NL2025317B1 - Systeem voor het combineren van agrarische activiteiten met het opwekken van zonne-energie - Google Patents

Abstract

1 1 Uittreksel Systeem voor het combineren van agrarische activiteiten met het opwekken van zonne-energie bevat mobiele dragers (1) voor zonnepanelen (2), verplaatsbaar langs, op of 5 over rails (3), waarbij de afstand (d) tussen de rails bij voorkeur meer bedraagt dan 4 meter en minder dan 14 meter, welke dragers een kapconstructie (4) bevatten, waarbij de nok (5) van de kapconstructie zich 1 tot 2 meter boven de grond bevindt, de zijranden (6) van de kapconstructie zich 5 tot 50 cm boven de grond bevinden, en aan weerszijden van de nok rijen zonnepanelen zijn geplaatst op de daken waarbij de transparantie van de zonnepanelen 10 (2) bij voorkeur varieert van rij tot rij, bij voorkeur toeneemt van de zijranden naar de nok en het systeem vaststaande collectiemiddelen (7) voor het collecteren van door de zonnepanelen opgewekte zonne-energie bevat en middelen (8) voor het verbinden van de mobiele dragers (l) met de collectiemiddelen (7). 15

Description

Systeem voor het combineren van agrarische activiteiten met het opwekken van zonne- energie De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het combineren van agrarische activiteiten met het opwekken van zonne-energie.

Het milieu verandert en met name zal de temperatuur stijgen. Het verbruik van fossiele brandstoffen draagt bij aan zowel milieuvervuiling als de stijging van de temperatuur. Om dit zo veel mogelijk tegen te gaan wordt steeds meer overgegaan op het opwekken van energie op andere wijze, en met name door gebruik te maken van zonnepanelen voor het opwekken van zonne-energie. Zonneparken met grote aantallen zonnepanelen worden meer en meer gebouwd en ingepland. Het nadeel van zonneparken is dat de oppervlakten bedekt door zonnepanelen vaak louter en alleen voor opwekking van zonne-energie geschikt zijn. De grond waarop de zonneparken aangelegd worden, dient relatief goedkoop te zijn, hetgeen betekent dat de zonneparken ofwel op verder vrij nutteloze grond dienen te worden gezet, zoals woestijngebieden, ofwel dat grond voorheen gebruikt voor agrarische doeleinden hieraan opgeofferd dient te worden.

“Relatief nutteloze grond” kan wel degelijk van nut zijn, bijvoorbeeld omdat het een specifiek natuurgebied betreft met specifieke flora en fauna of omdat het voor recreatiedoeleinden nuttig is. Dergelijke “nutteloze” grond is normaliter ver verwijderd van bewoonde gebieden zodat onderhoud van het zonnepark en/of transport van de opgewekte zonne-energie kostbaar kan zijn.

Een alternatief is het zonnepark relatief dichtbij bewoonde gebieden te plaatsen, maar dit betekent vaak dat schaarse landbouwgrond, dicht bij bewoonde gebieden, aan de voedselproductie onttrokken dient te worden. Als men wil overgaan naar meer productie van met name plantaardige producten met kortere aanvoerlijnen naar de consument is dit een negatieve ontwikkeling.

Er zijn installaties bekend die aan deze bezwaren tegemoet proberen te komen. Het is bijvoorbeeld bekend om onder zonnepanelen dieren te houden, zoals kippen. De grond onder de zonnepanelen wordt echter na verloop tijd onbruikbaar.

Dual-use zonneparken zijn bekend onder de naam “Agri-Voltaic systems”: “Agri” voor “agriculture” en “Voltaic” voor de opwekken van zonne-energie.

Een dergelijke installatie is bijvoorbeeld bekend uit

Indian Farming 68(01): 20-23; January 2018; Agri-voltaic system: crop production and photovoltaic-based electricity generation from a single land unit door P. Santral, R. K. Singh2, H. M. Meena, R. N Kum, waarin een installatie wordt beschreven die rijen onder een hoek geplaatste zonnepanelen die op palen staan en schuin naar de zon gericht zijn bevat, waarbij tussen de rijen zonnepanelen gewassen die relatief veel water vereisen verbouwd worden. Het betreft hier landbouw in een semi-aride gebied en de zonnepanelen worden gebruikt voor het opvangen van regenwater. Onder de zonnepanelen kunnen gewassen verbouwd worden die goed gedijen in droge omstandigheden.

