WO1999046473A1 - Shading installation with blades - Google Patents

Shading installation with blades Download PDF

Info

Publication number
WO1999046473A1
WO1999046473A1 PCT/EP1999/001469 EP9901469W WO9946473A1 WO 1999046473 A1 WO1999046473 A1 WO 1999046473A1 EP 9901469 W EP9901469 W EP 9901469W WO 9946473 A1 WO9946473 A1 WO 9946473A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
slats
shading
photovoltaic
row
counter
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/001469
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO1999046473A9 (en
Inventor
Fritz Harald Klotz
Original Assignee
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg filed Critical Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg
Priority to AT99911749T priority Critical patent/ATE239853T1/en
Priority to DK99911749T priority patent/DK1068422T5/en
Priority to AU30321/99A priority patent/AU3032199A/en
Priority to DE59905465T priority patent/DE59905465D1/en
Priority to EP99911749A priority patent/EP1068422B9/en
Publication of WO1999046473A1 publication Critical patent/WO1999046473A1/en
Publication of WO1999046473A9 publication Critical patent/WO1999046473A9/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds

Abstract

The invention concerns a shading installation comprising a row of shading blades each arranged so as to be able to pivot about a longitudinal axis (3 to 8) extending transversely relative to said row direction (R). The invention is characterised in that the row of blades consists of two groups (1a, 1b, 1c; 2a, 2b, 2c) of different shading blades alternately arranged, the blades of one group capable of being tilted in the same direction, and relative to the other group, in opposite direction. The first group (1a, 1b, 1c) can be provided with solar energy converting and/or light collecting elements. Said installation can be used, for example, as sun protection for building fronts or transoms, while enabling photovoltaism.

