WO2008151621A2 - Solar light display for outdoor use (solar media module) - Google Patents

Solar light display for outdoor use (solar media module) Download PDF

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Definitions

  • the previously predominantly used bulbs eg colored RGB LEDs
  • the previously predominantly used bulbs are mounted to achieve a greater light intensity of the displays (eg also for daytime operation) in such a high density that despite the relatively low energy consumption of the individual LEDs for the entire display ultimately a very high electrical connection value (often even more than 1 kw) per square meter of illuminated area is required.
  • the power consumption of the lighting equipment of these systems which is based on the square meter of the display area, has dropped so much that the structural combination of energy yield area (for example of photovoltaic generators) and light pixel matrix now allows the construction of largely energy self-sufficient solar media modules.
  • the area-based values of power generation and electricity consumption can now be coordinated.
  • main claim 1 sets forth two state-of-the-art systems, namely the development of large, low power, light-emitting display systems for outdoor use with the development of lighter, more effective and more flexible photovoltaic generator systems to a new energy self-sufficient, variable, versatile modular product, the "solar light display" combined.
  • Some on-market, large-screen, energy-saving, electronically-controllable lighting systems operate e.g. with illuminant assemblies arranged in a two-dimensional, linear matrix. They work similar to an old line television with relatively large line spacing between 5 and 20 cm with very bright LEDs and / or technically optimized chips.
  • this intermediate space which is no longer used by the display technology, is sufficient, for example, to mount linear photovoltaic module strips (module modules connected in rows of cells or module strips configured in flexibly adaptable thin-film technology) to the same constructive plane in order to additionally provide this surface for solar energy production to use.
  • linear photovoltaic module strips module modules connected in rows of cells or module strips configured in flexibly adaptable thin-film technology
  • the assembly and equipment forms of the solar light display are listed as in the dependent claims 2 to 10 and exemplified varied variant and with each other variously combinable and can thus be optimally matched in terms of local Besonnungs- and visibility and on the individual application task of the system.
  • the energy self-sufficient solar light displays are particularly suitable for mobile use, where they, as described here, for example, as "large-scale media curtains” hung on scaffolding or parts of buildings and can be easily unrolled.
  • SUBSTITUTE SHEET Control units of the mobile display and energy storage units of the PV generator can be housed in a portable box outside the display system and connected to it via cable.
  • the light-emitting surface exposed to the sun during the day loads the temporary storage via the integrated photovoltaic modules and extracts the energy required for the illuminated display during evening operation.

Abstract

The energy consumption and the impact on the environment, connected therewith, of large standard electronic displays, such as, for example, the ones used in football stadiums or during large open-air events, is still very high. The invention combines optimised, adaptable photo voltaic generators having energy-efficient illuminating means, system controls and various energy-saving systems with a compact, solar light display for outdoor use (Solar Media Module), which can generate its own energy requirement and which is environmentally friendly. Said solar light display is modular and is characterised in that a number of illuminating means that can be individually controlled, are energy efficient, are weather-resistant and are arranged individually or in groups and are distributed on a spatial carrier matrix that is preferably two-dimensional and that produces the display image, said matrix being structurally combined with a photo voltaic generator (i.e. photo voltaic system consisting of a module formed from several cells or from several modules) to form a flat (e.g proportional in standard image and film formats) functional unit. The current obtained via the integrated generator surface (e.g. temporarily stored in accumulators or in the public network) is used for the autonomous operation of the display device.

Description

Beschreibung: Description:
Marktübliche, vorwiegend zu öffentlichen Werbe-, Unterhaltungs- oder Informationszwecken eingesetzte elektronische Großdisplays bestehen im Außeneinsatz meist aus mehreren massiven Bauteilen (z.B. vormontierten Leuchtclustem), in denen die einzeln ansteuerbaren Leuchtpunkte oder -Chips (Pixel) zu Gruppen zusammen gefasst sind. Diese können wiederum zu großen, miteinander verschalteten leuchtenden Displayflächen kombiniert werden, die zusammen ein einziges, homogen leuchtendes Bild ergeben.Commercially available electronic displays used predominantly for public advertising, entertainment or information purposes generally consist of several solid components (for example pre-assembled light clusters) in outdoor use, in which the individually controllable light spots or chips (pixels) are grouped together. These can in turn be combined into large interconnected luminous display surfaces, which together form a single, homogeneously luminous image.