Een andere installaties is bekend uit onder andere het Sun-Agri project waarbij op enige meters boven landbouwgrond een installatie op palen wordt aangebracht waarop zonnepanelen zijn aangebracht. De stand van de zonnepanelen ten opzichte van de invallende zon kan worden gewijzigd waarmee de hoeveelheid zonlicht die op de planten valt kan worden geregeld. De palen zijn zo hoog dat landbouwwerktuigen er onder door kunnen rijden.

Dit is een gecompliceerd systeem dat in geval van storm, onweer of het aanrijden door een landbouwvoertuig van een paal eenvoudig beschadigd kan worden.

Het is een doel van de uitvinding een eenvoudig en robuust systeem voor het combineren van agrarische activiteiten en het opwekken van zonne-energie te verschaffen.

Hiertoe bevat het systeem mobiele dragers voor zonnepanelen, verplaatsbaar langs, op of over rails, waarbij de afstand tussen de rails gelegen bij voorkeur meer dan 4 meter bedraagt, welke dragers een kapconstructie bevatten, waarbij de nok van de kapconstructie zich tussen 1 en 2 meter boven de grond bevindt, de zijranden van de kapconstructie zich tussen de 5 en 50 cm boven de grond bevinden, en aan weerszijden van de nok een aantal rijen zonnepanelen zijn geplaatst op de daken waarbij bij voorkeur de transparantie van de zonnepanelen varieert van rij tot rij, bij voorkeur toeneemt van de zijranden naar de nok en bevat het systeem vaststaande collectiemiddelen voor het collecteren van door de zonnepanelen opgewekte zonne-energie en middelen voor het verbinden van de mobiele dragers met de collectiemiddelen.

In gebruik kunnen de mobiele dragers eenvoudig verplaatst worden over de rails.

De afstand tussen de rails is bij voorkeur zo groot dat landbouwvoertuigen de grond kunnen bewerken. De kapconstructie kan met de nok richting het zuiden worden geplaatst. De zon verplaatst zich dan gedurende de dag over de zonnepanelen. Een variatie van de transparantie van de zonnepanelen van rij tot rij zorgt voor een variatie van de lichtintensiteit op de grond. Hierdoor is het mogelijk om verschillende gewassen, of hetzelfde gewas maar in verschillende stadia van ontwikkeling, naast elkaar te kweken onder de drager. Bij voorkeur neemt de transparantie van de zonnepanelen toe van de zijranden naar de nok. De lichtintensiteit onder de kapconstructie is dan het hoogst onder de nok, planten zullen het hardst groeien daar waar de meeste ruimte voor groet is.

Het oogsten van producten kan eenvoudig geschieden door de mobiele dragers weg te rijden. In de periode dat er geen of heel weinig zonlicht is kunnen de mobiele dragers naar een opbergfaciliteit gebracht worden, hetgeen de kans op schade door winterstormen sterk vermindert. Door de relatief lage nokhoogte is de visuele inbreuk op het uitzicht gering. De kapconstructie is een eenvoudige en robuuste constructie, goed bestand tegen storm en onweder en zeer stabiel. Het verplaatsen van de mobiele dragers kan zowel handmatig gebeuren door middel van duwen, alsook getrokken door een voertuig of met behulp van een geïntegreerde motor.

Bij voorkeur is de afstand tussen de rails minder dan 14 meter. Bij een grotere afstand wordt het gewicht van de constructie en of de nokhoogte te groot. Bij meer voorkeur is de afstand minder dan 10 meter.

De nokhoogte bedraagt bij voorkeur 1 tot 2 meter. De zijkanten bevinden zich bij voorkeur tussen de 5 en 50 cm boven de grond. Te laag bij de grond geeft het risico dat bij het verrijden van de drager de randen tegen stenen botsen, Deze speling is daarom bij voorkeur ten minste 5 cm. Bij meer voorkeur bevinden de zijkanten zich ten minste 10 cm boven de grond. Als de randen te hoog boven de grond en de constructie dient zwaarder te worden uitgevoerd. De afstand van de rand tot de grond is daarom bij voorkeur minder dan 50 cm.

Bij voorkeur is de nokhoogte minder dan 1,80 meter.

Er kunnen zich aan weerszijden van de nok 3 of 4 rijen zonnepanelen bevinden.

Bij voorkeur bevat de drager een sproei-installatie voor het besproeien van de gewassen onder de kapconstructie.

