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Die Anmeldung betrifft ein Solarfoliensystem, umfassend mindestens eine Solarfolienvorrichtung mit mindestens einem Solarfolienmodul. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Verfahren zur Installierung eines Solarfoliensystems und eine Verwendung eines Montagemoduls.
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Zur Generierung von elektrischer Energie bzw. Leistung werden als Erzeuger vermehrt Photovoltaikvorrichtungen eingesetzt. Zur Erzeugung der elektrischen Energie, also zur Umwandlung der Lichtenergie (meist Sonnenlicht) in elektrische Energie, werden Solarzellen verwendet. Die Leistung einer einzelnen Solarzelle ist relativ gering. Bei Zellen aus Silizium liegt diese typischerweise in einer Größenordnung von 5 Watt (peak). Um größere Leistungen zu erzielen, werden mehrere Solarzellen in der Regel zu Modulen weiterverarbeitet. Diese Solarmodule stellen allgemein die „kleinsten“ Bauelemente von Photovoltaikvorrichtungen (PV-Vorrichtungen) dar. Solarmodule sind hierbei (nahezu) nicht verformbar.
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Um PV-Vorrichtungen zu installieren, werden die einzelnen Solarmodule mit geeigneten Montagevorrichtungen montiert. Nachteilig an PV-Vorrichtungen, welche starre Solarmodule verwenden, ist deren hohe Masse. So machen insbesondere die Montagevorrichtungen zusammen mit dem solar-passiven Anteil der Solarmodule (primär Rahmen und Glas der starren Solarmodule) einen erheblichen Anteil der Masse einer PV-Vorrichtung, insbesondere eines PV-Systems (auch PV-Feld genannt) mit einer Vielzahl von PV-Vorrichtungen, aus. Die hohe Masse wiederum bringt entsprechend hohe Kosten für Material, Herstellung und Montage mit sich.
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Alternativ zu den beschriebenen starren Solarmodulen können flexible Solarfolienmodule (die ebenfalls in der Regel die die „kleinsten“ Bauelemente einer Solarfolienvorrichtung bzw. PV-Folienvorrichtung) eingesetzt werden. Ein Solarfolienmodul ist biegsam gebildet bzw. ausgeführt und weist insbesondere eine vergleichsweise geringe Masse auf. Aus dem Stand der Technik sind jedoch bisher keine einfachen Montagemöglichkeiten zur Montage mindestens eines Solarfolienmodul bekannt.
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Der Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Solarfoliensystem zur Verfügung zu stellen, welches in effizienter und zuverlässiger Weise installierbar ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Anmeldung durch ein Solarfoliensystem nach Anspruch 1 gelöst. Das Solarfoliensystem umfasst mindestens eine Solarfolienvorrichtung mit mindestens einem Solarfolienmodul. Das Solarfoliensystem umfasst mindestens ein mit der Solarfolienvorrichtung zumindest verbindbares Montagemodul. Das Montagemodul umfasst mindestens einen mit einem Füllmaterial füllbaren Hohlraum.
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Indem im Gegensatz zum Stand der Technik ein Solarfoliensystem mit einem Montagemodul mit einem befüllbaren Hohlraum bereitgestellt wird, welcher bei der Installierung (vor Ort) gefüllt werden kann, kann das Solarfoliensystem in effizienter und zuverlässiger Weise installiert werden. Das Montagemodul kann insbesondere als Abstandsmodul und/oder als Ballastmodul verwendet werden.
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Das Solarfoliensystem umfasst mindestens eine Solarfolienvorrichtung. Eine Solarfolienvorrichtung umfasst mindestens ein Solarfolienmodul. Vorzugsweise kann eine Mehrzahl von Solarfolienmodulen eine Solarfolienvorrichtung bilden.
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Ein Solarfolienmodul kann eine Mehrzahl von flexiblen PV-Zellen umfassen. Insbesondere kann mindestens eine PV-Zelle in einem Solarfolienmodul verkapselt sein. Ein Solarfolienmodul und damit eine entsprechende Solarfolienvorrichtung zeichnen sich im Gegensatz zu starren Solarmodulen durch ihre Biegsamkeit bzw. Elastizität aus. Die Dicke eines Solarfolienmoduls kann zwischen 0,01 mm und 100 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 10 mm, insbesondere im Bereich von 1 mm liegen. Ferner kann die Breite zwischen 10 und 400 cm, insbesondere zwischen 30 und 150 cm und die Länge zwischen 100 und 1000 cm, insbesondere im Bereich von 200 bis 600 cm liegen. Wie bereits beschrieben wurde, kann eine Mehrzahl dieser Solarfolienmodule eine Solarfolienvorrichtung bilden.
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Das Solarfoliensystem zeichnet sich durch mindestens ein Montagemodul aus. Das mindestens eine Montagemodul ist zumindest mit einem Solarfoliensystem verbindbar. Hierunter versteht die Anmeldung insbesondere, dass in einem Installationszustand, also in einem Zustand, in dem das Solarfoliensystem eingerichtet ist, elektrische Energie aus Lichtenergie zu produzieren, das Montagemodul mit dem Solarfolienvorrichtung gekoppelt bzw. an der Solarfolienvorrichtung befestigt ist.
