Die Energie-und Wassergewinnung stellt sich national und international langfristig als Kernproblem dar.

Der Energieverbrauch beruht heute immer noch zu seinem größten Teil auf der Verbrennung fossiler Brennstoffe.

Dadurch werden diese fossilen Energieträger nicht nur aufgebraucht, sondern tragen vor allem auch zu einer nicht mehr länger zu vertretenden Umweltbelastung bei. Von daher finden Tendenzen zunehmend größeren Anklang, zum einen auf wieder nachwachsende Energiequellen zurückzugreifen, oder aber alternative Energiegewinnungseinrichtungen stärker einzusetzen. Neben Wärmekraftwerken und Windenergie kommt der Solarenergie entscheidende Bedeutung zu.

Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 34 12 584 A 1 bekannt geworden. Gemäß dieser Vorver-

öffentlichung wird eine Sonnenkraftanlage beschrieben, die aus einer Vielzahl von in Felder eingeteilten Moduleinhei- ten aus photovoltaischen Zellen besteht, die beispiels- weise über einer Fahrbahn der Fahrbahn folgend als Überda- chung angeordnet ist. Eine Vielzahl solcher Flächen können dabei-jeweils auf einem eigenen Traggerüst-in raster- förmiger Anordnung auf eine Fläche aufgestellt werden, wobei die einzelnen Flächen wie der Felder eines Shed- Daches angeordnet sind, d. h. die Hüllkurve ist eine Säge- zahnlinie. Scheint die Sonne im wesentlichen quer zur aufgestellten Anlage, so können in Ausrichtung zur Sonne die Felder auch als durchlaufende Dachfläche ausgebildet sein.

Die so konzipierten Felder dienen gleichzeitig auch als Schutz vor Regenwasser, was insbesondere Vorteile für die darunter befindliche Verkehrswege mit sich bringt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine demgegen- über verbesserte Vorrichtung zur Solarenergie-und Wasser- gewinnung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im An- spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange- geben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Solarenergie-und Wassergewinnung weist gegenüber herkömmlichen Lösungen deutliche Vorteile auf.

Erfindungsgemäß ist nämlich vorgesehen, dass zusätzlich neben den modularen Photovoltaikelementen noch zumindest eine modular aufgebaute Kühleinrichtung für die Photovol- taikelemente vorgesehen ist. Dadurch lässt sich nämlich die elektrische Energiegewinnung bzw.-ausbeute deutlich erhöhen. Eine Aufwärmung der Photovoltaikelemente hat nämlich deren verminderte Leistungsfähigkeit zur Folge.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist deshalb ein modularer Thermo-und/oder Sonnenkollektor vorgesehen, der unterhalb des modularen Photovoltaikelementes angeord- net ist. Dieser Thermo-und Sonnenkollektor dient zur zusätzlichen Wärmgewinnung, die letztlich durch die Son- nenaufheizung bewirkt wird. Durch den Wärmeabtransport wird aber gleichzeitig eine Kühlung für die Photovoltaik- elemente realisiert, um deren Wirkungsgrad zu erhöhen.

Alternativ oder ergänzend kann aber auch eine andere oder weitere Kühleinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine mittels flüssiger und/oder gasförmiger Kühlmedien durchströmte Kühleinrichtung für die Photovoltaikelemente.

Dazu ist bevorzugt ein Abstandsraum zwischen der sonnen- seitig liegenden Glasabdachung und der Oberseite der Pho- tovoltaikelemente ausgebildet. Durch diesen Abstandsraum hindurch kann bevorzugt gasförmiges Kühlmedium beispiels- weise Luft durchströmen. Diese kann beispielsweise vor- gekühlt werden. Bevorzugt basiert die Wirkungsweise der Durchströmung von Kühlluft auf einem Art"Kamineffekt", der dadurch realisiert werden kann, dass die entsprechen- den modularen Energie-und Wassergewinnungselemente mit

Neigung gegenüber der Horizontalen aufgestellt werden.

Durch die Aufheizung kann dann die erwärmte Warmluft nach oben hin aufsteigen und abgeführt werden, so dass automa- tisch relativ kühlere Luft von einer unteren Einflussöff- nung in den Durchströmungskanal eintritt.

Die erwähnte sonnenseitig liegende Lichtdurchlässige Plat- te oder Abdeckung führt zu einer lichtverstärkenden Wir- kung, da das durch die lichtdurchlässige Abdeckung hin- durchgelassene und möglicherweise von den darunter liegen- den Photovoltaikzellen zurückgeworfene Licht nochmals reflektiert wird. Dies führt zu einer Erhöhung des Wir- kungsgrades.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die lichtdurchlässige Abdeckung mit einer Gleitbeschich- tung versehen ist, die Verschmutzung verhindert und einen zusätzlichen Wasserablauf gewährleistet. Die erwähnten Sonnen-oder Thermokollektoren umfasst zumindest eine Leitung, weist aber bevorzugt mehrere vorzugsweise inte- grierte Leitungen auf, um die anfallende thermische Ener- gie abzuleiten. Auch hier können zur Thermoableitung und damit zur Kühlung der Photovoltaikelemente gasförmige wie auch flüssige Medien verwendet werden.