Deze en verdere aspecten van de uitvinding worden hier volgend beschreven en geïllustreerd aan de hand van de tekening:

In de tekening toont: Figuur 1 een uitvoeringsvoorbeeld van een drager op rails voor een systeem volgens de uitvinding. Figuur 2 een verdere uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding, Figuur 3 een verdere uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding. Figuur 4 een verdere uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding, Figuren 5a en 5b een verdere uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding, Figuur 6 een verdere uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding, Figuren 7 tot en met 9 uitvoeringsvormen met meer zonnepanelen per rij Figuren 10 tot en met 12 verdere uitvoeringsvormen van een systeem volgens de uitvinding. Figuren 13 en 14 een verder voorbeeld van de uitvinding toont.

De figuren zijn niet op schaal getekend, gelijke onderdelen worden in de regel met gelijke verwijzingscijfers aangeduid. Figuur 1 toont een mobiele drager 1 voor zonnepanelen 2, verplaatsbaar langs, op of over rails 3. De afstand (d) tussen de rails is bij voorkeur gelegen tussen 4 en 14 meter. De afstand is bij voorkeur meer dan 4 meter opdat met landbouwvoertuigen de grond bewerkt kan worden. De afstand is bij voorkeur minder dan 14 meter De drager 1 bevat een kapconstructie 4 bevatten. De nok 5 van de kapconstructie 4 bevindt zich een afstand hl tussen | en 2 boven de grond bevindt. De zijranden 6 van de kapconstructie 4 bevinden zich tussende5en 50 cm boven de grond. Aan weerszijden van de nok 4 zijn een aantal rijen zonnepanelen 2 geplaatst op de daken waarbij de transparantie van de zonnepanelen toeneemt van de zijranden naar de nok. Bij voorkeur, in geval van gebruik van 3 zonnepanelen is de transparantie van de rand naar de nok -rij 1 NIET doorlatend (transparantie minder dan 5%) -rij 2 20-25% doorlatend “rij 3 40-45% lichtdoorlatend. Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm van een systeem volgens de uitvinding. Hierin worden collectiemiddelen 7 getoond voor het collecteren van door de zonnepanelen opgewekte zonne-energie, in dit geval palen 7. De collectiemiddelen 7 kunnen ook in de rails geïntegreerd zijn of aan de rails bevestigd. Tevens zijn getoond verbindingsmiddelen 8 voor het verbinden van de zonnepanelen met de collectiemiddelen voor het aan toevoeren van de opgewekte energie. De collectiemiddelen kunnen de opgewekte energie toevoeren aan het 5 bijvoorbeeld het elektriciteit netwerk of aan een opslagmedium. Een gewas 9 is ook in deze figuur 2 getoond.

Figuur 3 toont een verdere uitvoeringsvorm van of voor de uitvinding. Middelen zijn voorzien om de zonnepanelen, in dit geval de middelste zonnepanelen aan een kant op te lichten, zodat een luchtspleet 10 ontstaat tussen zonnepanelen waardoor warme lucht kan ontsnappen. Hiermee kan het microklimaat onder de kapconstructie beïnvloed worden.

Figuur 4 toont een uitvoeringsvoorbeeld waarin de drager voorzien zijn van een sproei-installatie 11. In het systeem kunnen alle dragers van een sproei-installatie zijn voorzien of een deel van de dragers. De sproei-installatie kan voorzien worden van energie vanuit de zonnepanelen.

Figuren 5a en 5b tonen een uitvoeringsvorm waarbij de drager voorzien is van een vierde rij zonnepanelen 2a die aan een kant over de nok of boven de nok uitsteken. Het uitstekende paneel in de vierde rij kan zowel links als rechts gemonteerd worden afhankelijk van bijvoorbeeld plaatsing ten opzichte van de zon of de meest voorkomende windrichting. Bij voorkeur heeft deze rij dezelfde of een hogere transparantie dan de derde rij zonnepanelen.

Figuur 6 toont een uitvoeringsvorm met aan weerszijde van de nok 4 rijen zonnepanelen.