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Das mindestens eine Montagemodul umfasst mindestens einen Hohlraum. Der mindestens eine Hohlraum ist zu Installationszwecken, also für eine Installierung des Solarfoliensystems an einem Installationsort, mit einem Füllmaterial füllbar. Beispielsweise kann eine verschließbare Füllöffnung vorgesehen sein, um den Hohlraum mit dem Füllmaterial zu befüllen und ihn insbesondere anschließend wieder zu verschließen. Eine einfache, effiziente und zuverlässige Installierung am Installationsort ist gewährleistet. Durch einen sehr unkomplizierten Montageprozess mit minimalen oder idealerweise gar keinen Eingriffen an der Gebäudehülle können Nutzer PV-Anlagen bzw. Solarfoliensysteme zu günstigen Kosten installieren. Insbesondere ist (auch) eine temporäre Nutzung der Solarfoliensysteme aufgrund der problemlosen Entfernung vom Gebäude möglich.
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Das Solarfoliensystem ist insbesondere modulartig gebildet.
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Ein Solarfolienmodul ist in der Regel aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Vorzugsweise kann das Montagemodul aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus einem zumindest ähnlichen oder vorzugsweise dem gleichen Kunststoffmaterial, hergestellt sein. Es versteht sich, dass auch andere Materialen und Verbundwerkstoffe eingesetzt werden können.
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Grundsätzlich kann das Montagemodul fest mit einer Solarfolienvorrichtung verbunden sein. Beispielsweise kann werkseitig eine entsprechende Kopplung zwischen Solarfolienvorrichtung und dem mindestens einen Montagemodul hergestellt sein. Beispielsweise kann eine Klebeverbindung oder Schweißverbindung zwischen Montagemodul und Solarfolienvorrichtung vorgesehen sein. Auch kann vorgesehen sein, dass ein Montagemodul, insbesondere der mindestens eine Hohlraum des Montagemoduls, integraler Bestandteil einer Solarfolienvorrichtung ist. Gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Solarfoliensystems kann das Solarfoliensystem mindestens ein lösbares Verbindungsmittel, eingerichtet zum Verbinden der Solarfolienvorrichtung mit dem Montagemodul, umfassen. Indem ein lösbares Verbindungsmittel vorgesehen ist, kann eine Befestigung des mindestens einen Montagemoduls an mindestens einer Solarfolienvorrichtung, beispielsweise erst am Installationsort, erfolgen. Eine individuelle und insbesondere flexible Anbringung ist möglich. Der Transport zum Installationsort kann vereinfacht werden.
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Das lösbare Verbindungsmittel kann ein linienartiges Verbindungsmittel sein. Beispielsweise kann ein lösbares Verbindungsmittel aus zwei zueinander korrespondierenden (linienförmigen) Verbindungselementen gebildet sein. Ein erstes Verbindungselement kann an einer Außenseite des Montagemoduls und ein zweites, zu dem ersten Verbindungselement korrespondierendes Verbindungselement kann an der Solarfolienvorrichtung angeordnet sein. Beispielsweise kann an mindestens einer Schmalseite, vorzugsweise einer Mehrzahl von Schmalseiten, ein zweites Verbindungselement angeordnet sein. Zusätzlich können sich zweite Verbindungselemente an der Rückseite der Solarfolienvorrichtung, also der dem Untergrund zugeordneten (und nicht der Lichtquelle zugeordneten) Seite, angeordnet sein. Ein lösbares Verbindungsmittel ermöglicht eine (einfache) Trennung der Verbindung, beispielsweise für eine Deinstallierung des Solarfoliensystems.
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Vorzugsweise kann das mindestens eine Verbindungsmittel ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend Hohlkehlmittel, lineares Federnutmittel mit Stab, Klettverschlussmittel, Reißverschlussmittel und Druckkopfmittel.
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Besonders bevorzugt kann die Solarfolienvorrichtung über lösbare Verbindungsmittel, insbesondere entsprechend gebildete Verbindungsmittel, verfügen, um eine Mehrzahl von Solarfolienmodule zu koppeln. Hierdurch kann eine Solarfolienvorrichtung, insbesondere am Installationsort, gebildet werden. Großflächige Solarfolienvorrichtungen mit einer Vielzahl von Solarfolienmodulen könne effizient transportiert und am Installationsort flexibel und individuell zusammengesetzt werden.
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Indem mehrere flexible Solarfolienmodule in mehreren parallelen Reihen über- und nebeneinander mechanisch und elektrisch mittels der lösbaren Verbindungsmittel (hierzu kann ein Verbindungsmittel zusätzlich elektrische Kontakte und/oder oder entsprechend integrierte Verbindungskabel aufweisen) verbunden werden können, entsteht ein PV-Feld bzw. Solarfoliensystem mit einer bestimmten (gewünschten) Dimension und insbesondere mit einer bestimmten (gewünschten) Spannung und/oder Leistung. Spannung und Stromstärke ergeben sich insbesondere aus der Wahl der elektrischen Verschaltung durch Kombination von PV-Zellen in Reihen- und Parallelschaltung.
