CH709864A2 - Solarenergiegewinnungssystem. - Google Patents

Abstract

Offenbart wird ein Solarenergiegewinnungssystem, das Folgendes umfasst: a) mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton (1), wobei der Solarenergiegewinnungsponton (1) Folgendes umfasst: – eine umlaufende Rahmenstruktur (10); – eine Plattform (12), wobei die Plattform eine Pontonfläche überspannt; wobei eine untere Seite der Plattform (12) und eine Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsspeichers als abgrenzende obere Fläche und abgrenzende untere Fläche einer gasdichten Hülle dienen, wenn der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton (1) auf dem Flüssigkeitsspeicher schwimmt, wobei die gasdichte Flüssigkeitshülle ein eingeschlossenes Volumen einschliesst; – eine Solarenergiegewinnungsanordnung (11), wobei die Solarenergiegewinnungsanordnung (11) auf oder über einer oberen Seite der Plattform (12) angeordnet ist; b) eine Gasversorgungseinheit; c) ein Gaszufuhrsystem mit mindestens einer Gasversorgungsöffnung, um dem eingeschlossenen Volumen Gas zuzuführen und so einen Überdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens zu erzeugen, wobei der Überdruck den mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton (1) trägt. Offenbart wird ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Solarenergiegewinnungssystems.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Solarenergiegewinnung. Im Besonderen bezieht sie sich auf Solarenergiegewinnungssysteme und -verfahren zum Betreiben von Solarenergiegewinnungssystemen.

HINTERGRUND

[0002] Das Gewinnen von Solarenergie ist in den letzten Jahren ein technisches Gebiet von erheblicher Bedeutung geworden. Das Gewinnen von Solarenergie ist von besonderem Interesse für die lokale Energieversorgung in Gebieten von geringer oder allgemein unzureichender Energieerzeugung und Energieverteilungsinfrastruktur, als auch im allgemeinen Zusammenhang eines ansteigenden Bedarfs an Erneuerbarer-Energie-Erzeugung mit einer so geringfügig wie möglichen Auswirkung auf die Umwelt.

[0003] Eine Vielfalt an Konzepten, Systemen und Vorrichtungen für die Solarenergiegewinnung sind demnach entwickelt worden, von hoch miniaturisierten Systemen bis zu riesigen Solarenergieanlagen.

[0004] Die WO 2009/001 225 A2 der Anmelderin offenbart eine künstliche Insel mit Solarenergiesammelanlagen. Die künstliche Insel umfasst eine Plattform und einen äusseren Ring, der es der Plattform ermöglicht, auf einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zu schwimmen, die in einem ringförmigen Behälter angeordnet ist. Unter der Plattform wird ein luftundurchlässiges Volumen definiert, in dem ein Überdruck mit Hilfe eines Kompressors aufrechterhalten wird, wodurch die künstliche schwimmende Insel getragen wird. Die künstliche Insel weist eine kreisförmige Grundfläche auf, wodurch eine Ausrichtung relativ zur Sonne durch ein Sich-Drehen der schwimmenden Insel ermöglicht wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG

[0005] Die allumfassende Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Zustand von Solarenergiegewinnungssystemen für eine Erneuerbare-Energie-Erzeugung zu verbessern. Eine besondere Zielsetzung besteht darin, Systeme bereitzustellen, die für kleinräumige und grossräumige Anwendungen in sonnigen Gebieten geeignet sind. Diese allumfassende Zielsetzung wird durch den Gegenstand, wie er durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche definiert ist, realisiert. Besondere und beispielhafte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche als auch durch die allumfassende Offenbarung des vorliegenden Dokuments definiert.

[0006] Gemäss einem Aspekt wird die Zielsetzung durch das Bereitstellen eines Solarenergiegewinnungssystems realisiert. Ein Solarenergiegewinnungssystem in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton, der zum Schwimmen auf einem Flüssigkeitsspeicher ausgestaltet ist. Der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton umfasst eine umlaufende Rahmenstruktur und eine Plattform. Die Plattform ist auf oder über einer oberen Seite der umlaufenden Rahmenstruktur angeordnet und überspannt die Pontonfläche, die seitlich durch die umlaufende Rahmenstruktur begrenzt ist.

[0007] In diesem Dokument werden richtungsweisende Begriffe, im Besonderen «ober-», «unter-», «hinauf, «hinunter», «oben», «unten», allgemein mit Bezug auf ihre gewöhnliche Bedeutung während des Betriebs verwendet. Der Gravitationsvektor zeigt demgemäss abwärts, von oben nach unten.

[0008] Wenn der Solarenergiegewinnungsponton auf dem Flüssigkeitsspeicher schwimmt, dienen eine untere Seite der Plattform und eine Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsspeichers, im Besonderen eine Flüssigkeitsoberfläche unter der Plattform, als abgrenzende obere Fläche und abgrenzende untere Fläche einer gasdichten Hülle. Die gasdichte Hülle umschliesst ein eingeschlossenes Volumen als ihr inneres Volumen.

[0009] Jedes Gas, das im Inneren des eingeschlossenen Volumens, wie nachstehend beschrieben sein wird, vorhanden ist, ist dementsprechend zwischen der Unterseite der Plattform und der Flüssigkeitsoberfläche unter der Plattform als Zwischenschicht angeordnet. Die Unterseite der Plattform und die Flüssigkeitsoberfläche definieren demnach die vertikale Ausdehnung des eingeschossenen Volumens. Horizontal oder seitlich ist das eingeschlossene Volumen begrenzt und seine seitliche Ausdehnung ist durch eine umlaufende Begrenzung definiert, die sich zwischen der Unterseite der Plattform und der Flüssigkeitsoberfläche erstreckt. Die umlaufende Begrenzung kann durch die umlaufende Rahmenstruktur gebildet sein. In diesem Fall sind die umlaufende Rahmenstruktur und die Plattform entlang des Umfangs auf gasdichte oder abdichtende Art und Weise verbunden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das eingeschlossene Volumen durch eine Schürze, die von der Plattform oder der umlaufenden Rahmenstruktur nach unten vorspringt, seitlich begrenzt sein. In diesem Fall dient die Schürze als umlaufende Begrenzung. Auf allgemeinere Art und Weise kann die umlaufende Begrenzung durch irgendeine umlaufende Struktur ausgebildet sein, die gasdicht mit der Plattform verbunden ist, und, gemeinsam mit der Plattform und der Flüssigkeitsoberfläche unter der Plattform, eine gasdichte Hülle definiert.

[0010] Das Abdichten des eingeschlossenen Volumens bedeutet, dass es gasdicht ist, und jedes Gas, beispielsweise Luft, im Inneren des eingeschlossenen Volumens zurückgehalten wird und das zurückgehaltene Volumen nicht verlassen kann, ausser es wird mit Absicht freigesetzt. D.h. eine gewisse Leckrate ist zulässig, solange die Gasversorgungseinheit, wie nachstehend diskutiert, das ausströmende Gas ersetzen kann. Dichtigkeit liegt besonders mit Bezug auf ein Gas vor, das, im Betrieb, im eingeschlossenen Volumen vorhanden ist.

[0011] Die Oberfläche des Flüssigkeitsspeichers, auf dem der Solarenergiegewinnungsponton schwimmt, ist günstigerweise kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich und kann im Besonderen Dimensionen und eine Grundfläche aufweisen, die mindestens so gross wie oder im Wesentlichen grösser als die Grundfläche des Solarenergiegewinnungsponton sein kann. Die Oberfläche des Flüssigkeitsspeichers dehnt sich demnach mindestens über die ganze Grundfläche des mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton aus. In diesem Dokument wird der Begriff «Grundfläche» in seiner gewöhnlichen technischen Bedeutung einer Draufsicht-Geometrie angewandt.

[0012] Solarenergiegewinnungspontons gemäss der vorliegenden Erfindung können im Wesentlichen jede beliebige Grösse aufweisen. Um von praktischem, ökonomischem und/oder ökologischem Interesse zu sein, kann die Grösse eines einzelnen Pontons typischerweise im Bereich zwischen 10 m x 10 m bis 50 m x 50 m liegen, kleinere oder grössere Grössenordnungen sind physikalisch jedoch möglich. Wie weiter unten ausführlich diskutiert werden wird, können einzelne Pontons mit Cluster gekoppelt und darin angeordnet sein. Cluster können miteinander gekoppelt und in Solarenergiegewinnungsanlagen oder Cluster-Gruppen einer im Wesentlichen erforderlichen Grössenordnung angeordnet sein.

[0013] Der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton umfasst ferner eine Solarenergiegewinnungsanordnung. Diese Solarenergiegewinnungsanordnung ist auf oder über einer oberen Seite der Plattform angeordnet.

[0014] Das Solarenergiegewinnungssystem umfasst ferner eine Gasversorgungseinheit. Diese Gasversorgungseinheit kann im Besonderen eine Luftversorgungseinheit sein, wie nachstehend ausführlich beschrieben werden wird.

[0015] Das Solarenergiegewinnungssystem umfasst ferner ein Gaszufuhrsystem. Das Gaszufuhrsystem umfasst mindestens eine Gasversorgungsöffnung. Das Gaszufuhrsystem ist ausgestaltet, Gas zuzuführen, das durch die Gasversorgungseinheit in das eingeschlossene Volumen des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons hineingeleitet wird, wodurch ein Überdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens erzeugt wird. In Betrieb trägt der Überdruck den mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton.

[0016] Die umlaufende Rahmenstruktur verleiht dem Solarenergieponton günstigerweise horizontale Stabilität. Die umlaufende Rahmenstruktur kann in einem Stück oder durch eine beliebige Anzahl an angrenzend miteinander verbundenen Elementen realisiert sein.

