WO2024022564A1 - Floating platform for arranging at least one photovoltaic module, photovoltaic installation having a floating platform, and photovoltaic installation - Google Patents

Floating platform for arranging at least one photovoltaic module, photovoltaic installation having a floating platform, and photovoltaic installation Download PDF

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WO2024022564A1
WO2024022564A1 PCT/DE2023/200152 DE2023200152W WO2024022564A1 WO 2024022564 A1 WO2024022564 A1 WO 2024022564A1 DE 2023200152 W DE2023200152 W DE 2023200152W WO 2024022564 A1 WO2024022564 A1 WO 2024022564A1
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buoyancy
buoyancy body
water surface
spring
transition
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PCT/DE2023/200152
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Inventor
Gerhard J. Schlapmann
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Schlapmann Gerhard J
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/70—Waterborne solar heat collector modules

Definitions

  • Photovoltaic module photovoltaic system with a
  • the invention relates to a swimming platform for arranging at least one photovoltaic module set up to generate electrical energy on a water surface, the swimming platform having a support device and a buoyancy device, the buoyancy device being connected to the support device by means of a connecting device, the support device on a in an operating position, the upper side facing away from the water surface has a receiving device for receiving a photovoltaic module or several photovoltaic modules and the buoyancy device is arranged on an underside of the support device facing the water surface in the operating position and is designed to be buoyant in such a way that when the buoyancy device is at least partially immersed, a static buoyancy occurs a direction of buoyancy relative to the water is generated and the swimming platform is buoyant. Furthermore, the invention relates to a photovoltaic system with such a swimming platform and a photovoltaic system with several swimming platforms.
  • Photovoltaic modules which are used to generate electrical energy from sunlight, are relatively large and require increased space. Furthermore, it is desirable Photovoltaic modules must be aligned directly with the sun, which is why mobility of the photovoltaic modules over the course of the day is desirable. In this context, similar to the case of wind turbines, arranging photovoltaic modules offshore or generally on water surfaces has been discussed.
  • US 2022/0224279 A1 discloses a so-called floating support structure.
  • Solar panels are mounted on floating bodies so that they can be placed on a water surface, for example.
  • Spring devices made of elastomer blocks for locally dampening impacts on the floating bodies are also disclosed.
  • WO 2022/135729 A1 discloses a floating structure with ellipsoidal buoyancy bodies, which are attached to a basic structure by means of stilt-like elements. An array of solar modules can be placed on the basic structure.
  • US 2019/0300123 A1 describes a multi-part buoyancy platform, with support elements mounted on floating bodies using swivel joints.
  • the object of the invention is to improve the state of the art.
  • the task is solved by a swimming platform for arranging at least one photovoltaic module set up to generate electrical energy on a water surface, the swimming platform has a carrying device and a buoyancy device, the buoyancy device being connected to the carrying device by means of a connecting device which has a carrying device on a top side facing away from the water surface in an operating position, a receiving device for holding a photovoltaic module or several photovoltaic modules and the buoyancy device is arranged on an underside of the support device facing the water surface in the operating position and is designed to be buoyant in such a way that when the drive device is at least partially immersed static buoyancy is generated in a buoyancy direction relative to the water and the swimming platform is buoyant, wherein the buoyancy device has a first buoyancy body and the connecting device has a first spring device, wherein a temporary buoyancy difference generated on a moving water surface is cushioned on the first buoyancy body by means of the first spring device so that the
  • the buoyancy device is designed such that the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and/or the further buoyancy body are in the operating position has or have a submerged buoyancy area and an exposed buoyancy area, so that the respective buoyancy body is partially immersed in the water surface in the operating position, wherein the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and / or the further buoyancy body has a first transition body volume , has or have a second transition body volume, a third transition body volume, a fourth transition body volume and / or a further transition body volume, the respective transition body volume piercing the water surface in the operating position and, in the area of the water surface, having a smaller cross section than a respective buoyancy cross section of the respective buoyancy body, Has a transition cross section so that a difference in buoyancy on the moving water surface is reduced.
  • the core idea of the invention is to provide a swimming platform in such a way that a wave-induced movement of a first buoyancy body, for example, can take place at least partially decoupled from the support device carrying the photovoltaic modules or a photovoltaic module, in that the first spring device has a corresponding force and path difference at least partially absorbs and compensates and in particular the respective transition volume also brings about a reduction in the force and path differences by means of the appropriately designed buoyancy bodies.
  • a swimming platform with a motion-calmed support device for at least one photovoltaic module is provided without complex stabilization devices, electronic compensation mechanisms or the like. This ensures that, on the one hand, there is sufficient residual buoyancy at all times to cushion even large wave events, for example.
  • a corresponding immersion-buoyancy ratio can be established via the geometry of the respective buoyancy body, so that, for example, a desired interaction behavior with the water takes place .
  • a respective spherical or essentially spherical buoyancy body has proven to be particularly advantageous here, the respective spherical or essentially spherical buoyancy body being designed and dimensioned such that the spherical or essentially spherical buoyancy body is in the Operating position is partially submerged and thus forms a submerged buoyancy area and an exposed buoyancy area.
  • the buoyancy body can in particular also be formed by a composition of vertical plates or the like.
  • a “swimming platform” is a technical device for launching onto a water surface of a body of water, for example a lake or a section of the sea, with the swimming platform then serving as a mounting surface or staging area.
  • the swimming platform has a “support device” and a “buoyancy device ", whereby the carrying device serves, for example, to accommodate a photovoltaic module on its surface, and the buoyancy device serves to generate sufficient buoyancy on the water surface so that the swimming platform remains buoyant.
  • a “photovoltaic module” is a technical device in particular for converting light, especially sunlight, into electrical energy. Such photovoltaic modules are also known as solar cells or solar panels.
  • the swimming platform in the context of this invention serves to arrange a or several photovoltaic modules on a corresponding “water surface”, i.e. on the boundary area of a body of water.
  • a “connecting device” is, for example, a mechanical connection between the carrying device and the Buoyancy device, wherein the connecting device can be part of a support frame or a framework.
  • An “operating position” is the position in which the swimming platform is arranged in normal operation, i.e. typically in such a way that the buoyancy device faces the water and the support device faces away from the water.
  • a “top side” is viewed in the direction of gravity , i.e. the side that faces away from the water.
  • a “receiving device” is then attached to this top side, for example a framework, a frame or a similar device, which contains one or more photovoltaic modules
  • a “bottom side” is therefore also to be viewed in the direction of gravity and refers to the side that faces the water surface.
  • “Swimmable” describes the property of the buoyancy device that its own weight, in particular its own weight together with the other dead weights of the components of the swimming platform, is less than the amount of water displaced by the buoyancy device, so that the swimming platform as a whole is buoyant.
  • the buoyancy device viewed in isolation, may be equipped with significantly more buoyancy than would be necessary to support its own weight on the water surface
  • the buoyancy generated by the buoyancy device on the water surface is a “static buoyancy” and is therefore naturally present even without a relative movement with respect to the water.
  • the “buoyancy direction” is the direction that acts against the direction of gravity towards the top of the swimming platform and thus the Counteracts the weight of the swimming platform in order to keep the swimming platform buoyant on the water surface.
  • water surface represents the contact area between the body of water and the atmosphere, whereby the “body of water” refers to the total amount of water, for example a lake or a sea or even an ocean. “Water” and “water body” can be used interchangeably.
  • the buoyancy device has a "first buoyancy body", i.e. a partial area, a partial body or a body effective for buoyancy, whereby the buoyancy device itself can have additional means, for example for arranging the buoyancy body.
  • the first buoyancy body acts like that buoyancy device described above relative to the water and represents a subunit of the buoyancy device.
  • the buoyancy device has a second buoyancy body, a third buoyancy body, a fourth buoyancy body and / or a further buoyancy body and the connecting device has a second spring device, a third spring device, a fourth spring device and / or a further spring device, wherein a temporary buoyancy difference generated on a moving water surface on the second buoyancy body, on the third buoyancy body, on the fourth buoyancy body and / or on the further buoyancy body by means of the second spring device, by means of the third spring device, by means of the fourth spring device and/or is cushioned by means of the further spring device, so that the supporting device remains at least partially fixed in place relative to the water surface by means of the respective cushioning.
  • the respective spring device has a respective spring unit and/or a respective damping unit, with the damping unit making it possible to dampen the respective cushioning against vibrations.
  • This configuration makes it possible to use the damping unit to correspondingly dampen vibrations induced by waves, for example, i.e. periodically repeated changes in height of the water surface that act on the swimming platform.
  • the respective “spring unit” takes on the task of increasing the force when the deflection increases, with a damping unit exerting forces that are opposite to the movement depending on the speed, so that in particular one High speed of movement, for example high-frequency waves on the water surface, can or can be compensated for, for example by the inertia of the swimming platform, with long-wave events being absorbed by appropriately adjusted damping properties, for example by the spring device.
  • the function of the path-dependent increase in force and the damping can also be realized together, for example by a suitable material with elastic and at the same time damping properties.
  • the respective spring device has a spiral spring, a gas pressure spring, an elastomer spring, a strand spring and/or a leaf spring.
  • a “strand spring” is a strand-shaped spring device formed, for example, from an elastomer, which has resilient properties analogous to the function of a standard household rubber band, but, for example, on a larger scale and adapted for technical use.
  • such a strand spring can usually be used as a Elastomer selected material and / or, for example, by twisting, twisting and / or braiding individual strands of the strand spring also have damping properties.
  • the respective spring device can also have a liquid damper, a friction damper or an electromagnetic damper.
  • a liquid damper can also be realized, for example, by water from the water body, if, for example, the water that is already below the water surface is guided through appropriate gaps and/or through appropriate throttle devices in order to achieve speed-dependent damping. This means that no additional medium is required.
  • An “immersed buoyancy area” is the area which is arranged below the water surface in the operating position and generates buoyancy, with an “exposed buoyancy area” being arranged above the water surface and only generates additional buoyancy when the respective buoyancy body is submerged further .
  • the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and / or the further buoyancy body has a first transition body volume, a second transition body volume, a third transition body volume, a fourth transition body volume and / or a further transition body volume, wherein the respective transition body volume penetrates the water surface in the operating position and in the area of the water surface has a transition cross section that is reduced by more than 50%, 60%, 70%, 80%, in particular by more than 90%, compared to a respective buoyancy cross section of the respective buoyancy body so that a difference in buoyancy on the moving water surface is reduced.
  • a "transitional body volume” is, for example, a body that is deliberately designed to be slim compared to the rest of the buoyancy body, which generates a significantly lower additional buoyancy in relation to the respective buoyancy body when the buoyancy body is further submerged under water.
  • the respective buoyancy body for example a spherical or essentially spherical buoyancy body
  • a guide device for example a guide rod assigned to the respective buoyancy body
  • This configuration is particularly advantageous in connection with a strand spring, but can also be designed to be connected to other spring devices.
  • the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and / or the further buoyancy body and / or the respective one is or are Transition body volume is designed to be completely closed with a buoyancy body wall, the buoyancy body wall having in particular a filling, in particular a foam.
  • the respective buoyancy body can be designed to be intrinsically safe, for example by filling it with foam, water penetration is no longer possible in the event of a leak in the buoyancy body wall.
  • the support device In order to prevent damage to the support device in heavy seas or, for example, when strong waves form, and to keep the difference in buoyancy as low as possible, the support device has a lattice structure, the lattice structure being designed to be permeable in particular along the direction of buoyancy. This also makes it possible, for example, for water that is surging on the support device, for example on a platform, to drain back towards the water surface quickly and without the introduction of excessive additional forces through the support device.