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Für Verkabelung der PV-Zellen verschiedener Solarfolienmodule können bei Bedarf Zwischenstücke mit integrierter Kabelschutzvorrichtung und/oder integrierten Kabeln verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Kabelschutzvorrichtung (wie ein Kabelkanal) in einem Montagemodul (z.B. Abstandsmodul) integriert und/oder an einem Montagemodul (z.B. Abstandsmodul) angeordnet sein. Zur Vermeidung von Hitzestau können Zwischenstücke mit aktiven und/oder passiven Lüftungseinrichtungen verwendet werden. Ferner können die Zwischenstücke Stabilisierungs-, Verstärkungs- und/oder Versteifungselemente umfassen, z.B. Zugentlastungen aus Metall und/oder Kunststoff und/oder (zur Versteifung) Rohre aus Metall, glasfaserverstärktem Kunststoff und/oder Kunststoffrohre mit Innenprofil.
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Zu flexiblen Gestaltung können ferner nicht-solaraktive (aber z.B. optisch identische) Folienelemente verwendet werden, z.B. als Ausgleichsstücke (Anpassung der Solarfeldbreite an ein vorgegebenes Maß) oder um Aussparungen für Fenster, Dachluken, Lüftungseinrichtungen, Schornsteine, (stark) verschattete Bereiche etc. zu ermöglichen. Auch können nicht-solaraktive Elemente rein aus ästhetischen Gründen oder zur Aufnahme von elektrotechnischen Elementen (z.B. kompakten Wechselrichtern, Überwachungseinrichtungen etc.) mit entsprechend gestalteten Befestigungseinrichtungen (z. B. Taschen, Riemen, etc.) verwendet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Hohlraum ein schlauchförmiger Hohlraum sein. Mit anderen Worten kann der Hohlraum im Wesentlichen rohrförmig gebildet sein. Die Querschnittsfläche des schlauchförmigen Hohlraums kann insbesondere im Wesentlichen kreisförmig oder im Wesentlichen halbkreisförmig sein. Dies bezieht sich insbesondere auf einen Füllzustand des Hohlraums. Entsprechende Hohlräume sind leicht herstellbar. Zudem ermöglichen derartige Formen einen guten Kontakt zu einem Untergrund, so dass eine stabile Installierung, insbesondere Fixierung, des Solarfoliensystems möglich ist.
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Das Solarfoliensystem ist allgemein für verschiedene Anwendungen geeignet. Beispielhafte und nicht abschließende Anwendungen sind Freiflächenwendungen, Fassadenanwendungen, Dachanwendungen, etc. Eine Anwendung bezeichnet insbesondere den Installationsort und dessen Beschaffenheit. Zur Installation kann das Solarfoliensystem gemäß einer weiteren Ausführungsform mindestens ein erstes Befestigungsmittel, eingerichtet zum Befestigen der Solarfolienvorrichtung an mindestens einem zu dem ersten Befestigungsmittel korrespondierenden zweiten Befestigungsmittel, umfassen. Das zweite Befestigungsmittel kann beispielsweise an der Anwendung (z.B. Fassade, Dach, Bodenfläche, etc.) (fest) angeordnet sein. Indem die Solarfolienvorrichtung mindestens ein hierzu korrespondierendes Befestigungsmittel aufweist, ist eine effiziente und einfache Installierung möglich. Beispielsweise kann das erste Befestigungsmittel eine Schlaufe oder Riemen sein, die/der an einem entsprechenden Gegenstück (z.B. Stange, Haken, etc.) befestigt werden kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Montagemodul ein Ballastmodul sein. Ein Ballastmodul ist insbesondere zur Ballastierung der Solarfolienvorrichtung und damit zur Stabilisierung des Solarfoliensystems eingerichtet. Vorzugsweise kann der mindestens eine Hohlraum des Ballastmoduls in einem Installationszustand des Solarfoliensystems zumindest teilweise mit einem Ballastmaterial, insbesondere mit einem flüssigen Ballastmaterial (z.B. Wasser), gefüllt sein. Es versteht sich, dass andere Ballastmaterialien (z.B. Beton, Sand, andere Flüssigkeiten sowie deren Mischungen etc.) eingesetzt werden können. Alternativ können auch Energiespeicher (z.B. Batterien oder thermische Energiespeicher) ganz oder teilweise die Funktion des Ballasts erfüllen. Dies besitzt den Vorteil, dass ein Ballastmodul eine zusätzliche Funktion (Speichern der elektrischen Energie) übernehmen kann.