[0017] Die umlaufende Rahmenstruktur verleiht ferner dem ganzen Solarenergiegewinnungsponton Festigkeit. Zu diesem Zweck kann die umlaufende Rahmenstruktur eine zweckbestimmte Aussteifungsstruktur, im Besonderen eine umlaufende Aussteifungsstruktur hoher Steifigkeit umfassen. Eine derartige Aussteifungsstruktur kann beispielsweise ein oder mehrere am Rand liegende Elemente umfassen, die aus Plastik, Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl, und/oder verstärkten Materialien, beispielsweise glasfaserverstärktem Plastik, und/oder aus Beton gebildet sein können.

[0018] Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Überdruck des Gases im Inneren des eingeschlossenen Volumens für Aussteifungszwecke und zur Erhöhung der Festigkeit des Solarenergiegewinnungspontons eingesetzt werden. Im Besonderen übt der Überdruck des Gases in dem eingeschlossenen Volumen nicht nur eine Kraft in vertikaler Richtung aus, die den Solarenergiegewinnungsponton trägt, sondern übt auch eine Kraft in seitlicher Richtung aus, was zum Spannen der umlaufenden Rahmenstruktur genutzt werden kann, indem der Solarenergiegewinnungsponton ausgesteift wird.

[0019] Die Grundfläche des Solarenergiegewinnungspontons ist im Wesentlichen durch die Draufsicht-Geometrie der umlaufenden Rahmenstruktur definiert. In einer Ausführungsform weist die umlaufende Rahmenstruktur die Form eines Quadrats, eines Rings oder eines Toroids auf, die eine quadratische, kreisförmige oder elliptische Grundfläche des Solarenergiegewinnungspontons zur Folge haben. In weiteren zweckmässigen Ausführungsformen werden jedoch andere Grundflächen verwendet, wie nachstehen ausführlich beschrieben werden wird.

[0020] Die umlaufende Rahmenstruktur kann ferner tragen und als eine mechanische Abstützung für die Solarenergiegewinnungsanordnung dienen.

[0021] Wie nachstehend ausführlich beschrieben sein wird, kann die umlaufende Rahmenstruktur in einigen Ausführungsformen einen Auftrieb zusätzlich zu dem Auftrieb erzeugen, der sich aus dem Überdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens ergibt.

[0022] Im Betrieb ermöglichen vertikale Kräfte, die sich aus dem Überdruck im eingeschlossenen Volumen und wahlweise aus einem zusätzlichen Auftrieb ergeben, der durch die umlaufende Rahmenstruktur erzeugt werden kann, dem Solarenergiegewinnungsponton, oben auf dem Flüssigkeitsspeicher zu schwimmen. Derartige vertikale Kräfte gleichen das Gesamtgewicht des Solarenergiegewinnungspontons genau aus. Das Gewicht des Solarenergiegewinnungspontons ist im Wesentlichen gleichmässig über dessen Oberfläche verteilt.

[0023] Verlängerte, aussteifende Elemente sind in einigen Ausführungsformen bereitgestellt, die die Pontonfläche überspannen und an der umlaufenden Rahmenstruktur befestigt sind. Beispiele für derartige Elemente sind Stäbe oder Balken, die für das Befestigen der Solarenergiegewinnungsanordnung an der umlaufenden Rahmenstruktur verwendet werden können, wie nachstehend ausführlich beschrieben werden wird. Derartige aussteifende Elemente können in einigen Ausführungsformen durch eine radiale oder laterale Kraft gespannt werden, die durch das eingeschlossene Gas ausgeübt wird, wodurch der Solarenergiegewinnungsponton ausgesteift wird.

[0024] Das Gas, das durch die Gasversorgungseinheit zugeführt wird, ist typischerweise Luft. Jedoch könnten auch andere stabile Gase, beispielsweise C02, oder eine stabile Gasmischung verwendet werden. Um Gas mit dem erforderlichen Überdruck zuzuführen, kann die Gasversorgungseinheit als eine Gaspumpe, ein Gebläse, ein Kompressor, unter Druck stehende Gasbehälter oder als jede beliebige Kombination davon realisiert werden oder vorgenannte Elemente umfassen. In einigen Ausführungsformen können zwei oder mehrere Gasversorgungseinheiten vorhanden sein, die parallel in Betrieb sind. In solchen Konfigurationen können die zwei oder mehreren Gasversorgungseinheiten konfiguriert sein, eine ausreichende Gasversorgung aufrechtzuerhalten, falls, bei einer vorgegebenen Höchstanzahl, beispielsweise eine oder zwei Gasversorgungseinheiten ausfallen. In weiteren Ausführungsformen sind mindestens zwei Gasversorgungseinheiten mit mindestens einer Gasversorgungseinheit vorhanden, die eine Reserve-Gasversorgungseinheit ist, die bei normalem Betrieb nicht verwendet wird.

[0025] In einigen Ausführungsformen unterquert eine Gasversorgungsleitung des Gaszufuhrsystems, wenn sie in Betrieb ist, die umlaufende Rahmenstruktur. Sie ist dementsprechend zumindest teilweise in der Flüssigkeit, unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet und verläuft durch die umlaufende Rahmenstruktur und unter dem Solarenergiegewinnungsponton. Dadurch kann das unter Druck stehende Gas dem Solarenergiegewinnungsponton zugeführt, und in das eingeschlossene Volumen von der unteren Seite des Solarenergiegewinnungsponton hineingeführt werden, ohne dass Versorgungsstecker auf dem Solarenergiegewinnungsponton erforderlich werden.

[0026] Je nach dem zusätzlichen Auftrieb, der durch die umlaufende Rahmenstruktur darüber hinaus erzeugt werden kann, kann der Überdruck im eingeschlossenen Volumen, das für das Tragen des Solarenergiegewinnungspontons erforderlich ist, um auf der Flüssigkeit zu schwimmen, vergleichsweise niedrig sein. Typischerweise überschreitet der Überdruck ein paar Prozente des Luftdrucks nicht und kann ungefähr 1% des Luftdrucks oder unter 1% des Luftdrucks (1% des Luftdrucks ist gleich ca. 100 kg/m<2>) sein.

[0027] Der Flüssigkeitsspeicher kann irgendein geeigneter, natürlicher oder künstlicher Flüssigkeitsspeicher, im Besonderen ein Wasserspeicher, wie beispielsweise ein See, ein Teich, ein Ozean, ein künstlicher Behälter, ein Trinkwasserspeicher oder jede andere Wasserfläche sein. Die Flüssigkeit kann beispielsweise klares und sauberes Süsswasser, aber auch Salzwasser oder Meerwasser oder umweltverschmutztes Wasser oder sogar Chemikalien sein. Der Wasserspeicher kann dementsprechend auch beispielsweise ein Absetzbecken oder ähnliches sein. Der Wasserspeicher kann auch jeder ansonst nicht verwendete Flüssigkeitsspeicher und im Besonderen ein Wasserspeicher sein. Das ist besonders günstig, da in vielen Ländern das Land für Wohnzwecke und Anbaukulturen reserviert ist, und nicht für die Solarenergiegewinnung verwendet werden kann, was dazu führt, dass Dächer im Wesentlichen oft die einzige Fläche darstellen, Solarenergiegewinnungsanlagen auf dem Land zu installieren.

[0028] Für ein Solarenergiegewinnungssystem gemäss der vorliegenden Erfindung befindet sich die Plattform, die in Betrieb ist, über dem Flüssigkeitsoberflächenpegel, während die umlaufende Rahmenstruktur die Flüssigkeit berührt und in sie eintaucht. Das eingeschlossene Gasvolumen bildet dementsprechend einen Luftpolster oder Luftpuffer. Dieser Luftpuffer funktioniert als Gasdruckfeder und absorbiert Wellen zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und der Plattform. In typischen Ausführungsformen ist die seitliche Erstreckung oder Breite der umlaufenden Rahmenstruktur ferner gering, verglichen mit der Gesamt-Seiten-Grössenordnung des Solarenergiegewinnungsponton, und bildet einen Rand am Umfang des Pontons. Die Flüssigkeit unter der Plattform ist dementsprechend in direktem Kontakt mit dem Gas im eingeschlossenen Volumen. Das ist besonders günstig in verschiedenen Ausführungsformen, in denen das Gas Luft ist, und Wasserleben im Flüssigkeitsspeicher existiert. Fische etc. können demnach die Oberfläche unter der Plattform noch immer erreichen. Wie nachstehend ausführlich erläutert sein wird, kann die Gasversorgung zusätzlich zur Anreicherung der Flüssigkeit, im Besonderen Wasser, des Flüssigkeitsspeichers mit Sauerstoff verwendet werden.

[0029] Die Solarenergiegewinnungsanordnung kann gemäss einer beliebigen oder einer Kombination von allgemein bekannten Solarenergiegewinnungstechnologien in Betrieb sein, wie beispielsweise Photovoltaik (PV); konzentrierte Photovoltaik mit linearen konzentrierenden Parabolen, Parabolspiegeln oder Fresnel-Linsen/-Spiegeln; Solarwärme; konzentrierte Solarwärme mit linearen konzentrierenden Parabolen, Parabolspiegeln oder Fresnel-Linsen/-Spiegeln.

[0030] In einigen Ausführungsformen umfasst die Plattform und besteht vorzugsweise aus einer gasdichten Folie oder Membran, im Besonderen aus einer luftdichten Folie oder Membran. Die Folie oder Membran bedeckt die Solarenergiegewinnungspontonfläche.

