NL1026606C2 - Installatie voor zonne-energie. - Google Patents

Description

INSTALLATIE VOOR ZONNE-ENERGIE

De onderhavige uitvinding betreft een installatie 5 voor zonne-energie. Deze installatie omvat ten minste twee zonnepanelen van gebruikelijke types, waartoe geen beperkingen gelden m.b.t. de onderhavige uitvinding. Dergelijke zonne-panelen kunnen zonnecellenpanelen zijn, dan wel zonne-collectorpanelen. Elke van deze zonnepanelen omvat een staan-10 der en een plateau voor zonne-elementen, zoals zonnecellen en/of zonnecollectoren. Om een optimaal rendement en een maximale inval van licht op het plateau met zonne-elementen te bewerkstelligen is een met de door de dag heen variërende stand van de zon meedraaiende koppeling verschaft tussen de 15 staander en het plateau om de zonnecellen naar de zon gericht te houden.

Een dergelijke koppeling is alleen bekend voor zonnepanelen, die in isolatie zijn opgesteld. Er hoeft geen rekening gehouden te worden met de schaduwwerking van naburi-20 ge zonnepanelen.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt thans een installatie verschaft voor zonne-energie met ten minste twee zonnepanelen. Aldus kan een hoge concentratie van zonne-pane-len in eikaars nabijheid en derhalve met een gecombineerd 25 rendement worden verwezenlijkt.

Verder worden de zonnepanelen, volgens de onderhavige uitvinding, in een rij langs een lijn opgesteld. De lijn verbindt de zonnepanelen en strekt zich richting horizon uit naar het punt, waarboven de zon in hoofdzaak haar hoogste 30 stand bereikt. Aldus wordt op een nieuwe en onverwachte wijze rekening gehouden met de baan van de zon langs het firmament en kunnen naburige zonnepanelen in de installatie dichter bij elkaar worden geplaatst dan als de rij zich zou uitstrekken 1026606 I · 2 in een richting naar de horizon, waar de zon een lagere dan de hoogste stand heeft.

Het aldus oriënteren van de rijen met zonnepanelen heeft derhalve grote voordelen met betrekking tot het gebruik 5 van ruimte, en omdat zonnepanelen in een rij dichter bij elkaar te plaatsen zijn volgens de uitvinding, kan een hoge dichtheid van de zonnepanelen in de installatie volgens de uitvinding worden verwezenlijkt, hetgeen een verhoging oplevert van de verkregen hoeveelheden energie per eenheid van 10 oppervlak, waarop de installatie volgens de uitvinding kan zijn gebouwd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de hoogste stand van de zon, waarnaar toe de rij zonnepanelen zich uitstrekt, afhankelijk van het jaargetijde en de positiecoördinaten van 15 de installatie op de wereld, in hoofdzaak zodanig dat deze met een noord-zuid oriëntatie samenvalt. Dit is in het bijzonder het geval op het noordelijk en zuidelijk halfrond op enige afstand van de evenaar. Dichterbij de evenaar zouden de rijen zich ook in een oost-west configuratie kunnen uitstrek-20 ken, waar aldus een installatie volgens de onderhavige uitvinding met minder voordeel, maar nog altijd enig voordeel, zou kunnen worden toegepast.

De zonnepanelen in de rij zijn op een onderlinge afstand gelegen, waarbij een onderrand van een drager van een 25 achtergelegen zonnepaneel over een bovenrand van een in de lijn direct daarvoor gelegen zonnepaneel door de zon wordt beschenen met de zon in een hoogste stand. Dit is een positionering van zonnepanelen in rijen ten opzichte van elkaar, die een maximaal rendement aan zonne-energie oplevert in 30 absolute zin, alsmede in verhouding tot het landoppervlak dat door de installatie volgens de uitvinding in beslag wordt genomen.