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Besonders bevorzugt kann in dem Installationszustand die Solarfolienvorrichtung einen oberen Randbereich und einen unteren Randbereich (von einer Bodenfläche aus gesehen) aufweisen. Das Montagemodul kann in dem Installationszustand an dem unteren Randbereich angerordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Befestigungsmittel, zumindest an dem oberen Randbereich, angerordnet sein. Hierdurch kann mit besonders einfach zu handhabenden Mitteln eine ausreichende Fixierung des Solarfoliensystems, insbesondere am Installationsort, erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Solarfoliensystems kann das Montagemodul ein Abstandsmodul, eingerichtet zum Beabstanden der Solarfolienvorrichtung von einem Untergrund (z.B. Fassade, Dach, Boden, etc.), sein. Der Hohlraum des Abstandsmoduls kann in einem Installationszustand des Solarfoliensystems zumindest teilweise mit einem Abstandsmaterial, insbesondere mit einem gasförmigen Abstandsmaterial (z.B. Luft), gefüllt sein. Insbesondere eine Mehrzahl von Abstandsmodulen stellt einen vorgebbaren Abstand (z.B. zwischen 1 und 250 cm, insbesondere zwischen 3 und 50 cm) zu dem Untergrund bereit Insbesondere kann das mindestens eine Abstandsmodul an der Rückseite der Solarfolienvorrichtung (z.B. vertikal oder horizontal) oder seitlich an der Solarfolienvorrichtung angebracht sein.
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Ein Montagemodul kann als Ballastmodul und als Abstandsmodul gebildet sein. Mit anderen Worten kann ein Montagemodul gleichzeitig die Funktion des Ballastierens und des Beabstandens übernehmen.
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Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren Ausführungsform das mindestens eine Montagemodul eine umlaufende Wand umfassen, die den mindestens einen Hohlraum bilden kann. Wie bereits beschrieben wurde, kann in der Wand eine verschließbare Öffnung vorgesehen sein. Die Wand kann aus einem Kunststoffmaterial sein. Die umlaufende Wand kann (an der Außenseite) eine Kontaktfläche, eingerichtet zum Kontaktieren eines Untergrunds (z.B. Fassade, Dach, Boden, etc.), umfassen. Die Dicke der Wand kann im Bereich der Kontaktfläche zumindest größer als die Dicke der Wand in einem anderen Bereich (also dem Nicht-Kontaktbereich) sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Kontaktfläche ein Schutzmaterial, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Neopren, Schaumstoff, Silikon und Gummi, aufweisen. Beispielsweise kann das Schutzmaterial angeklebt oder der Kontaktbereich entsprechend beschichtet sein. Hierdurch kann sowohl das Risiko einer Beschädigung des Untergrunds als auch des Montagemoduls (beispielsweise aufgrund von Reibung) zumindest reduziert werden. Ein zuverlässigerer Betrieb ist möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Montagemodul mindestens ein Sensorelement, eingerichtet zum Erfassen von einem Zustandsparameter des Montagemoduls, mindestens eines Solarfolienmoduls und/oder Umgebung des Montagemoduls bzw. Solarfolienmoduls, umfassen. Beispielsweise kann mit einem oder einer Mehrzahl von Sensorelement/en der Zustand des Hohlraums überwacht werden. Das mindestens eine Sensorelement kann in dem Montagemodul integriert sein. Beispielsweise kann das Sensorelement zur Übertragung der Sensorwerte an eine entfernt angeordnete Recheneinrichtung (z.B. mit einer Auswerteeinrichtung) eingerichtet sein. Ein drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz kann vorgesehen sein. Beispielsweise kann durch geeignete Sensoren der Füllstand, die Dehnung der oben beschriebenen Wand, die Temperatur oder dergleichen erfasst werden. Durch eine entsprechende Überwachung können ungewünschte Zustände eines Montagemoduls zeitnah detektiert und anschließend insbesondere beseitigt werden.
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Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zur Installierung eines Solarfoliensystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Solarfoliensystems. Das Verfahren umfasst:
- - Bereitstellen von mindestens einer Solarfolienvorrichtung,
- - Verbinden mindestens eines Montagemoduls mit der bereitgestellten Solarfolienvorrichtung, und
- - zumindest teilweises Füllen mindestens eines Hohlraums des Montagemoduls mit mindestens einem Füllmaterial.
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Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Verwendung eines (eines zuvor beschriebenen) Montagemoduls mit mindestens einem, mit einem Füllmaterial füllbaren Hohlraum als Ballastmodul und/oder Abstandsmodul für mindestens eine (zuvor beschriebene) Solarfolienvorrichtung.
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Die Merkmale der Solarfoliensysteme, Verfahren und Verwendungen sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert, eigenständig erfinderisch sein.
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Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das anmeldungsgemäße Solarfoliensystem, das anmeldungsgemäße Verfahren zur Installierung eines Solarfoliensystems und die anmeldungsgemäße Verwendung auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Ansprüchen nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
- 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
- 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem Installationszustand,
- 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem Installationszustand,
- 5 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem Installationszustand,
- 6 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Montagemoduls gemäß der vorliegenden Anmeldung,
- 7 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem Installationszustand, und
- 8 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
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Nachfolgend werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems 100. Das dargestellte Solarfoliensystem 100 umfasst eine Solarfolienvorrichtung 101 mit einer Mehrzahl von Solarfolienmodulen 102. Es versteht sich, dass allgemein eine Solarfolienvorrichtung auch nur ein einzelnes Solarfolienmodul umfassen kann.
