DE102021113082A1

DE102021113082A1 - Faltbare Fotovoltaik-Einheit

Info

Publication number: DE102021113082A1
Application number: DE102021113082.4A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fotovoltaik-Modul (02) zum Erzeugen elektrischen Stroms, wobei das Modul (02) umfasst:• einen Rahmen (04) mit zumindest einer Unterseite, einer Rückseite, einer der Rückseite gegenüberliegenden Vorderseite, einer linken Seite und einer der linken gegenüberliegenden rechten Seite;• eine oder mehrere an dem Rahmen befestigte und auf dessen Vorderseite angebrachten Solarzellen (06);• zumindest ein an der linken Seite des Rahmens angebrachtes Gelenkelement (08) und/oder zumindest ein an der rechten Seite des Rahmens angebrachtes Gelenkelement (08);• zwei Verbindungskabel zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit anderen Modulen (02), einer Batterie und/oder einem Stromnetzwerk;• vorzugsweise zumindest einer an der Unterseite des Rahmens angebrachten Rollvorrichtung (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Fotovoltaik (PV)-Anlage, die nicht fest installiert ist, sondern bei der mehrere PV-Module zu Einheiten (Cluster) verbunden sind und zusammengeklappt in Standard-Containern transportiert werden können. Die Einheiten können individuell und manuell am Ort der Stromerzeugung, wie eine Ziehharmonika, aufgeklappt werden.
Von den Containern zum Ort der Stromerzeugung können die Einheiten mittels am Rahmen befestigter Reifen und einsteckbarer Handgriffe gerollt und mittels Gelenkelementen zwischen den PV-Modulen aufgeklappt werden. Vor Ort können mehrere Einheiten über an jeweils gleicher Stelle auf der Rückseite der PV-Module vorkonfektionierte Kabel und Stecker kombiniert und verbunden werden und mittels auf der Rückseite angebrachter ausziehbarer und/oder aufklappbarer Bügel auf dem Gelände abgelegt und entsprechend dem Sonnenstand ausgerichtet werden.
Eine vorkonfektionierte Einheit (Cluster) kann mehrere identische Fotovoltaik (PV)-Module von gleicher Abmessung und gleichem Gewicht umfassen.
In einer Ausführungsform ist das Abdeckungsglas der PV-Module mit einer durchsichtigen Schutzfolie, wie bei einem Handy, versehen, um Risse oder Beschädigungen des Glases zu vermeiden.
Jedes der Module umfasset einen Rahmen, auf dessen Vorderseite Solarzellen angebracht sind. Der Rahmen kann in einer Ausführungsform ein verstärkter Rahmen aus Aluminium, Metall oder einem Verbundstoff sein. Die Verstärkung bewirkt, dass verschiedene Teile besser am Rahmen befestigt werden können.
Vorzugsweise ist die Rückseite des Rahmens verstärkt, damit hier mechanische Teile befestigt werden können.
Die einzelnen Solarmodule sind jeweils mit zumindest einem Gelenkelement untereinander verbunden. Das Gelenkstück ist vorzugsweise ein Klappelement und besonders bevorzugt ein Scharnier. Besonders bevorzugt sind die Module untereinander mit jeweils derselben Anzahl an Gelenkstücken verbunden. Als Gelenkelemente können beispielsweise Industriescharniere verwendet werden. Die Verwendung von einheitlichen Gelenkelementen bewirkt in vorteilhafter Weise, dass immer die gleichen Abstände zwischen den PV-Modulen gewahrt sind und sie dadurch besser zusammengefaltet werden können.
Die Einheiten können zusammengeklappt in Standard-Containern zum Aufstellungsort transportiert werden. Das spart Transportverpackungen und Stauraum.
Jedes Modul ist - im senkrechten Zustand - mit einer Rollvorrichtung versehen. Die Rollvorrichtung ist vorzugsweise ein Reifen, der besonders bevorzugt mit Luft gefüllt ist. Die Rollvorrichtung ist bei jedem Modul an der Unterseite des Rahmens angebracht. Dabei sind die Rollvorrichtungen vorzugsweise an den Modulrahmen versetzt angebracht, sodass durch das versetzte Anbringen der Rollvorrichtungen sich die Modul-Einheiten (Cluster) besser zusammenklappen lassen, da sich die Rollvorrichtungen im zusammengeklappten Zustand der Einheit nicht gegenseitig behindern.