  • the task is solved by a photovoltaic system with a swimming platform according to one of the previously mentioned embodiments and a photovoltaic module or several photovoltaic modules.
  • Such a photovoltaic system uses the swimming platform and the quasi-stationary attachment of the photovoltaic module or the Photovoltaic modules to convert solar energy into electrical energy particularly efficiently.
  • the task is solved by a photovoltaic system of this type, the photovoltaic system having at least two swimming platforms according to the previously described embodiments.
  • Such a photovoltaic system can, for example, have several photovoltaic modules on different swimming platforms, the swimming platforms being connected, for example, with ropes, chains or similar means and, for example, being centrally anchored.
  • an anchoring can advantageously be applied, in particular on the platform itself, for example on the supporting device, so that the respective buoyancy bodies can act freely relative to the anchoring and the swimming platforms j each remains as stationary as possible on the water surface.
  • Such a photovoltaic system is characterized by a particularly high level of efficiency.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • FIG. 1 is a schematic representation of part of an alternative solar platform with alternative floating bodies
  • FIG. 3 is a schematic representation of an alternative floating body for the solar system of Figure 2
  • Figure 4 shows a schematic representation of part of an alternative solar platform with an alternative suspension, as well
  • Figure 5 is a schematic representation of part of a further alternative
  • a solar platform 101 has a grid frame 103, which is arranged on an upper side 102 of the solar platform 101.
  • the grid frame 103 is designed to be permeable along a buoyancy axis 191 (not shown in detail).
  • the buoyancy axis 191 runs orthogonally to a water surface 181 on which the solar platform 101 floats.
  • the grid frame 103 is stabilized by means of a frame 105, the frame 105 being arranged in the direction of a bottom 104.
  • the frame 105 rests on shock absorbers 111, the shock absorbers having a respective cylinder 113 and a respective piston 115.
  • the shock absorbers 111 have a spring and a damper (not shown in detail). The When the water surface 181 is calm, shock absorbers 111 are in a starting position 117, i.e. in a rest position.
  • Each shock absorber 111 connects the frame 105 and thus the grid frame 103 with a respective buoyancy body 121, 122 and 123.
  • the respective buoyancy body 121, 122 and 123 floats on the water surface 181, with a diving area 124 below the water surface 181 and a free area 125 are arranged above the water surface.
  • the volume of the buoyancy bodies 121, 122 and 123 in the respective diving area 124 displaces water and thus provides the static buoyancy for the platform 101.
  • the buoyancy bodies 121, 122 and 123 are provided with a closed plastic shell and filled with a plastic foam.
  • a solar panel 151 and a solar panel 153 are arranged on the grid frame 103, with a support 152 and a support 154 each serving to set up the solar panels 151 and 153 obliquely or vertically relative to the surface of the grid frame 103, so that the best possible incidence of sunlight on the respective solar panel is possible.
  • the other electrical components required to operate the solar panels are not described in detail here.
  • the resulting wave formation causes a change in the respective diving area 124 and the free area 125, with a respective Buoyancy of the respective buoyancy body 121, 122 and 123 is changed independently of one another.
  • This change in buoyancy is absorbed by the respective shock absorbers 111, so that although the respective buoyancy bodies 121, 122 and 123 locally at least partially follow the wave movement, the grid frame 103 with the frame 105 remains essentially stationary and immovable.
  • the solar panels 151 and 153 are aligned relatively statically with respect to the sun required to generate electrical energy, even when there are waves, and can supply electricity efficiently.
  • the technical arrangements for processing and forwarding the generated electrical power are not shown in detail here.
  • a solar platform 201 (shown as a section with a buoyancy body in FIG. 2) has a grid frame 203 analogous to the previous example. Likewise, a solar panel 251 with a support 252 is placed on the grid frame 203.
  • a rocker arm 207 serves to movably connect a buoyancy body 221 to the grid frame 203, namely by means of joints 222 and 223.
  • the rocker arm 207 is cushioned relative to the grid frame 203 by means of a shock absorber 211, the shock absorbers 211 being a combined spring-oil damper.
  • the function of the buoyancy body 221 is analogous to the buoyancy body 121, 122 or 123 from the previous example.
  • An alternative buoyancy body 321 which could be arranged, for example, on the solar platform 201 at the joint 222, has a joint 322 that is compatible with the joint 222.
  • the buoyancy body 321 has a buoyancy body volume 326 and a transition body volume 327.
  • the transition body volume 327 is significantly slimmer in the direction of the joint 322 and has a smaller cross section than the buoyancy body volume 326. If the buoyancy body 321 is now used on the solar platform 201, a diving area 323 is formed, which completely encompasses the buoyancy body volume 326 and partially extends into the transition body volume 327.
  • a corresponding free area 325 analogous to the previous example, is formed in the area of the transition body volume 327.
  • a cross section of the transition body volume 327 viewed at a section 391 has, for example, only 10% of a cross section along a section 392 through the buoyancy body volume 326. Consequently, a corresponding wave movement, namely a change in the water surface 181, will only cause small differences in buoyancy at the transition body volume 227, so that, for example, the shock absorber 211 can be designed to be lighter and smaller and the swimming platform 201 lies significantly calmer in the water than without this configuration.
  • a suspension 401 is part of an alternative solar platform (not fully shown) and in particular has a modified mechanism for damping of, for example, waves on the water surface 181.
  • a frame 405, for example, carries corresponding solar modules (not shown) and has a guide 407 aligned along a buoyancy axis 491.
  • the guide 407 serves to axially guide a guide rod 413, at the lower end of which a buoyancy body 421 in the shape of a ball is firmly attached.
  • the buoyancy body 421 forms a diving area 424 and a free area 425 compared to the water surface 181, analogous to the previous example.
  • Above the frame 405, the guide rod 413 is accommodated on a spring device 411.
  • the guide rod 413 has a head piece 415 on which hooks 417 are arranged.
  • Hooks 418 are arranged on the frame 405, with respective elastomer strands 419 being arranged between the hooks 417 and the hooks 418.
  • the frame 405 "hangs" as it were below the head piece 415 in the spring device 411.
  • the elastomer strands 419 take on both a resilient function and a slight damping function, so that in the event of a wave movement on the water surface 181 and a corresponding change in buoyancy on the buoyancy body 421, analogous to In the examples described above, the wave movement is cushioned and simultaneously dampened, so that the frame 405 and thus a solar platform formed with it remains as stationary as possible relative to the water surface 181.
  • an alternative suspension 501 is designed with a frame 505, with one Spring device 511 is arranged below the water surface 181.
  • a guide rod 513 extends from the frame 505 to below the water surface 181.
  • a spherical buoyancy body 521 is slidably received on the guide rod 513 by means of a guide bore 507.
  • the guide hole is shown here as an example.
  • a sliding guide for example made of a plastic or a corrosion-resistant metal, can be used in the guide bore, which, for example, uses the water present below the water surface 181 as a lubricant or slip improver. This enables particularly smooth guidance within the guide hole.
  • the buoyancy body 521 is arranged floating on the water surface 181, so that a diving area 524 and a free area 525 are formed, analogous to the previous examples.
  • the buoyancy body 521 has hooks 518, and a head piece 515 at a lower end of the guide rod 513 has hooks 517.
  • Respective elastomer strands 519 are arranged between the hooks 517 and 518, which arrange the frame 505 and a solar platform formed therewith (not completely shown) above the water surface 181 in a resilient and damped manner.
  • the buoyancy body 521 now slides along the guide rod 513 so that the wave movement is compensated for in the best possible way.
  • Additional damping can also be formed, for example, by dimensioning a gap or a passage between the guide rod 513 and the guide bore 507 so that at the same time Liquid damper is formed.
  • the advantage of the suspension 501 is that the elastomer strands 519 are arranged completely below the water surface 181 and are therefore also arranged, for example, safely against ice or fragments of ice at lower temperatures.
  • Two elastomer strands 419, 519 are shown as examples for both the suspension 401 and the suspension 501, with a number of two to four
  • Elastomer strands have proven to be particularly advantageous.

Abstract

The invention relates to a floating platform for arranging at least one photovoltaic module, configured to generate electrical energy, on a water surface, the floating platform having a support device and a buoyancy device, wherein the buoyancy device is connected to the support device by means of a connection device and the buoyancy device is arranged on an underside of the support device facing the water surface in the operating position, wherein the buoyancy device has a first buoyancy body and the connection device has a first spring device, wherein by means of the first spring device a temporary buoyancy difference generated on a moving water surface at the first buoyancy body is cushioned by means of the first spring device such that the support device remains at least partially in place with respect to the water surface by means of the cushioning. The invention also relates to a photovoltaic installation having a floating platform or several floating platforms.

Description

Schwimmplattform zum Anordnen zumindest eines Swimming platform to arrange at least one
Photovoltaikmoduls , Photovoltaikanlage mit einerPhotovoltaic module, photovoltaic system with a
Schwimmplattform sowie Photovoltaikanlage Swimming platform and photovoltaic system
[ 01 ] Die Erfindung betri f ft eine Schwimmplattform zum Anordnen zumindest eines zum Erzeugen von elektrischer Energie eingerichteten Photovoltaikmoduls auf einer Wasseroberfläche , die Schwimmplattform aufweisend eine Trageinrichtung und eine Auftriebseinrichtung, wobei die Auftriebseinrichtung mit der Trageinrichtung mittels einer Verbindungseinrichtung verbunden ist , die Trageinrichtung an einer in einer Betriebsposition der Wasseroberfläche abgewandten Oberseite eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Photovoltaikmoduls oder mehrerer Photovoltaikmodule aufweist und die Auftriebseinrichtung an einer in der Betriebsposition der Wasseroberfläche zugewandten Unterseite der Trageinrichtung angeordnet und derart schwimmfähig ausgebildet ist , dass bei einem zumindest teilweisen Eintauchen der Auftriebseinrichtung ein statischer Auftrieb in einer Auftriebsrichtung gegenüber dem Wasser erzeugt und die Schwimmplattform schwimmfähig ist . Weiterhin betri f ft die Erfindung eine Photovoltaikanlage mit einer solchen Schwimmplattform sowie eine Photovoltaikanlage mit mehreren Schwimmplattformen . [01] The invention relates to a swimming platform for arranging at least one photovoltaic module set up to generate electrical energy on a water surface, the swimming platform having a support device and a buoyancy device, the buoyancy device being connected to the support device by means of a connecting device, the support device on a in an operating position, the upper side facing away from the water surface has a receiving device for receiving a photovoltaic module or several photovoltaic modules and the buoyancy device is arranged on an underside of the support device facing the water surface in the operating position and is designed to be buoyant in such a way that when the buoyancy device is at least partially immersed, a static buoyancy occurs a direction of buoyancy relative to the water is generated and the swimming platform is buoyant. Furthermore, the invention relates to a photovoltaic system with such a swimming platform and a photovoltaic system with several swimming platforms.
[ 02 ] Photovoltaikmodule , welche zum Erzeugen von elektrischer Energie aus Sonnenlicht eingesetzt werden, sind relativ raumgrei fend und haben einen erhöhten Flächenbedarf . Zudem ist es wünschenswert , Photovoltaikmodule direkt in die Sonne auszurichten, weswegen eine Beweglichkeit der Photovoltaikmodule über den Tagesverlauf wünschenswert ist. In diesem Zusammenhang ist, ähnlich wie im Falle von Windenergieanlagen, ein Anordnen von Photovoltaikmodulen im Of f shore-Bereich oder generell auf Wasserflächen diskutiert worden. [02] Photovoltaic modules, which are used to generate electrical energy from sunlight, are relatively large and require increased space. Furthermore, it is desirable Photovoltaic modules must be aligned directly with the sun, which is why mobility of the photovoltaic modules over the course of the day is desirable. In this context, similar to the case of wind turbines, arranging photovoltaic modules offshore or generally on water surfaces has been discussed.