Description

Lamellenbeschattungsanlage Louver shading system
Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschattungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a shading system according to the preamble of claim 1.
Beschattungsanlagen mit einer Reihe von Beschattungslamellen, die jeweils um eine quer zur Reihenrichtung verlaufende Längsachse schwenkbeweglich angeordnet sind, werden beispielsweise zur Beschattung großer Fassaden- oder Fensterflächen an Gebäuden eingesetzt, insbesondere an vertikalen Fassaden und an geneigten Flächen von Oberlichtern. Bei den meisten bekannten Beschattungsanlagen dieses Typs werden im Unterschied zum vorliegenden, gattungsgemäßen Anlagentyp alle Lamellen gleichsinnig verschwenkt. Von diesem Typ sind weitergehend Anlagen bekannt, die neben ihrer Beschattungsfunktion eine zusätzliche, solarenergieumwandelnde Funktion erfüllen, wozu die Lamellenreihe mit Photovoltaikelementen bestückt ist. Mit der Bezeichnung Photovoltaikelemente sind vorliegend photovoltaisch aktive Bauelemente eines beliebigen herkömmlichen Typs gemeint . Solche Beschattungsanlagen werden z.B. von der Firma Colt International Limited, Hampshire, Großbritannien, angeboten und sind in einem Firmenprospekt derselben aus dem Jahr 1994 und in der Offenlegungsschrift DE 43 02 883 AI beschrieben. Bei diesen Beschattungsanlagen sind alle Lamellen mittels eines Stellantriebs um jeweils in Horizontalrichtung, vorzugsweise in Ost-West-Richtung, verlaufende Längsachsen synchron und gleichsinnig von einer Geschlossenstellung als einer ersten Endstellung bis zu einer maximal geöffneten Stellung als einer zweiten Endstellung und wieder zurück verschwenkbar, wozu sie über eine gemeinsame Betätigungsstange an einen elektromotorischen oder elektro- hydraulischen Stellmechanismus angekoppelt sind. In der Geschlossenstellung liegen die Lamellenflächen unter Belassung allenfalls geringfügiger Spalte in einer Ebene und sind somit vollflächig dem einfallendem Sonnenlicht zugewandt. Durch stufenloses Verschwenken bis zur maximalen Offenstellung wird mehr diffuses Tageslicht durchgelassen, und gleichzeitig können dadurch in vielen Anwendungsfällen, insbesondere bei vertikal übereinanderliegenden Lamellenachsen, die Lamellenflächen wenigstens annähernd senkrecht zur Sonneneinfallsrichtung ausgerichtet werden. Der senkrechte Lichteinfall erhöht die spezifische Energieausbeute der Photovoltaikelemente . Jedoch tritt gleichzeitig das Problem auf, daß sich die Lamellenflächen zunehmend partiell gegenüber dem Sonnenlichteinfall abschatten, je mehr sie geöffnet werden. Daher bleibt bei diesem bekannten Anlagentyp ein Teil der auf die Lamellenflächen aufgebrachten Photovoltaikelemente in den offenen Lamellenstellungen ungenutzt, oder die Photovoltaikelemente werden nur in dem nicht der Abschattung unterliegenden Teil der Lamellenflächen angeordnet . Dies begrenzt die spezifische Energieausbeute der photovoltaischen Energiegewinnung mit dieser Anlage.Shading systems with a row of shading slats, which are each pivotably arranged about a longitudinal axis running transversely to the row direction, are used, for example, for shading large facade or window surfaces on buildings, in particular on vertical facades and on inclined surfaces of skylights. In most known shading systems of this type, in contrast to the existing, generic type of system, all slats are pivoted in the same direction. Systems of this type are also known which, in addition to their shading function, also perform an additional function converting solar energy, for which purpose the row of slats is equipped with photovoltaic elements. The term photovoltaic elements here means photovoltaically active components of any conventional type. Such shading systems are offered, for example, by Colt International Limited, Hampshire, Great Britain, and are described in a company brochure from the same in 1994 and in the published patent application DE 43 02 883 AI. In these shading systems, all slats can be swiveled synchronously and in the same direction from a closed position as a first end position to a maximally open position as a second end position and back again, for what purpose, by means of an actuator about horizontal axes, preferably in the east-west direction they are coupled to an electromotive or electro-hydraulic actuating mechanism via a common actuating rod. In the closed position, the slat surfaces lie on one level, leaving any gaps, and are therefore fully facing the incident sunlight. By steplessly pivoting up to the maximum open position, more diffuse daylight is let through, and at the same time, in many applications, in particular in the case of vertical slat axes one above the other, the slat surfaces can be aligned at least approximately perpendicular to the direction of sunshine. The vertical incidence of light increases the specific energy yield of the photovoltaic elements. However, at the same time there is the problem that the more the slats are opened, the more they partially shade from the incidence of sunlight. Therefore, in this known type of system, a part of the photovoltaic elements applied to the slat surfaces remains unused in the open slat positions, or the photovoltaic elements are only arranged in the part of the slat surfaces not subject to shading. This limits the specific energy yield of photovoltaic energy generation with this system.
Aus der Patentschrift FR 2 110 753 ist eine Lamellenbeschattungsanlage mit einer Reihe von gleich großen Lamellen bekannt, die jeweils um eine quer zur Reihenrichtung verlaufende Längsachse um denselben Schwenkwinkel derart verschwenkt werden, daß die einander gegenüberliegenden Außenkanten jeweils benachbarter Lamellen näherungsweise auf einer zur Sonnenlichteinfallsrichtung parallelen Verbindungslinie liegen. Dies hat dort zur Folge, daß das direkte Sonnenlicht nur für den singulären Fall, daß die Sonnenlichteinfallsrichtung orthogonal zur Ebene der Lamellenschwenkachsen ist, senkrecht auf die Lamellenflächen auftrifft, während es für alle anderen Einfallsrichtungen auf sämtliche Lamellenflächen schräg auftrifft.From the patent FR 2 110 753 a slat shading system is known with a row of slats of the same size, which are each pivoted about a longitudinal axis running transversely to the row direction by the same swivel angle such that the opposite outer edges of each adjacent slat approximately on a connecting line parallel to the direction of sunlight lie. The result of this is that direct sunlight only hits the lamella surfaces perpendicularly in the singular case that the direction of sunlight incidence is orthogonal to the plane of the lamella pivot axes, while it strikes all lamella surfaces obliquely for all other directions of incidence.
Alternativ zur gleichsinnigen Verschwenkung aller Lamellen sind auch bereits Beschattungsanlagen der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen worden, bei denen die Lamellen alternierend gegensinnig verschwenkt werden. Die Gebrauchsmusterschrift DE 1 734 532 offenbart eine solche Anlage in Form einer Jalousieklappe mit speziellem Hebelmechanismus zur gegensinnigen Verschwenkung benachbarter Lamellen um gleich große oder ähnlich große Schwenkwinkel .As an alternative to pivoting all slats in the same direction, shading systems of the generic type have also been proposed, in which the slats are pivoted alternately in opposite directions. The utility model DE 1 734 532 discloses such a system in the form of a louvre flap with a special lever mechanism for pivoting adjacent slats in opposite directions by pivoting angles of the same or similar size.
Eine weitere gattungsgemäße Beschattungsanlage ist in der Of- fenlegungsschrift FR 2 691 744 beschrieben. Bei dieser Anlage werden benachbarte Lamellen durch einen speziellen Seilzugmechanismus gegensinnig um gleiche Schwenkwinkel verschwenkt.Another generic shading system is described in the published patent application FR 2 691 744. In this system, adjacent slats are pivoted in opposite directions by the same swivel angle using a special cable pull mechanism.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Lamellenbeschattungsanlage der eingangs genannten Art zugrunde, bei der die gewünschte Beschattungsfunktion optimal erfüllt wird und eine möglichst geringe gegenseitige Abschattung der Lamellen auftritt, so daß sich die Anlage bei Bedarf gut für eine zusätzliche solarenergieumwandelnde und/ oder lichtsammelnde Funktion nutzen läßt.The invention is based on the technical problem of providing a louvre shading system of the type mentioned, in which the desired shading function is optimally performed and the least possible mutual shading of the louvres occurs, so that the system is good for an additional solar energy converting and / or light collecting when needed Function can be used.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Beschattungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Anlage beinhaltet die Lamellenreihe zwei Gruppen unterschiedlicher, alternierend angeordneter Lamellen, nämlich eine Gruppe von Mitlauflamellen, die vorzugsweise dazu gedacht sind, mit dem sich ändernden Sonnenstand mitzulaufen, d.h. diesem nachgeführt zu werden, und eine Gruppe von Gegenlauflamellen, die in der Reihe abwechselnd zu den Mitlauflamellen angeordnet sind. Die Lamellen der jeweiligen Gruppe werden unter sich gleichsinnig verschwenkt, diejenigen der einen Gruppe jedoch gegensinnig zu denjenigen der anderen Gruppe. Die Verschwenkung erfolgt dabei in einer speziellen Weise derart, daß die einander gegenüberliegenden Bereiche benachbarter Lamellen innerhalb eines die Geschlossenstellung enthaltenden Schwenkbereichs in der Projektion zur Sonnenlichteinfallsrichtung wenigstens näherungsweise nebeneinander und folglich nicht hintereinanderliegen. Mit anderen Worten, es tritt in Sonnenlichteinfallsrichtung gesehen keine signifikante Überlappung der sich gegenüberliegenen Bereiche be- nachbarter Lamellen und damit keine signifikante gegenseitige Abschattung der Lamellen auf.The invention solves this problem by providing a shading system with the features of claim 1. In this system, the row of slats contains two groups of different, alternately arranged slats, namely a group of idler slats, which are preferably intended to follow the changing position of the sun, ie to be tracked, and a group of counter-rotating plates, which are arranged in the row alternately to the idler plates. The slats of the respective group are swiveled in the same direction among themselves, but those of one group in opposite directions to those of the other group. The pivoting takes place in a special manner such that the opposing areas of adjacent slats are at least approximately next to one another and consequently not one behind the other within a pivoting area containing the closed position in the projection to the direction of sunlight. In other words, there is no significant overlap of the opposing areas when viewed in the direction of sunlight. adjacent slats and therefore no significant mutual shading of the slats.