Kort samengevat kan de uitvinding als volgt worden beschreven: Een systeem voor het combineren van agrarische activiteiten met het opwekken van zonne-energie bevat mobiele dragers (1) voor zonnepanelen (2), verplaatsbaar langs, op of over rails (3), waarbij de afstand (d) tussen de rails gelegen bij voorkeur meer dan 4 meter bedraagt, welke dragers een kapconstructie (4) bevatten, waarbij de nok (5) van de kapconstructie zich tussen 1 en 2 meter boven de grond bevindt, de zijranden (6) van de kapconstructie zich tussen de 5 en 50 cm boven de grond bevinden, en aan weerszijden van de nok een aantal rijen zonnepanelen zijn geplaatst op de daken waarbij bij voorkeur de transparantie van de zonnepanelen een variatie vertoont. Bijvoorbeeld en bij voorkeur neemt de transparantie van de zonnepanelen toe van de zijranden naar de nok en het systeem vaststaande collectiemiddelen (7) voor het collecteren van door de zonnepanelen opgewekte zonne-energie bevat en middelen (8) voor het verbinden van de mobiele dragers (1) met de collectiemiddelen (7). Onder “variatie” wordt in het kader van de uitvinding niet alleen een niet monotoon van de grond naar de nok toenemende transparantie verstaan, maar bijvoorbeeld ook een afwisseling in de transparantie waarbij de zonnepanelen die het dichtst bij de grond geplaatst zijn een lagere transparantie hebben dan de hierboven gelegen rij, de rij daarboven dezelfde transparantie als de tweede rij, en de bovenste rij een lagere transparantie dan de tweede rij.

Het zal duidelijk zijn dat in het kader van de uitvinding vele variaties mogelijk zijn en de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven gegeven voorbeelden. In de figuren zijn bijvoorbeeld de dragers voorzien van zonnepanelen met een lengte min of meer gelijk aan de lengte van de drager. Dit is niet op te vatten als een beperking. In de figuren bevat iedere rij een paneel. Een rij kan meer dan 1, bijvoorbeeld 2 of meer bijvoorbeeld 6-8 panelen bevatten. Bij voorkeur bevat iedere rij 4 of meer zonnepanelen. Figuren 7 tot en met 9 tonen dergelijke uitvoeringsvormen. Het aantal rijen kan 3, 4, 5 of hoger zijn.

Het frame kan bijvoorbeeld automatisch verrijdbaar zijn door middel van een elektromotor . Met name voor lange systemen kan dat van nut zijn. Figuren 10 en 11 tonen systemen die op verschillende plaatsen opgesteld zijn. Dit kan met voordeel gebruikt worden voor planten zoals aardappelen. Deze hebben zonlicht nodig en kunnen niet volledig in het donker groeien. Om dit op te lossen wordt bij voorkeur een elektromotor toe toegevoegd die het frame langzaam gedurende de dag beweegt om de planten per dag bij voorbeeld 3 uur schaduw en de rest van dag zonlicht te geven. Bij voorkeur wordt dan een heel lang frame gebruikt, zoals te zien op figuren 10 en 11. In deze uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een lang systeemframe, bijvoorbeeld 12 tot 24 meter in lengte, en bijvoorbeeld 8 tot 14 meter in breedte dat langzaam over het veld beweegt zoals schematisch te zien is op figuren 10en 11.

Bij voorkeur is de hoogte ten opzichte van de rails van de panelen instelbaar zoals te zien in figuur 12. Daartoe is in deze geprefereerde uitvoeringsvorm het systeem voorzien van middelen 12 om de hoogte van de panelen ten opzichte van de rails in te stellen. Dit kan gebeuren met behulp van een elektromotor zoals getoond in figuur 12. Op deze manier kan die hoeveelheid tocht worden gereguleerd, zodat de grond van de planten kan worden verwarmd of afgekoeld afhankelijk van het gewas dat onder de panelen staat. Op deze manier is ook mogelijk om de panelen verder omhoog te zetten naarmate de planten zelf groeien en hoger worden. Deze panelen kunnen dan met de groei van de planten mee bewogen worden. Dit is vooral voor hogere gewassen handig, en zo kan het frame daarop ingesteld worden. Het systeem kan voorzien zijn van een of meer sensoren en een regeling om, op basis van de uitslag van de sensor of sensoren de panelen omhoog of omlaag te zetten. De sensor kan bij voorbeeld een temperatuursensor zijn waarbij de hoogte wordt ingesteld als functie van de temperatuur, de sensor kan ook de hoogte van de planten meten en naarmate de planten groter groeien automatisch de hoogte van de panelen instellen. Andere sensoren zoals een lichtsterkte sensor of een vochtigheidsgraadsensor kunnen ook gebruikt worden. De uitslag van de sensoren kan als alternatief of ook gebruikt worden voor het regelen van de beweging van het systeem over de rails, bijvoorbeeld de snelheid waarmee het systeem over de rails beweegt.