[03] Dazu offenbart die US 2022/0224279 Al eine sogenannten schwimmende Tragstruktur. Solarpanele sind auf Schwimmkörpern aufgenommen, um diese beispielsweise auf einer Wasseroberfläche anzuordnen. Dabei sind auch Federeinrichtungen aus Elastomer-Blöcken zum lokalen Dämpfen von Stößen auf die Schwimmkörper offenbart. [03] For this purpose, US 2022/0224279 A1 discloses a so-called floating support structure. Solar panels are mounted on floating bodies so that they can be placed on a water surface, for example. Spring devices made of elastomer blocks for locally dampening impacts on the floating bodies are also disclosed.
[04] Die WO 2022/135729 Al offenbart eine schwimmende Struktur mit ellipsoiden Auftriebskörpern, welche mittels stelzenartiger Elemente an einer Grundstruktur aufgenommen sind. Auf der Grundstruktur kann ein Array aus Solarmodulen auf genommen werden. [04] WO 2022/135729 A1 discloses a floating structure with ellipsoidal buoyancy bodies, which are attached to a basic structure by means of stilt-like elements. An array of solar modules can be placed on the basic structure.
[05] Die US 2019/0300123 Al beschreibt eine mehrteilige Auftriebsplattform, wobei Tragelemente mittels Schwenkgelenken auf Schwimmkörpern auf genommen. [05] US 2019/0300123 A1 describes a multi-part buoyancy platform, with support elements mounted on floating bodies using swivel joints.
[06] Hierbei zeigt sich insgesamt häufig das Problem, dass Photovoltaikmodule bei Wellengang stark bewegt werden und damit sowohl die Solarausbeute sinkt als auch die mechanische Belastung auf die Solarmodule steigt. [06] The problem that often arises here is that photovoltaic modules are moved a lot when there are waves, which means that both the solar yield decreases and the mechanical load on the solar modules increases.
[07] Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern . [ 08 ] Gelöst wird die Aufgabe durch eine Schwimmplattform zum Anordnen zumindest eines zum Erzeugen von elektrischer Energie eingerichteten Photovoltaikmoduls auf einer Wasseroberfläche , die Schwimmplattform weist eine Trageinrichtung und eine Auftriebseinrichtung auf , wobei die Auftriebseinrichtung mit der Trageinrichtung mittels einer Verbindungseinrichtung verbunden ist , die Trageinrichtung weist an einer in einer Betriebspos ition der Wasseroberfläche abgewandten Oberseite eine Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Photovoltaikmoduls oder mehrerer Photovoltaikmodule auf und die Auftriebseinrichtung ist an einer in der Betriebsposition der Wasseroberfläche zugewandten Unterseite der Trageinrichtung angeordnet und derart schwimmfähig ausgebildet , dass bei einem zumindest teilweisen Eintauchen der Antriebseinrichtung ein statischer Auftrieb in einer Auftriebsrichtung gegenüber dem Wasser erzeugt und die Schwimmplattform schwimmfähig ist , wobei die Auftriebseinrichtung einen ersten Auftriebskörper und die Verbindungseinrichtung eine erste Federeinrichtung aufweist , wobei eine auf einer bewegten Wasseroberf läche erzeugte zeitweilige Auftriebsdi f ferenz am ersten Auftriebskörper mittels der ersten Federeinrichtung abgefedert ist , sodass die Trageinrichtung gegenüber der Wasseroberfläche mittels des Abfederns zumindest teilweise orts fest verbleibt . Dabei ist insbesondere die Auftriebseinrichtung derart ausgebildet , dass der erste Auftriebskörper, der zweite Auftriebskörper, der dritte Auftriebskörper, der vierte Auftriebskörper und/oder der weitere Auftriebskörper in der Betriebsposition einen eingetauchten Auftriebsbereich und einen freiliegenden Auftriebsbereich aufweist oder aufweisen, sodass der j eweilige Auftriebskörper in der Betriebsposition teilweise in der Wasseroberfläche eingetaucht ist , wobei der erste Auftriebskörper, der zweite Auftriebskörper, der dritte Auftriebskörper, der vierte Auftriebskörper und/oder der weitere Auftriebskörper ein erstes Übergangskörpervolumen, ein zweites Übergangskörpervolumen, ein drittes Übergangskörpervolumen, ein viertes Übergangskörpervolumen und/oder ein weiteres Übergangskörpervolumen aufweist oder aufweisen, wobei das j eweilige Übergangskörpervolumen in der Betriebsposition die Wasseroberfläche durchstößt und im Bereich der Wasseroberfläche einen gegenüber einem j eweiligen Auftriebsquerschnitt des j eweiligen Auftriebskörpers verkleinerten, Übergangsquerschnitt aufweist , sodass eine Auftriebsdi f ferenz an der bewegten Wasseroberfläche reduziert ist . [07] The object of the invention is to improve the state of the art. [08] The task is solved by a swimming platform for arranging at least one photovoltaic module set up to generate electrical energy on a water surface, the swimming platform has a carrying device and a buoyancy device, the buoyancy device being connected to the carrying device by means of a connecting device which has a carrying device on a top side facing away from the water surface in an operating position, a receiving device for holding a photovoltaic module or several photovoltaic modules and the buoyancy device is arranged on an underside of the support device facing the water surface in the operating position and is designed to be buoyant in such a way that when the drive device is at least partially immersed static buoyancy is generated in a buoyancy direction relative to the water and the swimming platform is buoyant, wherein the buoyancy device has a first buoyancy body and the connecting device has a first spring device, wherein a temporary buoyancy difference generated on a moving water surface is cushioned on the first buoyancy body by means of the first spring device so that the supporting device remains at least partially stationary relative to the water surface by means of the cushioning. In particular, the buoyancy device is designed such that the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and/or the further buoyancy body are in the operating position has or have a submerged buoyancy area and an exposed buoyancy area, so that the respective buoyancy body is partially immersed in the water surface in the operating position, wherein the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and / or the further buoyancy body has a first transition body volume , has or have a second transition body volume, a third transition body volume, a fourth transition body volume and / or a further transition body volume, the respective transition body volume piercing the water surface in the operating position and, in the area of the water surface, having a smaller cross section than a respective buoyancy cross section of the respective buoyancy body, Has a transition cross section so that a difference in buoyancy on the moving water surface is reduced.
[ 09 ] Kerngedanke der Erfindung ist es dabei , eine Schwimmplattform derart bereitzustellen, dass eine beispielsweise welleninduzierte Bewegung eines ersten Auftriebskörpers zumindest teilweise entkoppelt von der die Photovoltaikmodule oder ein Photovoltaikmodul tragenden Trageinrichtung erfolgen kann, indem die erste Federeinrichtung entsprechende Kraft- und Wegdi f ferenz zumindest teilweise aufnimmt und kompensiert und insbesondere zusätzlich das j eweilige Übergangsvolumen eine Reduzierung der Kraft- und Wegdi f ferenzen schon mittels der entsprechend ausgebildeten Auftriebskörper herbei führt . [ 10 ] Somit wird ohne aufwändige Stabilisierungseinrichtungen, elektronische Kompensationsmechanismen oder dergleichen eine Schwimmplattform mit einer bewegungsberuhigten Trageinrichtung für zumindest ein Photovoltaikmodul bereitgestellt . Damit ist sichergestellt , dass zum einen j ederzeit genügend Restauftrieb vorhanden ist , um beispielsweise auch große Wellenereignisse abzufedern, weiterhin kann über die Geometrie des j eweiligen Auftriebskörpers auch ein entsprechendes Eintauch- Auftriebs-Verhältnis hergestellt werden, sodass beispielsweise ein gewünschtes Interaktionsverhalten mit dem Wasser erfolgt . Insbesondere hat sich hier ein j eweiliger kugel förmiger oder im Wesentlichen kugel förmiger Auftriebskörper als besonders vorteilhaft herausgestellt , wobei der j eweilige kugel förmige oder im Wesentlichen kugel förmige Auftriebskörper so ausgebildet und dimensioniert ist , dass der kugel förmige oder im Wesentlichen kugel förmige Auftriebskörper in der Betriebsposition teilweise eingetaucht ist und somit einen eingetauchten Auftriebsbereich und einen freiliegenden Auftriebsbereich bildet . Der Auftriebskörper kann dabei insbesondere auch durch eine Zusammensetzung senkrechter Platten oder dergleichen gebildet werden . [09] The core idea of the invention is to provide a swimming platform in such a way that a wave-induced movement of a first buoyancy body, for example, can take place at least partially decoupled from the support device carrying the photovoltaic modules or a photovoltaic module, in that the first spring device has a corresponding force and path difference at least partially absorbs and compensates and in particular the respective transition volume also brings about a reduction in the force and path differences by means of the appropriately designed buoyancy bodies. [10] Thus, a swimming platform with a motion-calmed support device for at least one photovoltaic module is provided without complex stabilization devices, electronic compensation mechanisms or the like. This ensures that, on the one hand, there is sufficient residual buoyancy at all times to cushion even large wave events, for example. Furthermore, a corresponding immersion-buoyancy ratio can be established via the geometry of the respective buoyancy body, so that, for example, a desired interaction behavior with the water takes place . In particular, a respective spherical or essentially spherical buoyancy body has proven to be particularly advantageous here, the respective spherical or essentially spherical buoyancy body being designed and dimensioned such that the spherical or essentially spherical buoyancy body is in the Operating position is partially submerged and thus forms a submerged buoyancy area and an exposed buoyancy area. The buoyancy body can in particular also be formed by a composition of vertical plates or the like.
[ 11 ] Es sei hierzu erwähnt , dass alternativ oder ergänzend zur Gestaltung des j eweiligen Auftriebskörpers und/oder des j eweiligen Vorsehens eines Übergangsvolumens auch eine entsprechende , wie unten aufgeführte Aus führung mit einer entsprechend gestalteten Federeinrichtung oder mit entsprechend gestalteten Federeinrichtungen genutzt werden kann, um die entsprechenden Kraft- und Wegdi f ferenzen zu reduzieren . [11] It should be mentioned that as an alternative or in addition to the design of the respective buoyancy body and/or the respective provision of a transition volume, there is also a corresponding version, as listed below, with a correspondingly designed spring device or with Appropriately designed spring devices can be used to reduce the corresponding force and path differences.
[ 12 ] Folgende Begri f fe seien in diesem Zusammenhang erläutert : [ 12 ] The following terms are explained in this context:
[ 13 ] Eine „Schwimmplattform" ist eine technische Einrichtung zum Ausbringen auf eine Wasseroberfläche eines Wasserkörpers , also beispielsweise eines Sees oder eines Meeresabschnitts , wobei die Schwimmplattform sodann als Montagefläche oder Bereitstellungs fläche dient . Dazu weist die Schwimmplattform eine „Trageinrichtung" und eine „Auftriebseinrichtung" auf , wobei die Trageinrichtung dazu dient , beispielsweise ein Photovoltaikmodul auf ihrer Oberfläche auf zunehmen, und die Auftriebseinrichtung dazu dient , auf der Wasseroberfläche genügend Auftrieb zu erzeugen, sodass die Schwimmplattform schwimmfähig bleibt . [ 13 ] A "swimming platform" is a technical device for launching onto a water surface of a body of water, for example a lake or a section of the sea, with the swimming platform then serving as a mounting surface or staging area. For this purpose, the swimming platform has a "support device" and a "buoyancy device ", whereby the carrying device serves, for example, to accommodate a photovoltaic module on its surface, and the buoyancy device serves to generate sufficient buoyancy on the water surface so that the swimming platform remains buoyant.
