DE4020032A1 - Vorrichtung zur umwandlung von sonnenenergie in strom, insbesondere zum nachladen der batterien elektrisch angetriebener fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom umfassend eine Mehrzahl von mit photovoltaischen Elementen bestückten Platten, welche mittels einer Nachführeinrichtung an den sich jahreszeitabhängig verändernden Sonnenein­ fallswinkel in ihrer Neigungseinstellung veränderbar sind, insbesondere zum Nachladen der Batterien elek­ trisch angetriebener Fahrzeuge.

Mit photovoltaischen Elementen bestückte Platten wer­ den bereits in erheblichem Umfang an Hausdächern zur Gewinnung von Strom für den häuslichen Bedarf einge­ setzt. Nachteilig an diesen Platten ist, daß sie des­ halb einen relativ schlechten Wirkungsgrad haben, weil der Sonneneinfallswinkel sich mit der Jahreszeit und natürlich auch mit der Tageszeit verändert und dement­ sprechend ein annähernd senkrechter Einfall des Son­ nenlichts in der Regel nicht erreichbar ist.

Von sogenannten Sonnenfarmen, bei welchen entweder Pa­ rabolspiegel zur Konzentration des Sonnenlichts oder auch mit photovoltaischen Elementen bestückte Platten flächig über einen größeren Bereich angeordnet sind, ist es grundsätzlich schon bekannt, diese Spiegel bzw. Platten mit Hilfe von Nachführeinrichtungen dem jewei­ ligen Sonnenstand anzupassen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie entsprechend dem jeweiligen Sonnenstand eine möglichst optimale Stromausbeute lie­ fert und so vor allem dazu geeignet ist, den momenta­ nen Nachladebedarf von elektrischen Fahrzeugen, ins­ besondere elektromotorisch getriebenen Kraftfahrzeu­ gen, zu decken und als eine Art Solartankstelle zu fungieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platten im Bereich ihrer seitlichen Außenränder an je einem vertikalen Haltering schwenkbar derart ange­ ordnet sind, daß die Platten sich entlang einer Sehne des Halterings erstrecken, wobei eine Mehrzahl derar­ tiger Halteringe mittels Seilen übereinander an einem Traggestell angeordnet ist.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß eine Mehrzahl von Platten angeordnet werden kann, um hierdurch die erforderliche hohe Leistung zu erhalten, wobei jede einzelne Platte aus dieser Mehrzahl von Platten indi­ viduell relativ zur Sonne winkeleinstellbar ist, so daß eine vorteilhafte Anpassung an den jeweiligen Son­ nenstand erreichbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Halteringe durch Stahlrohrringe gebildet sind und die Halteseile Ausnehmungen der Ringe durch­ setzen. Es ist auf diese Weise möglich, die Ringe auf die Seile aufzureihen und sie dementsprechend in ein­ facher Weise zu lagern.

Günstigerweise sind die Halteringe an den Halteseilen wenigstens im Bereich eines Schnittpunktes mittels einer Feststellmutter festlegbar, die mit einem koni­ schen Feststellabschnitt zusammenwirkt. Diese Art der Festlegung ist einerseits einfach und ermöglicht ande­ rerseits erforderlichenfalls auch eine Höheneinstel­ lung der Ringe und dementsprechend auch der daran be­ festigten Platten.

Die Platten können an den Ringen mittels einer Schwenklageranordnung schwenkbar angeordnet sein.

Im Gegensatz zu einer Anordnung, bei welcher eine Win­ keleinstellung der Platten dadurch vorgenommen werden könnte, daß die Ringe als Ganzes verschwenkt werden, z. B. indem zwei an den Ringen angreifende Seile rela­ tiv zueinander längs verschoben werden, ist bei dieser Lösung ein individuelles Verschwenken jeder Platte in den jeweiligen Halteringen möglich.

Dabei kann mit Vorteil vorgesehen sein, daß an der der Schwenklageranordnung gegenüberliegenden Seite der Platte eine sich zwischen der entsprechenden Außenkan­ te der Platte und der Innenseite der Halteringe er­ streckende Verstellanordnung angeordnet ist. Diese kann günstigerweise durch ein Verstellseil mit Ver­ stellöse gebildet sein. Solche Verstellanordnungen werden z. B. zum Spannen von Zeltschnüren oder bei Se­ gelbooten verwendet.

