DE29607366U1

DE29607366U1 - Solar sail

Info

Publication number: DE29607366U1
Application number: DE29607366U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-25
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2006-04-13

Description

Dirk Büttner Anm. Nr. 295 19 200.3Dirk Büttner Note No. 295 19 200.3

Zerpensehieuser Str. 12
16348 KlosterfeldeZerpensehieuser Str. 12
16348 Klosterfelde

Gebrauehsmusterbescfireibunq Das SolarsegeSApplication for a utility model The solar sail

Die Erfindung des Solarsegels betrifft den Sport- und Freizeitsektor. Sie bezieht sieh auf die Erweiterung der Aufgabe des Segeis von Segelbooten und -yaehteo.The invention of the solar sail concerns the sports and leisure sector. It refers to the expansion of the sailing function of sailboats and yachts.

Stand der State of TechnikTechnology

Im Sport- und Freizeiisektor besteht der Antrieb eines Segelbootes naturgemäß aus einem oder mehreren Segeln. In den meisten Fällen besitzen Segelboote auch einen Verbrennungs- oder Elektromotor als Hilfsantrieb, um nicht nur auf das Segel angewiesen zu sein.In the sports and leisure sector, the propulsion of a sailing boat naturally consists of one or more sails. In most cases, sailing boats also have an internal combustion engine or electric motor as an auxiliary drive so that they are not solely dependent on the sail.

Der Energiebedarf eines Bootes für beispielsweise die Positionsleuchte^ Funk- und Navigationselektronik, Kühlsehrank, usw. richtet sich nach seiner Größe bzw. nach seiner Ausstattung. Der Bedarf an elektrischer Energie wird dabei von einer oder mehreren Batterien gedeckt, die, falls vorhanden, von der Lichtmaschine eines Verbrennungsmotors bzw. von einem Generator gespeist werden.
In jedem Fall aber wird bei Booten, die mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet sind, zur Fortbewegung ohne Segel und zum Decken des Strombedarfs, Kraftstoff benötigt. Das Betreiben des Motors oder Generators führt zur Abgas- und Lärmemission. Besonders in empfindlichen Binnengewässern führt das zur Beeinträchtigung der Natur. Ebenso vermindern diese negativen Eigenschaften von Verbrennungsmotoren auf Segelsportbooten den Erholungseffekt der Bootscrew sowie anderer Wassersportier.The energy requirements of a boat for things like the position light, radio and navigation electronics, refrigerator, etc. depend on its size and equipment. The electrical energy requirement is covered by one or more batteries, which, if available, are fed by the alternator of a combustion engine or by a generator.
In any case, boats equipped with a combustion engine require fuel to move without sails and to cover the electricity requirements. Operating the engine or generator leads to exhaust gas and noise emissions. This has a negative impact on nature, particularly in sensitive inland waters. These negative properties of combustion engines on sailing boats also reduce the relaxation effect of the boat crew and other water sports enthusiasts.

Ein weiterer negativer Aspekt ist, daß der Kraftstoff in den meisten Fällen erst in Kanistern herantransportiert werden muß. Beim Umgang mit Kraftstoff an Bord besteht neben der Brandgefahr, besonders bei Booten mit kleinen Außenbordmotoren die Gefahr, daß bei der Betankung Kraftstoff über Bord ins Wasser geschüttet wird. All diese Gründe führten dazu, daß auf Binnengewässern immer häufigerAnother negative aspect is that in most cases the fuel has to be transported in canisters. When handling fuel on board, there is not only the risk of fire, but also the risk of spilling fuel overboard into the water when refuelling, especially on boats with small outboard motors. All of these reasons have led to the fact that on inland waters,

•ff•ff

generelle Fahrverbote oder auf bestimmte Tageszeiten beschränkte Fahrverbote ausgesprochen werden.general driving bans or driving bans limited to certain times of the day may be issued.

Die einzig ökologische Alternative ist der Einsatz von Elektromotoren. Der Nachteil hiefbei besteht aber im Niehtverhandensein einer ökologisehen Möglichkeit, die Batterien während der Fahrt aufzuladen. Dieser Umstand führt zu geringen Fahrzeiten bzw. Reichweiten.The only ecological alternative is the use of electric motors. The disadvantage of this is that there is no ecological way of charging the batteries while driving. This leads to short driving times and ranges.

Das ProblemThe problem

Das Problem hegt in der Schaffung einer Möglichkeit, dureh Elektromotoren ökologiseh sinnvoll angetriebene Segelsportboote mit zusätziieher Energie für das Aufladen der Batterien zu versorgen, um so die Reichweiten bzw. Fahrzeiten zu erhöhen.The problem lies in creating a way to supply sailing boats powered by electric motors in an environmentally friendly way with additional energy to charge the batteries in order to increase the range and travel times.

Die The Erfindunginvention

Erfindungsgemäß wird dieses Ziei dureh die Nutzung eines mit Solarelementen bestückten Segels erreicht.According to the invention, this goal is achieved by using a sail equipped with solar elements.

