DE102022003628A1

DE102022003628A1 - Energy-generating area and facility

Info

Publication number: DE102022003628A1
Application number: DE102022003628.2A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2024-04-04

Abstract

Energieerzeugende Fläche mit energieerzeugenden Modulen in Verbindung mit einer Tragstruktur, die vornehmlich im ländlichen oder urbanen Raum eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein biegsames Netz oder Netzgewebe oder eine Gitterfläche (10, 20, 30) zusammen mit energieerzeugenden Modulen (1, 11, 12, 13) die energieerzeugende Fläche bildet, wobei die Module (1, 11, 12, 13) zumindest über Stranghaltevorrichtungen (4, 17) in Verbindung mit Modulhalterungen (5) in oder über den Öffnungen (6) der Fläche so aufgenommen sind, dass zumindest die Energieausleitung über Leiter (8, 19, 23) entlang der in der Fläche liegenden Stränge (2, 3), Seile, Fäden oder Fasern erfolgt. Diese Fläche ist des Weiteren geeignet, um im urbanen oder ländlichen Raum Flächen zu überspannen oder über diese so anzuordnen, dass dadurch Pflanzen, Menschen und Gebäude vor Wetterereignissen geschützt werden.Energy-generating surface with energy-generating modules in conjunction with a supporting structure, which is used primarily in rural or urban areas, characterized in that a flexible net or mesh fabric or a grid surface (10, 20, 30) together with energy-generating modules (1, 11, 12, 13) forms the energy-generating surface, wherein the modules (1, 11, 12, 13) are held at least via strand holding devices (4, 17) in conjunction with module holders (5) in or above the openings (6) of the surface in such a way that at least the energy is discharged via conductors (8, 19, 23) along the strands (2, 3), ropes, threads or fibers lying in the surface. This surface is also suitable for spanning surfaces in urban or rural areas or for arranging them over them in such a way that plants, people and buildings are protected from weather events.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Energieerzeugende Fläche in Verbindung mit einer Tragstruktur und einer energieerzeugenden Anlage zur flexiblen Nutzung für den ländlichen und urbanen Lebensraum.Energy-generating area in conjunction with a supporting structure and an energy-generating plant for flexible use in rural and urban living spaces.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Photovoltaikanlagen bestehen in der Regel aus starren und neuerdings auch aus beweglichen Photovoltaikelementen, die im ländlichen Raum auf Ackerflächen eingesetzt werden. Diese stehen auf hohen Stützen, damit Landmaschinen hierunter fahren können. Darüber hinaus werden Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) schon seit vielen Jahren auf Gebäudedächern zur Energieerzeugung eingesetzt. Bei den neusten Entwicklungen werden PV-Folien zur Herstellung ultraleichter Anlagen eingesetzt. Alle Anlagen haben das Ziel, auf möglichst kleiner Fläche eine hohe Strommenge zu erzeugen. Dabei werden immer großflächigere PV-Module eingesetzt. Insbesondere der hohe Flächenverbrauch von Solaranlagen im ländlichen Raum erzeugt mehr oder weniger versiegelte Flächen. Neuste Entwicklung zur Herstellung einer Zaunstruktur aus Photovoltaikmodulen hat zum Ziel, diese Art der Flächenversieglung zu reduzieren.Photovoltaic systems usually consist of rigid and, more recently, movable photovoltaic elements that are used on farmland in rural areas. These are mounted on high supports so that agricultural machinery can drive underneath them. In addition, photovoltaic systems (PV systems) have been used on building roofs to generate energy for many years. The latest developments use PV films to produce ultra-light systems. All systems aim to generate a high amount of electricity in the smallest possible area. PV modules are being used with ever larger areas. In particular, the high area consumption of solar systems in rural areas creates more or less sealed areas. The latest development for producing a fence structure from photovoltaic modules aims to reduce this type of surface sealing.

Zum Stand der Technik gehören wie in DE 10 2020 204 684 A1 Agri-Photovoltaik-Aufständerungen in Form von Posten, die mit Spannseilen verbunden sind. Darüber hinaus sind in DE 10 2021 000 667 A1 Leichtbau-Photovoltaikanlagen bekannt, bei dem die Module an einem Traggerüst befestigt sind und diese wiederum über Halteklötze an einer Wand verankert sein können. Des Weiteren kommen in DE 10 2020 124 058.9 aufgeständerte Photovoltaik-Anlagen zum Einsatz bei, dem die Module in gebogener Form miteinander verbunden sind.The state of the art includes, as in EN 10 2020 204 684 A1 Agri-photovoltaic mountings in the form of posts connected with tension cables. In addition, DE 10 2021 000 667 A1 Lightweight photovoltaic systems are known in which the modules are attached to a supporting frame and these in turn can be anchored to a wall using retaining blocks. EN 10 2020 124 058.9 Elevated photovoltaic systems are used in which the modules are connected to each other in a curved shape.

Die derzeitigen Lösungen haben den Nachteil, dass diese so gebaut sein müssen, um Umwelteinflüsse wie Wind, Regen und insbesondere Schneelasten standzuhalten. Kommt dabei noch eine stabile und starre Aufständerung zum Einsatz steigen die Errichtungskosten für derartigen Anlagen. Ferner werden diese Anlagen als dominant sichtbare Anlagen wahrgenommen, die das Erscheinungsbild von Landschaften erheblich beeinflussen.The current solutions have the disadvantage that they have to be built to withstand environmental influences such as wind, rain and especially snow loads. If a stable and rigid support is used, the construction costs for such systems increase. Furthermore, these systems are perceived as dominantly visible systems that significantly influence the appearance of landscapes.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Neuerung besteht vorzugsweise aus kleine Photovoltaikmodule die keine einheitliche Fläche bilden und nicht zum Ziel, haben die Energieausbeute pro Fläche zu optimieren, sondern in erster Linie den angreifenden Umwelteinflüssen wie Wind, Hagel und Schnee standzuhalten. Ferner eine Teilbeschattung herstellen, um unter diesen Anlagen sicher arbeiten zu können oder diese als flexible Schutzstruktur im Agar- und Forstbereich einzusetzen. Dabei soll eine eher im Hintergrund sichtbare nicht allzu dominante energieerzeugende Fläche zum Einsatz kommen. Die erweiterte Nutzungsart ist die Überspannung von größeren Flächen im urbanen Raum z. B. von Fußgängerzogen oder von Sportanlagen sowie das Ein- oder Auskleiden ganzer Gebäudekomplexe oder Bauwerksöffnungen. Um das zu erreichen, wird ein unterschiedlich nutzbares Gewebe oder Netz als weitestgehend flexibles (Gewebenetz) oder geometrisch gleichmäßiges Gewebe oder netzartiges Gitter als energieerzeugende Fläche eingesetzt. Ziel der Neuerung ist, dass Strom und/oder Warmwasser auch in den Bereichen erzeugt werden kann, in denen derzeit keine energetische Nutzung erfolgt oder deren Nutzung mit erheblichen Aufwendungen verbunden. Die Neuerung ist nicht nur zur Energiegewinnung nutzbar, sondern z. B. auch als flächiger Einbruchs- oder Hagelschutz. Natürlich werden die angesprochenen Energieformen in einem Speicher- oder Weiterleitungsnetz eingespeist.The innovation preferably consists of small photovoltaic modules that do not form a uniform area and do not aim to optimize the energy yield per area, but rather to withstand aggressive environmental influences such as wind, hail and snow. Furthermore, create partial shading in order to be able to work safely under these systems or to use them as a flexible protective structure in the agricultural and forestry areas. A not too dominant energy-generating surface that is visible in the background should be used. The extended type of use is the spanning of larger areas in urban areas, e.g. B. pedestrian malls or sports facilities as well as the cladding or lining of entire building complexes or building openings. In order to achieve this, a fabric or net that can be used in different ways is used as a largely flexible (fabric net) or geometrically uniform fabric or net-like grid as an energy-generating surface. The aim of the innovation is that electricity and/or hot water can also be generated in areas where there is currently no energy use or whose use involves considerable expenditure. The innovation can not only be used to generate energy, but also e.g. B. also as extensive burglary or hail protection. Of course, the forms of energy mentioned are fed into a storage or transmission network.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine energieerzeugende Fläche nach Anspruch 1 und einer energieerzeugenden Anlage nach Anspruch 10 zur Nutzung für den ländlichen und urbanen Lebensraum gelöst. Die folgenden oder abhängigen Ansprüche betreffen die vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung.The object is achieved according to the invention by an energy-generating area according to claim 1 and an energy-generating system according to claim 10 for use in rural and urban living spaces. The following or dependent claims relate to the advantageous embodiments of the invention.