[ 14 ] In diesem Zusammenhang ist ein „Photovoltaikmodul" eine technische Einrichtung insbesondere zum Umwandeln von Licht , insbesondere Sonnenlicht , in elektrische Energie . Solche Photovoltaikmodule sind auch als Solarzellen oder Solarpanel bekannt . Insgesamt dient die Schwimmplattform im Zusammenhang dieser Erfindung dabei dem Anordnen eines oder mehrerer Photovoltaikmodule auf einer entsprechenden „Wasseroberfläche" , also auf der Begrenzungs fläche eines Wasserkörpers . [14] In this context, a “photovoltaic module” is a technical device in particular for converting light, especially sunlight, into electrical energy. Such photovoltaic modules are also known as solar cells or solar panels. Overall, the swimming platform in the context of this invention serves to arrange a or several photovoltaic modules on a corresponding “water surface”, i.e. on the boundary area of a body of water.
[ 15 ] Eine „Verbindungseinrichtung" ist beispielsweise eine mechanische Verbindung zwischen der Trageinrichtung und der Auftriebseinrichtung, wobei die Verbindungseinrichtung Teil eines Tragrahmens oder eines Stabwerks sein kann . [ 15 ] A “connecting device” is, for example, a mechanical connection between the carrying device and the Buoyancy device, wherein the connecting device can be part of a support frame or a framework.
[ 16 ] Eine „Betriebspos ition" ist diej enige Position, in der die Schwimmplattform im üblichen Betrieb angeordnet ist , also typischerweise derart , dass die Auftriebseinrichtung dem Wasser zugewandt ist und die Trageinrichtung dem Wasser abgewandt . Eine „Oberseite" ist dabei in Gravitationsrichtung betrachtet , also die Seite , die dem Wasser abgewandt ist . Auf dieser Oberseite ist dann eine „Aufnahmeeinrichtung" , also beispielsweise ein Stabwerk, ein Rahmen oder eine ähnlich wirkende Einrichtung, angebracht , welche ein Photovoltaikmodul oder mehrere[16] An “operating position” is the position in which the swimming platform is arranged in normal operation, i.e. typically in such a way that the buoyancy device faces the water and the support device faces away from the water. A “top side” is viewed in the direction of gravity , i.e. the side that faces away from the water. A “receiving device” is then attached to this top side, for example a framework, a frame or a similar device, which contains one or more photovoltaic modules
Photovoltaikmodule aufnehmen kann . Can accommodate photovoltaic modules.
[ 17 ] Eine „Unterseite" ist demnach ebenfalls in Gravitationsrichtung zu betrachten und bezeichnet die Seite , welche der Wasseroberfläche zugewandt ist . [17] A “bottom side” is therefore also to be viewed in the direction of gravity and refers to the side that faces the water surface.
[ 18 ] „Schwimmfähig" beschreibt diej enige Eigenschaft der Auftriebseinrichtung, dass deren Eigengewicht , insbesondere deren Eigengewicht zusammen mit den übrigen Eigengewichten der Bestandteile der Schwimmplattform, geringer ist als die durch die Auftriebseinrichtung verdrängte Wassermenge , sodass die Schwimmplattform insgesamt schwimmfähig ist . Je nach Ausgestaltung beispielsweise der Trageinrichtung und der Art und Anzahl der entsprechenden Photovoltaikmodule ist daher die Auftriebseinrichtung isoliert betrachtet gegebenenfalls mit deutlich mehr Auftrieb ausgestattet , als dies zum Tragen ihres Eigengewichtes auf der Wasseroberfläche notwendig wäre . Der mittels der Auftriebseinrichtung erzeugte Auftrieb auf der Wasseroberfläche ist dabei ein „statischer Auftrieb" , liegt also naturgemäß auch ohne eine Relativbewegung gegenüber dem Wasser vor . Die „Auftriebsrichtung" ist dabei diej enige Richtung, die entgegen der Gravitationsrichtung in Richtung der Oberseite der Schwimmplattform wirkt und damit dem Eigengewicht der Schwimmplattform entgegenwirkt , um die Schwimmplattform auf der Wasseroberfläche schwimmfähig zu halten . Es sei hierzu erwähnt , dass die „Wasseroberfläche" die Kontakt fläche zwischen Wasserkörper und Atmosphäre darstellt , wobei der „Wasserkörper" die Gesamtmenge an Wasser bezeichnet , beispielsweise einen See oder ein Meer oder auch einem Ozean . „Wasser" und „Wasserkörper" können hierbei synonym verwendet werden . [18] "Swimmable" describes the property of the buoyancy device that its own weight, in particular its own weight together with the other dead weights of the components of the swimming platform, is less than the amount of water displaced by the buoyancy device, so that the swimming platform as a whole is buoyant. Depending on the design For example, the carrying device and the type and number of the corresponding photovoltaic modules, the buoyancy device, viewed in isolation, may be equipped with significantly more buoyancy than would be necessary to support its own weight on the water surface The buoyancy generated by the buoyancy device on the water surface is a “static buoyancy” and is therefore naturally present even without a relative movement with respect to the water. The “buoyancy direction” is the direction that acts against the direction of gravity towards the top of the swimming platform and thus the Counteracts the weight of the swimming platform in order to keep the swimming platform buoyant on the water surface. It should be mentioned that the “water surface” represents the contact area between the body of water and the atmosphere, whereby the “body of water” refers to the total amount of water, for example a lake or a sea or even an ocean. “Water” and “water body” can be used interchangeably.
[ 19 ] Die Auftriebseinrichtung weist einen „ersten Auftriebskörper" , also einen Teilbereich, einen Teilkörper oder einen zum Auftrieb wirksamen Körper auf , wobei die Auftriebseinrichtung selbst noch zusätzliche Mittel , beispielsweise zum Anordnen des Auftriebskörpers , aufweisen kann . Der erste Auftriebskörper wirkt dabei wie die oben beschriebene Auftriebseinrichtung gegenüber dem Wasser und stellt eine Untereinheit der Auftriebseinrichtung dar . [19] The buoyancy device has a "first buoyancy body", i.e. a partial area, a partial body or a body effective for buoyancy, whereby the buoyancy device itself can have additional means, for example for arranging the buoyancy body. The first buoyancy body acts like that buoyancy device described above relative to the water and represents a subunit of the buoyancy device.
[ 20 ] Eine erste „Federeinrichtung" , also ein technisches Element , welches funktionell wirksam wie eine technische Feder, wegabhängig eine Kraftveränderung aufprägt , ist dabei der Verbindungseinrichtung zugeordnet . Somit kann eine „zeitweilige Auftriebsdi f ferenz" , also beispielsweise eine durch Wellen auf der Wasseroberfläche erzeugte veränderte Eintauchtiefe des j eweiligen Auftriebskörpers , welche beispielsweise zu einem zeitweilig erhöhten Auftrieb führt , mittels der Federeinrichtung abgefedert werden . Gleiches gilt analog für einen verminderten Auftrieb durch ein zeitweiliges geringeres Eintauchen in den Wasserkörper . Durch die Wirkung der Federeinrichtung verbleibt somit die Trageinrichtung gegenüber der Wasseroberfläche zumindest „teilweise orts fest" , wobei „orts fest" hierbei einen idealisierten Zustand beschreibt , welcher im Bezug zur vorherig ruhigen Wasseroberfläche oder in Bezug zu einem externen Bezugssystem bezeichnet ist . [20] A first "spring device", i.e. a technical element, which is functionally effective like a technical spring and imposes a change in force depending on the path, is assigned to the connecting device. A "temporary buoyancy difference", i.e. for example one caused by waves on the water surface generated changed immersion depth of the respective buoyancy body, which, for example, leads to a temporarily increased buoyancy, can be cushioned by means of the spring device. The same applies analogously to reduced buoyancy due to a temporary lower immersion in the body of water. Due to the effect of the spring device, the support device remains at least “partially stationary” relative to the water surface, with “stationary” describing an idealized state, which is referred to in relation to the previously calm water surface or in relation to an external reference system.
[ 21 ] Um die Schwimmplattform mit erhöhter Stabilität und einer gleichförmigeren Ausgleichsmöglichkeit aus zustatten, weist die Auftriebseinrichtung einen zweiten Auftriebskörper, einen dritten Auftriebskörper, einen vierten Auftriebskörper und/oder einen weiteren Auftriebskörper und die Verbindungseinrichtung eine zweite Federeinrichtung, eine dritte Federeinrichtung, eine vierte Federeinrichtung und/oder eine weitere Federeinrichtung auf , wobei eine auf einer bewegten Wasseroberfläche erzeugte zeitweilige Auftriebsdi f ferenz am zweiten Auftriebskörper, am dritten Auftriebskörper, am vierten Auftriebskörper und/oder am weiteren Auftriebskörper mittels der zweiten Federeinrichtung, mittels der dritten Federeinrichtung, mittels der vierten Federeinrichtung und/oder mittels der weiteren Federeinrichtung abge federt ist , sodass die Trageinrichtung gegenüber der Wasseroberfläche mittels des j eweiligen Abfederns zumindest teilweise orts fest verbleibt . [ 22 ] Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, j eweilige Auftriebskörper geometrisch verteilt über der Wasseroberfläche anzuordnen, sodass j eweilige lokale Veränderungen an der Wasseroberfläche , wie beispielsweise gegenüber der Schwimmplattform Wellen, entsprechend lokal abgefedert werden können, sodass die Schwimmplattform insgesamt zumindest teilweise ortsfest und insbesondere mit reduziertem oder verhindertem Wanken und/oder reduziertem oder verhindertem Kippen und/oder wankfrei oder kippfrei auf der Wasseroberfläche angeordnet ist . In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass eine entsprechende Bezeichnung „- frei" in Bezug auf eine Bewegung immer den idealisierten Zustand beschreibt , wobei j eweilige verbleibende Anteile der entsprechenden Bewegungen nicht vollständig aus zuschließen sind . [ 21 ] In order to equip the swimming platform with increased stability and a more uniform compensation option, the buoyancy device has a second buoyancy body, a third buoyancy body, a fourth buoyancy body and / or a further buoyancy body and the connecting device has a second spring device, a third spring device, a fourth spring device and / or a further spring device, wherein a temporary buoyancy difference generated on a moving water surface on the second buoyancy body, on the third buoyancy body, on the fourth buoyancy body and / or on the further buoyancy body by means of the second spring device, by means of the third spring device, by means of the fourth spring device and/or is cushioned by means of the further spring device, so that the supporting device remains at least partially fixed in place relative to the water surface by means of the respective cushioning. [ 22 ] With this configuration, it is possible to arrange respective buoyancy bodies geometrically distributed over the water surface, so that respective local changes on the water surface, such as waves compared to the swimming platform, can be correspondingly cushioned locally, so that the swimming platform as a whole is at least partially stationary and in particular with reduced or prevented swaying and/or reduced or prevented tipping and/or sway-free or tip-free on the water surface. In this context, it should be noted that a corresponding term “-free” always describes the idealized state in relation to a movement, whereby any remaining parts of the corresponding movements cannot be completely excluded.
