Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Solaraniage gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Verwendung der Solaraniage gemäss Anspruch 14.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik Solaranlagen betreffend sind Soiarpaneeie bekannt, welche sich zwischen einer ausgezogenen Betriebsposition und einer eingezogenen Schutzpo- sition entlang eines Seilsystems hin- und her bewegen lassen. In der EP 2 669 594 B1 ist eine Einhausung offenbart, in welche die Soiarpaneeie in ihrer Schutzposition aufge- nommen sind. An der äussersten Soiarpaneeie ist eine Abdeckplatte befestigt. Werden die Soiarpaneeie durch eine Öffnung in die Einhausung eingefahren, so verschliesst die .Abdeckplatte diese Öffnung zwangsläufig, wenn sich die Soiarpaneeie in der Schutzpo- sition befinden.

Die Einhausung beansprucht jedoch Platz bzw. Fläche an der Solaranlage, welcher von den Solarpaneelen nicht zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Zudem ist das Ver- sehen der Einhausung kostenintensiv und erhöht dementsprechend die Investitionskos- ten der Solaranlage. Auch führt die Einhausung zwangsläufig zu Schattenwurf und Sicht- behinderungen. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn die Solaranlage über einer Strasse aufgesteilt ist.

Aufgabe der Erfindung

Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert die Aufgabe eine Solaraniage vorzuschlagen, weiche den Schutz der Solarpaneelen bei widrigen Witte- rungsverhältnissen (Wind, Schnee, Hagel, Sand, Staub, Eis usw.) sicherstellt, ohne dass eine Einhausung dafür nötig ist.

Beschreibung Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Solaraniage durch die im kennzeich- nenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Patenten- spräche.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus. dass das äusserste und das innerste Solarpa- neei in der Schutzposition durch eine mechanische Kraft aneinandergedrückt sind, wodurch ein stabiles Paket von Solarpaneelen gebildet ist, welches einen Eigenschutz der Solarpaneele vor Witterungseinflüssen ermöglicht. Die erzeugte Kompressionskraft und die WW-Form der Faitdachgruppe von Soiarpaneeien führt dazu, dass das Solar- paneel-Paket äusserst stabil gegen Witterungseinflüsse und daraus resultierende Kräfte ist. Ein Aufschwingen von einzelnen Paneelen oder sogar ein Abreissen eines Paneels ist zuverlässig vermieden, da das Paket eine geringe Angriffsfläche bietet und nicht un- gewollt durch Witterungseinflüsse auseinandergezogen werden kann. Dadurch, dass die Soiaranlage frei von einer Einhausung ist, kann die Solaraniage über die gesamte Länge Soiarpaneele aufweisen und es gibt keine Einhausungs-Fläche, welche Schatten wirft. Dadurch ergibt sich eine Effizienzsteigerung von 10 bis 15%. Auch lassen sich die Pro- duktionskosten durch das Fehlen einer Einhausung reduzieren.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mechanische Kraft in der Schutzposition dadurch realisiert ist, dass am äussersten Paneel ein Zuge- lement zieht und auf das innerste Solarpaneei eine Kompressionskraft, beispielsweise durch ein elastisches Pufferelement, insbesondere eine Feder, wirkt. Das Zugelement kann bevorzugt ein Zugseil, eine Kette oder ein selbstfahrender Antrieb sein. Diese Lö- sung ist besonders einfach und dementsprechend zuverlässig. Diese Lösung ermöglicht es auch, dass im Fall einer Schrägsteliung der Solarpaneele diese automatisch wieder ausgerichtet werden.

