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Patent Searching and Data


Title:
FLOATING SOLAR PANEL SUBSTRUCTURE, AND FLOATING SOLAR INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035114
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a floating solar panel substructure (3) comprising multiple floats (5, 6, 7) that are interconnected by mounting systems (8, 9) lying therebetween. Each of said mounting systems (8, 9) is used to fasten one solar panel (4). In order to provide a floating solar installation substructure (3), which affords good access to the solar panels (4), while following the motion of the surface (2) of the water without any difficulty, the floats (5, 6, 7) and the mounting systems (8, 9) are fastened so that they are adjacent to one another. In addition, the two outlying floats (5, 7) of each solar panel substructure (3) are rigidly connected to their respective adjacent mounting systems (8, 9), whereas at least one float (6) lying between the outlying floats (5, 7) in the solar panel substructure (3) is connected, by means of articulations (22, 23), to its respective mounting system (8, 9) on either side. The individual articulation (22, 23) allows a rocking motion between the mounting systems (8, 9) and their respective at least one float (6) lying therebetween.

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Inventors:
KIRSCHNING CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/100731
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
August 14, 2019
Export Citation:
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Assignee:
KIRSCHNING CHRISTIAN (DE)
International Classes:
B63B17/04; B63B35/34; F24S20/70
Foreign References:
CN107231118A2017-10-03
KR101878156B12018-07-16
KR101543727B12015-08-11
US20180119994A12018-05-03
KR101171683B12012-08-07
Attorney, Agent or Firm:
GOSDIN, CARSTENSEN & PARTNER PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Schwimmfähige Solarmodulunterkonstruktion (3; 36), umfassend mehrere Schwimmer (5, 6, 7), die miteinander über jeweils zwischenliegende Aufständerungen (8, 9; 34, 35) verbunden sind, wobei die Aufständerungen (8, 9; 34, 35) jeweils der Befestigung von je mindestens einem Solarmodul (4) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmer (5, 6, 7) und die

Aufständerungen (8, 9; 34, 35) nebeneinanderliegend aneinander befestigt sind, und dass zwei in der Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) jeweils außenliegende Schwimmer (5, 7) mit der jeweils benachbart liegenden

Aufständerung (8, 9; 34, 35) steif verbunden sind, während zumindest ein in der Solaranlagenunterkonstruktion (3; 36) zwischen den außenliegenden

Schwimmern (5, 7) liegender Schwimmer (6) mit den jeweiligen beiderseits angeordneten Aufständerungen (8, 9; 34, 35) über Gelenke (22, 23) in

Verbindung steht, wobei das einzelne Gelenk (22, 23) Kippbewegungen zwischen dem zumindest einen zwischenliegenden Schwimmer (6) und der jeweiligen Aufständerung (8, 9; 34, 35) zulässt.

2. Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Schwimmer (5, 6, 7) an einer jeweiligen

Oberseite eine Trittfläche (24, 25, 26) definiert.

3. Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einzelnen Schwimmer (5, 6, 7) im Bereich der Trittfläche (24, 25, 26) eine Reling (27) mit mehreren entlang des Schwimmers (5, 6, 7) verteilten Pfosten (28) vorgesehen ist, zwischen welchen mindestens ein Geländer verläuft, wobei die Pfosten (28) jeweils aus einer Grundstellung, in welcher der einzelne Pfosten (28) in eine liegende Position überführt ist, in eine Wartungsstellung klappbar sind, in der der einzelne Pfosten (28) in eine aufrechte Position bewegt ist.

4. Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) nach einem der Ansprüche 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Geländer als je ein

Zugmittel (29) ausgeführt ist, über welches jeweils die Pfosten (28) gemeinsam zwischen der Grundstellung und der Wartungsstellung überführbar sind.

5. Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der einzelne Schwimmer (5, 6, 7) aus einer Auftriebseinheit (10, 11 , 12) und mindestens einem starr mit der Auftriebseinheit (10, 11 , 12) verbundenen Verbindungselement (13, 14, 15) zusammensetzt, wobei an dem mindestens eine Verbindungselement (13, 14, 15) die jeweilige Verbindung des einzelnen Schwimmers (5, 6, 7) zu der oder den benachbarten Aufständerungen (8, 9; 34, 35) hergestellt ist.

6. Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebseinheit (10, 11 , 12) durch einen einzelnen Auftriebskörper (16) gebildet ist oder sich aus mehreren Auftriebskörpern (18, 19, 20, 21 ) zusammensetzt, die nebeneinander befestigt sind.

7. Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine

zwischenliegende Schwimmer (6) mit der jeweiligen Aufständerung (8, 9) jeweils über mindestens zwei Gelenke (22, 23) in Verbindung steht, welche in Längsrichtung des zumindest einen zwischenliegenden Schwimmers (6) beabstandet zueinander liegen.

8. Schwimmfähige Solaranlage (1 ; 33), umfassend mindestens eine Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei auf den Aufständerungen (8, 9; 34, 35) der mindestens einen Solarmodulunterkonstruktion (3; 36) Solarmodule (4) befestigt sind.

9. Solaranlage (1 ; 33) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule (4) als bifaziale Module ausgeführt sind.

10. Solaranlage (1 ; 33) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einzelnen Aufständerung (8, 9; 34, 35) mehrere Solarmodule (4) hochkant parallel oder liegend parallel oder schräg parallel befestigt sind.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Schwimmfähige Solarmodulunterkonstruktion sowie schwimmfähige Solaranlage

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine schwimmfähige Solarmodulunterkonstruktion, umfassend mehrere Schwimmer, die miteinander über jeweils zwischenliegende Aufständerungen verbunden sind, wobei die Aufständerungen jeweils der Befestigung von je mindestens einem Solarmodul dienen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine schwimmfähige Solaranlage mit zumindest einer vorgenannten Solarmodulunterkonstruktion.

Bei Solaranlagen sind neben Anlagen für die Anwendung an Land auch Konzepte bekannt, um Solaranlagen auf Gewässern vorsehen und damit auch die

Wasserfläche von beispielsweise Stauseen zur Energiegewinnung nutzen zu können. Dabei kommen dann schwimmfähige Solaranlagenunterkonstruktionen zum Einsatz, um die Solarmodule schwimmend auf der jeweiligen

Wasseroberfläche platzieren zu können.

Stand der Technik Aus der KR 101 171683 B1 geht eine schwimmfähige Solaranlagenunter- konstruktion hervor, bei welcher mehrere parallel zueinander liegende Schwimmer vorgesehen sind, die Aufständerungen zur Befestigung von Solarmodulen tragen. Die Aufständerungen sind dabei jeweils auf den Schwimmern befestigt und aneinander über Gelenke befestigt, welche Kippbewegungen zwischen den Aufständerungen ermöglichen, so dass die Solaranlagenunterkonstruktion

Bewegungen einer Wasseroberfläche folgen kann. Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schwimmfähige Solaranlagenunter- konstruktion zu schaffen, bei welcher eine gute Zugänglichkeit der Solarmodule für Wartungstätigkeiten gegeben ist, die gleichzeitig aber auch problemlos

Bewegungen einer Wasseroberfläche folgen können soll.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine schwimmfähige Solaranlage ist zudem Gegenstand der Ansprüche 8 bis 10.

Gemäß der Erfindung umfasst eine schwimmfähige Solarmodulunterkonstruktion mehrere Schwimmer, die miteinander über jeweils zwischenliegende

Aufständerungen verbunden sind. Dabei dienen die Aufständerungen jeweils der Aufnahme von je mindestens einem Solarmodul. Bevorzugt sind die Schwimmer länglich ausgebildet, d.h. sie erstrecken sich im Wesentlichen in einer Richtung. Weiter bevorzugt liegen die Schwimmer in dieser Richtung parallel zueinander. Ferner sind die Schwimmer nicht unmittelbar aneinander befestigt, sondern werden über die zwischenliegenden Aufständerungen jeweils mittelbar miteinander verbunden.

Auftriebskörper der Schwimmer einer erfindungsgemäßen Solaranlagenunter- Konstruktion bestehen insbesondere aus einem Kunststoff, bei welchem es sich besonders bevorzugt um Polyethylen (PE) handelt. Weiter bevorzugt sind die Auftriebskörper konkret aus PE100 hergestellt und außerdem UV beständig ausgestaltet. Die Aufständerungen bestehen hingegen bevorzugt aus Metall und hier besonders bevorzugt aus verzinktem Stahl oder eloxiertem Aluminium.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Schwimmer und die Aufständerungen nebeneinanderliegend aneinander befestigt sind. Des Weiteren sind zwei in der Solaranlagenunterkonstruktion jeweils außenliegende

Schwimmer mit der jeweils benachbart liegenden Aufständerung steif verbunden, während zumindest ein in der Solaranlagenunterkonstruktion zwischen den außenliegenden Schwimmern liegender Schwimmer mit den jeweiligen beiderseits angeordneten Aufständerungen über Gelenke in Verbindung steht. Das einzelne Gelenk lässt Kippbewegungen zwischen dem zumindest einen zwischenliegenden Schwimmer und der jeweiligen Aufständerung zu.

