DE4020032C2 - Vorrichtung zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom, insbesondere zum Nachladen der Batterien elektrisch angetriebener Fahrzeuge - Google Patents
Vorrichtung zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom, insbesondere zum Nachladen der Batterien elektrisch angetriebener FahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung von Sonnenenergie
in Strom mit einer Mehrzahl von mit photovoltaischen Elementen
bestückten Platten, welche übereinander an einem Traggestell angeordnet
und mittels einer Nachführeinrichtung an den sich jahreszeitabhängig verändernden
Sonneneinfallswinkel in ihrer Neigungseinstellung veränderbar
sind, insbesondere zum Nachladen der Batterien elektrisch angetriebener
Fahrzeuge.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 0 076 455 A2
bekannt.
Mit photovoltaischen Elementen bestückte Platten werden bereits in erheblichem
Umfang an Hausdächern zur Gewinnung von Strom für den häuslichen
Bedarf eingesetzt. Nachteilig an diesen Platten ist, daß sie deshalb
einen relativ schlechten Wirkungsgrad haben, weil der Sonneneinfallswinkel
sich mit der Jahreszeit und natürlich auch mit der Tageszeit verändert
und dementsprechend ein annähernd senkrechter Einfall des Sonnenlichts
in der Regel nicht erreichbar ist.
Von sogenannten Sonnenfarmen, bei welchen entweder Parabolspiegel 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 jeweiligen Sonnenstand anzupassen.
Bei der aus der eingangs genannten EP 0 076 455 A2
bekannten Vorrichtung sind die mit photovoltaischen
Elementen bestückten Platten dadurch jahreszeitabhängig
dem Sonneneinfallswinkel nachführbar,
daß ihr Neigungswinkel mit abstandshaltenden
Stangen veränderbar ist.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ein einfacheres
Nachstellen entsprechend der Jahreszeit möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platten im
Bereich ihrer seitlichen Längskanten an je einem vertikalen Haltering
schwenkbar derart angeordnet sind, daß die Platten sich entlang einer
Sehne des Halterings erstrecken, und daß eine Mehrzahl derartiger Halteringe
mittels Halteseilen übereinander an dem 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
Halteseile 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 ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung 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 ein unterer Bereich 2
zum Heranfahren des Fahrzeuges dient, und wobei in einem
oberen Bereich 3 ein Fundament 4 für eine 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 unteren Bereich 2 nach oben ge
neigt weg erstreckt. Zwischen dem kürzeren L-Schenkel
10 und einem weiteren 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 mit einer Mehrzahl
von mit photovoltaischen Elementen bestückten Platten, welche
übereinander an einem Traggestell angeordnet und mittels einer Nachführeinrichtung
an den sich jahrszeitabhängig verändernden Sonneneinfallswinkel
in ihrer Neigungseinstellung veränderbar sind, insbesondere zum
Nachladen der Batterien elektrisch angetriebener Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten (17) im Bereich ihrer seitlichen Längskanten
(22) an je einem vertikalen Haltering (16) schwenkbar derart angeordnet
sind, daß die Platten (17) sich entlang einer Sehne des Halterings
(16) erstrecken, und daß eine Mehrzahl derartiger Halteringe (16) mittels Halteseilen
(13, 14) übereinander an dem 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 (23) schwenkbar ange
ordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß an der der Schwenklageranordnung (23) 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 Halteseile (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, 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.
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