AUS SONNEN- UND WINDENERGIE

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Gewinnung von Nutzenergie aus Sonnen- und Windenergie, die ein bevorzugt mehrere Solar-Einzelpaneele umfassendes insgesamt flächiges Solar-Modul zur Gewinnung von Nutzenergie aus Sonnenlicht, sowie wenigstens ein Windkraft-Modul mit wenigstens einer eine Radialturbine aufweisenden Windkraft-Turbine zur Gewinnung von Nutzenergie aus Wind umfasst. Die Anlage kann insbesondere als einzelnstehende Ständeranlage konzipiert sein.

Im Stand der Technik bekannt sind Anlagen zur Nutzung von Sonnenenergie. Hierbei kommen insbesondere Solarthermie- oder Photovoltaik-Anlagen zum Einsatz, bei denen flächige Solar-Module auf einer Tragstruktur befestigt sind. Bekannt sind Anlagen zur starren Installation zum Beispiel auf Hausoder Fabrikhallendächern als auch einzeln oder im Verbund stehende Ständeranlagen, bei denen insbesondere eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Photovoltaik-Einzelpaneelen an einem Tragrahmen befestigt sind, der wiederum an einem am Untergrund fest verankerten Ständerwerk oder auf einem mobilen Grundgestell befestigt ist. Es kann eine Steuerung vorgesehen sein, die es ermöglicht, die Solar-Module über eine sensorgesteuerte Aktuatorik in einem optimalen Winkel zur Sonne auszurichten, so dass die Solar-Module der sich über den Tag ändernden Strahlungsrichtung kontinuierlich folgen können, um das auftreffende Sonnenlicht über den Tag hinweg weitgehend optimal auszunutzen.

Ferner bekannt sind Windenergieanlagen, mittels denen die in der bewegten Luft enthaltene kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Zum Einsatz kommen hier insbesondere mit in der Regel drei Rotorblättern versehene Anlagen mit einer Drehachse, die parallel zur Richtung des abzuerntenden Windes ausgerichtet ist (im Rahmen dieser Anmeldung als axiale Ausrichtung bzw. Axialturbine bezeichnet). Bekannt sind ferner auch Windkraftanlagen, bei denen ein vom Wind angetriebener Rotor um eine quer zum abzuerntenden Wind stehende Drehachse rotiert (im Rahmen dieser Anmeldung als radiale Ausrichtung bzw. Radialturbine bezeichnet).

Ein grundlegendes Problem derartiger Anlagen zur Energiegewinnung, besonders aber von Solar-Anlagen, ist, dass die Energiegewinnung tages- und jahreszeitenabhängig ist und insbesondere die Sonnenenergie in weniger sonnenreichen Ländern nur begrenzt zur Energiegewinnung nutzbar ist. Insbesondere lässt sich die von Sonne und Wind bereitgestellte Energie oft in Tages- und Jahreszeiten, in denen besonders viel Energie benötigt wird, etwa im Winter mit den kürzeren Tageszeiten, kälteren Außentemperaturen und den gegenüber anderen Jahreszeiten weniger Sonnenstunden, nicht in hinreichendem Maße gewinnen.

Ferner ist insbesondere die Windenergie für kleinere Anwender, etwa Privatnutzer oder kleinere Handwerks- oder Landwirtschaftsbetriebe, oft aus finanziellen Gründen nicht lohnend einsetzbar, weil die Kosten gängiger Windkraftanlagen in keinem ökonomisch vertretbaren Verhältnis zu den möglichen Einsparungen beim Energieeinkauf stehen. Hinzu kommt, dass das Aufstellen und der Betrieb von Windkraftanlagen nicht selten behördlich stark reglementiert sind.

Vor diesem Hintergrund macht es sich die Erfindung zur Aufgabe, eine Anlage zur Gewinnung von Nutzenergie zu schaffen, deren Energiegewinnungskonzept insgesamt eine größere Unabhängigkeit von den nutzbaren Sonnenstunden gewährleistet und außerdem eine erhöhte Gesamtenergieausbeute bei im wesentlichen gleicher Baugröße ermöglicht. Die Anlage soll auch für Kleinanwender attraktiv sein und gegenüber herkömmlichen Anlagen eine gesteigerte Nutzenergiegewinnung ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass innerhalb des flächigen Solar-Moduls Anström-Öffnungen ausgebildet sind.

