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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Solarmodulvorrichtungen zur Gewinnung von Solarenergie. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf Solarmodulsysteme zur Gewinnung der Solarenergie.
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HINTERGRUND
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Steigende Preise für fossile Brennstoffe und die Aussicht auf wachsende Weltölreserven haben eine Nachfrage nach alternativen Energiequellen geschaffen, die einen Teil des derzeit durch fossile Brennstoffe gedeckten Energiebedarfs ergänzen und / oder ersetzen können. In den letzten Jahren hat es eine enorme Entwicklung auf dem Gebiet der Solarenergiegewinnung gegeben. Die Umwandlung von Solarenergie in Strom reduziert den Bedarf an dem Verbrauch fossiler Brennstoffe und gilt als saubere Energielösung. Gegenwärtig ist Solarenergiegewinnung eine der am weitesten verbreiteten und beliebtesten Formen alternativer Brennstoffe in der Weltbevölkerung.
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Solarenergie kann gewonnen und in Strom umgewandelt werden. Verschiedene Verfahren zur Gewinnung von Solarenergie können thermische Solarkollektoren, Solarzellen, Solarmodule usw. sein. Die Solarmodule verwenden photovoltaische (PV) Zellen, um die Solarenergie unter Verwendung des photovoltaischen Effekts in Strom umzuwandeln. Der von Solarmodulen erzeugte Strom kann in Fabriken, Haushalten und in verschiedenen anderen ähnlichen Einrichtungen verwendet werden. Dank der allgemeinen Zugänglichkeit von Solarenergie können Einzelpersonen oder kleine Unternehmen ihre gesamte oder einen signifikanten Teil ihrer Stromerzeugung unter Verwendung von Solarmodulen besitzen und steuern, ohne von einem Stromnetz abhängig zu sein.
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Traditionell werden Solarmodule an einem Standort in einer auf dem Boden montierten Weise installiert. Solche auf dem Boden montierte Installationen erfordern hochbelastbaren Fundamente, um hohen Windlasten (in der Größenordnung von Hunderten von Newton pro Quadratmeter) standzuhalten. Die Notwendigkeit eines stabilen, steifen Rahmens, an dem die Solarmodule montiert werden können, und eines hochbelastbaren Fundaments für den Rahmen, um den unterschiedlichen starken und dynamischen mechanischen Lasten standzuhalten, ergibt sich aufgrund der folgenden Probleme. Wind verursacht sehr starke und dynamische vertikale und horizontale Kräfte, oft gleichzeitig. Solarzellenanordnungen von Solarmodulvorrichtungen leiden auch unter Torsionsschwingungen, da eine halbstarre Struktur einer dynamischen Last ausgesetzt ist. Darüber hinaus können Schnee- und Eislasten, denen die Solarzellenanordnungen standhalten müssen, sehr starke Abwärtskräfte sein. Die Zellengruppen müssen auch starken horizontalen Windbedingungen standhalten können, wenn sie bereits mit schweren Schnee- und Eisschichten belastet sind. Darüber hinaus verursachen auch Kräfte in dem Boden Probleme, wie z.B. Frostbewegungen, Durchhängen und Absinken und Bodenaufschwemmungen. Vorhandene Solarmodulvorrichtungen leiden angesichts solcher Probleme unter strukturellen Stabilitätsproblemen, und katastrophale strukturelle Ausfälle sind nicht ungewöhnlich.
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Das häufigste Problem in Zusammenhang mit einem Solarkraftwerk (d.h. einem Solarmodulsystem), bei dem Solarmodulvorrichtungen zum Einsatz kommen, ist jedoch eine begrenzte Übertragbarkeit. Mit anderen Worten lassen sich Solarkraftwerke extrem schwer von einem Standort zu einem anderen zu transferieren. Die strukturelle und finanzielle Langfristigkeit der traditionellen hochbelastbaren auf dem Boden montierten Solarkraftwerke erfordert eine sehr lange rechtliche und finanzielle Bindung an den physikalischen Standort, an dem das Solarkraftwerk installiert ist. Das Solarkraftwerk hat eine lange Amortisationszeit von etwa 10 Jahren und eine sehr lange wirtschaftliche Lebensdauer von etwa 35 Jahren. Daher können dem Solarkraftwerk enorme wirtschaftliche Verluste entstehen, wenn es nicht so lange wie seine wirtschaftliche Lebensdauer genutzt wird. Ist das Solarkraftwerk beispielsweise auf einem gemieteten Grundstück installiert, kann das Solarkraftwerk im Falle einer Beendigung eines Mietvertrags nicht ohne Weiteres von diesem Ort transferiert werden, da hochbelastete Fundamente Demontage von Solarmodulvorrichtungen von einem Standort und ihre Neuinstallation an einem anderen Standort ungeheuer kostspielig machen. Infolgedessen kann sich das Solarkraftwerk für die Grundstückseigentümer als großer Geschäftsverlust erweisen. Außerdem ist Installation von auf dem Boden montierten Solarmodulvorrichtungen auf verschiedenen Bodenarten unmöglich. Dank der eingeschränkten Transferierbarkeit der Solarkraftwerke ist es ferner oft schwierig, Solarkraftwerke zu verpachten, denn falls ein Pächter nicht zahlt, ist es für den Verpächter schwierig, den gepachteten Vermögenswert zurückzuerhalten. Darüber hinaus erfordern Solarkraftwerke, einschließend auf dem Boden montierte Solarmodulvorrichtungen mit unterirdischen Fundamenten, Genehmigungen.
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In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen besteht daher ein Bedarf, die vorgenannten Nachteile der schwierigen Transferierbarkeit und der strukturellen Mängel der Solarkraftwerke zu überwinden.
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ÜBERBLICK
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Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, eine Solarmodulvorrichtung bereitzustellen. Die vorliegende Offenbarung zielt auch darauf ab, ein Solarmodulsystem bereitzustellen. Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Lösung bereitzustellen, die die im Stand der Technik aufgetretenen Probleme wenigstens teilweise löst.
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In einem ersten Aspekt stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Solarmodulvorrichtung bereit, umfassend:
- - eine Tragstruktur;
- - wenigstens einen Rahmen, der angepasst ist, wenigstens ein Solarmodul zu umschließen, wobei der wenigstens eine Rahmen drehbar mit der Tragstruktur gekoppelt ist;
- - wenigstens ein Verbindungselement;
- - wenigstens eine Last, die mit der Tragstruktur und dem wenigstens einen Rahmen unter Verwendung des wenigstens einen Verbindungselements gekoppelt ist, wobei
- - ein erstes Ende des wenigstens einen Verbindungselements an dem wenigstens einen Rahmen an wenigstens einem ersten Befestigungspunkt angebracht ist,
- - ein Zwischenabschnitt des wenigstens einen Verbindungselements an wenigstens einem zweiten Befestigungspunkt mit der Tragstruktur verbunden ist, und
- - ein zweites Ende des wenigstens einen Verbindungselements das wenigstens eine Last aufweist, die daran befestigt ist, und wobei das wenigstens eine Verbindungselement so konfiguriert ist, dass es sich zwischen dem wenigstens einen Rahmen und der Tragstruktur bewegt, um es der wenigstens einen Last zu ermöglichen, den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Tragstruktur so auszurichten, dass sich das wenigstens eine Solarmodul in einem gegebenen Winkel in Bezug auf eine Bodenfläche befindet, auf der die Tragstruktur angeordnet ist;
- dadurch gekennzeichnet, dass, wobei der wenigstens eine Rahmen (104, 302, 408, 606, 904) über wenigstens zwei Befestigungsmittel (114a, 114b), die an zwei gegenüberliegenden Seiten des wenigstens einen Rahmens angeordnet sind, drehbar mit der Tragstruktur (102, 412, 602, 812, 902) gekoppelt ist, wobei die wenigstens zwei Befestigungsmittel entlang einer Drehachse (A-A') des wenigstens einen Rahmens liegen und Drehung des wenigstens einen Solarmoduls (106) in Bezug auf die Bodenfläche ermöglichen,
- wobei die Drehachse (A-A') des wenigstens einen Rahmens (104, 302, 408, 606, 904) in einem vordefinierten Abstand von einer Mittelachse des wenigstens einen Rahmens liegt, die sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten des wenigstens einen Rahmens erstreckt, wobei der vordefinierte Abstand in einem Bereich von 20 % - 80 % eines Gesamtabstands von der Mittelachse zu einem Ende des wenigstens einen Rahmens liegt, und
- wobei der vordefinierte Abstand der Drehachse von der Mittelachse auf eine solche Weise gewählt ist, dass ein Gleichgewicht zwischen Empfindlichkeit der Drehung des wenigstens einen Solarmoduls gegenüber äußeren Kräften und einem Gewicht der wenigstens einen Last hergestellt wird.
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In einem zweiten Aspekt stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Solarmodulsystem bereit, umfassend:
- - wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen nach dem ersten Aspekt, wobei die wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen im Betrieb Solarenergie in Strom umwandeln; und
- - wenigstens eine elektrische Vorrichtung, die elektrisch mit den wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen gekoppelt ist, wobei die wenigstens eine elektrische Vorrichtung im Betrieb den Strom von den wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen empfängt.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beseitigen im Wesentlichen oder adressieren wenigstens teilweise die oben genannten Probleme des Standes der Technik und stellen eine Solarmodulvorrichtung bereit, die leicht von einem Standort zu einem anderen transferiert werden kann und eine Konfiguration aufweist, die sowohl strukturelle Stabilität als auch Tragbarkeit bereitstellt.
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Weitere Aspekte, Vorteile, Merkmale und Gegenstände der vorliegenden Offenbarung werden aus den Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen, die folgen, ausgelegt werden.