[ 23 ] In einer Aus führungs form weist die j eweilige Federeinrichtung eine j eweilige Federeinheit und/oder eine j eweilige Dämpfungseinheit auf , wobei mittels der Dämpfungseinheit ein Dämpfen des j eweiligen Abfederns gegenüber Schwingungen ermöglicht ist . [23] In one embodiment, the respective spring device has a respective spring unit and/or a respective damping unit, with the damping unit making it possible to dampen the respective cushioning against vibrations.
[ 24 ] Diese Ausgestaltung ermöglicht es , mittels der Dämpfungseinheit beispielsweise durch Wellen induzierte Schwingungen, also periodisch wiederholte Höhenveränderungen der Wasseroberfläche , die auf die Schwimmplattform wirken, entsprechend abzudämpfen . Die j eweilige „Federeinheit" übernimmt hierbei die Aufgabe der Krafterhöhung bei Auslenkungserhöhung, wobei eine Dämpfungseinheit geschwindigkeitsabhängig der Bewegung entgegengerichtete Kräfte erwirkt , sodass insbesondere eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit , also beispielsweise hochfrequente Wellen auf der Wasseroberfläche , beispielsweise durch Massenträgheit der Schwimmplattform ausgeglichen werden kann oder können, wobei langwel lige Ereignisse durch entsprechend eingestellte Dämpfungseigenschaften beispielsweise von der Federeinrichtung auf genommen werden . Je nach Ausgestaltung der Federeinrichtung können die Funktion der wegabhängigen Krafterhöhung und des Dämpfens hier auch gemeinsam, beispielsweise durch ein geeignetes Material mit elastischen und gleichzeitig dämpfenden Eigenschaften realisiert sein . [24] This configuration makes it possible to use the damping unit to correspondingly dampen vibrations induced by waves, for example, i.e. periodically repeated changes in height of the water surface that act on the swimming platform. The respective “spring unit” takes on the task of increasing the force when the deflection increases, with a damping unit exerting forces that are opposite to the movement depending on the speed, so that in particular one High speed of movement, for example high-frequency waves on the water surface, can or can be compensated for, for example by the inertia of the swimming platform, with long-wave events being absorbed by appropriately adjusted damping properties, for example by the spring device. Depending on the design of the spring device, the function of the path-dependent increase in force and the damping can also be realized together, for example by a suitable material with elastic and at the same time damping properties.
[ 25 ] Um die Schwimmplattform mit einfachen technischen Mitteln zu realisieren, weist die j eweilige Federeinrichtung eine Spiral feder, eine Gasdruckfeder, eine Elastomerf eder , eine Strangfeder und/oder eine Blattfeder auf . Eine „Strangfeder" ist hierbei eine beispielsweise aus einem Elastomer gebildete strangförmige Federeinrichtung, welche analog zur Funktion eines haushaltsüblichen Gummibandes , j edoch beispielsweise in größerem Maßstab und für die technische Anwendung angepasst , federnde Eigenschaften aufweist . Gleichsam kann eine solche Strangfeder auf Grund des zumeist als Elastomer gewählten Werkstof fes und/oder beispielsweise durch ein Verdrehen, Verdrillen und/oder Flechten einzelner Stränge der Strangfeder auch dämpfende Eigenschaften aufweisen . Zudem kann die j eweilige Federeinrichtung auch einen Flüssigkeitsdämpfer, einen Reibungsdämpfer oder einen elektromagnetischen Dämpfer aufweisen . Ein solcher Flüssigkeitsdämpfer kann beispielsweise auch durch Wasser aus dem Wasserkörper realisiert sein, wenn beispielsweise das ohnehin unterhalb der Wasseroberfläche befindliches Wasser durch entsprechende Spalte und/oder durch entsprechende Drosseleinrichtungen geführt wird, um eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfung zu erreichen . Somit wird kein zusätzliches Medium benötigt . [25] In order to realize the swimming platform using simple technical means, the respective spring device has a spiral spring, a gas pressure spring, an elastomer spring, a strand spring and/or a leaf spring. A “strand spring” is a strand-shaped spring device formed, for example, from an elastomer, which has resilient properties analogous to the function of a standard household rubber band, but, for example, on a larger scale and adapted for technical use. At the same time, such a strand spring can usually be used as a Elastomer selected material and / or, for example, by twisting, twisting and / or braiding individual strands of the strand spring also have damping properties. In addition, the respective spring device can also have a liquid damper, a friction damper or an electromagnetic damper. Such Liquid damper can also be realized, for example, by water from the water body, if, for example, the water that is already below the water surface is guided through appropriate gaps and/or through appropriate throttle devices in order to achieve speed-dependent damping. This means that no additional medium is required.
[ 26 ] Ein „eingetauchter Auftriebsbereich" ist dabei der Bereich, welcher in der Betriebsposition unter der Wasseroberfläche angeordnet ist und Auftrieb erzeugt , wobei ein „freiliegender Auftriebsbereich" oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist und erst bei einem weiteren Eintauchen des j eweiligen Auftriebskörpers zusätzlichen Auftrieb erzeugt . [ 26 ] An “immersed buoyancy area” is the area which is arranged below the water surface in the operating position and generates buoyancy, with an “exposed buoyancy area” being arranged above the water surface and only generates additional buoyancy when the respective buoyancy body is submerged further .
[ 27 ] Insbesondere weist dabei der erste Auftriebskörper, der zweite Auftriebskörper, der dritte Auftriebskörper, der vierte Auftriebskörper und/oder der weitere Auftriebskörper ein erstes Übergangskörpervolumen, ein zweites Übergangskörpervolumen, ein drittes Übergangskörpervolumen, ein viertes Übergangskörpervolumen und/oder ein weiteres Übergangskörpervolumen auf , wobei das j eweilige Übergangskörpervolumen in der Betriebsposition die Wasseroberfläche durchstößt und im Bereich der Wasseroberfläche einen gegenüber einem j eweiligen Auftriebsquerschnitt des j eweiligen Auftriebskörpers um mehr als 50 % , 60 % , 70 % , 80 % , insbesondere um mehr als 90 % verkleinerten Übergangsquerschnitt aufweist , sodass eine Auftriebsdi f ferenz an der bewegten Wasseroberf läche reduziert ist . [ 28 ] Ein „Übergangskörpervolumen" ist dabei ein beispielsweise gegenüber dem restlichen Auftriebskörper bewusst schlank ausgestalteter Körper, welcher im Verhältnis zum j eweiligen Auftriebskörper bei einem weiteren Eintauchen des Auftriebskörpers unter Wasser einen deutlich geringeren zusätzlichen Auftrieb erzeugt . In dieser Ausgestaltung ist es daher möglich, den Auftriebskörper so zu bemessen, dass die Gewichte der Trageinrichtung und beispielsweise entsprechender Photovoltaikmodule getragen werden und Wellen am Übergangskörpervolumen angrei fen, sodass durch die Wellenbewegung möglichst wenig zusätzlicher Auftrieb erzeugt wird . Dies macht die Auslegung der entsprechenden Federeinrichtung einfacher und kann beispielsweise dazu genutzt werden, die notwendigen Federkräfte und Federwege zu reduzieren . [ 27 ] In particular, the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and / or the further buoyancy body has a first transition body volume, a second transition body volume, a third transition body volume, a fourth transition body volume and / or a further transition body volume, wherein the respective transition body volume penetrates the water surface in the operating position and in the area of the water surface has a transition cross section that is reduced by more than 50%, 60%, 70%, 80%, in particular by more than 90%, compared to a respective buoyancy cross section of the respective buoyancy body so that a difference in buoyancy on the moving water surface is reduced. [ 28 ] A "transitional body volume" is, for example, a body that is deliberately designed to be slim compared to the rest of the buoyancy body, which generates a significantly lower additional buoyancy in relation to the respective buoyancy body when the buoyancy body is further submerged under water. In this embodiment, it is therefore possible to dimension the buoyancy body in such a way that the weights of the support device and, for example, corresponding photovoltaic modules are supported and waves attack the transition body volume, so that as little additional buoyancy as possible is generated by the wave movement. This makes the design of the corresponding spring device easier and can be used, for example, to reduce the necessary spring forces and spring travel.
[ 29 ] Insbesondere kann der j eweilige Auftriebskörper, beispielsweise ein kugel förmiger oder im Wesentlichen kugel förmiger Auftriebskörper, derart ausgeführt sein, dass eine Führungseinrichtung, beispielsweise eine dem j eweiligen Auftriebskörper zugeordnete Führungsstange , durch den j eweiligen Auftriebskörper hindurchgeführt ist . Diese Ausgestaltung ist insbesondere in Verbindung mit einer Strangfeder vorteilhaft , kann allerdings auch mit anderen Federeinrichtungen verbunden ausgeführt sein . [29] In particular, the respective buoyancy body, for example a spherical or essentially spherical buoyancy body, can be designed such that a guide device, for example a guide rod assigned to the respective buoyancy body, is guided through the respective buoyancy body. This configuration is particularly advantageous in connection with a strand spring, but can also be designed to be connected to other spring devices.
[ 30 ] In einer weiteren Aus führungs form ist oder sind der erste Auftriebskörper, der zweite Auftriebskörper, der dritte Auftriebskörper, der vierte Auftriebskörper und/oder der weitere Auftriebskörper und/oder das j eweilige Übergangskörpervolumen mit einer Auftriebskörperwand vollständig geschlossen ausgebildet , wobei die Auftriebskörperwand insbesondere eine Füllung, insbesondere einem Schaum, aufweist . [ 30 ] In a further embodiment, the first buoyancy body, the second buoyancy body, the third buoyancy body, the fourth buoyancy body and / or the further buoyancy body and / or the respective one is or are Transition body volume is designed to be completely closed with a buoyancy body wall, the buoyancy body wall having in particular a filling, in particular a foam.
[ 31 ] Mit dieser Ausgestaltung kann der j eweilige Auftriebskörper eigensicher ausgebildet werden, indem beispielsweise durch eine Füllung mit einem Schaum ein Eindringen von Wasser bei einem Leck in der Auftriebskörperwand nicht mehr möglich ist . [31] With this configuration, the respective buoyancy body can be designed to be intrinsically safe, for example by filling it with foam, water penetration is no longer possible in the event of a leak in the buoyancy body wall.
[ 32 ] Um bei starkem Seegang oder beispielsweise bei starker Wellenbildung eine Beschädigung der Trageinrichtung zu verhindern und eine Auftriebsdi f ferenz möglichst gering zu halten, weist die Trageinrichtung eine Gitterstruktur auf , wobei die Gitterstruktur insbesondere entlang der Auftriebsrichtung durchlässig ausgebildet ist . Damit ist zudem ermöglicht , dass beispielsweise auf der Trageinrichtung, also beispielsweise auf einer Plattform, aufbrandendes Wasser zügig und ohne die Einbringung von zu hohen zusätzlichen Kräften durch die Trageinrichtung wieder in Richtung der Wasseroberfläche ablaufen kann . [32] In order to prevent damage to the support device in heavy seas or, for example, when strong waves form, and to keep the difference in buoyancy as low as possible, the support device has a lattice structure, the lattice structure being designed to be permeable in particular along the direction of buoyancy. This also makes it possible, for example, for water that is surging on the support device, for example on a platform, to drain back towards the water surface quickly and without the introduction of excessive additional forces through the support device.