Das gesamte System ist modular aufgebaut. Bevorzugt werden dabei Module verwendet, die Photovoltaikelemente gemeinsam mit den Sonnen-bzw. Thermokollektoren als einheitlich handelbares Bauteil umfassen. Schließlich ist bevorzugt auch die erwähnte, in Abstand oberhalb der Photovoltaik-

elemente angeordnete (beispielsweise in der Form von Ab- standshaltern) ausgebildete Glasabdeckung mit Teil eines derartigen Modules.

Als günstig erweist sich ferner, wenn die Module von Hause aus mit entsprechenden Steck-und/oder SChraubanschlüssen versehen sind, um derartige Einheiten problemlos direkt miteinander zusammenzufügen. An den Anschlussstellen kön- nen bei Bedarf Anschlusssteck-und/oder Anschlussschraub- verbindungen vorgesehen sein. Bei Bedarf können auch sepa- rate Leitungen an den Anschlüssen angeordnet werden. Da- durch können große Flächen zu einem Gesamtsystem zusammen- gebaut und vernetzt werden.

Um die Wassergewinnung mit einfachen Mitteln zu verbes- sern, können die Anschlusseinrichtungen für die Module Wasserauffangeinrichtungen umfassen, vergleichbar Dach- rinnen. Bevorzugt werden jedoch Wasserableitungsrinnen mit Abdeckungen aus Wellengittern verwendet, die aus dem glei- chen Material wie die Wasserrinnen bestehen können. Da- durch kann das über die Oberseite der Module, in der Regel die erwähnten lichtdurchlässigen Glasabdeckungen das auf- gefangene Regenwasser unmittelbar über die anschließbaren Wasserableitungsrinnen mit den darüber befindlichen was- serdurchlässigen Wellengittern aufgefangen und beispiels- weise zu Wassersammeleinrichtungen, Wassersammelbecken, Pumpstationen oder dergleichen abgeleitet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann überall aufgestellt werden. Bevorzugt kann sie über öffentlichen Verkehrswegen

und Straßen, insbesondere Autobahnen, Landstraßen aber auch Schienentrassen realisiert werden. In einer derarti- gen Gesamtanlage kann also mit hohem Wirkungsgrad die Sonnenenergie ausgenutzt werden, da die Sonnenenergie unmittelbar in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.

Dieser elektrische Strom kann über vorgesehen Leitungen relativ leicht weiterbefördert werden. Gegebenenfalls kann auch für vor Ort vorgesehene Beleuchtungsanlagen, Ver- kehrsleitsysteme der Strom direkt zumindest mit verwendet werden.

Die Sonnenenergie wird aber auch durch die verwendeten Sonnen-oder Thermokollektoren auch in thermischer Hin- sicht noch ergänzend ausgenutzt, da mittels des so erwärm- ten umströmenden Mediums beispielsweise Fernwärme zur Verfügung gestellt werden kann. Das System kann insoweit auch mit einer Wärmepumpe gekoppelt sein.

Schließlich sind die Module geeignet Regenwasser aufzufan- gen. In überdachter Bauweise werden dadurch auch die dar- unter befindlichen Straßen, Trassen, öffentliche Plätze etc. vor Witterungseinflüssen geschützt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen : Figur 1 : eine schematische Skizze im Querschnitt bezüglich einer Vorrichtung zur Solarenergie-und Wassergewinnung über einer Fahrbahntrasse ;

Figur 2 : eine schematische Querschnittdarstellung durch ein modular aufgebautes Solarenergie-und Wassergewinnungselement ; Figur 3 : eine schematische Draufsicht auf mehrere zusammengefügte Solarenergie-und Wasser- gewinnungsmodule ; Figur 4 : ein Anschluss-Steckelement als unteres Begrenzungselement mit Regenwasserauffang- rinne ; und Figur 5 : ein entsprechendes oben liegendes Steck- bzw. Abschlusselement für die modular auf- gebauten Solarenergie-oder Wassergewin- nungselemente.

In der schematischen Querschnittsdarstellung ist eine Überlandstraße 1 gezeigt, längs der an beiden Seiten in Abständen Säulen 3 vorgesehen sind, worüber dachförmige, gegebenenfalls zueinander beabstandete Auflager 5 gebildet werden. Auf diesen Auflagern können dann die nachfolgend noch erläuterten Module 21 aufgebaut und verankert werden, wobei durch die Oberseite der Module 21 letztlich gleich- zeitig auch eine Überdachung 7 gebildet wird.