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Es versteht sich, dass Merkmale der vorliegenden Offenbarung empfänglich dafür sind, in verschiedenen Kombinationen kombiniert werden zu können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
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Figurenliste
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Der obige Überblick sowie die nachfolgende detaillierte Beschreibung von darstellenden Ausführungsformen werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden. Zu dem Zweck der Darstellung der vorliegenden Offenbarung sind in den Zeichnungen beispielhafte Auslegungen der Offenbarung gezeigt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die hierin offenbarten spezifischen Methoden und Instrumentalitäten beschränkt. Darüber hinaus wird der Fachmann verstehen, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgetreu sind. Wo immer möglich, wurden gleiche Elemente durch identische Nummern gekennzeichnet.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden jetzt nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die folgenden Diagramme beschrieben, in denen:
- 1A eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung in einem gegebenen Winkel in Bezug auf eine Bodenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 1B eine perspektivische Ansicht der Solarmodulvorrichtung aus 1A in einem anderen gegebenen Winkel in Bezug auf die Bodenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 1C eine perspektivische Ansicht der Solarmodulvorrichtung von 1A in einem weiteren gegebenen Winkel in Bezug auf die Bodenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 3A eine schematische Darstellung geeigneter Bereiche für Anordnung von wenigstens zwei Befestigungsmitteln entlang einer Drehachse von wenigstens einem Rahmen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 3B eine schematische Darstellung von beispielhaften Positionen für Anordnung von wenigstens zwei Befestigungsmitteln entlang einer Drehachse von wenigstens einem Rahmen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 4 eine schematische Darstellung von wenigstens einem Anbringelement, das an wenigstens einem Rahmen an wenigstens einem ersten Befestigungspunkt und an einer Tragstruktur an wenigstens einem zweiten Befestigungspunkt befestigt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 5 eine schematische Darstellung wenigstens eines Fundamentelements, auf dem eine Tragstruktur angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 6 eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung mit einer Tragstruktur, die als ein U-förmiges Element umgesetzt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 7 eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung umfassend wenigstens eine Spannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 8 eine schematische Darstellung einer Solarmodulvorrichtung umfassend wenigstens ein flexibles Element, das in einer Tragstruktur bereitgestellt ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 9A, 9B, 9C und 9D Darstellungen von Architekturen einer Solarmodulvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind; und
- 10 eine schematische Darstellung eines Solarmodulsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist.
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In den begleitenden Zeichnungen wird eine unterstrichene Zahl verwendet, um ein Element zu zeigen, über dem die unterstrichene Zahl angeordnet ist, oder ein Element, an das die unterstrichene Zahl angrenzt. Eine nicht unterstrichene Zahl bezieht sich auf ein Element, das durch eine Linie gekennzeichnet ist, die die nicht unterstrichene Zahl mit dem Element verbindet. Wenn eine Zahl nicht unterstrichen ist und von einem zugehörigen Pfeil begleitet wird, wird die nicht unterstrichene Zahl zur Kennzeichnung eines allgemeinen Elements, auf das der Pfeil zeigt, verwendet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der folgenden detaillierten Beschreibung werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und Möglichkeiten, wie sie umgesetzt werden können, dargestellt. Obwohl einige Art und Weisen zur Ausführung der vorliegenden Offenbarung offenbart wurden, wird der Fachmann erkennen, dass auch andere Ausführungsformen zur Durchführung oder zur Ausübung der vorliegenden Offenbarung möglich sind.
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In einem ersten Aspekt stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Solarmodulvorrichtung bereit, umfassend:
- - eine Tragstruktur;
- - wenigstens einen Rahmen, der angepasst ist, wenigstens ein Solarmodul zu umschließen, wobei der wenigstens eine Rahmen drehbar mit der Tragstruktur gekoppelt ist;
- - wenigstens ein Verbindungselement;
- - wenigstens eine Last, die mit der Tragstruktur und dem wenigstens einen Rahmen unter Verwendung des wenigstens einen Verbindungselements gekoppelt ist, wobei
- - ein erstes Ende des wenigstens einen Verbindungselements an dem wenigstens einen Rahmen an wenigstens einem ersten Befestigungspunkt angebracht ist,
- - ein Zwischenabschnitt des wenigstens einen Verbindungselements an wenigstens einem zweiten Befestigungspunkt mit der Tragstruktur verbunden ist, und
- - ein zweites Ende des wenigstens einen Verbindungselements das wenigstens eine Last aufweist, die daran befestigt ist, und wobei das wenigstens eine Verbindungselement so konfiguriert ist, dass es sich zwischen dem wenigstens einen Rahmen und der Tragstruktur bewegt, um es der wenigstens einen Last zu ermöglichen, den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Tragstruktur so auszurichten, dass sich das wenigstens eine Solarmodul in einem gegebenen Winkel in Bezug auf eine Bodenfläche befindet, auf der die Tragstruktur angeordnet ist;
- dadurch gekennzeichnet, dass, wobei der wenigstens eine Rahmen (104, 302, 408, 606, 904) über wenigstens zwei Befestigungsmittel (114a, 114b), die an zwei gegenüberliegenden Seiten des wenigstens einen Rahmens angeordnet sind, drehbar mit der Tragstruktur (102, 412, 602, 812, 902) gekoppelt ist, wobei die wenigstens zwei Befestigungsmittel entlang einer Drehachse (A-A') des wenigstens einen Rahmens liegen und Drehung des wenigstens einen Solarmoduls (106) in Bezug auf die Bodenfläche ermöglichen,
- wobei die Drehachse (A-A') des wenigstens einen Rahmens (104, 302, 408, 606, 904) in einem vordefinierten Abstand von einer Mittelachse des wenigstens einen Rahmens liegt, die sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten des wenigstens einen Rahmens erstreckt, wobei der vordefinierte Abstand in einem Bereich von 20 % - 80 % eines Gesamtabstands von der Mittelachse zu einem Ende des wenigstens einen Rahmens liegt, und
- wobei der vordefinierte Abstand der Drehachse von der Mittelachse auf eine solche Weise gewählt ist, dass ein Gleichgewicht zwischen der Empfindlichkeit der Drehung des wenigstens einen Solarmoduls gegenüber äußeren Kräften und einem Gewicht der wenigstens einen Last hergestellt wird.
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In einem zweiten Aspekt stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Solarmodulsystem bereit, umfassend:
- - wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen gemäß dem vorgenannten ersten Aspekt, wobei die wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen im Betrieb Solarenergie in Strom umwandeln; und
- - wenigstens eine elektrische Vorrichtung, die elektrisch mit den wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen gekoppelt ist, wobei die wenigstens eine elektrische Vorrichtung im Betrieb den Strom von den wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen empfängt.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Solarmodulvorrichtung bereit, die leicht von einem Standort zu einem anderen Standort transferiert werden kann. Die Tragstruktur der Solarmodulvorrichtung ist stabil und kann strukturell hohen horizontalen Kräften, die durch Windströmung verursacht werden, sowie vertikalen Kräften, die durch Schnee und Eis verursacht werden, standhalten. Die Tragstruktur der Solarmodulvorrichtung erfordert nicht, dauerhaft an dem Boden befestigt zu sein, und als ein Ergebnis kann die Solarmodulvorrichtung leicht von einem Standort zu einem anderen Standort transferiert werden. Einfache Transferierbarkeit der Solarmodulvorrichtung minimiert die mit der Installation der Solarmodulvorrichtung verbundenen Investitionsrisiken, verdankend der Tatsache, dass die Solarmodulvorrichtung falls und wenn benötigt (z.B. bei der Beendigung eines Mietvertrags für ein Gebäude, an dem die Solarmodulvorrichtung installiert ist) von einem Standort zu einem anderen Standort verlagert werden kann. Daher können die mit der Solarmodulvorrichtung in Verbindung stehenden Kosten vollständig zurückerhalten werden. Dies ermöglicht neue Geschäftsmodelle und neue Finanzierungsmöglichkeiten für Entwickler von Solarenergie sowie für Investoren. Die Transferierbarkeit von Solarmodulen mit hoher struktureller Stabilität ermöglicht beispielsweise einen Gebrauchtmarkt für Solarkraftwerke (d.h. Solarmodulsysteme). Als weiteres Beispiel können Solarkraftwerke mit den hier beschriebenen Solarmodulvorrichtungen als Sicherheitsvermögenswerte in Leasingverträgen verwendet werden, denn falls ein Pächter nicht zahlt kann ein Verpächter leicht den Vermögenswert für Wiederverkauf zurückerhalten. Außerdem, da auf dem Boden montierte Installationen für die Solarmodulvorrichtung nicht erforderlich sind, erhöhen sich geeignete Bodentypen für Installation der Solarmodulvorrichtung. Ein transferierbares Solarkraftwerk erfordert keine Genehmigungen und es fallen auch keine Grundsteuerverbindlichkeiten an. Außerdem macht die leichte Transferierbarkeit der Solarmodulvorrichtung die Verfügbarkeit der Solarmodulvorrichtung einfacher, was zur Gründung neuer Geschäftsmodelle auf Grundlage von Nutzbarmachen der Solarenergie führt. Darüber hinaus verursacht die Solarmodulvorrichtung keine hohen Kosten für Installation.