[ 33 ] In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Photovoltaikanlage mit einer Schwimmplattform gemäß einer der vorherig bezeichneten Aus führungs formen und einem Photovoltaikmodul oder mehreren Photovoltaikmodulen . [33] In a further aspect, the task is solved by a photovoltaic system with a swimming platform according to one of the previously mentioned embodiments and a photovoltaic module or several photovoltaic modules.
[ 34 ] Eine solche Photovoltaikanlage nutzt die Schwimmplattform und die damit dargestellte quasistationäre Anbringung des Photovoltaikmoduls oder der Photovoltaikmodule , um besonders ef fi zient Sonnenergie in elektrische Energie umzuwandeln . [ 34 ] Such a photovoltaic system uses the swimming platform and the quasi-stationary attachment of the photovoltaic module or the Photovoltaic modules to convert solar energy into electrical energy particularly efficiently.
[ 35 ] In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Photovoltaikanlage dieser Art , wobei die Photovoltaikanlage zumindest zwei Schwimmplattformen gemäß der vorig bezeichneten Aus führungs formen aufweist . [35] In a further aspect, the task is solved by a photovoltaic system of this type, the photovoltaic system having at least two swimming platforms according to the previously described embodiments.
[ 36 ] Eine solche Photovoltaikanlage kann dabei beispielsweise mehrere Photovoltaikmodule auf j ewei ls unterschiedlichen Schwimmplattformen aufweisen, wobei die Schwimmplattformen beispielsweise mit Seilen, Ketten oder gleichwirkenden Mitteln verbunden sind und beispiel sweise zentral verankert sind . Dabei kann sowohl für die Photovoltaikanlage mit einer Schwimmplattform als auch für eine Photovoltaikanlage aus mehreren Schwimmplattformen vorteilhafterweise eine Verankerung insbesondere an der Plattform selbst , also beispielsweise an der Trageinrichtung, angrei fen, sodass die j eweiligen Auftriebskörper frei gegenüber der Verankerung wirken können und die Schwimmplattformen j eweils möglichst stationär auf der Wasseroberfläche verbleiben . Eine solche Photovoltaikanlage ist durch eine besonders hohe Ef fi zienz ausgezeichnet . [36] Such a photovoltaic system can, for example, have several photovoltaic modules on different swimming platforms, the swimming platforms being connected, for example, with ropes, chains or similar means and, for example, being centrally anchored. Both for the photovoltaic system with a swimming platform and for a photovoltaic system consisting of several swimming platforms, an anchoring can advantageously be applied, in particular on the platform itself, for example on the supporting device, so that the respective buoyancy bodies can act freely relative to the anchoring and the swimming platforms j each remains as stationary as possible on the water surface. Such a photovoltaic system is characterized by a particularly high level of efficiency.
[ 37 ] Im Weiteren wird die Erf indung anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert . Es zeigen [37] The invention is explained in more detail using exemplary embodiments. Show it
Figur 1 eine schematische Darstellung einerFigure 1 is a schematic representation of a
Solarplattform auf einer Wasseroberfläche in einer Seitenansicht , Figur 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer alternativen Solarplattform mit alternativen Schwimmkörpern, Solar platform on a water surface in a side view, Figure 2 is a schematic representation of part of an alternative solar platform with alternative floating bodies,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines alternativen Schwimmkörpers für die Solaranlage der Figur 2 , Figure 3 is a schematic representation of an alternative floating body for the solar system of Figure 2,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Teils einer alternativen Solarplattform mit einer alternativen Aufhängung, sowie Figure 4 shows a schematic representation of part of an alternative solar platform with an alternative suspension, as well
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren alternativenFigure 5 is a schematic representation of part of a further alternative
Solarplattform mit einer weiteren alternativen Aufhängung . Solar platform with another alternative suspension.
[ 38 ] Eine Solarplattform 101 weist einen Gitterrahmen 103 auf , welcher an einer Oberseite 102 der Solarplattform 101 angeordnet ist . Der Gitterrahmen 103 ist entlang einer Auftriebsachse 191 durchlässig gestaltet (nicht näher dargestellt ) . Die Auftriebsachse 191 verläuft orthogonal zu einer Wasseroberfläche 181 , auf der die Solarplattform 101 schwimmt . [38] A solar platform 101 has a grid frame 103, which is arranged on an upper side 102 of the solar platform 101. The grid frame 103 is designed to be permeable along a buoyancy axis 191 (not shown in detail). The buoyancy axis 191 runs orthogonally to a water surface 181 on which the solar platform 101 floats.
[ 39 ] Der Gitterrahmen 103 ist mittels eines Rahmens 105 stabilisiert , wobei der Rahmen 105 in Richtung einer Unterseite 104 angeordnet ist . Der Rahmen 105 ruht auf Stoßdämpfern 111 , wobei die Stoßdämpfer einen j ewei ligen Zylinder 113 sowie einen j eweiligen Kolben 115 aufweisen . Die Stoßdämpfer 111 weisen dabei eine Feder sowie einen Dämpfer auf (nicht detailliert dargestellt ) . Die Stoßdämpfer 111 sind bei ruhiger Wasseroberfläche 181 in einer Ausgangslage 117, also in einer Ruheposition. [39] The grid frame 103 is stabilized by means of a frame 105, the frame 105 being arranged in the direction of a bottom 104. The frame 105 rests on shock absorbers 111, the shock absorbers having a respective cylinder 113 and a respective piston 115. The shock absorbers 111 have a spring and a damper (not shown in detail). The When the water surface 181 is calm, shock absorbers 111 are in a starting position 117, i.e. in a rest position.
[40] Jeder Stoßdämpfer 111 verbindet den Rahmen 105 und damit den Gitterrahmen 103 mit einem jeweiligen Auftriebskörper 121, 122 und 123. Der jeweilige Auftriebskörper 121, 122 und 123 schwimmt auf der Wasseroberfläche 181, wobei ein Tauchbereich 124 unterhalb der Wasseroberfläche 181 und ein Freibereich 125 oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet sind. Das Volumen der Auftriebskörper 121, 122 und 123 im jeweiligen Tauchbereich 124 verdrängt dabei Wasser und liefert somit den statischen Auftrieb für die Plattform 101. Die Auftriebskörper 121, 122 und 123 sind mit einer geschlossenen Kunststof fhülle versehen und mit einem Kunststof f schäum gefüllt. [40] Each shock absorber 111 connects the frame 105 and thus the grid frame 103 with a respective buoyancy body 121, 122 and 123. The respective buoyancy body 121, 122 and 123 floats on the water surface 181, with a diving area 124 below the water surface 181 and a free area 125 are arranged above the water surface. The volume of the buoyancy bodies 121, 122 and 123 in the respective diving area 124 displaces water and thus provides the static buoyancy for the platform 101. The buoyancy bodies 121, 122 and 123 are provided with a closed plastic shell and filled with a plastic foam.
[41] Auf dem Gitterrahmen 103 sind ein Solarpanel 151 und ein Solarpanel 153 angeordnet, wobei eine Stütze 152 und eine Stütze 154 jeweils dazu dienen, dass Solarpanel 151 und 153 schräg oder auch senkrecht gegenüber der Oberfläche des Gitterrahmens 103 aufzustellen, sodass ein bestmöglicher Sonneneinfall auf das jeweilige Solarpanel möglich ist. Die zum Betrieb der Solarpanele notwendigen weiteren elektrischen Komponenten seien hier nicht detailliert beschrieben. [41] A solar panel 151 and a solar panel 153 are arranged on the grid frame 103, with a support 152 and a support 154 each serving to set up the solar panels 151 and 153 obliquely or vertically relative to the surface of the grid frame 103, so that the best possible incidence of sunlight on the respective solar panel is possible. The other electrical components required to operate the solar panels are not described in detail here.
[42] Wird nun die Wasseroberfläche 181, beispielsweise durch Wind, ein vorbeifahrendes Schiff oder dergleichen, in Unruhe versetzt, so übt die daraus resultierende Wellenbildung eine Veränderung des jeweiligen Tauchbereichs 124 und des Freibereichs 125 aus, wobei ein jeweiliger Auftrieb des j eweiligen Auftriebskörpers 121 , 122 und 123 unabhängig voneinander verändert wird . Diese Auftriebsveränderung wird von den j eweiligen Stoßdämpfern 111 aufgefangen, sodass zwar der j eweilige Auftriebskörper 121 , 122 und 123 der Wellenbewegung lokal zumindest teilweise folgt , j edoch der Gitterrahmen 103 mit dem Rahmen 105 im Wesentlichen orts fest und unbeweglich verbleibt . Insgesamt sind damit die Solarpanele 151 und 153 auch bei Wellengang relativ statisch gegenüber der zum Erzeugen von elektrischer Energie notwendigen Sonne ausgerichtet und können ef fi zient Strom liefern . Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass auch die technischen Anordnungen zum Verarbeiten und Weiterleiten des erzeugten elektrischen Stroms hier nicht detailliert dargestellt sind . [42] If the water surface 181 is now disturbed, for example by wind, a passing ship or the like, the resulting wave formation causes a change in the respective diving area 124 and the free area 125, with a respective Buoyancy of the respective buoyancy body 121, 122 and 123 is changed independently of one another. This change in buoyancy is absorbed by the respective shock absorbers 111, so that although the respective buoyancy bodies 121, 122 and 123 locally at least partially follow the wave movement, the grid frame 103 with the frame 105 remains essentially stationary and immovable. Overall, the solar panels 151 and 153 are aligned relatively statically with respect to the sun required to generate electrical energy, even when there are waves, and can supply electricity efficiently. In this context, it should be noted that the technical arrangements for processing and forwarding the generated electrical power are not shown in detail here.