[0031] Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die Plattform über ihrer Gesamtoberfläche durch das unter Druck stehende Gas im eingeschlossenen Volumen getragen. Daher muss die Plattform selbst nicht sehr massiv und robust sein, sodass eine gasdichte Folie oder Membran, beispielsweise eine Industrieausführungsfolie in einem Bereich von typischerweise 0,1 mm bis 5 mm, insbesondere 0,5 mm bis 3 mm Dicke, im Allgemeinen genügt. Die Folie oder Membran kann wahlweise durch Kabel verstärkt werden, die mit der umlaufenden Rahmenstruktur verbunden, und durch sie gestützt sein können. In alternativen Ausführungsformen ist die Plattform aus irgendeinem anderen festen und gasdichten Material, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf Metall, Plastik, Epoxid oder verarbeitetem Holz gebildet. Im Vergleich zu alternativen schwimmfähigen Strukturen, wie beispielsweise Booten oder herkömmlichen Schwimmkörpern, weist ein Ponton gemäss der vorliegenden Erfindung ein besonders niedriges Gewicht auf.

[0032] Ein weiterer Vorteil gegenüber alternativen Strukturen ist ein vermindertes Algenwachstum. Dieser Vorteil ergibt sich aus der vergleichsweise kleinen flüssigkeitskontaktierenden Fläche des Pontons, die auf einen flüssigkeitskontaktierenden Abschnitt der umlaufenden Rahmenstruktur und einer optionalen Schürze beschränkt ist.

[0033] Die Plattform kann entweder durchsichtig oder undurchsichtig sein. Ferner deckt die Solarenergiegewinnungsanordnung, beispielsweise solarthermische Kollektoren oder PV-Platten, die ganze Plattformfläche vielleicht nicht ab. Bei Anwendung einer durchsichtigen Plattform, beispielsweise einer Plattform, die aus einer durchsichtigen Folie gebildet ist, kann dementsprechend die Flüssigkeitsoberfläche unter der Plattform mit Sonnenlicht versorgt werden. Das ist besonders günstig, wenn Wasserleben im Flüssigkeitsspeicher, typischerweise einem Wasserspeicher, existiert. Andererseits kann die Plattform ausgestaltet sein, grösstenteils oder teilweise licht-absorbierend zu sein. In weiteren zweckmässigen Ausführungsformen besteht die Plattform aus einem reflektierenden Material, beispielsweise aus einer weissen Folie. Für diese Art von Ausführungsform werden Sonnenlichtstrahlen von der Plattform in Richtung der Solarenergiegewinnungsanordung reflektiert, und erhöhen somit die Energiegewinnungseffizienz.

[0034] In einigen Ausführungsformen ist die umlaufende Rahmenstruktur ausgestaltet, einen Auftrieb zu erzeugen, der für den Solarenergiegewinnungsponton ausreicht, um auf dem Flüssigkeitsspeicher ohne Überdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens zu schwimmen.

[0035] Obwohl das in Betrieb stehende Solarenergiegewinnungsponton, wie zuvor diskutiert, Gas-getragen ist, ist es zweckmässig, wenn die umlaufende Rahmenstruktur für einen ausreichenden Auftrieb dahingehend sorgt, dass die Solarenergiegewinnungsplattform aus eigenem schwimmt. Obwohl nicht wesentlich, ist eine solche Ausgestaltung aus Sicherheitsgründen besonders zweckmässig, falls der Überdruck im eingeschlossenen Volumen verlorengeht. Ferner ist sie beispielsweise in Anbetracht der Aufrechterhaltung der Gasversorgungseinheit und/oder des Gaszufuhrsystems als auch während der Installation zweckmässig. Der erzeugte Auftrieb kann gerade an der Schwimm-Grenze sein, um so wenig Material wie möglich zu verwenden, und so die Kosten zu vermindern. In solchen Ausführungsformen kann die umlaufende Rahmenstruktur mindestens einen Schwimmkörper umfassen oder daraus bestehen. Geeignete Schwimmkörper können durch Schläuche, Rohre oder ähnlichem realisiert werden, die mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt, oder zur Gänze oder teilweise mit Schwimmmaterial, beispielsweise mit Schaumpolystyrol, gefüllt sind. In weiteren Ausführungsformen sind Schwimmkörper zur Gänze aus solchem Schwimmmaterial gebildet. In weiteren Ausführungsformen sind Schwimmkörper durch eine elastische aufblasbare Hülle realisiert, die beispielsweise aus Kautschuk gebildet sein kann.

[0036] In alternativen Ausführungsformen erzeugt die umlaufende Rahmenstruktur einen geringeren Auftrieb, als für den Solarenergiegewinnungsponton, um zu schwimmen, erforderlich ist, oder erzeugt im Wesentlichen keinen Auftrieb. Für derartige Ausführungsformen wird der erforderliche Auftrieb zur Gänze durch den Druck des Gases im Inneren des eingeschlossenen Volumens erzeugt.

[0037] In einigen Ausführungsformen umfasst der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton eine umlaufende Schürze, wobei sich die umlaufende Schürze nach unten in der Flüssigkeit des Flüssigkeitsspeichers oder in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsspeichers hinein erstreckt. Die umlaufende Schürze ist gasdicht mit der Plattform direkt oder über die umlaufende Struktur verbunden. In einigen, eine umlaufende Schürze umfassenden Ausführungsformen ist die umlaufende Schürze an der umlaufenden Rahmenstruktur befestigt und springt nach unten über einen flüssigkeitskontaktierenden Bereich oder untere Seite der umlaufenden Rahmenstruktur hinaus vor. Diese Art der Ausführungsform ist vorteilhaft, falls die umlaufende Rahmenstruktur gasdicht mit der Plattform verbunden ist, und die umlaufende Rahmenstruktur als eine umlaufende Begrenzung für das eingeschlossene Volumen dient. Die umlaufende Schürze ist gasdicht an der umlaufenden Rahmenstruktur befestigt. Die umlaufende Schürze taucht tiefer in die Flüssigkeit als der Körper der umlaufenden Rahmenstruktur ein. Dadurch wird ein Ausströmen von Gas aus dem eingeschlossenen Volumen verhindert, wenn Wellen oder ähnliches auf der Flüssigkeitsoberfläche vorhanden sind. Die umlaufende Schürze kann ein separates Element sein, das aus einem beliebigen festen, halbfesten oder weichen Material, beispielsweise Kunststoff oder Metall, gebildet sein kann, oder sie kann Teil einer umlaufenden Aussteifungsstruktur sein. Wahlweise kann an der unteren Seite der Schürze zusätzliches Gewicht bereitgestellt werden, um die umlaufende Schürze gut abzudichten. Auf ruhigen Flüssigkeitsspeichern, beispielsweise kleineren Seen oder einigen künstlichen Behältern, ist eine Schürze nicht unbedingt erforderlich und kann demnach weggelassen werden.

[0038] In einigen weiteren Ausführungsformen, die eine umlaufende Schürze umfassen, ist die umlaufende Schürze an der Plattform auf eine gasdichte Art und Weise verbunden oder einstückig mit der Plattform so ausgebildet, dass die Plattform und die umlaufende Schürze zusammen mit der Flüssigkeitsoberfläche eine gasdichte Hülle bilden. Die Schürze springt nach unten von der unteren Seite der Plattform vor und taucht in die Flüssigkeit ein. Sie erstreckt sich dementsprechend über die ganze vertikale Dimension des eingeschlossenen Volumens. In solchen Ausführungsformen dient die umlaufende Schürze dementsprechend als eine umlaufende Begrenzung des eingeschlossenen Volumens. In solchen Ausführungsformen ist eine Gasdichtigkeit für die umlaufende Rahmenstruktur nicht erforderlich.

[0039] In einigen Ausführungsformen umfasst der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton ein Überdruckventil, wobei das Überdruckventil ausgestaltet ist, das eingeschlossene Volumen mit der Umgebung fluidisch zu verbinden, falls der Gasdruck in Inneren des eingeschlossenen Volumens einen Schwellenwertdruck überschreitet.

[0040] Der Schwellenwertdruck kann auf einen Wert gesetzt werden, der etwas höher als das Minimum ist, das für das Tragen der Plattform erforderlich ist. In diesem Fall wird sich die Plattform, im Besonderen eine Plattform, die aus einem elastischen Material, beispielsweise einer Folie oder Membran, gebildet ist, etwas ausbuchten, was von Vorteil ist, um Wasser bei Regen abfliessen zu lassen.

[0041] Das Überdruckventil kann ein mechanisches Ventil einer allgemein bekannten Ausgestaltung, mit einem durch die Ausgestaltung vorgegebenen oder einstellbaren Schwellenwertdruck, nach sein. Alternativ dazu kann es ein steuerbares Ventil, beispielsweise ein elektrisch oder pneumatisch betätigtes Ventil in Wirk-Kopplung mit einem Drucksensor und einem entsprechenden Steuerungsschaltkreis sein. Das Überdruckventil kann ferner eine Einstellung des Schwellenwertdrucks aus der Ferne ermöglichen, beispielsweise über eine Fern-Steuerungseinheit in Abhängigkeit von den spezifischen Umweltbedingungen.

[0042] Wie nachstehend ausführlich beschrieben sein wird, können eine Vielzahl an Solarenergiegewinnungspontons als ein Cluster angeordnet sein, und eine Vielzahl an Clustern können als Cluster-Gruppen angeordnet sein. In derartigen Konfigurationen können unterschiedliche Solarenergiegewinnungstechnologien und unterschiedliche Arten an Solarenergiegewinnungsanordnungen auf unterschiedlichen Pontons und/oder in unterschiedlichen Clustern angewandt werden. Da unterschiedliche Arten von Solarenergiegewinnungsanordnungen ein unterschiedliches Gewicht aufweisen, werden vielleicht Überdruckventile mit unterschiedlichen Schwellenwertdrücken für unterschiedliche Pontons und/oder Cluster erforderlich sein.

[0043] In einigen Ausführungsformen umfasst das Gaszufuhrsystem ein Netzwerk von Gasversorgungsleitungen, wobei das Netzwerk der Gasversorgungsleitungen eine Anzahl an Verzweigungen und Gasversorgungsöffnungen in zumindest einigen der Verzweigungen aufweist.