1026606 3

Het plateau kan kanalen omvatten voor doorvoer van koelmedium voor het koelen van de zonne-elementen en/of het plateau. Gebleken is namelijk, dat met koeling dergelijke zonne-elementen een hoger rendement opleveren. Bij voorkeur 5 zijn de kanalen aangesloten op een warmtewisselaar, die dan vervolgens de van de zonne-elementen en/of het plateau afgevoerde warmte aan de koelvloeistof kunnen onttrekken om daar andere nuttige dingen mee te doen. Daarbij is het gunstig, wanneer de kanalen van meer dan één zonnepaneel zijn aang-10 esloten op de warmtewisselaar. Aldus kan met een enkelvoudige relatief groot uitgevoerde warmtewisselaar worden volstaan voor meerdere zonnepanelen, hetgeen de eenvoud van de installatie in principe ten goede komt, maar waarbij wel rekening moet gehouden met een grotere hoeveelheid leidingen tussen de 15 warmtewisselaar(s) en de zonnepanelen. Tevens kan de warmtewisselaar in verbinding staan met een vloeistofbron, zoals grondwater of water in een reservoir, voor temperatuurbehan-deling daarvan. Dergelijke vloeistof kan diverse toepassingen vinden. Dergelijke toepassingen kunnen zijn: verwarming van 20 woningen en verblijven, verwarming van bevloeiings- of besproei ingswat er , verwarming van kassen in tuinbouw direct bij of op afstand van de installatie, etc. In dergelijke toepassingen kan doeltreffend gebruik worden gemaakt van de uit de plateau's of de zonnecellen verkregen warmte, die anders 25 andere energiebronnen zouden vereisen.

Bij voorkeur omvat een installatie volgens de onderhavige uitvinding meer dan één rij zonnepanelen, welke rijen dan in hoofdzaak onderling parallel zijn gelegen. De genoemde voordelen per rij, zoals die hiervoor reeds aan de orde zijn 30 geweest, gelden dan in nog hogere mate voor een installatie met meerdere parallelle rijen. In een dergelijke uitvoeringsvorm kunnen de rijen zijn gelegen op zodanige onderlinge afstanden en/of kunnen de zonnepanelen in één van de rijen 1026606 4 zijn gelegen in dusdanige, op de zonnepanelen in naburige rijen afgestemde positionering, dat alle zonnepanelen in de rijen geheel door de zon worden beschenen met de zon in een lagere stand dan de hoogste stand daarvan. Juist vanwege de 5 positionering van de rijen op zich, in een oriëntatie noord-zuid in de meeste toepassing, doch niet uitsluitend, is reeds schaduwwerking van de zonnepanelen onderling in één rij voorkomen voor de hoogste stand van de zon. Met de maatregelen in deze uitvoeringsvorm kan ook schaduwwerking tussen de zonne-10 panelen uit verschillende rijen effectief worden voorkomen.

In een uitvoeringsvorm van een installatie met meerdere rijen zonnepanelen kan bij voorkeur de afstand tussen de rijen bruikbaar zijn voor land- of tuinbouw. Bij voorkeur is dan de afstand tussen de rijen dusdanig groot, dat hier ook 15 landbouwmachines kunnen manoeuvreren. Dat is een andere overweging dan alleen maar de schaduwwerking, en verrassenderwijs zijn deze twee overwegingen op geen enkele manier strijdig.