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Um die Solarfolienvorrichtung 101 zu bilden, sind die Solarfolienmodule 102 miteinander verbunden. Eine lösbare oder unlösbare Verbindungstechnik kann eingesetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine unlösbare Verbindung vorgesehen. Beispielsweise kann eine Verschweißung, Verklebung oder eine entsprechende Verbindungstechnik verwendet werden.
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Darüber hinaus ist ein Montagemodul 104 vorgesehen. Das Montagemodul 104 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Hohlräumen 106. Ein Hohlraum 106 ist über eine (nicht dargestellte) Öffnung mit einem Füllmaterial füllbar. Die Öffnung kann verschließbar (z.B. Schraubverschluss) ausgebildet sein. Andere Ausbildungen sind ebenfalls denkbar.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine unlösbare Verbindung zwischen dem Montagemodul 104 und der Solarfolienvorrichtung 101 vorgesehen. Beispielsweise kann eine Verschweißung, Verklebung oder dergleichen Verbindungstechnik verwendet werden.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Wie zu erkennen ist, umfasst das dargestellte Solarfoliensystem 200 eine Solarfolienvorrichtung 201 mit einer Mehrzahl von Solarfolienmodulen 202 und ein Montagemodul 204 mit beispielsweise einem Hohlraum 206.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Solarfoliensystem 200 mindestens ein lösbares Verbindungsmittel 208. Das lösbare Verbindungsmittel 208 ist insbesondere zum Verbinden der Solarfolienvorrichtung 201, insbesondere von mindestens einem Solarfolienmodul 202 der Solarfolienvorrichtung 201 mit dem mindestens einen Montagemodul 204 eingerichtet Das dargestellte Verbindungsmittel 208 kann vorzugsweise ein Verbindungsmittel 208 in der Art eines Reißverschlusses 208 sein.
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Das Reißverschlussmittel 208 kann einen ersten Streifen 210.1 mit ersten (nicht gezeigten) Zähnen aufweisen, der zu einem zweiten Streifen 210.2 mit zweiten (nicht gezeigten) Zähnen korrespondiert. Gemäß anderen Varianten der Anmeldung können andere Arten von lösbaren Verbindungsmitteln, wie Druckknopfmittel, Verschnürungsmittel etc. eingesetzt werden. Statt einer direkten Verbindung der Solarfolienmodule 202 mit dem Montagemodul 204 kann diese Verbindung über ein (nicht dargestelltes) Zwischenstück erfolgen. Die Verbindung kann z.B. über zwei Reißverschlussmittel hergestellt sein. Das Zwischenstück kann mit einer Versteifung und/oder Kabelschutzvorrichtung ausgerüstet sein.
Darüber hinaus kann ein erstes Solarfolienmodul 202 mit einem weiteren Solarfolienmodul 202 über mindestens ein weiteres (nicht gezeigtes) lösbares Verbindungsmittel verbunden sein. Vorzugsweise können sämtliche Verbindungsmittel gleichartig gebildet sein.
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Beispielsweise kann ein Solarfolienmodul 202 rechteckförmig gebildet sein und an mindestens einer Seitenkante einen oben beschriebenen Reißverschlussstreifen aufweisen. Vorzugsweise können zumindest zwei Seitenkanten, insbesondere sämtliche Seitenkanten, eines Solarfolienmoduls 202 entsprechende Reißverschlussstreifen aufweisen. Hierdurch kann in beliebiger Weise - auch für eine zeitlich beschränkte Nutzung - ein Solarfoliensystem 202 gebildet werden.
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Die 3 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems 300 gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem Installationszustand. Unter einem Installationszustand ist in der vorliegenden Anmeldung insbesondere der Installationszustand des Foliensystems zu verstehen.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Solarfoliensystem 300 an einer Fassade 312, beispielsweise von einem Gebäude, installiert. Zu Gunsten einer besseren Übersicht sind in der 3 die einzelnen Solarfolienmodule 302 nicht explizit dargestellt.
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Zur Befestigung der Solarfolienvorrichtung 301 an der Fassade 312 weist die Solarfolienvorrichtung 301 in einem oberen Randbereich 322 mindestens ein erstes Befestigungsmittel 314 auf, welches zu mindestens einem zweiten, an der Fassade 312 fest angebrachtes Befestigungsmittel 316, korrespondiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Solarfolienvorrichtung 301 ähnlich wie ein Wandteppich montiert werden. Ein stabförmiger bzw. rohrartiger Querträger 316 kann fest an der Fassade montiert werden. Über eine Mehrzahl von schlaufenartigen ersten Befestigungsmitteln 314 kann die Solarfolienvorrichtung 301 an diesem Querträger 316 befestigt sein. Alternativ kann der Querträger Teil der Solarfolienvorrichtung sein und die Fassade hat z.B. Haken für die Befestigung des Querträgers. Über (nicht dargestellte) vertikal angeordnete Zwischenstücke mit Zugentlastungen (z.B. in Form von Nylonriemen oder Stahlseilen) kann die Gewichtskraft der Montagemodule 304.1 und 304.2 direkt bis in die ersten Befestigungsmitteln 314 eingeleitet werden. Die Solarfolienmodule 302 können entsprechend mechanisch entlastet werden. Als weitere Möglichkeit kann als Befestigungsmittel ein umlaufender Rahmen, z.B. aus Metallrohren oder -profilen, verwendet werden, der an der Fassade befestigbar ist.
