DE102021005358A1 - Schwimmende Fotovoltaik-Insel mit Nachführung zum Sonnenstand - Google Patents

Schwimmende Fotovoltaik-Insel mit Nachführung zum Sonnenstand Download PDF

Info

Publication number
DE102021005358A1
DE102021005358A1 DE102021005358.3A DE102021005358A DE102021005358A1 DE 102021005358 A1 DE102021005358 A1 DE 102021005358A1 DE 102021005358 A DE102021005358 A DE 102021005358A DE 102021005358 A1 DE102021005358 A1 DE 102021005358A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
island
floating
profile
fixed
sun
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021005358.3A
Other languages
English (en)
Inventor
wird später genannt Erfinder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIEDTKE HANS UWE
Original Assignee
TIEDTKE HANS UWE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIEDTKE HANS UWE filed Critical TIEDTKE HANS UWE
Priority to DE102021005358.3A priority Critical patent/DE102021005358A1/de
Publication of DE102021005358A1 publication Critical patent/DE102021005358A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/4453Floating structures carrying electric power plants for converting solar energy into electric energy

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Schwimmende, auf einem Ponton(Fig.1) dem Sonnenstand nachführende Anlage zum Tragen von Fotovoltaik-Paneelen(Fig.5) zur Herstellung von Elektroenergie (Strom)