Das flächige Solar-Modul umfasst dabei neben den eigentlichen typischerweise plattenförmigen Solar-Einzelpaneelen eine die Einzelpaneele stützende Tragstruktur, etwa einen Tragrahmen, an dem die Solar-Paneele befestigt sind und der sich bei einer Bewegung der Solar-Paneele zwecks Ausrichtung des flächigen Solar-Moduls mit dem Solar-Modul mitbewegt. Bevorzugt sind die Windkraft-Module an der Tragstruktur, insbesondere an dem Tragrahmen, angeordnet.

Die Gesamtanlage ist bevorzugt aus einer Mehrzahl von miteinander zu der Gesamtanlage verbindbaren gleichartigen Einzelmodulen aufgebaut, die bevorzugt jeweils wenigstens ein (bevorzugt genau ein) Solareinzelpanel und wenigstens ein (bevorzugt genau ein) Windkraft-Modul umfassen, die jeweils an einem gemeinsamen Einzelmodul-Tragrahmen angeordnet sind. Auf diese Weise kann die physikalische Größe der Gesamtanlage und auch ihre Leistungsfähigkeit durch die Anzahl der zur Erstellung der Gesamtanlage verwendeten Einzelmodule bestimmt werden. Die Tragrahmen der Einzelmodule können sowohl zwecks Anordnung mehrerer Einzelmodule nebeneinander als auch übereinander miteinander verbunden werden und so zusammen die Tragstruktur der Gesamtanlage bilden.

Eine Windkraft-Turbine ist am flächigen Solar-Modul nicht nur randseitig angeordnet, sondern auch innerhalb des flächigen sind Solar-Moduls längliche Anström-Öffnungen vorgesehen, in und/oder hinter denen die wenigstens eine Windkraft-Turbine angeordnet ist. Dass die länglichen Anström- Öffnungen innerhalb des Solar-Modul vorgesehen sind, bedeutet insbesondere, dass das wenigstens ein Windkraft-Modul nicht über einen äußeren Rand des Solar-Moduls bzw. der vom Solar-Modul aufgespannten und bevorzugt von einer Mehrzahl von Solar-Einzelpaneelen eingenommenen Ge- samt-Windangriffsfläche angeströmt wird, sondern dass Windkraft-Module vorgesehen sind, die mit einem Luftstrom versorgt und angetrieben werden, der innerhalb des Solar-Moduls bzw. innerhalb der Gesamt- Windangriffsfläche von einer oder mehreren Teilflächen des Solar-Moduls abgeleitet und den Windkraft-Modulen zugeleitet ist. Die Anström-Öffnungen durchbrechen sozusagen die Gesamtfläche des Solar-Moduls. Dies schließt es selbstverständlich nicht aus, dass auch ein oder mehrere Windkraft- Module vorhanden sein können, die von einem Luftstrom angetrieben werden, der über den Rand der Gesamtfläche des Solar-Moduls abgeleitet und dem Windkraft-Modul zugeleitet ist.

Dabei ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Windkraft-Turbine im unmittelbaren Nahbereich der länglichen Anström-Öffnungen angeordnet ist. Bei einer innerhalb des Solar-Moduls vorgesehenen länglichen Öffnung wird die Windkraft-Turbine somit von einem Luftstrom angetrieben, der durch die längliche Öffnung und damit innerhalb der das Solar-Modul nach außen begrenzenden äußeren Ränder durch eine von dem Solar-Modul aufgespannte Solar-Modul-Ebene E bzw. durch die vom Solar-Modul aufgespannte Solar- Modul-Fläche hindurchtritt.

Die länglichen Anström-Öffnungen können durch eine Anordnung von Solar- Einzelpaneelen auf der Tragstruktur erzeugt sein, bei der die Einzelpaneele von jeweils benachbarten Einzelpaneelen derart beabstandet angeordnet sind, dass sich zwischen den Rändern der zueinander benachbarten Einzelpaneele die längliche Anström-Öffnung ergibt.