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Wie ferner der 3 zu entnehmen ist, umfasst das Solarfoliensystem 300 vorliegend eine Mehrzahl von Montagemodulen 304.1, 304.2. Diese können entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 1 und/oder 2 mit der Solarfolienvorrichtung 301 verbunden sein.
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Vorliegend sind insbesondere zwei unterschiedliche Arten von Montagemodulen 304.1, 304.2 vorgesehen. Ein erstes Montagemodul 304.1 ist insbesondere ein Ballastmodul 304.1. Der Hohlraum 306.1 ist in dem gezeigten Installationszustand zumindest teilweise mit einem Ballastmaterial, insbesondere mit einem flüssigen Ballastmaterial, gefüllt. Das mindestens eine Ballastmodul 304.1 ist in einem unteren Randbereich 320 des installierten Solarfoliensystems angeordnet.
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Vorzugsweise kann das eine Ballastmodul 304.1 waagerecht (zu einer nicht gezeigten Bodenfläche) am unteren Randbereich 320 montiert sein. Mit seinem Gewicht sorgt das Ballastmodul 304.1 für eine stabile Lage der Solarfolienvorrichtung 301 im installierten Zustand. Der insbesondere schlauchförmige Hohlraum kann beispielsweise mit Wasser (ggf. mit Zusatz von Anti-Fouling-Mittel und/oder Frostschutz) gefüllt sein. Es versteht sich, dass eine Mehrzahl von Ballastmodulen vorgesehen sein kann.
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Ferner ist vorliegend mindestens ein zweites Montagemodul 304.2 in Form eines Abstandsmoduls 304.2 vorgesehen. Ein Abstandsmodul 304.2 kann ähnlich wie ein Ballastmodul 304.1 gebildet sein. Ein Abstandsmodul 304.2 kann zum Beabstanden der Solarfolienvorrichtung 301 von einem Untergrund (vorliegend die Fassade 312) eingerichtet sein. Der mindestens eine Hohlraum 306.2 kann in einem Installationszustand zumindest teilweise mit einem Abstandsmaterial, insbesondere mit einem gasförmigen Abstandsmaterial, gefüllt sein. Das Solarfoliensystem 300 kann eine Mehrzahl von zueinander beanstandeten Abstandsmodulen 304.2 aufweisen. Diese können beispielsweise vertikal (zu der nicht gezeigten Bodenfläche) angeordnet sein. Vorzugsweise kann ein Hohlraum 306.2 zumindest teilweise mit einem Gas (z.B. Luft) gefüllt sein.
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Bei den dargestellten Montagemodulen 304.1, 304.2 ist auch eine kombinierte Füllung mit einer Flüssigkeit und einem Gas und/oder eine Ballastierung durch Feststoffe möglich.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Solarfoliensystems 400 gemäß der vorliegenden Anwendung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel nach 3 beschrieben. Für die anderen Komponenten des Solarfoliensystems 400 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Vorliegend ist das Solarfoliensystem 400 auf einem Dach 418 mit einem vorgegebenen Neigungswinkel installiert. Wenn passende (nicht gezeigte) Dachhaken vorhanden sind und genutzt werden können, kann mindestens ein erstes Befestigungsmittel 414 (z.B. eine einhängbare Stange) in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben wurde, zur Befestigung verwendet werden. Ferner können vorliegend die (vertikalen) Abstandsmodule 404.2 so bemessen sein, dass sie jeweils in den von den Dachziegeln gebildeten Rinnen zu liegen kommen.
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Es kann sich insbesondere eine gemischte Befüllung der Hohlräume 406.1, 406.2 mit Luft und Wasser anbieten.
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Bei Ost-West ausgerichteten Dachflächen 418 kann auf erstes Befestigungsmittel 414 am oberen Randbereich 422 verzichtet werden. Beispielsweise kann auf jeder Dachseite ein Solarfoliensystem installiert sein. Die zwei Solarfoliensysteme können durch ein Kopplungsmittel, beispielsweise durch eine Mehrzahl von Riemen, über den First miteinander verbunden sein.
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Ferner kann jedes Solarfoliensystem über mindestens ein Ballastmodul (z.B. Ballastmodul 404.1) verfügen. Durch Fluidfüllung der zumindest zwei Ballastmodule sind die Solarfoliensysteme insbesondere derart ballastiert, dass eine sichere Lage (auch z.B. bei Sturm) gegeben ist.
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Wenn das Dach eine ausgeprägte Nord-Süd-Ausrichtung aufweist, können auf der Nordseite beispielsweise (nahezu) ausschließlich Ballastmodul/e installiert sein, um das Solarfoliensystem (ausreichend) an dem Dach zu befestigen.
