 90 zu vermeiden. Der Adapter 88 erhöht die Größe des Sonnenkollektormoduls 18 nicht wesentlich. Beispielsweise kann das Gehäuse 54 nach wie vor dazu konfiguriert sein, die Solarzellengruppe 20 zu umhüllen, und die erste und zweite Dichtung 78, 80 können nach wie vor dazu konfiguriert sein, am ersten und zweiten Ende 60, 62 des Flansches 56 angebracht zu sein. Das Hinzufügen des Adapters 88 und damit der Abdeckung 90 erfordert keine weitere Modifikation des Sonnenkollektormoduls 18. Die Anpassung des Sonnenkollektormoduls 18 ohne wesentliche Modifikation am Sonnenkollektormodul 18 ermöglicht die Austauschbarkeit der Ausführungsform, die in 3 gezeigt und erörtert wird, und der Ausführungsform, die in 4 gezeigt und erörtert wird, wie oben ausgeführt. Jede Ausführungsform kann abhängig von den oben beschriebenen Nutzungsbedingungen allein oder in Verbindung mit der anderen verwendet werden.
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Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen von den Ansprüchen eingeschlossenen Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt wurden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen als im Hinblick auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik bevorzugt beschrieben worden sein mögen, werden Fachleute erkennen, dass in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um gewünschte Attribute des Systems insgesamt zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Zu diesen Attributen können gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Kosten über die Lebensdauer hinweg, Marktgängigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