Die Neuerung löst die Aufgabe durch eine energieerzeugende Fläche mit energieerzeugenden Modulen in Verbindung mit einer Tragstruktur, die vornehmlich im ländlichen oder urbanen Raum eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein biegsames Netz oder Netzgewebe oder eine Gitterfläche zusammen mit energieerzeugenden Modulen eine energieerzeugende Fläche bildet, wobei die Module zumindest über Stranghaltevorrichtungen in Verbindung mit Modulhalterungen in oder über den Öffnungen der Fläche so aufgenommen sind, dass zumindest die Energieausleitung über Leiter entlang der in der Fläche liegenden Stränge, Seile, Fäden oder Fasern erfolgt. Vorzugsweise sind dabei die Module im Überkreuzungs- oder Knotenbereich der Stränge oder direkt an zumindest einen Strang fixiert. Die Module können dabei festgelegt, beweglich oder hängend angeordnet sein.The innovation solves the problem through an energy-generating surface with energy-generating modules in connection with a support structure, which is primarily used in rural or urban areas, characterized in that a flexible network or mesh fabric or a grid surface together with energy-generating modules forms an energy-generating surface, whereby the modules are accommodated at least via strand holding devices in conjunction with module holders in or above the openings of the surface so that at least the energy is dissipated via conductors along the strands, ropes, threads or fibers lying in the surface. The modules are preferably fixed in the crossing or node area of the strands or directly to at least one strand. The modules can be fixed, movable or suspended.

Die Neuerung besitzt des Weiteren änderbare Öffnungsbereiche, welche durch die individuelle Anordnung der Module in der Fläche zum Ziel haben die sich durch Umwelteinflüsse ergebenen Anlagelasten und anliegenden Kräfte so gering wie möglich zu halten. Dabei können endständige Federn die Kräfte ableiten. Die hier angesprochenen Anlagelasten und Kräfte sind in erster Linie Wind- und Schneelasten, die auf das Netz oder das Gewebe bei waagerechter, schräger oder senkrechter Ein- oder Überspannung auftreten können. Insbesondere können diese im ungünstigsten Fall zusammen auftreten und zu Schäden an der Konstruktion führen. Die bevorzugte biegsame energieerzeugende Fläche wird aus Seilnetzen gebildet, die in einer offenen (siehe 3) oder geschlossen Form (siehe 2) oder alternativ aus einer Mischform aus diesen Formen hergestellt wird. Ein Merkmal der Neuerung ist, dass die Stränge in der Struktur in Abhängigkeit zur Gewebe- oder Netzsteifigkeit zumindest geringfügig bewegbar sind. Dabei ist die energieerzeugende Fläche als eine Fläche definiert, die Öffnungsbereiche und Photovoltaik und/oder Thermo-Photovoltaik oder Solarthermomodule aufweist, wobei diese in der Fläche verteilt vorliegen. Diese Fläche wiederum ist mit einem Traggerüst verbunden oder zwischen beabstandeten Halteteilen oder Haltestrukturen wie, z. B. Pfeiler oder Türme, eingespannt.The innovation also has adjustable opening areas, which aim to keep the system loads and forces resulting from environmental influences as low as possible through the individual arrangement of the modules in the area. End springs can Dissipate forces. The system loads and forces referred to here are primarily wind and snow loads that can occur on the net or fabric when it is tensioned horizontally, diagonally or vertically. In the worst case, these can occur together and lead to damage to the structure. The preferred flexible energy-generating surface is formed by rope nets that are laid in an open (see 3 ) or closed form (see 2 ) or alternatively from a hybrid of these forms. A feature of the innovation is that the strands in the structure are at least slightly movable depending on the fabric or mesh stiffness. The energy-generating surface is defined as a surface that has opening areas and photovoltaics and/or thermo-photovoltaics or solar thermal modules, which are distributed over the surface. This surface is in turn connected to a supporting framework or clamped between spaced-apart support parts or support structures such as pillars or towers.

Die vorzugsweise einzusetzenden Netz- und Gewebearten bestehen aus Strängen wie Stahlseile, Stahlfasern oder Stahlfäden, die z. B. über Strangverbinder oder -fixierungen festgelegt sind oder aus geeignete Netz- oder Gewebestrukturen deren Stränge verwoben sind. An Seilverbinder können energieerzeugende Module zumindest im Überkreuzungsbereich von Strängen fixiert werden. Derartige Seil-Vorrichtungen sind vorteilhaft, weil insbesondere Edelstahlstahlnetze sehr langlebig und stabil gegen Umwelteinflüsse sind und darüber hinaus auch Stromleiten können. Alternativ sind auch übliche grobmaschige Drahtzaungewebe oder Drahtnetze nutzbar (Weidezäune). Drahtseilnetze haben den Vorteil, dass diese über geeignete Verbinder und Verbindungsvorrichtungen (Vorrichtungen mit weiteren technischen Funktionen) ein stabiles Netz bilden und dieses Netz zur Halterung von Solarzellen nutzbar ist. Hier können die sich überlappenden oder sich überkreuzenden Gewebe- oder Seilstränge über Seilverbinder fixieren oder miteinander verknotet sein. Gewebe besitzen herstelltechnische Vorteile, weil in einer Maschine entweder die Kett- oder die Schussfäden vorzugsweise innenliegende verkapselte Stromleiter enthalten können oder zumindest die Kettfäden oder Seile außenliegend einen Stromleiter aufweisen. Damit ist bei Gewebe die maschinelle Herstellweise dieser Strukturen angesprochen.The types of net and fabric that are preferably used consist of strands such as steel cables, steel fibers or steel threads, which can be used, for example: B. are fixed via strand connectors or fixings or from suitable network or fabric structures whose strands are woven. Energy-generating modules can be fixed to cable connectors, at least in the crossing area of strands. Such rope devices are advantageous because stainless steel nets in particular are very durable and stable against environmental influences and can also conduct electricity. Alternatively, standard coarse-meshed wire fence fabrics or wire nets can also be used (pasture fences). Wire rope nets have the advantage that they form a stable network using suitable connectors and connecting devices (devices with additional technical functions) and this network can be used to hold solar cells. Here the overlapping or crossing strands of fabric or rope can be fixed using rope connectors or knotted together. Fabrics have manufacturing advantages because in a machine either the warp or weft threads can preferably contain internal encapsulated electrical conductors or at least the warp threads or ropes have an external electrical conductor. In the case of tissue, this refers to the mechanical production of these structures.

Ein Vorteil der Neuerung ist, dass die Stromausleitung vorzugsweise entlang der vorhandenen Stränge der Netz- oder Gewebestruktur erfolgen kann und sich damit an der Flächenstruktur orientiert. Das hat den Vorteil, dass insbesondere die tragenden Netze oder Gewebe keine herunterhängenden Stromleitungen aufweisen und sparsam ein Stahlseil oder Strang z. B. zwei Funktionen übernimmt: Eine tragende und eine stromweiterleitende Funktion.One advantage of the innovation is that the current can preferably be conducted along the existing strands of the network or fabric structure and is therefore based on the surface structure. This has the advantage that, in particular, the supporting nets or fabrics do not have any hanging power lines and a steel cable or strand can be used sparingly, for example. B. takes on two functions: a load-bearing function and a current-transmitting function.

Vorzugsweise befinden sich an den Knoten- oder Kreuzungspunkten der Netze oder der Gewebe Stranghaltevorrichtungen, die zusammen mit geeigneten Modulhalter bzw. Modulfixierungen die Module fixieren. Die Modulhalter sich dabei oberhalb oder seitlich an den Seil- oder Strangverbinder angebracht. Vorgesehen ist, dass die Stranghaltevorrichtungen vorzugsweise die Energieleitungen der Module z. B. über Anschlussvorrichtungen verbinden, lösbar halten oder fixieren. Anschlussvorrichtungen stellen dabei vorzugsweise einen lösbaren Klemmkontakt oder Anschluss zu einer innenliegenden Leitung so her, dass eine Ein- und/oder Ausleitung von Energie möglich ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass durch Eindrehen oder Einpressen eines Dorns über den Modulverbinder eine Verbindung zum Stromleiter am oder in dem Seilstrang herstellbar ist. Alternativ, können abschnittsweise Stecker entlang der Stränge vorhanden sein, über die eine Stromleitung ermöglicht wird. Des Weiteren können Sicherungsseile an den Halterungen oder den Seilen angebrachten sein, um die energieerzeugenden Module zusätzlich zu sichern. Ferner ist auch denkbar, dass hier Elektromotoren angebracht sind, um eine mehrachsige Bewegung der energetischen Module zu ermöglichen. Nach oben hin, besitzen die Modulverbinder vorzugsweise Vorrichtungen die entweder in Teile des Energiemoduls eingreifen, das Modul einklemmen oder über geeignete Verschraubungen fixieren.Preferably, there are strand holding devices at the nodes or crossing points of the nets or fabrics, which fix the modules together with suitable module holders or module fixations. The module holders are attached above or to the side of the rope or strand connector. It is intended that the strand holding devices preferably connect, detachably hold or fix the energy lines of the modules, e.g. via connection devices. Connection devices preferably create a detachable clamp contact or connection to an internal line in such a way that energy can be fed in and/or out. It can be provided that a connection to the current conductor on or in the rope strand can be established by screwing or pressing in a mandrel via the module connector. Alternatively, plugs can be present in sections along the strands, via which a power line is enabled. Furthermore, safety ropes can be attached to the holders or the ropes to additionally secure the energy-generating modules. It is also conceivable that electric motors are installed here to enable multi-axis movement of the energy modules. At the top, the module connectors preferably have devices that either engage in parts of the energy module, clamp the module or fix it in place using suitable screw connections.