Durch diese zur Schwenkbewegung der Mitlauflamellen gegenläufige, spezielle Schwenkbewegung der zu diesen alternierend angeordneten Gegenlauflamellen läßt sich die gegenseitige Abschattung der Lamellen untereinander innerhalb eines für die meisten Anwendungsfälle ausreichenden Schwenkbereichs von beispielsweise ca. ± 60° bezüglich der Geschlossenstellung der Lamellenreihe völlig vermeiden und gleichzeitig eine optimale Beschattungsfunktion erfüllen, mit der unkontrollierte Direktlichteinstrahlung praktisch vollständig vermieden werden kann.By means of this special pivoting movement of the counter-rotating plates arranged alternately to the pivoting movement of the idler plates, the mutual shading of the plates among each other within a swivel range of, for example, approx. ± 60 ° with respect to the closed position of the plate row, which is sufficient for most applications, can be completely avoided and at the same time an optimal Fulfill the shading function with which uncontrolled direct light can be practically completely avoided.
Bei einer nach Anspruch 2 weitergebildeten Beschattungsanlage sind die Mitlauflamellen, d.h. nur jede zweite Lamelle der Lamellenreihe, mit solarenergieumwandelnden und/oder licht- sammelnden Elementen belegt, z.B. mit Photovoltaikelementen oder Lichtkonzentratorelementen. Wegen der weitestgehenden Abschattungsfreiheit können die Mitlauflamellen ganzflächig mit solchen Elementen versehen und innerhalb des besagten Schwenkbereichs von typischerweise bis zu 120° dem Sonnenstand nachgeführt werden, ohne daß eine signifikante Abschattung dieser ganzflächigen Belegung auftritt . Da sich somit die Sonneneinstrahlung von den sonnenlichtnutzenden Elementen ganzflächig und ohne wesentliche Abschattung über den ganzen Tagesverlauf hinweg gut nutzen läßt, ergibt sich trotz der nur alternierenden Belegung der Lamellen mit diesen Elementen eine vergleichsweise große Solarenergieausbeute bei gegebener Lamellengesamtfläche .In a shading system developed according to claim 2, the idler blades, i.e. only every second slat in the slat row, covered with solar energy converting and / or light collecting elements, e.g. with photovoltaic elements or light concentrator elements. Because of the greatest possible freedom from shading, the follow-up slats can be provided with such elements over the entire surface and can track the position of the sun within the said swiveling range of typically up to 120 °, without significant shadowing of this full-surface occupancy occurring. Since the solar radiation from the elements using the sun can thus be used well over the entire course of the day and without significant shading, a comparatively large solar energy yield results for a given total area of the slats despite the fact that these elements are only alternately covered with these elements.
Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Beschattunganlage wird die zur Schwenkbewegung der Mitlauflamellen gegensinnige Schwenkbewegung der Gegenlauflamellen optimal so gesteuert, daß mindestens innerhalb eines die Geschlossenstellung der Lamellenreihe enthaltenden Schwenkbereichs in jeder Lamellenstellung die einander zugewandten Außenkanten benachbarter Lamellen auf einer näherungsweise parallel zur Sonnenlicht- einfallsrichtung verlaufenden Verbindungslinie liegen. Damit wird innerhalb dieses Schwenkbereichs jegliche Abschattung der benachbarten Lamellen vermieden. Bei gleicher Breite der Lamellen der beiden Gruppen beträgt dieser völlig abschat- tungsfreie Schwenkbereich für die Mitlaufamellen immerhin ca. ± 60° um die Geschlossenstellung herum, was eine Sonnenlichtnachführung über einen entsprechend großen Winkelbereich hinweg ermöglicht. Die Gegenlauflamellen verschwenken sich in diesem Fall um etwa den halben Schwenkwinkel der Mitlauflamellen. Mit gegenüber der Breite der Mitlauflamellen geringer werdender Breite der Gegenlauflamellen verringert sich der völlig abschattungsfreie Schwenkbereich etwas, aber auch eine gewisse Überschreitung dieses Schwenkbereichs, die mit einer beginnenden teilweisen Abschattung der Mitlauflamellen einhergeht, kann in manchen Fällen noch tolerierbar sein.In a further developed in accordance with claim 3 shading system, the opposite pivoting movement of the counter-rotating blades to the pivoting movement of the idler blades is optimally controlled so that at least within a pivoting area containing the closed position of the row of blades, the facing outer edges are adjacent in each blade position Lay the slats on a connecting line that runs approximately parallel to the direction of sunlight. Any shading of the adjacent slats is thus avoided within this pivoting range. Given the same width of the slats of the two groups, this completely shadow-free swivel range for the idler slats is at least approx. ± 60 ° around the closed position, which enables sunlight to be tracked over a correspondingly large angular range. In this case, the counter-rotating plates pivot about half the pivoting angle of the idler plates. With the width of the counter-rotating lamellae becoming smaller compared to the width of the idler lamellae, the completely shading-free swivel range is reduced somewhat, but a certain excess of this swivel range, which is accompanied by the beginning of partial shading of the idler lamellae, can still be tolerable in some cases.
Bei einer nach Anspruch 4 weitergebildeten Beschattungsanlage sind die Gegenlauflamellen lichtlenkungssteuernd ausgelegt, d.h. mit entsprechenden Lichtlenkungselementen versehen, wie lichtreflektierenden, lichtstreuenden oder die Richtung von transmittiertem Licht steuernden Elementen. Damit können die Gegenlauflamellen gezielt eine gewünschte Beschattungsfunk- tionalität erfüllen. Sie können z.B. so ausgelegt sein, daß sie das Tageslicht durch Brechung und/oder Reflexion gezielt in einen Gebäudeinnenraum lenken. Durch eine Realisierung der Gegenlauflamelle als Lichtreflektionsflache kann zudem bei Bedarf das auftreffende Licht zu einer benachbarten Mitlauflamelle hin reflektiert und dort zusätzlich zum direkt einfallenden Sonnenlicht z.B. photovoltaisch genutzt werden, insbesondere dann, wenn die Lamellen bereits merklich gegenüber der Geschlossenstellung verkippt sind.In a shading system developed according to claim 4, the counter-rotating slats are designed to control the light control, i.e. provided with appropriate light-directing elements, such as light-reflecting, light-scattering or the direction of transmitted light-controlling elements. The counter-rotating slats can thus specifically fulfill a desired shading functionality. You can e.g. be designed so that they direct the daylight into an interior of the building through refraction and / or reflection. By realizing the counter-rotating lamella as a light reflection surface, the incident light can also be reflected to an adjacent tracking lamella if necessary and there in addition to the direct sunlight, e.g. be used photovoltaically, especially if the slats are already noticeably tilted relative to the closed position.
Bei einer nach Anspruch 5 weitergebildeten Beschattungsanlage ist die Lamellenreihe mit quer zur Horizontalen verlaufenden Lamellenlängsachsen angeordnet. Vorzugsweise liegen die Schwenkachsen hierbei parallel zur Vertikalen oder gegenüber dieser um einen spitzen Winkel geneigt. Eine optimale Sonnenlichtausbeute wird durch eine Nord-Süd-Orientierung mit einer der Polachse entsprechenden Neigung erzielt. Die Anordnung der Lamellenschwenkachsen quer zur Horizontalen hat den großen Vorteil, daß die Mitlauflamellen dem Sonnenlauf von Ost nach West nachgeführt werden können. Untersuchungen zeigen, daß diese Nachführung unter sonst gleichen Verhältnissen eine höhere Photovoltaikausbeute ermöglicht als eine Nachführung bezüglich der Sonnenstandshöhe bei horizontal angeordneten Lamellenschwenkachsen.In a shading system further developed according to claim 5, the row of slats is arranged with longitudinal longitudinal slat axes extending transversely to the horizontal. The pivot axes are preferably parallel to or opposite to the vertical this is inclined at an acute angle. Optimal sunlight yield is achieved by a north-south orientation with an inclination corresponding to the polar axis. The arrangement of the slat swivel axes transversely to the horizontal has the great advantage that the idler slats can track the sun's course from east to west. Investigations show that this tracking, under otherwise identical conditions, enables a higher photovoltaic yield than tracking with respect to the height of the sun with horizontally arranged slat swiveling axes.
