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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Tiere, die ein Schutzdach umfasst, das mindestens ein Photovoltaikmodul zur Erzeugung elektrischer Energie, eine Einheit zur Speicherung der erzeugten elektrischen Energie, eine Vorrichtung zur Übertragung der erzeugten oder gespeicherten elektrischen Energie zu einer Entladestation, und ein Gerüst mit einem Fahrgestell aufweist, sodass das Schutzdach auf einem Untergrund verfahren werden kann. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für den Betrieb der Schutzvorrichtung.
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Stand der Technik
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FR 3 047 636 A1 offenbart einen beweglichen Geflügelstall, der eine autonome Energiequelle zur Stromversorgung des Geflügelstalls aufweist, die mindestens ein Photovoltaikmodul und mindestens eine Batterie umfasst. Der Geflügelstall weist außerdem einen Rahmen mit mindestens einer Achse mit Rädern auf, an denen das Gebäude von einem Zugfahrzeug nach Notwendigkeit bewegt werden kann, ohne dass ein neues Gebäude errichtet werden muss. Ein Problem dieser Art der Geflügelställe ist, dass das Gebäude nur mithilfe eines Fahrzeug bewegt werden kann, was ein Ausrichten der Photovoltaikmodule in die Richtung der Sonneneinstrahlung erschwert, und dass die erzeugte elektrische Energie nur für die Versorgung des Geflügelstalls selbst verwendet werden kann. Auch erschwert die Ausbildung des Geflügelstalls als vollständiges Gebäude das Wachstum von Pflanzen auf der darunterliegenden Fläche im stationären Zustand des Stalls.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzvorrichtung für Tiere mit mindestens einem Photovoltaikmodul anzugeben, die flexibel genutzt werden kann und deren erzeugte elektrische Energie auch anderweitig als für den Betrieb der Schutzvorrichtung eingesetzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schutzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Beschreibung
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Eine Schutzvorrichtung für Tiere weist ein Schutzdach auf, das mindestens ein Photovoltaikmodul zur Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie (im Sinne dieses Patentes auch als erzeugte elektrische Energie bezeichnet), eine Speichereinheit zur Speicherung der erzeugten elektrischen Energie, eine Übertragungsvorrichtung zur Übertragung der erzeugten oder gespeicherten elektrischen Energie zu einer Entladestation und ein Gerüst mit einem Fahrgestell aufweist, sodass das Schutzdach mindestens einen Wagen ausbildet, der auf einem Untergrund verfahren werden kann, wobei die Schutzvorrichtung einen Antrieb umfasst, an dem der mindestens eine Wagen an mindestens einem flexiblen Zugelement eines Antriebs befestigt ist und bei einer Betätigung des Antriebes entlang des Verlaufs des mindestens einen flexiblen Zugelementes fährt. Durch die Übertragungsvorrichtung und die Entladestation besteht der Vorteil, dass die erzeugte elektrische Energie auch außerhalb eines Bordnetzes des Schutzdaches genutzt werden und beispielsweise in ein Verbundnetz eingespeist werden kann.
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Der Antrieb der Schutzvorrichtung weist vorzugsweise mindestens einen Motor, der ein Elektromotor, ein Stirlingmotor, ein Verbrennungsmotor, eine Turbine oder eine Dampfmaschine sein kann, zur Bewegung der mindestens einen Rolle und/oder des mindestens einen flexiblen Zugelementes auf, sodass das mindestens eine flexible Zugelement zwischen mindestens zwei Enden des Antriebs, die den Verlauf des mindestens einen flexiblen Zugelementes vorgeben, verfahren werden kann. Der mindestens eine Motor kann beispielsweise durch die erzeugte oder gespeicherte elektrische Energie, aber auch durch externe Energiequellen, wie ein Stromnetz, beziehungsweise auch das Verbundnetz, Treibstoff oder Muskelkraft betrieben werden. Dies hat den Vorteil, dass das Schutzdach ohne die Notwendigkeit eines separaten Fahrzeugs zur Erhöhung der durchschnittlichen Intensität der Sonneneinstrahlung auf das mindestens eine Photovoltaikmodul bewegt werden kann, was die Menge der erzeugten elektrischen Energie erhöht.
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Der mindestens eine Wagen kann so montiert sein, dass mehrere Anhänger mit Photovoltaikmodulen und/oder Speichereinheiten und/oder Übertragungs-vorrichtungen einen Wagen ausbilden, es können aber auch mehrere Wagen mit Photovoltaikmodulen und/oder Speichereinheiten und/oder Übertragungsvorrichtungen zu einem Wagenzug miteinander verbunden sein, was die Modularität, beziehungsweise Flexibilität der Schutzvorrichtung und somit die Größe der Fläche, die Nennleistung, die Speicherkapazität und die Übertragungsleistung des Schutzdaches erhöht und den Transport und die Montage des Schutzdaches vereinfachen kann.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine flexible Zugelement zwischen mindestens zwei Rollen umgelenkt und verfahrbar geführt. Die mindestens zwei Rollen sind gleichmäßig auf zwei Enden des Antriebs, zwischen denen das mindestens eine flexible Zugelement verläuft, verteilt, so dass das mindestens eine flexible Zugelement bei einem Bewegen der Rollen seinen Verlauf mit einer Geschwindigkeit von zwischen 0 m/min und 10 m/min abfährt.