Ais zweckdienlich hat es sich erwiesen, wenn an jedem Solarpaneei ein erstes Scharnier und ein oberer Träger mit einem zweiten Scharnier angeordnet ist, welche Scharniere benachbarte Soiarpaneele gelenkig miteinander verbinden, wobei der obere Träger die Soiarpaneele an dem wenigstens einen Haltelament hält. Dadurch ist die Anordnung VWV förmig und die Solarpaneele können in der Art einer Jalousie zwischen der Schutzposition und der Betriebsposition verschoben werden, wobei sich benachbarte Soiarpaneele relativ zueinander verdrehen. Zweckmässigerweise greift in der Schutzposition das Zugseil an dem äussersten oberen Träger an und die Kompressionskraft greift an dem innersten oberen Träger an. Dadurch kann das Zugseil, welches zum Einziehen in die Schutzposition ohnedies notwendig ist, für die Kompression der Solarpaneele genutzt werden. Durch die zweiseitige sich ge- genüberliegende Krafteinleitung ist das Solarpaket besonders stabil.

Die Erfindung zeichnet sich auch bevorzugt dadurch aus, dass an jedem der oberen Träger ein Dachpaneel angeordnet ist, wöbe- sich benachbarte Dachpaneile in der Schutzposition berühren und dadurch ein Schutzdach bilden. Das Schutzdach schützt das Paneelpaket in der Schutzposition vor vertikalen Witterungsbelastungen, ohne einen störenden Schattenwurf in der Betriebsposition zu erzeugen. Einen noch besseren ver- tikalen Witterungsschutz erhält man, wenn benachbarte Dachpaneele sich nicht nur be- rühren, sondern überlappen. Zweckmässigerweise sind die die Dachpaneele als Opferelemente ausgebildet. Bei sehr starken mechanischen Belastungen, beispielsweise bei Hagel, wird es zugelassen, dass die Dachpaneele bewusst zerstört werden, um die anderen Elemente der Solaranlage zu schützen. Die zerstörten Dachpaneeie sind gut zugänglich und lassen sich mit gerin- gem Aufwand durch neue Dachpaneele ersetzen. In einer werteren Ausführungsform sind die Dachpaneeie und/oder die Solarpaneele be- heizbar. Dadurch existiert keine Schneelast auf die Solaranlage, da die Dachpaneele dauerhaft eine Temperatur von 3°C bis ß °C aufweisen und der auf die Dachpaneelen fallende Schnee umgehend geschmolzen wird. Alternativ zu einer beheizbaren Dachpa- neele kann der Schnee auch geschmolzen werden, indem man elektrischen Stromdurch die Solarpaneelen leitet und sich diese durch den gebildeter! elektrischer Widerstand erwärmen.

Zweckmässigerweise ist das wenigstens eine Haltelement an zwei sich gegenüberlie- genden in Längsrichtung nach aussen gebogenen Masten gehalten. Dadurch kann die Nutzfläche der Solarpaneele in der Betriebsposition bevorzugt grösser sein als die Bo- denfiäche, weiche durch die Füsse der Masten begrenzt ist.

Bevorzugt ist es, wenn zwischen den Scharnieren benachbarter Solarpansele Spalten vorhanden sind, durch weiche Luft entweichen kann. Dadurch kann sich unterhalb der Solarpaneele kein Luftüberdruck aufbauen. Druckwellen, beispielsweise erzeugt, durch Lastwagen, werden daher an den Solarpaneelen abgebaut, In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Übergang benach- barter Dachpaneele wasserdurchlässig. Dadurch wird das Paneeipaket vor der mecha- nischen Belastung von Niederschlag geschützt. Das Wasser kann jedoch ohne Bildung von Staunässe abfliessen und reinigt sogar die Oberfläche der Solarpaneele. Zweckmässigerweise sind an der innersten und der äussersten Solarpaneele an den Aussenseiten eine erste bzw, eine zweite Schutzplate befestigt. Diese Schutzplater? schützen das Paneelpaket zuverlässig vor Wind und Sturm.