Bei einer nach Anspruch 6 weitergebildeten Beschattungsanlage ist eine Nachführeinrichtung zur automatischen Verschwenkung der Mitlauflamellen in Abhängigkeit vom Sonnenstand vorgesehen. Damit läßt sich die besagte optimale Ost-West-Nachführung im Fall von quer zur Horizontalen verlaufenden Lamellenschwenkachsen, je nach Anwendungsfall aber auch jede andere herkömmliche Sonnenstandsnachführung realisieren, wie z.B. eine solche in Abhängigkeit von der Sonnenstandshöhe. Die Nachführeinrichtung kann in herkömmlicher Art einen elektromotorischen, elektrohydraulischen oder thermohydraulischen Stellantrieb für die Mitlauflamellen beinhalten.In a shading system developed according to claim 6, a tracking device for automatically pivoting the idler slats depending on the position of the sun is provided. This means that the optimal east-west tracking can be implemented in the case of slat swiveling axes running transversely to the horizontal, but depending on the application, any other conventional sun tracking, such as one depending on the height of the sun. In a conventional manner, the tracking device can include an electromotive, electrohydraulic or thermohydraulic actuator for the idler plates.
Bei einer nach Anspruch 7 weitergebildeten Beschattungsanlage ist ein Gestänge vorgesehen, mit dem die Mitlauflamellen synchron gekoppelt verschwenkt werden können. Insbesondere eignet sich das Gestänge in Verbindung mit der Nachführeinrichtung nach Anspruch 5 zur automatischen Sonnenstandsnachführung der Mitlauflamellen.In a shading system developed according to claim 7, a linkage is provided with which the idler plates can be pivoted synchronously coupled. In particular, the linkage in connection with the tracking device according to claim 5 is suitable for automatic tracking of the sun position of the idler plates.
Bei einer nach Anspruch 8 weitergebildeten Beschattungsanlage sind die Gegenlauflamellen über einen mechanischen Koppelmechanismus, z.B. einen einfachen Hebelarm oder ein Gelenkviereck, gegensinnig an die Schwenkbewegung der Mitlauflamellen angekoppelt . Dies erspart einen eigenständigen Antrieb für die Gegenlauflamellen und gewährleistet eine definierte ge- gensinnige Schwenkbewegung derselben gegenüber den Mitlauflamellen.In a shading system developed according to claim 8, the counter-rotating lamellae are coupled in opposite directions to the pivoting movement of the idler lamellae via a mechanical coupling mechanism, for example a simple lever arm or a four-bar linkage. This saves an independent drive for the counter-rotating slats and guarantees a defined pivotal pivoting movement of the same with respect to the idler plates.
Bei einer nach Anspruch 9 weitergebildeten Beschattungsanlage werden die Mitlauflamellen innerhalb des die Geschlossenstellung enthaltenden, abschattungsfreien Schwenkbereichs stets so verschwenkt, daß das Sonnenlicht in der Projektion zur Ebene senkrecht zu den Lamellenschwenkachsen orthogonal auf die Lamellenflächen dieser Lamellen auftrifft. Damit läßt sich ein optimaler Wirkungsgrad für eine Solarenergienutzung erzielen, wenn diese Mitlauflamellenflachen mit entsprechenden Sonnenenergienutzungselementen belegt werden.In a shading system developed according to claim 9, the idler blades are always pivoted within the shading-free pivoting area containing the closed position so that the sunlight strikes the lamella surfaces of these lamellae orthogonally in the projection to the plane perpendicular to the lamella pivot axes. In this way, an optimal efficiency for solar energy use can be achieved if these tracking lamella surfaces are covered with corresponding solar energy use elements.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:Advantageous embodiments of the invention are shown in the drawings and are described below. Here show:
Fig. 1 eine schematische, ausschnittweise Seitenansicht einer photovoltaisch aktiven Lamellenbeschattungsanlage mit Mitlauflamellen und Gegenlauflamellen in alternierender Anordnung und einer Nachführeinrichtung mit Koppelgestänge,1 is a schematic, partial side view of a photovoltaically active louvre shading system with idler blades and counter-rotating blades in an alternating arrangement and a tracking device with coupling linkage,
Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, jedoch für eine Beschattungsanlage mit modifiziertem Koppelgestänge,2 is a view corresponding to FIG. 1, but for a shading system with a modified coupling linkage,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines Hebelgetriebes für die Kopplungsgestänge der Fig. 1 und 2 undFig. 3 is a schematic side view of a lever gear for the coupling linkage of Figs. 1 and 2 and
Fig. 4 bis 7 eine schematische Seitenansicht zweier benachbarter Mitlauflamellen und einer zwischenliegenden Gegenlauflamelle der Anlagen gemäß Fig. 1 und 2 in sukzessive stärker verkippten Stellungen.4 to 7 a schematic side view of two adjacent idler plates and an intermediate opposed plate of the systems according to FIGS. 1 and 2 in successively more tilted positions.
Die in Fig. 1 gezeigte Lamellenbeschattungsanlage beinhaltet eine Lamellenreihe mit einer Gruppe von Mitlauflamellen la, lb, lc und einer dazu alternierend angeordneten Gruppe von Gegenlauflamellen 2a, 2b, 2c, so daß längs der Reihenrichtung R je eine Mitlauflamelle und eine Gegenlauflamelle aufeinanderfolgen. Die Mitlauflamellen la, lb, lc sind auf ihrer dem Sonnenlicht zugewandten Seite ganzflächig mit Photovoltaik- elementen irgendeines herkömmlichen Typs belegt, wie z.B. Dünnschicht-Solarzellen aus monokristallinem, polykristallinem oder amorphem Silicium, und sind daher nachstehend als Photovoltaiklamellen bezeichnet. Ein Überblick über verwendbare Solarzellen findet sich in W. Wettling, Solarzellentechnologie - Stand der Technik und Trends, Tagungsband 12. Symp. Photovolt. Solarenergie, 1997, S. 35. Alle Beschattungslamellen la, lb, lc; 2a, 2b, 2c sind um ihre jeweilige Längsmittelachse 3, 4, 5, 6, 7, 8 schwenkbeweglich angeordnet, wobei die Photovoltaiklamellen la, lb, lc gleichsinnig und synchron verschwenkt werden. Ebenso werden die Gegenlauflamellen 2a, 2b, 2c synchron und unter sich gleichsinnig verschwenkt, jedoch gegensinnig zu . den Photovoltaiklamellen la, lb, lc. Im gezeigten Beispiel besitzen die Photovoltaiklamellen la, lb, lc und die Gegenlauflamellen 2a, 2b, 2c dieselbe Breite, die wiederum in etwa dem Abstand benachbarter Schwenkachsen 3 bis 8 entspricht, so daß die Lamellenreihe in der gezeigten Geschlossenstellung eine im wesentlichen geschlossene Beschattungsfläche darstellt. Beide Arten von Lamellen la bis 2c sind im übrigen zur Erfüllung der Beschattungsfunktion nicht völlig opak, sondern kontrolliert translucid, d.h. für sichtbares Licht teildurchlässig, ausgelegt, so daß eine blendfreie Beleuchtung des beschatteten Raumes durch Sonnen- und Tageslicht erzielt wird.The slat shading system shown in Fig. 1 includes a row of slats with a group of idler slats la, lb, lc and an alternately arranged group of counter-running lamellae 2a, 2b, 2c, so that along the row direction R one idler lamella and one counter-running lamella follow each other. The idler blades la, lb, lc are covered over their entire area on their side facing the sunlight with photovoltaic elements of any conventional type, such as thin-film solar cells made of monocrystalline, polycrystalline or amorphous silicon, and are therefore referred to below as photovoltaic blades. An overview of usable solar cells can be found in W. Wettling, Solar Cell Technology - State of the Art and Trends, Conference Volume 12. Symp. Photovolt. Solarenergie, 1997, p. 35. All shading slats la, lb, lc; 2a, 2b, 2c are arranged so as to be pivotable about their respective longitudinal central axes 3, 4, 5, 6, 7, 8, the photovoltaic slats la, lb, lc being pivoted in the same direction and synchronously. Likewise, the counter-rotating blades 2a, 2b, 2c are pivoted synchronously and in the same direction among themselves, but in opposite directions. the photovoltaic slats la, lb, lc. In the example shown, the photovoltaic slats la, lb, lc and the counter-rotating slats 2a, 2b, 2c have the same width, which in turn corresponds approximately to the distance between adjacent pivot axes 3 to 8, so that the row of slats in the closed position shown represents an essentially closed shading area. Both types of lamellae la to 2c are not completely opaque to fulfill the shading function, but rather are designed to be translucid, ie partially translucent for visible light, so that glare-free lighting of the shaded room is achieved by sunlight and daylight.
Die Schwenkbewegung der Lamellen erfolgt selbsttätig durch eine Nachführeinrichtung, von der nur ein zugehöriger Stellantrieb gezeigt ist, während ihre übrigen Komponenten herkömmlicher Natur sind. Der Stellantrieb beinhaltet eine hydraulische Antriebseinheit 9, alternativ eine elektromotorische oder thermohydraulische Antriebseinheit, an die ein Koppelgestänge angekoppelt ist . Das Koppelgestänge beinhaltet eine erste Koppelstange 10, die längsbeweglich an einem Ende an die Antriebseinheit 9 angekoppelt ist und an die alle Photovoltaiklamellen la, lb, lc über zugehörige Anlenkarme lla, 11b, 11c dergestalt angekoppelt sind, daß sie durch die von der Antriebseinheit 9 bewirkte Längsbewegung der ersten Koppelstange 10 synchron gleichsinnig verschwenkt werden. Dazu sind die Anlenkarme lla, 11b, llc einerseits drehbeweglich an der ersten Koppelstange 10 und andererseits drehfest mit einer jeweiligen, die Schwenkachse 3, 5, 7 darstellenden Lamel- lendrehwelle verbunden. Die Gegenlauflamellen 2a, 2b, 2c sind gemeinsam über analoge Anlenkarme 13a, 13b, 13c an eine zweite Koppelstange 12 zwecks gemeinsamer, synchroner Verschwenkung angekoppelt.The swiveling movement of the slats takes place automatically through a tracking device, of which only an associated actuator is shown, while its other components are of a conventional nature. The actuator contains a hydraulic drive unit 9, alternatively an electromotive or thermohydraulic drive unit to which a coupling linkage is coupled. The coupling linkage includes a first coupling rod 10 which is coupled to the drive unit 9 at one end in a longitudinally movable manner and to which all photovoltaic lamellae la, lb, lc are coupled via associated link arms lla, 11b, 11c in such a way that they are caused by the longitudinal movement of the first caused by the drive unit 9 Coupling rod 10 can be pivoted synchronously in the same direction. For this purpose, the link arms 11a, 11b, 11c are on the one hand rotatably connected to the first coupling rod 10 and, on the other hand, non-rotatably connected to a respective slat rotary shaft which represents the pivot axis 3, 5, 7. The counter-rotating lamellae 2a, 2b, 2c are coupled together via analogue link arms 13a, 13b, 13c to a second coupling rod 12 for the purpose of joint, synchronous pivoting.