[0044] Ein solches Netzwerk an Gasversorgungsleitungen kann angewandt werden, um eine Anzahl an Solarenergiegewinnungspontons mit Gas aus einer gemeinsamen Gasversorgungseinheit zu versorgen, was nachstehend ausführlich diskutiert wird. In solchen Ausführungsformen dient das Gaszufuhrsystem als ein Gaszufuhr-und Verteilungs-System, das Gas an eine Anzahl an Solarenergiegewinnungspontons verteilt. Es kann ferner dafür eingesetzt werden, den Druck zwischen den einzelnen eingeschlossenen Volumina in einem Cluster von Solarenergiegewinnungspontons und/oder der Cluster einer Cluster-Gruppe gleichmässig zu verteilen.

[0045] In einigen Ausführungsformen ist die Gasversorgungsöffnung oder die Vielzahl an Gasversorgungsöffnungen, im Betriebszustand, unter dem Flüssigkeitsoberflächenpegel, günstigerweise in einer Fläche unter der Plattform des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons. Für diese Art von Ausführungsform tritt das Gas aus der mindestens einen Gasversorgungsöffnung als ein Gasblasen-, beispielsweise Luftblasen-, -Strom unter der Plattform des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons aus, d.h. innerhalb der Fläche, die durch die umlaufende Begrenzung begrenzt ist.

[0046] Für diese Art von Ausführungsform wird der Strömungsweg der Gasblase von der Tiefe der mindestens einen Gasversorgungsöffnung unter der Flüssigkeitsoberfläche abhängen. Mit zunehmender Tiefe als auch mit zunehmender möglicher Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsspeichers wird der Gasblasenstrom weiter werden. Für den Fall, dass das Gas Luft ist, können die Luftblasen dementsprechend, zusätzlich zum Tragen des Solarenergiegewinnungspontons, das Wasser mit Sauerstoff anreichern. Das ist im Fall von Wasserleben im Wasserspeicher von Vorteil, das Sauerstoff erfordert. Ferner wachsen in nicht mit Sauerstoff angereichterten Gewässern anaerobe Bakterien. Das Wachstum wird durch mit Sauerstoff angereichertem Wasser verhindert oder zumindest herabgesetzt.

[0047] Alternativ oder zusätzlich dazu können andere Arten von Gas, nicht nur Luft, verwendet werden, beispielsweise ein sterilisierendes und/oder antibakterielles Gas. Eine solche Art der Ausführungsform kann beispielsweise im Fall eines Flüssigkeitsspeichers von Vorteil sein, der ein künstlicher Trinkwasserspeicher ist.

[0048] Ist keine Anreicherung mit Sauerstoff oder eine andere Behandlung der Flüssigkeit erforderlich oder erwünscht, kann die mindestens eine Gasversorgungsöffnung nahe unter der Flüssigkeitsoberfläche, beispielsweise leicht unter den unteren Teilen des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons, angeordnet sein. In einer weiteren Variante durchschneidet die Gasversorgungsleitung die Flüssigkeitsoberfläche unter der Plattform und die mindestens eine Gasversorgungsöffnung öffnet sich direkt in das eingeschlossene Volumen über der Flüssigkeitsoberfläche hinein.

[0049] In weiteren zweckmässigen Ausführungsformen ist mindestens eine Gasversorgungsleitung des Gaszufuhrsystems am Boden des Flüssigkeitsspeichers angeordnet. Verankerungen und/oder Gewichte können an der mindestens einen Gasversorgungsleitung befestigt werden, um sie zu stabilisieren.

[0050] In einigen Ausführungsformen umfasst der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton Ponton-Koppler. Die Ponton-Koppier sind vorzugsweise am Rand des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons angeordnet. Die Ponton-Koppler sind für das mechanische und vorzugsweise starre Koppeln des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons mit weiteren angrenzend angeordneten Solarenergiegewinnungspontons ausgestaltet. Ponton-Koppler können zur Wirk-Wechselwirkung mit Ponton-Verbindungselementen, beispielsweise Stangen, Stäben, Ketten oder Seilen, ausgestaltet sein. Die Ponton-Verbindungselemente überbrücken den Spalt zwischen Ponton-Koppler von angrenzend angeordneten Pontons, die gekoppelt werden sollen, und können unabhängig von den Solarenergiegewinnungspontons bereitgestellt werden. Alternativ dazu können Ponton-Verbindungselemente einstückig mit den Solarenergiegewinnungspontons bereitgestellt werden. In weiteren Ausführungsformen sind die Ponton-Koppler ausgestaltet, angrenzend angeordnete Solarenergiegewinnungspontons ohne Zwischenverbindungselemente direkt zu koppeln.

[0051] In einigen Ausführungsformen ist die Gasversorgungseinheit weit weg von dem mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton angeordnet. Die Gasversorgungseinheit, die eine der zuvor diskutierten Arten sein kann, kann ausserhalb des Flüssigkeitsspeichers angeordnet sein. Alternativ dazu kann sie auf einem eigenen schwimmenden Ponton, einer am Boden fixierten Plattform, einer Insel oder ähnlichem innerhalb des Flüssigkeitsspeichers angeordnet sein. Eine flüssigkeitsdichte Gasversorgungseinheit kann grundsätzlich auch innerhalb des Flüssigkeitsspeichers, beispielsweise auf dessen Boden, angeordnet sein. In weiteren Ausführungsformen ist die Gasversorgungseinheit auf dem Solarenergiegewinnungsponton angeordnet, beispielsweise auf der am Rand liegenden Rahmenstruktur montiert. In einer solchen Ausführungsform kann eine Gasversorgungseinheit abwärts um den umlaufenden Rahmen verlaufen und unterquert den umlaufenden Rahmen und eine wahlweise vorhandene Schürze. Eine oder mehrere Gasversorgungsöffnungen können entweder unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sein, oder die Gasversorgungsleitung kann die Flüssigkeitsoberfläche so durchschneiden, dass die eine oder mehrere Gasversorgungsöffnungen über der Flüssigkeitsoberfläche innerhalb des eingeschlossenen Volumens angeordnet sind. In Ausführungsformen, die einen Cluster von Solarenergiegewinnungspontons, wie nachstehend diskutiert wird, beinhalten, kann die Gasversorgungseinheit ferner auf einem von diesen Pontons angeordnet sein und weitere Solarenergiegewinnungspontons über das Gaszufuhrsystem versorgen.

[0052] In einigen Ausführungsformen umfasst das Solarenergiegewinnungssystem einen Cluster von Solarenergiegewinnungspontons. Die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons des Clusters sind im Allgemeinen in derselben Art und Weise ausgestaltet. Während des Betriebs schwimmen die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons des Clusters auf einer gemeinsamen Oberfläche eines gemeinsamen Flüssigkeitsspeichers in einer Seiten-Seiten-Anordnung. Das Gaszufuhrsystem ist ausgestaltet, Gas den eingeschlossenen Voluminas der mindestens zwei Solarenergiegewinnungspontons aus einer gemeinsamen Gasversorgungseinheit zuzuführen. Das Gaszufuhrsystem ist demnach ein gemeinsames Gaszufuhrsystem für mindestens zwei Solarenergiegewinnungspontons, und die Gasversorgungseinheit kann eine gemeinsame Gasversorgungseinheit für mindestens zwei Solarenergiegewinnungspontons sein.

[0053] Einige oder alle Solarenergiegewinnungspontons des Clusters können über Ponton-Koppler und wahlfreie Ponton-Verbindungselemente, wie zuvor diskutiert, verbunden sein.

[0054] Für einen Cluster von Solarenergiegewinnungspontons ist das Gaszufuhrsystem günstigerweise als Netz, Gitter oder Baum von Gasversorgungsleitungen ausgestaltet und weist eine Vielzahl an Gasversorgungsöffnungen auf, um die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons des Clusters mit Gas zu versorgen. Günstigerweise verlaufen Gasversorgungseinheiten unter der Flüssigkeitsoberfläche, um Gas unter oder in die einzelnen eingeschlossenen Volumina der einzelnen Solarenergiegewinnungspontons bereitzustellen.

[0055] Wie nachstehend im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsformen diskutiert werden wird, kann das Solarenergiegewinnungssystem ein Druck-und/oder Strömungs-Steuerungssystem mit einem oder mehreren Steuerungsventilen, Sensoren und einer Steuerungseinheit umfassen. Ein derartiges Druck- und/oder Strömungs-Steuerungssystem ist für die Steuerung des Gasdrucks in den einzelnen eingeschlossenen Volumina ausgestaltet, und/oder die Gasversorgung für die einzelnen eingeschlossenen Volumina soll im Wesentlichen gleichmässig sein.

[0056] In einigen Ausführungsformen mit einem Cluster von Solarenergiegewinnungspontons weisen die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons des Clusters von Solarenergiegewinnungspontons eine derartige Grundfläche auf, dass die Solarenergiegewinnungspontons eine Oberfläche des Clusters im Wesentlichen ohne zwischen den einzelnen Solarenergiegewinnungspontons verbleibenden Zwischenraum zupflastern.

[0057] Derartige «zupflasternde Pontons» haben den Vorteil, dass sie die Flüssigkeitsspeicheroberfläche wirkungsvoll nutzen. Die begrenzte Grundfläche von jedem einzelnen Solarenergiegewinnungsponton ist jedoch unter Aspekten wie beispielsweise mechanische Stabilität, Transport und Vor-Ort-Installierung von Vorteil.

[0058] Zusätzlich - und was in manchen Fällen sogar noch wichtiger ist - wird verhindert, dass die durch die Solarenergiegewinnungspontons bedeckte Flüssigkeit verdampft.