Die Neuerung kann dabei so ausgestaltet sein, dass die energieerzeugenden Module beispielsweise verkapselt als Solar-, Solarthermie- oder Photothermie-Module vorliegen und dabei waagerecht, schräg oder senkrecht liegen, im oder am Gitter über Halterungen oder Verbinder vorzugsweise lösbar verbunden sind. Ferner zumindest in der Fläche selbst beweglich sein können oder bewegliche Flächenteile besitzen.The innovation can be designed in such a way that the energy-generating modules are encapsulated, for example, as solar, solar thermal or photothermal modules and are positioned horizontally, diagonally or vertically, and are preferably detachably connected in or on the grid via brackets or connectors. Furthermore, they can be movable at least in the surface itself or have movable surface parts.

Die Halterungen können dabei Halteadapter, Federn oder Schellen sein, die so ausgestaltet sind, dass über diese auch der erzeugte Strom oder die Wärme ausgeleitet wird. Die Montage der energieerzeugenden Module kann am Gewebe über Schraub- oder Klemmadapter oder zumindest einer der verkapselten Solar- oder Solarthermie oder Photo-Thermie-Module verbunden sein. Zur Sicherung der Solar- oder Thermie-Module können diese wiederum mit einer Sicherheitsleine oder anders gesichert werden.The holders can be holding adapters, springs or clamps, which are designed in such a way that the electricity or heat generated is also dissipated via them. The assembly of the energy-generating modules can be connected to the fabric via screw or clamp adapters or at least one of the encapsulated solar or solar thermal or photo-thermal modules. To secure the solar or thermal modules, they can be secured with a safety line or otherwise.

Es ist denkbar, dass die energieerzeugende Flächenstruktur ein Strom- und/oder Flüssigkeitsweiterleitungsgewebe oder- netz ausbildet und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Flächenstruktur Strom- oder Flüssigkeitsleitungen hält oder diese enthält oder selbst ein Stromleiter und/oder ein Flüssigkeitsleiter ist. Im Falle von Flüssigkeitsleitungen können diese wiederum zur Bewässerung von Pflanzen eingesetzt sein.It is conceivable that the energy-generating surface structure forms a current and/or liquid transmission fabric or network and is characterized in that the surface structure current or holds liquid lines or contains them or is itself a current conductor and/or a liquid conductor. In the case of liquid pipes, these can in turn be used to irrigate plants.

Bei einer anderen Weiterbildung der Neuerung werden PV- oder Teflonfolien eingesetzt, die mit einem Gewebe oder Netz entweder mechanisch verbunden, verklebt oder verschweißt sind. In another development of the innovation, PV or Teflon films are used, which are either mechanically connected, glued or welded to a fabric or network.

Diese Art der Verbindung ergibt einen ultraleichten und sehr beweglichen Gewebeverbund. Der Vorteil dieser Konstruktion ist, dass sich damit Körper, Gebäude oder Gegenstände umkleiden lassen und dadurch neuartige Flächennutzungsmöglichkeiten entstehen. Hierbei wird bevorzugt Architekturgewebe (Edelstahlgewebe) eingesetzt, das entgegen von Seilnetzen engmaschiger sein kann oder Folien z. B. aus ETFE (auch als energieerzeugende Folie), um eine ultraleichte Konstruktion zu ermöglichen.This type of connection results in an ultra-light and very flexible fabric composite. The advantage of this construction is that it can be used to cover bodies, buildings or objects, thereby creating new possibilities for using space. Architectural fabric (stainless steel fabric) is preferred here, which can have a tighter mesh than rope nets, or films such as ETFE (also as an energy-generating film) to enable an ultra-light construction.

Denkbar ist, dass mehrere energieerzeugende Gewebe- oder Netzflächen in einem Abstand voneinander übereinanderliegend so angeordnet sind, dass damit von unten oder oben her der Eindruck einer einheitlich erscheinenden geschlossenen Fläche entsteht. Die dabei beabstandete energieerzeugende Fläche bildet trotzdem eine geringe Angriffsfläche, da der Wind die einzelnen Ebenen jede für sich durchströmen kann, ohne dass dabei größere Kräfte entstehen. Insbesondere engmaschige Gewebeflächen haben den Vorteil, dass sich in Wüstenregionen an den Geweben der Wasserdampf oder Feuchtigkeit in der Luft zu Tröpfchen kondensiert und diese gesammelt werden, um Pflanzen zu bewässern. Letzteres wird weiter dadurch erhöht, dass die Netze oder Gewebe und/oder energieerzeugende Module vorzugsweise hängende oder gespannten Kondensationsfäden, dünne Stifte oder Halme aufweisen, damit die hieran kondensierten Tröpfchen zur Bewässerung einsetzbar sind.It is conceivable that several energy-generating fabric or mesh surfaces are arranged one above the other at a distance from one another in such a way that the impression of a uniformly appearing closed surface is created from below or above. The spaced energy-generating surface still forms a small attack surface, since the wind can flow through the individual levels without causing major forces. Close-meshed fabric areas in particular have the advantage that in desert regions, the water vapor or moisture in the air condenses into droplets on the fabric and these are collected to irrigate plants. The latter is further increased by the fact that the nets or fabrics and/or energy-generating modules preferably have hanging or tensioned condensation threads, thin pins or straws so that the droplets condensed thereon can be used for irrigation.

In einer gänzlich anderen Weiterbildung kann ein Energiegitter Öffnungsbereiche aufweisen, in denen sich drehende Solarzellen eingebracht sind. Werden diese wiederum zumindest an einer Seite mit einem Generator verbunden, so kann aus der Drehbewegung der Solarzellen bzw. des PV-Moduls zusätzlich Strom erzeugt werden. Hier sitzen die Solarzellen vorzugsweise auf einer Welle, die mit einem Generator verbunden ist. Zum Verständnis: Einerseits kann die Solarzelle zum Sonnenlicht über einen Generator bzw. einen Elektromotor ausrichtbar sein, um mit einem verbundenen Generator Strom zu erzeugen, andererseits zusätzlich eine durch eine Windkraft erzeugt Drehbewegung der Solarzelle über den Generator (Stromgenerator) Strom erzeugbar ist. Das ist deshalb möglich, weil Licht auf Grund der Lichtgeschwindigkeit auch in der Drehbewegung auf einer Solarfläche auftrifft und zur Stromerzeugung beiträgt.In a completely different development, an energy grid can have openings in which rotating solar cells are inserted. If these are in turn connected to a generator on at least one side, additional electricity can be generated from the rotational movement of the solar cells or the PV module. Here, the solar cells are preferably located on a shaft that is connected to a generator. To understand: on the one hand, the solar cell can be aligned with the sunlight via a generator or an electric motor in order to generate electricity with a connected generator, and on the other hand, a rotational movement of the solar cell generated by wind power can also generate electricity via the generator (power generator). This is possible because, due to the speed of light, light also hits a solar surface in the rotational movement and contributes to the generation of electricity.

Die vorzugsweise zum Einsatz kommende energieerzeugende Fläche kann aus gängigen amorphe, mono- oder polykristalline oder Dünnschicht-Solarzellen in der Größe von ca. 5 -15 x 5 - 15 cm oder deutlich größer hergestellt sein. Die Zellen sind vorzugsweise so verkapselt, dass diese auch als einzelne Solarzelle gegen Umwelteinflüsse geschützt ist. Damit entspricht die eingesetzte energieerzeugende Fläche nicht den üblichen zusammenhängenden großflächigen Modulen. Es versteht sich von selbst, dass anstelle einer einzelnen Solarzelle mehrere in der Fläche angeordnete Solarzellen ein Modul bilden, um Strom erzeugen können. Diese Module können dabei auch semitransparente Flächen bilden oder in einer Folie integriert sein. Letztere Solarzellen haben den Vorteil, dass diese leicht und über Ösen mit einem Gewebe verbunden werden können.The energy-generating surface that is preferably used can be made from common amorphous, mono- or polycrystalline or thin-film solar cells measuring approximately 5 - 15 x 5 - 15 cm or significantly larger. The cells are preferably encapsulated in such a way that they are protected against environmental influences even as a single solar cell. This means that the energy-generating surface used does not correspond to the usual connected large-area modules. It goes without saying that instead of a single solar cell, several solar cells arranged in the surface form a module to generate electricity. These modules can also form semi-transparent surfaces or be integrated into a film. The latter solar cells have the advantage that they can be easily connected to a fabric using eyelets.