Von Vorteil ist es auch, wenn das Paket von Solarpaneelen in der Schutzposition seitlich unbedeckt und dementsprechend winddurchlässig ist. Dadurch können Windkräfte seitlich nicht die ganzen Seitenflächen des Pakets angreifen, sondern verlieren sich in der Faltdachgruppe. Die Faltdachgruppe ist somit stabil gegen Winde von der Seite.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist unterhalb des Pakets von Solarpaneeien eine Sammelrinne angeordnet, Wenn das durch das Paket flies- sende Wasser nicht auf die Fläche unterhalb der Solaranlage fallen darf, so kann es in der Sammelrinne gesammelt werden und zentral abgeleitet werden.

Bevorzugt ist es, wenn der Wechsel zwischen der Betriebsposition und der Schutzposi- tion durch eine Steuerung, weiche lokale Sensorsignale und/oder lokale oder überregi- onale Meteodaten über ein Netzwerk auswertet, durchführbar ist.

Die Steuerung der Solaranlage kann auch dazu verwendet werden den Wärmehaushalt in urbanen Räumen, in Gebäuden, in Gebäudekompiexen, über Verkehrs- oder Agrar- flächen aktiv zu regeln. Dabei kühlt das Solarfaitdach den Raum, indem es (a) tagsüber den Raum beschattet, (b) in der Nacht die Wärmeabstrahlung unterstützt, indem es in die Schutzposition zusammenfährt und (c) den Strom für den Betrieb von lokalen Klima- anlagen genau dann und dort produziert, wo er auch gebraucht wird. Das ganze System kann mittels intelligenter Steuerung optimal auf die Bedürfnisse der Benutzer und/oder Kommunen ausgerichtet werden, So ist es z.B, möglich, die nächtliche Abstrahlung ab einer gewissen Temperatur oder Zeit durch das Ausfahren vom Solarfaltdach abzu- schwächen.

Ein weiterer Aspekt dar Erfindung betrifft die Verwendung der Solaranlage zur Über- spannung von Verkehrsflächen für den bewegten oder stehenden Verkehr. Die Solaran- lage eignet sich in idealer Weise für Verkehrsflächen, da diese ohnedies grosse Grund- flächen benötigen und die Grundflächen bereits verbaut sind. Zudem ist die Solaranlage mit dem eigen- bzw. selbstgeschützten Soiarpaneeipaket besonders sicher und ein Her- abfallen von Teilen auf Verkehrsteilnehmer ist zuverlässig vermieden. Die Solaraniage bzw. das Solarfaltdach kann grosse Distanzen (über 30--50 Meter) ohne Stützen Über- spannen. Dadurch kann z.B. bei Autobahnen auf Mittelstützen verzichtet werden. Die Solarpaneele sind hoch aufgehängt und die Paneele lassen durch ihre Distanz Licht nach unten durchscheinen. Aus diesem zwei Gründen und dank der Tatsache, dass das Faitdach in der Dämmerung zusammenfährt, braucht es keine zusätzliche Beleuchtung der Fahrbahn. Druckwellen, erzeugt von Lastwagen, werden wie oben beschrieben zu- verlässig abgebaut und können keinen Schaden an der Solaranlage verursachen. Die Verwendung der Solaranlage zur Überspannung von Verkehrsflächen für den bewegten Verkehr besitzt den zusätzlichen Vorteil des Lärmschutzes. Die Soiaranlage bzw. das Spiartaltdach hemmt im ausgefahrenen Zustand die Lärmausbreitung nach oben. Das ist insbesondere bei Verkehrsachsen in Hügeiiandschaft oder in Tälern ein grosser Vor- teil.

Die Soiaranlage kann mit ihrer Längsrichtung in Querrichtung oder parallel zum Ver- kehrsfluss orientiert sein. Dementsprechend kann die Breite einer Strasse oder der Stre- ckenverlauf optimal durch die Orientierung der Solaranlage ausgenutzt werden.