De staanders van de zonnepanelen in de rijen kunnen dragers vormen voor constructie-elementen. Aldus kan doel-20 treffend gebruik worden gemaakt van bijvoorbeeld de funderingen, die voor de staanders worden gebruikt en hieraan kan derhalve een aanvullende toepassing worden verschaft. Dergelijke constructie-elementen kunnen componenten zijn als overkappingen over de ruimte tussen de rijen, bijvoorbeeld om 25 kassen te vormen, bevloeiingsinstallaties, besproeiingsin-stallaties, rails langs de rijen voor transport van land- of tuinbouwmachines, zoals plant- en/of rooimachines; etc. Vanzelfsprekend zijn dit slechts enkele van de mogelijke voorbeelden van toepassingen, waar de staanders van de zonnepane-30 len kunnen worden gebruikt voor andere doeleinden dan alleen het ondersteunen en omhoog houden van de plateau's met daarop de zonnecellen. Een dergelijke meervoudige toepassing is aldus gunstig en kostenbesparend, zonder dat in aanzienlijke 1026606 5 I l mate ruimte van de landbouwgrond verloren gaat aan de plaatsing van de rijen met zonnepanelen voor het vormen van een installatie volgens de onderhavige uitvinding. Bijvoorbeeld hoeven conventionele landbouwmachines dan niet meer over de 5 grond getransporteerd te worden, wanneer gebruik wordt gemaakt van rails langs de rijen voor transport van die land-of tuinbouwmachines, waarbij de conventionele machines schade zouden toebrengen aan de oogsten op de landbouwgrond. In een uitermate gunstige vormgeving zullen de staanders niet meer 10 grondoppervlak in beslag nemen dan door conventionele landbouwmachines getrokken sporen over het land als die conventionele landbouwmachines over die grond rijden.

Hieronder zal een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht onder verwij-15 zing naar de bijgevoegde figuren, waarin dezelfde of soortgelijke onderdelen en componenten zijn aangeduid met dezelfde referentienummers, en waarin: fig. 1 een perspectivisch aanzicht toont van een installatie volgens de onderhavige uitvinding; 20 fig. 2 schematisch een zijaanzicht toont van een eerste uitvoeringsvorm van een installatie en de werking daarvan volgens de onderhavige uitvinding; en fig. 3 een alternatief toont ten opzichte van fig. 2. In fig. 1 is een installatie 1 volgens de onderhavige 25 uitvinding getoond. Deze installatie 1 omvat een aantal zonnepanelen 2. Elk zonnepaneel kan een zonnecellenpaneel zijn of een zonnecollectorpaneel. Tevens kunnen andere soorten zonnepanelen worden gebruikt. Elk zonnepaneel 2 omvat een staander 3 met daarop een plateau 4 voor zonne-elementen.

30 Deze zonne-elementen kunnen derhalve zonnecellen en/of zonnecollectoren zijn, of andere zonne-elementen.

Tussen de staander 3 en het plateau 4 van elk zonnepaneel is een draaibare koppeling aangebracht, zodat het pla- 1026606 I « 6 teau de stand van de zon kan volgen. Aldus kan een maximale inval van zonlicht op het plateau worden bewerkstelligd. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van sensoren om de meest optimale stand van het plateau op een willekeurig moment van 5 de dag te zoeken en te handhaven. Daarbij zal echter een plateau op een ongewenste wijze onder invloed van dergelijke sensoren snel geneigd zijn te gaan zoeken naar de meest optimale stand, wanneer bijvoorbeeld plotseling een wolk boven het zonnepaneel 2 drijft. Derhalve verdient het de voorkeur 10 om gebruik te maken van een besturing voor de installatie 1, waarbij de stand van de plateau's 4 van de zonnepanelen 2 op voorhand is bepaald en/of berekend, afhankelijk van het tijdstip van de dag en het jaargetijde.

De zonnepanelen 2 staan opgesteld in rijen 5. De 15 rijen 5 hebben een noord-zuid oriëntatie,· of in ieder geval een oriëntatie die overeenkomt met de hoogste stand van de zon, hetgeen afhankelijk is van het jaargetijde en de posi-tiecoördinaten van de installatie op de wereld. Bij voorkeur komt de oriëntatie van de rijen 5 met zonnepanelen 2 overeen 20 met de hoogste stand van de zon in het jaargetijde met de langste dagen, d.w.z. de zomer.

In fig. l hebben derhalve de plateau's 4 van de zonnepanelen 2 een stand op de staanders 3 daarvan, die overeenkomt met een stand van de zon, laat in de avond. De pla-25 teau's 4 zijn namelijk naar het westen gedraaid. In de ochtend zullen de plateau's 4 van de zonnepanelen 2 middels de koppelingen, die draaibaar zijn (niet getoond), naar het westen worden gericht.