Die einzelnen das Solar-Modul bildenden Solar-Einzelpaneele sind derart auf der Tragstruktur des Solar-Moduls montiert, dass sie eine Solar-Modul- Ebene E definieren, in der alle Solar-Einzelpaneele angeordnet sind. Die Solar-Modul-Ebene E ist dann eine von allen verwendeten und in einer gemeinsamen Ebene liegenden Einzelpaneelen gemeinsam gebildete durchgängig flächige Ebene, wobei die von dem Solar-Modul in dieser Ebene eingenommene Fläche im Wesentlichen nur durch die innerhalb der Solar-Modul- Ebene vorgesehenen Anström-Öffnungen durchbrochen ist. Das flächige Solar-Modul kann aber auch eine in sich gestuft ausgebildete Solar-Modul-Fläche mit mehreren versetzt zueinander angeordneten Teilebenen E _n definieren. Eine derartige in sich gestufte Solar-Modul-Fläche kann dadurch realisiert sein, dass die einzelnen oder verschiedenen Gruppen der das insgesamt flächige Solar-Modul zusammen aufspannenden So- lar-Einzelpaneele derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass sie verschiedene zueinander versetzten Teilebenen Ei , E ₂ , E ₃ , ... E _n definieren. Die einzelnen Teilebenen können dabei insbesondere parallel zueinander ausgerichtet oder derart ausgerichtet sein, dass die Schnittgeraden der Teilebenen parallel verlaufen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass diese zueinander versetzen Teilebenen stufenförmig zueinander versetzt am flächigen Solarmodul ausgebildet und gegenüber der von dem Solar-Modul insgesamt aufgespannten Gesamt-Solar-Modul-Ebene E' um einen Winkel α (mit α zwischen 10° und 20°, bevorzugt etwa 15°) geneigt sind, wobei die Anström-Öffnungen durch Öffnungen gebildet ist, die infolge des Stufenversatzes zwischen zwei Solar-Einzelpaneelen am Übergang eines Einzelpaneels zu einem hierzu benachbarten, in Anströmrichtung nachgeordneten Einzelpaneel entsteht. Die Teilebene E _n+ i , die ein in Anström richtung nachgeordnetes Einzelpaneel definiert, ist hierzu gegenüber der Teilebene E _n , die das in Anströmrichtung vordere Einzelpaneel definiert, versetzt (insbesondere höher) angeordnet.

Es sei darauf hingewiesen, dass die gemeinsam von mehreren Solar- Einzelpaneelen definierte weitgehend durchgängige Solar-Modul-Ebene E oder die einzeln oder gruppenweise von Einzelpaneelen definierten Teilebenen E _n der Gesamt-Solar-Modul-Ebene E' nicht notwendigerweise ebenflächig, sondern auch gekrümmt, insbesondere zum einfallenden Sonnenlicht konkav oder konvex, ausgebildet sein können.

Die Drehachse bzw. Rotationsachse der Windkraft-Turbine ist bevorzugt parallel zur Solar-Modul-Ebene E oder einer Teilebene, die von dem Einzelpaneel aufgespannt ist, über das die Windkraft-Turbine angeströmt wird, ausgerichtet. Weiter bevorzugt kann wenigstens eine Windkraft-Turbine parallel zu wenigstens einem Rand des flächigen Solar-Moduls ausgerichtet sein. Es ist eine im Wesentlichen horizontale Ausrichtung der Windkraft-Turbinen bevorzugt, bei der die Drehachse der Windkraft-Turbinen parallel zu den Horizontalrändern eines rechteckig ausgebildeten insgesamt flächigen Solar-Moduls ausgerichtet sind. Aber auch eine Ausrichtung, bei der die wenigstens eine Windkraft-Turbine oder eine Mehrzahl von Windkraft-Turbinen parallel zu den Vertikalrändern ausgerichtet ist, ist denkbar. Die Drehachse steht dabei absolut betrachtet windschief im Raum, sofern das Solarpanel nicht streng senkrecht steht. Sofern mehrere Windkraft-Turbinen vorgesehen sind, sind deren Drehachsen bevorzugt alle parallel zueinander ausgerichtet.

Die Windkraft-Turbine kann insbesondere eine walzenförmige Turbine mit sich von einem zylindrischen Grundkörper radial nach außen erstreckenden Turbinenschaufeln sein. Es sind aber auch andere Konstruktionen denkbar, etwa solche, bei denen mehrere um eine Drehachse der Wind-Turbine angeordnete, beidseitig umströmte Profilflächen vorgesehen sind, die in einem Abstand von der Drehachse um die Drehachse rotieren und bevorzugt eine zur Drehachse parallele Grundausrichtung haben. Der Querschnitt dieser Profilflächen kann dem eines Tragflächenprofils entsprechen.