Die bislang dazu vorwiegend eingesetzten Leuchtmittel (z.B. farbige RGB-LEDs) werden zur Erzielung einer größeren Lichtstärke der Displays (z.B. auch für den Betrieb bei Tage) in solch großer Dichte montiert, dass trotz des relativ geringen Energieverbrauchs der einzelnen LEDs für das gesamte Display letztlich ein sehr hoher elektrischer Anschlusswert (oft noch über 1 kw) pro Quadratmeter Leuchtfläche benötigt wird.The previously predominantly used bulbs (eg colored RGB LEDs) are mounted to achieve a greater light intensity of the displays (eg also for daytime operation) in such a high density that despite the relatively low energy consumption of the individual LEDs for the entire display ultimately a very high electrical connection value (often even more than 1 kw) per square meter of illuminated area is required.
Der Stromverbrauch solcher Anlagen, wie sie zum Beispiel in Fußballstadien oder bei Open-Air Veranstaltungen immer beliebter und öfters eingesetzt werden, ist deshalb sehr hoch. Eine weitere Verbreitung dieser energieintensiven Großdisplays ist angesichts der damit verbunden hohen Umweltbelastung sehr in Frage zu stellen. Eine unmittelbar mit diesen energieintensiven Großdisplays kombinierte Energieversorgungsmöglichkeit durch regenerativ erzeugten Strom (z.B. Photovoltaik) war bislang technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll möglich.The power consumption of such systems, such as in football stadiums or open-air events are increasingly popular and often used, is therefore very high. A further spread of these energy-intensive large displays is very questionable in view of the associated high environmental impact. An energy supply possibility by means of regenerative electricity (for example photovoltaic) directly combined with these energy-intensive large displays has hitherto not been technically and economically feasible.
ff.ff.
ERSATZBLATT In der Lichttechnik hat man jedoch in den letzten Jahren begonnen, die Dichte, Leistungsfähigkeit und Anordnung der für ein Leuchtdisplay nötigen emittierenden Leuchtpunkte (Pixel) zu optimieren. Inzwischen sind erste Systeme auf dem Markt, die mit Hilfe von Computersteuerungen, verbesserten Leuchtmitteln und Optiken sowie einer flächig aufgespreizten geometrischen Pixelverteilung auf der optisch wirksamen Displayfläche beachtliche Ergebnisse auch bei Tagesllchtelnsatz erzielen können.SUBSTITUTE SHEET In the field of lighting technology, however, the last years have begun to optimize the density, efficiency and arrangement of the emitting luminous dots (pixels) required for a light-emitting display. In the meantime, the first systems on the market that can achieve considerable results with the help of computer controllers, improved illuminants and optics as well as a spread-apart geometric pixel distribution on the optically effective display surface, even at daytime use, are on the market.
Gleichzeitig sank der auf den Quadratmeter Displayfläche bezogene Strombedarf der Leuchtmittel dieser Anlagen so weit, dass die bauliche Kombination von Energie- ertragsfläche (z.B. von Photovoltaikgeneratoren) und Leuchtpixelmatrix nun den Bau von weitgehend energieautarken solaren Medienmodulen erlaubt. Die flächenbezogenen Werte von Stromerzeugung und Stromverbrauch lassen sich nun aufeinander abstimmen.At the same time, the power consumption of the lighting equipment of these systems, which is based on the square meter of the display area, has dropped so much that the structural combination of energy yield area (for example of photovoltaic generators) and light pixel matrix now allows the construction of largely energy self-sufficient solar media modules. The area-based values of power generation and electricity consumption can now be coordinated.
Hier setzt die vorliegende, Im Hauptanspruch 1 angeführte Erfindung ein, die zwei dem aktuellen Stand der Technik entsprechende Systeme, nämlich die Entwicklung großer, Strom sparender Leuchtdisplay-Systeme für den Außeneinsatz mit der Entwicklung leichter, effektiver und flexibler photovoltaiseher Generatoranlagen zu einem neuen energieautarken, variablen, vielfältig einsetzbaren modularen Produkt, dem „solaren Leuchtdisplay" kombiniert.This is where the present invention cited in main claim 1 sets forth two state-of-the-art systems, namely the development of large, low power, light-emitting display systems for outdoor use with the development of lighter, more effective and more flexible photovoltaic generator systems to a new energy self-sufficient, variable, versatile modular product, the "solar light display" combined.