Mit anderen Worten sind also die Schwimmer und die Aufständerungen so miteinander verbunden, dass Schwimmer und Aufständerungen im Wesentlichen nebeneinander liegen, d.h. in der Horizontalen bestehen keine oder nur zu vernachlässigende Überlappungen zwischen dem einzelnen Schwimmer und der oder den benachbarten Aufständerungen. Innerhalb der so gebildeten

Solarmodulunterkonstruktion sind zwei an den Enden liegende Schwimmer mit der jeweils hierauf folgenden Aufständerung steif verbunden, so dass im

Wesentlichen keine Relativbewegung und hierbei insbesondere keine

Kippbewegung zwischen dem Schwimmer und der jeweiligen Aufständerung zugelassen wird. Im Unterschied dazu ist zumindest ein in der Solarmodulunter- konstruktion zwischenliegender Schwimmer mit den jeweils beiderseits liegenden Aufständerungen über Gelenke verbunden, die Kippbewegungen zwischen dem zwischenliegenden Schwimmer und den Aufständerungen ermöglichen.

Eine derartige Ausgestaltung einer Solarmodulunterkonstruktion hat dabei den Vorteil, dass aufgrund der nebeneinanderliegenden Anordnung der Schwimmer und der Aufständerungen problemlos eine Zugänglichkeit der auf den

Aufständerungen anzuordnenden Solarmodulen über die Schwimmer gegeben ist. Des Weiteren kann die Solarmodulunterkonstruktion aufgrund der steifen Anbindung der außenliegenden Schwimmer sowie der gelenkigen Anbindung des zumindest einen zwischenliegenden Schwimmers problemlos den

Wasserbewegungen einer Wasseroberfläche folgen. Denn aufgrund der steifen Anbindung wird ein ungewolltes Hochklappen des jeweiligen außenliegenden Schwimmers relativ zu der benachbarten Aufständerung unterbunden, was ansonsten eine Instabilität in Form eines ungewollten Eintauchens der

benachbarten Aufständerung zur Folge haben könnte. Dadurch, dass die Gelenke Kippbewegungen zwischen dem zumindest einen zwischenliegenden Schwimmer und den jeweils beiderseits hierzu liegenden Aufständerungen zulassen, kann die Unterkonstruktion zwischen den außenliegenden Schwimmern dennoch problemlos Bewegungen einer Wasseroberfläche folgen.

Zwar ist auch die Solarmodulunterkonstruktion der KR 101 171683 B1 dazu in der Lage, Bewegungen einer Wasseroberfläche zu folgen, indem die

Aufständerungen gelenkig miteinander verbunden sind. Dadurch, dass aber die Schwimmer unterhalb der Aufständerungen sitzen, kann hier keine Zugänglichkeit der auf den Aufständerungen befestigten Solarmodule über die Schwimmer erfolgen. Stattdessen müssen zwischen den Solarmodulen auf den

Aufständerungen entsprechende Abstände vorgesehen werden, um diese für Wartungszwecke erreichen zu können. Im Rahmen der Erfindung ist es zusätzlich denkbar, auf Höhe der

Aufständerungen und hierbei unterhalb von diesen zusätzliche Schwimmer vorzusehen, um in diesem Bereich den Auftrieb zu erhöhen. Diese zusätzlichen Schwimmer werden dann bevorzugt jeweils starr mit der jeweiligen Aufständerung verbunden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung definiert der einzelne Schwimmer an einer jeweiligen Oberseite eine Trittfläche. Hierdurch wird auf dem einzelnen Schwimmer ein Wartungsweg gebildet, über welchen die auf den