In einer Ausführungsform sind die Module in Reihe geschaltet, sodass es ein erstes und ein letztes Modul in der Reihe gibt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind an den beiden Außenseiten einer Einheit (Cluster), also am ersten und am letzten Modul, Löcher bzw. Aussparungen vorgesehen, sodass sich hier vorkonfektionierte Griffelemente, insbesondere Griffe aus Kunststoff, einführen lassen, um eine zusammengeklappte Modul-Einheit (Cluster) mittels der Rollvorrichtungen auch in unwegsamerem Gelände kontrolliert manövrieren und bewegen zu können.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist jedes Modul an seiner linken Seite und an seiner rechten Seite die Löcher oder Aussparungen zum Befestigen eines Griffelements auf, sodass die Griffelemente je nach Bedarf in das erste und letzte Modul eingeführt werden können.
Die einzelnen Module sind auf der Rückseite des Rahmens mit Kabeln zur Weiterleitung des Stroms versehen. Die Kabel sind vorzugsweise vorkonfektioniert, standardisiert, bruch- und/oder witterungsunempfindlich. Mehrere Modul-Einheiten (Cluster) lassen sich über Steckverbindungen zwischen den linken und rechten Seiten je einer Modul-Einheit (Cluster) miteinander verbinden, sodass eine beliebige Erweiterung der Modul-Einheiten (Cluster) zu einer größeren Fläche möglich ist. Durch das Zusammenstecken der Einheiten zu größeren Flächen sind die Einheiten skalierbar.
Am Ort der Stromerzeugung angelangt, lassen sich die PV-Einheiten (Cluster) schnell auseinanderklappen sich so schnell in einen betriebsbereiten Zustand bringen.
Durch die Verbindung der PV-Module mittels der Gelenkelemente lässt sich auch im hügeligen oder gewellten Gelände Strom mittels einer PV-Anlage erzeugen, ohne dass es zu einer sonst notwendigen vorherigen Bodenbearbeitung (Planieren) kommen muss. In einer alternativen Ausführungsform können andere Gelenkformen verwendet werden.
Am gewünschten Ort der Stromerzeugung angekommen lassen sich die Module über ausklappbare und/oder ausziehbare Bügel auf der Rückseite der PV-Module im optimalen Winkel zum Sonnenstand, entsprechend zur Jahreszeit, ausrichten und ablegen. In einer Ausführungsform können die ausklappbaren und/oder ausziehbaren Bügel über einen Elektro-Stellmotor ausgeklappt und/oder ausgezogen werden.
Die PV-Anlage kann zusätzlich durch das Auslegen von Beschwerungselementen, vorzugsweise in Form von vorgefertigten Betonelementen, mit entsprechenden Aussparungen über die Metallverbindungen zwischen den Reifen und der Rahmenunterseite und die ausklappbaren und -ziehbaren Bügel auf der Rückseite jedes PV-Moduls gegen ein mögliches Wegfliegen bei Sturm gesichert werden. Das dient gleichzeitig auch einem möglichen Diebstahlschutz.
Einzelne Modul-Einheiten (Cluster) können Strom für eine Batterie erzeugen. Dazu kann eines oder mehrere Module eine Batterie aufweisen. Mehrere Modul-Einheiten (Cluster) können zusammengesteckt sich so in Reihe geschaltet (Skalierbarkeit) werden. Sie können den erzeugten Strom beispielsweise auch über vor Ort fest installierte Wechselrichter und Trafo-Stationen in das örtliche Stromnetz abgeben.
Auch ohne eine explizite Umzäunung besteht keine elektrische Gefahr. Die Kabelverlegung ist vorzugsweise sicher konzipiert und es besteht keine Gefahr eines Kabelabrisses. Es besteht zudem keine mechanische Gefahr (kein Quetschen, Schneiden, Klemmen) und die PV-Anlage ist standsicher auch bei Starkböen.
Figurenliste
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung und anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft erfindungsgemäße Gegenstände dargestellt sind. Merkmale, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Merkmale nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Einheit umfassend vier Fotovoltaik-Module. 1