In de hierboven beschreven uitvoeringsvormen varieert de transparantie van de zonnepanelen op het frame, In andere uitvoeringsvormen wordt gebruik gemaakt van niet- lichtdoorlatende panelen.

Dit kan gebruik worden op braakliggend land en/of voor sommige gewassen die geen of weinig licht nodig hebben (bijv. witte asperges), voor zulke gewassen kunnen dan de zwarte dat wil zeggen niet of nauwelijks licht-doorlatende panelen worden aangebracht. Deze uitvoeringsvorm is voor het gebruik op braakliggend land en voor gewassen die beschermd moeten worden door zonlicht tegen te houden.

Een verder voorbeeld van een systeem volgens de uitvinding is getoond in figuren 13 en 14. In dit voorbeeld bevat het systeem palen 13 waarop rails 3 zijn aangebracht. De kapconstructie bevat wielen die in de rails 3 kunnen lopen, een voorbeeld hiervan is getoond in figuur 14.

In dit voorbeeld heeft de rail een gleuf aan de zijkant waarin de wielen van de dakconstructie rollen. Opgemerkt wordt dat in dit voorbeeld ook een systeem kan worden gebruikt waarbij de palen 13 rollers bevatten en de dakconstructie rails. Dit is niets anders dan de mechanische omkering van het rails-plus-wielen-stelsel van het systeem getoond in figuur

14. In dat geval bevat de kapconstructie de rails waarover of waarlangs de kapconstructie verplaatsbaar is. De wielen of rollers bevinden zich dan op of aan de palen. In dit voorbeeld kunnen de zijranden zich hoger dan 50 cm, bijvoorbeeld tussen de 50 en 100 cm boven de grond bevinden. De uitvinding heeft tevens betrekking op een drager kennelijk voor gebruik in een systeem volgens de uitvinding.

De uitvinding heeft tevens betrekking op gebruik van het systeem volgens de uitvinding voor het verbouwen van een landbouwproduct en het opwekken van zonne- energie.

De uitvinding heeft onder meer ook betrekking op het gebruik van het systeem met niet-lichtdoorlatende panelen voor het kweken van asperges en het opwekken van zonne- energie.

Claims (11)

Conclusies:

1. Systeem voor het combineren van agrarische activiteiten met het opwekken van zonne-energie bevattende mobiele dragers (1) voor zonnepanelen (2), verplaatsbaar langs, op of over rails (3), waarbij de afstand (d) tussen de rails gelegen bij voorkeur meer dan 4 meter bedraagt, welke dragers een kapconstructie (4) bevatten, waarbij de nok (5) van de kapconstructie zich tussen 1 en 2 meter boven de grond bevindt, de zijranden (6) van de kapconstructie zich tussen de 5 en 50 cm boven de grond bevinden, en aan weerszijden van de nok een aantal rijen zonnepanelen (2) zijn geplaatst op de daken en het systeem vaststaande collectiemiddelen (7) voor het collecteren van door de zonnepanelen opgewekte zonne-energie bevat en middelen (8) voor het verbinden van de mobiele dragers (1) met de collectiemiddelen (7) bevat.

2. Systeem volgens conclusie 1 waarbij de afstand tussen de rails minder dan 14 meter bedraagt.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de nokhoogte minder dan 1,80 meter bedraagt.

4. Systeem volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat zich aan weerszijden van de nok 3 of 4 rijen zonnepanelen bevinden.

5. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat waarbij de transparantie van de zonnepanelen van rij tot rij varieert, bij voorkeur toeneemt van de zijranden (6) naar de nok (5).

6. Systeem volgens conclusies 5, met het kenmerk, dat de transparanties als volgt zijn: -rij 1 NIET doorlatend (transparantie minder dan 5%) -rij 2 20-25% doorlatend “rij 3 40-45% lichtdoorlatend.

7. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat een drager is voorzien van een sproei-installatie (11).

8. Systeem volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat een drager voorzien is van middelen om de zonnepanelen, in dit geval de middelste zonnepanelen aan een kant op te lichten, zodat een luchtspleet (10) ontstaat tussen zonnepanelen voor het ontsnappen van warme lucht.

9. Systeem volgens een der voorgaande conclusies waarbij het systeem voorzien 1s van middelen (12) om de hoogte van de panelen ten opzichte van de rails in te stellen.

10. Drager (1) kennelijk voor gebruik in een systeem volgens een der voorgaande conclusies.

11. Gebruik van een systeem volgens een der voorgaande conclusies voor het kweken van een gewas en het opwekken van zonne-energie.