In een dusdanige configuratie van de rijen 5 met 30 zonnepanelen 2 zal de zon in een hoogste stand daarvan althans bij benadering direct in het verlengde zijn gelegen van elke van de rijen 5 met zonnepanelen 2. Echter, in die hoogste stand zal de zon alle plateau's 4 volledig kunnen be- 1026606 7 schijnen, over telkens een plateau 4 heen van een zonnepaneel, dat in de rij 5 ten opzichte van de zon direct voor het betreffende zonnepaneel 2 is geplaatst. Bij het benaderen van de hoogste stand, en nadat de hoogste stand bereikt is ge-5 weest, zal de zon een lagere dan de hoogste stand hebben. Daarbij zullen nog altijd telkens alle plateau's 4 volledig door de zon worden beschenen, omdat zonnestralen dan langs plateau's 4 van in de rijen 5 voor geplaatste zonnepanelen 2 op alle plateau's 4 kunnen invallen.

10 Opgemerkt wordt, dat de rijen 5 met zonnepanelen 2 geheel parallel zijn, en dat soortgelijke rijen ook in een oost-west oriëntatie zijn verwezenlijkt in de uitvoeringsvorm van fig. 1. Juist om bij een lagere dan de hoogste stand van de zon volledige belichting van alle plateau's 4 te kunnen 15 verwezenlijken, kunnen de zonnepanelen 2 ook in verspringende patronen in een oost-west oriëntatie zijn opgesteld, om zoveel mogelijk van het zonlicht op een dag in te kunnen vangen op de plateau's met zonne-elementen en aldus een zo hoog mogelijk rendement te kunnen behalen.

20 Tussen de rijen 5 zijn telkens stroken land 6 be schikbaar voor andere doeleinden, als landbouw en/of tuinbouw, etc. Ook andere toepassingen zijn mogelijk.

Aan de staanders 3 van zonnepanelen 2 in verschillende rijen 5 zijn bruggen 7 over de stroken 6 met grond ge-25 plaatst. De bruggen 7 zijn bevestigd aan de staanders 3, die derhalve dragers vormen voor de als bruggen 7 vormgegeven constructie-elementen. Deze bruggen 7 dwars over de stroken 6 kunnen een nuttig effect hebben op het bedrijven van de land-of tuinbouw. Zo is het mogelijk, dat over de bruggen 7 nog 30 dwarsverbindingen worden geplaatst om een overkapping te creëren, bijvoorbeeld met glas, om aldus onder de bruggen 7 en over de stroken 6 kassen te vormen.

1026606 8

In het in fig. 1 getoonde uitvoeringsvoorbeeld worden de bruggen 7 echter slechts gebruikt als ophangingen voor bevloeiings- of besproeiingssystemen. Hiertoe zijn aan de bruggen 7 sproeiers 8 aangebracht en langs de bruggen 7 lopen 5 leidingen (niet getoond) naar de sproeiers 8 toe.

Opgemerkt wordt, dat de staanders 3 niet alleen dragers vormen voor constructie-elementen over de stroken 6 heen, maar dat er tevens constructie-elementen 9 kunnen worden gebruikt, die de staanders 3 van zonnepanelen 2 in een 10 rij 5 onderling verbinden. Een dergelijk constructie-element 9 is in fig. 1 zeer schematisch weergegeven. Hier wordt echter opgemerkt, dat net als voor de bruggen 7 als mogelijke uitvoeringsvorm van constructie-elementen, ook het constructie-element 9 op geen enkele wijze beperkt moet wor-15 den opgevat. Hierover wordt nog opgemerkt, dat de constructie-elementen 9 allerlei functie kunnen vervullen. Zo kunnen de constructie-elementen 9, die de staanders 3 van zonnepanelen 2 in een rij 5 verbinden, rails of geleiders vormen voor landbouwmachines of andere voertuigen, die over 20 de stroken 6 of daarlangs moeten kunnen bewegen. Zo kan een plant of rooimachine over als rails vormgegeven constructie-elementen 9 over de stroken 6 worden verplaatst, zonder over de grond te hoeven rijden, hetgeen als voordeel heeft, dat er geen rijbanen voor deze voertuigen of machines benodigd zijn, 25 waardoor het voor de landbouw of tuinbouw beschikbare oppervlak gemaximaliseerd blijft, afgezien van de geplaatste rijen 5 met zonnepanelen 2.

