DE10344213A1

DE10344213A1 - Beschattungs- und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10344213A1
Application number: DE10344213A
Authority: DE
Inventors: Angela Karning
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2005-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschattungs- und Beleuchtungsvorrichtung in Form von Jalousien, Rolläden oder Rollos, die mindestens auf einer Seite mit einer Halbleiterschicht versehen sind. Die Halbleiterschicht kann entweder in Siliziumtechnologie, in ALGalnP/GaAs Verbindung oder auf Basis organischer Halbleiter hergestellt sein. DOLLAR A Die Halbleiterschicht kann der Gewinnung von elektrischer Energie durch Solarstrahlung dienen, diese kann in einem Energiespeicher gespeichert werden und bei Bedarf über eine zweite Halbleiterschicht in Form von Licht emittierender Dioden (LEDs) bzw. Organischer LEDs (OLEDs) abgegeben werden. Dabei ist die Wellenlänge des abgestrahlten Lichtes nicht auf das sichtbare Spektrum beschränkt, es kann sowohl im ultravioletten als auch im infraroten Spektrum liegen sowie aus einer Kombination von Wellenlängen des sichtbaren, ultravioletten und infraroten Spektrums. DOLLAR A Die Vorrichtung kann des weiteren für die Darstellung von Meldungen z. B. Gefahrenmeldungen nach innen oder außen verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine neuartige Beschattungs- und Beleuchtungsvorrichtung für Wohn- und Arbeitsräume sowie für allgemeine Beschattung und Beleuchtung von mit Glasflächen ausgestatteten Bauwerken wie z.B. Gewächshäuser oder auch für offene Beschattungseinrichtungen.

Es sind Beschattungsvorrichtungen in Form von Jalousien mit verstellbaren vertikal oder horizontal angeordneten Lamellen bekannt. In DE 19632684 ist eine Lamellen-Jalousie beschrieben die durch variable Verstellung der einzelnen Lamellen einen blendfreien Tageslichteinfall gewährleisten soll.

Der Erfindung liegt der Lösungsgedanke zu Grunde über die nach dem Stand der Technik bekannten Eigenschaften eine Möglichkeit zu schaffen sowohl die Eigenschaften wie Sichtschutz, Beschattung und Schutz vor Aufheizung durch Sonneneinstrahlung zu gewährleisten als auch eine variable Beleuchtungsvorrichtung mittels der Lamellen von Jalousien, Lamellen von Rolläden, Lamellen von verstellbaren Glaselementen oder Rollobahnen von Rollos zu realisieren sowie elektrische Energie aus Solarbestrahlung zu erzeugen und zu speichern.

Eine einfache Ausführung der Erfindung besteht darin, daß die Lamellen bzw. Rollobahnen ausschließlich zur Umwandlung von Solarstrahlung in elektrische Energie verwendet werden.

Die bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die gespeicherte Energie über die integrierten Leuchtflächen bei Bedarf wieder abgegeben wird. Dabei können die Beschattungs- und Beleuchtungsvorrichtungen sowohl raumseitig als auch auf der Gebäudeaussenseite angebracht werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, in dem die Lamellen bzw. Rollobahnen bevorzugt aus transparentem Material hergestellt sind und zumindest die nach innen gewandte Seite mit einer Beschichtung auf der Basis organischer Leuchtdioden (OLED) oder diskreter LEDs versehen ist. Die OLEDs oder LEDs sind in der Farbstellung und Helligkeit manuell oder automatisch veränderbar. Ebenso kann die Leuchtfläche teilweise oder ganz mit einer Flüssigkristallschicht belegt sein die durch entsprechende Steuersignale von transparent bis opaque variiert werden kann.

Die Stromversorgung der LEDs erfolgt bei den horizontalen Lamellen über die bei dieser Art üblichen zur Lamellenverstellung notwendigen "Leitern". 1 zeigt die bevorzugte Ausführung einer horizontalen Lamellenanordnung.

Die nach außen gewandte Seite der Lamellen kann teilreflektierend ausgebildet sein, so daß zwar der Sicht- und Wärmeschutz gewährleistet ist, jedoch auch Tageslicht nach innen dringen kann und am Abend durch die leuchtenden LED's bzw. OLED's Licht nach aussen dringt, wodurch "Lichtvorhangseffekt" erzeugt wird, der Sichtschutz gewährleistet.

Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Innenseiten der Lamellen mit ultravioletten OLEDs beschichtet. Diese Ausführung kann besonders für Gewächshauser von Vorteil sein. Dabei ist die Kombination mit anderen Farben im sichtbaren und infrarotem Spektralbereich denkbar. Ebenso ist für diese Anwendung eine Gestaltung von zur Belüftung verstellbaren Glaslamellen mit Solarzellen und Beleuchtungselementen realisierbar.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Lamellen als Hohlkörper ausgebildet sind, in denen elektrische Energie speichernden, aufladbaren Batterien untergebracht sind und die Außenbeschichtung der Lamellen als Solarzellen ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist es die Solarzellen in der Technologie organischer Halbleiter zu beschichten, ebenso sind "konventionelle" Solarzellen denkbar.