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Zusätzlich zu obigem ist der wenigstens eine Rahmen der Solarmodulvorrichtung in Bezug auf die Tragstruktur drehbar, demzufolge der wenigstens eine Rahmen in Abhängigkeit von einer Kraft, die auf das wenigstens eine Solarmodul einwirkt, in geeigneter Weise in Bezug auf die Bodenfläche ausgerichtet werden kann. Die Ausrichtung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Bodenfläche führt dazu, dass die an dem jeweiligen Standort verfügbare Solarenergie optimal nutzbar gemacht wird, wodurch Leistung der Solarmodulvorrichtung verbessert wird. Ferner führt die Ausrichtung des wenigstens einen Rahmens dazu, dass das wenigstens eine Solarmodul hoher Windstärke standhalten kann, wodurch sich Lebensdauer des wenigstens einen Solarmoduls erhöht, da die Wahrscheinlichkeit von Beschädigung des wenigstens einen Solarmoduls aufgrund von Torsionsschwingungen deutlich verringert wird. Die Solarmodulvorrichtung kann Windgeschwindigkeiten von 10 m/s bis 60 m/s standhalten.
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Der Begriff „Tragstruktur“ bezieht sich auf ein Bauteil, das in erster Linie dazu dient, die Solarmodulvorrichtung auf der Bodenfläche zu tragen. Die Tragstruktur kann lösbar auf der Bodenfläche installiert werden. Die lösbare Installation der Tragstruktur hilft bei leichter Demontage der Solarmodulvorrichtung. Optional wird die Tragstruktur über wenigstens ein Fundamentelement auf der Bodenfläche installiert. In einer Ausführungsform wird das wenigstens eine Fundamentelement umgesetzt als wenigstens eines von: ein Betongewicht, ein Betonballast, ein Stahlpfahl, ein Erdanker, ein Verbundanker, ein mechanischer Anker. Das wenigstens eine Fundamentelement weist ein Gewicht auf, so dass es die Tragstruktur effizient stabilisieren kann. Beispielsweise kann das Gewicht des wenigstens einen Fundamentelements 3 Kilogramm (kg) betragen. Die Tragstruktur kann fest oder lösbar mit dem wenigstens einen Fundamentelement verbunden sein. Die Tragstruktur wird an dem wenigstens einen Fundamentelement mittels Verwendung einer Schraube, eines Niets, eines Haftmittels, eines Schnellverschlusses oder ähnlichem befestigt.
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Die Tragstruktur weist einen Körper auf. Der Körper der Tragstruktur kann massiv oder hohl sein. In einer Ausführungsform weist die Tragstruktur einen Körper auf, der wenigstens einen hohlen Abschnitt einschließt, wobei der wenigstens eine hohle Abschnitt so ausgelegt ist, dass er die wenigstens eine Last darin hält. Der technische Effekt davon ist, dass, wenn die wenigstens eine Last in dem wenigstens einen hohlen Abschnitt gehalten wird, die wenigstens eine Last nicht Winden, Feuchtigkeit usw. in der Umgebung ausgesetzt ist. Außerdem bewegt sich die wenigstens eine Last in einem solchen Fall nicht (z.B.) aufgrund von Winden und destabilisiert somit nicht die Solarmodulvorrichtung. Als ein Ergebnis weist die wenigstens eine Last eine lange Lebensdauer auf und Stabilität der Solarmodulvorrichtung wird nicht beeinträchtigt. Außerdem sieht die Solarmodulvorrichtung in einem solchen Fall ästhetisch ansprechend aus.
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Optional ist der Körper umgesetzt als eines von: eine Anordnung aus einem oder mehreren länglichen Elementen, ein U-förmiges Element. Das eine oder die mehreren länglichen Elemente werden miteinander verbunden, um eine ständerartige Struktur zu bilden, die auf der Bodenfläche angeordnet wird. Das U-förmige Element wird auf der Bodenfläche montiert, indem es beispielsweise über das wenigstens eine Fundamentelement an der Bodenfläche verankert wird. In dieser Hinsicht könnte das wenigstens eine Fundamentelement beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, wenigstens ein Verbundanker, wenigstens ein mechanischer Anker sein.
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Die Tragstruktur ist aus einem Material mit Eigenschaften wie hoher Steifigkeit, hoher Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ähnlichem hergestellt. Das Material wird so ausgewählt, dass die Tragstruktur eine ausreichende Zugfestigkeit aufweist, um Kräften standzuhalten, die auf die Solarmodulvorrichtung einwirken. Das Material wird aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einem Metall besteht, wie z.B., aber nicht darauf beschränkt, Stahl, Eisen, Aluminium.
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Der wenigstens eine Rahmen wird verwendet, um das wenigstens eine Solarmodul zu umschließen. Optional weist der wenigstens eine Rahmen eine Vielzahl von Seiten auf, um das wenigstens eine Solarmodul angemessen zu umschließen. Optional ist eine Anzahl der Vielzahl von Seiten des wenigstens einen Rahmens gleich einer Anzahl von Seiten des wenigstens einen Solarmoduls. Der wenigstens eine Rahmen weist Abmessungen auf, die zu den Abmessungen des wenigstens einen Solarmoduls komplementär sind. Eine Länge und eine Breite des wenigstens einen Rahmens können in dem Bereich von 2000 Millimetern (mm) - 2500 mm bzw. 1000 mm - 1500 mm liegen. Darüber hinaus kann ein Gewicht des wenigstens einen Rahmens in Abhängigkeit von einem Gewicht des wenigstens einen Solarmoduls so bestimmt werden, dass der wenigstens eine Rahmen das Gewicht des wenigstens einen Solarmoduls effizient tragen kann. Beispielsweise kann das Gewicht des wenigstens einen Rahmens 25 kg und das Gewicht des wenigstens einen Solarmoduls 35 kg betragen. Der wenigstens eine Rahmen weist ausreichende Festigkeit und Steifigkeit auf, um ein Gewicht des wenigstens einen Solarmoduls zu tragen. Der wenigstens eine Rahmen wird aus einem Material hergestellt aufweisend Eigenschaften wie Steifigkeit, Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw. Das Material wird aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einem Metall besteht wie z.B., aber nicht darauf beschränkt, Stahl, Eisen, Aluminium.
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Das wenigstens eine Solarmodul wird aus einer Vielzahl von Solarzellen hergestellt, die in einer matrixartigen Struktur zusammen integriert sind. Die Abmessungen des wenigstens einen Solarmoduls hängen von einer Anzahl Solarzellen ab, die zur Herstellung des gegebenen Solarmoduls verwendet werden. In einer Ausführungsform liegt die Fläche des wenigstens einen Solarmoduls in einem Bereich von 1,6 Quadratmetern - 2,5 Quadratmetern. Das wenigstens eine Solarmodul wird in einer geneigten Position in Bezug auf die Bodenfläche installiert, um eine Sammelleistung der Vielzahl von Solarzellen zu maximieren. In dieser Hinsicht ist das wenigstens eine Solarmodul in einem Winkel geneigt wie z.B. 20 Grad, 25 Grad, 30 Grad, 45 Grad, 55 Grad, 60 Grad oder ähnlich. Ferner wird das wenigstens eine Solarmodul in einer Höhe (Bodenfreiheit) von etwa 2,1 Metern (m) über der Bodenfläche installiert. Diese Bodenfreiheit wird durch strukturelle Konfiguration des wenigstens einen Rahmens und der Tragstruktur bereitgestellt.
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Der wenigstens eine Rahmen ist drehbar mit der Tragstruktur verbunden. In einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Rahmen über die wenigstens zwei Befestigungsmittel, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des wenigstens einen Rahmens angeordnet sind, drehbar mit der Tragstruktur gekoppelt, wobei die wenigstens zwei Befestigungsmittel entlang einer Drehachse des wenigstens einen Rahmens liegen und Drehung des wenigstens einen Solarmoduls in Bezug auf die Bodenfläche ermöglichen. Optional wird ein bestimmtes Befestigungsmittel umgesetzt als eines von: einem Scharnier oder ein scharnierähnliches Teil. Der technische Effekt davon ist, dass sich der wenigstens eine Rahmen entlang der Drehachse dreht, was zu einer Ausrichtung des wenigstens einen Solarmoduls in Bezug auf die Bodenfläche als Reaktion auf eine Windkraft führt, die auf das wenigstens eine Solarmodul einwirkt. Daher kann die Solarmodulvorrichtung die Solarenergie angemessen nutzbar machen, ohne durch die Windkraft beschädigt zu werden. Die Solarmodulvorrichtung kann Windkraft (d.h. Windlast) standhalten, die in einem Bereich von 10 Newton pro Quadratmeter (N/m2) bis 100 N/m2 liegt.
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In einer Ausführungsform liegt die Drehachse des wenigstens einen Rahmens in einem vordefinierten Abstand von einer Mittelachse des wenigstens einen Rahmens, die sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten des wenigstens einen Rahmens erstreckt, wobei der vordefinierte Abstand in einem Bereich von 20 % - 80 % eines Gesamtabstands von der Mittelachse zu einem Ende des wenigstens einen Rahmens liegt. Die Drehachse ist in dem vordefinierten Abstand von der Mittelachse des wenigstens einen Rahmens bereitgestellt, d.h. die Drehachse ist in Bezug auf den wenigstens einen Rahmen dezentriert. Eine wünschenswerte Lösung wäre, dass die Drehachse so nahe wie möglich an dem Ende des wenigstens einen Rahmens angeordnet ist. Je näher die Drehachse jedoch an dem Ende des wenigstens einen Rahmens angeordnet ist, desto schwerer ist die wenigstens eine Last, die erforderlich ist, um eine Hebelkraft des Gewichts des wenigstens einen Solarmoduls relativ zu der Drehachse zu überwinden. Eine Lösung zur Minimierung eines Gewichts der wenigstens einen Last, die für Drehung des wenigstens einen Solarmoduls in den (gewünschten) gegebenen Winkel benötigt wird, besteht darin, dass die Drehachse so nahe wie möglich an der Mittelachse des wenigstens einen Rahmens liegt. Daher wird der vordefinierte Abstand der Drehachse von der Mittelachse auf solch eine Weise gewählt, dass ein Gleichgewicht zwischen Empfindlichkeit der Drehung des wenigstens einen Solarmoduls gegenüber äußeren Kräften und einem Gewicht der wenigstens einen Last hergestellt wird, umgesetzt, um Ausgleichskraft für die Solarmodulvorrichtung bereitzustellen. Der vordefinierte Abstand beträgt beispielsweise 20 %, 25 %, 30 %, 40 % oder 60 % des Gesamtabstands von der Mittelachse zu dem Ende des wenigstens einen Rahmens, bis hin zu 35 %, 50 %, 60 %, 70 %, 75 % oder 80 % des Gesamtabstands von der Mittelachse zu dem Ende des wenigstens einen Rahmens. Der technische Effekt dieser Dezentrierung der Drehachse besteht darin, dass äußere vertikale und horizontale Kräfte effizient in Drehkräfte relativ zu der Drehachse transformiert werden. Dadurch wird effektive Drehung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur ermöglicht.