Die Neuerung hat gegenüber den üblich eingesetzten PV-Modulen den Vorteil, dass insbesondere durch die Kleinflächigkeit unterschiedlich gestaltete und aufgebaute Solarzellen getestet werden können. Damit ermöglicht die Neuerung sich weiterbildende energieerzeugende Flächen oder voneinander getrennt arbeitende Flächenbereiche die einen Energiemix erzeugen können. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass größere Flächennetze ohne innenliegende Stützträger überspannbar sind. Trotz der großen überspannten Flächen ist der Beschattungsanteil klein, Windlasten haben geringe Angriffsflächen und durch die vorhandenen kleinen Anlageflächen können keine großen Schneelasten entstehen.The innovation has the advantage over the commonly used PV modules that, particularly due to the small area, differently designed and constructed solar cells can be tested. The innovation thus enables further developing energy-generating areas or areas that work separately from one another and can generate an energy mix. Further advantages arise from the fact that larger area networks can be spanned without internal support beams. Despite the large spanned areas, the proportion of shading is small, wind loads have small impact areas and the small contact areas present mean that no large snow loads can arise.

Alternativ sind kleine Solarthermie oder Photo-Solarthermiezellen denkbar, um Flüssigkeit zu erwärmen. Die Solarthermiezellen besitzen im Innern Leitungsbahnen, um Flüssigkeit aufnehmen zu können. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem Stand der Technik, jedoch mit dem Unterschied, dass hier kleinflächige Zellen zum Einsatz kommen. Denkbar sind aber auch Zellen oder Folienbeutel oder Module, die als Bioreaktoren z. B. zur Produktion von Algen dienen. Neuste Entwicklungen nutzen bereits erzeugte Wärme direkt zur Stromerzeugung.Alternatively, small solar thermal energy or photo solar thermal cells are conceivable to heat liquid. The solar thermal cells have conductive pathways inside so that they can absorb liquid. The structure essentially corresponds to the state of the art, but with the difference that small-area cells are used here. Cells or foil bags or modules that can be used as bioreactors, for example, are also conceivable. B. serve to produce algae. The latest developments use heat that has already been generated directly to generate electricity.

Eine bevorzugte Ausgestaltung einer Anlage mit einer energieerzeugenden Fläche ist mit geeigneten Stützstrukturen verbunden, wobei die energieerzeugte Fläche als Flächennetz oder Flächengewebe über freistehende Stützen oder Gerüststrukturen vom Erdboden beabstandet angeordnet wird. Im Falle von Seilnetzen können diese über eine Rahmung gehalten werden. Eine energieerzeugende Anlage kann dabei aus mehreren Rahmungen mit innenliegenden Netzen bestehen. Hier werden die einzelnen Seile des Seilnetzes mechanisch mit einer äußeren Rahmung fixiert oder das Netz über Schlaufen oder Litzen mit einer Gerüststruktur verbunden.A preferred embodiment of a system with an energy-generating surface is connected to suitable support structures, the energy-generated surface being arranged as a surface network or surface fabric at a distance from the ground via free-standing supports or scaffolding structures. In the case of rope nets, these can be held in place using a frame. An energy-generating system can consist of several frames with internal networks. Here, the individual ropes of the rope net are mechanically fixed with an external frame or the net is connected to a scaffolding structure via loops or strands.

Derartigen Anlagen bestehen vorzugsweise aus zumindest einer biegsamen energieerzeugenden Fläche als Neuerung, einem Wechselrichter und Stromzähler. Bei haustechnischen Anlagen können Stromspeicher und Zweirichtungszähler oder im Falle von wärmerzeugenden Anlagen Flüssigkeitspumpen und Warmwasserspeicher eingesetzt sein. Alternativ können in Freilandanlagen Träcking Systeme (Nachführsysteme) die Energieausbeute erhöhen.Such systems preferably consist of at least one flexible energy-generating surface as an innovation, an inverter and electricity meter. In the case of domestic systems, electricity storage units and bidirectional meters or, in the case of heat-generating systems, liquid pumps and hot water storage units can be used. Alternatively, tracking systems can increase the energy yield in outdoor systems.

Alternativ kommt die Neuerung in der Forstwirtschaft zum Einsatz, wobei Bäume zumindest ein Teil des Stützgerüstes bilden können oder in dieser Gerüststruktur eingebunden sind. Derartige Anlagen können ferner in Verbindung mit Windkraftanlagen eingesetzt werden, wobei die Türme der Windkraftanlage ein Stützpfeiler oder mehrere Windkraftanlagen zusammen ein Stütz- oder Haltegerüst bilden können. Je nach Ausgestaltung, Lage oder Orientierung zumindest von Modulflächen der energieerzeugenden Fläche unter den Windkraftanlagen können diese die Windradleistung verbessern. Insbesondere dann, wenn der hierüber strömende Wind nach oben abgelenkt oder erhitzt wird, um Windräder dadurch anzutreiben. Denkbar sind des Weiteren Gerüststrukturen aus dem Holzbau, die eine Halte- oder Stützstruktur so ausbilden, dass z. B. zwischen Pfählen die energieerzeugende Fläche gehalten werden kann.Alternatively, the innovation is used in forestry, where trees can form at least part of the support structure or are integrated into this framework structure. Such systems can also be used in conjunction with wind turbines, where the towers of the wind turbine can form a support pillar or several wind turbines together can form a support or holding structure. Depending on the design, position or orientation of at least the module surfaces of the energy-generating area under the wind turbines, these can improve the wind turbine performance. Particularly if the wind flowing over them is deflected upwards or heated in order to drive wind turbines. Also conceivable are framework structures from timber construction that form a holding or supporting structure in such a way that the energy-generating area can be held between piles, for example.

Baumarten wie die Robine, die Lärche oder Eiche bieten hier geeignete Holzarten mit den benötigten Stabilitäten und Haltbarkeiten an. Pfähle aus diesen Materialien, die im Erdreich verankert sind, bilden zwischen beabstandeten Pfählen eine Haltestruktur für Energiegewebe und damit einen Energiezaun oder zumindest eine Sichtschutzwand aus.Tree species such as robin, larch or oak offer suitable types of wood with the required stability and durability. Piles made of these materials, which are anchored in the ground, form a holding structure for energy fabric between spaced-apart piles and thus an energy fence or at least a privacy wall.

In einer anderen Nutzungsart können Photo-Solarthermie-Zellen oder -Module eingesetzt werden, um Wärme und Strom in einem Modul zu erzeugen. Dabei kann das Gewebe über Halterungen in senkrechter Anordnung ein beabstandeter Gebäudewandvorbau oder auf dem Gebäudedach aufliegend angebracht sein, um über geeignete Ab- und Zuleitungsnetze die erzeugte Energie in Strom und Wärme zumindest hiervon abzuleiten. Nicht ganz auszuschließen sind ferner größere beabstandete Wandvorbauten, die aus einer energieerzeugenden Gewebeflächen bestehen, um hiermit einen energetisch vorteilhaften Zwischenraum zur eigentlichen Gebäudehülle herzustellen. Diese Ausgestaltungsanordnung kann ferner zu einer gewollten Beschattung einer Fensterfront führen und dabei gleichzeitig auch eine Schutzstruktur darstellen, um einwirkende Windkräfte oder Hagelschlag an Fensterfronten zu reduzieren.In another type of use, photosolar thermal cells or modules can be used to generate heat and electricity in one module. The fabric can be attached via brackets in a vertical arrangement to a spaced building wall porch or resting on the building roof in order to divert the energy generated in electricity and heat at least from this via suitable outflow and supply networks. Larger spaced-apart wall porches, which consist of energy-generating fabric surfaces in order to create an energetically advantageous gap between the actual building shell, cannot be completely ruled out. This design arrangement can also lead to desired shading of a window front and at the same time also represent a protective structure in order to reduce wind forces or hail on window fronts.