[0059] Während des Betriebs wird das Gas (typischerweise Luft) im eingeschlossenen Volumen von jedem Solarenergiegewinnungsponton mit Flüssigkeit (typischerweise Wasserdampf) gesättigt. Da das eingeschlossene Volumen fest abgedichtet ist, tritt keine oder eine lediglich sehr geringe Verdampfung auf. Durch das Bereitstellen von Clustern einer weiten kombinierten Grundfläche kann verhindert werden, dass eine im Wesentlichen unendliche Flüssigkeitsoberfläche verdampft. Das ist ein besonderer Vorteil in wärmeren Ländern, in denen die Wasserverdampfung eine Angelegenheit grosser Bedeutung, und in einigen Fällen eine äusserst wichtige und lebensnotwendige Aufgabenstellung darstellt.

[0060] Gemäss einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf die Anwendung eines Solarenergiegewinnungspontons, eines Solarenergiegewinnungs-Clusters oder einer Cluster-Gruppe oder Solarenergiegewinnungsanlage gerichtet, um Verdampfung aus einem Flüssigkeitsspeicher zu verhindern. In einer solchen Ausführungsform dient der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton einem doppelten Ziel, der Gewinnung von Solarenergie als auch der Verhinderung von Verdampfung.

[0061] Es wird darauf hingewiesen, dass die Wirkung des Verhinderns von Verdampfung einer Flüssigkeit (typischerweise Wasser) zusätzlich und unabhängig vom Aspekt der Solarenergiegewinnung ist. Bei Anwendungen, in denen lediglich eine Verdampfungsverhinderung erforderlich ist, können Verdampfungsverhinderungspontons und Cluster von Verdampfungsverhinderungspontons dementsprechend in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auf die im Wesentlichen selbe Art und Weise wie Solarenergiegewinnungsgruppen ausgestaltet sein. Die Solarenergiegewinnungsanordnung kann jedoch in diesem Fall weggelassen werden.

[0062] Wie nachstehend ausführlich beschrieben werden wird, können einzelne Solarenergiegewinnungspontons in Clustern angeordnet, oder damit gekoppelt sein, und Cluster können in Cluster-Gruppen oder Solarenergiegewinnungsanlagen angeordnet, und damit gekoppelt sein. Analog dazu können Verdampfungsverhinderungspontons in Verdampfungverhinderungs-Clustem beziehungsweise Verdampfungsverhinderungs-Cluster-Gruppen angeordnet, und damit gekoppelt sein.

[0063] Für die Solarenergiegewinnungspontons können unterschiedliche Grundflächengeometrien angewandt werden. Jede Geometrie weist ihre eigenen Vorteile und Nachteile auf. Passende Grundflächengeometrien sind beispielsweise dreieckig, rechteckig, quadratisch oder sechseckig. Für eine vorgegebene Ausgestaltung ermöglicht die sechseckige Form beispielsweise sechs mögliche Winkelausrichtungen der Solarenergiegewinnungsanordnung in Richtung Sonne.

[0064] Auf Wunsch kann eine Anzahl von Solarenergiegewinnungs-Clustern mit einer grösseren Solarenergiegewinnungsanlage oder Cluster-Gruppe kombiniert werden. Die einzelnen Solarenergiegewinnungs-Cluster einer derartigen grossen Solarenergiegewinnungsanlage oder Cluster-Gruppe können im Wesentlichen in derselben Art und Weise wie die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons innerhalb der Cluster gekoppelt sein. Daher können Cluster-Koppler an allen Pontons des Clusters oder zumindest an Pontons am Rand von jedem Cluster bereitgestellt werden. Die Cluster-Koppler können allgemein auf dieselbe Art und Weise wie die Ponton-Koppler ausgestaltet sein. Überdies kann ein einzelner Typ von Clustern sowohl als Ponton-Koppler als auch Cluster-Koppler dienen. Die Cluster-Koppler können direkt ineinandergreifen. Alternativ dazu können zusätzliche Cluster-Verbindungselemente bereitgestellt werden, die den Abstand zwischen den Cluster-Kopplern überbrücken. Cluster-Verbindungselemente können allgemein in derselben Art und Weise wie Ponton-Verbindungselemente ausgestaltet sein. Die Cluster können in einer losen oder elastischen Art und Weise, beispielsweise über Stahlseile, Ketten oder Cluster-Verbindungselemente oder ähnliches gekoppelt sein.

[0065] Einzel-Solarenergiegewinnungspontons, Cluster von Solarenergiegewinnungspontons als auch Cluster-Gruppen oder Solarenergiegewinnungsanlagen können ferner im Boden des Flüssigkeitsspeichers über versenkte Gewichte, Verankerungen, Stahlseile und Betonbasen oder ähnlichem verankert, oder daran festgemacht sein. In ähnlicher Weise können sie am Ufer oder allgemein an den (seitlichen) Rändern des Flüssigkeitsspeichers verankert sein.

[0066] In einigen Ausführungsformen mit einem Cluster von Solarenergiegewinnungspontons umfasst das Gaszufuhrsystem Druckausgleichsleitungen, wobei die Druckausgleichsleitungen die eingeschlossenen Volumina verschiedener Solarenergiegewinnungspontons fluidisch koppeln. Die Druckausgleichsleitungen umfassen Druckausgleichsöffnungen, die, bei Betrieb, innerhalb der eingeschlossenen Volumina und über der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet sind.

[0067] Derartige Druckausgleichsleitungen sind besonders zweckmässig, wenn sie in grossen Clustern zur Sicherstellung eines im Wesentlichen gleichen Drucks für die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons verwendet werden. Druckausgleichsleitungen ermöglichen ferner Ausgestaltungen, in denen zumindest einigen der Solarenergiegewinnungspontons kein Gas zur Unterstützung des Pontons direkt von der Gasversorgungseinheit zugeführt wird. Anstatt dessen kann ihnen das Gas direkt vom/von (den) eingeschlossenen Volumen/Volumina eines oder mehrerer Solarenergiegewinnungsponton(s) zugeführt werden. Druckausgleichsschaltkreise können über und/oder unter dem Flüssigkeitsoberflächenpegel angeordnet sein.

[0068] Gemäss einem weiteren Aspekt wird die allumfassende Zielsetzung der vorliegenden Erfindung durch das Bereitstellen eines Verfahrens zum Betreiben eines Solarenergiegewinnungssystems realisiert. Ein solches Verfahren umfasst Folgendes: <tb>a)<SEP>Bereitstellen eines wie zuvor und nachstehend offenbarten Solarenergiegewinnungssystems; <tb>b)<SEP>Anordnen des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons, der auf einem Flüssigkeitsspeicher schwimmt; <tb>c)<SEP>Betreiben der Gasversorgungseinheit, um einen Überdruck im eingeschlossenen Volumen des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons aufrechtzuerhalten.

[0069] In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Steuern der Gasversorgungseinheit für einen Betrieb mit Unterbrechungen. Alternativ dazu kann es auch das Steuern der Gasversorgungseinheit umfassen, mit Unterbrechungen oder ohne Unterbrechungen in Betrieb zu sein, falls dies für eine bessere Anreicherung der Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, mit Sauerstoff, und eine Erneuerung des Gases, vorzugsweise Luft, im eingeschlossenen Volumen erforderlich ist. Die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen kann 1 Stunde oder mehr, zweckmässigerweise mehr als 6 Stunden, oder mehr als 12 Stunden sein. Die Gasversorgung kann auch bei einem geringen oder hohen Strömungsdurchfluss durchgehend sein.

[0070] Da das Gas im Inneren des eingeschlossenen Volumens zurückgehalten wird und dementsprechend im Inneren des eingeschlossenen Volumens bleibt, ist ein Bereitstellen von zusätzlichem Gas und demnach ein Betreiben der Gasversorgungseinheit im Allgemeinen nicht erforderlich, wenn der erforderliche Überdruck einmal hergestellt ist. Gemäss einer typischen Betriebsweise werden kleine Mengen an Gas, beispielsweise Luft, einmal oder zweimal pro Tag zugeführt, beispielsweise am Abend oder in der Nacht und/oder am Morgen, wenn sich die Luft bei den niedrigeren Temperaturen zusammenzieht. Eine einfache Sichtkontrolle kann wahlweise am Morgen eingesetzt werden, um die Höhe der Solarenergiegewinnungspontons, beispielsweise von einem Beobachtungsturm, zu überprüfen. Auf diese Art und Weise kann jede Art von Fehlfunktion, die möglicherweise einer Wartung oder Reparatur bedarf, festgestellt werden. Technisch hochentwickeltere elektronische Anordnungen, beispielsweise Tele-Überwachungssysteme, können vorhanden, und mit Drucksensoren verbunden sein, die Überdruck innerhalb des/der eingeschlossenen Volumens/Volumina messen. Über einen entsprechenden Steuerungsschaltkreis kann die Gasversorgungseinheit automatisch betätigt werden, um einen Druckverlust nach Bedarf auszugleichen. Alternativ zu den Drucksensoren können weitere Sensoren zu diesem Zweck verwendet werden. Wird die Plattform als Folie oder Membran ausgestaltet, können Abstandssensoren bereitgestellt werden, die die Position einiger Messpunkte der Folie oder Membran messen. In weiteren Varianten sind Dehnungsmessstreifen an der Folie oder Membran befestigt.

[0071] Wahlweise kann die Gasversorgungseinheit betrieben werden, wie es im Fall von Temperatur- oder Luftdruck-Veränderungen erforderlich ist, die ein Zusammenziehen oder Ausdehnen des Gases im/in den eingeschlossenen Volumen/Volumina zur Folge haben. Zu diesem Zweck können Temperatursensoren und entsprechende Steuerungsvorrichtungen und/oder Steuerungsalgorithmen vorhanden sein. Die Gasversorgungseinheit kann ferner manuell oder automatisch im Fall von undichten Stellen betrieben werden, und solange, bis die Quelle der undichten Stelle identifiziert und repariert ist.