Aufständerungen befestigten Solarmodule für Wartungszwecke erreicht werden können. Im Rahmen der Erfindung kann die Trittfläche dabei durch separate auf dem einzelnen Schwimmer angeordnete Elemente definiert werden oder aber durch die Oberseite des Schwimmers selbst.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist an dem einzelnen Schwimmer im Bereich der Trittfläche eine Reling mit mehreren entlang des Schwimmers verteilten Pfosten vorgesehen, zwischen welchen mindestens ein Geländer verläuft. Die Pfosten können dabei jeweils aus einer Grundstellung, in welcher der einzelne Pfosten in eine liegende Position überführt ist, in eine Wartungsstellung geklappt werden, in der der einzelne Pfosten in eine aufrechte Position bewegt ist. Eine derartige Ausgestaltung einer Solarmodulunter- konstruktion hat den Vorteil, dass über das Geländer eine Sturzsicherung einer Person insbesondere bei Bewegungen der Wasseroberfläche im Zuge der Wartung der Solarmodule realisiert werden kann. Dadurch dass die Pfosten zudem klappbar sind, kann aber gleichzeitig verhindert werden, dass eine

Abschattung auf die Solarmodule in der aufrechten Position der Pfosten hervorgerufen und damit die Energieausbeute der Solarmodule vermindert wird. Prinzipiell können die Pfosten aber im Rahmen der Erfindung auch starr im Bereich der Trittfläche in einer aufrechten Position angeordnet sein.

Weiter bevorzugt ist das mindestens eine Geländer als je ein Zugmittel ausgeführt, über welches jeweils die Pfosten gemeinsam zwischen der

Grundstellung und der Wartungsstellung überführt werden können. Über das als Zugmittel ausgeführte Geländer kann dementsprechend die jeweilige Person, welche den Schwimmer betreten möchte, im Vorfeld die Pfosten in die aufrechte Position überführen und nach durchgeführter Wartung auch wieder in die liegende Position ablegen lassen. Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Zugmittel dabei als Seil ausgeführt, beispielsweise als Stahlseil. Im Sinne der Erfindung sind zwischen den Pfosten insbesondere mehrere Zugmittel parallel zueinander geführt, so dass sich in der aufrechten Position der Pfosten Sturzsicherungen auf unterschiedlichen Höhen ergeben. Anstatt eines Zugmittels können im Rahmen der Erfindung zwischen den Pfosten aber auch ein oder mehrere Gestänge als Sturzsicherung vorgesehen sein.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung setzt sich der einzelne Schwimmer aus einer Auftriebseinheit und mindestens einem starr mit der Auftriebseinheit verbundenen Verbindungselement zusammen, wobei an dem mindestens einen Verbindungselement die jeweilige Verbindung des einzelnen Schwimmers zu der oder den benachbarten Aufständerungen hergestellt ist. Eine derartige Ausführungsform hat dabei den Vorteil, dass über das mindestens eine Verbindungselement eine zuverlässige Anbindung des Schwimmers zu der jeweiligen Aufständerung hergestellt werden kann. Zudem kann dabei über das Verbindungselement eine Kraftübertragung realisiert werden, ohne dass eine Krafteinleitung in die Auftriebseinheit stattfindet und dadurch ggf. deren

Verformung hervorgerufen wird. Das mindestens eine Verbindungselement besteht dabei bevorzugt aus Metall und hier weiter bevorzugt aus verzinktem Stahl oder eloxiertem Aluminium.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ist die

Auftriebseinheit durch einen einzelnen Auftriebskörper gebildet. Besonders bevorzugt ist der einzelne Auftriebskörper dabei mit einem im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt ausgeführt, so dass auf einer Oberseite des Auftriebskörpers problemlos eine Begehungsmöglichkeit definiert werden kann. Die Enden des Auftriebskörpers müssen dabei verschlossen sein, um über den somit gekapselten Innenraum des Auftriebskörpers den Auftrieb zu verwirklichen. Bei einer aus Kunststoff ausgeführten Auftriebseinheit sind zu diesem Zweck bevorzugt Endkappen mit dem Auftriebskörper verschweißt. Entsprechend einer hierzu alternativen Variante der Erfindung setzt sich die Auftriebseinheit hingegen aus mehreren Auftriebskörpern zusammen, die nebeneinander befestigt sind. In diesem Fall weist der einzelne Auftriebskörper dabei insbesondere eine rohrförmige Gestalt auf, wobei Enden des rohrförmigen Körpers dabei verschlossen sind, um über den dann gekapselten Innenraum den Auftrieb des einzelnen Auftriebskörpers zu realisieren. Auch bei dieser Variante sind bevorzugt Endkappen vorgesehen, welche jeweils mit dem restlichen Teil des jeweiligen Auftriebskörpers verschweißt sind. Die nebeneinanderliegende Befestigung der Auftriebskörper ist insbesondere über ein mindestens ein Band oder zumindest eine Schelle realisiert.