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Optional umfasst der wenigstens eine Rahmen einen ersten Rahmen, der angepasst ist, ein erstes Solarmodul zu umschließen, und einen zweiten Rahmen, der angepasst ist, ein zweites Solarmodul zu umschließen, wobei der erste Rahmen und der zweite Rahmen an unterschiedlichen Positionen in Bezug auf die Tragstruktur angeordnet sind. Der erste Rahmen ist an einer bestimmten Position in Bezug auf den zweiten Rahmen bereitgestellt. Die Positionen des ersten Rahmens und des zweiten Rahmens sind so gewählt, dass ihre entsprechenden Solarmodule genügend Solarenergie erhalten, ohne den Empfang von Solarenergie des anderen zu behindern, was zu einer effizienten Leistung der Solarmodulvorrichtung führt. Ferner werden Positionen des ersten Rahmens und des zweiten Rahmens auf eine Weise festgelegt, dass sie bei Drehung nicht miteinander kollidieren. In einer Ausführungsform ist der erste Rahmen oberhalb des zweiten Rahmens bereitgestellt. In einer anderen Ausführungsform ist der zweite Rahmen oberhalb des ersten Rahmens bereitgestellt. In noch einer anderen Ausführungsform ist der erste Rahmen benachbart dem zweiten Rahmen bereitgestellt. In noch einer anderen Ausführungsform sind der erste Rahmen und der zweite Rahmen diagonal zueinander angeordnet. Der technische Effekt des Einsatzes mehrerer Rahmen, die mehrere Solarmodule in einer einzigen Solarmodulvorrichtung umschließen, besteht darin, dass eine größere Menge an Solarenergie genutzt wird, indem das erste Solarmodul und das zweite Solar in Kombination eingesetzt werden, im Vergleich zu, wenn nur ein einziges Solarmodul in einem einzigen Rahmen eingesetzt wird. Dies führt zu einer verbesserten Leistung der Solarmodulvorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulvorrichtungen. Es versteht sich, dass andere Anordnungen des ersten Rahmens und des zweiten Rahmens, die zu einer verbesserten Leistung der Solarmodulvorrichtung führen, gut in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
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Optional umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner einen Draht oder ein Seil, der / das mit dem ersten Rahmen und dem zweiten Rahmen verbunden ist, wobei der Draht oder das Seil eine synchrone Drehung des ersten Rahmens und des zweiten Rahmens in Bezug auf die Bodenfläche ermöglicht. Beispielsweise kann der Draht oder das Seil zwischen dem ersten Rahmen und dem zweiten Rahmen befestigt sein. In diesem Fall ermöglicht der Draht oder das Seil synchrone Drehung des zweiten Rahmens mit dem ersten Rahmen, wenn der erste Rahmen aufgrund der wenigstens einen mit dem ersten Rahmen verbundenen Last gedreht wird. Dank dem obigen werden sowohl der erste als auch der zweite Rahmen in Bezug auf die Tragstruktur effizient gedreht. Eine solche Ausführung erleichtert auch die Verringerung einer Anzahl von Lasten, die erforderlich sind, um eine ausgleichende Stützung bereitzustellen. Beispielsweise kann eine einzige Last an dem zweiten Rahmen befestigt werden, und wenn sich der zweite Rahmen dreht, ermöglicht der mit dem ersten und dem zweiten Rahmen verbundene Draht oder das Seil dem ersten Rahmen, sich synchron mit dem zweiten Rahmen zu drehen. Auf diese Weise kann eine einzige Last für die synchrone Drehung mehrerer miteinander verbundener Rahmen verwendet werden.
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Das wenigstens eine Verbindungselement wir verwendet, um die wenigstens eine Last mechanisch mit der Tragstruktur und dem wenigstens einen Rahmen zu koppeln. Das wenigstens eine Verbindungselement ist aus einem Material hergestellt, so dass es eine ausreichende Flexibilität und Zugfestigkeit aufweist, um Gewichten des wenigstens einen Rahmens und der Tragstruktur wirksam standzuhalten und um Drehung des wenigstens einen Rahmens zu erleichtern. Ein Material des wenigstens einen Verbindungselements kann z.B. Metall, Kunststoff, Hybridmaterial oder eine Kombination davon sein.
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In einer Ausführungsform kann das wenigstens eine Verbindungselement thermisch ausdehnbar sein, wobei sich das wenigstens eine Verbindungselement auf der Grundlage einer Temperatur, der es ausgesetzt ist, ausdehnt und / oder zusammenzieht, um Drehung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Bodenfläche zu bewirken. Das wenigstens eine Verbindungselement dehnt sich aus, wenn die Temperatur hoch ist, und zieht sich zusammen, wenn die Temperatur niedrig ist, was zu Drehung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Bodenfläche führt. Bei Ausdehnung des wenigstens einen Verbindungselements vergrößert sich ein Winkel zwischen einer oberen Fläche des wenigstens einen Solarmoduls und der Bodenfläche und umgekehrt. Das wenigstens eine Verbindungselement ist aus einem wärmeempfindlichen Material hergestellt. Das wärmeempfindliche Material des wenigstens einen Verbindungselements kann z.B. Metall, Kunststoff, Hybridmaterial oder eine Kombination davon sein. Der technische Effekt davon besteht darin, dass ein solches Verbindungselement Neigung des wenigstens einen Solarmoduls in Abhängigkeit von den im Laufe eines Tages schwankenden Temperaturen erleichtert, was zu optimalem Nutzbarmachen der verfügbaren Solarenergie führt.
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Optional ist das wenigstens eine Verbindungselement umgesetzt als wenigstens eines von: ein Draht, eine gelenkige Strebe, ein Seil. Das wenigstens eine Verbindungselement weist das erste Ende, das zweite Ende und den Zwischenabschnitt auf. Das erste Ende des wenigstens einen Verbindungselements ist an dem ersten Befestigungspunkt an dem wenigstens einen Rahmen gesichert (z.B. durch mechanisches Verbinden unter Verwendung von Haftmittel, Schraube, Heißsiegeln, Verknoten und ähnlichem). Der Zwischenabschnitt des wenigstens einen Verbindungselements ist gekoppelt (z.B. durch Aufwickeln, Fädeln (d.h. schlingen durch ein Element), Verknoten und ähnlichem) mit der Tragstruktur an dem wenigstens einen zweiten Befestigungspunkt. Das zweite Ende des wenigstens einen Verbindungselements weist die wenigstens eine daran befestigte Last auf. Die wenigstens eine Last wird an dem zweiten Ende unter Verwendung eines Verbindungselements, eines Hakens, eines Haftmittels oder ähnlichem befestigt.
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Optional ist das zweite Ende des wenigstens einen Verbindungselements an wenigstens einem dritten Befestigungspunkt mit der Tragstruktur verbunden. In solch einem Fall kann die wenigstens eine Last bereitgestellt werden zwischen wenigstens einem von: dem ersten Ende und dem Zwischenabschnitt, dem Zwischenabschnitt und dem zweiten Ende des wenigstens einen Verbindungselements.
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In einer Ausführungsform umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner wenigstens ein Anbringelement, das an dem wenigstens einen Rahmen an dem wenigstens einen ersten Befestigungspunkt und an der Tragstruktur an dem wenigstens einen zweiten Befestigungspunkt befestigt ist. Das wenigstens eine Anbringelement ist an dem wenigstens einen Rahmen und an der Tragstruktur durch Schweißmittel, unter Verwendung eines Haftmittels oder ähnlichem befestigt. Dies hat den technischen Effekt, dass das wenigstens eine Anbringelement ein effizientes Mittel zur Befestigung des wenigstens einen Verbindungselements an dem wenigstens einen Rahmen und der Tragstruktur bereitstellt, wodurch die erforderliche Drehung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur ermöglicht wird. Optional ist das wenigstens eine Anbringelement als wenigstens eine Ringschraube ausgeführt. Die wenigstens eine Ringschraube wird zur Anbringung des wenigstens einen Verbindungselements an dem wenigstens einen Rahmen und der Tragstruktur (z.B. durch Schlingen des wenigstens einen Verbindungselements durch die wenigstens eine Ringschraube, Verknoten des wenigstens einen Verbindungselements an der wenigstens einen Ringschraube o.ä.) verwendet. Optional wird das wenigstens eine Verbindungselement durch das wenigstens eine Anbringelement geführt. Dies führt zu Verringerung von Reibung während Bewegung (wie z.B. Gleiten, oder Ausfahren oder Einfahren o.ä.) des wenigstens einen Verbindungselements. Alternativ dazu kann optional das wenigstens eine Anbringelement zusammen mit dem wenigstens einen Verbindungselement ein Zugsystem zum Drehen des wenigstens einen Solarmoduls in Bezug auf die Bodenstruktur umsetzen.