Die Nutzungsmöglichkeiten einer energetischen Gewebefläche als energieerzeugende Anlagen sind vielfältig und dadurch gekennzeichnet, dass durch eine energieerzeugende Fläche zumindest eine Beschattung hergestellt wird, damit dahinterliegende Gebäudeteile oder Pflanzen vor zu hoher Sonneneinstrahlung geschützt werden. Insbesondere führt dies dazu, dass der Feuchtigkeitsverlust des Erdbodens reduziert ist und damit hier Pflanzen besser wachsen können sowie einen Sonnenbrand von empfindlichen Pflanzenteilen vermieden wird.The possibilities for using an energy fabric surface as an energy-generating system are diverse and are characterized by the fact that an energy-generating surface creates at least some shade so that parts of the building or plants behind it are protected from excessive sunlight. In particular, this leads to a reduction in the loss of moisture from the soil, allowing plants to grow better and preventing sunburn of sensitive parts of the plant.

Die Neuerung kann somit eine Pflanzenwachstumsanlage mit integrierter Energieerzeugung und Schutz- und/oder Bewässerungsvorrichtung für den ländlichen und urbanen Lebensraum nutzbar sein. Bei dieser Nutzungsart wird der Einsatz von Tröpfchen-Bewässerungsschläuchen oder von Tröpfchen-Bewässerungsnetzen verbessert, weil der Feuchtigkeitsverlust durch eine Teilbeschattung reduziert ist, wodurch wiederum der Anlagenbau zum Anbau von Pflanzen in trocknen Regionen z. B. Savannen- und Wüstenregionen auf dieser Erde ermöglicht wird.The innovation can therefore be a plant growth system with integrated energy generation and protection and/or irrigation device that can be used in rural and urban living spaces. With this type of use, the use of drip irrigation hoses or drip irrigation networks is improved because the loss of moisture is reduced through partial shading, which in turn makes plant construction for growing plants in dry regions, e.g. B. Savanna and desert regions on this earth are made possible.

In dieser Ausgestaltung kann die Anlage im urbanen Raum auf Hausdächern, in Gärten oder Parks fast autark eingesetzt werden. Dabei schützen derartige Anlagen im urbanen Raum nicht nur die Menschen oder Pflanzen unter der Anlage vor Starkregen oder Hagelschlag, sondern können auch dafür sorgen, dass bei extremen heißen Außentemperaturen Kühlungszonen für Mensch, Tier und Pflanzen im Stadtbereich entstehen.In this design, the system can be used almost self-sufficiently in urban areas on house roofs, in gardens or parks. Such systems in urban areas not only protect the people or plants under the system from heavy rain or hail, but can also ensure that cooling zones are created for people, animals and plants in urban areas when the outside temperatures are extremely hot.

Im ländlichen Raum können derartige Anlagen vorzugsweise zur seitlichen Ackerbegrenzung oder zum Schutz für Weidtiere auf Weideflächen eingesetzt werden. Vorteil der seitlichen Nutzungsanordnung ist, dass der Nutzpflanzenanbau mit kleinen Landmaschinen, insbesondere mit kleinen Bearbeitungsrobotern, wirtschaftlicher nutzbar ist. Von Vorteil ist, wenn in der Anlage eine elektronische Steuerung und geeignete Pumpen und Ventilsysteme vorhanden sind. In rural areas, such systems can preferably be used for lateral bordering of fields or to protect grazing animals on pastures. The advantage of the lateral usage arrangement is that crop cultivation with small agricultural machines, especially with small processing robots, can be used more economically. It is an advantage if the system has an electronic control and suitable pumps and valve systems.

Ein weiterer Vorteil ist, wenn die Energie der Anlagen als Speicher- und Ladestation für Fahrzeuge jeglicher Art genutzt werden kann.Another advantage is when the energy from the systems can be used as a storage and charging station for all types of vehicles.

Zusammenfassend verbessert die Neuerung in den unterschiedlichsten Lebensräumen eine Doppelnutzung, wodurch die Wirtschaftlichkeit von herkömmlichen Photovoltaikanlagen verbessert oder die Nutzungsarten derartiger Anlagen zumindest erweitert werden.In summary, the innovation improves dual use in a wide variety of habitats, thereby improving the economic viability of conventional photovoltaic systems or at least expanding the types of use of such systems.

Einsatzgebiete und AusführungsformenAreas of application and embodiments

Das bevorzugte Einsatzgebiet der Neuerung ist die Agri-Photovoltaik in ländlichen und forstwirtschaftlichen Betrieben. Dabei können großflächige energieerzeugende Anlagen auf Räume oder auf Flächen, die durch Kahlschlag betroffen sind, zum Einsatz kommen. Ferner können auch Ackerflächen in Dürreregionen so überspannt werden, dass durch ein feinmaschiges Gewebe oder mit kondensationsfördernden Vorrichtungen (hängenden Fäden) der Morgentau, sammelbar wird und während des Tages eine Teilbeschattung das Pflanzenwachstum verbessert.The preferred application area for this innovation is agri-photovoltaics in rural and forestry operations. Large-scale energy-generating systems can be used in rooms or on areas affected by clear-cutting. In addition, arable land in drought regions can be covered in such a way that the morning dew can be collected using a fine-meshed fabric or condensation-promoting devices (hanging threads), and partial shading during the day improves plant growth.

Das Einsatzgebiet von Anlagen mit energieerzeugenden Flächen erhöht sich insbesondere dann, wenn unterschiedliche oder gleichgestaltet energieerzeugende Flächen übereinander gelegt sind, um eine optimale Energienutzungsausbeute einer oder mehrerer Energieformen zu ermöglichen und dabei über die Öffnungsbereiche die Anlagekräfte ableitbar sind und so den Wettereinflüssen trotzen können.The area of application of systems with energy-generating surfaces increases particularly when different or similarly designed energy-generating surfaces are placed on top of each other in order to enable optimum energy utilization of one or more forms of energy and the system forces can be diverted via the opening areas and thus withstand the effects of the weather.

Das Einsatzgebiet ist jedoch nicht ausschließlich auf die ländliche Nutzung auf Ackerflächen beschränkt, sondern im urbanen Raum vielfältig nutzbar. Im urbanen Raum kann die Neuerung zwischen Gebäude verspannt sein oder wie ein Zeltdach Marktflächen oder Sportflächen überspannen. Bei diesen Ausführungsformen hat die Neuerung statische Vorteile und ermöglicht kostengünstige Anlagen, weil hier einfache Stützstrukturen einsetzbar sind. Alternativ kann z. B. die Umkleidung von Windtürmen und die dadurch erzeugte Erwärmung der Luft über den PV-Flächen bei einer hohen Winddurchlässigkeit zur Gebäudekühlung optimiert werden.However, the area of application is not limited exclusively to rural use on farmland, but can be used in a variety of ways in urban areas. In urban areas, the innovation can be stretched between buildings or span market areas or sports areas like a tent roof. In these designs, the innovation has static advantages and enables cost-effective systems because simple support structures can be used here. Alternatively, for example, the cladding of wind towers and the resulting heating of the air above the PV surfaces can be optimized for building cooling with high wind permeability.

Als interessantes Einsatzgebiet bietet die Neuerung die Möglichkeit, ganze Gebilde jeglicher Art zu umkleiden, was mit herkömmlichen energieerzeugenden Flächen nicht möglich ist. Entsprechend kann die Neuerung auf Gebäudedächern zum Einsatz kommen. Ein Gewebe oder Gitternetz mit energieerzeugenden Modulen kann über einfache Halterungen oder Fixierungen z. B. Seilfixierungen, ohne einen hohen technische Aufwand auf Gebäudedächern aufgelegt werden. Gewebefläche können aber auch vor einer Fensterfront das Gebäude schützen oder je nach Ausgestaltung Räume vor Gebäudefronten herstellen und so das Gebäude zusätzlich dämmen. Durch die Transparenz der eingesetzten Flächen und die enthaltenen Öffnungen werden Windkräfte reduziert, was widerum sich statisch auf derartige Konstruktionen auswirkt.As an interesting area of application, the innovation offers the possibility of cladding entire structures of any kind, which is not possible with conventional energy-generating surfaces. Accordingly, the innovation can be used on building roofs. A fabric or grid with energy-generating modules can be used using simple holders or fixings, e.g. B. Rope fixations can be placed on building roofs without a lot of technical effort. Fabric surfaces can also protect the building in front of a window front or, depending on the design, create rooms in front of building fronts and thus additionally insulate the building. The transparency of the surfaces used and the openings they contain reduce wind forces, which in turn have a static effect on such constructions.

Derartige Anlagen dienen auch als Windschutzwände und ermöglichen Unterstände für Tier und Mensch. Die Bedeutung einer Schutzfunktion wird in der Zukunft zunehmen, da immer häufiger Wetterextreme wie z. B. Hagelschlag zunehmen. Eine weitere Nutzung ergibt sich bei Brücken-, Treppen- oder Balkongeländern. Hier können energetische Seilnetze eine Absturzsicherung ermöglichen und gleichzeitig zur Energiegewinnung herangezogen werden.Such systems also serve as windbreaks and provide shelter for animals and people. The importance of a protective function will increase in the future as extreme weather events such as e.g. B. Hailstorms increase. Another use is for bridge, stair or balcony railings. Here, energetic rope nets can provide fall protection and at the same time be used to generate energy.