Die Ausführung bzw. der Aufbau eines Solarsegels kann sehr vielfältig sein.
Gfundsätzlieh fiehtet sieh die Form, der Aufbau und die Belegung mit Seiarelementen naeh der Aufgabe und der daraus resultierenden Beanspruchung des Segels.The design or construction of a solar sail can be very diverse.
In addition, the shape, structure and allocation of side elements depend on the task and the resulting stress on the sail.

Eigensehaften eines Selarsegels sind die Art der Solarelemente und des Segeltuehes, die Verteilung der Selarelemente und die Befestigung der Solarelemente.
Ais Solareiemente kommen entweder Solarzellen oder Solarfolie in Betracht. Wesentliches Auswahlkriterium ist dabei der Wirkungsgrad.Characteristics of a solar sail are the type of solar elements and sail cloth, the distribution of the solar elements and the attachment of the solar elements.
Either solar cells or solar film can be considered as solar elements. The key selection criterion is the efficiency.

Die Verteilung der Solarelemente ist so zu wählen, daß die Flexibilität des Segels nieht oder nur gering beeinflußt wird. Das problemlose Aufziehen bzw. Reffen des Segeis muß gewährleistet sein. Aufgrund der unterschiedlichen Segeltypen (Vorsegel, Hauptsegel) gibt es unterschiedliche Reffmeehanismen bzw. Verstaumögliehkeiten, die unterschiedliche Anforderungen an die Flexibilität des Segels stellen.The distribution of the solar elements must be chosen in such a way that the flexibility of the sail is not affected or only slightly affected. The sail must be able to be raised or reefed without any problems. Due to the different types of sail (headsail, mainsail), there are different reefing mechanisms and stowage options, which place different demands on the flexibility of the sail.

Ebenso kann die Flexibilität durch die Wahl der Soiareiemente beeinflußt werden. Optimierungskriterium hierbei ist die maximale Belegung der Segelfläche mit Solar-elementen zur Umwandlung eines großen Teils der Sonneneinstrahlung beiFlexibility can also be influenced by the choice of solar elements. The optimization criterion here is the maximum coverage of the sail area with solar elements to convert a large part of the solar radiation at

ausreichender Flexibilität des Segels.sufficient flexibility of the sail.

Ein weiterer Aspekt der Verteilung ist die Empfindlichkeit der Solarelemente. So müssen die Anordnung sowie die Größe der Solarelemente mit dem Ort der größten Wölbung bzw. Dehnung des jeweiligen Segels abgestimmt werden.
Bei einem mit Solarzellen bestücktem Segel können beispielsweise in Bereichen großer Segelwölbungen nur kleine Solarzellen angeordnet werden. In Bereichen kleiner Wölbungen können relativ große Solarzellen untergebracht werden.
Je nach Art der Solarelemente erfolgt die Befestigung. Bei der Nutzung von Solarzellen wird die Befestigung durch das Einnähen der Solarzellen zwischen zwei Schichten eines durchsichtigen bzw. nahezu durchsichtigen Segeltuches realisiert. Ebenso können sich die Solarzellen in aufgenähten Taschen befinden.
Bei Verwendung von Solarfolie kann diese direkt aufgenäht bzw. geklebt werden, oder die Befestigung erfolgt mit Hilfe von Taschen oder zwischen zwei transparenten Segeltuchschichten,Another aspect of the distribution is the sensitivity of the solar elements. The arrangement and size of the solar elements must be coordinated with the location of the greatest curvature or stretch of the respective sail.
For example, in a sail equipped with solar cells, only small solar cells can be arranged in areas of large sail curvatures. Relatively large solar cells can be accommodated in areas of small curvatures.
The fastening depends on the type of solar element. When using solar cells, the fastening is achieved by sewing the solar cells between two layers of transparent or almost transparent canvas. The solar cells can also be located in sewn-on pockets.
When using solar foil, it can be sewn or glued directly on, or it can be attached using pockets or between two transparent canvas layers,

Bei Verwendung von Solarzellen werden diese vor dem Einnähen mit Verstärkungsplättchen versehen, die an der Rückseite einer jeden Zelle angebracht werden. Dadurch werden die Solarzellen vor mechanische Einwirkungen geschützt.
Alle Solarelemente werden mit elektrischen Leitern verbunden, die den Abtransport der erzeugten elektrischen Energie übernehmen. Die Schaltungsart der Solarelemente wird dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt und kann deshalb variieren zwischen Reihen- oder Parallelschaltung oder der Kombination aus beiden Schaltungen.When solar cells are used, they are provided with reinforcement plates that are attached to the back of each cell before being sewn in. This protects the solar cells from mechanical impacts.
All solar elements are connected to electrical conductors that transport the electrical energy generated. The type of connection of the solar elements is adapted to the respective application and can therefore vary between series or parallel connection or a combination of both.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous effects of the invention