Ein Hebelgetriebe sorgt dafür, daß die Verschwenkung der Gegenlauflamellen 2a, 2b, 2c gegensinnig zu derjenigen der Photovoltaiklamellen la, lb, lc mit einer definierten Übersetzung erfolgt, die in diesem Beispiel so gewählt ist, daß der Schwenkwinkel der Gegenlauflamellen 2a, 2b, 2c im Mittel knapp halb so groß ist wie der Schwenkwinkel der Photovoltaiklamellen la, lb, lc. Das Hebelgetriebe koppelt die in Richtung der Antriebseinheit 9 erste Gegenlauflamelle 2a an die benachbarte, endseitige Photovoltaiklamelle la an, so daß deren aktiv von der Antriebseinheit 9 bewirkte Drehbewegung durch das Hebelgetriebe übersetzt, hier speziell untersetzt, und gegensinnig auf die erste Gegenlauflamelle 2a und von dort über die zweite Koppelstange 12 synchron auf die übrigen Gegenlauflamellen 2b, 2c übertragen wird. Das Hebelgetriebe weist hierzu einen Hebelarm 14 auf, an dem endseitig je ein Koppelarm 15, 16 angelenkt ist, die mit ihrem anderen Ende drehfest mit der Drehwelle 3 der ersten Photovoltaiklamelle la bzw. der Drehwelle 4 der ersten Gegenlauflamelle 2a verbunden sind.A lever mechanism ensures that the pivoting of the counter-rotating blades 2a, 2b, 2c takes place in the opposite direction to that of the photovoltaic blades la, lb, lc with a defined translation, which in this example is selected so that the pivoting angle of the counter-rotating blades 2a, 2b, 2c in Is almost half as large as the swivel angle of the photovoltaic slats la, lb, lc. The lever mechanism couples the first counter-rotating lamella 2a in the direction of the drive unit 9 to the adjacent, end-side photovoltaic lamella la, so that the rotary movement actively caused by the drive unit 9 is translated by the lever mechanism, specifically reduced here, and in opposite directions to the first counter-rotating lamella 2a and from there is transmitted synchronously to the remaining counter-rotating plates 2b, 2c via the second coupling rod 12. For this purpose, the lever mechanism has a lever arm 14, on each end of which a coupling arm 15, 16 is articulated, the other end of which is connected in a rotationally fixed manner to the rotating shaft 3 of the first photovoltaic plate 1a or the rotating shaft 4 of the first counter-rotating plate 2a.
Während im Beispiel von Fig. 1 die beiden Koppelstangen 10, 12 auf gegenüberliegenden Seiten der Reihenebene entlang einer Seite der Lamellenreihe angeordnet sind, zeigt Fig. 2 ei- ne Variante, bei der die beiden Koppelstangen 10, 12 auf derselben Seite der Reihenebene angeordnet sind. Im übrigen entspricht diese Variante völlig dem Beispiel von Fig. l, was dadurch verdeutlicht ist, daß für funktioneil gleiche Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet sind, so daß im übrigen auf die Erläuterungen zur Fig. 1 verwiesen werden kann.While in the example of FIG. 1 the two coupling rods 10, 12 are arranged on opposite sides of the row plane along one side of the row of slats, FIG. ne variant in which the two coupling rods 10, 12 are arranged on the same side of the row plane. Otherwise, this variant corresponds entirely to the example of FIG. 1, which is clarified by the fact that the same reference numerals are used for functionally identical elements, so that reference can also be made to the explanations for FIG. 1.
Fig. 3 veranschaulicht detaillierter das Funktionsprinzip des Hebelgetriebes in einer konkreten Gestaltung. Hierbei ist ein gewünschter Schwenkbereich der Photovoltaiklamellen von ± 60° um die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Geschlossenstellung vorgegeben, was einem gleich großen Drehwinkelbereich γ des drehfest auf der Photovoltaiklamellen-Drehwelle 3 sitzenden Koppelarms 15 entspricht. Über den Hebelarm 14 wird dieser Drehwinkelbereich γ von 120° in einen halb so großen Drehwinkelbereich δ von 60° für den drehfest auf der Gegenlauflamel- len-Drehwelle 4 sitzenden Koppelarm 16 transformiert. Um ein gutes Kraftübertragungsverhalten zu bewirken, sind die Koppelarme 15, 16 und der Hebelarm 14 in Länge und Positionierung so aufeinander abgestimmt, daß die Wirkungslinien des Hebelarmes 14 in den Endlagen, von denen eine in Fig. 3 gezeigt ist, näherungsweise zusammenfallen und mit der Winkelhalbierenden W des Schwenkbereichs γ des Photovoltaiklamellen-Koppelarmes 15 einen rechten Winkel bilden. Den mit gestrichelten Radiusstrahlen in 20° -Schritten angedeuteten Winkelstellungen von +60° bis -60° des Photovoltaiklamellen- Koppelarms 15 entsprechen beim Gegenlauflame11en-Koppelärm 16 die Winkelstellungen -27,1°, -20,1°, -11,1°, 0°, +12,4°, +22,9° und +32,9° in dieser Reihenfolge. Das gezeigte, einfache Hebelgetriebe ist mit geringem Aufwand realisierbar und erfüllt näherungsweise symmetrisch zur Geschlossenstellung, wenngleich nicht ganz exakt, ein die Abschattungsfreiheit gewährleistendes Drehwinkelverhältnis . Eine exakte Einhaltung dieses Verhältnisses ist bei Bedarf durch Verwendung eines Riemengetriebes oder dgl . oder separater Antriebe für die beiden Lamellengruppen möglich. Die Fig. 4 bis 7 veranschaulichen die Wirkungsweise der Beschattungsanlage gemäß den Fig. 1 und 2 unter beispielhafter Betrachtung von zwei benachbarten Photovoltaiklamellen lb, lc und einer zwischenliegenden Gegenlauflamelle 2b schematisch in verschiedenen Kippstellungen. Die Lamellenreihe ist in diesem Beispiel räumlich so orientiert, daß die Lamellenschwenkachsen 5, 6, 7 in einer Nord-Süd-Ebene liegen, z.B. vertikal oder mit einem der Polachsenneigung entsprechenden Schrägwinkel zur Vertikalen. Zur Verdeutlichung sind in diesen Figuren die Himmelsrichtungen beispielhaft für den Fall angegeben, daß sich die Anlage auf der nördlichen Hemisphäre befindet. Die Photovoltaikelemente der Photovoltaiklamellen lb, lc befinden sich dementsprechend auf der nach Süden zugewandten Lamellenseite.Fig. 3 illustrates in more detail the principle of operation of the lever gear in a concrete design. Here, a desired swivel range of the photovoltaic slats of ± 60 ° around the closed position shown in FIGS. 1 and 2 is predetermined, which corresponds to an equally large angle of rotation range γ of the coupling arm 15 which is non-rotatably seated on the photovoltaic slat rotating shaft 3. Via the lever arm 14, this angle of rotation range γ of 120 ° is transformed into a half as large an angle of rotation range δ of 60 ° for the coupling arm 16, which is non-rotatably seated on the counter-rotating disk rotating shaft 4. In order to achieve a good power transmission behavior, the coupling arms 15, 16 and the lever arm 14 are matched in length and positioning so that the lines of action of the lever arm 14 in the end positions, one of which is shown in FIG. 3, coincide approximately and with the Bisector W of the swivel range γ of the photovoltaic plate coupling arm 15 form a right angle. The angular positions indicated by dashed radius beams in 20 ° steps from + 60 ° to -60 ° of the photovoltaic lamella coupling arm 15 correspond to the angular positions -27.1 °, -20.1 °, -11.1 °, in the counter-rotating lamp arm 16. 0 °, + 12.4 °, + 22.9 ° and + 32.9 ° in this order. The simple lever mechanism shown can be implemented with little effort and approximately symmetrically to the closed position, although not exactly, fulfills a rotation angle ratio which ensures freedom from shading. Exact compliance with this ratio can be achieved by using a belt drive or the like. or separate drives for the two slat groups possible. 4 to 7 illustrate the mode of operation of the shading system according to FIGS. 1 and 2, taking two adjacent photovoltaic slats 1b, 1c and an intermediate opposing slat 2b as an example, schematically in different tilt positions. The row of lamellae is spatially oriented in this example in such a way that the lamella pivot axes 5, 6, 7 lie in a north-south plane, for example vertically or with an oblique angle to the vertical corresponding to the polar axis inclination. For clarification, the cardinal points are given in these figures as an example for the case that the system is located in the northern hemisphere. The photovoltaic elements of the photovoltaic slats lb, lc are accordingly located on the slat side facing south.
Fig. 4 zeigt die drei Lamellen lb, lc, 2b in der Geschlossenstellung, d.h. bei einem Schwenkwinkel von 0°. Die gezeigte Geschlossenstellung ist optimal für die Mittagszeit, in der das Sonnenlicht mit der größten Intensität von Süden einfällt. Die geschlossenen Lamellen bieten ihre volle Beschattungswirkung, und gleichzeitig fällt das Sonnenlicht bei gegebener Lage der Beschattungsanlage möglichst senkrecht auf die Photovoltaikelemente ein, so daß eine optimale Photovoltaikausbeute erreicht wird.Fig. 4 shows the three blades lb, lc, 2b in the closed position, i.e. at a swivel angle of 0 °. The closed position shown is ideal for the midday, when the sunlight shines with the greatest intensity from the south. The closed slats offer their full shading effect, and at the same time the sunlight falls on the photovoltaic elements as vertically as possible for a given position of the shading system, so that an optimal photovoltaic yield is achieved.