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5 zeigt eine schematische (Schnitt-)Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems 500 gemäß der vorliegenden Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben. Für die anderen Komponenten des Solarfoliensystems 500 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Vorliegend ist insbesondere eine Freifeldanwendung dargestellt. Es versteht sich, dass eine angepasste Ausführung auch auf anderen Anwendungen, insbesondere auch Flachdächer, übertragen werden kann. Wie zu erkennen ist, ist im unteren Randbereich 520 der installierten Solarfolienvorrichtung 501 mindestens ein, insbesondere mit Wasser füllbares Montagemodul 504, vorzugsweise ein Ballastmodul 504, vorgesehen. Ein Montagemodul kann von einer Mehrzahl (z.B. zwei) von Solarfolienvorrichtungen 501 verwendet werden.
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Ferner ist ein Metallgerüst 526 angeordnet. Das Metallgerüst 526 kann auf einem Boden befestigt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Metallgerüst 526 mit Seilen 527 und Erdankern („Heringen“) befestigt und insbesondere ausreichend stabilisiert.
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Für die Erstellung großer PV-Flächen mit dem Solarfoliensystem 500 bei guter Flächenausnutzung kann sich eine Anordnung in Ost-West Ausrichtung anbieten. Die Solarfolienvorrichtungen 501 können in doppelten Reihen als kleinste Einheit angeordnet sein. Die beiden Reihen werden über die jeweilige kurze Seite der Solarfolienvorrichtungen 501 verbunden. Bei der Montage wird diese Mittellinie auf eine vorinstallierte Einrichtung gelegt, z.B. das Metallgerüst 526 (für temporär errichtete Anlagen) oder ein Metallgerüst mit Fundament oder für Flachdächer ein Gestell mit Schwerkraftfundament, so dass ein First entsteht.
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An den beiden langen Außenseiten am unteren Randbereich 520 werden ballastierte Montagemodule 504 angebracht. Für den Fall, dass Wasser in diesem Fall keine ausreichende Dichte aufweist, kann auch ein Feststoff als Füllmaterial (z.B. Sand, feuchter Sand, Beton) verwendet werden. Wählt man Beton in flacher Form, z.B. als Gehwegplatte, so kann das Montagemodul auch flächig gebildet sein, so dass sich eine sichere Positionierung der Beton-Platten ergibt und gleichzeitig die Reihen entlang der Betonplatten begangen und/oder befahren werden können (z.B. für Reinigungszwecke der PV-Zellen).
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Über den Winkel der Solarfolienvorrichtungen 501 zur Ebene bzw. zum Boden, also über die Höhe des Metallgerüsts 526 in Relation zur Länge der Solarfolienvorrichtung 501, kann das tägliche Erzeugungsprofil optimiert werden, beispielsweise unter Berücksichtigung der lokalen geografischen Gegebenheiten. Für horizontal auf dem Boden positionierte Anlagen kann das Metallgerüst 526 auch gänzlich entfallen.
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Um den Durchhang der Solarfolienvorrichtungen 501 zu begrenzen, können vorzugsweise zusätzlich Zwischenstücke, z.B. durch Kunststoff- oder Metallrohre ausgesteifte Zwischenstücke, zwischen den Solarfolienvorrichtungen 501 oder Solarfolienmodulen 502 verwendet werden. Die Rohre können durch innenliegende Profile zusätzlich versteift sein. Die Rohre können insbesondere gleichzeitig als Kabelkanäle für die elektrische Anbindung dienen.
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Bei dauerhaft angelegten Installationen in der Freifläche kann es sich anbieten, auch die unteren Auflagepunkte der Montagemodule zu gestalten, um eine ausreichende Hinterlüftung und den problemlosen Abfluss von Regenwasser zu gewährleisten. Dazu können auch hier entsprechende Gerüste aus Metall und/oder Holz verwendet werden.
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Alternativ oder zusätzlich können die Ballastmodule 504 auf (lineare) Mauerwerke oder auf transparent gestaltete Wände mit bestimmter (gewünschter) Höhe gelegt werden. Wird eine ausreichend große Höhe gewählt und werden die Solarfolienmodule 502 teiltransparent ausgeführt, kann der unter den Solarfolienvorrichtungen 501 entstehende Raum zum Anbau von Pflanzen genutzt werden. Idealerweise werden die Absorptionseigenschaften der Solarfolienmodule 502 sowohl hinsichtlich Energieertrag als auch hinsichtlich der Anforderungen der Pflanzen optimiert. Bei der Nutzung als Gewächshaus kann sich ferner eine gezielte Fassung von Regenwasser als Gießwasser anbieten.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen, insbesondere bei dem Ausführungsbeispiel nach 5, kann es sich insbesondere um ein mobiles Solarfoliensystem handeln, Ein mobiles Solarfoliensystem zeichnet sich dadurch aus, dass es transportabel ist. Insbesondere ist die Masse der verwendeten Komponenten (Solarfolienmodule, Montagemodule, Metallgerüst, welches mit Seilen und Erdankern („Heringen“) stabilisierbar ist) gering. Zudem ermöglicht die modulare Bauweise einen leichten Transport und eine individuelle Installation eines Solarfoliensystems. Damit ist ein mobiles Solarfoliensystem, insbesondere für geographische Regionen (z.B. Wüsten) ohne eine dauerhafte Energieversorgung, hervorragend geeignet.