Einige auf dem Markt befindliche, für Großdisplays geeignete, energiesparende, elektronisch steuerbare Leuchtsysteme arbeiten z.B. mit Leuchtmittel-Baugruppen, die in einer zweidimensionalen, linearen Matrix angeordnet sind. Sie funktionieren ähnlich einem alten Zeilenfernseher mit relativ großen Zeilenabständen zwischen 5 und 20 cm mit sehr lichtstarken LEDs und/oder technisch optimierten Chips.Some on-market, large-screen, energy-saving, electronically-controllable lighting systems operate e.g. with illuminant assemblies arranged in a two-dimensional, linear matrix. They work similar to an old line television with relatively large line spacing between 5 and 20 cm with very bright LEDs and / or technically optimized chips.
ff.ff.
ERSATZBLATT Dieser von der Displaytechnik nicht mehr genutzte Zwischenraum reicht erfindungsgemäß zum Beispiel aus, um ebenfalls linienförmige Photovoltaik» Modulstreifen (z.B. in Zellreihen verschaltete Module oder in flexibel anpassbarer Dünnfilmtechnologie ausgeführte Modulstreifen) in die gleiche konstruktive Ebene zu montieren, um diese Fläche nun zusätzlich zur solaren Energiegewinnung zu nutzen.SUBSTITUTE SHEET According to the invention, this intermediate space, which is no longer used by the display technology, is sufficient, for example, to mount linear photovoltaic module strips (module modules connected in rows of cells or module strips configured in flexibly adaptable thin-film technology) to the same constructive plane in order to additionally provide this surface for solar energy production to use.
In der linearen Version werden z.B. momentan auf dem Markt zwischen ca.2 und 3 cm starke, individuell ansteuerbare, mit hoch effektiven Leuchtmitteln bestückte Leuchtschienen, -Bänder oder auch -Röhren oder Halbröhren angeboten, in der aufgerasterten Version gibt es aktuell zum Beispiel kleine, zu ca. 3x3 bis 5x5 cm großen, punktförmigen Leuchtclustern - oder Chips zusammengefasste Leuchtmittel. Diese in Relation zur optisch wirksamen Fläche schlanken Display- Baugruppen sind erfindungsgemäß auch mit Abstand frei vor oder hinter die photovoltaisch aktive Generatorfläche montierbar.In the linear version, e.g. currently available on the market between ca. 2 and 3 cm thick, individually controllable, equipped with highly effective bulbs light rails, bands or tubes or half tubes, in the rasterized version there are currently, for example, small, about 3x3 to 5x5 cm large, point-like light cluster - or chips combined bulbs. These slim in relation to the optically effective surface display modules are according to the invention also at a distance freely before or behind the photovoltaically active generator surface mountable.
Die Montage- und Ausstattungsformen des solaren Leuchtdisplays sind wie in den Unteransprüchen 2 bis 10 aufgeführt und beispielhaft erläutert variantenreich und miteinander vielfältig kombinierbar und können somit in Bezug auf die lokalen Besonnungs- und Sichtverhältnisse sowie auf die individuelle Einsatzaufgabe der Anlage optimal abgestimmt werden.The assembly and equipment forms of the solar light display are listed as in the dependent claims 2 to 10 and exemplified varied variant and with each other variously combinable and can thus be optimally matched in terms of local Besonnungs- and visibility and on the individual application task of the system.
Die energieautarken solaren Leuchtdisplays, speziell in ihrer leichten, flexiblen Form eignen sich besonders für den mobilen Einsatz, wo sie, wie hier zum Beispiel beschrieben, wie „mediale Großvorhänge" an Gerüsten oder Gebäudeteilen aufgehangen und einfach abgerollt werden können.The energy self-sufficient solar light displays, especially in their light, flexible shape are particularly suitable for mobile use, where they, as described here, for example, as "large-scale media curtains" hung on scaffolding or parts of buildings and can be easily unrolled.
ff.ff.
ERSATZBLATT Steuereinheiten des mobilen Displays und Energiespeichereinheiten des PV-Generators (in der Regel Akkumulatoren, sofern sich nicht eine lokale Zwischeneinspeisung in das öffentliche Stromnetz anbietet) können in einer transportablen Box auch außerhalb der Displayanlage untergebracht und mit dieser über Kabel verbunden werden. Die tagsüber der Sonne ausgesetzte Leuchtdispiayfläche lädt über die integrierten Photovoltalkmodule den Zwischenspeicher und entnimmt diesem bei Abendbetrieb wieder die für das Leuchtdisplay nötige Energie.SUBSTITUTE SHEET Control units of the mobile display and energy storage units of the PV generator (usually accumulators, unless there is a local intermediate feed into the public grid) can be housed in a portable box outside the display system and connected to it via cable. The light-emitting surface exposed to the sun during the day loads the temporary storage via the integrated photovoltaic modules and extracts the energy required for the illuminated display during evening operation.