Über den Tagesverlauf hinweg werden die Photovoltaiklamellen lb, lc von der Nachführeinrichtung in Ost-West-Richtung dem wandernden Sonnenstand durch Verschwenken um ihre Schwenkachsen 5, 7 innerhalb eines Schwenkbereichs von ± 60° um die Geschlossenstellung so nachgeführt, daß das Sonnenlicht stets möglichst senkrecht auf die Photovoltaikelemente einfällt, d.h. so, daß in der durch die Fig. 4 bis 7 repräsentierten Querschnittsansicht der Lamellenanlage die entsprechende Projektion der Sonnenlichteinfallsrichtung senkrecht zu den Pho- tovoltaiklamellenflachen ist. Die Fig. 5 bis 7 illustrieren ausgewählte Lamellenstellungen mit sukzessive zunehmendem Schwenkwinkel . Fig. 5 zeigt eine Stellung mit um einen Schwenkwinkel ß von 30° in Richtung Osten verkippten Photovoltaiklamellen lb, lc, während gegensinnig hierzu die Gegenlauflamelle 2b um einen Schwenkwinkel α nach Westen verkippt ist. Die gegensinnige Kopplung der Gegenlauflamellen mit den Photovoltaiklamellen ist in diesem Illustrationsbeispiel so gewählt, daß der Schwenkwinkel α der Gegenlauflamellen betragsmäßig etwa 42% des Schwenkwinkels der Photovoltaiklamellen beträgt. Aus Fig. 5 ist zu erkennen, daß zum einen das zu diesem Zeitpunkt einfallende Sonnenlicht 20 in der Projektion der Zeichenebene senkrecht auf die Photovoltaiklamellen lb, lc auftrifft und zum anderen die Tangenten 21 an die Kanten der Photovoltaiklamellen lb, lc gerade die Kanten der angrenzenden Gegenlauflamelle 2b streifen. Dies bedeutet, daß die Lamellen weiterhin ihre volle Beschattungsfunktion erfüllen, d.h. es tritt kein direktes. Sonnenlicht durch die Lamellenreihe hindurch. Gleichzeitig öffnet sich die Lamellenreihe bei zunehmender Verschwenkung aus der Geschlossenstellung in Richtung der jeweiligen Endlage zunehmend für diffuses Himmelslicht, das auf diese Weise ohne störende Blendwirkung den Tageslichtquotienten des beschatteten Raums erhöht . Der auf die Gegenlauflamellen 2b auftreffende Sonnenlichtanteil wird nicht photovoltaisch genutzt, kann jedoch anderweitig genutzt werden, beispielsweise für eine gezielte, gewünschte Tageslichtbeleuchtung des dahinterliegenden Raumes. Hierzu können die Gegenlauflamellen 2b mit geeigneten lichtlenkenden Elementen bestückt sein, z.B. mit lichtstreuenden Elementen und/oder die Richtung und Intensität des transmittierten Lichts steuernden Elementen, wie Prismen etc.Over the course of the day, the photovoltaic lamellae lb, lc are tracked by the tracking device in the east-west direction to the moving position of the sun by pivoting about their pivot axes 5, 7 within a pivoting range of ± 60 ° around the closed position so that the sunlight is always as vertical as possible the photovoltaic elements are incident, ie in such a way that in the cross-sectional view of the lamella system represented by FIGS. 4 to 7, the corresponding projection of the direction of incidence of sunlight is perpendicular to the surfaces of the photovoltaic lamellae. 5 to 7 illustrate selected lamella positions with a successively increasing swivel angle. 5 shows a position with photovoltaic lamella lb, lc tilted to the east by a swivel angle β of 30 °, while in opposite directions the counter-rotating lamella 2b is tilted to the west by a swivel angle α. The opposite coupling of the counter-rotating blades with the photovoltaic blades is chosen in this illustration example so that the swivel angle α of the counter-rotating blades amounts to approximately 42% of the swivel angle of the photovoltaic blades. From Fig. 5 it can be seen that on the one hand the incident sunlight 20 in the projection of the plane of the drawing strikes the photovoltaic lamella lb, lc perpendicularly and on the other hand the tangents 21 to the edges of the photovoltaic lamella lb, lc just the edges of the adjacent ones Strip the counter-rotating lamella 2b. This means that the slats continue to perform their full shading function, ie there is no direct. Sunlight through the row of slats. At the same time, with increasing pivoting from the closed position in the direction of the respective end position, the row of slats opens increasingly for diffuse sky light, which in this way increases the daylight quotient of the shaded room without a disturbing glare. The proportion of sunlight impinging on the counter-rotating lamellae 2b is not used photovoltaically, but can be used for other purposes, for example for targeted, desired daylight illumination of the room behind it. For this purpose, the counter-rotating lamellae 2b can be equipped with suitable light-directing elements, for example with light-scattering elements and / or elements controlling the direction and intensity of the transmitted light, such as prisms etc.
Fig. 6 zeigt eine Lamellenstellung, bei der die Photovoltaiklamellen lb, lc um einen Schwenkwinkel ß von 50° nach Osten verschwenkt sind. Wiederum trifft zu der entsprechenden Tageszeit das Sonnenlicht 20 in der gezeigten Horizontalprojektion senkrecht auf die Photovoltaiklamellen lb, lc, und auch hier berühren die Tangenten 21 an die Kanten der Photo- voltaiklamellen lb, lc gerade die Kanten der Gegenlauflamellen 2b, so daß wiederum kein direktes Sonnenlicht die Lamellenreihe passieren kann. Zusätzlich veranschaulicht Fig. 6 den Fall, daß die jeweilige Gegenlauflamelle 2b reflektierend ausgelegt ist, indem sie beispielsweise aus Spiegelglas gefertigt ist. Dies ermöglicht eine zusätzliche photovoltaische Nutzung des auf die jeweilige Gegenlauflamelle 2b auftreffenden, in Fig. 6 durch einen entsprechenden Streifenbereich 20a repräsentierten Sonnenlichts, indem dieses von der Gegenlauflamelle 2b zu der nach Westen hin benachbarten Photovoltaiklamelle lc reflektiert wird und dort zusätzlich zum direkt einfallenden Sonnenlicht in elektrische Energie umgesetzt werden kann. Damit wird die Energieausbeute der Beschattungsanlage weiter erhöht. Es versteht sich, daß die zusätzliche photovoltaische Nutzung des auf die jeweilige Gegenlauflamelle 2b auftreffenden und zu einer benachbarten Photovoltaiklamelle lc reflektierten Sonnenlichts nicht nur in der in Fig. 6 gezeigten Lamellenstellung, sondern auch für Stellungen mit demgegenüber noch größeren oder etwas kleineren Schwenkwinkeln erzielt wird.6 shows a slat position in which the photovoltaic slats 1b, 1c are pivoted to the east by a pivoting angle β of 50 °. Again, the sunlight 20 in the horizontal projection shown hits the photovoltaic lamella lb, lc at the appropriate time of day, and here, too, the tangents 21 touch the edges of the photo- voltaic lamellae lb, lc just the edges of the counter-rotating lamellae 2b, so that again no direct sunlight can pass through the row of lamellae. In addition, FIG. 6 illustrates the case in which the respective counter-running lamella 2b is designed to be reflective, for example by being made of mirror glass. This enables an additional photovoltaic use of the sunlight striking the respective counter-rotating lamella 2b, represented in FIG. 6 by a corresponding strip area 20a, in that it is reflected by the counter-rotating lamella 2b to the photovoltaic lamella lc adjacent to the west and there in addition to the directly incident sunlight in electrical energy can be implemented. This further increases the energy yield of the shading system. It goes without saying that the additional photovoltaic use of the sunlight striking the respective counter-rotating lamella 2b and reflected to an adjacent photovoltaic lamella lc is achieved not only in the lamella position shown in FIG. 6, but also for positions with relatively larger or somewhat smaller pivoting angles.
Fig. 7 zeigt die Lamellenanordnung in ihrer einen Endstellung, in der die Photovoltaiklamellen lb, lc um einen Schwenkwinkel ß von 60° am weitesten nach Osten verschwenkt sind. Wiederum ist die Stellung sonnenstandsabhängig so gewählt, daß das Sonnenlicht 20 in der gezeigten Querschnittansicht senkrecht auf die Photovoltaiklamellen lb, lc auf- trifft. Des weiteren fallen in dieser Endstellung die Tangenten 21 an die einander zugewandten Kanten der benachbarten Photovoltaiklamellen lb, lc zusammen und verlaufen in der Ebene der zwischenliegenden Gegenlauflamelle 2b. Folglich wird auch in dieser Endstellung eine vollständige Beschattung gegenüber Direktlichteinfall erzielt, und zwar allein durch die Photovoltaiklamellen lb, lc. Bei noch stärkerer Verschwenkung würde zunehmend eine Abschattung der Photovoltaiklamellen lb, lc durch die jeweils östlich benachbarte Gegenlauflamelle 2b auftreten, während bei Einhaltung des ge- samten beschriebenen Schwenkbereichs von der Geschlossenstellung bis zum Photovoltaiklamellen-Schwenkwinkel von 60° nach Osten keinerlei Abschattung der Photovoltaiklamellen lb, lc auftritt . Vielmehr kann stets die gesamte Fläche der Photovoltaiklamellen lb, lc photovoltaisch genutzt werden. Dies führt zusammen mit der effizienten Ost-West-Nachführung zu einem vergleichsweise hohen Energieertrag der Beschattungsanlage mit relativ geringem Photovoltaik-Flächenanteil.FIG. 7 shows the lamella arrangement in its one end position, in which the photovoltaic lamella lb, lc are pivoted the farthest to the east by a swivel angle β of 60 °. Again, the position is selected depending on the position of the sun so that the sunlight 20 strikes the photovoltaic lamella 1b, 1c perpendicularly in the cross-sectional view shown. Furthermore, in this end position, the tangents 21 coincide with the mutually facing edges of the adjacent photovoltaic slats 1b, 1c and run in the plane of the intermediate counter-rotating slat 2b. As a result, complete shading against direct light incidence is achieved in this end position, too, and solely through the photovoltaic slats lb, lc. If the swiveling was even stronger, shading of the photovoltaic lamellas lb, lc would increasingly occur due to the counter-rotating lamella 2b adjacent to the east, entire described swivel range from the closed position to the photovoltaic slat swivel angle of 60 ° to the east, no shadowing of the photovoltaic slats lb, lc occurs. Rather, the entire area of the photovoltaic slats 1b, 1c can always be used photovoltaically. Together with the efficient east-west tracking, this leads to a comparatively high energy yield for the shading system with a relatively small proportion of photovoltaic space.