In fig. 1 is verder weergegeven, dat ter versteviging van de getoonde installatie 1 nog verbindingen 10 kunnen zijn 30 aangebracht om de bruggen onderling te verbinden in de lengterichting van de stroken 6. Deze verbindingen kunnen dan weer dienst doen als ondersteuning voor een over de bruggen 7

102660G

I * 9 aan te brengen component, zoals een kunststof doek of iets soortgelijks.

In fig. 2 is een mogelijke uitvoeringsvorm getoond, die overeenkomt met fig. 1. In fig. 2 is weergegeven, dat 5 zonnepanelen 2 met verschillende groottes kunnen zijn opgesteld op de in fig. 1 getoonde en in verband daarmee beschreven wijze. De zonnepanelen 2 zijn op schematisch weergegeven wijze verbonden met een elektriciteitsvoorziening 11, die op zijn beurt is aangesloten op het lichtnet via elektriciteits-10 masten 12. De zonnepanelen dienen derhalve in de hier getoonde uitvoeringsvorm voor het opwekken van elektrische energie uit zonne-energie.

De zonnepanelen zelf zijn voorzien van (niet getoonde) kanalen, waardoorheen koelvloeistof loopt. De kanalen 15 zijn aangesloten op een leidingnet 15, dat in verbinding staat met een warmtewisselaar 14. De warmtewisselaar 14 is verder ingericht om grondwater 13 uit de bodem te onttrekken en te verwarmen met aan de zonnepanelen 2 onttrokken warmte. De warmtewisselaar 14 is op zijn beurt weer verbonden met de 20 bruggen 7, die in samenhang met fig. 1 zijn beschreven. Zoals daar is opgemerkt, zijn aan de bruggen 7 sproeiers 8 aangebracht voor het besproeien of bevloeien van de stroken 6 onder de bruggen 7.

In een alternatieve, niet weergegeven uitvoeringsvorm 25 kan aan de zonnepanelen 2 met de warmtewisselaar 14 onttrokken warmte worden gebruikt om over de stroken 6 gevormde kassen te verwarmen, waartoe de warmtewisselaar kan zijn aangesloten op een verwarmingssysteem van aldus gevormde tuinbouwkassen. Verder kan als alternatief aan de zonnepane-30 len met de warmtewisselaar 14 onttrokken warmte worden gebruikt voor het verwarmen van woningen en/of verblijven, etc. In fig. 3 is een toepassing getoond, waarbij tevens gebruik wordt gemaakt van een reservoir 16 voor het opvangen van 1026606 10 4 ♦ regenwater 17. Daarbij vormen de bruggen 7 een ondersteuning voor een dakconstructie 18, waarover het regenwater 17 naar het reservoir kan vloeien via een geleider 19. Het besproeien van de stroken 6 na warmtebehandeling van sproeiwater met de 5 warmtewisselaar 14, kan dan naar behoefte plaatsvinden, zonder afhankelijk te zijn van de onzekerheid van regenval 17. Daarbij kan gebruik worden gemaakt van het grondwater 13, maar tevens van het water 20, dat afkomstig is van het reservoir 16, al naar gelang de beschikbaarheid van één van beide 10 vloeistofbronnen, en sproeiwater daarin.