Es kann vorgesehen sein, dass die Windkraft-Turbine derart angeordnet ist, dass der von der Windkraft-Turbine bei deren Rotation gebildete Rotationshüllkörper (in der Regel ein Zylinder) die von dem flächigen Solar-Modul aufgespannte Solar-Modul-Ebene E oder eine Teilebene, die von dem Einzelpaneel aufgespannt ist, über das die jeweilige Windkraft-Turbine angeströmt wird, durchdringt. Bei einer Umdrehung der Windkraft-Turbine tritt in diesem Fall ein radial außenliegender Teil einer Turbinenschaufel oder einer Profilfläche von der Unterseite der Solar-Modul-Ebene E oder einer Teilebene kommend durch die Ebene E oder die Teilebene zunächst hindurch, ragt bei fortlaufender Drehung aus Ebene E oder der Teilebene hervor und tritt bei weiter fortlaufender Drehung wieder hinter die Ebene E oder Teilebene zurück. Hierdurch kann die Anströmung der Turbinenschaufeln der Windkraft- Turbine in bestimmten Fällen verbessert werden. Die Drehachse der Windkraft-Turbine liegt dabei bevorzugt hinter der Solar-Modul-Ebene E oder der Teilebene, die von dem Einzelpaneel aufgespannt ist, über das die Windkraft-Turbine angeströmt wird.

Es hat sich bei Versuchen als vorteilhaft erwiesen, wenn der wirksame Durchmesser der Windkraft-Turbine (der bei der Rotation der Radialturbine gebildete Rotationshüllkörper) wenigstens 500 mm beträgt, bevorzugt wenigstens 600 mm beträgt. Erst ab dieser Größe kann eine kombinierte Solar- Wind-Anlage der hier beschriebenen Art ihre Vorteile in besonderer Weise ausspielen.

Eine weitere Möglichkeit, die Anströmung der Windkraft-Turbine zu verbessern und damit die Effektivität der Gesamtanlage zu verbessern, liegt in der Verwendung von Strömungsleitvorrichtungen, mittels denen die Anströmung der Windkraft-Turbine verbessert werden kann. So können insbesondere aus der Solar-Modul-Ebene E oder aus Teilebenen hervorstehende Strömungsleitbleche vorgesehen sein. Diese können, je nach deren Funktion, senkrecht oder parallel zur Drehachse der Windkraft-Turbine ausgerichtet sein.

Derartige Strömungsleitvorrichtungen können randseitig am flächigen Solar- Modul und parallel zur Hauptanströmrichtung angeordnet sein, um den auf das Solar-Modul auftreffenden Wind zu kanalisieren und insbesondere um ein seitliches Abfließen der Luftströmung über den Rand des flächigen Solar- Moduls zu verhindern oder zumindest zu erschweren. Sie können auch innerhalb der Solar-Moduls aus der Solar-Modul-Ebene E herausstehen und senkrecht oder parallel zur Hauptanströmrichtung verlaufen, um die über das Solar-Modul streichende Luftströmung gezielter einzufangen bzw. zu kanalisieren und zur Optimierung der Anströmung Windkraft-Turbine umzuleiten.

Um eine möglichst optimale Anströmung der Windkraft-Turbine zu erreichen, kann diese außerdem insbesondere derart an dem flächigen Solar-Modul angeordnet sein, dass die die Windkraft-Turbine anströmende Luft, insbesondere die der Windkraft-Turbine über eine Strömungsleitvorrichtung gezielt zugeleitete Luftströmung, nur einer Antriebsseite der Windkraftturbine zugeleitet ist, während einer Rücklaufseite der Windkraft-Turbine keine Luftströ- mung gezielt zugeleitet ist. Um dies zu erreichen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rücklaufseite der Windkraft-Turbine zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, von Teilen des Solar-Panels, insbesondere von einem Randbereich eines Einzel-Solarpaneels, in Anströmungsrichtung gesehen und/oder in Richtung einer zur Solar-Modul-Ebene E oder einer Teilebene Senkrechten gesehen, verdeckt ist. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Rücklaufseite der Windkraft-Turbine sich ausschließlich hinter der Solar- Modul-Ebene E bzw. einer von dem einem Einzelpaneel aufgespannte Teilebene auf der dem Wind abgewandte Seite befindet und somit weniger Verlustleistung erzeugt.