Weitere Vorteile und Merkmaie ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die schemaü- sehen Darstellungen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung:

Figur 1 : eine axonometrische Ansicht einer Soiaranlage, bei welcher sich So- larpaneele zwischen einer Schutzposition und einer Betriebsposition hin- und her verschieben lassen,

Figur 2: eine Seitenansicht der Soiaranlage in der Schutzposition;

Figur 3: eine axonometrische Ansicht der Soiaranlage, In einer Ausführungs- form, bei welcher sich die Soiaranlage quer über eine mehrspurige Fahrbahn erstreckt;

Figur4: eine Seitenansicht der Solaranlage aus Figur 4;

Figur 5: eine axonometrische Ansicht der Soiaranlage, in einer Ausführungs- form. bei welcher sich die Soiaranlage längs zu einer mehrspurigen Fahrbahn erstreckt und

Figur 6: eine Seitenansicht der Solaranlage aus Figur 5.

Die Figuren zeigen eine erfindungsgemässen Soiaranlage, weiche gesamthaft mit dem

Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Als Halteelemente sind zwei im Wesentlichen parallel geführte Führungsseile oder Führungsstangen 13 vorgesehen. Die Führungsseiie oder -■Stangers 13 sind zwischen zwei Masten 15 -gespannt bzw. geführt. Denkbar wäre es auch, dass die Führungsstangen 13 an einer ebenen Fläche, beispielsweise an einem Dach oder einer Wand, festgelegt sind, ohne dass Masten 15 zur Anwendung kommen.

An den Führungsseilen bzw. Führungsstangen 13 ist eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Solarpaneelen 19 gehalten. Wenn im Rahmen dieser Anmeldung von einer Solarpaneete 19 gesprochen wird, so sei damit vorzugsweise eine Platte mit zwei im Wesentlichen parallelen Flachseiten offenbart, wobei an wenigstens einer Flachseite eine Mehrzahl von Photovoltaik-Zelten angeordnet ist. D;e Figuren 1 , 2. und 6 zeigen, dass benachbarte Solarpaneete 19 an ihren Seitenk.anten gelenkig miteinander verbun- den sind. Die gelenkige Verbindung kann beispielsweise als ein erstes Scharnier 21 und als ein oberer Träger 23 mit einem zweiten Scharnier 25 ausgebildet sein. Die oberen Träger 23 halten die Solarpaneete 19 verschiebbar an den Haltelementen 13. Die Solar- paneele 19 sind derart gelenkig miteinander verbunden, dass sie fächerartig zusammen- und auseinanderschiebbar sind. Dementsprechend lässt sich die Gesamtheit von Solar- paneelen 19 von einer ausgezogenen Betriebsposition in eine eingezogene Schutzposi- tion und vice versa verschieben oder auch in eine Zwischenposition überführen (Figuren 1 ).

In der Betriebsposition schliessen die Solarpaneele 19 mit der Vertikalen einen Winkel ein, der bevorzugt grösser als 75 Grad ist. In der eingezogenen Schutzposition werden die Solarpaneele 19 durch eine mechanische Kraft möglichst nahe aneinander gezogen bzw. gedruckt. Die Solarpaneeie können ein stabiles Paket bilden. Dadurch bilden die Soiarpaneeie einen Eigenschutz vor W'itterungseinflüssen wie Sturm, Starkregen oder Hagel. Sturm bietet das Paket nur eine geringe Angriffsfläche und Niederschlag bietet das Paket keine horizontalen Flächen, die beschädigt werden könnten. Auf eine teure und viel Raum benötigende Einhausung zum Schutz der Solarpaneele kann daher ver- zichtet werden.

Die Vorspannung der Solarpaneete erfolgt bevorzugt durch eine Zugseil-Feder-Kombi- nation, wie in der Figur 2 gezeigt. Ein Zugseil 27, weiches bevorzugt an dem äussersten oberen Träger 23 befestigt ist, zieht die Solarpaneele 19 in die Schutzposition zu einem komprimierten Paneel-Paket zusammen. Auf den innersten oberen Träger wirkt ein elas- tisch kompnmierbares Puffereiement in Gestalt einer Feder 29 oder eines Gummiblocks. Dadurch werden die Paneele so weit aneinandergepresst, bis alle oberen Träger 23 an- einander liegen. An den oberen Trägern 23 sind Dachpaneele 31 angeordnet, in der Schutzposition, in der die Solarpaneele 19 das stabile Paket bilden, berühren bzw. überlappen sich die Dachpaneele 31. Durch die Überlappung können die Dachpaneele 31 ein geschlosse- nes Schutzdach bilden. Die Übergänge bzw. die Überlappungen sind bevorzugt wasser- durchlässig, damit Wasser über die Soiarpaneeie abrinnen kann. Dadurch wird Stau- wasser verhinded und gleichzeitig werden die Soiarpaneeie gewaschen werden. Das über die sich in der Schutzposition befindenden Soiarpaneeie kann in einer Sammelrinne gesammelt werden und zentral abgeleitet werden. Die Dachpaneele 31 können als Op- ferelemente ausgebildet sein. Es ist vorgesehen, dass beispielsweise Hagel nur die Dachpaneele 31 zerstören kann. Zerstörte Dachpaneele 31 können mit geringem Auf- wand separat, gegen neue Dachpaneele 31 ersetzt werden.

Damit auf den Solarpaneelen 19 kein Schnee liegen bleibt, können diese auch beheizt werden. Denkbar ist es auch, dass an die Solarpanelle 19 ein Strom angelegt wird und die Soiarpaneeie 19 als ein elektrischer Widerstand wirken. Auch dadurch kann der Schnee geschmolzen werden und bleib auf den Solarpaneelen 19 nicht liegen. Dar be- nötigte Strom dafür kann von der Solaranlage selbst hergestellt werden.

Die unteren und die oberen Träger 21 ,23 sind luftdurchlässig. Zwischen benachbarten Scharnieren kann demnach Luft entweichen. Druckwellen, welche sich beispielsweise durch den unterhalb der Solaraniage befindlichen Strassenverkehr, insbesondere Last- wagen 33, erzeugt werden, können demnach wirksam abgebaut werden (Figur 6). Die Soiarpaneeie 19 sind daher vor schlagartigen Druckbelastungen geschützt.

An der innersten und der äussersten Soiarpaneeie 19 können an den Aussenseiten eine erste bzw. eine zweite Schutzplatte befestigt sein. Dadurch Ist das Paket von Soiarpa- neeien vor horizontal auftretenden Witterungsbelastungen geschützt. Das Soiarpaket ist an den Seiten offen, wodurch Wind hier keine Angriffsfläche vorfindet. Nach unten ist das Solarpaket offen gestaltet, wodurch Wasser ungehindert abfliessen kann und bei- spielsweise in der Sammelrinne gesammelt werden kann.

Die Masten 15 können gebogen ausgeformt sein (Figur 3 und 4). Dadurch kann die Flä- che, welche die Soiarpaneeie 19 in der Betriebsposition überdacht, grösser sein als die Standfläche, welche die Masten 15 begrenzen.

Eine optimale Anwendungsmöglichkeit für die Solaraniage bieten Verkehrsflächen, da Bodenfläche durch diese ohnedies verbaut ist. Starke, insbesondere von Lastwagen 33 erzeugte Druckwellen können der Solaranlage, wie weiter oben ausgeführt, nichts anha- ben. Die Soiarpaneeie 19 können sich quer oder längs zur Fahrbahn erstrecken. Legende:

11 Solaranlage

13 Hateelement, Führungsseile, -Stangen

15 Masten

19 Solarpaneel

21 Erstes Scharnier

23, 23a, 23b Oberer Träger, äusserster oberer Träger, Innerster oberer Träger

25 Zweites Scharnier

27 Zugelement, Zugseil

29 Feder

31 Dachpaneel

33 Lastwagen