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Darüber hinaus zeigt die 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Montagemoduls 604 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Montagemodul 604 kann insbesondere aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Das Montagemodul 604 weist eine umlaufende Wand 630 mit einer bestimmten Dicke auf. Die umlaufende Wand 630 bildet mindestens einen füllbaren Hohlraum 606.
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In einem Kontaktflächenbereich 632, also der Bereich, der in einem Installationszustand mit einem Untergrund (z.B. Dach 418, Fassade 312, etc.) in Kontakt kommen kann, kann ein Schutzmaterial 634 angebracht sein. Das Schutzmaterial kann ein besonders elastisches (bzw. weiches) Material sein. Vorzugsweise kann Neopren, Silikon, Schaumstoff und/oder Gummi als Schutzmaterial verwendet werden.
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Ferner verfügt das dargestellte Montagemodul 604 über mindestens ein Sensorelement 636, eingerichtet zum Erfassen von einem Zustandsparameter des Montagemoduls 604. Insbesondere kann das mindestens eine Sensorelement einen Funktionszustandsparameter erfassen. Beispielsweise kann mindestens ein Füllsensor, eingerichtet zum Überwachen des Füllstands vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Dehnungssensor, eingerichtet zum Erfassen der Ausdehnung der Wand 630, vorgesehen sein. Derartige Sensoren sind besonders geeignet, im Installationszustand die Funktionsfähigkeit eines Montagemoduls, insbesondere von einem Hohlraum des Montagemoduls, zu überwachen. Beispielsweise kann aus einem niedrigen Füllzustand und/oder einer geringen Dehnung auf einen Defekt geschlossen werden. Dies kann beispielsweise über einen (drahtlosen) Kommunikationskanal an eine entfernt angeordnete Recheneinrichtung übertragen werden. Dann können geeignete Maßnahmen ergriffen werden.
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7 zeigt eine noch weitere schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Solarfoliensystems 700 im Installationszustand. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben. Für die anderen Komponenten des Solarfoliensystems 700 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Beispielsweise kann das Solarfoliensystem 700 auf einem Flachdach positioniert werden.
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Die Montagemodule 704 sind mittels eines Verbindungsmittels 708 (z.B. in der Art eines Reißverschlusses) mit einer Solarfolienvorrichtung 701 umfassend Solarfolienmodule 702 verbunden. Vorliegend ist die Querschnittsfläche eines Montagemoduls 704 im Wesentlichen halbkreisförmig bzw. D-förmig (im Füllzustand).
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Eine umlaufende Wand 730 (z.B. Kunststoffwand 730) bildet den mindestens einen Hohlraum des Montagemoduls 704. Wie zu erkennen ist, ist die Dicke D1 im Bereich der Kontaktfläche 732 größer als die Dicke D2 in einem angrenzenden Bereich (der keine Kontaktfläche mit einem Untergrund bildet).
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Ferner kann ein Montagemodul 704 mit (nicht gezeigten) Aussteifung/en an den Seiten 742, die sich von der Kontaktfläche aus erstrecken, gebildet sein. Ein Montagemodul 704 kann derart mit einem Füllmaterial, z.B. Wasser, befüllt werden, dass das Montagemodul 704 relativ schlaff bleibt. Dies ermöglicht einen besonders guten Kontakt zum Flachdach 740 bei gleichzeitig ausreichender Beabstandung. Wie oben beschrieben, kann die Kontaktfläche 732 mit einem Schutzmaterial beschichtet sein.
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Schließlich zeigt 8 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Installierung eines Solarfoliensystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Solarfoliensystems.
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In einem ersten Schritt 801 kann, insbesondere am Installationsort des Solarfoliensystems, mindestens eine Solarfolienvorrichtung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Bereitstellung das Verbinden von mindestens zwei Solarfolienmodulen zur Bildung der Solarfolienvorrichtung umfassen, wie oben beschrieben wurde.
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In einem nächsten Schritt 802 kann mindestens ein zuvor beschriebenes Montagemodul am Installationsort mit der bereitgestellten Solarfolienvorrichtung verbunden werden, wie zuvor beschrieben wurde.
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Dann kann in Schritt 803 der mindestens eine Hohlraum des Montagemodul zu Installationszwecken mit einem Füllmaterial (Luft, Wasser und/oder Sand, etc.) zumindest teilweise befüllt werden. Beispielsweise kann die Solarfolienvorrichtung zuvor mit einem ersten Befestigungsmittel an einem zweiten Befestigungsmittel (welches sich beispielsweise an einer Fassade, Wand, Metallgerüst, etc. befinden kann) befestigt werden. Eine einfache, effiziente und zuverlässige Installierung am Installationsort ist gewährleistet.