Eine Weiterbildung der Erfindung ermittelt automatisch den optimalen Winkel der Lamellen zur Sonne. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Stellung der Lamellen durch einen iterativen Prozeß auf den optimalen Winkel zur Sonne eingestellt wird. Dies wird durch dadurch erreicht, daß ein Regelkreis die durch die Solarstrahlung mit Hilfe der Solarzellen erzeugte Spannung bzw. den Strom auf einen Maximalwert regelt. Die Verstellung der Jalousien wird durch einen Antriebsmotor im Jalousieoberteil erreicht.

Bei der Ausführung mit integriertem Energiespeicher kann die am Tage gespeicherte Energie bei Bedarf am Abend abgegeben werden.

Die gespeicherte Energie kann je nach Ausführung der Jalousie am Abend zur Beleuchtung durch die in der Jalousie integrierten OLEDs oder LEDs abgegeben werden, eine Verwendung der gespeicherten Energie für andere Verbraucher ist ebenso denkbar ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Eine einfache Ausbildung der Erfindung ist in 1 dargestellt. Bei dieser Ausbildung ist der Energiespeicher im Oberteil oder im Unterteil der Jalousie untergebracht.

Die elektrische Versorgung der Leuchtflächen kann ebenfalls aus dem elektrischen Netz unter Verwendung geeigneter Netzgeräte erfolgen. Dabei ist eine automatische Umschaltung von Batteriebetrieb auf Netzbetrieb bei Unterspannung der Batterien vorgesehen.

Als weitere Ausbildung der Erfindung sind Alarmmeldungen darstellbar, diese können bei Notfällen entweder vorprogrammiert als auch von einer Alarmzentrale ausgewählt, dargestellt werden. Ebenso können bei der teildurchlässigen Ausführung der Vorrichtung Meldungen beliebiger Art nach außen sichtbar dargestellt werden. Die Ansteuerung erfolgt entweder über einen zentralen Computer, oder über ein standardisiertes Interface von einem Personal Computer.

Eine Beschränkung der Erfindung auf feste Einrichtungen wie Gebäude ist nicht zwingend. Einige Anwendungsmöglichkeiten können selbstverständlich auf Fahrzeuge wie Wasser- und Luftfahrzeuge, Raumstationen, Wohnwagen und Kraftfahrzeuge übertragen werden.

Die Ausführung der Erfindung ist an Hand folgender Abbildungen dargestellt. Dabei wurde die horizontal angeordnete Lamellen-Jalousie ausgewählt.
1 stellt den Aufbau der Jalousie in Seitenansicht dar.
Die Einzellamellen sind mit der Kennzeichnung 1 dargestellt, das Oberteil der Jalousie ist mit 2 gekennzeichnet, die Trageleitern 3 dienen der Stromzufuhr bzw. der Ladung der Energiespeicher, der mit 4 gekennzeichneten Verbindungen der Trageleitern 3 sind als Isolator ausgeführt. Mit 5 ist das bei Jalousien übliche Halteband gekennzeichnet. Die Energiespeicher können er nach Ausführung entweder im Jalousie-Oberteil 2 oder im Jalousie-Unterteil 6 untergebracht sein. Auch eine Ausbildung der Einzellamellen 1 als Energiespeicher ist vorgesehen.
2 stellt den prinzipiellen Aufbau einer Einzellamelle 1 im Schnitt dar.
Die Kennzahl 1.0 bezeichnet das Trägermaterial der Lamelle, dieses kann transparent, transluzent oder lichtundurchlässig ausgebildet sein. Eine Ausführung als Hohlkörper zur Aufnahme des Energiespeichers ist ebenfalls vorgesehen. Die Kennzahl 1.1 bezeichnet die Solarzellenschicht, 1.2 eine teilreflektierende Schicht, 1.3 die Licht emittierende Schicht und 1.4 Kontaktstellen.
3 stellt in Aufsicht die Lamellen-Jalousie und die bevorzugte Anordnung der elektrischen Leitungen innerhalb der Vorrichtung dar.
Dabei dienen z.B. die Leitungen mit der Kennzahl 3 der Ladung der Energiespeicher und die Leitungen mit der Kennzahl 3' der Zufuhr der elektrischen Energie zu den Einzellamellen für die Beleuchtungsphase. Der Energiespeicher kann entweder im Oberteil 2 der Jalousie, im Abschluß 6 oder in den Einzellamellen untergebracht sein.
4a und 4b stellen zwei mögliche Anordnungen der Jalousie an Gebäudeaussen- bzw. Innenseite dar.
Außerdem sind zwei mögliche Anordnungen der aufladbaren Energiespeicher dargestellt.
5 stellt den prinzipiellen Aufbau des Regelkreises zur optimalen Einstellung der horizontal angeordneten Lamellen-Jalousie zur Solarstrahlung dar.
6 stellt die Anwendung der Vorrichtung bei Bufferbetrieb über die Netzversorgung als Notbeleuchtung bei Netzausfall.