[0072] In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Aufrechterhalten eines Überdrucks im eingeschlossenen Volumen des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons, der 10% des Umgebungsdrucks nicht überschreitet, und vorzugsweise 1% des Umgebungsdrucks nicht überschreitet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0073] <tb>Fig. 1a , 1b<SEP>stellen beispielhafte Solarenergiegewinnungspontons in einer schematischen perspektivischen Ansicht dar; <tb>Fig. 2a , 2b<SEP>stellen Ausschnitte beispielhafter Solarenergiegewinnungspontons in einer schematischen Querschnittsansicht dar; <tb>Fig. 3a<SEP>stellt ein beispielhaftes Solarenergiegewinnungssystem in einer schematischen Seitenansicht dar; <tb>Fig. 3b<SEP>stellt einen Installations-Aufbau in einer schematischen Seitenansicht dar; <tb>Fig. 4<SEP>stellt einen Teil einer beispielhaften Solarenergiegewinnungsanlage oder Cluster-Gruppe in einer schematischen Draufsicht dar; <tb>Fig. 5<SEP>stellt eine beispielhafte Anordnung für das Koppeln von Solarenergiegewinnungspontons in einer schematischen Seitenansicht dar; <tb>Fig. 6<SEP>stellt einen weiteren beispielhaften Solarenergiegewinnungsponton in einer schematischen perspektivischen Ansicht dar; <tb>Fig. 7<SEP>stellt Cluster-Anordnungen mit unterschiedlichen Ponton-Grundflächen schematisch dar; <tb>Fig. 8<SEP>stellt einen weiteren Cluster von Solarenergiegewinnungspontons in einer schematischen Draufsicht dar; <tb>Fig. 9<SEP>stellt einen weiteren beispielhaften Cluster von Solarenergiegewinnungspontons in einer schematischen Draufsicht dar.

BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0074] Bezug wird auf Fig. 1a genommen. Fig. 1a stellt Solarenergiegewinnungsponton 1 gemäss der vorliegenden Erfindung in einer schematischen perspektivischen Ansicht dar. Wie in den folgenden Figuren werden Elemente, die mehrfach vorkommen, im Allgemeinen nur einmal referenziert. Ferner sind Elemente, die in einer Reihe von Zeichnungen ident aufscheinen, eventuell nur einmal referenziert.

[0075] Der beispielhafte Solarenergiegewinnungsponton 1 umfasst eine umlaufende Rahmenstruktur 10, eine Solarenergiegewinnungsanordnung 11 und eine Plattfom 12.

[0076] Die umlaufende Rahmenstruktur 10 umfasst eine Reihe von beispielhaften Schwimmkörpern 100, die die abgrenzende Umgrenzung des Solarenergiegewinnungsponton 1 zusammen mit der umlaufenden Rahmenstruktur bilden. In der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 1 ist die Grundfläche quadratisch. Die umlaufende Rahmenstruktur 10 umfasst ferner die umlaufende Aussteifungsstruktur 101, die beispielhaft durch Metallbalken von L-förmigem Querschnitt realisiert ist. Für die umlaufende Rahmenstruktur 10 ist ein L-förmiger Querschnitt nicht wesentlich. Andere Querschnittsgeometrien können ebenfalls angewandt werden, wenn die Erfordernisse betreffend Starrheit und Steifigkeit erfüllt sind.

[0077] Die Solarenergiegewinnungsanordnung 11 umfasst eine Reihe von Solarenergiekollektoren 110, die beispielhaft als eine Anordnung von Zeilen und Reihen angeordnet sind. Die Solarenergiekollektoren 110 werden durch eine Solarenergiekollektoren-tragende Struktur 111, 112, 113 gehalten und gestützt. Die Solarenergiekollektor-tragende Struktur 111, 112, 113 umfasst eine Anordnung von Solarenergiekollektor-tragenden Balken oder Solarenergiekollektor-tragenden Stangen 111. Die Rückseiten der Solarenergiekollektoren 110 sind an den Solarenergiekollektor-tragenden Balken oder Solarenergiekollektor-tragenden Stangen 111 befestigt. Die Solarenergiekollektor-tragenden Stangen 111 werden durch abgewinkelte Ausrichtbalken oder Ausrichtstangen 112 gehalten und gestützt. Die Anordnung ist derart, dass die Solarenergiekollektoren 110 in Richtung der Hauptausstrahlungsrichtung der Sonne ausgerichtet sind. Bei Bedarf kann der Winkel der Solarenergiekollektoren 110 einstellbar sein, beispielsweise durch einen (nicht dargestellten) Schwenkmechanismus, um die Solarenergiekollektoren 110 um eine Achse zu schwenken, die durch die Solarenergiekollektor-tragenden Stangen 111 definiert ist. Die Ausrichtstangen 112 werden durch eine Anordnung von Basisbalken oder Basisstangen 113 gehalten und gestützt. Die Basisstangen 113 sind an der Aussteifungsstruktur 101 als Teil der am Rand liegenden Rahmenstruktur 10 befestigt. Obwohl diese Ausgestaltung einer Solarenergiekollektor-tragenden Struktur 111, 112, 113 sowohl steif und von niedrigem Gewicht und daher gut geeignet ist, wird darauf hingewiesen, dass andere Anordnungen ebenfalls verwendet werden können.

[0078] Die Plattform 12 ist durch eine Folie realisiert, die die Pontonfläche überspannt und dadurch abdeckt, die durch die umlaufende Rahmenstruktur 10 definiert ist. Die Folie ist an den Schwimmkörpern 100 und/oder der Aussteifungsstruktur 101 den ganzen Randbereich auf gasdichte Art und Weise entlang fixiert.

[0079] Da die Basisstangen 113 an der umlaufenden Rahmenstruktur 10 befestigt sind, werden sie, bei Betrieb, durch eine seitliche Kraft gespannt, die auf die umlaufende Rahmenstruktur 10 und im Besonderen auf die Schwimmkörper 100 ausgeübt wird. Dabei verhalten sie sich günstigerweise wie verlängerte Aussteifungselemente. Aus Gründen der Symmetrie können (nicht dargestellte) verlängerte Aussteifungselemente zusätzlich auf der unteren Seite des Solarenergiegewinnungspontons 1 bereitgestellt sein.

[0080] Wahlweise können die Basisstangen 113 an der Plattform 12 befestigt sein und diese dadurch stützen und/oder verstärken. Eine derartige Befestigung kann über geeignete Haft-Mittel, beispielsweise durch Kleben oder Heissluftschweissen, erzielt werden. In weiteren Varianten wird die Folie, aus der die Plattform 12 gebildet ist, an den Basisstangen 13 durch lösbare Befestigungsmittel, beispielsweise Haftbänder, lösbar festgemacht.

[0081] Bei Betrieb wird die Folie der Plattform 12 durch den Gasdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens gegen die Basisstangen 113 gedrückt. Um eine unbeabsichtigte Folienverformung, wie beispielsweise ein allmähliches Kriech-Verformen, hintanzuhalten, können eine oder mehrere Druckverteilungsauflagen zwischen der Plattform 12 und den Basisstangen 113 angeordnet werden.

[0082] Nachstehend wird zusätzlich Bezug auf Fig. 1b genommen. Fig. 1b stellt einen weiteren beispielhaften Solarenergiegewinnungsponton 1 ́ ́ gemäss der vorliegenden Erfindung in einer schematischen perspektivischen Ansicht dar. Der Solarenergiegewinnungsponton 1 ́ ́ ist in der gleichen Art und Weise wie der Solarenergiegewinnungsponton 1 von Fig. 1a ausgestaltet. Der Solarenergiegewinnungsponton 1 ́ ́ weist jedoch eine Gasversorgungseinheit 2 in Form eines Kompressors auf, der am Randbereich des Solarenergiegewinnungspontons 1 ́ ́ angeordnet, und an der umlaufenden Rahmenstruktur 10 befestigt ist. In dieser Ausführungsform verläuft eine (nicht dargestellte) Gasversorgungsleitung abwärts und um die umlaufende Rahmenstruktur 10 herum und unterquert die umlaufende Rahmenstruktur 10 so, dass eine Gasversorgungsöffnung der Gasversorgungsleitung unter der Plattform 12 und unter der Flüssigkeitsoberfläche (S) oder über dem Flüssigkeitsoberflächenpegel innerhalb des eingeschlossenen Volumens (V) ist. Darüber hinaus ist ein Überdruckventil 14 am Randbereich des Solarenergiegewinnungsponton 1 ́ ́ angeordnet, und an der umlaufenden Rahmenstruktur 10 befestigt.

[0083] Nachstehend wird zusätzlich Bezug auf Fig. 2a genommen. Fig. 2a stellt einen Ausschnitt eines Solarenergiegewinnungspontons 1 in einer schematischen Querschnittsansicht dar; die Schnittebene verläuft quer zur Längsachse eines Schwimmkörpers 100.