In Weiterbildung der Erfindung steht der zumindest eine zwischenliegende Schwimmer mit der jeweiligen Aufständerung jeweils über mindestens zwei Gelenke in Verbindung, welche in Längsrichtung des zumindest einen

zwischenliegenden Schwimmers beabstandet zueinander liegen. Hierdurch kann über die Länge des Schwimmers eine stabile Koppelung mit der jeweiligen Aufständerung realisiert werden. Im Rahmen der Erfindung wäre es dabei prinzipiell denkbar, den einzelnen Gelenkpunkt am Schwimmer zur gleichzeitigen Verbindung mit beiden benachbarten Aufständerungen zu nutzen. Gegenstand der Erfindung ist zudem eine schwimmfähige Solaranlage, welche mindestens eine Solarmodulunterkonstruktion nach einer oder mehreren der vorgenannten Varianten umfasst, wobei auf den Aufständerungen der mindestens einen Solarmodulunterkonstruktion Solarmodule befestigt sind. Bei den

Solarmodulen kann es sich hierbei um Solarthermiemodule oder auch

Photovoltaikmodule handeln. Diese erfindungsgemäße Solaranlage ist dabei zur Anwendung auf einer stehenden oder fließenden Wasserfläche, wie beispielsweise einem Stausee oder einem Kanal, vorgesehen, wobei die Solaranlage dabei bevorzugt über Zugmittel, wie beispielsweise Ketten oder Stahlseile, auf der Wasserfläche in einer jeweiligen Position gehalten wird. Die Verwendung von Zugmitteln hat dabei den Vorteil, dass die Position auch bei sich ändernden Wasserständen auf

zuverlässige Art und Weise einstellbar ist. Prinzipiell kann die Solaranlage dabei in einer bestimmten Position zur Sonne positioniert sein oder aber es wird ein Nachführen der Solaranlage entsprechend der sich ändernden Position der Sonne realisiert.

Es ist eine Ausführungsform einer vorgenannten Solaranlage, dass die

Solarmodule als bifaziale Module ausgeführt sind, d.h. die Module können sowohl an einer Vorderseite, als auch an einer Rückseite Licht zur Energiegewinnung nutzen. Eine derartige Ausgestaltung der Solarmodule hat dabei den Vorteil, dass somit auch Reflexionen von der Wasseroberfläche zur Energiegewinnung genutzt werden können. Denn aufgrund der nebeneinanderliegenden Anordnung der Schwimmer und der Aufständerungen können Sonnenstrahlen auf die unterhalb der Aufständerungen liegende Wasseroberfläche treffen und von dort aus in Richtung der auf den Aufständerungen sitzenden Solarmodule reflektiert werden. Hierdurch kann die Energieausbeute der erfindungsgemäßen Solaranlage gesteigert werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Solarmodulunterkonstruktionen nebeneinanderliegend aneinander befestigt. In diesem Fall setzt sich also eine erfindungsgemäße Solaranlage aus mehreren erfindungsgemäßen

Solarmodulunterkonstruktionen zusammen, wobei die Solarmodulunter- konstruktionen untereinander in Verbindung stehen. Dabei können insbesondere Puffer, wie z.B. ausgediente Autoreifen, zwischen den Solarmodulunter- konstruktionen vorgesehen sein, um eine gegenseitige Beschädigung der

Konstruktionen zu vermeiden. Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung sind auf der einzelnen Aufständerung mehrere Solarmodule hochkant parallel oder liegend parallel oder schräg parallel befestigt. Hierdurch können unterschiedliche

Anordnungsmöglichkeiten der Solarmodule bei einer erfindungsgemäßen

Solaranlage realisiert werden.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer schwimmfähigen Solaranlage entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Querschnitt einer Auftriebseinheit einer Solarmodulunter- konstruktion der Solaranlage aus Fig. 1 , gemäß einer ersten Variante;