Es ist sogar denkbar, dass derartige Anlagen mit energetischen Netzen eine Wachstumszone für rankende Pflanzen aufweisen. Letztere wären im Wein- oder Obstbau nutzbar. Hierbei werden senkrecht verspannte Seilnetze zwischen Pfosten eingesetzt und diese besitzen in den pflanzenfreien Bereichen energieerzeugende Module, vorzugsweise in erhöhter Anordnung. Damit wird ein Weinberg auch im Winter energetisch nutzbar. Alternativ kann hier auch eine Dachstruktur die Weinreben oder Obstbäume überdecken.It is even conceivable that such systems with energy nets have a growth zone for climbing plants. The latter could be used in wine or fruit growing. Vertically tensioned rope nets are used between posts and these have energy-generating modules in the plant-free areas, preferably in a raised arrangement. This means that a vineyard can also be used for energy in winter. Alternatively, a roof structure can also cover the vines or fruit trees.

Die Anlagen mit der Neuerung können aber auch eine unterstützende Wirkung in der Art haben, dass diese die Aufforstung von Waldflächen soweit unterstützen, dass unter den energetischen Flächen Bäume durch die Beschattung schneller oder geschützter hochwachsen können. Insbesondere da die reduzierte Verdunstung das Wachstum junger Baumwuchslinge begünstig und so die Auswirkungen des Klimawandels reduziert werden können. Vorteil hier ist, dass den Waldbauern dadurch eine zusätzliche Einnahmequelle zur Verfügung stehen würde und das Risiko eines Waldsterbens in Trockenzeiten reduzieren könnte.However, the systems with the innovation can also have a supporting effect in that they support the reforestation of forest areas to such an extent that trees can grow faster or in a more protected manner under the energy areas due to the shade. This is particularly true because the reduced evaporation promotes the growth of young trees and thus the effects of climate change can be reduced. The advantage here is that this would provide forest farmers with an additional source of income and could reduce the risk of forest dieback in dry periods.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Wahl der kombinierten Bauteile und Materialien sowie aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Es versteht sich, dass die vorstehenden genannten und die nachstehenden noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern zum Teil auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellungen verwendbar sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert.Further advantages of the invention result from the choice of the combined components and materials as well as from the description and the accompanying drawings. It is understood that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or in all settings. Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following descriptions.

Es zeigen:

1 Teilansicht mit energieerzeugenden Modulen in Verbindung mit einer Netzkonstruktion.
2 Draufsicht der Neuerung in Gestalt einer Seilnetzstruktur mit endständigen Schlaufen und flächigen energieerzeugenden Modulen, die über dem Netz angeordnet sind.
3 Draufsicht der Neuerung in Gestalt einer Seilnetzstruktur mit einer offenen Seilstruktur in Verbindung mit energieerzeugenden Modulen in den Öffnungsbereichen.
4 Seitenansicht einer energetischen Modulhalterung und Stranghalterung mit außen anliegenden Leitungen entlang eines Netzstrangs.
5 Schnittansicht eines Strangs mit innliegenden Stromleitungen.
6 Gesamtansicht einer energieerzeugenden Anlage, die über Solarmodule und Windräder Strom erzeugt und zusätzlich das Pflanzenwachstum fördert oder schützt.

Show it:

1 Partial view with energy generating modules in connection with a grid construction.
2 Top view of the innovation in the form of a rope net structure with end loops and flat energy-generating modules arranged above the net.
3 Top view of the innovation in the form of a rope net structure with an open rope structure in connection with energy generating modules in the opening areas.
4 Side view of an energetic module holder and string holder with external cables along a network string.
5 Sectional view of a string with internal power lines.
6 Overall view of an energy-generating plant that generates electricity via solar modules and wind turbines and additionally promotes or protects plant growth.

1 zeigt eine Teilansicht mit energieerzeugenden Modulen in Verbindung mit einer Netzkonstruktion. Die Darstellung 10 besteht aus Seilen, die an den Überkreuzungen mit einer Stranghaltevorrichtung 4, die sich überkreuzenden Seilstränge 2 und 3 miteinander verbindet. Diese Verbindungen können lösbar die Seile miteinander verbinden. Vorzugsweise können zusätzlich an diesen Haltevorrichtungen Modulhalterungen 5 eingesetzt sein, um hieran energieerzeugende Module 1 zu halten oder zu fixieren. Die Haltevorrichtungen 5 können alternativ auch seitlich an einem Strang liegen, um hier ein Modul 1 festzulegen. Es kann sinnvoll sein, dass die energieerzeugenden Module 1 über dem Netz liegend zumindest an zwei Seiten oder mittig fixiert sind und dabei auch die Öffnungsbereiche 6 überdecken. Denkbar ist auch eine mittige Anordnung der Haltevorrichtung 5 unter dem Modul 1, um beispielsweise mit einem Motor das Modul 1 bewegen zu können. Damit die Module beim Lösen nicht herunterfallen, kann eine Seilsicherung 7 vorgesehen sein. Letztere kann dabei auch ein Stromleiter 8 sein. Um Energie ausleiten zu können, ist eine Seilklemme 9 eingesetzt, die die Sicherungsleine 7 oder Leitung 8 am Seil fixiert und/oder darüber hinaus auch Leitungsbahnen im Inneren des Seilstrangs anzapfen kann. 1 shows a partial view with energy-generating modules in connection with a network construction. The representation 10 consists of ropes that connect the crossing rope strands 2 and 3 to one another at the crossings with a strand holding device 4. These connections can releasably connect the ropes to one another. Preferably, module holders 5 can additionally be used on these holding devices in order to hold or fix energy-generating modules 1 thereon. Alternatively, the holding devices 5 can also lie on the side of a strand in order to fix a module 1 here. It may make sense for the energy-generating modules 1 to be fixed above the network at least on two sides or in the middle and thereby also cover the opening areas 6. A central arrangement of the holding device 5 under the module 1 is also conceivable, for example in order to be able to move the module 1 with a motor. To ensure that the modules do not fall down when loosening, a safety cable 7 can be provided. The latter can also be a power conductor 8. In order to be able to dissipate energy, a rope clamp 9 is used, which fixes the safety line 7 or line 8 on the rope and/or can also tap into cable paths inside the rope strand.

2 zeigt eine Draufsicht der Neuerung in Gestalt einer Seilnetzstruktur mit endständigen Schlaufen und flächigen energieerzeugenden Modulen, die über dem Netz angeordnet sind. Die hier gezeigte Ausgestaltung der Neuerung zeigt ein Seilnetz 20 mit endständigen Schlaufen 15 (geschlossene Form). Über diese wird das Netz an einer geeigneten Gerüststruktur eingespannt. Auch hier sind die sich überkreuzenden Seile 2 und 3 über Fixierungen 4 oder Halterungen 5 verbunden. Im Unterschied zur 1 sind über der Netzstruktur 20 große energieerzeugende Module 1 angebracht. Diese sind von unten her über Halterungen an der Netzstruktur 20 fixiert und überdecken einige Öffnungen 6 im Netz. Auch hier befindet sich jeweils an jedem Modul ein Sicherungsseil 7, dass hier an der Seilfixierung festgelegt ist. Vorteil dieses Aufbaues ist, dass sich das Netz an einer unteren Struktur anlegen lässt und dabei das gehaltene Modul 1, je nach Ausgestaltung der Stranghaltevorrichtung 4, in erhöhter Anordnung zum Liegen kommt. Denkbar ist dabei, dass die Modulhalterung 5 oder die Stranghaltevorrichtung 4 ein steuerbarer Elektromotor ist oder enthält oder aufnimmt, um ein Modul zu bewegen bzw. nach dem Sonnenstand auszurichten. 2 shows a top view of the innovation in the form of a rope network structure with end loops and flat energy-generating modules that are arranged above the network. The embodiment of the innovation shown here shows a rope net 20 with end loops 15 (closed form). The net is clamped to a suitable scaffolding structure via this. Here too, the crossing ropes 2 and 3 are connected via fixings 4 or brackets 5. In contrast to 1 20 large energy-generating modules 1 are attached above the network structure. These are fixed to the network structure 20 from below via brackets and cover some openings 6 in the network. Here, too, there is a safety rope 7 on each module, which is attached to the rope fixation. The advantage of this structure is that the net can be placed on a lower structure and the held module 1, depending on the design of the strand holding device 4, comes to rest in an elevated position. It is conceivable that the module holder 5 or the strand holding device 4 is or contains or accommodates a controllable electric motor in order to move a module or align it according to the position of the sun.