[0084] Die Schwimmkörper 100 sind hohle und geschlossene Rohrelemente von kreisförmigem Querschnitt, die an ihren Stirnwänden geschlossen sind, wodurch ein zylindrisches Volumen von Luft oder einem anderen Gas zur Auftriebserzeugung zurückgehalten und eingeschlossen wird. Die Querschnittsgeometrie ist jedoch nicht wesentlich, so lange ein Auftrieb gegeben ist. Bei Bedarf kann das innere Volumen der Schwimmkörper 100 beispielsweise mit leichtgewichtigem Schaumstoff, beispielsweise Styropor, oder einem anderen leichtgewichtigen Füllmaterial gefüllt werden. Alternativ dazu können die Schwimmkörper 100 zur Gänze aus einem solchen Material gebildet sein. In einer weiteren Variante sind die Schwimmkörper 100 aus anderen schwimmfähigen Materialien, beispielsweise aus einem aus Beton gebildeten, schwimmfähigen Volumen gebildet. Ferner ist der kreisförmige Querschnitt der Schwimmkörper 100 nicht wesentlich. In einer weiteren Variante sind die Schwimmkörper 100 aufblasbare Elemente und weisen eine elastische Hülle auf, die aus einer gasdichten Folie oder Membran, beispielsweise Kautschuk, gebildet sein kann. In solchen Ausführungsformen können die Schwimmkörper 100 abgedichtete Schläuche oder Ballons sein. Während des Betriebs sind derartige Schwimmkörper 100 aufgeblasen.

[0085] Im Betrieb bildet die am Rand liegende Rahmen 10 -Struktur die Wand unter der Plattform 12, die die Flüssigkeit berührt und in die Flüssigkeit eintaucht, während sich die Plattform 12 über dem Flüssigkeitsoberflächenpegel und davon beabstandet befindet. Ein (nicht dargestelltes) Druckausgleichsventil ist zweckmässigerweise zusätzlich vorhanden.

[0086] Die Aussteifungsstruktur 101 erstreckt sich kontinuierlich der Länge und Breite des Solarenergiegewinnungspontons 1 entlang, wobei die Längsachse der Aussteifungsstruktur 101 mit der Längsachse der Schwimmkörper 100 fluchtend ausgerichtet ist. Die Balken 101 sind an den Schwimmkörpern 100 durch jede geeignete Technik, beispielsweise Anschrauben, Vernieten, Schweissen oder Kleben, befestigt und dadurch damit verbunden.

[0087] Die L-förmigen Balken der Aussteifungsstruktur 101 weisen einen horizontalen Schenkel 101a auf, der während des Betriebs parallel zur Flüssigkeitsoberfläche (S) ist und die Solarenergiegewinnungsanordnung 11, wie oben erläutert, hält.

[0088] Ein vertikaler Schenkel 101b der Aussteifungsstruktur 101 durchschneidet, bei Betrieb, die Flüssigkeitsoberfläche S und taucht in die Flüssigkeit L ein. Der vertikale Schenkel 101b dient als eine am Rand liegende abgrenzende Oberfläche für das eingeschlossene Volumen. Der vertikale Schenkel 101b ist vertikal durch eine optionale umlaufende Schürze 102 verlängert, die am vertikalen Schenkel 101b befestigt ist. Alternativ dazu kann die umlaufende Schürze 102 mit dem vertikalen Schenkel 101b einstückig ausgebildet sein, indem die Höhe des vertikalen Schenkels 101b einfach verlängert wird. Wie zuvor erläutert, stellt die umlaufende Schürze 102 sicher, dass das Druckgas im eingeschlossenen Volumen im Fall von Wellen oder ähnlichem zurückgehalten bleibt. In der dargestellten Ausführungsform ist die umlaufende Schürze 102 aus einem elastischen Material gebildet. Daher wird die untere Seite der Schürze 102 mit Gewichten 103 versehen, um die Schürze 102 gerade zu halten.

[0089] Die Plattform 12 ist beispielhaft am horizontalen Schenkel 101a durch ein Plattform-Befestigungselement 114 befestigt. Das Plattform-Befestigungselement 114 ist als ein Ring realisiert, der eine umlaufende Fläche der Plattform 12 am horizontalen Schenkel 101a im Wesentlichen gasdicht festklemmt. Das Fixieren kann zusätzlich oder alternativ dazu durch eine Haft-geeignete Technik, beispielsweise durch Kleben oder Heissluftschweissen, erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich zum horizontalen Schenkel 101a kann die Plattform 12 auch am vertikalen Schenkel 101b befestigt sein.

[0090] Nachstehend wird zusätzlich Bezug auf Fig. 2b genommen. Fig. 2b stellt einen Ausschnitt eines weiteren beispielhaften Solarenergiegewinnungspontons 1 in einer schematischen Querschnittsansicht dar. In der Ausführungsform von Fig. 2b ist die umlaufende Begrenzung für das eingeschlossene Volumen durch den vertikalen Schenkel 101b nicht definiert. Stattdessen ist eine umlaufende Schürze 102 ́ gasdicht an der Plattform 12 befestigt. Die umlaufende Schürze 102 ́ kann aus einem unterschiedlichen oder demselben Material wie die Plattform 12 sein und dient als eine umlaufende Begrenzung für das eingeschlossene Volumen V. Die umlaufende Schürze 102 ́ erstreckt sich abwärts von der Plattform 12 auf der Innenseite der umlaufenden Rahmenstruktur 10 und taucht in die (nicht dargestellte) Flüssigkeit L ein.

[0091] Ihrer Kante entlang ist die umlaufende Schürze 102 ́ an der Plattform 12 gasdicht durch die Plattform-Nahtstelle 115 befestigt, die beispielsweise eine Klebe-Nahtstelle, eine Thermo-Schweiss-Nahtstelle oder ähnliches sein kann. Alternativ dazu ist die umlaufende Schürze 102 ́ einstückig mit der Plattform 12 ausgebildet. In diesen Ausführungsformen ist keine gasdichte Befestigung der Plattform 12 an der umlaufenden Rahmenstruktur 10 erforderlich. Daher können Schrauben, Nieten, Bolzen oder ähnliches als Plattform-Befestigungselemente 114 ́ dienen.

[0092] Nachstehend wird zusätzlich auf Fig. 3a Bezug genommen. Fig. 3a stellt ein Solarenergiegewinnungssystem mit einem Solarenergiegewinnungsponton 1, wie zuvor diskutiert, eine Gasversorgungseinheit 2 und ein Gaszufuhrsystem 3 in einem Betriebszustand schematisch dar.

[0093] In der Ausführungsform von Fig. 3a umfasst das Solarenergiegewinnungssystem lediglich einen Einzel-Solarenergiegewinnungsponton 1. Die Gasversorgungseinheit 2 ist beispielhaft als Luftpumpe realisiert, und das Gaszufuhrsystem 3 ist als ein Schlauch mit Gasversorgungsöffnungen 30 realisiert.

[0094] Der Schlauch 3 und im Besonderen dessen Abschnitt, der die Gasversorgungsöffnungen 30 aufweist, ist im Inneren der Flüssigkeit L des Flüssigkeitsspeichers angeordnet. Er ist im Besonderen unter der Flüssigkeitsoberfläche S und unter dem Solarenergiegewinnungsponton 1 angeordnet. Der Schlauch 3 kann in jeder beliebigen Tiefe angeordnet sein, beispielsweise auf dem Boden des Flüssigkeitsspeichers, wo er durch zusätzliche Gewichte ortsfest gehalten wird. Gas tritt aus dem Schlauch 3 über die Gasversorgungsöffnungen 30 aus und steigt zur Flüssigkeitsoberfläche S auf, wo es im eingeschlossenen Volumen V zurückgehalten wird. Die daraus sich ergebende vertikale Kraft, die auf die Folie 12 ausgeübt wird, und die daraus sich ergebenden seitlichen und horizontalen Kräfte, die auf die Schwimmkörper 100 ausgeübt werden, sind durch horizontale beziehungsweise vertikale Pfeile angezeigt.

[0095] Nachstehend wird zusätzlich Bezug auf Fig. 3b genommen. Wie zuvor erläutert, ist eine lediglich geringe Gasversorgung bei einem konstanten Betriebszustand erforderlich, wie in Fig. 3a beispielhaft dargestellt ist. Um zu Beginn den Überdruck innerhalb des eingeschlossenen Volumens V herzustellen, kann jedoch eine beträchtliche Menge an Gas vorübergehend erforderlich sein. Daher kann eine starke Installationsgasversorgungseinheit 2 ́, beispielsweise in Form eines tragbaren Kompressors, zu Beginn während der Installation eingesetzt werden.

[0096] Während der Installation kann ein Installationsgaszufuhrsystem 3 ́ vorübergehend eingesetzt werden, um dem eingeschlossenen Volumen V Gas zuzuführen und den Überdruck herzustellen. Ein solches Installationsgaszufuhrsystem 3 ́ kann durch ein Schlauch- oder Rohr-Stück realisiert werden, das als eine Gasversorgungsleitung dient und mit der Installationsgasversorgungseinheit 2 ́ verbunden ist. Das Installationsgaszufuhrsystem 3 ́ führt dem eingeschlossenen Volumen V Gas zu.

[0097] Für einen Cluster von Solarenergiegewinnungspontons, wie nachstehend ausführlich beschrieben sein wird, kann, wie in Fig. 3b aufgezeigt ist, eine Installationsanordnung zur Herstellung des erforderlichen Überdrucks im eingeschlossenen Volumen V von Mehrfach-Gewinnungspontons nacheinander eingesetzt werden. Sind alle Gewinnungspontons einmal installiert und ist der Überdruck ordnungsgemäss hergestellt, können eine ständige Gasversorgungseinheit 2 und ein permanentes Gaszufuhrsystem 2 zur Aufrechterhaltung des Überdrucks mit einer, wie in Fig. 3a dargestellten Anordnung angewandt werden.

[0098] Nachstehend wird zusätzlich Bezug auf Fig. 4 genommen. Fig. 4 stellt einen Ausschnitt einer Solarenergieanlage oder Cluster-Gruppe in einer schematischen Ansicht dar. Die Solarenergiegewinnungsanlage umfasst eine Reihe von Clustern 4, die beispielhaft in einem Gitter von Zeilen und Reihen angeordnet sind. Jeder Cluster 4 umfasst, wie zuvor beschrieben, eine Reihe von beispielhaften neun Solarenergiegewinnungspontons 1. Die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons 1 eines Clusters 4 sind, wie zuvor beschrieben, durch (nicht referenzierte) Ponton-Koppler und Ponton-Verbindungselemente verbunden. Die Cluster 4 sind über Cluster-Verbindungselemente 41, beispielsweise Stangen, Stäbe, Seile oder Ketten, verbunden. In Kombination bilden alle Cluster 4 eine Solarenergiegewinnungsanlage oder Cluster-Gruppe.