[ 43 ] Eine Solarplattform 201 ( in Figur 2 als Ausschnitt mit einem Auftriebskörper dargestellt ) weist einen Gitterrahmen 203 analog zum vorigen Beispiel auf . Ebenso ist ein Solarpanel 251 mit einer Stütze 252 auf dem Gitterrahmen 203 aufgestellt . Eine Schwinge 207 dient hierbei der beweglichen Verbindung eines Auftriebskörper 221 mit dem Gitterrahmen 203 , nämlich mittels Gelenken 222 und 223 . Die Schwinge 207 ist mittels eines Stoßdämpfers 211 gegenüber dem Gitterrahmen 203 abgefedert , wobei es sich bei den Stoßdämpfern 211 um einen kombinierten Feder-Öldämpfer handelt . Der Auftriebskörper 221 ist dabei in seiner Funktion analog dem Auftriebskörper 121 , 122 oder 123 aus dem vorigen Beispiel ausgeführt . [ 44 ] Ein alternativer Auftriebskörper 321 , welcher beispielsweise an der Solarplattform 201 am Gelenk 222 angeordnet sein könnte , weist ein zum Gelenk 222 kompatibles Gelenk 322 auf . Allerdings weist der Auftriebskörper 321 ein Auftriebskörpervolumen 326 sowie ein Übergangskörpervolumen 327 auf . Das Übergangskörpervolumen 327 ist in Richtung des Gelenkes 322 deutlich schlanker und mit geringerem Querschnitt ausgebildet als das Auftriebskörpervolumen 326 . Wird nun der Auftriebskörper 321 an der Solarplattform 201 verwendet , so bildet sich ein Tauchbereich 323 aus , welcher das Auftriebskörpervolumen 326 vollständig umfasst und teilweise in das Übergangskörpervolumen 327 hineinreicht . Ein entsprechender Freibereich 325 analog zum vorigen Beispiel bildet sich dabei im Bereich des Übergangskörpervolumens 327 . Hierbei weist ein an einem Schnitt 391 betrachteter Querschnitt des Übergangskörpervolumens 327 beispielsweise nur 10 % eines Querschnittes entlang eines Schnittes 392 durch das Auftriebskörpervolumen 326 auf . Folglich wird eine entsprechende Wellenbewegung, nämlich eine Veränderung der Wasseroberfläche 181 , lediglich kleine Auftriebsdi f ferenzen am Übergangskörpervolumen 227 hervorrufen, sodass beispielsweise der Stoßdämpfer 211 leichter und kleiner ausgelegt sein kann und die Schwimmplattform 201 deutlich ruhiger im Wasser liegt als ohne diese Ausgestaltung . [43] A solar platform 201 (shown as a section with a buoyancy body in FIG. 2) has a grid frame 203 analogous to the previous example. Likewise, a solar panel 251 with a support 252 is placed on the grid frame 203. A rocker arm 207 serves to movably connect a buoyancy body 221 to the grid frame 203, namely by means of joints 222 and 223. The rocker arm 207 is cushioned relative to the grid frame 203 by means of a shock absorber 211, the shock absorbers 211 being a combined spring-oil damper. The function of the buoyancy body 221 is analogous to the buoyancy body 121, 122 or 123 from the previous example. [44] An alternative buoyancy body 321, which could be arranged, for example, on the solar platform 201 at the joint 222, has a joint 322 that is compatible with the joint 222. However, the buoyancy body 321 has a buoyancy body volume 326 and a transition body volume 327. The transition body volume 327 is significantly slimmer in the direction of the joint 322 and has a smaller cross section than the buoyancy body volume 326. If the buoyancy body 321 is now used on the solar platform 201, a diving area 323 is formed, which completely encompasses the buoyancy body volume 326 and partially extends into the transition body volume 327. A corresponding free area 325, analogous to the previous example, is formed in the area of the transition body volume 327. Here, a cross section of the transition body volume 327 viewed at a section 391 has, for example, only 10% of a cross section along a section 392 through the buoyancy body volume 326. Consequently, a corresponding wave movement, namely a change in the water surface 181, will only cause small differences in buoyancy at the transition body volume 227, so that, for example, the shock absorber 211 can be designed to be lighter and smaller and the swimming platform 201 lies significantly calmer in the water than without this configuration.
[ 45 ] Eine Aufhängung 401 ist Teil einer alternativen Solarplattform (nicht vollständig dargestellt ) und weist insbesondere einen veränderten Mechanismus zum Abdämpfen von beispielsweise Wellen der Wasseroberfläche 181 auf . Ein Rahmen 405 trägt beispielsweise entsprechende Solarmodule (nicht dargestellt ) und weist eine entlang einer Auftriebsachse 491 ausgerichtete Führung 407 auf . Die Führung 407 dient dem axialen Führen einer Führungsstange 413 , an deren unteren Ende fest ein Auftriebskörper 421 in Kugel form angebracht ist . Der Auftriebskörper 421 bildet gegenüber der Wasseroberfläche 181 einen Tauchbereich 424 und einen Freibereich 425 analog zum vorigen Beispiel . Oberhalb des Rahmens 405 ist die Führungsstange 413 an einer Federeinrichtung 411 aufgenommen . Dazu weist die Führungsstange 413 ein Kopfstück 415 auf , an dem Haken 417 angeordnet sind . Auf dem Rahmen 405 sind Haken 418 angeordnet , wobei zwischen den Haken 417 und den Haken 418 j eweilige Elastomerstränge 419 angeordnet sind . Somit „hängt" der Rahmen 405 gleichsam unterhalb des Kopfstückes 415 in der Federeinrichtung 411 . Die Elastomerstränge 419 übernehmen dabei sowohl eine federnde Funktion als auch eine geringe dämpfende Funktion, sodass bei einer Wellenbewegung auf der Wasseroberfläche 181 und einer entsprechenden Auftriebsveränderung am Auftriebskörper 421 analog zu den vorig beschriebenen Beispielen ein Abfedern und gleichzeitiges Dämpfen der Wellenbewegung erfolgt , sodass der Rahmen 405 und damit eine damit gebildete Solarplattform möglichst orts fest gegenüber der Wasseroberfläche 181 verbleibt . [ 45 ] A suspension 401 is part of an alternative solar platform (not fully shown) and in particular has a modified mechanism for damping of, for example, waves on the water surface 181. A frame 405, for example, carries corresponding solar modules (not shown) and has a guide 407 aligned along a buoyancy axis 491. The guide 407 serves to axially guide a guide rod 413, at the lower end of which a buoyancy body 421 in the shape of a ball is firmly attached. The buoyancy body 421 forms a diving area 424 and a free area 425 compared to the water surface 181, analogous to the previous example. Above the frame 405, the guide rod 413 is accommodated on a spring device 411. For this purpose, the guide rod 413 has a head piece 415 on which hooks 417 are arranged. Hooks 418 are arranged on the frame 405, with respective elastomer strands 419 being arranged between the hooks 417 and the hooks 418. Thus, the frame 405 "hangs" as it were below the head piece 415 in the spring device 411. The elastomer strands 419 take on both a resilient function and a slight damping function, so that in the event of a wave movement on the water surface 181 and a corresponding change in buoyancy on the buoyancy body 421, analogous to In the examples described above, the wave movement is cushioned and simultaneously dampened, so that the frame 405 and thus a solar platform formed with it remains as stationary as possible relative to the water surface 181.
[ 46 ] Analog dazu und ebenfalls zum Aufnehmen einer Solarplattform (nicht dargestellt ) ist eine alternative Aufhängung 501 mit einem Rahmen 505 ausgeführt , wobei eine Federeinrichtung 511 unterhalb der Wasseroberfläche 181 angeordnet ist . Eine Führungsstange 513 verläuft vom Rahmen 505 bis unter die Wasseroberfläche 181 . Ein kugel förmiger Auftriebskörper 521 ist mittels einer Führungsbohrung 507 gleitend auf der Führungsstange 513 aufgenommen . Die Führungsbohrung ist hier beispielhaft gezeigt . Ebenso kann in der Führungsbohrung eine Gleit führung, beispielsweise aus einem Kunststof f oder einem korrosionsbeständigen Metall , eingesetzt sein, die beispielsweise das vorhandene Wasser unterhalb der Wasseroberfläche 181 als Schmierstof f oder Gleitverbesserer nutzt . Damit ist eine besonders leichtgängige Führung innerhalb der Führungsbohrung ermöglicht . Der Auftriebskörper 521 ist auf der Wasseroberfläche 181 schwimmend angeordnet , sodass sich analog zu den vorigen Beispielen ein Tauchbereich 524 sowie ein Freibereich 525 ausbilden . Unterhalb der Wasseroberfläche weist der Auftriebskörper 521 Haken 518 auf , ein Kopfstück 515 an einem unteren Ende der Führungsstange 513 weist Haken 517 auf . Zwischen den Haken 517 und 518 sind j eweilige Elastomerstränge 519 angeordnet , welche den Rahmen 505 und eine damit gebildete Solarplattform (nicht vollständig dargestellt ) federnd und gedämpft oberhalb der Wasseroberfläche 181 anordnen . Bei einer Wellenbewegung gleitet nun der Auftriebskörper 521 entlang der Führungsstange 513 , sodass ein Ausgleich der Wellenbewegung bestmöglich erfolgt . Eine zusätzliche Dämpfung kann beispielsweise auch dadurch gebildet werden, dass ein Spalt oder eine Durchführung zwischen der Führungsstange 513 sowie der Führungsbohrung 507 so bemessen ist , dass damit gleichzeitig ein Flüssigkeitsdämpfer gebildet ist . Vorteilhaft bei der Aufhängung 501 ist , dass die Elastomerstränge 519 vollständig unterhalb der Wasseroberfläche 181 angeordnet sind und damit beispielsweise auch sicher gegenüber Eis oder Bruchstücken von Eis bei tieferen Temperaturen angeordnet sind . Sowohl für die Aufhängung 401 als auch für die Aufhängung 501 sind beispielhaft zwei Elastomerstränge 419 , 519 gezeigt , wobei eine Anzahl von zwei bis vier[46] Analogous to this and also for accommodating a solar platform (not shown), an alternative suspension 501 is designed with a frame 505, with one Spring device 511 is arranged below the water surface 181. A guide rod 513 extends from the frame 505 to below the water surface 181. A spherical buoyancy body 521 is slidably received on the guide rod 513 by means of a guide bore 507. The guide hole is shown here as an example. Likewise, a sliding guide, for example made of a plastic or a corrosion-resistant metal, can be used in the guide bore, which, for example, uses the water present below the water surface 181 as a lubricant or slip improver. This enables particularly smooth guidance within the guide hole. The buoyancy body 521 is arranged floating on the water surface 181, so that a diving area 524 and a free area 525 are formed, analogous to the previous examples. Below the water surface, the buoyancy body 521 has hooks 518, and a head piece 515 at a lower end of the guide rod 513 has hooks 517. Respective elastomer strands 519 are arranged between the hooks 517 and 518, which arrange the frame 505 and a solar platform formed therewith (not completely shown) above the water surface 181 in a resilient and damped manner. In the event of a wave movement, the buoyancy body 521 now slides along the guide rod 513 so that the wave movement is compensated for in the best possible way. Additional damping can also be formed, for example, by dimensioning a gap or a passage between the guide rod 513 and the guide bore 507 so that at the same time Liquid damper is formed. The advantage of the suspension 501 is that the elastomer strands 519 are arranged completely below the water surface 181 and are therefore also arranged, for example, safely against ice or fragments of ice at lower temperatures. Two elastomer strands 419, 519 are shown as examples for both the suspension 401 and the suspension 501, with a number of two to four
Elastomersträngen sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat . Elastomer strands have proven to be particularly advantageous.