Der Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, Wind- und Sonnenenergie gleichzeitig zu nutzen. So wird die große Fläche eines oder mehrerer Segel während des Segeins gleichzeitig zum Schiffsantrieb und zur Energiegewinnung genutzt, wobei die erzeugte elektrische Energie in Batterien gespeichert wird. Die gespeicherte elektrische Energie dient der Stromversorgung aller Verbraucher an Bord sowie der Versorgung des Elektromotors des Segelbootes.
Durch den Gebrauch von Solarsegeln wird der Einsatz von Elektromotoren auf Segelbooten attraktiver. Das Wiederaufladen der Batterien während der Fahrt mit Hilfe eines Solarsegels führt zu einer deutlichen Erhöhung die Reichweite.The advantage of the invention is the possibility of using wind and solar energy simultaneously. The large surface area of one or more sails is used to propel the ship and generate energy while sailing, with the electrical energy generated being stored in batteries. The stored electrical energy is used to supply electricity to all consumers on board and to power the sailing boat's electric motor.
The use of solar sails makes the use of electric motors on sailing boats more attractive. Recharging the batteries while sailing with the help of a solar sail leads to a significant increase in range.

Aufgrund der sehr geringen Geräuschentwicklung und des gänzlichen Wegfalls der Abgasemission bei Nutzung eines Elektromotors minimiert sich der störende Einfluß auf die Natur eines Gewässers. Daraus resultierend gilt für Boote mit Elektroantrieb keinerlei Fahrverbot.Due to the very low noise level and the complete absence of exhaust emissions when using an electric motor, the disruptive effect on the nature of a body of water is minimized. As a result, there is no ban on driving boats with electric drives.

Als vorteilhaft kann auch die energetische Unabhängigkeit betrachtet werden, da ein Auftanken des Verbrennungsmotors bzw. ein Laden der Batterien mittels Ladegerät von Land entfällt. Ebenso entfallen die Kraftstoff- oder Stromkosten. Auch besteht die Gefahr des Verschüttens von Kraftstoff beim Betanken nicht mehr. Es müssen keine schweren Kanister getragen werden.Energy independence can also be seen as an advantage, as there is no need to refuel the combustion engine or charge the batteries using a charger from land. There are also no fuel or electricity costs. There is also no longer any risk of spilling fuel when refueling. There is no need to carry heavy canisters.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

In den beigefügen Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand als Ausführungsbeispiel im montierten Zustand auf einem Segelboot dargestellt.In the attached drawings, the subject matter of the invention is shown as an embodiment in the mounted state on a sailing boat.

Es zeigen:Show it:

Figur 1: Ansicht des Erfindungsgegenstandes im montierten ZustandFigure 1: View of the subject matter of the invention in the assembled state

Figur 2: Einzelheit gemäß ZFigure 2: Detail according to Z

Figur 3: Schnitt gemäß A-AFigure 3: Section according to A-A

Figur 1 zeigt den Erfindungsgegenstand 1 im montierten Zustand auf einem Segelboot. Bei der hier dargestellten Variante eines Solarsegeis 1 handelt es sich um ein Vorsegel, das ausschließlich mit Solarzellen 3 besetzt wurde.Figure 1 shows the subject matter of the invention 1 in the mounted state on a sailboat. The variant of a solar sail 1 shown here is a headsail that is equipped exclusively with solar cells 3.

Die Figuren 2 und 3 erläutern den näheren Aufbau des Solarsegels. Die Solarzellen 3 wurden bei dieser Ausführungsvariante zwischen zwei Schichten eines nahezu durchsichtigen Segeltuches 2 eingenäht. Die Solarelemente sind durch Stromleitungen 4 verbunden. Es wurde eine Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung verwendet.Figures 2 and 3 explain the detailed structure of the solar sail. In this design variant, the solar cells 3 were sewn between two layers of an almost transparent sailcloth 2. The solar elements are connected by power lines 4. A combination of series and parallel connection was used.

Claims

Protection claims

1. Solar sail, consisting of sailcloth of conventional design, characterized by

that solar cells (3) or solar film (3) are located on or in the canvas (2).

2. Solar sail according to claim 1
characterized,

that the solar cells (3) or pieces of solar foil (3) are distributed partially or over the entire surface of the sail (1).

3. Soiar sail according to claim 1 and 2
characterized,

that when using solar cells (3), the solar cells (3) are attached by sewing (5) between two layers of a transparent or almost transparent canvas (2) or in pockets made of transparent canvas (2).

4. Solar sail according to claims 1, 2 and 3
characterized,

that when using solar film (3), the solar film is attached either by sewing it between two layers of transparent or almost transparent canvas or in pockets made of transparent canvas or by gluing the solar film onto the canvas.

5. Solar sail according to claims 1, 2, 3 and 4
characterized,

that when using solar cells, reinforcement plates (6) are attached to the back of the solar cells.

6. Solar sail according to claims 1, 2, 3, 4 and 5
characterized,

that the solar elements distributed over the sail are connected by electrical conductors (4).