Claims

Beschattung- und Beleuchtungsvorrichtung für Wohn- und Arbeitsräume und mit Glasflächen ausgestattete Bauwerke sowie offene Beschattungseinrichtungen in Form von Horizontaljalousien, Vertikaljalousien, Rolläden oder Rollos, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Seite der Vorrichtungen mit einer Halbleiterschicht beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auf der Basis der Siliziumtechnologie ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitertechnologie auf der Basis der AlGaInP/GaAs Verbindungen hergestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung auf der Basis von organischer Halbleiter ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung die Technologie Organische Licht emittierender Dioden (OLEDs) verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung als Solarzellen in Siliziumtechnologie ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung als Solarzelle auf der Basis organischer Halbleiter ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial der der Lamellen bzw. der Rollobahn aus transparenten Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen bzw. die Rollobahn an der nach außen gerichteten Seite teilreflektierend beschichtet sind, derart, daß die Wärmestrahlung teilweise oder ganz reflektiert wird, für das Tageslicht und für das von den Leuchtflächen abgegeben Licht Teildurchlässigkeit besteht
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus transluszentem Material besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial lichtundurchlässig ist.
Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen der Jalousien bzw. die Bahnen der Rollos auf einer Seite mit Solarzellen bevorzugt auf der Basis organischer Halbleiter beschichtet sind und auf der zweiten Seite, als Leuchtfläche bzw. Leuchtflächen ausgebildet, bevorzugt auf der Basis organischer Leuchtdioden (OLED's), beschichtet sind.
Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Leuchtflächen, gebildet durch die Lamellen der Jalousien bzw. die Bahnen der Rollos bei der Anwendung von LEDs in diskreter Technologie durch eine die Leuchtfläche teilweise oder insgesamt überdeckende Flüssigkristallschicht, die durch das Anlegen einer Steuerspannung von transparent bis opaque variiert werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der durch das Tageslicht gewonnen Energie ein Energiespeicher verwendet wird, der im Oberteil der Jalousie bzw. des Rollos integriert ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der durch das Tageslicht gewonnen Energie ein Energiespeicher verwendet wird, der im Unterteil der Jalousie bzw. des Rollos integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial der Lamellen bzw. der Rollobahn als Energiespeicher ausgebildet
Vorrichtungen nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen zwischen den Lamellen der Horizontaljalousie über die bekannten "Tragleitern" erfolgt, bei Vertikaljalousien über die Lamellenaufhängung und bei Rollos über die Rollowelle.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Stellung der Lamellen automatisch durch einen iterativen Prozeß ermittelt wird, bevorzugt durch einen im Jalousieoberteil integrierten Antriebsmotor, durch den der von den Solarzellen erzeugte Strom oder die Spannung maximiert wird, in dem durch eine Regelelektronik erzeugte Steuersignale die Lamellen in die optimale Winkelstellung bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 12 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Energie je nach Bedarf über die Leuchtflächen abgegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtfarben der Leuchtflächen im sichtbaren Spektrum variiert werden können, wozu OLEDs oder LEDs in den Grundfarben integriert sind.
Vorrichtung nach 1, 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtfarbe der Leuchtflächen im ultravioletten Spektrum liegen.
Vorrichtung nach 1, 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtfarbe der Leuchtflächen im infraroten Spektrum liegen.
Vorrichtung nach 1, 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtfarbe der Leuchtflächen aus einer Kombination von im sichtbaren, ultravioletten und oder infraroten Spektrum liegenden Wellenlängen besteht.
Vorrichtung nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung der Leuchtfläche oder der Leuchtflächen durch Fremdversorgung, z.B. mittels entsprechender Netzgeräte aus dem Netz oder aus Batterien oder aufladbaren Batterien erfolgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von Batteriebetrieb auf Netzbetrieb bei Unterspannung automatisch erfolgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung bei Stromausfall als Notbeleuchtung geschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26 und 13 dadurch gekennzeichnet, daß bei Notfällen eine vorprogrammierte Meldung dargestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Meldungen von einer Alarmzentrale ausgewählt und dargestellt
Vorrichtung nach Anspruch 27 dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Meldungen wie Alarmmeldungen oder beliebige Informationen nach außen sichtbar dargestellt werden.