1 zeigt die schematische Darstellung einer PV-Einheit 01 (Cluster). Die Einheit 01 umfasst vier PV-Module 02. Jedes der Module besitzt einen Rahmen 04 auf dem Solarzellen 06 aufgebracht sind. Die Solarzellen 06 der Module 02 können untereinander in Reihe geschaltet werden, in dem sie durch Kabel auf der Rückseite des Rahmens (nicht dargestellt) elektrisch miteinander verbunden werden.
Mechanisch sind die Module 02 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Gelenkelemente 08 miteinander verbunden. Wenn die Module 02 gelagert oder transportiert werden, können sie an den Gelenkelementen zusammengefaltet werden, sodass sie weniger Raum einnehmen.
Die Einheit 01 kann über die Rollvorrichtungen 10 bewegt werden. Jedes Modul 02 besitzt eine Rollvorrichtung 10. In alternativen Ausführungsformen kann ein Modul 02 auch mehrere Rollvorrichtungen 10 umfassen. Die Rollvorrichtungen 10 sind an den Modulen 02 versetzt zu einander angeordnet. Das bedeutet, dass die Rollvorrichtungen 10 beim Zusammenfalten der Einheit 01 sich nicht gegenseitig blockieren und das Zusammenfalten vereinfacht wird.
An den in der 1 dargestellten linken und rechten Seiten der Einheit 01 weisen die äußeren Module 02 jeweils Handgriffe 12 auf, an denen die Einheit 01 festgehalten und sicher auch über unwegsames Gelände manövriert werden kann.
Bezugszeichenliste

01: PV-Einheit
02: PV-Modul
04: Rahmen
06: Solarzellen
08: Gelenkelement
10: Rollvorrichtung
12: Handgriff

Claims

Fotovoltaik-Modul (02) zum Erzeugen elektrischen Stroms, wobei das Modul (02) umfasst: • einen Rahmen (04) mit zumindest einer Unterseite, einer Rückseite, einer der Rückseite gegenüberliegenden Vorderseite, einer linken Seite und einer der linken gegenüberliegenden rechten Seite; • eine oder mehrere an dem Rahmen befestigte und auf dessen Vorderseite angebrachten Solarzellen (06); • zumindest ein an der linken Seite des Rahmens angebrachtes Gelenkelement (08) und/oder zumindest ein an der rechten Seite des Rahmens angebrachtes Gelenkelement (08); • zwei Verbindungskabel zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit anderen Modulen (02), einer Batterie und/oder einem Stromnetzwerk; • vorzugsweise zumindest einer an der Unterseite des Rahmens angebrachten Rollvorrichtung (10);
Modul (02) nach Anspruch 1, wobei der Rahmen (04) auf der linken Seite und/oder der rechten Seite Löcher und/oder Aussparungen zum Befestigen eines Griffelements (12) umfasst.
Modul (02) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Rollvorrichtung (10) ein Rad mit einem Reifen umfasst.
Modul (02) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Lager der Rollvorrichtung (10) um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist.
Modul (02) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Position der Rollvorrichtung (10) an der Unterseite des Rahmens (04) frei wählbar ist.
Modul (02) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmen (04) auf der Rückseite zumindest einen ausklappbaren und/oder ausziehbaren Bügel zum Einstellen der Ausrichtung der Solarzellen am Sonnenstand aufweist.
Modul (02) nach Anspruch 6, wobei das Modul (02) fernen einen Elektro-Stellmotor umfasst, der dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Bügel auszuklappen und/oder auszufahren.
Modul (02) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in der Unterseite des Rahmens (04) eine Aufnahme für ein Beschwerungselement ausgebildet ist.
Modul (02) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Modul ferner eine Batterie umfasst.
Fotovoltaik-Einheit (01) umfassend zwei oder mehrere Module (02) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Module (02) jeweils über ihre Kabel in Reihe geschaltet sind und wobei jeweils zwei zueinander benachbarte Module (02) jeweils über ihre Gelenkelemente (08) mechanisch und faltbar miteinander verbunden sind, wobei die Rollvorrichtungen (10) der Module (02) vorzugsweise an unterschiedlichen Positionen relativ zur Unterseite ihres Rahmens (04) angeordnet sind.