PL245012B1 - Panel fotowoltaiczny, zwłaszcza dla ekranów akustycznych odbijających - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest panel fotowoltaiczny, zwłaszcza dla ekranów akustycznych odbijających, do zastosowania na ekranach kolejowych i drogowych. Panel fotowoltaiczny, zwłaszcza dla ekranów akustycznych odbijających, zbudowany ze standardowych, znanych, prostokątnych submodułów fotowoltaicznych, charakteryzuje się tym, że zawiera tkaninę perforowaną (TP) o grubości 2 - 3 mm, do której przymocowane są jeden pod drugim kolejne submoduły fotowoltaiczne (SF) o wysokości od 19 do 20 cm, długości co najmniej równej pięciokrotnej wysokości i grubości 3 mm, oddzielone od siebie odstępami od 21 do 22 cm, w których to odstępach tkanina perforowana (TP) jest w stopniu od 12% do 25% regularnie rozmieszczonymi otworami (O) o średnicy od 6 do 8 mm, a ponadto tkanina perforowana (TP) ma wokół obszycie z tkaniny technologicznej (TT), zaś cały panel (P) jest umieszczony w odległości 3 - 4 cm od powierzchni znanego ekranu akustycznego odbijającego (EA).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest panel fotowoltaiczny, zwłaszcza dla ekranów akustycznych odbijających, do zastosowania na ekranach kolejowych i drogowych.

Ekrany akustyczne drogowe lub kolejowe są stosowane do ograniczenia rozchodzenia się hałasu w środowisku zewnętrznym. W tym celu używa się konstrukcji o odpowiedniej izolacyjności akustycznej, które dodatkowo mogą wykazywać właściwości dźwiękochłonne. Spotyka się ekrany odbijające lub pochłaniające dźwięk, a najczęściej jedna ze stron ekranu jest odbijająca, druga natomiast pochłania dźwięk. Ekran jest ustawiany stroną pochłaniającą w kierunku źródła hałasu, np. torów kolejowych. Obecnie na rynku dźwiękochłonnych ekranów akustycznych znajduje się kilkanaście rozwiązań o zbliżonych parametrach. Są to przede wszystkim: ekrany metalowe lub polimerowe z wypełnieniem z wełny mineralnej; ekrany betonowe z jednostronną warstwą dźwiękochłonnego keramzytobetonu, konstrukcje typu „zielona ściana”.

Ekrany akustyczne coraz częściej są dodatkowo wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej poprzez umieszczenie na nich paneli fotowoltaicznych. Wyprodukowana w taki sposób energia elektryczna może być używana do oświetlenia przejść drogowych, zasilania elementów informacyjnych znajdujących się przy drodze lub linii kolejowej. Istnieje wiele patentów, w których zaproponowano zabudowę ekranu drogowego lub kolejowego panelami fotowoltaicznymi. W większości przypadków patenty te dotyczą takiego sposobu rozmieszczenia paneli, aby umożliwić uzyskanie jak największej efektywności w pozyskiwaniu energii elektrycznej oraz zachowanie funkcjonalności użytkowej barier drogowych.

Na przykład w dokumencie CN111472292 (A) „Photovoltaic wall for highway system” zaproponowano odpowiednie rozmieszczenie paneli, które pozwala zachować funkcję ochrony przed uderzeniami dla dolnego fragmentu bariery, pozyskanie energii elektrycznej w środkowej części oraz funkcję pochłaniania hałasu przez jego górny fragment.

We wzorze użytkowym CN210086092 (U) „Sound barrier for road noise treatment” zastosowano zautomatyzowany system pozycjonowania kąta nachylenia paneli, aby były one skierowane w kierunku słońca niezależnie od pozycji słońca na nieboskłonie.

W niektórych dokumentach, np. CN106869042 (A) „Photovoltaic double-glass component sound-proof wall” zaproponowano wykorzystanie paneli jako elementu konstrukcji ekranu do budowy tzw. przegrody podwójnej, w celu uzyskania dużej izolacyjności akustycznej ekranu drogowego. W części patentów zaproponowano taką konstrukcję ekranów z panelami fotowoltaicznymi, aby uzyskać dodatkowe właściwości dźwiękochłonne.

W rozwiązaniu CN212773022 „Photovoltaic curtain wall assembly” i CN202094151 (U) „Solar energy PV modul with resonant sound absorption structure” wewnętrzną stronę paneli fotowoltaicznego pokryto materiałem dźwiękochłonnym w celu uzyskania ekranu drogowego odbijającego dźwięk od strony z panelami i pochłaniającego z drugiej strony ekranu. W szczególności w drugim z wymienionych patentów pochłanianie dźwięku wewnętrznej strony ekranu uzyskano poprzez zastosowanie w konstrukcji rezonatora Helmholtza, który jest utworzony przez dodatkową płytę z określoną perforacją umieszczoną w odpowiedniej odległości od paneli fotowoltaicznych. Tym samym panele fotowoltaiczne stanowią tylną ściankę rezonatora Helmholtza.