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Der Begriff „Last“ bezieht sich auf ein Element, das eine Ausgleichskraft zur Stabilisierung des wenigstens einen Solarmoduls in dem gegebenen Winkel (der ein gewünschter statischer Winkel zu einem bestimmten Zeitpunkt ist) in Bezug auf die Bodenfläche bereitstellt. Bei solcher Ausrichtung des wenigstens einen Solarmoduls befindet es sich in dem gegebenen Winkel in Bezug auf die Tragstruktur. Die wenigstens eine Last stellt die Ausgleichskraft bereit, die erforderlich ist, um den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Bodenfläche in dem gegebenen Winkel auszurichten. Die wenigstens eine Last ist mit der Tragstruktur und dem wenigstens einen Rahmen unter Verwendung des wenigstens einen Verbindungselements gekoppelt. Diese Ausgleichskraft wird gegen äußere Kräfte, die auf die Solarmodulvorrichtung einwirken, bereitgestellt, um der Solarmodulvorrichtung strukturelle Stabilität bereitzustellen. Die wenigstens eine Last wird in einem geeigneten Abstand von der Drehachse des wenigstens einen Rahmens angeordnet. Dieser geeignete Abstand wird z.B. durch eine Trennung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des wenigstens einen Verbindungselements bereitgestellt und wird so bestimmt, dass die wenigstens eine Last eine ausreichende Hebelkraft erreicht, um den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Tragstruktur effektiv drehen und ausbalancieren zu können. Ein Gewicht der wenigstens einen Last liegt in einem Bereich von A-B-Einheiten. Beispielsweise kann das Gewicht der wenigstens einen Last 35 kg betragen. Optional wird die wenigstens eine Last unter Verwendung des wenigstens einen Verbindungselements an der Tragstruktur aufgehängt. In solch einem Fall ist die wenigstens eine Last an dem zweiten Ende des wenigstens einen Verbindungselements befestigt und ist über der Bodenfläche aufgehängt.
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In einer Ausführungsform kann die wenigstens eine Last umgesetzt sein als wenigstens eines von: ein Gewicht, ein Federelement, ein dehnbarer Draht, ein dehnbares Seil. In einer Umsetzung handelt es sich bei der wenigstens einen Last um wenigstens ein Gewicht, und daher wird die Ausgleichskraft, die erforderlich ist, um den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Tragstruktur auszurichten, durch eine Schwerkraft des Gewichts bereitgestellt. In einer anderen Umsetzung ist die wenigstens eine Last wenigstens ein Federelement, und daher wird die Ausgleichskraft, die erforderlich ist, um den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Tragstruktur auszurichten, durch eine Federkraft des wenigstens einen Federelements bereitgestellt. In noch einer weiteren Umsetzung ist die wenigstens eine Last wenigstens ein dehnbarer Draht, und daher wird die Ausgleichskraft, die erforderlich ist, um den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Tragstruktur auszurichten, durch eine Kraft bereitgestellt, die bei Ausdehnung und Kontraktion des wenigstens einen dehnbaren Drahtes erzeugt wird. Der technische Effekt der Umsetzungen der wenigstens einen Last besteht darin, dass die wenigstens eine Last die erforderliche Ausgleichskraft aufbringt, um das wenigstens eine Solarmodul in dem gegebenen Winkel in Bezug auf die Bodenfläche stabil auszubalancieren.
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Das wenigstens eine Verbindungselement kann sich zwischen dem wenigstens einen Rahmen und der Tragstruktur bewegen, was zu einer erforderlichen Ausrichtung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur führt. In einigen Fällen bewegt sich das wenigstens eine Verbindungselement gleitend in Bezug auf den wenigstens einen Rahmen und die Tragstruktur. In einigen anderen Fällen wird das wenigstens eine Verbindungselement zwischen dem wenigstens einen Rahmen und der Tragstruktur ausgefahren oder eingezogen. Andere Fälle von anderen Arten von Bewegung des wenigstens einen Verbindungselements, die Ausrichtung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur erleichtern, sind ebenfalls denkbar. Die Ausrichtung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur ermöglicht Ausrichtung des wenigstens einen Solarmoduls in Bezug auf die Bodenfläche in dem gegebenen Winkel. Dabei gleicht die wenigstens eine Last ein Gewicht des wenigstens einen Solarmoduls und des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf äußere Kräfte, die auf die Solarmodulvorrichtung wirken, aus. Optional liegt der gegebene Winkel in einem Bereich von 0 Grad, 5 Grad, 10 Grad, 20 Grad, 40 Grad, 60 Grad oder 80 Grad bis zu 100 Grad, 120 Grad, 135 Grad, 150 Grad, 160 Grad, 170 Grad, 175 Grad oder 180 Grad. Es versteht sich, dass der gegebene Winkel nicht statisch ist und sich dynamisch je nach den Kräften, die auf die Solarmodulvorrichtung einwirken, einer Tageszeit oder ähnlichem ändert. Unabhängig davon, wie groß der gegebene Winkel zu einem gegebenen Zeitpunkt ist, stellen die wenigstens eine Last und das wenigstens eine Verbindungselement der Solarmodulvorrichtung strukturelle Stabilität bereit.
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Die Drehung des wenigstens einen Rahmens wird durch die auf das wenigstens eine Solarmodul einwirkenden äußeren Kräfte verursacht. Zum Beispiel, in einem Fall, wenn eine durch Wind verursachte äußere Kraft größer ist als die von der wenigstens einen Last ausgeübte Ausgleichskraft, kann das wenigstens eine Verbindungselement auf eine Weise ausfahren (oder kann gleiten), dass sich der wenigstens eine Rahmen in Richtung einer Richtung der äußeren Kraft dreht. Beispielsweise kann der wenigstens eine Rahmen (und das wenigstens eine Solarmodul) in einem Winkel von 45 Grad in Bezug auf die Bodenfläche stehen, wenn keine oder nur vernachlässigbare äußere Kraft vorhanden ist. Wenn der Wind in Richtung einer vorderen Fläche (d.h. eine lichtempfindliche Fläche) des wenigstens einen Solarmoduls zu blasen beginnt, kann sich der wenigstens eine Rahmen (und das wenigstens eine Solarmodul) in Windrichtung drehen und beispielsweise einen Winkel von 0 Grad in Bezug auf die Bodenfläche einnehmen. Als nächstes, wenn die äußere Kraft im Vergleich zu der Ausgleichskraft, die von der wenigstens einen Last ausgeübt wird, etwas nachlässt, kann sich das wenigstens eine Verbindungselement auf eine Weise einfahren (oder kann gleiten), die zu Drehung des wenigstens einen Rahmens in Richtung einer Richtung der Ausgleichskraft führt. Nach solcher Neuausrichtung kann der wenigstens eine Rahmen (und das wenigstens eine Solarmodul) in einem Winkel von 60 Grad in Bezug auf die Bodenfläche stehen.
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Optional umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner wenigstens eine Spannvorrichtung, die mit dem ersten Ende und / oder dem zweiten Ende des wenigstens einen Verbindungselements verbunden ist, wobei die wenigstens eine Spannvorrichtung so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage einer Temperatur ihrer Umgebung automatisch aus- oder einfährt, um Ausrichtung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur zu ermöglichen. Die wenigstens eine Spannvorrichtung ist bereitgestellt, um Spannung oder Länge des wenigstens einen Verbindungselements einzustellen, um Drehung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur zu ermöglichen. Die wenigstens eine Spannvorrichtung weist optional zwei Endstücke auf. In einer Ausführungsform ist eines der beiden Endstücke an dem ersten Befestigungspunkt des wenigstens einen Rahmens und der andere der beiden Endstücke an dem ersten Ende des wenigstens einen Verbindungselements befestigt. In einer anderen Ausführungsform wird einer der beiden Endstückabschnitte an der wenigstens einen Last und der andere der beiden Endstückabschnitte an dem zweiten Ende des wenigstens einen Verbindungselements befestigt. Die beiden Endstückabschnitte der wenigstens einen Spannvorrichtung können unterschiedliche Formen aufweisen. Die beiden Endstückabschnitte können Formen wie eine Schlinge, eine Klemmbacke, einen Haken oder ähnliches aufweisen. Die wenigstens eine Spannvorrichtung ist temperaturempfindlich, so dass die wenigstens eine Spannvorrichtung Gleiten des wenigstens einen Verbindungselements in Abhängigkeit von einer Temperatur seiner Umgebung ermöglicht. Die wenigstens eine Spannvorrichtung hat einen vordefinierten Betriebstemperaturbereich. Der Temperaturbereich liegt in dem Bereich von minus 40 Grad Celsius bis 180 Grad Celsius. Beispielsweise kann die Temperatur in dem Bereich von minus 40 Grad Celsius, minus 20 Grad Celsius, 0 Grad Celsius, 10 Grad Celsius, 20 Grad Celsius, 40 Grad Celsius oder 60 Grad Celsius bis zu 25 Grad Celsius, 50 Grad Celsius, 75 Grad Celsius, 100 Grad Celsius, 125 Grad Celsius, 150 Grad Celsius oder 180 Grad Celsius liegen. Der technische Effekt davon ist, dass die Spannvorrichtung das Gleiten des wenigstens einen Verbindungselements auf der Grundlage von Temperaturschwankungen im Laufe des Tages ermöglicht. Daher führt dies zu optimalem Nutzbarmachen der an einem Ort verfügbaren Solarenergie.