Nachfolgend wird auf die Figuren 2 folgende Bezug genom- men, in denen die einzelnen Module für die Energie-und Wassergewinnungselemente gezeigt sind.

Ein entsprechendes Modul 23 umfasst also ein modulares Photovoltaikelement 25, welches an seinen gegenüberliegen- den Modulseiten 27 und/oder seinen dazu um 90'versetzt liegenden, links-oder rechtsliegenden Modulseiten mit Anschlüssen 29, insbesondere Steckanschlüssen (bei Bedarf aber ergänzend oder alternativ auch mit Schraubanschlüssen oder dergleichen) versehen sein kann, um das Modul mit einem nächsten Modul zu verkoppeln. Bevorzugt sind dabei die Steckanschlüsse an der einen Anschlussseite 27 steckerförmig und an der gegenüberliegenden Anschlussseite buchsenförmig gestaltet, um entsprechende Module durch Zusammenstecken kaskadieren zu können, also zu größeren Funktionseinheiten problemlos zusammenfügen zu können.

Ferner ist eine Kühleinrichtung 31 für die Photovoltaik- elemente 25 vorgesehen, wobei im gezeigten Ausführungsbei- spiel die Kühleinrichtung 31 ein unterhalb des Photovol- taikelementes 25 liegendes, also sonnenabgewandt angeord- netes Thermo-oder Sonnenkollektor-Element 33 umfasst.

Dieses weist eine Durchströmeinrichtung 35 auf, in Form beispielsweise einer oder mehrerer Durchflussleitungen, die gerade, meanderförmig, schleifen-oder schraubenförmig verlegt sein können, und zwar von einem eingangsseitigen Anschluss 29a zu einem ausgangsseitigen Anschluss 30a. Die Anschlüsse 29a und 30a können ebenfalls als Steckanschlüs- se, bei Bedarf aber auch alternativ oder ergänzend als Schraubanschlüsse oder dergleichen ausgebildet sein.

Die Kühleinrichtung 31 umfasst dabei eine weitere Kühl- maßnahme, nämlich eine noch oberhalb der Photovoltaik-

elemente 25 vorgesehene weitere Kühleinrichtung 36. Diese ist nach Art einer Durchströmeinrichtung 37 ausgebildet, die mit flüssigen und/oder gasförmigen Medien durchströmt werden kann. Bevorzugt ist jedoch eine Durchströmung mit gasförmigen Medien, insbesondere Luft vorgesehen. Dazu besteht die Durchströmeinrichtung 37 aus einem Abstands- raum 39 zwischen der Unterseite der sonnenseitig liegenden lichtdurchlässigen Abdeckplatte 41 und der Oberseite des darunter befindlichen Photovoltaikelementes 25. Insbeson- dere bei dachförmig geneigter Aufstellung ergibt sich dadurch ein Kamineffekt mit der Folge, dass unter Aufhei- zung der Luft oder des sonstigen Kühlmittels im Abstands- raum 39 dieses nach oben in Pfeilrichtung 40 aufzusteigen versucht und dabei von der Unterseite her kühleres Durch- strömmedium ansaugt. Dazu ist bevorzugt an der Oberseite ein Anschluss oder Auslass 29b und an der Unterseite ein Anschluss oder Einlass 30b ausgebildet, um dort beispiels- weise die Luft einströmen zu lassen.

Die Anschlüsse sind auch hier wiederum beispielsweise als reine Steckanschlüsse ausgebildet, können bei Bedarf aber ergänzt oder alternativ als Schraubanschlüsse oder der- gleichen vorgesehen sein.

Der Vollständigkeit halber wird schließlich auch ange- merkt, dass das Photovoltaikelement 25 ebenfalls mit einem oder mehreren an den beiden gegenüberliegenden Anschluss- seiten ausgebildeten Steckanschlüssen, insbesondere elek- trischen Steckereinrichtungen 29c und 30c versehen ist, um das Photovoltaikelement 25 mit einem benachbarten nächsten

unmittelbar zusammenzustecken und elektrisch kontaktieren zu können.

Wie die Ausführung ergibt, sind vorzugsweise alle An- schlüsse 29,29a, 29b wie aber auch die Anschlüsse 30, 30a, 30b in gleicher Richtung liegend an den gegenüberlie- genden Anschlussseiten vorgesehen, so dass entsprechende Module 23 allein nur durch Zusammenstecken zu großflächi- gen Anlagengruppen zusammengebaut werden können. Dabei müssen die Module in Draufsicht nicht zwingend Recht- eckform aufweisen, sondern können beispielsweise auch sechseckig gestaltet sein. Bevorzugt werden also Formen verwendet, die zu großflächig geschlossenen Einheiten und der Realisierung einer möglichst geschlossenen Abdeckung 7 zusammengefügt werden können.