Eine genauere Betrachtung ergibt, daß sich die Bedingung, daß die jeweilige Photovoltaiklamellen-Tangente 21 in jeder Lamellenstellung innerhalb des Schwenkbereichs die zugewandte, benachbarte Gegenlauflamellenkante streift und somit eine zur Sonnenlichteinfallsrichtung parallel bleibende Verbindungslinie zwischen den einander zugewandten Kanten benachbarter Lamellen bildet, dann erfüllen läßt, wenn der Schwenkwinkel α der Gegenlauflamellen 2b gemäß einer bestimmbaren analytischen Funktion in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel ß der Photovoltaiklamellen lb, lc eingestellt wird. Diese analytische Funktion liegt im gesamten Schwenkbereich relativ dicht unterhalb einer die Endpunkte verbindenden Geraden, deren Steigung im oben genauer beschriebenen Fall gleich breiter Lamellen 0,5 beträgt. Der maximale Fehlwinkel tritt dabei in einem mittleren Bereich zwischen der Geschlossenstellung und der jeweiligen Endstellung auf und beträgt nur etwa 2°. In guter Näherung kann folglich für die Praxis dieser lineare Zusammenhang verwendet werden, der sich gegebenenfalls technisch einfacher realisieren läßt.A closer look reveals that the condition that the respective photovoltaic lamella tangent 21 in each lamella position within the swiveling range grazes the adjacent, counter-rotating lamella edge and thus forms a connecting line that remains parallel to the direction of incidence of sunlight between the mutually facing edges of adjacent lamellae can then be met, when the swivel angle α of the counter-rotating slats 2b is set according to a determinable analytical function as a function of the swivel angle β of the photovoltaic slats 1b, lc. In the entire swivel range, this analytical function lies relatively close below a straight line connecting the end points, the slope of which in the case of lamellae of the same width described above is 0.5. The maximum misalignment occurs in a middle area between the closed position and the respective end position and is only about 2 °. In a good approximation, this linear relationship can consequently be used in practice, which may be technically easier to implement.
Durch die automatische Sonnenstandsnachführung werden die Lamellen morgens in die Endstellung gemäß Fig. 7 verschwenkt, von der sie dann sukzessive zurückgeschwenkt werden, bis sie um die Mittagszeit die Geschlossenstellung von Fig. 4 erreichen. Anschließend werden sie spiegelbildlich zur Nord-Süd- Vertikalebene gemäß der Abfolge der Fig. 5 bis 7 bis in die andere Endstellung verschwenkt, die Photovoltaiklamellen lb, lc also aus der Geschlossenstellung bis in eine um 60° nach Westen verkippte Stellung. In jeder Stellung vermeidet so die Beschattungsanlage jeglichen Direktlichteinfall, und zu keinem Zeitpunkt sind die Photovoltaiklamellen abgeschattet, und im Verlauf des Vormittags und des Nachmittags kann bei reflektierend ausgelegten Gegenlauflamellen das auf diese auf- treffende Licht zu den Photovoltaiklamellen reflektiert und dort zusätzlich photovoltaisch genutzt werden. Dies kann die photovoltaische Ausbeute nochmals um bis zu 10% steigern. Neben direkt reflektiertem Licht kann je nach Auslegung der Gegenlauflamelle 2b auch Diffusstrahlung von dieser zur benachbarten Photovoltaiklamelle lc weitergeleitet werden.Through the automatic tracking of the position of the sun, the slats are pivoted in the morning into the end position according to FIG. 7, from which they are then successively pivoted back until they reach the closed position of FIG. 4 at noon. They are then pivoted in mirror image to the north-south vertical plane in accordance with the sequence of FIGS. 5 to 7 into the other end position, the photovoltaic lamellas 1b, 1c, ie from the closed position to one by 60 ° West tilted position. In any position, the shading system avoids any direct light, and at no time are the photovoltaic slats shaded, and in the course of the morning and the afternoon, the reflecting counter-rotating slats can reflect the light that strikes them towards the photovoltaic slats and can also be used there for photovoltaic purposes. This can further increase the photovoltaic yield by up to 10%. In addition to directly reflected light, depending on the design of the counter-rotating lamella 2b, diffuse radiation can also be passed on from this to the neighboring photovoltaic lamella lc.
Es versteht sich, daß neben den beschriebenen weitere Realisierungen der erfindungsgemäßen Beschattungsanlage möglich sind. So können die Gegenlauflamellen eine andere Breite als die Photovoltaiklamellen aufweisen. Außerdem kann die Beschattungsanlage in jeder anderen als der gezeigten räumlichen Orientierung an einer Fassade oder einem Oberlicht eines Gebäudes oder dergleichen angeordnet sein. Als Photovoltaikelemente sind sowohl Solarzellen der gängigen Typen mit einer Lichtabsorber-Dünnschicht als auch sogenannte Lichtantennen- Solarzellen mit einer Nano-Metallstruktur oder elektrochemische Solarzellen verwendbar. Statt mit Photovoltaikelementen können die Mitlauflamellen auch mit anderen solarenergie- umwandelnden Elementen, wie Flachabsorber oder Vakuumröhren- Kollektoren für eine solarthermische Umwandlung, oder mit lichtsammelnden Elementen belegt sein, wie z.B. mit Linsen oder Reflektoren, an die Lichtleiter angekoppelt sein können, um das gesammelte Licht einer Nutzung beispielsweise für eine kontrollierte, gleichmäßige Innenraumbeleuchtung zuzuführen. Die Gegenlauflamellen sind vorzugsweise so gestaltet, daß sie mittels Beugung, Brechung oder Reflexion der direkten oder diffusen Solarstrahlung die gewünschte Tageslicht- und Beschattungsfunktionalität erfüllen. Als positiver Nebeneffekt kann die reflektierte Strahlung die Energieauskopplungsfunk- tion der Mitlauflamellen unterstützen. It goes without saying that in addition to the described further implementations of the shading system according to the invention are possible. The counter-rotating blades can have a different width than the photovoltaic blades. In addition, the shading system can be arranged in any other than the spatial orientation shown on a facade or a skylight of a building or the like. Both solar cells of the common types with a light absorber thin film and so-called light antenna solar cells with a nano-metal structure or electrochemical solar cells can be used as photovoltaic elements. Instead of using photovoltaic elements, the tracking slats can also be equipped with other solar energy converting elements, such as flat absorbers or vacuum tube collectors for solar thermal conversion, or with light collecting elements, such as e.g. with lenses or reflectors to which light guides can be coupled in order to use the collected light for use, for example, for controlled, uniform interior lighting. The counter-rotating lamellae are preferably designed so that they fulfill the desired daylighting and shading functionality by means of diffraction, refraction or reflection of the direct or diffuse solar radiation. As a positive side effect, the reflected radiation can support the energy decoupling function of the idler plates.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Beschattungsanlage mit einer Reihe von Beschattungslamellen (la, lb, lc, 2a, 2b, 2c) , die jeweils um eine quer zur Reihenrichtung (R) verlaufende Längsachse (3 bis 8) schwenkbeweglich angeordnet sind und aus einer Gruppe von Mitlauflamellen (la, lb, lc) und einer Gruppe alternierend angeordneten Gegenlauflamellen (2a, 2b, 2c) bestehen, wobei die Lamellen der jeweiligen Gruppe unter sich gleichsinnig und bezüglich derjenigen der anderen Gruppe gegensinnig verschwenkt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die gegensinnigen Schwenkbewegungen der beiden Lamellengruppen (la, lb, lc; 2a, 2b, 2c) in Abhängigkeit vom Sonnenstand so gesteuert werden, daß mindestens innerhalb eines die Geschlossenstellung der Lamellenreihe enthaltenden Schwenkbereichs in jeder Lamellenstellung die einander gegenüberliegenden Bereiche benachbarter Lamellen in der Projektion zur Sonnenlichteinfallsrichtung näherungsweise abschattungsfrei bleiben.1. shading system with a row of shading slats (la, lb, lc, 2a, 2b, 2c), each of which is arranged to pivot about a longitudinal axis (3 to 8) running transversely to the row direction (R) and consists of a group of idler slats (la , lb, lc) and a group of alternately arranged counter-rotating lamellae (2a, 2b, 2c), the lamellae of the respective group being pivoted among themselves in the same direction and with respect to that of the other group, characterized in that the opposite pivoting movements of the two lamella groups ( la, lb, lc; 2a, 2b, 2c) are controlled depending on the position of the sun in such a way that at least within a swivel range containing the closed position of the row of slats in each slat position, the opposing areas of adjacent slats remain approximately free of shading in the projection to the direction of sunlight.
2. Beschattungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mitlauflamellen (la, lb, lc) mit solarener- gieumwandelnden und/oder lichtsammelnden Elementen belegt sind.2. Shading system according to claim 1, characterized in that the idler blades (la, lb, lc) are covered with solar energy-converting and / or light-collecting elements.
3. Beschattungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Außenkanten jeweils benachbarter Lamellen mindestens innerhalb eines die Geschlossenstellung der Lamellenreihe enthaltenden Schwenkbereichs in jeder Lamellenstellung näherungsweise auf einer zur Sonnenlichteinfallsrichtung parallelen Verbindungslinie (21) liegen. 3. Shading system according to claim 1 or 2, further characterized in that the mutually opposite outer edges of adjacent slats are at least within a pivoting range containing the closed position of the row of slats in each slat position approximately on a connection line parallel to the direction of sunlight (21).
PCT/EP1999/001469 1998-03-11 1999-03-08 Shading installation with blades WO1999046473A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT99911749T ATE239853T1 (en) 1998-03-11 1999-03-08 SLATHER SHADING SYSTEM
DK99911749T DK1068422T5 (en) 1998-03-11 1999-03-08 Shielding system with slats
AU30321/99A AU3032199A (en) 1998-03-11 1999-03-08 Shading installation with blades
DE59905465T DE59905465D1 (en) 1998-03-11 1999-03-08 SLATS SHADING SYSTEM
EP99911749A EP1068422B9 (en) 1998-03-11 1999-03-08 Shading installation with blades