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Optional umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner wenigstens ein flexibles Element, das in der Tragstruktur bereitgestellt ist, wobei das wenigstens eine flexible Element Höheneinstellung der Tragstruktur erleichtert. Das wenigstens eine flexible Element ist optional in dem Körper der Tragstruktur bereitgestellt. In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine flexible Element in dem einen oder den mehreren länglichen Elementen des Körpers der Tragstruktur eingepasst. In einer anderen Ausführungsform wird das wenigstens eine flexible Element verwendet, um das eine oder die mehreren länglichen Elemente des Körpers der Tragstruktur umzusetzen. Optional ist das wenigstens eine flexible Element in jedem des einen oder der mehreren länglichen Elemente des Körpers bereitgestellt. Alternativ ist das wenigstens eine flexible Element optional in wenigstens einem des einen oder der mehreren länglichen Elemente des Körpers bereitgestellt. Dank des Vorhandenseins des wenigstens einen flexiblen Elements fahren das eine oder die mehreren länglichen Elemente des Körpers als Reaktion auf die Windkraft, die auf das Solarmodul einwirkt, ein oder fahren aus (d.h. ziehen sich zusammen oder dehnen sich aus). Beispielsweise kann sich das wenigstens eine flexible Element in dem Fall einer starken Windkraft auf das Solarmodul zusammenziehen, was zu einer Verkürzung der Höhe des einen oder der mehreren länglichen Elemente führt. Dies führt zu Verringerung der Höhe der Solarmodulvorrichtung für Stabilität zum Schutz und das wenigstens eine Solarmodul vor Schäden. Wenn solcher Wind nicht länger vorhanden ist, kann sich das wenigstens eine flexible Element auf seine Standardhöhe ausdehnen, was zu einer Vergrößerung der Höhe des einen oder der mehreren länglichen Elemente führt. Optional ist das wenigstens eine flexible Element als wenigstens eines von einer Feder, einem Teleskopelement umgesetzt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner einen Prozessor und wenigstens einen Aktuator, der mit einer Welle der Tragstruktur gekoppelt ist, wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er ein Antriebssignal zur Steuerung des wenigstens einen Aktuators erzeugt, das wenigstens auf einer Tageszeit basiert, wobei das Antriebssignal dem wenigstens einen Aktuator ermöglicht, die Welle zu drehen, um den gegebenen Winkel des wenigstens einen Solarmoduls in Bezug auf die Bodenfläche einzustellen. Der Begriff „Prozessor“ bezieht sich auf ein Rechenelement, das so konfiguriert ist, dass es Anweisungen und Verarbeitungsvorgänge verarbeitet (d.h. ausführt). Optional ist der wenigstens eine Aktuator umgesetzt als ein Teil von wenigstens einem von: einem Elektromotor, einem Schrittmotor, einem Hydraulikzylinder, einem Servomotor. Optional ist die Welle an einem Abschnitt der Tragstruktur bereitgestellt, der die Drehachse des wenigstens einen Rahmens berührt oder sich in der Nähe davon befindet. Betätigung des wenigstens einen Aktuators ermöglicht Drehung der Welle, was zu Drehung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Tragstruktur führt. Beispielsweise kann der wenigstens eine Rahmen auf der Grundlage der Tageszeit auf eine Weise gedreht werden, dass der gegebene Winkel so ist, dass maximal mögliches Sonnenlicht auf das wenigstens eine Solarmodul fällt, um Sammlung der Solarenergie durch das wenigstens eine Solarmodul zu maximieren, was zu optimalem Nutzbarmachen der Solarenergie führt. In einem solchen Fall kann sich der gegebene Winkel entsprechend den wechselnden Positionen der Sonne zu verschiedenen Tageszeiten ändern. Zum Beispiel kann der gegebene Winkel von Mitternacht bis 10 Uhr 45 Grad, von 10 bis 14 Uhr 0 Grad und von 14 bis Mitternacht 135 Grad betragen. Der technischen Effekt davon ist, dass der wenigstens eine Aktuator Drehung der Solarmodulvorrichtung unabhängig von der äußeren Kraft ermöglicht, was zu Verbesserung der Leistung der Solarmodulvorrichtung führt.
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Optional umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner wenigstens einen ersten Sensor, der im Betrieb Wetterbedingungen eines Standorts erfasst, an dem die wenigstens eine Solarmodulvorrichtung angeordnet ist, wobei der wenigstens eine erste Sensor kommunikationsfähig mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei der Prozessor so konfiguriert ist, dass er das Antriebssignal auch auf der Grundlage der Wetterbedingungen des Standorts erzeugt. Optional ist der wenigstens eine Sensor umgesetzt als wenigstens einer von: einem Windgeschwindigkeitssensor, einem Windrichtungssensor, einem Temperatursensor, einem Feuchtigkeitssensor, einem Staubsensor, einem Vereisungssensor. Die von dem wenigstens einen Sensor erfassten Wetterbedingungen werden an den Prozessor gesendet. Betätigung des wenigstens einen Aktuators führt zu Drehung der Welle, was zu Ausrichtung des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Bodenfläche führt. Beispielsweise kann der Aktuator die wenigstens eine Welle auf eine Weise drehen, dass der wenigstens eine Rahmen gedreht und dann in Bezug auf die Bodenfläche auf eine Weise ausgerichtet wird, dass die vordere Fläche des wenigstens einen Solarmoduls in Abhängigkeit von einer von dem Windrichtungssensor empfangenen Windrichtung in der Windrichtung liegt. Als ein weiteres Beispiel, wenn die Wetterbedingungen Wahrscheinlichkeit eines Sandsturms anzeigen, kann die wenigstens eine Welle gedreht werden, um den wenigstens einen Rahmen in Bezug auf die Bodenfläche auf eine Weise drehbar auszurichten, dass Staub abrutscht und sich nicht auf dem wenigstens einen Solarmodul ansammelt. Der technische Effekt dieser Betätigung auf der Grundlage von Wetterbedingungen besteht darin, dass das wenigstens eine Solarmodul gedreht werden kann, um die Solarenergie optimal nutzbar zu machen, was Leistung der Solarmodulvorrichtung verbessert, zum Schutz des wenigstens einen Solarmoduls vor Beschädigung und ähnlichem.
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Optional umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner wenigstens einen zweiten Sensor, der über ein Kommunikationsnetzwerk mit einem Benutzervorrichtung kommunikationsfähig gekoppelt ist, wobei der wenigstens eine zweite Sensor so konfiguriert ist, dass er:
- - den gegebenen Winkel des wenigstens einen Solarmoduls in Bezug auf die Bodenfläche erfasst; und
- - den gegebenen Winkel über das Kommunikationsnetzwerk an die Benutzervorrichtung sendet.
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Optional ist der wenigstens eine zweite Sensor umgesetzt als eines von wenigstens einem von: einem Winkelsensor, einem Neigungssensor, einem Gyroskop, einer Kamera. Der wenigstens eine zweite Sensor erfasst im Betrieb den gegebenen Winkel des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf die Bodenfläche. Der gegebene Winkel des wenigstens einen Rahmens wird von dem wenigstens einen Sensor an das Kommunikationsnetzwerk gesendet und dann weiter an die Benutzervorrichtung gesendet. Die Benutzervorrichtung ist als ein Mobiltelefon, ein Desktop, ein Tablet o.ä. umgesetzt. Auf diese Weise kann der Benutzer vorteilhafterweise die Solarmodulvorrichtung aus der Ferne überwachen.
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Auf der Grundlage des auf der Benutzervorrichtung empfangenen gegebenen Winkels kann der Benutzer optional auch den gegebenen Winkel des wenigstens einen Rahmens in Bezug auf den Rahmen in Form von Bereitstellen einer Eingabe manipulieren. In dieser Hinsicht wird die Eingabe von dem Benutzervorrichtung an den Prozessor gesendet, und der Prozessor ist so konfiguriert, dass er das Antriebssignal auf der Grundlage der Eingabe erzeugt. Beispielsweise kann der Benutzer das wenigstens eine Solarmodul so ausrichten, dass seine lichtempfindliche Fläche der Sonne zugewandt ist, um Sammlung der Solarenergie durch das wenigstens eine Solarmodul zu maximieren. Als ein weiteres Beispiel kann der Benutzer das wenigstens eine Solarmodul in einer Windrichtung ausrichten. Der technische Effekt davon ist, dass der Benutzer den gegebenen Winkel des wenigstens einen Solarmoduls in Bezug auf die Bodenfläche aus der Ferne manipulieren kann, was zu optimalem Nutzbarmachen der Solarenergie, zu Bereitstellung von Stabilität der Solarmodulvorrichtung und zu Leistungsverbesserung der Solarmodulvorrichtung führt.
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Optional umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner wenigstens einen Bewegungssensor, der im Betrieb Anwesenheit eines Gegenstandes in Nähe einer Solarmodulvorrichtung erfasst, und einen Prozessor, der kommunikationsfähig mit dem wenigstens einen Bewegungssensor gekoppelt ist, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um:
- - Sensordaten von dem Bewegungssensor zu empfangen; und
- - auf der Grundlage der Sensordaten einen Alarm auszulösen, der auf die Anwesenheit des Gegenstandes hinweist.