3 zeigt eine Draufsicht der Neuerung in Gestalt einer Seilnetzstruktur mit einer offenen Seilstruktur in Verbindung mit energieerzeugenden Modulen in den Öffnungsbereichen. Die Darstellung 30 stellt wie 1 und 2 ein Seilnetz dar, jedoch mit dem Unterschied, dass jedes Seil 2 und 3 endständige Seilhalterungen 14 aufweist und dadurch nach außen hin eine offene Form darstellt. Die Seilhalterungen 14 können dabei als Seilspanner so aufgebaut sein, dass hierüber die Konstruktion in Verbindung mit einem äußeren Rahmen oder Haltestruktur spannbar wird. Die energieerzeugende Fläche wird hier durch energieerzeugende Module 12 oder 13 gebildet, die in dem Öffnungsbereich 6 liegen. Die Module sind dabei an vier Punkten mit Modulhalterungen 5 bzw. Seilfixierungen mit dem Netz verbunden. Die dargestellte energieerzeugende Fläche 30 kann dabei ein schachbrettartiges Muster ausbilden. Hier sind die Gestaltungsmöglichkeiten vielfältig, insbesondere dann, wenn die Zu- und Ableitungen zum Energieaustausch in den Seilen verlaufen oder entlang der Seile angeordnet sind. Insbesondere diese Fläche lässt sich zwischen Pfosten einspannen, wobei vorzugsweise endständige Federn anliegende Kraftänderungen (Windböen) abfedern können. 3 shows a top view of the innovation in the form of a rope network structure with an open rope structure in connection with energy-generating modules in the opening areas. The representation 30 represents how 1 and 2 represents a rope net, but with the difference that each rope 2 and 3 has end rope holders 14 and therefore represents an open shape to the outside. The rope holders 14 can be constructed as rope tensioners in such a way that the construction can be tensioned in connection with an outer frame or holding structure. The energy-generating surface is formed here by energy-generating modules 12 or 13, which lie in the opening area 6. The modules are connected to the net at four points with module holders 5 or rope fixings. The energy-generating surface 30 shown can form a checkerboard-like pattern. There are many design options here, especially if the supply and discharge lines for energy exchange run in the cables or are arranged along the cables. This surface in particular can be clamped between posts, with terminal springs preferably able to cushion any changes in force (gusts of wind).

4 zeigt eine Seitenansicht einer energetischen Modulhalterung und Stranghalterung mit au-ßen anliegenden Stromleitungen entlang eines Netzstrangs. Die Vorrichtung 40 ist so konstruiert, dass diese ein energieerzeugendes Modul 1, 11, 12, 13 über eine Modulhalterung 5 fixiert und dabei Seilstränge 2 und 3 mit z. B. mit einer Schraube 28 in der Seilfixierungsvorrichtung 17 festgehalten werden. In direkter Verbindung oder auch separat befindet sich eine Anschlussvorrichtung 18 in Verbindung mit einem Seilstrang 2. Der Seilstrang 2 besitzt ferner eine außenlaufende Versorgungsleitung 19, Kabel oder Rohr 23, über die die erzeugte Energie aus dem Photovoltaikmodul 1 weitergeleitet wird. Die Versorgungsleitung kann dabei ein Rohrsystem 23, sein in dem die Stromleiter sicher vor Nässe geschützt sind oder hierüber Flüssigkeit strömen kann. Um ein Stromleiten entlang eines Seils zu erreichen, wird über ein Stromkabel 8 der erzeugte Strom über die Anschlussvorrichtung 18, die auch ein Stecker sein kann, in den längsverlaufenen Stromleiter/Kabel 19 eingeleitet. Zur Festlegung wird die Stromleitung 19 oder das Rohr 23 über eine Schelle oder Halteklemme 16 am Seilstrang 2 festgelegt. Die hier gezeigte Vorrichtung 17 kann aber auch nur ein Seil 2 oder 3 aufnehmen und hierüber die Module festlegen. 4 shows a side view of an energy module holder and strand holder with external power lines along a network strand. The device 40 is constructed in such a way that it fixes an energy-generating module 1, 11, 12, 13 via a module holder 5 and thereby cable strands 2 and 3 with z. B. can be held in the rope fixing device 17 with a screw 28. There is a connection device 18 in direct connection or separately in connection with a cable strand 2. The cable strand 2 also has an external supply line 19, cable or pipe 23, via which the energy generated from the photovoltaic module 1 is passed on. The supply line can be a pipe system 23 in which the power conductors are safely protected from moisture or liquid can flow over them. In order to achieve current conduction along a rope, the current generated is introduced into the longitudinal power conductor/cable 19 via a power cable 8 via the connecting device 18, which can also be a plug. To fix it, the power line 19 or the pipe 23 is fixed to the cable strand 2 via a clamp or retaining clamp 16. The device 17 shown here can also only hold one rope 2 or 3 and use it to fix the modules.

5 zeigt in Schnittansicht einen Strang mit innliegenden Leitungen. Die skizzenhafte Darstellung 50 zeigt ein Seil, dass vorzugsweise ein Stahlseil ist, das aus mehreren innenliegenden Teilen aufgebaut ist. Im Kern des Seils 2 oder 3 befinden sich zwei Stromleiter 21 und 22 und/oder ein Rohr 23 , wobei vorzugsweise ein Leiter rot für positives Potenzial 21 und ein Leiter schwarz für negatives Potential 22 eingesetzt wird. Diese Leiter wiederum können in einem Rohr 23 liegen oder mit einem geeigneten Schutzmaterial ummantelt sein. 5 shows a sectional view of a strand with internal cables. The sketchy representation Figure 50 shows a rope that is preferably a steel rope that is made up of several internal parts. In the core of the rope 2 or 3 there are two current conductors 21 and 22 and/or a tube 23, preferably a red conductor for positive potential 21 and a black conductor for negative potential 22. These conductors in turn can lie in a tube 23 or be covered with a suitable protective material.

6 zeigt die Gesamtansicht einer energieerzeugenden Anlage die über Solarmodule und Windräder Strom erzeugt und zusätzlich das Pflanzenwachstum fördert oder schützt. Die Anlage 60 zeigt ein Agri-Photovoltaik-Ansatz bzw. Forst-Photovoltaik-Ansatz in Verbindung mit Windkraftanlagen 24. Diese Anlagen können auch in bewaldeten Gebieten errichtet werden. Gemäß den behördlichen Auflagen müssen gerodete Bäume wieder aufgeforstet werden. Dabei wird eine energieerzeugende Fläche 10, 20 oder 30 vorzugsweise zwischen den Windradtürmen 24 eingespannt. Weiter kann vorgesehen sein, dass auch Bäume 25 selbst als Ständer (Baumstamm) eingesetzt sind, um die Fläche 10, 20 oder 30 zu halten. Ferner sind je nach Größe der zu überspannenden Fläche zusätzliche Pfähle oder Haltegerüste 27 notwendig. Unter dem Raum 23 der Fläche können Pflanzen jeglicher Art wachsen. Im Waldbereich werden es Baumsetzlinge sein und auf Ostplantagen Obstbäume und auf sonstigen Agrarflächen eine geeignete Fruchtfolge. Die hier gezeigte Ausgestaltung einer energieerzeugenden Anlage 60 kann insbesondere auf Waldflächen eingesetzt sein, die vom Borkenkäfer geschädigt wurden und eine Wiederaufforstung erfolgen soll. Durch die offenen Bereiche wird genügend Beleuchtung nach unten durchgelassen. Ferner wird durch die Öffnungsbereiche und insbesondere durch kleinflächige Module in der energieerzeugenden Fläche 10, 20, oder 30 gewährleistet, dass der statische Aufwand zur Errichtung derartiger Anlage beherrschbar und wirtschaftlich wird. Letzteres ist immer dort wichtig, wo landwirtschaftliche Fläche nicht durch die üblichen PV-Anlagen versiegelt werden sollen. Da die Neuerung auch in den höheren Bereichen eines Walden (Baumkronen) zum Einsatz kommen kann, ist hiermit eine weitere Nutzungsart gegeben. Hiermit wird eine übliche Waldfläche zu einem Energiewald, wobei die energieerzeugende Fläche gleichzeitig auch eine Schutzfunktion ausüben kann und das Klima unter den Bäumen signifikant begünstigt. Ferner kann die energieerzeugende Fläche unter Windräder so ausgestaltet und angeordnet sein, dass Wind nach oben gelenkt wird, um die Windräder effektiver antreiben zu können (dargestellt durch die Pfeile a). 6 shows the overall view of an energy-generating system that generates electricity via solar modules and wind turbines and also promotes or protects plant growth. Appendix 60 shows an agricultural photovoltaic approach or forestry photovoltaic approach in conjunction with wind turbines 24. These systems can also be built in forested areas. In accordance with official requirements, trees that have been cleared must be reforested. An energy-generating surface 10, 20 or 30 is preferably clamped between the wind turbine towers 24. It can also be provided that trees 25 themselves are used as stands (tree trunks) to hold the surface 10, 20 or 30. Furthermore, depending on the size of the area to be spanned, additional piles or supporting scaffolding 27 are necessary. Plants of all kinds can grow under room 23 of the area. In the forest area there will be tree seedlings and fruit trees on eastern plantations and suitable crop rotation on other agricultural areas. The embodiment of an energy-generating system 60 shown here can be used in particular on forest areas that have been damaged by bark beetles and are to be reforested. The open areas allow enough lighting downwards. Furthermore, the opening areas and in particular small-area modules in the energy-generating area 10, 20, or 30 ensure that the static effort required to set up such a system is manageable and economical. The latter is always important where agricultural areas are not to be sealed by conventional PV systems. Since the innovation can also be used in the higher areas of a forest (treetops), this provides another type of use. This turns a normal forest area into an energy forest, whereby the energy-producing area can also perform a protective function at the same time and significantly benefits the climate under the trees. Furthermore, the energy-generating area under wind turbines can be designed and arranged in such a way that wind is directed upwards in order to be able to drive the wind turbines more effectively (represented by arrows a).