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19810436A DE19810436A1 (en) 1998-03-11 1998-03-11 Shading installation with blades
DE19810436.7 1998-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO1999046473A1 true WO1999046473A1 (en) 1999-09-16
WO1999046473A9 WO1999046473A9 (en) 1999-12-02

Family

ID=7860455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1999/001469 WO1999046473A1 (en) 1998-03-11 1999-03-08 Shading installation with blades

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1068422B9 (en)
AT (1) ATE239853T1 (en)
AU (1) AU3032199A (en)
DE (2) DE19810436A1 (en)
DK (1) DK1068422T5 (en)
ES (1) ES2200510T3 (en)
PT (1) PT1068422E (en)
WO (1) WO1999046473A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6459033B1 (en) * 1999-10-03 2002-10-01 Mueller Hermann-Frank Removably mountable blind-type curtain

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202016103216U1 (en) 2016-06-17 2017-09-19 Ludewig Gmbh Facade shading and scissor arm for a facade shading

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1734532U (en) * 1956-06-28 1956-11-22 Trox Gmbh Geb BLIND FLAP WITH CONTINUOUSLY ADJUSTABLE SLATS.
FR2110753A5 (en) * 1970-10-29 1972-06-02 Etu Realisa Indles
DE4302883A1 (en) * 1992-10-06 1994-04-07 Colt Int Holdings Shading device for facade or roof elements provided with glazing

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4239003C2 (en) * 1991-11-19 1995-03-09 Gartner & Co J Sun protection with light-guiding properties
FR2691744A1 (en) * 1992-05-29 1993-12-03 Garin Joseph Independent strip blind - has strips suspended on drive shaft rotated by cords on drums at each shaft end

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1734532U (en) * 1956-06-28 1956-11-22 Trox Gmbh Geb BLIND FLAP WITH CONTINUOUSLY ADJUSTABLE SLATS.
FR2110753A5 (en) * 1970-10-29 1972-06-02 Etu Realisa Indles
DE4302883A1 (en) * 1992-10-06 1994-04-07 Colt Int Holdings Shading device for facade or roof elements provided with glazing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6459033B1 (en) * 1999-10-03 2002-10-01 Mueller Hermann-Frank Removably mountable blind-type curtain

Also Published As

Publication number Publication date
ATE239853T1 (en) 2003-05-15
PT1068422E (en) 2003-09-30
EP1068422B1 (en) 2003-05-07
AU3032199A (en) 1999-09-27
DE59905465D1 (en) 2003-06-12
EP1068422A1 (en) 2001-01-17
WO1999046473A9 (en) 1999-12-02
DK1068422T5 (en) 2004-01-05
EP1068422B9 (en) 2003-11-05
ES2200510T3 (en) 2004-03-01
DE19810436A1 (en) 1999-09-23
DK1068422T3 (en) 2003-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3039202B1 (en) Slat roof
DE4302883A1 (en) Shading device for facade or roof elements provided with glazing
WO2009009915A2 (en) Solar power plant
DE19819337A1 (en) Thermohydraulic sun tracking device
WO2018054703A1 (en) Lamella design
EP3869119A1 (en) Solar arrangement with a photovoltaic unit
EP0800035B1 (en) Shading system for glazing to block direct sunlight from predefined orientations
DE4221896C2 (en) Solar system
EP2066987B1 (en) Reflector arrangement for a solar device, solar unit and method for operating a solar unit
EP1068422B1 (en) Shading installation with blades
DE202013012512U1 (en) DEVICE AND METHOD FOR PHOTOVOLTAIC ABSORBING OF EFFLUENT LIGHT
CH673522A5 (en)
DE19543811A1 (en) Stepped lamella for light radiation control
DE4405650C1 (en) Solar power generator using cooled photovoltaic modules
DE3600434C2 (en)
DE102007033962A1 (en) Solar system for building roof, has movable ring part connected with plate and moved relative to fixed ring part such that movable ring part is rotated together with plate around axle
DE102013005441A1 (en) Solar plant for being located on building roof for producing electrical energy, has solar element turned away from solar element pair, connected to another solar element in common groove and occupying angle that lies in specific range
DE4208255A1 (en) Moving solar collector - has reflector for each absorber tube to increase radiation intensity on angular deviations from nominal setting to follow sun movement
DE19823758C2 (en) Sun protection device for shading building facades provided with transparent facade parts
DE19815850C2 (en) Sun protection device for buildings
DE10328321A1 (en) Multifunctional prism blunt wedge e.g. for solar radiation concentration, has defined divergence angle falling on wide aperture surface of PSK by total reflections at boundary surface between PSK flanks and ambient air
EP0622501A1 (en) Device for covering a façade
DE3132534A1 (en) Screening device on a glazed window opening
EP2538013A1 (en) Angle-selective sunlight dimming on a building exterior
EP1201986B1 (en) Light deflection and deviation device for stationary use on a building façade for selective indoor illumination

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
AK Designated states

Kind code of ref document: C2

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: C2

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

COP Corrected version of pamphlet

Free format text: PAGE 17, CLAIMS AND PAGES 1/2-2/2, DRAWINGS, ADDED

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999911749

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999911749

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1999911749

Country of ref document: EP