Fig. 3 ein Querschnitt einer Auftriebseinheit einer Solarmodulunter- konstruktion der Solaranlage aus Fig. 1 , entsprechend einer zweiten Variante; Fig. 4 bis 6 schematische Darstellungen unterschiedlicher Befestigungs- Varianten von Solarmodulen der Solaranlage aus Fig. 1 ; Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Reling der Solaranlage aus Fig. 1 , gezeigt in einem ersten Zustand; Fig. 8 eine schematische Ansicht der Reling aus Fig. 7, gezeigt in einem zweiten Zustand; und

Fig. 9 eine schematische Ansicht einer schwimmfähigen Solaranlage

gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer schwimmfähigen Solaranlage 1 , welche hierbei entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Vorliegend schwimmt die Solaranlage 1 auf einer - in Fig. 1 nur angedeuteten - Wasseroberfläche 2 und setzt sich aus einer schwimmfähigen Solarmodulunterkonstruktion 3 sowie mehreren Solarmodulen 4 zusammen.

Die Solarmodulunterkonstruktionen 3 ist im vorliegenden Fall entsprechend einer ersten Variante der Erfindung ausgeführt und umfasst mehrere Schwimmer 5, 6 und 7 sowie mehrere Aufständerungen 8 und 9, welche die Solarmodule 4 tragen. Die Schwimmer 5, 6 und 7 setzen sich jeweils aus je einer Auftriebseinheit 10 bzw. 1 1 bzw. 12 sowie je zumindest einem Verbindungselement 13 bzw. 14 bzw. 15 zusammen. Die jeweilige Auftriebseinheit 10 bzw. 1 1 bzw. 12 ist hierbei starr mit dem jeweiligen, zumindest einen Verbindungselement 13 bzw. 14 bzw. 15 verbunden. Dies ist hierbei bevorzugt derartig gelöst, dass das jeweilige

Verbindungselement 13 bzw. 14 bzw. 15 über ein Haltemittel, beispielsweise in Form von einem Band oder einer Schelle, auf der jeweiligen Auftriebseinheit 10 bzw. 1 1 bzw. 12 fixiert ist. Die Auftriebseinheiten 10, 1 1 und 12 bestehen jeweils aus einem Kunststoff, bei welchem es sich bevorzugt um Polyethylen, insbesondere PE100 handelt. Dabei können die Auftriebseinheiten 10, 1 1 und 12 jeweils entweder den in Fig. 2 oder den in Fig. 3 gezeigten Aufbau aufweisen. So ist die einzelne Auftriebseinheit 10 bzw. 1 1 bzw. 12 entsprechend der Variante in Fig. 2 durch je einen

rechteckförmigen Auftriebskörper 16 gebildet, dessen Auftrieb durch Kapselung eines Innenraumes 17 erzeugt wird. Dabei ist der Auftriebskörper 16

insbesondere an Endseiten über - vorliegend nicht weiter dargestellte - Kappen verschlossen, um ein Eindringen von Wasser in den Innenraum 17 zu

unterbinden.

Flingegen wird die jeweilige Auftriebseinheit 10 bzw. 1 1 bzw. 12 bei der in Fig. 3 dargestellten Variante durch mehrere Auftriebskörper 18 bis 21 gebildet, die jeweils rohrförmig gestaltet sind. Diese Auftriebskörper 18 bis 21 sind dabei zur Ausbildung der jeweiligen Auftriebseinheit 10 bzw. 1 1 bzw. 12 aneinandergefügt, wobei dies bevorzugt über das Haltemittel realisiert wird, über welches auch das jeweilige Verbindungselement 13 bzw. 14 bzw. 15 auf der jeweiligen

Auftriebseinheit 10 bzw. 1 1 bzw. 12 fixiert ist. Der einzelne Auftriebskörper 18 bzw. 19 bzw. 20 bzw. 21 ist dann wiederum endseitig über Kappen verschlossen, um ein Eindringen von Wasser in den jeweiligen Auftriebskörper 18 bzw. 19 bzw. 20 bzw. 21 zu verhindern.

Die Aufständerungen 8 und 9 bestehen vorliegend aus Metall und hierbei besonders bevorzugt aus verzinktem Stahl oder eloxiertem Aluminium. We in Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Solarmodule 4 auf jeder Aufständerung 8 und 9 mit entgegengesetzter Ausrichtung angeordnet, was die Solaranlage 1 aus Fig. 1 insbesondere für eine Ost-West-Ausrichtung geeignet macht. Pro Ausrichtung sind dabei auf jeder der Aufständerungen 8 und 9 jeweils mehrere Solarmodule 4 vorgesehen, wobei unterschiedliche Varianten der Anordnung pro Ausrichtung dabei aus den Fig. 4 bis 6 hervorgehen. Dabei sind diese Varianten am Beispiel der Aufständerung 8 mit den Solarmodulen 4 einer Ausrichtung gezeigt, kommen dann aber insbesondere analog auch bei der Aufständerung 9 zur Anwendung.