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Die mindestens eine Rolle kann auch als Winde ausgebildet sein, sodass das mindestens eine flexible Zugelement an einem Ende des Antriebes abgewickelt wird, wenn es am anderen Ende aufgewickelt wird. Bei einem nicht horizontalem Verlauf des Untergrundes kann der Antrieb auch nur ein Ende aufweisen und die Schwerkraft zum Verfahren des Schutzdaches in eine Richtung ausnutzen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verläuft das mindestens eine flexible Zugelement zwischen den beiden Enden geradlinig, es kann aber auch gebogen oder gewinkelt verlaufen und zum Beispiel an mindestens einem Umlenkelement seine Richtung ändern, sodass ein bestimmter Verlauf des Antriebes entlang einer Oberfläche eingestellt werden kann, der zum Beispiel von der Richtung der Sonneneinstrahlung, aber auch von der Bewirtschaftung des Untergrundes abhängig sein kann. Der mindestens eine Motor, der den Antrieb antreibt, kann beispielsweise auch kontinuierlich betrieben werden, sodass das mindestens eine flexible Zugelement ohne Unterbrechung zwischen den Enden des Antriebes verfährt. Hierdurch kann die Sonneneinstrahlung auf das mindestens eine Photovoltaikmodul und den Untergrund so eingestellt werden, dass der Gewinn elektrischer Energie optimiert wird und gleichzeitig ausreichend Sonneneinstrahlung, beispielsweise für Ackerbau oder Graswuchs, auf den gesamten Untergrund, auf dem das Schutzdach verfährt, gelangen kann.
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Als das mindestens eine flexible Zugelement kann mindestens ein Seil, eine Kette, ein Kabel oder ein Band verwendet sein, wobei die mindestens eine Rolle des Antriebs auch als mindestens ein Rad oder Zahnrad, beziehungsweise auch als Getriebe, ausgebildet sein kann, um die Bewegung des mindestens einen flexiblen Zugelementes entlang seines Verlaufs zu vereinfachen.
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Das Fahrgestell, kann Räder umfassen, die auf einem Untergrund rollbar aufliegen, sodass das Schutzdach auf dem Untergrund verfahrbar ist, es können aber auch Kufen oder Schienen verwendet sein. Das Fahrgestell ist vorzugsweise direkt an dem Gerüst montiert.
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Der Untergrund kann ein Feld, eine Wiese, eine Straße, ein Platz oder ein Acker sein. Der Untergrund kann auch Schienen oder Fahrrinnen umfassen, auf denen die Räder rollbar gelagert sind, was die Abnutzung des Untergrunds verringern und die Fahrspur des Schutzdaches präzisieren kann.
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Das Schutzdach weist vorzugsweise eine Höhe von 0,3 m bis 5 m und bevorzugt von 0,5 m bis 1,5 m und eine Fläche von 10 m2 bis 2000 m2 und bevorzugt von 100 m2 bis 1000 m2 auf. Die Größe des Schutzdaches ist vorzugsweise auf die Bewirtschaftung des Untergrundes und somit beispielsweise auf Geflügel, beispielsweise Hühner, Puten, Gänse oder Enten, oder auf Schafe, Ziegen, Schweine, Rinder oder Pferde oder auf Ackerbau, beziehungsweise auf Kulturpflanzen, ausgerichtet. Die Höhe des Schutzdaches kann darüber hinaus auch für eine Reinigung der Photovoltaikmodule optimiert werden, was deren Nennleistung nach einer Verunreinigung der Module verbessert wiederherstellbar macht, sodass die Energieumwandlungsleistung der Schutzvorrichtung verbessert aufrechterhalten kann.
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Das Gerüst ist vorzugsweise eine Konstruktion, beziehungsweise ein Rahmen aus Metall, Holz, Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff, an dem das mindestens eine Photovoltaikmodul montiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist so eine Dachfläche des Schutzdaches vollständig mit Photovoltaikmodulen bedeckt oder aus Photovoltaikmodulen ausgebildet, um die Nennleistung, die bevorzugt zwischen 1 kW und 100 kW liegt, des mindestens einen Photovoltaikmoduls, beziehungsweise die Menge der erzeugten elektrischen Energie zu erhöhen.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet das mindestens eine Photovoltaikmodul das Gerüst, an dem die Räder des Fahrgestells direkt montiert sind, sodass nur Photovoltaikmodule, die Speichereinheit und die Übertragungseinheit und drehbar montierte Räder den mindestens einen Wagen bilden. Hierdurch kann der Montageaufwand der Schutzverrichtung verringert werden, da kein gesamter Stall mit Wänden, Türen, Boden, etc. gebaut werden muss. Zur Montage des Schutzdaches sind Befestigungsmittel verwendet. Der mindestens eine Wagen kann in einer Ausführungsform mindestens zwei relativ zueinander geneigte Photovoltaikmodule aufweisen, die an einem Ende mit einem Querträger verbunden sind.
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Vorzugsweise ist die Speichereinheit zur Speicherung elektrischer Energie mindestens eine Batterie, ein Akkumulator oder ein Kompressor. Die Übertragungsvorrichtung zur Übertragung der gespeicherten oder erzeugten elektrischen Energie zu der Entladestation ist vorzugsweise als elektrischer Kontakt oder induktiv ausgebildet, und erfolgt im Stillstand des Schutzdaches. Es kann aber auch mindestens ein Kabel zur ununterbrochenen Stromverbindung zwischen dem mindestens einen Photovoltaikmodul und der Entladestation eingesetzt sein. Das mindestens eine Photovoltaikmodul und/oder die Übertragungsvorrichtung und/oder die Entladestation kann/können auch einen Wechselrichter und/oder einen Spannungswandler und/oder einen Transformator aufweisen, um die Spannung und/oder die Stromstärke der elektrischen Energie anwendungsgemäß anzupassen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb einer Schutzvorrichtung für Tiere, wobei der mindestens eine Wagen auf einem Untergrund zwischen den mindestens zwei Enden des Antriebs hin- und herfährt, wobei das mindestens eine Photovoltaikmodul Lichtenergie in elektrische Energie umwandelt, die in der Speichereinheit gespeichert und die bei einem Anhalten des mindestens einen Wagens über eine Übertragungsvorrichtung in eine Entladestation übertragen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Ansicht des Schutzdaches.
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In 1 ist eine Schutzvorrichtung für Tiere 2 (hier Geflügel) dargestellt, dass ein Schutzdach 1 aufweist, dass (hier sechs) Photovoltaikmodule 3 zur Erzeugung elektrischer Energie, eine Speichereinheit 4 zur Speicherung der erzeugten elektrischen Energie, eine Übertragungsvorrichtung 5 zur Übertragung der erzeugten oder gespeicherten elektrischen Energie zu einer Entladestation 6, und ein Gerüst 7 mit einem Fahrgestell 8 umfasst, sodass das Schutzdach 1 einen Wagen mit einer Höhe von 0,3 m bis 5 m und bevorzugt von 0,5 m bis 1,5 m ausbildet.
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Die Photovoltaikmodule 3 bilden eine Dachschräge aus, die beispielsweise Schutz für Geflügel (hier Hühner) bietet. Das Schutzdach 1 weist eine Fläche von 10 m2 bis 2000 m2 und bevorzugt von 100 m2 bis 1000 m2 und eine Nennleistung von 1 kW bis 100 kW auf.
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Das Schutzdach 1 kann auf einem Untergrund 9 auf (hier acht) Rädern 10 verfahren werden. Das Fahrgestell 8 ist an (hier zwei) flexiblen Zugelementen 11 an (hier zwei) Enden 13a und 13b eines Antriebs 12 befestigt, wobei das mindestens eine flexible Zugelement 11 über zwei Rollen 14a und 14b gelenkt ist, die durch einen Motor (nicht dargestellt) als Winden betrieben werden, sodass das eine flexible Zugelement 11 an einer Rolle 14a abgewickelt wird, wenn das andere flexible Zugelement 11 an der anderen Rolle 14b aufgewickelt wird, und umgekehrt. Hierdurch ändert sich die Position des Wagens zwischen den beiden Enden 13a und 13b.
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Der durch das Schutzdach 1 ausgebildete Wagen fährt durch die Räder 8 auf einem Untergrund 9 zwischen den Enden 13a und 13b des Antriebs 12 mit einer Geschwindigkeit von zwischen 0 m/min und 10 m/min hin- und her. Die Photovoltaikmodule 3 wandeln Lichtenergie in elektrische Energie um, die in einer Speichereinheit 4 gespeichert wird. Bei einem Anhalten des Wagens wird die elektrische Energie über die Übertragungsvorrichtung 5 (nicht dargestellte elektrische Kontakte) in die Entladestation 6 übertragen, sodass sie beispielsweise in ein Verbundnetz geleitet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schutzvorrichtung
- 2
- Tiere
- 3
- Photovoltaikmodul
- 4
- Speichereinheit
- 5
- Übertragungsvorrichtung
- 6
- Entladestation
- 7
- Gerüst
- 8
- Fahrgestell
- 9
- Untergrund
- 10
- Rad
- 11
- Flexibles Zugelement
- 12
- Antrieb
- 13 a, b
- Ende
- 14 a, b
- Rolle