Description

  • 1. Diese Erfindung von rotierenden, dem Sonnenstand nachgeführten Photovoltaik-Inseln, kann weltweit angewendet einen spürbaren Beitrag zu kostengünstiger „Grüner Energiegewinnung“ von Strom und Wasserstoff, sowie der Reduzierung von Kohlendioxyd mit geringen Investitionskosten, einen positiven Beitrag gegen die Klimaänderung leisten.
  • 2. Stand der Technik:
  • Es gibt zwar schon mehrere bis zu 100 qm einachsige PV-Nachführ-Anlagen und zweiachsige Nachführ-Anlagen mit bis zu 40 qm Fotovoltaik-Paneelen, deren Nachführ-Konstruktionen jedoch sehr teuer sind, so dass sich bei den zurzeit günstigen PV-Paneel- Beschaffungspreisen diese teure Aufrüstung kaum noch lohnt. Hinzu kommen die optische Störung, erhebliche Wartungskosten und ein großer Platzbedarf. Die fest auf Dächern betriebenen PV-Anlagen haben einen reduzierten Ertrag. Sie haben meistens nicht den optimalen Neigungswinkel, keine Südausrichtung und können nicht nachgeführt werden.
  • 3. Die Nachteile gegenüber dieser Erfindung:
  • Ähnliche wirtschaftliche Nachteile haben die großen PV-Freilandflächen, die auf gepachtetem Grund aufgestellt oder gekauft und gepflegt werden müssen. Es geht viel Landwirtschaftsfläche und viel Nutzfläche verloren. In letzter Zeit werden riesige schwimmende PV-Anlagen vorwiegend in den Niederlanden auf Wasserflächen installiert. Diese haben als Floating-Anlagen erhöhte Kosten und können der Sonne nicht nachgeführt werden. Die Wartung dieser Floating- PV-Anlagen ist sehr kostenintensiv. Nur langfristig werden sich diese Anlagen rentieren.
  • 4. Chancen am Markt:
  • Mit der hier vorgestellten Erfindung können die weltweit größten und billigsten dem Sonnenstand nachgeführten PV-Anlagen errichtet werden mit bis zu etwa 2 Megawatt Leistung. Entscheidend für einen wirtschaftlichen Erfolg sind preisgünstige Konstruktionen, die keine höheren Anlage- und Nebenkosten verursachen, als die Freilandanlagen bei gleichem Energiegewinn. Es gibt unzählige Wasserflächen auf Binnenseen, Stauseen, Kiesgruben, Teichen, Ödland und Grundstücke, die sich für die drehenden PV-Inseln eignen, ebenso wie tausende abgelegene Dörfer in Entwicklungsländern und auf Inseln, die mit diesen PV-Inseln mit günstigem Strom versorgt werden können.
  • 5. Diese Erfindung besitzt ein Alleinstellungsmerkmal:
  • Eine geplante, durchkalkulierte PV-Insel mit einem Durchmesser von 116 m und 10.550 m2 Fläche zeigt, dass die Herstellungskosten einer einachsigen PV-Anlage auf einer rotierenden Insel nach diesem Konstruktionssystem um 26 bis 28 % billiger ist, als eine Freilandanlage mit gleicher Leistung. Eine Freilandanlage benötigt für den gleichen Ertrag 35 - 40 % mehr PV-Paneele. Je größer die PV-Insel ist, je günstiger ist der m2-Energieertrag im Verhältnis zu den Gestehungskosten. Anstelle teurer Einzelfundamente, die die>Bodenneigung ausgleichen müssen werden hier auf der immer ebenen Wasserfläche, viel billigere Hartschaum-Pontons verwendet. Die Rendite mit diesen PV-Inseln ist durch die Sonnenstandnachführung um 35 - 40% viel höher, als bei feststehenden PV-Anlagen., Auf beschatten Wasserflächen bleiben die Paneele zudem noch kühler mit erhöhtem Wirkungsgrad gegenüber Dach- und Freilandanlagen. Durch die Nutzung von Wasserflächen fallen keine Pacht, Grunderwerbs und Pflegekosten an. Es wird kaum Bürgerinitiativen gegen schwimmende Anlagen geben, die viele Anlagen verhindern und verzögern.
  • Die Konstruktion:
    • Diese Erfindung verzichtet ganz auf teure Kunststoff- Steg-Systeme. Hier werden auf wasserbeständigen Schaumblöcken (1) Metallgitter (2) eingefügt. Auf dem Gitter steht die Tragekonstruktion (4/1) (4/2) mit den PV-Paneelen (4/3). Zwischen den PV-Paneelen sind leichte Wartungsstege (3) montiert, welche die Konstruktion zusätzlich gegen Wind stabilisieren. Weitgehend vorgefertigte Konstruktionssysteme(4/1+2) erlauben es die Insel vom Ufer aus (5/3) in kurzer Zeit zusammenzufügen. Sie wächst beim Bau komplett montiert in die Wasserfläche hinein. Die PV-Inseln können dann an jeden Ort innerhalb der Wasserfläche gezogen werden.
  • Um die kreisrunde PV-Insel wird ein vertikal aufgestelltes U-Profil (Fif.2/3) (5/7) fest mit dem Stahlgitter (2/3) verbunden. Im U-Profil läuft eine Endloskette (5/2), die von einer Ankerwinde (5/3) angetrieben wird. Durch den Druck der Kette auf die Positionsrä-der(5/4) bleibt die Insel vom Ufer 5/3 immer auf Position und richtet sich immer nach dem Sonnenstand aus. Zu beiden Seiten der Insel positionierte Windsicherungsräder (5/6) sichern die PV-Inseln gegen seitliche Sturmbelastung ab. Für die sehr langsame Drehung der PV-Insel wird nur wenig Kraft benötigt. Dieses geplante Beispiel kann unter günstigen Voraussetzungen 1.600.000 KW = 1,6 MWp Strom liefern.
  • Der Markt:
    • In allen Ländern weltweit, in Wüsten, Savannen, Ödland, in Entwicklungsländern und überall dort, wo günstiger Strom benötigt wird, kann man auf ebenen Flächen dem Strombedarf angepasste schwimmende PV-Inseln auf runden 50 cm tiefen Wasserflächen installieren. Dazu braucht man nur 45 bis 50 cm hohe kreisrunde Wände aufzustellen und die Flächen mit Folien abzudichten. Nach dem Einfüllen von Wasser, in frostgefährdeten Gebieten mit Salzwaser, schwimmt die Anlage und lässt sich, wie beschrieben, nach dem Sonnenstand ausrichten. Das Wasser wirkt auf die Insel wie ein Kugellager. Die Eintauchtiefe der Pontonblöcke ins Wasser beträgt nur 28 bis 30 cm. Der Strom aus diesen PV-Inseln kann auch zur Herstellung von „grünem Wasserstoff“ genutzt werden.