ZeichenerklärungKey to symbols

1.1.: Energieerzeugendes ModulEnergy generating module
2.2.: Unten liegender Strang eines Netzes oder GewebesBottom strand of a net or fabric
3.3.: oben liegender Strang eines Netzes oder Gewebestop strand of a net or fabric
4.4.: Stranghaltevorrichtung oder StrangfixierungsvorrichtungStrand holding device or strand fixing device
5.5.: Modulhalterung oder-fixierungModule holder or fixation
6.6.: Öffnungsbereich im Netz oder Gewebe oder GitterOpening area in the net or fabric or grid
7.7.: Sicherungsseil oder LeineSafety rope or leash
8.8th.: Strom- oder EnergieleitungPower or energy line
9.9.: SeilklemmeRope clamp

11.11.: aufgelagertes energieerzeugendes Modulsuperimposed energy-generating module
12.12.: Im Öffnungsbereich liegendes Photovoltaik ModulPhotovoltaic module located in the opening area
13.13.: Im Öffnungsbereich liegendes Thermo-Photovoltaik Modul oder Bioreaktor-ModulThermo-photovoltaic module or bioreactor module located in the opening area
14.14.: endständige Seilhalterung eines Seilnetzes bzw. Seilspannerterminal rope holder of a rope net or rope tensioner
15.15.: endständige Schlaufe oder Öse eines Seilnetzesterminal loop or eyelet of a rope net
16.16.: Halteklemme oder SchelleRetaining clamp or clamp
17.17.: Seilhalte- und SeilfixierungsvorrichtungRope holding and rope fixation device
18.18.: Anschlussvorrichtung oder AnschlussadapterConnection device or connection adapter
19.19.: außenliegendes Strom- oder Versorgungsleitungssystemexternal power or supply line system
21.21.: Kabel für das positive Potential (+) oder ZuleitungsrohrCable for the positive potential (+) or supply pipe
22.22.: Kabel für das negative Potential (-) oder AbleitungsrohrNegative potential (-) cable or drain pipe
23.23.: Ummantelung einer Leitung oder eines RohresSheathing of a cable or pipe
24.24.: Windrad oder Windkraftanlage und dessen TurmWind turbine or wind turbine and its tower
25.25.: Zone unter der energieerzeugenden FlächeZone under the energy-producing area
26.26.: Pflanzen jeglicher ArtPlants of all kinds
27.27.: Pfähle oder HaltegerüstStakes or support structure
28.28.: FixierungsschraubeFixation screw

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102020204684 A1 [0003]
DE 102021000667 A1 [0003]
EN 1020201240589 [0003]

Claims

Energy-generating area with energy-generating modules in connection with a support structure, which is primarily used in rural or urban areas, characterized in that a flexible network or mesh fabric or a grid surface (10, 20, 30) together with energy-generating modules (1, 11, 12 , 13) forms the energy-generating surface, the modules (1, 11, 12, 13) being accommodated at least via strand holding devices (4, 17) in conjunction with module holders (5) in or above the openings (6) of the surface in such a way that at least the energy is dissipated via conductors (8, 19, 23) along the strands (2, 3), ropes, threads or fibers lying in the surface.

Energy producing area Claim 1 , characterized in that it is formed from fabrics or rope nets (1) which are in an open (30) or closed form (20) or in a mixed form and at least their strands (2, 3) are slightly movable depending on their rigidity are, whereby the energy-generating surface with photovoltaic (11, 12) and/or thermo-photovoltaic (13) or solar thermal modules on top are movable and distributed in such a way that open areas (6) and closed areas alternate.

Energy producing area Claim 1 and 2 , characterized in that the modules (1, 11, 12, 13) are preferably fixed at the nodes or crossing points of the nets or the fabrics via module holders (5) and here via clamps (9), adapters (18) and / or rope fixing devices (17) produce at least one clamp or plug connection to an internal (21, 22) or external line (19) in such a way that energy or media can be discharged and/or introduced.

Energy producing area Claim 1 until 3 , characterized in that at least one strand (2, 3) contains an internal encapsulated conductor (50) or a tube (23) or external current conductors (8) or supply and output lines (19, 21, 22) along the strands of the Net or fabric structure (10, 20, 30) are arranged and a connection to the line (8, 19, 23) can be established at least by screwing in or pressing in a mandrel or with an adapter of a connecting device (18).

Energy producing area according to Claim 1 until 4 , characterized in that this surface (10, 20, 30) has opening surfaces (6) and is held by a horizontal, oblique or vertical tensioning or over-tensioning via terminal springs with a supporting structure in order to cushion system loads and forces in such a way that damage to the structure is avoided as far as possible and/or this surface (10, 20, 30) has hanging condensation threads, pins or stalks so that the droplets condensed thereon can be used for irrigation.

Energy producing area Claim 1 until 5 , characterized in that these have PV or architectural films that are either mechanically connected, glued or welded to a fabric or network (10, 20, 30) in order to enable an ultra-light and movable fabric or network composite or which has the energy-generating surface Modules (1, 11, 12, 13), which are arranged hanging or at least attached to strand holding devices (4) or module holders (5) to electric motors in order to enable movement of the energetic modules (1, 11).

Energy-generating surface according to one of the above claims, characterized in that holders hold the modules (1, 11, 12, 13) and these are or have module holders (5), springs, eyelets, clamps or engagement parts and at least one safety line (7) is attached to these to secure the energy-generating modules.

Energy-generating surface according to one of the above claims, characterized in that modules (1, 11, 12, 13) are used which bring a liquid to be heated into and out of line paths (19, 23) and these solar thermal or photo-solar thermal Modules are or the moving liquid is used in bioreactor modules (13) for algae production.

Energy-generating surface according to one of the above claims, characterized in that solar cells or solar modules (1, 11, 12, 13) preferably sit in the opening areas (6) of the surface on a shaft which is connected to a generator in order to be additionally powered by wind power generated rotational movement of the solar modules or the solar cells can be generated via the generator.

Energy-generating system with one of the above claims, in which the energy-generating surface is in connection with support or scaffolding structures (24, 25, 27), characterized in that at least one fabric or rope network (10, 20, 30) via individual ropes or rope loops mechanically fixed with an external frame or the net or fabric is fixed via loops or strands between spaced pillars, towers or tree trunks vertically, horizontally or at a distance in front of building fronts or parts of buildings change clothes to at least enable electricity generation.

Energy generating system, according to Claim 10 , characterized in that these are positioned in front of or between parts of the building in order to at least protect them or to protect plants underneath them from excessive sunlight and drying out by shading and/or to create a growth-promoting space or these areas (10, 20, 30) be used to condense moisture in the air into droplets so that they can be collected for irrigation.

Energy generating plant, according to Claim 10 - 11 , characterized in that they are used in conjunction with wind turbines, wherein the towers of the wind turbine (24) form a supporting or holding framework or the holding or supporting structure is wooden posts, in order to produce an energy fence or a privacy screen or, through the design, position or orientation of at least one energy-generating surface under a wind turbine, to deflect or heat the wind flowing over it upwards in order to be able to drive wind turbines.

Energy generating system Claim 11 - 12 , characterized in that due to its flexibility and mobility, the energy-generating surface can cover entire parts of the building or space-filling structures and/or has module-free surfaces in order to allow plants to climb up them or to use them as bridge, stair or balcony railings or for room cooling comes.

Energy-generating system according to one of the above claims, characterized in that different or identically designed energy-generating surfaces (10, 20, 30) are placed one on top of the other in order to enable optimal utilization of one or more forms of energy and to be able to withstand the effects of the weather via the opening areas (6).