Zur Erzielung einer hinreichenden Vorspannung der Stahlseile einerseits und zum Ausgleich temperaturbe­ dingter Längenänderungen kann vorgesehen sein, daß die Tragseile endseitig abgefedert befestigt sind, z. B. über Schraubenfedern.

Jeder Haltering wird vorteilhafterweise von wenigstens zwei Halteseilen, vorzugsweise Stahlseilen, durch­ setzt. Hierdurch wird zusätzlich zu der Halterung in Längsrichtung auch eine Verdrehsicherung erreicht.

Das Traggestell kann wenigstens je einen im wesentli­ chen L-förmigen Tragarm auf jeder Seite umfassen, wo­ bei das freie Ende des langen L-Schenkels in einem bodenseitigen Fundament verankert ist und der kurze L-Schenkel zur Befestigung der Halteseile dient. Es wird so also eine galgenartige Halteanordnung reali­ siert.

Der lange L-Schenkel des Traggestells kann gegenüber der Vertikalen geneigt sein, vorzugsweise ca. 80°. Hierdurch wird ein Freiraum für die Anbringung der Halteringe geschaffen.

Der große L-Schenkel und der kleine L-Schenkel können einen Winkel von ca. 110° einschließen, d. h. daß sich z. B. der kleine L-Schenkel leicht nach oben geneigt von dem großen L-Schenkel wegerstreckt, so daß dem­ entsprechend die schrägverlaufenden Halteseile senk­ recht in diesen kleinen L-Schenkel einmünden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht (teilweise geschnitten) einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Vorderansicht (teilweise geschnitten) der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Seitenansicht eines Halterings in vergrößertem Maßstab.

Eine in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung soll insbesondere dazu dienen, die Batterien elektromoto­ risch angetriebener Kraftfahrzeuge nachzuladen. Im einzelnen nicht dargestellt sind die elektrischen Installationen, insbesondere die zum Anschluß des Kraftfahrzeugs bzw. dessen Batterien dienende Steck­ verbindung.

Im Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Vor­ richtung an einer durch eine Mauer 1 gebildeten Ge­ ländeabstufung angeordnet, wobei der untere Bereich 2 zum Heranfahren des Fahrzeuges dient, und wobei im oberen Bereich 3 ein Fundament 4 für die Traganordnung 5 angeordnet ist. Außerdem ist oberhalb der Mauer 1 ein Geländer 6 vorgesehen, so daß der Tankvorgang durch Personen beobachtet werden kann.

Die Traganordnung 5 ist als L-förmiger Galgen ausge­ bildet, wobei ein längerer L-Schenkel 7 mit seinem unteren freien Ende 8 in das im Boden versenkte Fun­ dament 4 eingreift, und wobei sich an das obere Ende 9 ein kürzerer L-Schenkel 10 anschließt, der sich in einem Winkel von ca. 110° von dem längeren L-Schenkel 7 und bezogen auf den Boden-Bereich 2 nach oben ge­ neigt weg erstreckt. Zwischen dem kürzeren L-Schenkel 10 und einem Fundament 11 mit Haltern 12 im Bereich 2 sind zwei Halteseile 13, 14 leicht zur Vertikalen ge­ neigt gespannt. An der Seite des kürzeren L-Schenkels 10 sind Schraubenfedern 15 angeordnet, um thermische Längenänderungen der Halteseile 13, 14, welche als Stahlseile ausgebildet sind, ausgleichen zu können.

An den Halteseilen 13, 14 sind übereinander Halteringe 16 angeordnet.

An jedem Haltering 16 sind zwei mit photovoltaischen Elementen bestückte Platten 17 parallel zueinander, gegeneinander versetzt angeordnet.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, besteht jede Platte 17 aus zwei Plattensegmenten 17a, 17b.

Die Halteringe 16 werden von den Halteseilen 13, 14 an Bohrungen 18 an der Unterseite der Halteringe 16 und an Bohrungen 19 an deren Oberseite durchsetzt.

Im Bereich der Bohrungen 19 sind Haltemuttern 20 vor­ gesehen, welche auf einen Konusabschnitt 21 auf­ schraubbar sind, der die Halteseile 13, 14 umgibt, so daß durch das Anziehen der Muttern 20 die Konusab­ schnitte 21 gegen die Halteseile 13, 14 gedrückt und damit die Halteringe 16 an den Halteseilen 13, 14 hö­ henverstellbar festgelegt werden.