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Optional ist der wenigstens eine Bewegungssensor umgesetzt als wenigstens einer von: einem passiven Infrarot (PIR) Sensor, ein aktiver Ultraschallsensor. Der wenigstens eine Bewegungssensor erfasst Anwesenheit eines Gegenstandes, wie z.B. eines Menschen, eines Tieres, eines Roboters, einer Drohne oder ähnlichem, in der Nähe der Solarmodulvorrichtung und sendet die Sensordaten (die eine solche Erfassung anzeigen) an den Prozessor. Auf der Grundlage der Sensordaten signalisiert der Prozessor Eindringen in Nähe der Solarmodulvorrichtung durch Auslösen des Alarms. Optional ist der Alarm wenigstens eines von: einem akustischen Alarm, einem optischen Alarm, einem Vibrationsalarm. Der Alarm wird ausgelöst, um den Gegenstand in Nähe der Solarmodulvorrichtung zu alarmieren, sich von der Solarmodulvorrichtung weg zu bewegen. Das Vorhandensein des wenigstens einen Bewegungssensors ist von entscheidender Bedeutung, um Kontakt eines Gegenstandes mit der Solarmodulvorrichtung zu vermeiden, da der Solarmodulvorrichtung eine drehbare Vorrichtung ist und Strom erzeugt. Die Solarmodulvorrichtung kann für den Gegenstand, der mit ihr in Berührung kommt, schädigend oder sogar tödlich sein. Der technische Effekt dieser Umsetzung besteht darin, dass sie ein effizientes Warnsystem bereitstellt, um das Unfallrisiko aufgrund der Solarmodulvorrichtung, Beschädigung der Solarmodulvorrichtung und ähnliches zu verringern.
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Optional umfasst die Solarmodulvorrichtung ferner wenigstens einen dritten Sensor, der konfiguriert ist, um:
- - eine Menge an Sonnenlicht an einem Standort zu erfassen, an dem die Solarmodulvorrichtung angeordnet ist; und
- - Informationen, die die Menge des Sonnenlichts an dem Standort anzeigen, sendet an wenigstens eines von einer Benutzervorrichtung, einem Prozessor.
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In dieser Hinsicht werden die Informationen, die die Menge des Sonnenlichts anzeigen, auf dem Benutzervorrichtung empfangen und können für Überwachungszwecke verwendet werden. Auf der Grundlage der empfangenen Informationen kann der Benutzer eine erwartete Menge an Solarenergie bestimmen, die für Prozessüberwachungs- und Prognosezwecke nutzbar gemacht werden kann. Der wenigstens eine dritte Sensor ist optional als wenigstens ein Helligkeitssensor umgesetzt.
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auch auf das oben beschriebene Solarmodulsystem. Verschiedene Ausführungsformen und Varianten, die oben in Bezug auf den vorgenannten ersten Aspekt offenbart wurden, gelten entsprechend für das Solarmodulsystem.
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Optional sind in dem Solarmodulsystem die wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen elektrisch miteinander verbunden. Optional sind die wenigstens einen Solarmodulvorrichtungen als ein Array angeordnet, wobei das Array ein eindimensionales Array, ein zweidimensionales Array oder ein dreidimensionales Array ist. Optional ist die wenigstens eine elektrische Vorrichtung umgesetzt als wenigstens eines von: einem Wechselrichter, einem Stromnetz, einem Transformator oder einem Schaltnetzteil. In einem Beispiel können die wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen den Strom in Form von Gleichstrom erzeugen. Der Gleichstrom kann dann durch den Wechselrichter geleitet werden, um ihn in einen Wechselstrom umzuwandeln. Der Wechselstrom kann dann von Haushalten, Fabriken oder anderen ähnlichen Einrichtungen, in denen der Strom benötigt wird, genutzt werden.
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Es versteht sich, dass Komponenten (die wenigstens eine Last, der wenigstens eine Rahmen, die Tragstruktur) einer gegebenen Solarmodulvorrichtung separat hergestellt und zu dem Standort der Installation transportiert werden. An dem Ort der Installation werden vorgenannte Komponenten zusammengebaut, um die Solarmodulvorrichtung zu bilden. Dank dem obigen werden während Transports der Solarmodulvorrichtung keine Torsionskräfte erzeugt, demzufolge die Gefahr von Beschädigung an der Solarmodulvorrichtung erheblich verringert wird. Zusätzlich zu obigem können vorgenannte Komponenten leicht getrennt und an einen anderen Standort transportiert werden, wo auch immer erforderlich, wodurch Flexibilität einfachen Transports des Solarmodulsystems von einem Ort zu einem anderen Ort bereitgestellt wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Unter Bezugnahme auf 1A ist eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung 100a in einem gegebenen Winkel in Bezug auf eine Bodenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Die Solarmodulvorrichtung 100a umfasst eine Tragstruktur 102, wenigstens einen Rahmen 104, der so angepasst ist, dass er wenigstens ein Solarmodul 106 umschließt, wenigstens ein Verbindungselement 108 und wenigstens eine Last 110, die mit der Tragstruktur 102 und dem wenigstens einen Rahmen 104 unter Verwendung des wenigstens einen Verbindungselements 110 gekoppelt ist. Ein zweites Ende 108b des wenigstens einen Verbindungselements 108 weist die wenigstens eine daran befestigte Last 110 auf. Die Tragstruktur 102 wird unter Verwendung wenigstens eines Fundamentelements (dargestellt als vier Fundamentelemente 112a, 112b, 112c, 112d) auf der Bodenfläche installiert. Der wenigstens eine Rahmen 104 ist z.B. in einem gegebenen Winkel von 45 Grad in Bezug auf die Bodenfläche ausgerichtet. Der gegebene Winkel wird erreicht, wenn die durch Wind auf das wenigstens eine Solarmodul 106 ausgeübte Kraft vernachlässigbar oder minimal ist. Der wenigstens eine Rahmen 104 ist über wenigstens zwei Befestigungsmittel 114a und 114b drehbar mit der Tragstruktur 102 gekoppelt.
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Unter Bezugnahme auf 1B ist eine perspektivische Ansicht der Solarmodulvorrichtung 100a aus 1A in einem anderen gegebenen Winkel in Bezug auf die Bodenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Ein erstes Ende 108a des wenigstens einen Verbindungselements 108 ist an dem wenigstens einen Rahmen 104 an wenigstens einem ersten Befestigungspunkt 104a angebracht. Ein Zwischenabschnitt 108c des wenigstens einen Verbindungselements 108 ist an wenigstens einem zweiten Befestigungspunkt 102a mit der Tragstruktur 102 verbunden. Das wenigstens eine Verbindungselement 108 bewegt sich (d.h. gleitet, fährt aus oder fährt ein oder ähnliches) zwischen dem wenigstens einen Rahmen 104 und der Tragstruktur 102 auf eine Weise, die zu Drehung des wenigstens einen Rahmens 104 in der Windrichtung führt, wenn die von der wenigstens einen Last 110 ausgeübte Ausgleichskraft geringer ist als die von dem Wind ausgeübte Kraft. Das wenigstens eine Solarmodul 106 ist z.B. horizontal zu der Bodenfläche auf die Weise ausgerichtet, dass die vordere Fläche 106a des wenigstens einen Solarmoduls 106 dem Himmel zugewandt ist. In einem solchen Fall wird davon ausgegangen, dass die Windrichtung von einer vorderen Fläche 106a des wenigstens einen Solarmoduls 106 zu einer Rückseite des wenigstens einen Solarmoduls 106 verläuft.
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Unter Bezugnahme auf 1C ist eine perspektivische Ansicht der Solarmodulvorrichtung 100a aus 1A in einem weiteren gegebenen Winkel in Bezug auf die Bodenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Wenigstens eine Last 110 bewegt sich nach oben, weil das wenigstens eine Verbindungselement 108 bewegt wird, was zu Drehung des wenigstens einen Rahmens 104 in der Windrichtung führt, wenn die von der wenigstens einen Last 110 ausgeübte Ausgleichskraft geringer ist als die von dem Wind ausgeübte Kraft. Das wenigstens eine Solarmodul 106 ist z.B. nahezu horizontal zu der Bodenfläche ausgerichtet. In einem solchen Fall wird davon ausgegangen, dass eine Windrichtung von einer Rückseite des wenigstens einen Solarmoduls 106 zu einer vorderen Seite 106a des wenigstens einen Solarmoduls 106 verläuft.
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1A-1C sind lediglich Beispiele, die den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken sollen. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen. Beispielsweise kann der wenigstens eine Rahmen 104 in einem gegebenen Winkel ausgerichtet werden, der in einem Bereich von 0 Grad bis 180 Grad liegt und von der Kraft abhängt, die durch den Wind auf das wenigstens eine Solarmodul 106 ausgeübt wird.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung 100b gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Entsprechende Komponenten der Solarmodulvorrichtung 100b von 2 und der Solarmodulvorrichtung 100a von 1A-1C werden der Einfachheit halber mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wenigstens ein Rahmen der Solarmodulvorrichtung 100b umfasst einen ersten Rahmen 122, der angepasst ist, ein erstes Solarmodul 124 zu umschließen, und einen zweiten Rahmen 126, der angepasst ist, ein zweites Solarmodul 128 zu umschließen. Der erste Rahmen 122 ist zum Beispiel oberhalb des zweiten Rahmens 126 bereitgestellt. Wenigstens ein Verbindungselement der Solarmodulvorrichtung 100b gezeigt, um ein erstes Verbindungselement 130, ein zweites Verbindungselement 132 und ein drittes Verbindungselement 134 zu umfassen.
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Ein erstes Ende des ersten Verbindungselements 130 ist an einem ersten Befestigungspunkt 122a an dem ersten Rahmen 122 angebracht, ein Zwischenabschnitt des ersten Verbindungselements 130 ist an einem zweiten Befestigungspunkt 102b mit der Tragstruktur 102 verbunden, und ein zweites Ende des ersten Verbindungselements 130 ist an einem dritten Befestigungspunkt 136a mit der Tragstruktur 102 verbunden. In einem solchen Fall ist beispielsweise eine Last 138 zwischen dem Zwischenabschnitt und dem zweiten Ende des ersten Verbindungselements 130 bereitgestellt.