Bezugs zeichenlistereference character list
101 Solarplattform101 solar platform
102 Oberseite 102 top
103 Gitterrahmen103 grid frames
104 Unterseite 104 bottom
105 Rahmen 105 frames
111 Stoßdämpfer 111 shock absorbers
113 Zylinder 113 cylinders
115 Kolben 115 pistons
117 Ausgangslage117 Initial situation
121 Auftriebskörper121 buoyancy bodies
122 Auftriebskörper122 buoyancy bodies
123 Auftriebskörper123 buoyancy bodies
124 Tauchbereich124 diving area
125 Freibereich 125 open area
151 Solarpanel 151 solar panel
152 Stütze 152 support
153 Solarpanel 153 solar panel
154 Stütze 154 support
181 Wasseroberfläche181 water surface
191 Auftriebsachse191 buoyancy axis
201 Solarplattform201 solar platform
203 Gitterrahmen203 grid frames
207 Schwinge 207 swingarm
211 Stoßdämpfer 211 shock absorbers
221 Auftriebskörper221 buoyancy bodies
222 Gelenk 222 joint
223 Gelenk Solarpanel Stütze Auftriebskörper Gelenk Tauchbereich Freibereich Auftriebskörpervolumen Übergangskörpervolumen Schnitt Schnitt Aufhängung Rahmen Führung Federeinrichtung Führungsstange Kopfstück Haken Haken Elastomerstrang Auftriebskörper Tauchbereich Freibereich Auftriebsachse Aufhängung Rahmen Führungsbohrung Federeinrichtung Führungsstange 515 Kopfstück 223 joint Solar panel support buoyancy body joint diving area free area buoyancy body volume transition body volume section section suspension frame guide spring device guide rod head piece hook hook elastomer strand buoyancy body diving area free area buoyancy axis suspension frame guide hole spring device guide rod 515 headpiece
517 Haken 517 hooks
518 Haken 518 hooks
519 Elastomerstrang 521 Auftriebskörper519 Elastomer strand 521 Buoyancy body
524 Tauchbereich524 diving area
525 Freibereich 525 open area

Claims

Patentansprüche : Patent claims:
Schwimmplattform (101, 201) zum Anordnen zumindest eines zum Erzeugen von elektrischer Energie eingerichteten Photovoltaikmoduls (151, 153, 251) auf einer Wasseroberfläche (181) , die Schwimmplattform aufweisend eine Trageinrichtung (103, 105) und eine Auftriebseinrichtung (121, 122, 123, 221, 321) , wobei die Auftriebseinrichtung (121, 122, 123, 221, 321) mit der Trageinrichtung (103, 105) mittels einer Verbindungseinrichtung (111, 207) verbunden ist, die Trageinrichtung (103, 105) an einer in einer Betriebsposition der Wasseroberfläche (181) abgewandten Oberseite (102) eine Aufnahmeeinrichtung (152, 154, 252) zum Aufnehmen eines Photovoltaikmoduls (151, 153, 251) oder mehrerer Photovoltaikmodule (151, 153, 251) aufweist und die Auftriebseinrichtung (121, 122, 123, 221, 321) an einer in der Betriebsposition der Wasseroberfläche (181) zugewandten Unterseite (104) der Trageinrichtung (103, 105) angeordnet und derart schwimmfähig ausgebildet ist, dass bei einem zumindest teilweisen Eintauchen (124) der Auftriebseinrichtung (121, 122, 123, 221, 321) ein statischer Auftrieb in einer Auftriebsrichtung (121, 122, 123, 221, 321) gegenüber dem Wasser erzeugt und die Schwimmplattform schwimmfähig ist, wobei die Auftriebseinrichtung (121, 122, 123, 221, 321) einen ersten Auftriebskörper (121, 122, 123, 221, 321) und die Verbindungseinrichtung (111, 207) eine erste Federeinrichtung (111, 211) aufweist, wobei eine auf einer bewegten Wasseroberfläche erzeugte zeitweiligeSwimming platform (101, 201) for arranging at least one photovoltaic module (151, 153, 251) designed to generate electrical energy on a water surface (181), the swimming platform having a support device (103, 105) and a buoyancy device (121, 122, 123 , 221, 321), wherein the buoyancy device (121, 122, 123, 221, 321) is connected to the carrying device (103, 105) by means of a connecting device (111, 207), the carrying device (103, 105) on one in one Operating position of the top side (102) facing away from the water surface (181) has a receiving device (152, 154, 252) for receiving a photovoltaic module (151, 153, 251) or several photovoltaic modules (151, 153, 251) and the buoyancy device (121, 122, 123, 221, 321) is arranged on an underside (104) of the carrying device (103, 105) facing the water surface (181) in the operating position and is designed to be buoyant in such a way that when the buoyancy device (121, 122) is at least partially submerged (124). , 123, 221, 321) a static buoyancy is generated in a buoyancy direction (121, 122, 123, 221, 321) relative to the water and the swimming platform is buoyant, the buoyancy device (121, 122, 123, 221, 321) having a first Buoyancy body (121, 122, 123, 221, 321) and the connecting device (111, 207) has a first spring device (111, 211), a temporary spring device generated on a moving water surface
Auftriebsdifferenz am ersten Auftriebskörper (121, 221, 321) mittels der ersten Federeinrichtung (111, 211) abgefedert ist, sodass die Trageinrichtung (103, 105) gegenüber der Wasseroberfläche (181) mittels desThe difference in buoyancy on the first buoyancy body (121, 221, 321) is cushioned by means of the first spring device (111, 211), so that the support device (103, 105) relative to the water surface (181) by means of
Abfederns zumindest teilweise ortsfest verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebseinrichtung (121, 122, 123, 221, 321) derart ausgebildet ist, dass der erste Auftriebskörper (121, 221, 321) , der zweite Auftriebskörper (122) , der dritte Auftriebskörper (123) , der vierte Auftriebskörper und/oder der weitere Auftriebskörper in der Betriebsposition einen eingetauchten Auftriebsbereich (124, 323) und einen freiliegenden Auftriebsbereich (325) aufweist oder aufweisen, sodass der jeweilige Auftriebskörper (121,Cushioning remains at least partially stationary, thereby characterized in that the buoyancy device (121, 122, 123, 221, 321) is designed such that the first buoyancy body (121, 221, 321), the second buoyancy body (122), the third buoyancy body (123), the fourth buoyancy body and /or the further buoyancy body in the operating position has or have a submerged buoyancy area (124, 323) and an exposed buoyancy area (325), so that the respective buoyancy body (121,
122, 123, 221, 321) in der Betriebsposition teilweise in die Wasseroberfläche (181) eintaucht ist, wobei der erste Auftriebskörper (121, 221, 321) , der zweite Auftriebskörper (122) , der dritte Auftriebskörper (123) , der vierte Auftriebskörper und/oder der weitere Auftriebskörper ein erstes Übergangskörpervolumen (327) , ein zweites Übergangskörpervolumen, einen drittes Übergangskörpervolumen, einen viertes Übergangskörpervolumen und/oder einen weiteres Übergangskörpervolumen aufweist, wobei das jeweilige Übergangskörpervolumen in der Betriebsposition die Wasseroberfläche (181) durchstößt und im Bereich der Wasseroberfläche (181) einen gegenüber einem jeweiligen Auftriebsquerschnitt des jeweiligen Auftriebskörpers verkleinerten Übergangsquerschnitt aufweist, sodass eine Auftriebsdifferenz an der bewegten Wasseroberfläche reduziert ist. Schwimmplattform gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebseinrichtung (121, 122,122, 123, 221, 321) is partially immersed in the water surface (181) in the operating position, the first buoyancy body (121, 221, 321), the second buoyancy body (122), the third buoyancy body (123), the fourth buoyancy body and/or the further buoyancy body has a first transition body volume (327), a second transition body volume, a third transition body volume, a fourth transition body volume and/or a further transition body volume, the respective transition body volume piercing the water surface (181) in the operating position and in the area of the water surface (181) has a transition cross section that is smaller than a respective buoyancy cross section of the respective buoyancy body, so that a buoyancy difference on the moving water surface is reduced. Swimming platform according to claim 1, characterized in that the buoyancy device (121, 122,
123, 221, 321) einen zweiten Auftriebskörper (122) , einen dritten Auftriebskörper (123) , einen vierten Auftriebskörper und/oder einen weiteren Auftriebskörper und die Verbindungseinrichtung (111, 207) eine zweite Federeinrichtung (111) , eine dritte Federeinrichtung (111) , eine vierte Federeinrichtung und/oder eine weitere Federeinrichtung aufweist, wobei eine auf einer bewegten Wasseroberfläche erzeugte zeitweilige Auftriebsdifferenz am zweiten Auftriebskörper (122) , am dritten Auftriebskörper (123) , am vierten Auftriebskörper und/oder am weiteren Auftriebskörper mittels der zweiten Federeinrichtung (111) , mittels der dritten Federeinrichtung (111) , mittels der vierten Federeinrichtung und/oder mittels der weiteren Federeinrichtung abgefedert ist, sodass die Trageinrichtung (103, 105) gegenüber der Wasseroberfläche (181) mittels des jeweiligen Abfederns zumindest teilweise ortsfest verbleibt. Schwimmplattform gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Federeinrichtung (111, 211) eine jeweilige Federeinheit und/oder eine jeweilige Dämpfungseinheit aufweist, wobei mittels der Dämpfungseinheit ein Dämpfen des jeweiligen Abfederns gegenüber Schwingungen ermöglicht ist. Schwimmplattform gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Federeinrichtung (111, 211) eine Spiralfeder, eine123, 221, 321) a second buoyancy body (122), a third buoyancy body (123), a fourth buoyancy body and / or a further buoyancy body and the connecting device (111, 207) a second spring device (111), a third spring device (111) , a fourth spring device and / or another Has spring device, wherein a temporary buoyancy difference generated on a moving water surface on the second buoyancy body (122), on the third buoyancy body (123), on the fourth buoyancy body and / or on the further buoyancy body by means of the second spring device (111), by means of the third spring device (111) , is cushioned by means of the fourth spring device and/or by means of the further spring device, so that the supporting device (103, 105) remains at least partially stationary relative to the water surface (181) by means of the respective cushioning. Swimming platform according to claim 1 or 2, characterized in that the respective spring device (111, 211) has a respective spring unit and/or a respective damping unit, with the damping unit making it possible to dampen the respective cushioning against vibrations. Swimming platform according to one of the preceding claims, characterized in that the respective spring device (111, 211) is a spiral spring
Gasdruckfeder, eine Elastomerf eder , eine StrangfederGas pressure spring, an elastomer spring, a strand spring
(419, 519) und/oder eine Blattfeder aufweist. Schwimmplattform gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Übergangskörpervolumen in der Betriebsposition die Wasseroberfläche (181) durchstößt und im Bereich der Wasseroberfläche (181) einen gegenüber einem jeweiligen Auftriebsquerschnitt des jeweiligen Auftriebskörpers um mehr als 50%, 60%, 70%, 80% insbesondere um mehr als 90% verkleinerten Übergangsquerschnitt aufweist, sodass eine Auftriebsdifferenz an der bewegten Wasseroberfläche reduziert ist. Schwimmplattform gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Auftriebskörper (121, 221, 321) , der zweite Auftriebskörper (122) , der dritte Auftriebskörper (123) , der vierte Auftriebskörper und/oder der weitere Auftriebskörper und/oder das jeweilige Übergangskörpervolumen (327) mit einer Auftriebskörperwand vollständig geschlossen ausgebildet ist oder sind, wobei die Auftriebskörperwand insbesondere eine Füllung, insbesondere aus einem Schaum, aufweist. Schwimmplattform gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (103, 105) eine Gitterstruktur aufweist, wobei die Gitterstruktur insbesondere entlang der Auftriebsrichtung (191) durchlässig ausgebildet ist. Photovoltaikanlage (101) mit einer Schwimmplattform (101) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und einem Photovoltaikmodul (151, 153, 251) oder mehreren(419, 519) and/or a leaf spring. Swimming platform according to one of the preceding claims, characterized in that the respective transition body volume penetrates the water surface (181) in the operating position and in the area of the water surface (181) has a relative buoyancy cross section of the respective buoyancy body by more than 50%, 60%, 70% , 80%, in particular by more than 90%, has a reduced transition cross section, so that a buoyancy difference on the moving water surface is reduced. Swimming platform according to one of the preceding claims, characterized in that the first buoyancy body (121, 221, 321), the second buoyancy body (122), the third buoyancy body (123), the fourth buoyancy body and / or the further buoyancy body and / or the respective Transition body volume (327) is or are designed to be completely closed with a buoyancy body wall, the buoyancy body wall in particular having a filling, in particular made of a foam. Swimming platform according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting device (103, 105) has a lattice structure, the lattice structure being designed to be permeable in particular along the buoyancy direction (191). Photovoltaic system (101) with a swimming platform (101) according to one of the preceding claims and one photovoltaic module (151, 153, 251) or more
Photovoltaikmodulen . Photovoltaikanlage gemäß Anspruch 8 mit zumindest zwei Schwimmplattformen (101) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7. Photovoltaic modules. Photovoltaic system according to claim 8 with at least two swimming platforms (101) according to one of claims 1 to 7.
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