Die modulare Bauweise des solaren Leuchtdisplays, sowie die Vielfalt und ständige Weiterentwicklung und Verbesserung der dafür auf dem Markt erhältlichen Baukomponenten (sowohl im Bereich der Displaytechnik als auch im Bereich der Photovoltaik) ermöglichen eine sehr hohe Varianz bezüglich der Größe, der Integrationsfähigkeit, der Leistungsfähigkeit und des gestalterischen Ausdrucks der Displayanlagen. So sind vom integrierten, medialen Großdisplay in Gebäudefassaden über temporär montierte Screens für Qpen-Air Events bis hin zu kleineren Infoscreens alle Einsatzmöglichkeiten denkbar.The modular design of the solar light display, as well as the variety and constant development and improvement of available on the market construction components (both in the field of display technology as well as in the field of photovoltaics) allow a very high variance in terms of size, integration, performance and the creative expression of the display systems. Thus, all possible applications are conceivable from the integrated, large-format media display in building facades via temporarily mounted screens for Qpen-Air events to smaller infoscreens.
Diese Aufzählung ist nicht abschließend, sondern beispielhaft.This list is not exhaustive, but exemplary.
ff.ff.
ERSATZBLATT SUBSTITUTE SHEET

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Hauptanspruch: Elektronisch steuerbares, additiv einsetzbares, moduiares, solares Leuchtdisplay für den Außeneinsatz, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von einzelnen oder in Baugruppen angeordneten, witterungsgeschützten, energieeffizienten, individuell ansteuerbaren Leuchtmitteln (z.B. LEDs in RGB-Technologie) auf einer das Displaybild erzeugenden räumlichen, vorzugsweise zweidimensionalen Trägermatrix verteilt sind, welche baulich mit einem Photovoltaikgenerator (d.h. aus einem von mehreren Zellen gebildeten Modul oder aus mehreren Modulen bestehenden Photovoltaikanlage) zu einer flächigen (z.B. in den üblichen Bild- und Filmformaten proportionierten) Funktionseinheit kombiniert ist und das den über die Generatorfläche photo- voltaisch gewonnenen (im integrierten Energiespeicher oder im öffentlichen Netz zwischengespeicherten) Strom wieder zum Betrieb der Displayanlage einsetzt.1. Main claim: electronically controllable, additive applicable, moduiares, solar light display for outdoor use, characterized in that a number of individual or arranged in modules, weatherproof, energy-efficient, individually controllable bulbs (eg LEDs in RGB technology) on a display screen generating spatially, preferably two-dimensional carrier matrix are distributed, which is structurally combined with a photovoltaic generator (ie from a module formed by several cells or consisting of several modules photovoltaic system) to a flat (eg proportioned in the usual image and film formats) functional unit and the The photovoltaic power (stored in the integrated energy storage device or in the public network) is used again to operate the display system via the generator area.
2. Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer parallel versetzten Ebene hinter der Leuchtmatrix sitzt und in die gleiche Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfiäche liegt auf der besonnten Seite der Photovoltaikanlage)2. Solar light display according to claim 1, characterized in that the photovoltaically active generator surface (seen from the viewpoint of the viewer) is preferably located in a parallel offset plane behind the light matrix and oriented in the same direction (ie the radiating Leuchtdisplayfiäche is on the sunny side the photovoltaic system)
3. Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer parallel versetzten Ebene hinter der Leucht- matrix sitzt und in die entgegengesetzte Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfläche liegt auf der verschatteten Seite der Photovoltaikanlage) ff.3. Solar illuminated display according to claim 1, characterized in that the photovoltaically active generator surface (seen from the viewpoint of the viewer) preferably in a parallel offset plane behind the light matrix sits and is oriented in the opposite direction (ie the radiating light display surface is located on the shaded side of the photovoltaic system) ff.