Die lichtdurchlässige Abdeckplatte 41 ist so ausgebildet, dass das von dem Photovoltaikelement rückreflektierte Sonnenlicht an der Unterseite wieder zurückgeworfen wird, also dadurch zu einer hohen Energieausbeute beiträgt. Um eine Verschmutzung auf der Außenseite weitgehend zu ver- meiden, bzw. zu vermindern kann dort die lichtdurchlässige Abdeckung 41 mit einer entsprechenden Beschichtung, ins- besondere Gleitbeschichtung 43. Die so vorgesehenen Ein- heiten können beispielsweise über Abstandshalter, Schrau- ben oder dergleichen auf einer entsprechenden Tragkon- struktion 3,5 angebracht und montiert werden.

Wie sich insbesondere aus der auszugsweisen schematischen Draufsicht gemäß Figur 3 ergibt, werden wie bereits er-

wähnt die Module als Gesamtmodule zusammengefügt. An den Randbereichen können beispielsweise Abschlusseinrichtungen 47 angeschlossen werden, die bevorzugt als Abschluss- Steckeinrichtung 47 ausgebildet sind. Dadurch werden an den Stellen, an denen in Anschlussrichtung kein Modul angesteckt wird, eine Verbindung zu einem seitlich benach- barten Modul realisiert, soweit dies notwendig ist. Da- durch kann also ein geschlossener Kühlmittelkreislauf zu einem nächsten benachbarten Thermo-oder Sonnenkollektor- element 33 hergestellt werden, falls eine Reihenschaltung gewünscht wird. Genauso kann über eine elektrische Steckverbindung eine Verbindung zu einem nächsten benach- bart sitzendem Photovoltaikelement realisiert werden. Das gleiche gilt grundsätzlich auch für die nach Art eines Durchströmkanales gebildete oben liegende Kühleinrichtung 31, wobei hier insbesondere bei Verwendung von Umluft als Kühlung in dem Abschlusselement 47 lediglich ein Aus- trittskanal vorgesehen ist, um die warme Luft in die Umge- bung abzugeben.

Entsprechend sind die tiefer liegenden Abschlusseinrich- tungen 49 ausgebildet, wobei diese bevorzugt gemäß Figur 3 auch noch mit einer Wasserablaufrinne 14 versehen sein können. Gemäß Figur 4 ist die Rinne im Querschnitt kasten- förmig gestaltet (kann jedoch auch jede andere Quer- schnittsform aufweisen). An der Oberseite der Ablaufrinne ist bevorzugt ein Wellengitter 51 ausgebildet, welches das über die Abdeckung ablaufende Regenwasser problemlos zur Ablaufrinne hindurchlässt, gleichzeitig aber einen gewis- sen Schutz vor Verschmutzung, Verdreckung durch Laub etc.

gewährleistet. Eine höchst schematische vereinfachte Quer- schnittsdarstellung für ein oberes und eine unteres Ab- schlusselement 47 bzw. 49 ist in den Zeichnungen 4 und 5 dargestellt.

Wie sich aus der Darstellung der beigefügten Zeichnungen ergibt, werden bevorzugt die Module einer Dachlinie fol- gend von unten nach oben in Steckrichtung zusammengefügt, und am oberen und unteren Ende über die erwähnten Abschluss-Steckeinrichtungen bzw. allgemeinen Abschluss- Verbindungseinrichtungen 47,49 mit einer in fortlaufender Richtung so gebildeten dachförmigen Abdeckung verbunden.

Der gewonnene Strom kann problemlos zur Einspeisung in das elektrische Netz von elektrisch angetriebenen Zügen (Elek- trifizierung bei der Bahn) verwendet werden. Ebenso pro- blemlos und nutzvoll kann die gewonnene elektrische Ener- gie beispielsweise zur Speisung von Magnetschwebebahnen, wie beispielsweise dem Transrapid, verwendet werden.

Aber auch durch geeignete galvanisch oder induktiv arbei- tende Systeme können Elektrofahrzeuge nicht nur stationär an speziellen Ladestationen, sondern auch während der Fahrt mit elektrischer Energie versorgt und auf dem Fahr- zeug vorhandene Ladeeinrichtungen (Akkus, Batterien) sogar ergänzend aufgeladen werden, wodurch der Radius und die Reichweite gegenüber herkömmlichen, nur durch die Größe der Batterien beschränkten Systeme deutlich vergrößert wird. Bei galvanischen Leitungssystemen wird also ein elektrisch leitender Kontakt zu dem Fahrzeug hergestellt.

Bei induktiv arbeitenden Systemen erfolgt dies bevorzugt berührungslos.