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Ein erstes Ende des zweiten Verbindungselements 132 ist an einem ersten Befestigungspunkt 122b an dem ersten Rahmen 122 angebracht, ein Zwischenabschnitt des zweiten Verbindungselements 132 ist an einem zweiten Befestigungspunkt 102c mit der Tragstruktur 102 verbunden, und ein zweites Ende des zweiten Verbindungselements 132 ist an einem dritten Befestigungspunkt 136b mit der Tragstruktur 102 verbunden. In einem solchen Fall wird beispielsweise eine Last 140 zwischen dem Zwischenabschnitt und dem zweiten Ende des zweiten Verbindungselements 132 bereitgestellt.
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Ein erstes Ende des dritten Verbindungselements 134 ist an einem ersten Befestigungspunkt 126a an dem zweiten Rahmen 126 angebracht, ein Zwischenabschnitt des dritten Verbindungselements 134 ist an einem zweiten Befestigungspunkt 102d mit der Tragstruktur 102 verbunden, und ein zweites Ende des dritten Verbindungselements 134 weist eine daran befestigte Last 142 auf.
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Die Verbindungselemente 130, 132 und 134 ermöglichen Drehung des ersten Rahmens 122 und des zweiten Rahmens 126 in Bezug auf die Tragstruktur 102, so dass die Solarmodule 124 und 128 in erforderlichen gegebenen Winkeln in Bezug auf eine Bodenfläche stehen, auf der die Tragstruktur 102 angeordnet ist.
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2 ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken soll. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Unter Bezugnahme auf 3A ist eine schematische Darstellung geeigneter Bereiche für Anordnung von wenigstens zwei Befestigungsmitteln entlang einer Drehachse wenigstens eines Rahmens (dargestellt als Rahmen 302) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zu sehen. Die geeigneten Bereiche sind als gepunktete schraffierte Bereiche entlang Kanten des Rahmens 302 dargestellt. Wenn die Drehachse beispielsweise A-A' ist (dargestellt als gestrichelte Achse), können die wenigstens zwei Befestigungsmittel in Bereichen 304 und 306 des Rahmens 302 angeordnet werden.
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Unter Bezugnahme auf 3B ist eine schematische Darstellung von beispielhaften Positionen für Anordnung der wenigstens zwei Befestigungsmittel entlang einer Drehachse wenigstens eines Rahmens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. In einem Beispiel, wenn die Drehachse A-A' ist, können die wenigstens zwei Befestigungsmittel auf dem Rahmen 302 an zwei Positionen angeordnet werden, die durch zwei Kreise dargestellt sind, die entlang der Drehachse A-A' liegen. In einem anderen Beispiel, wenn die Drehachse B-B' ist, können die wenigstens zwei Befestigungsmittel auf dem Rahmen 302 an zwei Positionen angebracht werden, die durch zwei Quadrate dargestellt werden, die entlang der Drehachse B-B' liegen. In einem weiteren Beispiel, wenn die Drehachse C-C' ist, können die wenigstens zwei Befestigungsmittel auf dem Rahmen 302 an zwei Positionen angeordnet werden, die durch zwei Sechsecke dargestellt werden, die entlang der Drehachse C-C' liegen.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist eine schematische Darstellung von wenigstens einem Anbringelement (dargestellt als Anbringelemente 402, 404 und 406) dargestellt, das an wenigstens einem Rahmen (dargestellt als ein Rahmen 408) an wenigstens einem ersten Befestigungspunkt 410 und an einer Tragstruktur 412 an wenigstens einem zweiten Befestigungspunkt (dargestellt als zweite Befestigungspunkte 414 und 416) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung befestigt ist. Das Befestigungselement 402 ist an dem ersten Befestigungspunkt 410 an dem Rahmen 408 befestigt. Die Befestigungselemente 404 und 406 sind an der Tragstruktur 412 an den zweiten Befestigungspunkten 414 bzw. 416 befestigt.
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4 ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken soll. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist eine schematische Darstellung von wenigstens einem Fundamentelement (dargestellt als Fundamentelement 502) dargestellt, auf dem eine Tragstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angeordnet ist. Ein langgestrecktes Element 504 der Tragstruktur ist beispielsweise so gezeigt, dass es mit dem Fundamentelement 502 verschraubt wird. Das längliche Element 504 ist so gezeigt, dass es einen hohlen Abschnitt 504a einschließt, um darin wenigstens eine Last zu halten.
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5 ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken soll. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Unter Bezugnahme auf 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung 600 mit einer Tragstruktur dargestellt, die als ein U-förmiges Element 602 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umgesetzt ist. Das U-förmige Element 602 ist über wenigstens ein Fundamentelement (dargestellt als ein Fundamentelement 604) auf einer Bodenfläche angeordnet. Wenigstens ein Rahmen 606 ist drehbar mit dem U-förmigen Element 602 gekoppelt. Wenigstens eine Last (dargestellt als eine Last 608) ist mit dem wenigstens einen Rahmen 606 und dem U-förmigen Element 602 unter Verwendung wenigstens eines Verbindungselements (dargestellt als Verbindungselement 610) gekoppelt.
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6 ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken soll. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Unter Bezugnahme auf 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Solarmodulvorrichtung dargestellt, umfassend wenigstens eine Spannvorrichtung (dargestellt als Spannvorrichtung 702) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Spannvorrichtung 702 ist an einem ersten Ende 704a von wenigstens einem Verbindungselement 704 befestigt. Die Spannvorrichtung ist beispielsweise so gezeigt, dass sie zwischen einem ersten Befestigungspunkt 706 und einem zweiten Befestigungspunkt 708 angebracht ist.
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7 ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken soll. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Unter Bezugnahme auf 8 ist eine schematische Darstellung einer Solarmodulvorrichtung 800 dargestellt, umfassend wenigstens ein flexibles Element (dargestellt als flexible Elemente 802 und 804, 806, 808), das in einer Tragstruktur 810 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist. Die Tragstruktur 810 schließt vier längliche Elemente 810a, 810b, 810c und 810d ein. Beispielsweise wird jedes der vier langgestreckten Elemente 810a-d der Tragstruktur 810 gezeigt, um ein flexibles Element einzuschließen. Die flexiblen Elemente 802 und 804 sind in Form von Federn bereitgestellt, während die flexiblen Elemente 806 und 808 in Form von Teleskopstangen bereitgestellt sind. Die flexiblen Elemente 802, 804, 806 und 808 erleichtern Höhenverstellung der Tragstruktur 810.
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8 ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken soll. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Unter Bezugnahme auf 9A, 9B, 9C und 9D sind Darstellungen von Architekturen einer Solarmodulvorrichtung 900 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dargestellt. In 9A-9D schließt die Solarmodulvorrichtung 900 eine Tragstruktur 902, wenigstens einen Rahmen 904, wenigstens ein Verbindungselement 906 und wenigstens eine Last 908 ein. In 9A schließt die Solarmodulvorrichtung 900 auch einen Prozessor 910 und wenigstens einen Aktuator 912 ein. Der Prozessor 910 ist kommunikationsfähig mit dem wenigstens einen Aktuator 912 gekoppelt. In 9B schließt die Solarmodulvorrichtung 900 auch einen Prozessor 910, wenigstens ein Aktuator 912 und wenigstens einen ersten Sensor 914 ein. Der wenigstens eine Prozessor 910 ist kommunikationsfähig mit dem wenigstens einen Aktuator 912 und mit dem wenigstens einen ersten Sensor 914 gekoppelt. In 9C schließt die Solarmodulvorrichtung 900 auch wenigstens einen zweiten Sensor 916 ein. Der wenigstens eine zweite Sensor 916 ist kommunikationsfähig über ein Kommunikationsnetzwerk 918 mit einer Benutzervorrichtung 920 gekoppelt. In 9D schließt die Solarmodulvorrichtung 900 auch wenigstens einen Bewegungssensor 922 und einen Prozessor 924 ein. Der wenigstens eine Bewegungssensor 922 ist kommunikationsfähig mit dem Prozessor 924 gekoppelt.
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9A-9D sind lediglich Beispiele, die den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken sollen. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Unter Bezugnahme auf 10 ist eine schematische Darstellung eines Solarmodulsystems 1000 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Das Solarmodulsystem 1000 umfasst wenigstens zwei Solarmodulvorrichtungen (dargestellt als vier Solarmodulvorrichtungen 1002, 1004, 1006 und 1008) und wenigstens eine elektrische Vorrichtung (dargestellt als eine elektrische Vorrichtung 1010), die elektrisch mit den Solarmodulvorrichtungen 1002, 1004, 1006 und 1008 gekoppelt ist. Die Solarmodulvorrichtungen 1002, 1004, 1006 und 1008 wandeln im Betrieb Solarenergie in Strom um, und die elektrische Vorrichtung 1010 empfängt im Betrieb den Strom von den Solarmodulvorrichtungen 1002, 1004, 1006 und 1008. Die Solarmodulvorrichtungen 1002, 1004, 1006 und 1008 sind elektrisch miteinander verbunden.
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10 ist lediglich ein Beispiel, das den Umfang der Ansprüche hierin nicht übermäßig einschränken soll. Ein Fachmann wird viele Variationen, Alternativen und Modifikationen von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erkennen.
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Änderungen an den im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind möglich, ohne dass dadurch der Umfang der vorliegenden Offenbarung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, verlassen wird. Ausdrücke wie z.B. „einschließlich“, „umfassend“, „enthaltend“, „aufweisen“, „ist“, die zur Beschreibung und Beanspruchung der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, sind vorgesehen, in einer nicht ausschließenden Weise ausgelegt zu werden, d.h. in Betracht ziehend Gegenstände, Komponenten oder Elemente, die nicht explizit beschrieben sind, auch vorhanden zu sein. Bezug auf die Einzahl ist so auszulegen, dass er sich auch auf die Mehrzahl bezieht.