Insbesondere innerhalb des flächigen Solar-Moduls vorgesehene längliche Anström-Öffnungen können derart ausgestaltet sein, dass diese in Turbinen- anströmrichtung gesehen ausschließlich wenigstens einen Teil der Antriebsseite der Windkraft-Turbine überdecken, während die Rücklaufseite der Windkraft-Turbine von den länglichen Öffnungen in Turbinenanströmrichtung nicht überdeckt ist, sondern von dem flächigen Solar-Modul, insbesondere einem Solar-Einzelpaneel oder einem Abdeckelement wie einem an einem Einzelpaneel angeordneten Abdeckblech, verdeckt ist.

Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung eines kombinierten Solar-Wind- Moduls erfordert gegenüber einem bereits bekannten reinen Solar-Modul nach einzelnstehender, aufgeständerter Bauweise keine nennenswert größere Baugröße und keinen höheren Platzbedarf. Die zusätzlich zum Solar- Modul vorgesehenen Windkraft-Turbinen können zudem an bereits bestehenden Solar-Modulen nachgerüstet werden. Eine derartige Anlage ist auch kostengünstiger zu realisieren als zwei getrennte Anlagen. Auch können sich Windkraft-Modul und Solar-Modul die erforderliche Hardware (Steuerungssystem, Aktuatorik zur Ausrichtung der Anlage, Kabel, Energiezwischenspeicher wie Akkus, etc.) teilen.

Durch das Kombinieren von zusätzlichen Windkraft-Turbinen an einer„klassischen" Solarmodulkonstruktion wie der eines über eine Rahmenkonstrukti- on auf einem Ständerwerk angeordneten flächigen Solar-Moduls lässt sich mit dem kombinierten Modul insgesamt eine höhere Energieausbeute erzielen. Je nach momentan vorherrschenden Sonnen- und Windverhältnissen kann die Anlage die Sonnen- und/oder die Windenergie nutzen. In Zeiten, in denen die Sonne gar nicht scheint, etwa nachts, kann die Anlage Nutzenergie aus Wind erzeugen. Auch an wolkigen, aber windigen Tagen gewährleistet die Anlage gegenüber einer reinen Solar-Anlage eine erhöhte Nutzenergieausbeute.

Wenn sowohl Wind als auch Sonne zur Verfügung steht, kann die Anlage durch geeignete Ausrichtung die Nutzenergieausbeute gegenüber einer reinen Windkraft-Anlage bzw. gegenüber einer reinen Solar-Anlage merklich erhöhen, in dem die Anlage mittels einer Steuereinrichtung in die zur Energiegewinnung optimale Stellung überführt wird. Die Steuereinrichtung ermittelt basierend auf Wind-Daten, die die Momentan-Windverhältnisse charakterisieren, und/oder basierend auf Sonnen-Daten, die die Momentan- Sonneneinstrahlungsverhältnisse charakterisieren, die die maximal mögliche Momentan-Energieausbeute der Gesamtanlage gewährleistende Stellung.

Zur Ermittlung der Wind-Daten und/oder Sonnen-Daten kann zusätzlich zum Windkraft-Modul eine vom Windkraft-Modul separate Wind-Erfassung zur Ermittlung von den Momentan-Wind charakterisierenden Wind-Daten und/oder zusätzlich zum Solar-Modul eine vom Solar-Modul separate Sonneneinstrahlungs-Erfassung zur Ermittlung der die Momentan- Sonneneinstrahlung charakterisierenden Sonnen-Daten vorgesehen sein. Wind-Erfassung und Sonnen-Erfassung dienen in diesem Fall nicht zur Energiegewinnung sondern lediglich zur Ermittlung von Daten, die der Anlagensteuerung zugrunde gelegt werden.

Zum Betreiben der Anlage kann intermittierend in vorgegebenen Zeitintervallen oder kontinuierlich die momentan maximal mögliche Momentan- Energieausbeute des Solar-Moduls und die momentan maximalen möglichen Momentan-Energieausbeute des Windkraft-Moduls ermittelt und die Anlage basierend auf diesen Daten in die die maximale Momentan-Energieausbeute der Gesamtanlage gewährleistende Stellung überführt werden. Eine Steuerungseinrichtung errechnet basierend auf den Wind-Daten und/oder den Sonnen-Daten die maximale Momentan-Energieausbeute der Gesamtanlage gewährleistende Stellung und die Anlage wird in diese Stellung überführt. Diese Art der Steuerung ermöglicht es, die optimale Stellung der Anlage kontinuierlich zu überwachen und dabei die Anzahl der Steuerbewegungen möglichst gering zu halten.

Ergänzend sei angemerkt, dass im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff Solar-Modul sowohl für Photovoltaik-Module als auch für Solarthermie- Module verwendet wird, und das Solar-Modul sowohl Photovoltaik-Paneele als auch Solarthermie-Paneele oder eine Kombination hieraus aufweisen kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer kombinierten Solar-Wind-Anlage

Fig. 2 eine perspektivische Rückansicht der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 3 eine perspektivische Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform einer kombinierten Solar-Wind-Anlage,

Fig. 4 eine perspektivische Rückansicht der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines aus einer Vielzahl von Einzelmodulen aufgebauten kombinierten Solar-Wind-Anlage, und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die in Figur 5 gezeigte Solar-Wind-Anlage. In Figur 1 und Figur 2 ist eine Anlage zur Gewinnung von Nutzenergie aus Sonnenenergie und Windenergie (kombinierte Solar-Wind-Anlage) in einer perspektivischen Vorder- und Rückansicht gezeigt.

Die Anlage weist ein Solar-Modul 1 auf, welches als Teil einer Tragstruktur einen Tragrahmen 2 umfasst, auf dem nebeneinander mehrere Solar- Einzelpaneele 3 angeordnet sind. Das Solar-Modul bzw. dieses Solar-Modul bildenden Solar-Einzelpaneele 3 spannt eine Solar-Modul-Fläche E auf.

Ebenfalls Teil der Anlage sind Windkraft-Module 4, die in den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen beispielhaft hinter der bzw. rückseitig zur Solar-Modul-Ebene E angeordnet sind. Die Windkraft-Module 4 umfassen walzenförmig ausgebildete Windkraft-Turbinen 5 mit Turbinenschaufeln 6.

In Figuren 1 und 2 sind die Drehachsen der Windkraft-Turbinen rückseitig der Solar-Modul-Ebene E angeordnet und verlaufen parallel zu dieser Ebene sowie zu den im Wesentlichen vertikal stehenden Seitenkanten des Solarmoduls und haben somit eine ebenfalls vertikale Grundausrichtung. Aus Figur 2 ist erkennbar, dass sich die walzenförmigen Windkraft-Turbinen 5 über die gesamte Höhe des Solar-Moduls erstrecken können (rechte und linke Windkraft-Turbine) oder aber sich nur über einen Teil der Gesamthöhe des Solar-Moduls 1 erstrecken können (mittleren beiden Windkraft-Turbinen).

Die Windkraft-Module 4 sind an dem Tragrahmen des Solar-Moduls 1 angeordnet und über Lagerschenkel 7 an diesem gehalten. Sie bewegen sich somit mit dem Solar-Modul 1 mit, wenn dieses verschwenkt wird. Das Solar- Modul ist auf einem Ständerwerk 8 angeordnet und mit dem Ständerwerk 8 gelenkig verbunden, so dass das Solar-Modul um eine vertikale Hochachse H gedreht und um eine horizontale Kippachse K gekippt werden kann, um insgesamt in die für eine maximale Energieausbeute optimierte Stellung ausgerichtet werden zu können. Hierzu wirkt eine geeignete Aktuatorik 9 auf das Solar-Modul oder auf das Ständerwerk. Insbesondere in Figur 1 ist ersichtlich, dass die Solar-Einzelpaneele zumindest zum Teil derart voneinander beabstandet sind, dass sich zwischen benachbarten Einzelpaneelen und damit innerhalb der vom Solar-Modul eingenommenen Solar-Modul-Fläche längliche Öffnungen 10 ausbilden, durch die der die Windkraft-Turbinen 5 anströmende Luftstrom hindurchtreten kann, um die Windkraft-Turbinen anzuströmen.

In dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Windkraft-Turbinen nicht vertikal, sondern horizontal und damit parallel zu den Horizontalkanten des Solar-Moduls 1 ausgerichtet und auch hier sind durch entsprechende Anordnung der Solar-Einzelpaneele 3 längliche Öffnungen 10 in der Solar-Modul-Fläche ausgebildet, durch die der Wind die Windkraft- Turbinen anzuströmen vermag. Anders als in dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in Figur 3 und 4 zusätzliche Strömungsleitbleche 1 1 vorgesehen, die aus der von der dem Solarmodul aufgespannten Ebene hervorstehen. Derartige Strömungsleitbleche 1 1 können, wie in Figur 4 mittels der die Windanströmung veranschaulichenden Pfeile dargestellt, die Strömung einfangen und gezielt zur den Windkraft-Turbinen 5 umleiten, um die Anströmung und damit die Energieausbeute zu verbessern.

Derartige Strömungsleitbleche können auch, wie die in Figur 3 ersichtliche beispielhafte Anordnung eines gestrichelt dargestellten Strömungsleitblechs 1 1 ' am äußeren Rand des Solar-Moduls zeigt, randseitig am Solar-Modul angeordnet sein, so dass ein seitliches Abfließen der Luftströmung verhindert oder zumindest verringert ist.

Figur 3 und Figur 4 verdeutlichen eine bevorzugte Anordnung der Windkraft- Turbinen 4 am Solar-Modul 1 . Die gezeigten Luftleitbleche 1 1 leiten die Luftbzw. Windströmung ausschließlich auf eine Antriebsseite 13 des Rotors der Windkraft-Turbine, während eine Rücklaufseite 14 nicht angeströmt wird, sondern von einem Randbereich eines Solar-Einzelpaneels 3 verdeckt ist. Hierdurch bewegen sich die einzelnen Turbinenschaufeln 6 des Windkraft- Turbinenrotors, die die Rotor-Rücklaufseite 14 bilden, beim Durchlaufen der Rücklaufseite ausschließlich in einem vom Solar-Modul abdeckten bzw. auf der dem Wind abgewandten Seite des Solar-Moduls und damit in einem für den Rücklauf günstigeren Bereich. Der Wirkungsgrad der Windkraft-Turbine lässt sich so erhöhen. Aus den Figuren ist erkennbar, dass die Rücklaufseite 14 der einzelnen Windkraft-Turbinenrotoren insbesondere von einem Randbereich eines Einzelpaneels 3 verdeckt sein kann. Die zwischen den Einzelpaneelen vorgesehenen länglichen Anströmöffnungen 10 überdecken ausschließlich wenigstens einen Teil der Rotor-Antriebsseiten 13.

In Figur 4 sind zusätzlich zu den in Figur 3 ersichtlichen Windkraft-Turbinen 4 noch zwei weitere, randseitig am Solar-Modul angeordnete Windkraft- Turbinen 4' und 4" in gestrichelten Linien dargestellt, die eine zusätzlich oder alternativ zu der in Figur 3 gezeigten Anordnung mögliche Anordnung von Windkraft-Turbinen illustrieren sollen. Eine derartige randseitige Anordnung wäre selbstverständlich bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls möglich, auch mit der in diesen Figuren 1 und 2 gezeigten im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung am rechten und/oder am linken Rand.

Die in Figur 4 die Wind-Anströmung illustrieren Pfeile verdeutlichen zudem, wie die Solar-Modul-Fläche bei entsprechender Ausrichtung des Solar- Moduls den Wind einfängt und zu den Windkraft-Turbinen 4, 4' hinzuleiten vermag. Die Anlage ist damit so konzipiert, dass die Solar-Modul-Fläche als Windeinfangfläche bzw. Luftleitfläche dient, so dass die von einer Windkraft- Turbine nutzbare effektive Anströmfläche insgesamt gegenüber einer alleinstehenden Windkraft-Turbine erhöht ist. Rückseitig der Solar-Modul-Fläche kann der der Windkraft-Turbine durchströmende Luftstrom abgeleitet werden.

Für die Erzeugung der Windenergie mittels der dargestellten Anordnung ebenfalls förderlich ist das zwischen der Anströmseite und der Abströmseite entstehende Druckgefälle. Durch das im Wind stehende Solar-Modul entsteht auf der Anströmseite des Solar-Moduls (der dem Wind zugewandten Seite) ein Staudruck und auf der Abströmseite (der dem Wind abgewandten Seite) des Solar-Moduls ein Unterdruck.

Die in Figur 4 unten dargestellte Turbine 4" ist von dem unteren horizontalen Rand etwas beabstandet und ebenfalls derart angeordnet, dass dieser Turbine eine von der Solar-Modul-Fläche separate Windeinfangfläche bzw. Luftleitfläche 12" sowie ein Strömungsleitblech 1 1 " zugeordnet ist.

Figur 5 und Figur 6 verdeutlichen eine Ausgestaltung einer kombinierten So- lar-Wind-Anlage, bei der die Anlage aus einer Mehrzahl von gleichartigen Einzelmodulen 15 mit eigenem Einzelmodul-Tragrahmen 16 aufgebaut ist, die jeweils ein Solar-Einzelpanel 3 und ein Windkraft-Modul 5 umfassen, die wiederum an dem gemeinsamen Einzelmodul-Tragrahmen 16 des Einzelmoduls 15 angeordnet sind. Die Einzelmodule 15 sind über die Einzelmodul- Tragrahmen 16 fest miteinander verbunden sind und bilden, nebeneinander sowie übereinander angeordnet, zusammen den Tragrahmen 2 der Gesamtanlage. Bei dieser Ausgestaltung sind die Anström-Öffnungen 10 durch einen Versatz im Übergang von einem Einzelmodul zu einem in Anström richtung nachgeordneten Einzelmodul gebildet.

Das insgesamt flächige Solar-Modul 1 in Figur 5 und Figur 6 weist eine Mehrzahl von zueinander benachbarten Solar-Einzelpaneelen 3 auf, die jeweils einem Einzelmodul zugehörig sind und gruppenweise zueinander versetzte Teilebenen (Ε-ι, E ₂ , E ₃ ) bilden, wobei nebeneinander und quer zur Luftanströmrichtung in Reihe befindliche Einzelpaneele gruppenweise eine Teilebene E _n definieren.

Die innerhalb des flächigen Solar-Moduls vorgesehenen Anström-Öffnungen 10 sind dabei durch einen Stufenversatz am Übergang eines Einzelpaneels 3 zu einem hierzu benachbarten, in Anströmung nachgeordneten Einzelpaneel 3 gebildet. Die von den Anström-Öffnungen aufgespannten Anström-Flächen sind somit, anders als bei den in Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen, gegenüber den jeweiligen von den Luftleitflächen 12 um einen Winkel ß (bevorzugt: 1 10° < ß < 150 °, weiter bevorzugt 120° < ß < 140 °, weiter be- vorzugt ß etwa 130°) geneigt und stehen gegenüber den Luftleitflächen hervor, wodurch eine weiter optimierte Anströmung der Turbinen 5 gewährleistet ist und auf die Strömung einfangenden und kanalisierende Strömungsleitbleche weitgehend verzichtet werden kann. Die zu einem Windkraft-Modul hinführenden Luftleitflächen 12 werden von der Oberfläche der Solar- Einzelpaneele 3 des jeweiligen Einzelmoduls gebildet.

Auch bei der in Figur 5 und Figur 6 gezeigten Ausführungsform wird der Luftstrom ausschließlich auf die Antriebsseite der Turbinen geleitet, während die Rücklaufseite der Turbine sich auf der windabgewandten Seite befindet und von dem Solar-Einzelpaneel verdeckt ist.

Die in Figur 5 und Figur 6 gezeigte kombinierte Solar-Wind-Anlage weist eine Anordnung von 5 x 3 Einzelmodulen auf. Selbstverständlich kann die Anzahl der verwendeten Einzelmodule auch geändert werden, wobei sich neben der in den Figuren gezeigten Anordnung auch eine Anordnung von 4 x 2 als vorteilhaft erwiesen hat. In der in Figur 5 und Figur 6 dargestellten Ausführung weist die Anlage eine Gesamthöhe von etwas mehr als 8 m auf, wobei die Höhe der Unterkante des flächigen Solar-Panels etwas weniger als 3 m über dem Boden ist. Die breite des flächigen Solar-Panels beträgt etwas weniger als 6 m.

Bezuqszeichenliste

1 Solar-Modul

Tragrahmen

Solar-Einzelpaneele

Windkraft-Module

Windkraft-Turbinen

Turbinenschaufeln

Lagerschenkel

8 Ständerwerk

9 Aktuatorik

10 Anström-Öffnungen

1 1 Strömungsleitblech

12 Luftleitfläche

13 Antriebsseite

14 Rücklaufseite

15 Einzelmodul

16 Einzelmodul-Tragrahmen

E Solar-Modul-Ebene

E _n Teilebenen

H vertikale Hochachse

K horizontale Kippachse

D Drehachse der Windkraft-Turbine