Claims (10)

  1. Schwimmende, auf einem Ponton(1) dem Sonnenstand nachführende Anlage zum Tragen von Fotovoltaik-Paneelen(5) zur Herstellung von Elektroenergie (Strom)
  2. Dadurch gekennzeichnet: dass die Anlage als kreisrunde, schwimmende Insel nach Anspruch 1(2, 3, 4, 5) um deren Mittelpunkt (5/8)gedreht wird.
  3. Dadurch gekennzeichnet, dass alle Schwimmkörper nach Anspruch 1 (1) aus kompakten, wasserresistenten Hartschaumblöcken bestehen und zusammen einen Ponton bilden, der aus einem Metallgitternetz(2) zusammengehalten wird.
  4. Dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseite der Schwimmkörper (1) in Drehrichtung der Insel zeigen.
  5. Dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmkörper (1) unter einem kreuzweise befestigten Hohlprofil-Metallgitternetz (1) und 2) fixiert werden.
  6. Dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzungspunkt des Metallgitternetzes das Fundament für die Fotovoltaik-Paneele bildet.
  7. Dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu allen Fotovoltaik-Paneelen Service-Stege auf die Metallgitter befestigt sind.
  8. Dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Kreis gebogenes Metall-U-Profil (2/3 + 5/7) die Insel umschließt, befestigt auf dem Metallgitternetz (2/1+2)
  9. Dadurch gekennzeichnet, dass die Insel von einer Ankerwinde (5/1) mit einer Endloskette Kette (5/2) welche im U-Profil die Insel umschließt gegen die Positionshaltungsräder (5/4) drückt und damit die Insel auf Position vor dem Ufer 5/3) hält.
  10. Dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionsänderung der PV-Insel von zwei im Boden fixierten Rädern (5/6) im U-Profil (5/7) vor starkem Wind verhindert wird.
DE102021005358.3A 2021-10-28 2021-10-28 Schwimmende Fotovoltaik-Insel mit Nachführung zum Sonnenstand Pending DE102021005358A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021005358.3A DE102021005358A1 (de) 2021-10-28 2021-10-28 Schwimmende Fotovoltaik-Insel mit Nachführung zum Sonnenstand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021005358.3A DE102021005358A1 (de) 2021-10-28 2021-10-28 Schwimmende Fotovoltaik-Insel mit Nachführung zum Sonnenstand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021005358A1 true DE102021005358A1 (de) 2023-05-04

Family

ID=85983993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021005358.3A Pending DE102021005358A1 (de) 2021-10-28 2021-10-28 Schwimmende Fotovoltaik-Insel mit Nachführung zum Sonnenstand

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021005358A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rosa-Clot et al. Floating photovoltaic plants and wastewater basins: an Australian project
EP2299499B1 (de) Schwimmende Photovoltaik-Anordnung
DE60320400T2 (de) Vorrichtung für in tiefwasser angeordnete windenergiestation
WO2009000249A2 (de) Vorrichtung zur energie- und süsswassererzeugung im meer
DE102006019753A1 (de) Solarkollektor zur schwimmenden Aufnahme auf einem Gewässer, sowie Solarkraftwerk mit einer Vielzahl solcher Solarkollektoren
DE102009008211B4 (de) Energiegewinnung aus Wellen oder Impulsen
US20070057518A1 (en) Reservoirs in the air and reservoirs on the water
DE102006059233A1 (de) Verfahren zur wechselweisen Ein- und Ausspeicherung von Energie sowie Speichervorrichtung hierfür
DE102012213213B4 (de) Schwimmplattform für Windkraftturbinen
WO2016124250A1 (de) Plattformvorrichtung
KR102258811B1 (ko) 갯벌에 솔라셀 패널 구축하는 방법과 시스템
EP1029130A1 (de) Schutzelement, solche elemente umfassende vorrichtungen sowie verfahren zum schützen eines gebietes vor hochwasser oder lawinen
WO2014005626A1 (de) Schwimmfähiges solaranlagenmodul und solaranlage
EP2724381A1 (de) Schwimmfähige tragstruktur für eine solareinheit einer solaranlage und solaranlage
DE202008006347U1 (de) Tragsystem für eine Photovoltaikanlage
DE102021005358A1 (de) Schwimmende Fotovoltaik-Insel mit Nachführung zum Sonnenstand
DE102008031042B4 (de) Modulare Schwimmeinheit für Wind- und Strömungsenergieanlagen auf See
DE10219083A1 (de) Produktionsschiff
DE102010054277A1 (de) Pumpspeicherkraftwerk mit Solar- und Windkraftwerk, Grundwasserstausee und Hochbehälter
WO1987005078A1 (en) Device for exploiting the wave energy of surface water and a wave power station which contains at least one such device
DE102013019229B4 (de) Gezeitengenerator
CH705824A2 (de) Solaranlage mit einachsiger und zweiachsiger Sonnennachführung.
JP5445318B2 (ja) 太陽電池パネル支持装置
AU753523B2 (en) Solar revolving float
KR102315011B1 (ko) 회전식 수상 태양광 발전장치

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest