DE102022116412A1

DE102022116412A1 - Solaranlage in Leporellofaltung und Verfahren zum Aufbau der Solaranlage

Info

Publication number: DE102022116412A1
Application number: DE102022116412.8A
Authority: DE
Inventors: Richard Meyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Meyer Richard Dr De
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-01-04
Also published as: WO2024002968A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit Solarpaneelen (2, 2'), die in einer Leporellofaltung (3) vorgefertigt sind, die in einer Entfaltungsrichtung (A) entfaltbar ist, und einer Unterkonstruktion auf der die Solarpaneele angeordnet sind, wobei die Unterkonstruktion in Entfaltungsrichtung (A) flexibel ausgebildet ist und mit den Solarpanelen derart positionsfest verbunden ist, dass die Leporellofaltung (3) der Solarpaneelen mit der Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) entfaltbar ist und Winkelstellungen der Solarpanelle (2, 2') relativ zueinander bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft Solaranlagen mit Solarpaneelen, die in einer Leporellofaltung vormontiert werden, sowie ein Verfahren zum Aufbau der Solaranlage.
Aus der WO 2014/179893 A1 ist eine Solaranlage mit einer Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Solarpaneelen bekannt. Dabei sind die Solarpaneele als Leporello gefaltet und entlang von Führungsstangen auffaltbar. Die Anordnung ist auf zwei Stützen auf dem Erdboden montiert. Hier ist nachteiligerweise eine separate Stützkonstruktion erforderlich.
Aus der CH 705 633 A1 ist eine Photovoltaikanlage mit einer Mehrzahl von in einem Abstand zueinander angeordneten Solarmodulen bekannt, die nachteiligerweise entlang eines separat aufzubauenden Supports, insbesondere Tragseils, auffaltbar sind.
Aus der DE 10 2015 121 200.5 ist ein Verfahren zum Aufbau einer Solarpaneele aufweisenden Dachkonstruktion mobiler Solarkraftwerke auf einer Bodenoberfläche bekannt. Dabei sind die Solarpaneele als Leporello gefaltet und werden dann entlang von Schienen, die auf Stützen gelagert sind, ausgezogen, um eine Dachfläche zu bilden. Nachteilig an dem Verfahren ist, dass es sich nur zum Aufbau einer Solaranlage mit einem relativ aufwendigen Schienenstützwerk eignet.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Solaranlage zur Verfügung zu stellen, die an mehreren Aufstellorten wie zum Beispiel auf Dachflächen, Boden oder Wasserflächen positioniert werden kann und die darüber hinaus leichter aufstellbar ist.
Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Aufbau einer Solaranlage zur Verfügung zu stellen, das an mehreren Orten anwendbar ist und leicht durchführbar ist.
Die Aufgabe wird in ihrem ersten Aspekt durch eine eingangs genannte Solaranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt.
Die erfindungsgemäße Solaranlage umfasst Solarpaneele, die eine Leporellofaltung ausbilden, die in einer Entfaltungsrichtung entfaltbar und vorzugsweise entgegen der Entfaltungsrichtung einfaltbar ist. Die faltbare Solaranlage umfasst eine Unterkonstruktion auf der die Solarpaneele angeordnet sind, wobei die Unterkonstruktion in Entfaltungsrichtung flexibel, vorzugsweise biegeschlaff ausgebildet ist und mit den Solarpanelen derart positionsfest verbunden ist, dass die Leporellofaltung der Solarpaneele mit der Unterkonstruktion entfaltbar ist und Winkelstellungen der Solarpaneele relativ zueinander bestimmt.
Die Solaranlage kann ausdrücklich in mehrere Richtungen entfaltbar sein. Dabei ist die eine Entfaltungsrichtung nur eine unter mehreren Entfaltungsrichtungen.
Die Unterkonstruktion ist vorzugsweise entlang ihrer gesamten Länge in Entfaltungsrichtung flexibel ausgebildet.
Unter einer Leporellofaltung sind hier in einer Zickzackfaltung angeordnete Solarpaneele zu verstehen, wobei die Solarpaneele in Entfaltungsrichtung in einer Reihe angeordnet sind und entlang von Längskanten quer zur Entfaltungsrichtung gelenkig miteinander verbunden sind. Die Faltung erfolgt vorzugsweise senkrecht zur Entfaltungsrichtung. Vorzugsweise weist jedes Solarpaneel eine unterkonstruktionsseitige Kante und eine unterkonstruktionsabseitige Kante auf. Dabei handelt es sich um Kanten, die quer zur Entfaltungsrichtung angeordnet sind, wobei zwei unmittelbar benachbarte Solarpaneele entweder mittels zweier unterkonstruktionsseitiger Kanten oder mittels zweier unterkonstruktionsabseitiger Kanten gelenkig miteinander verbunden sind.
Alle Segmente der Leporellofaltung können als Solarpaneele ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass ein Einzelnes oder periodisch vorzugsweise jedes zweite Segment keine Solarpaneele aufweist, sondern eine Füllfläche ist oder als Gerüst ausgebildet ist.
Die Unterkonstruktion ist in Entfaltungsrichtung flexibel ausgebildet. Sie kann auch in andere Richtungen flexibel ausgebildet sein. Die Unterkonstruktion ist im gefalteten Zustand flexibel und kann auch im entfalteten Zustand und im Betrieb flexibel sein. Die Unterkonstruktion kann im Betrieb und entfalteten Zustand aber auch ihren Zustand verändern und fest ausgebildet sein
Die Leporellofaltung der Solarpaneele ist vorzugsweise automatisch mit der Unterkonstruktion entfaltbar. Wenn die Unterkonstruktion entfaltet wird, werden die Solarpaneele automatisch mit entfaltet.
Günstigerweise erstreckt sich die Unterkonstruktion im entfalteten Zustand über eine gesamte Entfaltungslänge der Solaranlage. Die Unterkonstruktion ist auch ein Fundament, das die Gesamtlast der Solaranlage tragen kann.
Die Leporellofaltung ist positionsfest, vorzugsweise an Befestigungspunkten auf der Unterkonstruktion, angeordnet. Damit ist die Leporellofaltung mit der Unterkonstruktion entfaltbar und eine Winkelstellung der Solarpaneele relativ zueinander ist bestimmt. Wenn die Unterkonstruktion vollständig entfaltet ist, nehmen die Solarpaneele eine bestimmte Winkelstellung zueinander ein, die durch die Befestigungspunkte der Solarpaneele auf der Unterkonstruktion, die Länge der Solarpaneele in Entfaltungsrichtung und den Abstand der Befestigungspunkte voneinander bestimmt ist.
Die Unterkonstruktion kann unterschiedlich ausgebildet sein. Sie weist vorzugsweise wenigstens einen in Entfaltungsrichtung verlaufenden, mit einem Medium befüllbaren Hohlkörper, auf. Das Medium ist vorzugsweise ein Gas wie Luft oder Stickstoff oder ein Schaum, der aushärtet. Die Hohlkörper weisen günstigerweise eine flexible, vorzugsweise vollflächig flexible umgebende Wand auf und sie sind vorzugsweise zusammenfaltbar.
Bevorzugt erzeugt der mit dem Medium erfüllte Hohlkörper einen hinreichenden Auftrieb, die Solarpaneele über einer Wasseroberfläche eines Gewässers zu halten, in dem die Solaranlage schwimmt.
Der befüllte Hohlkörper weist im Wasser einen Auftrieb auf, der so groß ist, dass die Leporellofaltung oberhalb einer Wasseroberfläche dauerhaft angeordnet bleibt. Vorzugsweise schwimmt die Solaranlage im Betriebszustand auf dem Wasser und ist allenfalls gegen Abdriften durch Anker, Seile oder Ähnliches gesichert.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Unterkonstruktion eine in Entfaltungsrichtung verlaufende flexible Bahn auf.
Der Begriff der Bahn ist weit zu verstehen. Die wenigstens eine Bahn kann wenigstens einen Gurt umfassen oder wenigstens eine Textilbahn oder Plastikfolie oder wenigstens ein Seil.
Die Leporellofaltung ist vorzugsweise auf der Unterkonstruktion aufgeklebt. Es ist aber auch denkbar, dass die Leporellofaltung auf der Unterkonstruktion lösbar, vorzugsweise mittels Klettverschlüssen lösbar, befestigt ist. Der Abstand der Befestigungspunkte der Leporellofaltung auf der Unterkonstruktion legt einen Neigungswinkel der Leporellofaltung gegenüber der Unterkonstruktion vorzugsweise dauerhaft fest. Der Neigungswinkel liegt typischerweise zwischen 5° bis 30°. Es ist auch eine flache Anordnung von 0° möglich. Steilere Neigungswinkel führen bei Ost-West Ausrichtung der Entfaltungsrichtung zu einer Reduzierung der Stromproduktion bei Sonnenhöchststand, aber zu höheren Erträgen am Morgen und am Abend und erlauben eine kleinere Dimensionierung der Wechselrichterleistung. Höhere Neigungswinkel führen auch zu einer besseren Reinigung bei Regen und weniger Schmutzablagerungen.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung dient der wenigstens eine Hohlkörper als Auflage für die Leporellofaltung auf einem nicht festen Untergrund. Das kann ein feuchter Untergrund wie ein Moor oder Watt sein oder auch ein weitestgehend trockener Untergrund wie ein Erdboden, aber auch ein Flachdach eines Gebäudes. Bei diesen Ausführungsformen kann der wenigstens eine Hohlkörper auch kleiner oder anders dimensioniert sein als bei den schwimmfähigen Varianten, weil er keinen Auftrieb für die Leporellofaltung erzeugen muss.
Bei der flexiblen Bahn kann es sich beispielsweise um eine Textil- und Kunststoffbahn handeln. Die Solaranlage steht dabei vorzugsweise auf einem festen Untergrund. Die Leporellofaltung ist vorzugsweise vollständig auf der flexiblen Bahn angeordnet und steht vorzugsweise seitlich sowie vorn und hinten in Entfaltungsrichtung nicht über. Die Bahn kann lichtreflektierend ausgebildet sein, um durch die Solarpaneele tretendes Licht oder Streulicht auf die Solarpaneele von hinten zu reflektieren. Bei Realisierung mit Bifazial-Solarmodulen erhöht sich somit der Ertrag zusätzlich, wenn die Albedo der Bahn größer als die des Untergrunds ist.
Bei dem mit einem Medium befüllbaren Hohlkörper handelt es sich vorzugsweise um zwei, vorzugsweise eine Mehrzahl, quer zur Entfaltungsrichtung nebeneinander angeordneter, sich jeweils in Entfaltungsrichtung erstreckender, Schläuche.
Günstigerweise sind die Schläuche an senkrecht zur Entfaltungsrichtung seitlichen Abschnitten der Leporellofaltung, vorzugsweise an Viertelpunkten, angeordnet.
Die Schläuche können jeweils eine Mehrzahl an gasdichten Kammern aufweisen. Mehrere gasdichte Kammern können untereinander beispielsweise durch Pumpen verbunden sein.
Die Hohlkörper können auch mit Schaum gefüllt werden, um auch bei Druckabfall eine stabile, im Wasser weiterhin hinreichend auftriebserzeugende, Unterkonstruktion zu bieten.
Günstigerweise sind die Hohlkörper mit Granulat oder mit Ballastierungsflüssigkeit veränderbar befüllbar. Bei schwimmenden Solaranlagen kann die Menge der Ballastierungsflüssigkeit dem Seegang angepasst werden. Bei auf Dächern, aber auch auf dem Erdboden, positionierten Solaranlagen kann die Menge der Ballastierungsflüssigkeit den Windgegebenheiten an dem Ort angepasst sein oder im Falle von starker Schneelast vorübergehend reduziert werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind an sich gegenüberliegenden äußeren seitlichen Abschnitten der Leporellofaltung Schläuche unterschiedlichen Querschnitts angeordnet. Dadurch kann auch der Rollwinkel der Leporellofaltung um die Entfaltungsrichtung eingestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an sich gegenüberliegenden äußeren seitlichen Abschnitten der Leporellofaltung in einem Querschnitt, vorzugsweise jedem Querschnitt, eine unterschiedliche Anzahl an Schläuchen angeordnet. Auch dadurch ist der Rollwinkel in gewünschter Weise einstellbar.
Die Schläuche sind in einem Querschnitt quer, vorzugsweise senkrecht zur Entfaltungsrichtung, vorzugsweise rund, besonders bevorzugt kreisförmig in jedem Querschnitt, ausgebildet und mit einem Gas, vorzugsweise Luft, befüllbar. Es sind jedoch auch andere Gase zur Befüllung grundsätzlich denkbar.
Die Außenhaut eines mit einem Gas aufblasbaren Hohlköpers ist vorzugsweise als gasdichte Gewebebahn ausgebildet, die in einem Betriebszustand aufgeblasen ist und so ausgebildet ist, dass sie die leporelloartig faltbaren Solarpaneele trägt. Als Gas wird vorzugsweise Luft oder Stickstoff verwendet.
Günstigerweise sind an sich gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten der Leporellofaltung Schläuche gebündelt quer zur Entfaltungsrichtung neben- und/oder übereinander angeordnet. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, die Schläuche zumindest paarweise vorzusehen, um eine Redundanz zu schaffen. Die Redundanz, zusammen mit der lösbaren Befestigung, ermöglicht auch das Austauschen von Hohlkörpern während des Betriebes. Des Weiteren kann durch eine Anordnung mehrerer Schläuche übereinander wiederum der Rollwinkel der Leporellofaltung eingestellt werden.
Vorzugsweise ist wenigstens ein entgegen der Entfaltungsrichtung höher werdender Hohlkörper vorgesehen. Damit kann ein Nickwinkel der Leporellofaltung individuell eingestellt werden.
In einer anderen Variante der Solaranlage ist in Entfaltungsrichtung nebeneinander eine Reihe von Hohlkörpern vorgesehen. Die Hohlkörper sind dabei vorzugsweise flächenhaft, insbesondere kissenförmig oder matratzenförmig, ausgebildet. Durch flächenhafte Hohlkörper, die eine möglichst große Wasserfläche bedecken, wird die Verdunstung verringert, so dass die Ausführung in dieser Art zur Schonung der Wasser-Ressourcen beiträgt. Flächenhafte Hohlkörper auf geneigten oder horizontalen Dächern ermöglichen eine gleichmäßigere Lastverteilung, so dass die maximale Tragfähigkeit von Gebäuden bei Anwendung solcher Systeme leichter eingehalten werden kann. Zudem wirken flächenhafte Hohlkörper als Isolierung.
Günstigerweise ist die mit Gas oder Schaum befüllter Hohlkörper Auflasten auf Dächern oder anderen lastempfindlichen Untergründen relativ gleichmäßig verteilen, so dass die Stabilität des Untergrunds gewährleistet ist. Durch veränderbare Ballastierung der Hohlkörper und Taschen werden die aktuelle Auflasten zum Beispiel durch Schnee oder auf einem Dach zusätzliche angebrachte Installationen angepasst.
Vorzugsweise sind die Hohlkörper, die mit Gas und/oder oder Material, beispielsweise in Konvektion verringernden wabenartiger Struktur, mit besonders geringer Wärmeleitfähigkeit befüllt sind, eine Isolierung die darunterliegenden Fläche gegenüber der Oberfläche.
Günstigerweise schützen wasserdicht verbundene Solarpaneele, beispielsweise durch wasserdicht verklebte Laschen und/oder eine wasserdichte Unterkonstruktion, beispielsweise eine Folie, die darunter liegende Fläche gegen Witterungseinflüsse wie Regen, Tau oder Schnee.
Die kissenförmig oder matratzenförmig ausgebildeten Hohlkörper können quer zur Entfaltungsrichtung keilförmig höher werden und so einen Rollwinkel einstellen. Im Falle einer annähernd Ost-West ausgerichteten Entfaltungsrichtung wird die niedrigere Seite der Hohlkörper dem Äquator zugewandt, so dass sich die Solarerträge durch günstigere solare Einfallswinkel erhöhen. Bei Ausrichtung des Keils in Richtung der Entfaltungsrichtung wird ein Nickwinkel eingestellt. Im Falle einer annähernd Nord-Süd ausgerichteten Entfaltungsrichtung wird die niedrigere Seite der Hohlkörper dem Äquator zugewandt, so dass sich die Solarerträge durch günstigere solare Einfallswinkel erhöhen.
Günstigerweise sind nebeneinander verlaufende benachbarte Kanten benachbarter Solarpaneele der Leporellofaltung mittels biegsamer oder klappbarer Verbindungen miteinander verbunden. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und kostengünstig. Die Laschen können aus Textil- oder Kunststoffmaterial ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Solaranlage dazu bestimmt, im Betriebszustand auf Wasser zu schwimmen, beispielsweise kann sie auf einem See oder Meer in den Betriebszustand versetzt werden. Es ist jedoch in einer anderen Ausführungsform auch denkbar, die Solaranlage auf dem Erdboden, beispielsweise einem brachliegenden Feld, aufzubauen. In beiden Fällen gestattet die erfindungsgemäße Solaranlage einen zügigen Aufbau der Solaranlage in den Betriebszustand wie auch einen zügigen Abbau der Solaranlage in einen Transportzustand. Durch den zügigen Wiederabbau dieser Art von Solaranlage können diese besonders günstig für temporäre Anwendungen eingesetzt werden und auch am Ende der Lebensdauer leichter dem Recycling zugeführt werden.
Günstigerweise ist die Leporellofaltung in dem Transportzustand zusammengefaltet, und zwischen zwei benachbarten Solarpaneelen angeordnete Abschnitte des wenigstens einen Hohlkörpers sind jeweils zwischen den zwei benachbarten Solarpaneelen angeordnet. Dadurch sind die Solarpaneele und die Hohlkörper während des Transportes geschützt, und die gesamte Solaranlage einschließlich der Hohlkörper ist faltbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine bei der Solaranlage dauerhaft verbleibende Pumpe vorgesehen, die ein Befüllen einer oder mehrerer der Hohlköper mit Gas ermöglicht.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Pumpe zwischen einem Hohlkörper und einem davon gasdicht getrennten Hohlkörper vorgesehen, die ein Umpumpen des Gases von dem einen in den anderen Hohlkörper oder umgekehrt ermöglicht. Insbesondere kann eine Steuerung vorgesehen sein, die mit den Pumpen datenleitend verbunden ist und eine Lageveränderung der Solarpaneele gegenüber dem Erdboden in Anbetracht eines Sonnenstandes ermöglicht. Es findet günstigerweise ein Umpumpen, bzw. Ein- und Auspumpen des Gases im Tagesverlauf von westlichen Hohlkörpern in östliche Hohlkörper statt. Im Fall von annähernd Ost-West angeordneten Leporello-Systemen kann durch Pumpen im Jahresverlauf die Neigung zur Sonne verändert werden. Dadurch wird die Leporellofaltung dem Sonnenstand nachgeführt, und es wird eine größere Stromausbeute erzielt.
Vorzugsweise sind die Hohlkörper austauschbar an den Solarpaneelen angeordnet. Es können Klett-, Schraub-, Klemm- oder anderweitige lösbare Verschlüsse vorgesehen sein.
Günstigerweise sind Winden zum Ausziehen der Solarpaneele vorgesehen, die beim Ausziehen weiter vom Erdboden beabstandet sind als Anschlagpunkte der flexiblen Unterkonstruktion an den Solarpaneelen.
Vorzugsweise sind in mit Gas oder Flüssigkeit befüllten Hohlköpern Sensoren, wie zum Beispiel Temperatur- und/oder Druck- und/oder Feuchtigkeitssensoren vorgesehen, die mit einem Alarmsystem verbunden sind. Bei Leckagen der mit Gas befüllten Hohlköper werden diese durch Auswertung der Messwerte festgestellt und ein Alarmsignal wird erzeugt, das an eine Leitstelle o.Ä. übersandt wird.
Die Aufgabe wird in ihrem zweiten Aspekt durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 26 erfüllt.
Das Verfahren eignet sich zum Aufbau der oben genannten Solaranlagen, umgekehrt eignet sich jede der oben genannten Solaranlagen zur Durchführung eines der nachfolgend beschriebenen Verfahren. Das zur Vorrichtung Gesagte gilt sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.
Das Verfahren eignet sich zum Aufbau einer Solaranlage mit Solarpaneelen, die in einer Leporellofaltung angeordnet sind, indem die zusammengefaltete Solaranlage auf Lokation verbracht wird, eine in einer Entfaltungsrichtung biegeschlaff ausgebildete, mit den Solarpaneelen positionsfest verbundene, Unterkonstruktion ausgezogen wird und sich die Leporellofaltung entfaltet.
Die Solaranlage wird in einem Transportzustand, also zusammengefaltet, auf Lokation verbracht und dort vorzugsweise ausgerichtet, vorzugsweise werden Transportsicherungen nach und nach gelöst, die Unterkonstruktion wird ausgezogen und die Leporellofaltung entfaltet sich.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht von der Idee Gebrauch, ein einfaches und zeitsparendes und damit auch kostengünstiges Verfahren zum Aufbau einer Solaranlage zur Verfügung zu stellen. Die Solaranlage kann durch das Verfahren schwimmend auf dem Wasser oder auf festem Untergrund aufgebaut werden.
Vorzugsweise entfaltet sich die Leporellofaltung durch Ausziehen der Unterkonstruktion automatisch.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass sich durch Aufblasen der Hohlkörper die leporelloartig faltbaren Solarpaneele günstigerweise automatisch in den richtigen Neigungswinkel und durch die vorab erfolgte Positionierung der Solaranlage auch in der richtigen Ausrichtung entfalten.
Günstigerweise werden zunächst in Entfaltungsrichtung vorlaufende Hohlkörper mit einem Medium befüllt und anschließend in Entfaltungsrichtung nachlaufende Hohlkörper mit dem Medium befüllt. Als Medium kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder aushärtender Schaum verwendet werden.
Besonders bevorzugt ist die Solaranlage dazu derart auf Lokation verbracht, dass ein Container mit der zusammengefalteten Solaranlage direkt neben der Wasseroberfläche oder bereits ein Stück weit im Wasser angeordnet ist, so dass sich die aufblasbaren Hohlkörper entlang der Wasseroberfläche leicht entfalten können und die Solarpaneele ins Wasser hineingezogen werden, indem die in Entfaltungsrichtung hintereinander angeordneten Hohlkörper oder Kammern von Hohlkörpern sukzessive nacheinander befüllt werden. Es sind auch andere Befüllreihenfolgen denkbar, insbesondere können Kammern auch gleichzeitig langsam aufgeblasen werden. Das noch eingefaltete Leporello-System kann aber auch auf Schiffen oder antriebslosen Bargen/Leichtern zum Installationsort gebracht werden und von dort auf der Wasserfläche entfaltet werden.
Vorzugsweise wird die Solaranlage in ein Gewässer hinein ausgefahren, und die Hohlkörper sind so dimensioniert, dass die Solaranlage mit den Hohlkörpern im Wasser schwimmt. Daher ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die vorlaufenden Hohlkörper zunächst so weit aufgeblasen werden, damit sie das Gewicht der auf ihnen angeordneten Solarpaneele tragen.
Grundsätzlich ist es aber auch hinsichtlich des Verfahrens denkbar, dass die Solaranlage nicht auf einem Gewässer, sondern auf einem festen Untergrund, vorzugsweise einem geneigten oder horizontalen Dach, Feld, o. Ä., aufgebaut wird.
Günstigerweise kann als Unterkonstruktion dann eine Bahn verwendet werden. Bei der Bahn kann es sich um eine Textilbahn, ein Seil oder eine Mehrzahl davon handeln.
Auf dem festem Untergrund können vorab reibungsverringernde Matten ausgelegt werden. Die Matten dienen aber auch zum Schutz der Hohlkörper vor Reibungsschäden. Das gilt insbesondere dann, wenn die Solaranlage auf einem Dach eines Hauses oder auf anderen haftenden oder rauen Oberflächen aufgebaut wird.
Zur Erleichterung des Aufbaus auf einem festen Untergrund können die nacheinander aufgeblasenen Hohlkörper sukzessive auf Rollvorrichtungen aufgelegt werden. Die Rollvorrichtungen erleichtern das Ausziehen der Hohlkörper.
Ein Monitoring-System misst kontinuierlich Zustandsgrößen wie zum Beispiel Druck, Temperatur und Feuchte in den Hohlkörpern, bestimmt die aktuelle Position des Systems oder tastet hochfrequent Beschleunigungen ab, um strömungs-, wind- oder welleninduzierte Bewegungen zu erfassen. Dadurch kann die Anlagenalterung dokumentiert werden oder gelockerte Verankerungen detektiert, sowie Leckagen frühzeitig erkannt werden. Falls kritische Schwellen überschritten werden, können automatisiert Wartungsalarme ausgelöst und gesendet werden.
Eine Steuerung kann Pumpen und Ventile ansteuern, die durch Umpumpen des Mediums aus einem Hohlkörper in einen davon mediumdicht getrennten Hohlkörper eine Lage der Leporellofaltung dem Sonnenstand nachführt, insbesondere den Rollwinkel der Leporellofaltung im Tagesverlauf oder Jahresverlauf ändert. Die Pumpen können einzelne Hohlkörper auch separat mit dem Medium befüllen oder es entleeren
Günstigerweise werden Stromerträge und ertragsrelevante Umgebungsparameter wie Strahlungsintensität und/oder Modultemperaturen, und/oder Wind dauerhaft gemessen und aus den Messwerten die aktuelle Anlageneffizienz algorithmisch ermittelt und im Fall von ermittelten geringer Anlageneffizienz oder anderer Anlagenstörungen ein Alarmsignal ausgegeben und diese Daten kontinuierlich dokumentiert.
Vorzugsweise werden die aktuellen geodätischen Positionen der Leporello-Systeme absolut und relativ zueinander dauerhaft gemessen und erfasst, sowie Beschleunigungen und Winkel hochfrequente dauerhaft gemessenen, und/oder Wassertiefe, Wellen, Strömungen, Wassertemperatur-Profile, Wasserinhaltsstoffe und chemische und physikalische Wasserparameter dauerhaft gemessen, um strömungs-, wind- oder welleninduzierte Bewegungen zu dokumentieren.
Günstigerweise werden Stromerträge und ertragsrelevante Umgebungsparameter wie Strahlungsintensität und/oder Modultemperaturen, und/oder Wind dauerhaft gemessen und aus den Messwerten die aktuelle Anlageneffizienz algorithmisch ermittelt und im Fall von ermittelten geringer Anlageneffizienz oder anderer Anlagenstörungen wird ein Alarmsignal ausgegeben und diese Daten kontinuierlich dokumentiert.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in 22 Figuren beschrieben. Dabei zeigen:

1a eine erfindungsgemäße Solaranlage auf zwei Hohlkörpern in einer perspektivischen Ansicht,
1 b eine erfindungsgemäße Solaranlage in einer zweiten Ausführungsform auf einer Bahn,
1c eine erfindungsgemäße Solaranlage in einer dritten Ausführungsform auf zwei Gurten,
2a eine vierte Ausführungsform der Solaranlage,
2b eine Längsschnittansicht der Solaranlage in 2a,
3a eine fünfte Ausführungsform der Solaranlage,
3b eine Längsschnittansicht der Solaranlage in 3a,
4a eine sechste Ausführungsform der Solaranlage,
4b eine Längsschnittansicht der Solaranlage in 4a,
5a eine siebte Ausführungsform der Solaranlage,
5b eine Längsschnittansicht der Solaranlage in 5a,
6a eine achte Ausführungsform der Solaranlage,
6b eine Längsschnittansicht der Solaranlage in 6a,
7a eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage in einer perspektivischen Ansicht zur Auflage auf einem festen Untergrund,
7b eine Querschnittansicht der Solaranlage in 7a,
8a eine perspektivische Ansicht der Solaranlage in einer zehnten, Ausführungsform zur Auflage auf einem festen Untergrund,
8b eine Schnittansicht der Solaranlage in 8a,
8c eine Solaranlage in einer elften Ausführungsform,
8d eine Schnittansicht der Solaranlage in 8c,
9a eine perspektivische Ansicht der Solaranlage mit einer Pumpe,
9b eine Schnittansicht der Solaranlage der 9a,
10 Solaranlage mit Messfühlern.

Eine erfindungsgemäße Solaranlage 1 weist Solarpaneele 2, 2' auf, die in einer Leporellofaltung 3 angeordnet sind. Die Leporellofaltung 3 ist in einer Entfaltungsrichtung A ausziehbar und entgegen der Entfaltungsrichtung A zusammenfaltbar. In der Ausführungsform in der 1a weist die Leporellofaltung 3 nebeneinander angeordnete Solarpaneele 2, 2' auf. Jede Dachseite der Leporellofaltung 3 ist als ein Solarpaneel 2, 2' ausgebildet. Als Leporellofaltung 3 werden hier die in Entfaltungsrichtung A nebeneinander angeordneten Solarpaneele 2, 2' verstanden, die unterkonstruktionsabseitige Kanten 4, 4' und unterkonstruktionsseitige Kanten 5, 5' aufweisen. Die Solarpaneele 2, 2' sind an den unterkonstruktionsabseitigen Kanten 4, 4' mit einer kurzen Lasche 6 und an den unterkonstruktionsseitigen Kanten 5, 5' mit einer langen Lasche 7 gelenkig miteinander verbunden. Die kurze Lasche 6 ist in Entfaltungsrichtung A kürzer als die lange Lasche 7. Die Leporellofaltung 3 ist auf einer Unterkonstruktion mit zwei aufblasbaren Schläuchen 8, 9, die als aufblasbare Hohlkörper 10 fungieren, angeordnet. Dazu werden die unterkonstruktionsseitigen langen Laschen 7 positionsfest auf den Schläuchen 8, 9 fixiert, beispielsweise aufgeklebt oder anderweitig angeordnet. Die in Entfaltungsrichtung A vordersten, bzw. hintersten, Solarpaneele weisen an ihrer unterkonstruktionsseitigen Kante 5, 5' ebenfalls jeweils eine Lasche auf, die auf den Schläuchen 8, 9 fixiert ist.
Jedes Solarpaneel 2, 2' besteht aus einer Vielzahl einzelner Solarzellen, die in einem Raster angeordnet sind. Die Verkabelung der einzelnen Solarzellen sowie der Anschluss der Solarpaneele 2, 2' an ein Stromnetz sind nicht dargestellt.
Die Solaranlage 1 in den 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b und den 6a, 6b ist dazu bestimmt, auf Wasser zu schwimmen. Es handelt sich um eine schwimmende Solaranlage 1. Die Hohlkörper 10 sind so bemessen, dass sie einen hinreichenden Auftrieb erzeugen, so dass die Leporellofaltung 3 vollständig oberhalb einer Wasseroberfläche angeordnet ist. Die Hohlkörper 10 selbst ragen vorzugsweise mit einem Abschnitt entlang ihrer gesamten Ausziehlänge aus der Wasseroberfläche heraus. Die Solaranlage 1 ist daher besonders als schwimmende Solaranlage 1 in ruhigen Gewässern, vorzugsweise in Seen, die einen geringen Wellengang aufweisen, zur Nutzung geeignet.
Die Hohlkörper 10 schwimmender Solaranlagen 1 sind allgemein und auch in dieser Ausführungsform vollständig oder teilweise mit Luft oder einem anderen Gas oder Schaum gefüllt.
Insbesondere das Ausbringen einer Leporellofaltung 3 auf Wasser hat den zusätzlichen günstigen Effekt, dass in sehr warmen Gebieten eine Verdunstung des Wassers durch Verschattung und Abdeckung verringert wird. Es ist denkbar, unterhalb der Leporellofaltung 3 eine (nicht dargestellte) flexible Zwischenbahn, die vorzugsweise reflektierend ausgebildet ist, anzuordnen, damit durch die Solarpaneele 2, 2' hindurchgelangte Lichtstrahlung zurückreflektiert wird und damit zum einen die Stromeffizienz der Solaranlage 1 erhöht wird, zum anderen aber auch die Verdunstung des darunter befindlichen Wassers verringert wird.
Die Solarpaneele weisen günstigerweise einen Neigungswinkel β von vorzugsweise 10° bis 15° auf wenn sie in Ost-West Ausrichtung aufgestellt sind und einen flacheren Neigungswinkel β, wenn sie in Nord-Süd Richtung ausgerichtet sind. In Nord-Süd Ausrichtung kann der Neigungswinkel β auch auf Null verschwinden. Es sind auch andere Winkelstellungen denkbar.
1b zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage 1. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage 1 durch eine andere Unterkonstruktion. Die Unterkonstruktion besteht in der zweiten Ausführungsform aus einer zumindest in Entfaltungsrichtung A flexiblen Bahn 24, die in Entfaltungsrichtung A durchgehend ausgebildet ist. In vorbestimmten Abständen sind zwei Solarpaneele 2, 2' auf der flexiblen Bahn 24 positionsfest befestigt, so dass die Bahn im vollständig ausgezogenen Zustand gemäß 1b die zwei benachbarten Solarpaneele 2, 2' in eine Dachstellung zwingt, wobei die Steigung des Daches einen vorbestimmten Winkel β aufweist. Bei der flexiblen Bahn 24 handelt es sich um eine biegeschlaffe Bahn, die im eingefalteten Zustand abschnittsweise zwischen zwei benachbarte Solarpaneele 2, 2' hochgefaltet werden kann.
In der 1c ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage 1 dargestellt. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der 1a und der zweiten Ausführungsform in der 1b ebenfalls jeweils durch die anders umgesetzte Unterkonstruktion. Die in Entfaltungsrichtung A flexible oder biegeschlaffe Bahn 24 wird hier als zwei Gurte oder Seile 26, 27 gewählt, die im Zustand gemäß 1c zumindest am linken Ende vollständig ausgezogen sind und somit benachbarte Solarpaneele 2, 2' ebenfalls in einen Dachwinkel mit einer Dachsteigung β zwingen.
Für die Unterkonstruktionen können die wenigstens eine flexible Bahn 24 und die Seile 26, 27 natürlich noch anderweitig ausgebildet werden. Es können mehrere Gurte oder Seile 26, 27 verwendet werden, es können mehrere flächige Bahnen 24 verwendet werden oder Kombination davon, um nur einige zu nennen.
In der 2a ist der grundsätzlich gleiche Aufbau einer Solaranlage 1 wie in 1a beschrieben. Die Leporellofaltung 3 weist eine größere Anzahl an Solarpaneelen 2, 2' auf. Es sind in 2a nur jeweils zwei Solarpaneele 2, 2' dargestellt. Die Solaranlage 1 weist ebenfalls zwei Hohlkörper 10 auf, die als Schläuche 8, 9 ausgebildet sind. Beide Schläuche 8, 9 sind vorzugsweise vollständig mit Gas gefüllt sind. Die Schläuche 8, 9 weisen jedoch verschiedene Querschnitte auf, so dass die Leporellofaltung 3 der schwimmenden Solaranlage 1 um einen Rollwinkel α über ihre gesamte Länge entlang der Entfaltungsrichtung A gekippt ist. Die Solaranlage 1 der 1 und der 2 ist vorzugsweise in Ost-West-Richtung ausgerichtet. Das bedeutet, dass die Entfaltungsrichtung A, also auch die Orientierung der beiden Schläuche 8, 9, in Ost-West-Richtung erfolgt.
In der 2a und 2b weist die Leporellofaltung 3 eine Kippung um den Rollwinkel α vorzugsweise in Richtung des Äquators auf, um die Effizienz der Solaranlage 1 insgesamt zu erhöhen. Der äquatorabseitige Schlauch 9 weist einen größeren Querschnitt als der äquatorseitige Schlauch 8 auf.
Die Kippung der Leporellofaltung 3 zum Äquator hin kann auch gemäß den Ausführungsformen in den 3a, 3b dadurch erzielt werden, dass die Schläuche 8, 9 mit einem gleichen Querschnitt verwendet werden, aber die äquatorabgewandte Seite der Leporellofaltung 3 auf einem Bündel mit einer größeren Anzahl an Schläuchen 8 aufliegt als die äquatorzugewandte Seite der Leporellofaltung 3. Äquatorzugewandt sind lediglich ein Schlauch 8 oder zwei Schläuche 8 vorgesehen, die dazu auch noch horizontal nebeneinander angeordnet sind, während das äquatorabseitige Schlauchbündel neben- und vor allem auch übereinander angeordnete Schläuche 9 aufweist, so dass die Leporellofaltung 3 an der äquatorabseitigen Seite weiter über der Wasseroberfläche heraussteht als an der Äquatorseite.
Die Ausführungsformen in den 4a, 4b, 5a, 5b und 6a, 6b sehen eine Solaranlage 1 mit kissen- oder matratzenartigen Hohlkörpern 10 vor. Sie sind im Querschnitt senkrecht und in Entfaltungsrichtung A rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet. Die matratzenförmigen Hohlkörper 10 sind voneinander getrennt unter jedem Paar Solarpaneele 2, 2' ist genau ein matratzenförmiger Hohlkörper 10 vorgesehen.
Die Hohlkörper 10 in den in den 4, 4a und 5, 5a dargestellten Solaranlagen 1 weisen eine entgegen der Entfaltungsrichtung A größer werdende Höhe auf, so dass die Solaranlage 1 insgesamt eine Kippung um einen Nickwinkel γ in Entfaltungsrichtung A erfährt, wenn die Solaranlage 1 auf dem Wasser schwimmt. Ein geringer Nickwinkel γ kann insbesondere bei einer Nord-Süd-Ausrichtung der Schläuche 8, 9, bzw. der Entfaltungsrichtung A, sinnvoll sein, um die Effizienz der Solaranlage insgesamt etwas zu erhöhen.
Grundsätzlich gilt das zu dem Rollwinkel α und dem Nickwinkel γ sowie dem Neigungswinkel β Gesagte auch für Solaranlagen 1, die auf einem festen Untergrund stehen.
Die Solaranlage 1 in den 1a, 2a und 3a weist als Unterkonstruktion Hohlkörper 10, vorzugsweise in Form von Schläuchen 8, 9, auf. Die Schläuche sind so dimensioniert, dass sie mit Luft oder einem anderen Gas, beispielsweise auch Stickstoff, befüllt sind und einen hinreichenden Auftrieb erzeugen, so dass die gesamte Solaranlage auf der Oberfläche eines Gewässers aufschwimmt. Grundsätzlich können die genannten Konstruktionen mit den Hohlkörpern 10 in den 1a, 2a, 3a auch auf einem festen oder morastigen Untergrund, aber auch auf Hausdächern, Verwendung finden. In den Fällen in denen der Untergrund fest ist, können die Auftriebskörper im Querschnitt kleiner dimensioniert sein, da sie keinen Auftrieb erzeugen müssen, der die gesamte Solaranlage über Wasser hält. Insbesondere bei der Konstruktion auf Hausdächern kann es vorgesehen sein, die Hohlkörper mit einem Schaum vollständig zu befüllen, der nach der Einschäumung aushärtet, so dass das Gewicht der Solarpaneele gleichförmig über die Längsausdehnung der beiden oder mehreren Hohlkörper 10 verteilt wird.
In der Ausführungsform in den 4a, 4b ist genau ein aufblasbarer Hohlkörper 10 vorgesehen, der in Entfaltungsrichtung A eine keilförmige Struktur im Längsschnitt aufweist. Der Hohlkörper 10 kann im Inneren natürlich wie auch alle anderen Hohlkörper 10 nicht eingezeichnete Kammern aufweisen.
Die Ausführungsform in den 5a, 5b zeigt ebenfalls eine Solaranlage, vorzugsweise in Nord-Süd-Ausrichtung, wobei hier eine Mehrzahl an quaderförmigen Hohlkörpern 10 vorgesehen ist, von denen jeder eine im Längsschnitt keilstückförmige Form aufweist und die in ihrer Gesamtanordnung eine keilförmige Form in Entfaltungsrichtung A ausbilden.
In den 6a, 6b ist die Solaranlage 1 dargestellt mit in Entfaltungsrichtung A hintereinander angeordneten einzelnen Hohlkörpern 10, die alle baugleich und kubisch ausgebildet sind und eine über die gesamte Ausdehnung gleichbleibende Bauhöhe aufweisen.
Wenn als Unterkonstruktion die matratzenförmigen Hohlkörper 10 gewählt sind, kann auch diese Solaranlage 1 grundsätzlich für den Einsatz auf festen Untergründen verwendet werden. Auch dabei werden die Hohlkörper 10 vorzugsweise kleiner dimensioniert und mit aushärtendem Schaum befüllt. ein Auftrieb muss nicht mehr erzeugt werden.
In den 7a, 7b und 8a, 8b werden zwei Ausführungsformen der Solaranlage 1 beschrieben, die insbesondere zum Aufbau auf einem festen Untergrund bestimmt sind. Dabei kann es sich um einen nur zeitweilig gefluteten Bereich, dauerhaft und zeitweilig durchnässte Böden, einen festen Boden, Untergründe mit starker Hangneigung oder um ein Dach, vorzugsweise ein Flachdach eines Gebäudes, handeln.
Zur Ballastierung der Solaranlage 1 können Schläuche (8, 9) in den 7a, 7b mit Flüssigkeit beispielsweise mit Wasser mit Glykol gefüllt sein. Dabei können sie vollständig oder teilweise gefüllt sein. Es ist auch eine Befüllung mit Schaum oder granularem Material vorgesehen. Günstigerweise ist seitlich außen jeweils eine sich über die gesamte oder nur Teile der gesamten Entfaltungsrichtung A erstreckende Tasche 12, 13 an jedem der beiden Schläuche 8, 9 vorgesehen, die selbst ebenfalls mit Ballastmaterial gefüllt sein können und damit einem Abheben der Solaranlage 1 bei Wind entgegenwirkt. Darüber hinaus verringert sie die Möglichkeit, dass der Wind die Schläuche 8, 9 untergreift.
8a, 8b zeigt ebenfalls eine Solaranlage 1, die auf einem festen Untergrund aufgestellt ist. Insbesondere Flachdächer weisen eine Rauheit auf, die die Hohlkörper 10 beschädigen könnte, so dass unter den einen Hohlkörper 10 eine Unterlegmatte 14 gelegt sein kann. Dabei handelt es sich z. B. um eine Textil- oder Plastikmatte. Der andere Hohlkörper 10 ist entlang eines Lagers 15 gelegt. Das Lager 15 ist in 9a unterhalb des rechten Schlauches 9 dargestellt. Das Lager 15 weist eine konvexe Oberfläche auf, so dass der Schlauch 9 nach einem ungewollten Verrutschen wieder in eine bestimmte gewünschte Position zurückrutscht.
Eine Krümmung des konkaven Lagers 15 ist einer Krümmung des Schlauches angepasst ist, und es können auch seitlich an dem konkaven Lager 15 Räder vorgesehen sein, so dass man die gesamte Solaranlage 1 oder den Schlauch 9 während des Aufblasens über den festen Untergrund fahren kann. Es auch vorgesehen sein, dass unterhalb des Lagers 15 wiederum die Unterlegmatte 14 angeordnet ist, auf der das konkave Lager 15 mit den seitlichen Rädern verfahrbar sein kann.
In den 8c und 8d wird eine weitere Variante der Solaranlage 1 dargestellt. Die Hohlkörper 10 sind als Schläuche 8, 9 ausgebildet und werden auf kleinen Wagen 28 in Entfaltungsrichtung A ausgefahren. Beispielsweise können auch hier vorlaufende Abteile der Schläuche 8, 9 zunächst aufgeblasen werden oder die Schläuche 8, 9 werden nur zum Teil aufgeblasen und sukzessive durch das Lösen von Transportklammern zwischen den einzelnen Solarpaneelen 2, 2' in Entfaltungsrichtung auf dem Wagen 28 ausgefahren. Nach dem Entfalten können die Wagen 28 verbleiben oder auch weggenommen werden.
In den 9a, 9b ist eine Weiterbildung der Solaranlage 1 dargestellt. Zwischen verschiedenen, voneinander getrennten Hohlkörpern 10, beispielsweise den in der 9a dargestellten zwei Schläuchen 8, 9, kann eine Pumpe 16 vorgesehen sein, die Luft von dem einen Schlauch 8 in den anderen Schlauch 9 umpumpt. Insbesondere bei einer Nord-Süd-Ausrichtung der Solaranlage 1 ist vorzugsweise der westliche Schlauch 8 am Morgen stärker aufgepumpt als der östliche Schlauch 9, so dass der Rollwinkel α, der die Leporellofaltung 3 nach Osten neigt, vorhanden ist, während die Pumpe den Rollwinkel α im Tagesverlauf kontinuierlich der Sonne nachführt und am Abend der östliche Schlauch 9 stärker aufgepumpt ist als der westliche Schlauch 8, so dass eine Kippung um einen Rollwinkel α gen Westen vorhanden ist. Die Pumpe 16 ist mittels Pumpenschläuchen 17 mit den Hohlkörpern 10 verbunden.
Während bei einer Nord-Süd-Ausrichtung der Solaranlage ein Umpumpen im Tagesverlauf die Effizienz deutlich steigert, kann beispielsweise in den Ausführungsformen der 4a, 4b und 5a, 5b durch die keilförmige Form der Hohlkörper 10 auf ein Umpumpen verzichtet werden, und man erhält eine Effizienzsteigerung durch die permanente Verkippung der Solaranlage 1 zum Äquator hin.
Die Solaranlage 1 ist zum Transport in der Leporellofaltung 3 zusammengefaltet. Die zusammengefaltete Solaranlage 1 ist beispielsweise in einem Container untergebracht. Zum Aufbau der Solaranlage 1 wird eine seitliche Containerwandung herausgeklappt, und die beiden Hohlkörper 10 werden mit Luft befüllt. Vorzugsweise weisen die Hohlkörper 10 in Entfaltungsrichtung A voneinander getrennte Kammern auf, und es werden zunächst die in Entfaltungsrichtung A vorlaufenden Kammern der Hohlkörper 10 mit Luft befüllt, so dass die ersten beiden oder ersten wenigen Solarpaneele 2, 2' durch die sich aufblasenden Kammern der Hohlkörper 10 aus dem Container herausgezogen werden und automatisch in ihre aufgefaltete Struktur durch das Aufblasen der Hohlkörper 10 gebracht werden. Vorzugsweise ist der Container dazu bereits im oder am Wasser positioniert, und die Hohlkörper 10 können sich durch das Aufblasen in das Wasser hinein in Entfaltungsrichtung A schieben. Die Hohlkörper 10 können mit einer Pumpe aufgeblasen werden.
Wenn die Solaranlage 1 auf festem Untergrund aufgebaut wird, können zunächst die Unterlegmatten 14 auf dem festen Untergrund verlegt werden, auf denen sich dann die sich aufblasenden Hohlkörper 10 entlangschieben. Die Hohlkörper 10 werden hier vorzugsweise mit Wasser oder Schaum befüllt. Auch das Befüllen mit Wasser oder Schaum wird unter dem Begriff des Aufblasens verstanden.
Es ist auch denkbar, dass die Schläuche 8, 9 als Hohlkörper 10 sukzessive auf beräderte Lager, vorzugsweise mit konkaver Auflagefläche, gelegt werden und dann über den Boden oder über die auf dem Boden ausgelegte Unterlegmatte 14 in Entfaltungsrichtung A verfahren werden.
11 zeigt eine Anordnung von Messfühlern in den Hohlkörpern 20, Messfühlern zur Messung von Umweltparametern 21 ausserhalb der Hohlkörpern und Strahlungsmessgeräte 22 an der Solaranlage 1. Die Anordnung von Messfühlern 20, 21, 22 eignet sich insbesondere im Zusammenhang mit aufblasbaren Röhren 8, 9, die Auftriebskörper ausbilden und auf denen die gesamte Solaranlage 1 auf dem Wasser schwimmt. Hier ist es sinnvoll den Zustand der aufgeblasenen Röhren 8, 9 ständig zu überwachen und bei Defekten in den Röhren 8, 9 und einem Nachlassen des Auftriebs einen Alarm auszusenden. In den Röhren 8, 9 sind daher Messfühler 20 wie Drucksensoren, Temperatursensoren, Feuchtigkeitsmesser vorgesehen, außerhalb der Röhren 8, 9 können Messfühler 21 wie Temperatursensoren, Feuchtigkeitsmesser vorgesehen sein. Es sind auch Strahlungssensoren 22 vorhanden. Messdaten werden in einem Datenlogger 23 gesammelt und einer zugeführt, deren kombinierte Messwerte es ermöglichen festzustellen, ob ein Druckabfall oder eine Druckerhöhung nur durch die Temperaturänderung oder durch ein Luftleck in den Röhren 8, 9 verursacht wird.
Bezugszeichenliste

1: Solaranlage
2: Solarpaneel
2': Solarpaneel
3: Leporellofaltung
4: unterkonstruktionsabseitige Kante
4': unterkonstruktionsabseitige Kante
5: unterkonstruktionsseitige Kanten
5': unterkonstruktionsseitige Kanten
6: kurze Lasche
7: lange Lasche
8: Schlauch
9: Schlauch
10: Hohlkörper
11: Verstärkung
12: Tasche
13: Tasche
14: Unterlegmatte
15: Lager
16: Pumpe
17: Pumpenschläuche
18: Rollensystem
20: Messfühler in Hohlkörper
21: Messfühler zur Messung von Umweltparametern
22: Strahlungsmessgerät
23: Datenlogger
24: flexible Bahn
26: Gurt, Seil
27: Gurt, Seil
28: Wagen
α: Rollwinkel
γ: Nickwinkel
β: Neigungswinkel
A: Entfaltungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/179893 A1 [0002]
CH 705633 A1 [0003]
DE 102015121200 [0004]

Claims

Solaranlage mit Solarpaneelen (2, 2'), die in einer Leporellofaltung (3) angeordnet sind, die in einer Entfaltungsrichtung (A) entfaltbar ist, und einer Unterkonstruktion auf der die Solarpaneele angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion in Entfaltungsrichtung (A) flexibel ausgebildet ist und mit den Solarpanelen derart positionsfest verbunden ist, dass die Leporellofaltung (3) der Solarpaneelen mit der Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) entfaltbar ist und in einem entfalteten Zustand die Winkelstellungen der Solarpanelle (2, 2') relativ zueinander bestimmt.
Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leporellofaltung (3) der Solarpaneele (2, 2') automatisch mit der Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) entfaltbar ist.
Solaranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) sich im entfalteten Zustand über eine gesamte Entfaltungslänge der Solaranlage (1) erstreckt.
Solaranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) im entfalteten Zustand wenigstens einen in Entfaltungsrichtung (A) verlaufenden mit einem Medium befüllbaren flexiblen Hohlkörper (10) aufweist.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) wenigstens eine in Entfaltungsrichtung (A) verlaufende flexible Bahn (24) aufweist.
Solaranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine flexible Bahn (24) wenigstens einen Gurt oder ein Seil (26, 27) umfasst.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Medium erfüllten flexiblen Hohlkörper (10) einen hinreichenden Auftrieb erzeugen, die Solarpaneele (2, 2') über einer Wasseroberfläche eines Gewässers zu halten, in dem die Solaranlage (1) schwimmt.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (10) und/oder zusätzlich vorgesehene Taschen (12, 13) mit Ballast dauerhaft oder veränderbar befüllbar sind.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem Medium befüllbare flexible Hohlkörper eine Mehrzahl quer zur Entfaltungsrichtung (A) nebeneinander angeordneter, sich jeweils in Entfaltungsrichtung (A) erstreckender Schläuche (8, 9) aufweist.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (10) mit Schaum dauerhaft befüllbar sind.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Hohlkörper (10) Schläuche (8, 9) aufweisen, die an senkrecht zur Entfaltungsrichtung (A) seitlichen Abschnitten der Solarpaneele (3) angeordnet sind.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an sich gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten der Leporellofaltung (3) die Schläuche (8, 9) mit unterschiedlichen Querschnitten senkrecht zur Entfaltungsrichtung (A) angeordnet sind.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an sich gegenüberliegenden seitlichen Abschnitten der Leporellofaltung (3) der Solarpaneele (2, 2') in einem Querschnitt senkrecht zur Entfaltungsrichtung (A) eine unterschiedliche Anzahl an Schläuchen (8, 9) angeordnet ist.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Entfaltungsrichtung (A) nebeneinander einer oder eine Reihe von Hohlkörpern (10) vorgesehen sind.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein sich entgegen der Entfaltungsrichtung (A) höher werdender Hohlkörper (10) vorgesehen ist.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leporellofaltung (3) in einem Transportzustand zusammengefaltet ist und zwischen zwei benachbarten Solarpaneelen (2, 2') angeordnete Abschnitte der flexiblen Unterkonstruktion (10) zwischen den zwei zusammengefalteten benachbarten Solarpaneelen (2, 2') angeordnet sind.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Gas oder Schaum befüllten Hohlkörper (10) Auflasten auf Dächern oder anderen lastempfindlichen Untergründen gleichmäßig verteilen sowie die veränderbare Ballastierung aus Anspruch 8. an aktuelle Auflasten (zum Beispiel durch Schnee oder auf einem Dach zusätzliche angebrachte Installationen) angepasst werden kann.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (10), die mit Gas und/oder oder Material, in Konvektion verringerdner wabenartiger Struktur, mit besonders geringer Wärmeleitfähigkeit befüllt sind, als Isolierung der darunterliegende Fläche gegenüber der Oberfläche dienen.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wasserdicht verbundene Solarpaneele (10), durch wasserdicht verklebte Laschen (6, 7) und/oder eine wasserdichte Unterkonstruktion, mit einer Folie, die darunter liegende Fläche gegen Witterungseinflüsse schützen.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messfühler (20, 21, 22) in den Hohlkörpern (10) und/oder außerhalb der Hohlkörper (10) vorgesehen sind und bei Ermitteln eines kritischen Zustandes ein Alarmsignal erzeugbar ist.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine bei der Solaranlage (1) dauerhaft verbleibende Pumpe (16) vorgesehen ist, die ein Befüllen oder Entleeren der Hohlköper (10) mit Gas ermöglicht.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, die mit der Pumpe (16) datenleitend verbunden ist und eine Lageveränderung der Leporellofaltung (3) gegenüber dem Erdboden in Anbetracht eines Sonnenstandes ermöglicht.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlkörper (10) austauschbar an den Solarpaneelen (2. 2') angeordnet sind.
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Winden zum Ausziehen der Solarpaneele (2, 2') vorgesehen sind, die beim Ausziehen weiter vom Erdboden beabstandet sind als Anschlagpunkte der flexiblen Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) an den Solarpaneelen (2, 2').
Solaranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mit Gas oder Flüssigkeit oder Schaum befüllten Hohlköpern (10) Temperatur- und/oder Druck- und oder Feuchtigkeitsfühler vorgesehen sind, die mit einem Alarmsystem verbunden sind.
Verfahren zum Aufbau einer Solaranlage (1) mit Solarpaneelen (2, 2'), die in einer Leporellofaltung (3) angeordnet sind, indem die zusammengefaltete Solaranlage (1) auf Lokation verbracht wird, eine in einer Entfaltungsrichtung flexibel ausgebildete mit den Solarpaneelen (2, 2') positionsfest verbundene Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) ausgezogen wird und sich die Leporellofaltung (3) entfaltet und dabei Winkelstellungen der Solarpanelle (2, 2') relativ zueinander bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Leporellofaltung (3) durch das Entfalten der Unterkonstruktion (8, 9, 10, 24) automatisch mit entfaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in Entfaltungsrichtung (A) vorlaufende Hohlkörper (10) mit einem Medium befüllt werden und anschließend in Entfaltungsrichtung (A) nachlaufende Hohlkörper (10) mit dem Medium befüllt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26, 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Solaranlage (1) in ein Gewässer hinein ausgezogen wird und die Hohlkörper (10) so dimensioniert sind, dass die Solaranlage (1) auf den Hohlkörpern (10) im Wasser schwimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Solaranlage (1) auf einem festen Untergrund ausgezogen wird und auf dem festen Untergrund reibungsverringernde Unterlegmatten (14) ausgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung eine Pumpe (16) ansteuert, die durch Umpumpen von Gas aus einem Auftriebskörper (10) in einen davon gasdicht getrennten Auftriebskörper (10) eine Lage der Leporellofaltung (3) dem Sonnenstand nachführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in mit Gas, Schaum oder Flüssigkeit befüllten Hohlköpern (10) physikalische Zustandsgrößen und/oder der Chemismus dauerhaft gemessen werden und die Zustände der Hohlkörper (10) aus Messwerten ermittelt werden und bei einer algorithmisch ermittelten Störung oder signifikanter Alterung ein Alarmsignal ausgegeben wird und die Anlagenzustände und Bedingungen kontinuierlich dokumentiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass Stromerträge und ertragsrelevante Umgebungsparameter wie Strahlungsintensität und/oder Modultemperaturen, und/oder Wind dauerhaft gemessen werden (10) aus den Messwerten die aktuelle Anlageneffizienz algorithmisch ermittelt wird und im Fall von ermittelten geringer Anlageneffizienz oder anderer Anlagenstörungen ein Alarmsignal ausgegeben wird und die Messwerte kontinuierlich dokumentiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen geodätischen Positionen von Leporello-Systemen absolut und relativ zueinander dauerhaft gemessen werden, sowie Beschleunigungen und Winkel hochfrequente dauerhaft gemessenen werden, und/oder Wassertiefe, Wellen, Strömungen, Wassertemperatur-Profile, Wasserinhaltsstoffe und chemische und physikalische Wasserparameter dauerhaft gemessen werden, um strömungs-, wind- oder welleninduzierte Bewegungen zu dokumentieren, erfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass Stromerträge und ertragsrelevante Umgebungsparameter wie Strahlungsintensität und/oder Modultemperaturen, und/oder Wind dauerhaft gemessen werden (10) aus den Messwerten die aktuelle Anlageneffizienz algorithmisch ermittelt wird und im Fall von ermittelten geringer Anlageneffizienz oder anderer Anlagenstörungen ein Alarmsignal ausgegeben wird und diese Daten kontinuierlich dokumentiert werden.