W większości przypadków proponowane rozwiązania dotyczą więc konstrukcji ekranów akustycznych, w których panel fotowoltaiczny jest wkomponowany w ekran i stanowi jego integralną całość.

Zastosowanie paneli fotowoltaicznych na istniejących ekranach akustycznych może spowodować zmianę ich dźwiękochłonności oraz izolacyjności akustycznej. Typowe sztywne i pełne panele fotowoltaiczne wykazują słabe właściwości dźwiękochłonne. W przypadku ich montażu na istniejących ekranach pochłaniających może nastąpić redukcja zdolności pochłaniania dźwięku przez ekrany, a tym samym znaczne obniżenie efektywności tłumienia hałasu. Niniejszy wniosek dotyczy zatem takiego układu paneli fotowoltaicznych, który nie spowoduje znaczącego pogorszenia właściwości dźwiękochłonnych ekranów.

Istota panelu fotowoltaicznego, zwłaszcza dla ekranów akustycznych odbijających, zbudowanego ze standardowych, znanych, prostokątnych submodułów fotowoltaicznych, polega na tym, że zawiera tkaninę perforowaną o grubości 2-3 mm, do której przymocowane są jeden pod drugim kolejne submoduły fotowoltaiczne o wysokości od 19 do 20 cm, długości co najmniej równej pięciokrotnej wysokości i grubości 3 mm, oddzielone od siebie odstępami od 21 do 22 cm, w których to odstępach tkanina perforowana jest w stopniu od 12 do 25% regularnie rozmieszczonymi otworami o średnicy od do 8 mm, a ponadto tkanina perforowana ma wokół obszycie z tkaniny technologicznej, zaś cały panel (P) jest umieszczony w odległości 3-4 cm od powierzchni znanego ekranu akustycznego odbijającego.

Korzystnie, tkanina technologiczna rozpięta jest na powierzchni ekranu za pomocą systemu naciągów a oddalona od niego za pomocą dystansowników.

Zaletą rozwiązania jest możliwość wykorzystania powierzchni istniejących ekranów akustycznych do generowania energii elektrycznej, przy niepogorszonych właściwościach akustycznych.

Wynalazek jest przedstawiony bliżej w przykładach realizacji i w oparciu o rysunek, którego fig. 1 przedstawia pojedynczy moduł fotowoltaiczny składający się z sześciu submodułów, natomiast fig. 2 rozmieszczenie dwóch paneli fotowoltaicznych na segmencie ekranu akustycznego o wymiarach 4x4 m.

Przykład 1

Panel fotowoltaiczny, zwłaszcza dla ekranów akustycznych odbijających, zbudowany ze standardowych, znanych, prostokątnych submodułów fotowoltaicznych, zawiera tkaninę perforowaną TP o grubości 2,5 mm, do której przymocowane są jeden pod drugim kolejne submoduły fotowoltaiczne SF o wysokości 20 cm, długości 100 cm i grubości 3 mm, oddzielone od siebie odstępami 22 cm, w których to odstępach tkanina perforowana TP jest w stopniu 20% regularnie rozmieszczonymi otworami O o średnicy 7 mm, a ponadto tkanina perforowana TP ma wokół obszycie z tkaniny technologicznej TT, zaś cały panel P jest umieszczony w odległości 4 cm od powierzchni znanego ekranu akustycznego odbijającego EA. Tkanina technologiczna TT rozpięta jest na powierzchni ekranu za pomocą systemu naciągów a oddalona od niego za pomocą dystansowników.

Zastosowanie modułu wg niniejszego przykładu na powierzchni odbijającej ekranu akustycznego zapewni pochłanianie dźwięku o wartości a > 0,3 dla: ekranów metalowych w zakresie częstotliwości 100-2500 Hz; ekranów betonowych w zakresie częstotliwości 200-1600 Hz. Maksimum pochłaniania dźwięku o wartości a w zakresie od 0,60 do 0,65 uzyskuje się w oktawie o częstotliwości 630 Hz.

Claims (2)

1. Panel fotowoltaiczny, zwłaszcza dla ekranów akustycznych odbijających, zbudowany ze standardowych, znanych, prostokątnych submodułów fotowoltaicznych, znamienny tym, że zawiera tkaninę perforowaną (TP) o grubości 2-3 mm, do której przymocowane są jeden pod drugim kolejne submoduły fotowoltaiczne (SF) o wysokości od 19 do 20 cm, długości co najmniej równej pięciokrotnej wysokości i grubości 3 mm, oddzielone od siebie odstępami od 21 do 22 cm, w których to odstępach tkanina perforowana (TP) jest w stopniu od 12 do 25% regularnie rozmieszczonymi otworami (O) o średnicy od 6 do 8 mm, a ponadto tkanina perforowana (TP) ma wokół obszycie z tkaniny technologicznej (TT), zaś cały panel (P) jest umieszczony w odległości 3-4 cm od powierzchni znanego ekranu akustycznego odbijającego (EA).

2. Panel według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że tkanina technologiczna (TT) rozpięta jest na powierzchni ekranu (EA) za pomocą systemu naciągów a oddalona od niego za pomocą dystansowników.