Die mit photovoltaischen Elementen bestückten Platten 17 sind im Bereich ihrer halteringseitigen oben bzw. unten liegenden Längskante 22 mit einer scharnierar­ tigen Schwenklageranordnung 23 versehen, so daß sie gegen den jeweiligen Haltering 16 verschwenkt werden können. Im Bereich ihrer innenliegenden, freien Längs­ kante 24 sind Halteösen 25 für Seile 26 angeordnet, deren jeweils anderes Ende über Ösen 27 am Haltering 16 unter Zwischenschaltung von Längen-Verstellösen 28 befestigt ist. Durch eine Längenverstellung der Seile 26 über die Verstellösen 28 ist es in Verbindung mit den Schwenklageranordnungen 23 dementsprechend mög­ lich, die Neigung der Platten 17 zu verändern unter Wahrung der Parallelität der Platten 17 zueinander und so dem jeweiligen Sonnenstand anzupassen.

In Abwandlung des vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiels kann auch vorgesehen sein, daß die Hal­ teseile 13, 14 nicht Bohrungen in den Halteringen 16 selbst, sondern in an den Halteringen 16 befestigten Laschen durchsetzen, um auf diese Weise eine Schwä­ chung der Halteringe 16 durch die Bohrungen zu ver­ mindern.

Weiterhin kann in Abwandlung der vorstehend beschrie­ benen Verstellseile für die Verstellanordnung auch vorgesehen sein, daß diese durch zwei teleskopartig ineinanderschiebbare Rohre gebildet ist, welche end­ seitig gequetscht und mit einer Bohrung versehen sind, so daß diese Enden einerseits an der Außenkante einer Platte und andererseits an einem Haltering schwenkbar angelenkt werden können. Die Feststellung kann z. B. mittels einer Madenschraube erfolgen, welche eine Ge­ windebohrung des äußeren Teleskoprohres durchsetzt und an einem geriffelten Bereich des inneren Teleskoproh­ res angreift.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom umfassend eine Mehrzahl von mit photovoltaischen Elementen bestückten Platten, welche mittels einer Nachführeinrichtung an den sich jahrszeitabhängig ver­ ändernden Sonneneinfallswinkel in ihrer Neigungsein­ stellung veränderbar sind, insbesondere zum Nachladen der Batterien elektrisch angetriebener Fahrzeuge, da­ durch gekennzeichnet, daß die Platten (17) im Bereich ihrer seitlichen Außenränder (Längskanten 22) an je einem vertikalen Haltering (16) schwenkbar derart an­ geordnet sind, daß die Platten (17) sich entlang einer Sehne des Halterings (16) erstrecken, wobei eine Mehr­ zahl derartiger Halteringe (16) mittels Seilen (13, 14) übereinander an einem Traggestell angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halteringe (16) durch Stahlrohrringe ge­ bildet sind, und die Halteseile (13, 14) Ausnehmungen (18, 19) der Halteringe (16) durchsetzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halteringe (16) an den Halteseilen (13, 14) wenigstens im Bereich eines Schnittpunktes mittels einer Feststellmutter (20) festlegbar sind, die mit einem konischen Feststellabschnitt (21) zusammenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Platten (17) an den Halteringen (16) mit­ tels einer Schwenklageranordnung (22) schwenkbar ange­ ordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an der der Schwenklageranordnung (22) gegen­ überliegenden Seite der Platte (17) eine sich zwischen der entsprechenden Außenkante (24) der Platte (17) und der Innenseite der Halteringe (16) erstreckende Ver­ stellanordnung angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verstellanordnung durch ein Verstellseil (26) mit Verstellöse (28) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Tragseile (13, 14) endseitig abgefedert befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Haltering (16) von wenigstens zwei Hal­ teseilen (13, 14), vorzugsweise Stahlseilen, durch­ setzt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Traggestell (5) auf jeder Seite wenig­ stens einen im wesentlichen L-förmigen Tragarm umfaßt, wobei das freie Ende (8) des langen L-Schenkels (7) in einem bodenseitigen Fundament (4) verankert ist und der kurze L-Schenkel (10) zur Befestigung der Halte­ seile (13, 14) dient.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der lange L-Schenkel (7) gegenüber der Ver­ tikalen geneigt, vorzugsweise ca. 80° geneigt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß langer L-Schenkel (7) und kleiner L-Schenkel (10) einen Winkel von ca. 110° einschließen.