De overkapping 18 kan deel uitmaken van de constructie om over de stroken 6 tuinbouwkassen te vormen, maar dit is geenszins een beperking van de onderhavige uitvinding.

Zo blijkt reeds, dat er vele alternatieve en aanvul-15 lende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding mogelijk zijn binnen het kader van de beschermingsomvang daarvoor, zoals die is gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies, en waarbij geen van de getoonde of beschreven voorkeursuit-voeringsvormen dient te worden opgevat als een beperking, 20 anders dan de door de conclusies gedefinieerde beperkingen.

1026606

Claims (12)

1. Installatie voor zonne-energie met ten minste twee zonnepanelen, zoals een zonnecellenpaneel en een zonnecollec- 5 torpaneel, waarbij elk zonnepaneel omvat: - een staander; - een plateau voor zonne-elementen, zoals zonnecellen en zonnecollectoren; en - een met de zonnestand meedraaibare koppeling tussen de 10 staander en het plateau om de zonnecellen naar de zon gericht te houden, waarbij de zonnepanelen in een rij langs een lijn met in hoofdzaak een hoogste stand van de zon zijn opgesteld.

2. Installatie volgens conclusie 1, waarbij de hoog-15 ste.stand van de zon, afhankelijk van jaargetijde en positie- coördinaten van de installatie op de wereld, met in hoofdzaak een Noord-Zuid oriëntatie samenvalt.

3. Installatie volgens conclusie 1 of 2, waarbij de zonnepanelen in de rij zijn gelegen op een onderlinge af- 20 stand, waarbij een onderrand van een drager van een achterge-legen zonnepaneel over een bovenrand van een in de lijn direct daarvoor gelegen zonnepaneel door de zon wordt beschenen met de zon in een hoogste stand daarvan.

4. Installatie volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij 25 het plateau kanalen omvat voor doorvoer van koelmedium voor het koelen van de zonne-elementen en/of het plateau.

5. Installatie volgens conclusie 4, waarbij de kanalen zijn aangesloten op een warmtewisselaar.

6. Installatie volgens conclusie 5, waarbij de kana-30 len van meer dan één zonnepaneel zijn aangesloten op de warmtewisselaar.

7. Installatie volgens conclusie 5 of 6, waarbij de warmtewisselaar in verbinding staat met een vloeistofbron, 1026606 * I · V zoals het grondwater of een reservoir, voor temperatuurbehan-deling daarvan ten behoeve van ten minste één van de toepassingen uit de groep, die omvat: verwarming van woningen en verblijven, verwarming van bevloeiings- of besproeiingswater, 5 verwarming van kassen in tuinbouw direct bij of op afstand van de installatie, etcetera.

8. Installatie volgens ten minste één van de voorgaande conclusies, verder omvattende meer dan één rij zonnepanelen, welke rijen in hoofdzaak onderling parallel zijn 10 gelegen.

9. Installatie volgens conclusie 8, waarbij de rijen zijn gelegen op een zodanige onderlinge afstand en/of de zonnepanelen in één van de rijen zijn gelegen in dusdanige, op de zonnepanelen in naburige rijen afgestemde positione- 15 ring, dat alle zonnepanelen in de rijen geheel door de zon worden beschenen met de zon in een lagere dan de hoogste stand daarvan.

10. Installatie volgens conclusie 8 of 9, waarbij de afstand tussen de rijen bruikbaar is voor land-, of tuinbouw.

11. Installatie volgens conclusie 10, waarbij de staanders van de zonnepanelen in de rijen dragers vormen voor constructie-elementen.

12. Installatie volgens conclusie 11, waarbij de constructie-elementen componenten zijn uit de groep, die 25 omvat: overkappingen over de ruimte tussen de rijen, bijvoorbeeld om kassen te vormen; bevloeiingsinstallaties; besproei-ingsinstallaties; rails langs de rijen voor transport van land- of tuinbouwmachines, zoals plant- en/of rooimachines; etcetera. 1026606