ERSATZBLATT SUBSTITUTE SHEET
4. Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer Ebene mit der Leuchtmatrix sitzt und in die gleiche Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfläche liegt auf der besonnten Seite der Photovoitaikanlage)4. Solar light display according to claim 1, characterized in that the photovoltaically active generator surface (seen from the viewpoint of the viewer) preferably sitting in a plane with the light matrix and is oriented in the same direction (ie the radiating LED display surface is on the sunny side of the Photovoitaikanlage )
5. Solares Leuchtdisplay nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche (aus Sicht des Displaybetrachters gesehen) vorzugsweise in einer Ebene mit der Leuchtmatrix sitzt und in die entgegengesetzte Richtung orientiert ist (d.h. die abstrahlende Leuchtdisplayfläche liegt auf der verschatteten Seite der Photovoitaikanlage)5. Solar light display according to claim 1, characterized in that the photovoltaically active generator surface (seen from the viewpoint of the viewer) preferably sitting in a plane with the light matrix and is oriented in the opposite direction (ie the radiating light display surface is on the shaded side of the Photovoitaikanlage )
6. Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 5 und 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Display- und/oder Generatorträger (z.B. zum besseren mobilen Einsatz) vorzugsweise aus flexiblen, hoch reißfesten und witterungsbeständigen oder auch lichtdurchlässigen Materialien (z.B. Folien, Gewebe, Netze) besteht und dass der Photovoltaikgenerator in Dimensionierung und Bauweise (z.B. in kleinteiligen, additiv und flexibel zueinander angeordneten Zellen oder Modulen) und /oder in der verwendeten PV-Technologieart (z.B. Dünnfilmzellen auf flexiblen Trägern, flexibel gekoppelte Konzentratorzellen, flexibel gekoppelte Tandemzellen etc.) der Flexibilität des Displayträgers entspricht (d.h. zum Beispiel klapp-, falt- oder aufrollbar ist).6. Solar light display according to one or more of claims 1 to 5 and 7-10, characterized in that the display and / or generator support (eg for better mobile use) preferably made of flexible, highly tear-resistant and weather-resistant or translucent materials ( eg films, fabrics, nets) and that the photovoltaic generator in dimensioning and construction (eg in small-scale, additive and flexible arranged cells or modules) and / or in the used PV technology type (eg thin-film cells on flexible carriers, flexibly coupled concentrator cells, flexibly coupled tandem cells, etc.) corresponds to the flexibility of the display carrier (ie folding, folding or roll-up, for example).
ff.ff.
ERSATZBLATT SUBSTITUTE SHEET
7, Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 6 und 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Displayträger zusätzlich (z.B. zur besseren Bauwerksintegration) ein funktional integraler und/oder gestalterisch wirksamer Bestandteil eines raumbrldenden Bauteils (z.B. einer Fassade, einer Mauer, einer Schallschutzwand etc.), eines technischen Bauwerks (z.B. eines Kühlturms, eines7, solar light display according to one or more of claims 1 to 6 and 8-10, characterized in that the display carrier in addition (eg for better integration of structures) a functionally integral and / or design effective component of a raumbrldenden component (eg a facade, a Wall, a noise barrier, etc.), a technical structure (eg a cooling tower, a
Förderturms, eines Schornsteins, einer Brückenabwicklung etc.) oder eines Transportmittels (z.B. eines Schiffes, eines Zuges, eines Busses, eines LKWs, eines Autos, einer Seilbahnanlage etc.) ist.Winding tower, a chimney, a bridge, etc.) or a means of transport (e.g., a ship, a train, a bus, a truck, a car, a cable car, etc.).
8. Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7 und 9-10, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche optional zur besseren gestalterischen Wirkung semitransparent ausgeführt ist.8. Solar lighting display according to one or more of claims 1 to 7 and 9-10, characterized in that the photovoltaically active generator surface is optionally designed semitransparent for better design effect.
9. Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 8 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaisch aktive Generatorfläche und/ oder deren nicht aktive Rückseite optional zur besseren gestalterischen Wirkung farblich gestaltet ist (z.B. durch Beschichtung, Bespannung, Folienbeklebung und/oder Bedruckung).9. Solar luminous display according to one or more of claims 1 to 8 and 10, characterized in that the photovoltaically active generator surface and / or its non-active back is optionally designed color for better design effect (eg by coating, covering, Folienbeklebung and / or Oppression).
10, Solares Leucht-Display nach einem oder mehreren Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Displayträger optional als symmetrische oder asymmetrische, geneigte, sphärisch gekrümmte, gestufte oder horizontal montierte Fläche eingesetzt wird, wobei die photovoltaisch aktive Seite der Generatorfläche weitmöglichst dem Sonnenlicht zugewandt ist.10, solar light display according to one or more of claims 1-9, characterized in that the display support is optionally used as a symmetrical or asymmetrical, inclined, spherically curved, stepped or horizontally mounted surface, wherein the photovoltaically active side of the generator surface as far as possible the sunlight is facing.
ff.ff.
ERSATZBLATT SUBSTITUTE SHEET
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