So zeigt Fig. 4 eine erste Anordnungsmöglichkeit der Solarmodule 4 je

Ausrichtung, wobei bei dieser Variante die Solarmodule 4 hochkant parallel auf der Aufständerung 8 befestigt sind. Dagegen sind die Solarmodule 4 bei der Variante in Fig. 5 liegend parallel auf der Aufständerung 8 angeordnet. Bei der in Fig. 6 gezeigten Variante sind schließlich die Solarmodule 4 ebenfalls parallel zueinander auf der Aufständerung 8 befestigt, wobei sie allerdings in diesem Fall schräg liegend angeordnet sind.

Als Besonderheit bei der Solaranlage aus Fig. 1 sind die Schwimmer 5 bis 7 und auch die Aufständerungen 8 und 9 nebeneinanderliegend aneinander befestigt. Dabei verbindet die Aufständerung 8 die beiden Schwimmer 5 und 6 miteinander, während die Aufständerung 9 eine Verbindung zwischen dem Schwimmer 6 und dem Schwimmer 7 herstellt. Ferner ist der eine innerhalb der

Solarmodulunterkonstruktion 3 außenliegende Schwimmer 5 an seinem

Verbindungselement 13 steif mit der Aufständerung 8 verbunden, so dass insbesondere ein Verkippen des Schwimmers 5 zu der Aufständerung 8 verhindert wird. Ebenso besteht auch zwischen der Aufständerung 9 und dem Verbindungselement 15 des anderen in der Solarmodulunterkonstruktion 3 ebenfalls außenliegenden Schwimmers 7 eine steife Verbindung, um auch hier ein Verkippen der Aufständerung 9 und des Schwimmers 7 zueinander zu unterbinden.

Flingegen ist der in der Formation zwischenliegende Schwimmer 6 sowohl mit der Aufständerung 8, als auch mit der Aufständerung 9 an seinem

Verbindungselement 14 jeweils über Gelenke 22 und 23 verbunden, die

Kippbewegungen zwischen der jeweiligen Aufständerung 8 bzw. 9 und dem Schwimmer 6 zulassen und dabei bevorzugt als Gleitlager aus Kunststoff ausgeführt sind. Hierdurch ist die Solarmodulunterkonstruktion 3 in der Lage, Bewegungen der Wasseroberfläche 2 folgen zu können.

Aufgrund der nebeneinanderliegenden Anordnung der Schwimmer 5 bis 7 und der Aufständerungen 8 und 9 bietet sich bei der erfindungsgemäßen

Solarmodulunterkonstruktion 3 die Möglichkeit, die Solarmodule 4 über die

Schwimmer 5 bis 7 zu erreichen. Dazu werden auf Oberseiten der

Auftriebseinheiten 10 bis 12 jeweils vorliegend nicht weiter im Detail dargestellte Trittflächen 24, 25 und 26 definiert, über welche die Solarmodule 4 zu

Wartungszwecken und ähnlichem zugänglich sind.

Um hierbei bei den Schwimmern 5 und 7 einer die Solarmodule 4 wartenden Personen allerdings einen sicheren Halt zu bieten und ein Abgleiten ins Wasser zu verhindern, sind die Auftriebseinheiten 10 und 12 der beiden Schwimmer 5 und 7 jeweils mit einer Reling 27 ausgestattet, welche in Fig. 1 nicht weiter dargestellt ist, sondern erst in den Fig. 7 und 8 zu erkennen ist.

Diese Reling 27 kann dabei zwischen einer in Fig. 7 gezeigten Grundstellung und einer in Fig. 8 illustrierten Wartungsstellung geklappt werden und umfasst mehrere Pfosten 28 sowie zwei Geländer in Form je eines Zugmittels 29, wobei die Zugmittel 29 hierbei parallel zueinander zwischen den Pfosten 28 verlaufen. Die Pfosten 28 sind jeweils über je ein Gelenk 30 klappbar an der jeweiligen Auftriebseinheit 10 bzw. 12 befestigt und befinden sich in der Grundstellung der Reling 27 in einer liegenden Position, in der sie an die jeweilige Auftriebseinheit 10 bzw. 12 angelegt sind. Jeweils beabstandet zu dem jeweiligen Gelenk 30 tragen die Pfosten 22 dann gemeinsam die Zugmittel 29, bei welchen es sich insbesondere jeweils um ein Seil, wie beispielsweise ein Stahlseil, handelt.

Von einem Ende der jeweiligen Auftriebseinheit 10 bzw. 12 her können die

Pfosten 28 dann durch Ziehen der Zugmittel 29 in die in Fig. 8 gezeigte

Wartungsstellung überführt werden, in welcher die Pfosten 28 jeweils aufrecht auf der jeweiligen Auftriebseinheit 10 bzw. 12 aufgerichtet sind. Diese

Wartungsstellung wird dabei dann insbesondere durch Befestigen der Zugmittel 29 an dem jeweiligen Ende der Auftriebseinheit 10 bzw. 12 arretiert. In der Folge ist die Reling 27 aufgerichtet und kann somit einer Person im Zuge der Wartung der Solarmodule 4 Halt bieten. Ein Zurückklappen der Pfosten 28 in die

Grundstellung, in welcher eine Abschattung der Solarmodule 4 über die Pfosten 28 minimiert ist, wird dann insbesondere durch Lösen der Zugmittel 29

herbeigeführt. Im Rahmen der Erfindung kann eine entsprechende Reling 27 aber auch bei dem zwischenliegenden Schwimmer 6 der Solaranlage 1 vorgesehen sein. Zudem kann ein Arretieren der Pfosten 28 in der Wartungsstellung auch durch Fixieren eines der endseitigen Pfosten in der aufrechten Position realisiert werden.

Die Solarmodule 4 der Solaranlage 1 sind bevorzugt als Photovoltaikmodule ausgeführt, können im Rahmen der Erfindung allerdings auch als

Solarthermiemodule vorliegen. Dabei handelt es sich bei den Solarmodulen 4 insbesondere um bifaziale Module, bei welchen eine Energiegewinnung von beiden Seiten, also sowohl einer jeweiligen Vorder- als auch einer jeweiligen Rückseite her möglich ist. In der Folge können neben einer direkten

Solarstrahlung 31 , welche über die Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist, auch

Reflexionen von Solarstrahlung 32 an der Wasseroberfläche 2 zur

Energiegewinnung genutzt werden, die in Fig. 1 ebenfalls durch Pfeile angedeutet ist. Schließlich zeigt Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Solaranlage 33 gemäß einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, die hierbei weitestgehend der Variante nach Fig. 1 entspricht. Einziger Unterschied ist dabei, dass

Aufständerungen 34 und 35 einer Solarmodulunterkonstruktion 36 nun die Solarmodule 4 nur mit einer Ausrichtung tragen, was die Solaranlage 33 insbesondere für eine Nord- oder Südausrichtung geeignet macht. Ansonsten entspricht die Ausgestaltungsmöglichkeit nach Fig. 9 dem im Vorfeld beschriebenen, so dass auf das Beschriebene zu den Figuren 1 bis 8 Bezug genommen wird.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen einer schwimmfähigen Solarmodulunterkonstruktion kann jeweils eine schwimmfähige Solaranlage realisiert werden, bei welcher Solarmodule für Wartungszwecke gut zugänglich sind, die gleichzeitig aber optimal Bewegungen einer Wasseroberfläche folgen kann.

Bezugszeichenliste

1 Solaranlage

2 Wasseroberfläche

3 Solarmodulunterkonstruktion

4 Solarmodule

5 Schwimmer

6 Schwimmer

7 Schwimmer

8 Aufständerung

9 Aufständerung

10 Auftriebseinheit

1 1 Auftriebseinheit

12 Auftriebseinheit

13 Verbindungselement

14 Verbindungselement

15 Verbindungselement

16 Auftriebskörper

17 Innenraum

18 Auftriebskörper

19 Auftriebskörper

20 Auftriebskörper

21 Auftriebskörper

22 Gelenk

23 Gelenk

24 Trittfläche

25 Trittfläche

26 Trittfläche

27 Reling

28 Pfosten

29 Zugmittel 30 Gelenke

31 Solarstrahlung

32 Solarstrahlung

33 Solaranlage

34 Aufständerung

35 Aufständerung

36 Solarmodulunterkonstruktion