[0099] Die Solarenergiegewinnungsanlage oder Cluster-Gruppe umfasst ferner eine (nicht dargestellte) Gasversorgungseinheit. Diese Gasversorgungseinheit kann allen Pontons und Clustern 4 gemeinsam sein.

[0100] Die Solarenergiegewinnungsanlage umfasst ferner ein (nicht dargestelltes) Gaszufuhr- und Verteilungssystem. Im Allgemeinen entspricht das Gaszufuhr- und Verteilungssystem der, wie in Fig. 3 dargestellten Anordnung. Anstelle eines Einzel-Schlauchs 3 ist jedoch ein Netz, ein Gitter oder ein Baum von untereinander verbundenen Schläuchen und Rohren bereitgestellt, um alle Cluster 4 und Solarenergiegewinnungspontons 1 mit Gas zu versorgen.

[0101] In Abhängigkeit vom Gesamtausmass der Solarenergiegewinnungsanlage kann ein wesentlicher Druckverlust innerhalb des Gasversorgungssystems auftreten. Das kann dazu führen, dass einige der Solarenergiegewinnungspontons 1 und/oder einige der Cluster 4 nicht ausreichend mit Gas versorgt werden. Um diese Auswirkung auszugleichen, kann eine Reihe von Massnahmen in Alleinstellung oder in Kombination bereitgestellt werden. Anstelle einer einzelnen und gemeinsamen Gasversorgungseinheit kann eine Reihe von Gasversorgungseinheiten bereitgestellt werden, wobei jede Gasversorgungseinheit einige Pontons 1 und/oder Cluster 4 mit Gas versorgt. Hier kann jede der Gasversorgungseinheiten Gas einem zugeordneten Gaszufuhrsystem zuführen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch eine Reihe von Gasversorgungseinheiten bereitgestellt werden, die Gas einem gemeinsamen Gaszufuhrsystem an unterschiedlichen Stellen zuführen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein Druck- und/oder Strömungssteuerungssystem bereitgestellt sein. Ein derartiges Druck- und/oder Strömungsregulierungssystem kann eine Reihe von Drucksensoren und/oder Strömungssensoren und Steuerungsventile umfassen, die vom Gaszufuhrsystem umfasst sind. Die Druck- und/oder Strömungssensoren versorgen eine Steuerungseinheit mit Eingangssignalen, die wiederum die Steuerungsventile steuert, um eine ausreichend gleichmässige Gasversorgung bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich zu Druck- und/oder Strömungssensoren, die im Gasversorgungssystem integriert sind, kann ein Eingangssignal an die Steuerungseinheit Drucksensoren sein, die den Gasdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens der Solarenergiegewinnungspontons messen.

[0102] Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Cluster 4 im Wesentlichen die ganze Flüssigkeitsoberfläche abdecken, wobei ein lediglich geringer Zwischenraum oder Spalten zwischen den einzelnen Clustern 4 übrigbleibt. Die Solarenergiegewinnungsanlage unterbindet demzufolge eine Verdampfung aus der Flüssigkeitsoberfläche in effizienter Art und Weise.

[0103] Nachstehend wird zusätzlich Bezug auf Fig. 5 genommen. Fig. 5 stellt das Koppeln von zwei Solarenergiegewinnungspontons 1 innerhalb eines Clusters 4, beispielsweise in einer, wie in Fig. 4 dargestellten, Solarenergiegewinnungsanlage schematisch dar.

[0104] Die Solarenergiegewinnungspontons 1 sind durch Ponton-Verbindungselemente 40 gekoppelt, die beispielhaft als Stangen gedeutet werden. Die Ponton-Verbindungselemente 40 greifen in entsprechende Ponton-Koppler 13 der Pontons 1 ein.

[0105] Das Gaszufuhrsystem 3 umfasst zusätzliche wahlfreie Druckausgleichsleitungen 32, die als Schläuche, Rohre oder Rohrleitungen realisiert sein können, und die eingeschlossenen Volumina V des Solarenergiegewinnungspontons 1 fluidisch koppeln, was zu gleichen oder im Wesentlichen gleichen Drücken führt. In Fig. 5 ist die Druckausgleichsleitung 32 als unter dem Flüssigkeitspegel S verlaufend dargestellt. Alternativ oder zusätzlich dazu können Druckausgleichsleitungen über dem Flüssigkeitspegel S verlaufen. Sie können beispielsweise an den Ponton-Verbindungselementen 40 befestigt oder darin integriert sein.

[0106] Sowohl der Schlauch 3 als auch die Druckausgleichsleitung 32 verlaufen unter der Flüssigkeitsoberfläche S, und unterqueren die Solarenergiegewinnungspontons 1, und im Besonderen deren umlaufende Rahmenstrukturen 10. Obwohl die Leitungen 3, 32 an den Solarenergiegewinnungspontons 1 unbefestigt dargestellt sind, kann eine oder beide von ihnen wahlweise befestigt sein, beispielsweise an den Solarenergiegewinnungspontons 1 lose befestigt oder festgemacht sein. In der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 5 sind die Endabschnitte der Druckausgleichsleitung 32, die sich über dem Flüssigkeitsoberflächenpegel S befinden, an (nicht referenzierten) Schwimmkörpern befestigt, die die Endabschnitte über der Flüssigkeitsoberfläche S halten.

[0107] Fig. 6 stellt einen weiteren beispielhaften Solarenergiegewinnungsponton 1 ́ in einer schematischen perspektivischen Ansicht dar. Die Ausgestaltung des Solarenergiegewinnungspontons 1 ́ ist im Allgemeinen der Ausgestaltung des, wie in Fig. 1 dargestellten und oben diskutierten Solarenergiegewinnungspontons 1 ähnlich. Die Pontonfläche und die Grundfläche des Solarenergiegewinnungspontons 1 ́ sind jedoch sechseckig. Eine weitere Abweichung von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht darin, dass die umlaufende Rahmenstruktur 10 einen Einzel-Schwimmkörper 100 ́ umfasst, der sich im Wesentlichen über die ganze Länge jeder Sechseck-Kante erstreckt.

[0108] Nachstehend wird zusätzlich Bezug auf Fig. 7 genommen. Fig. 7 stellt Cluster-Anordnungen mit unterschiedlichen Ponton-Grundflächen schematisch dar. Im Beispiel von Fig. 7d ist die Grundfläche der einzelnen Pontons kreisförmig. Die Grundfläche ist quadratisch in Fig. 7a und rechteckig in Fig. 7b . Fig. 7c und Fig. 7a zeigen Cluster mit sechseckigen Ponton-Grundflächen. Alle der dargestellten Grundflächen-Geometrien sind allgemein geeignet, in einer grossen Anzahl an Cluster-Gruppen oder Solarenergiegewinnungsanlagen angeordnet zu sein. Mit Ausnahme der kreisförmigen Grundfläche sind sie ferner geeignet, eine Flüssigkeitsoberfläche mit kleinen oder sogar im Wesentlichen keinen Spalten zwischen den einzelnen Pontons zuzupflastern. Zusätzlich zur Solarenergiegewinnung sind sie daher gut geeignet, eine Verdampfung aus dem Flüssigkeitsspeicher zu unterbinden.

[0109] Nachstehend wird zusätzlich auf die Fig. 8 und 9 Bezug genommen, wobei jede eine Ausführungsform eines Clusters von Solarenergiegewinnungspontons in einer schematischen Draufsicht darstellt.

[0110] In beiden Ausführungsformen von Fig. 8 und Fig. 9 sind zwei Arten von Solarenergiegewinnungspontons vorhanden. Die Solarenergiegewinnungspontons 1a umfassen eine Gasversorgungseinheit 2, beispielsweise ein Gebläse oder einen Kompressor und ein Überdruckventil 14. Die anderen Solarenergiegewinnungspontons 1b umfassen keine Gasversorgungseinheit und kein Überdruckventil.

[0111] In der Ausführungsform von Fig. 8 sind die Solarenergiegewinnungspontons fluidisch als eine Kette angeordnet, wobei die äussersten Solarenergiegewinnungspontons der Kette Solarenergiegewinnungspontons 1a, und die inneren Solarenergiegewinnungspontons Solarenergiegewinnungspontons 1b sind. Die eingeschlossenen Volumina V aller Solarenergiegewinnungspontons 1a, 1b sind durch das Gaszufuhrsystem 3 gekoppelt, das auch als eine lineare Kette ausgestaltet ist. Das eingeschlossene Volumen V von jedem der inneren Solarenergiegewinnungspontons 1b ist demzufolge fluidisch mit dem eingeschlossenen Volumen V seiner Nachbarn 1a, 1b verbunden. Die Gaszufuhrleitungen können über und/oder unter der Flüssigkeitsoberfläche S verlaufen.

[0112] Im Betrieb wird Gas den eingeschlossenen Volumina V entweder durch beide der Gasversorgungseinheiten 2 gleichzeitig zugeführt, oder lediglich eine der Gasversorgungseinheiten 2 ist allgemein in Betrieb, während die andere als eine Absicherung dient und lediglich bei einem Störfall betätigt wird. Wird die Gasversorgungskette aus irgendeinem Grund unterbrochen, beispielsweise aufgrund einer undichten Stelle an einem der Solarenergiegewinnungspontons 1a, 1b oder einer Leitung des Gaszufuhrsystems 3, dann wird der Cluster in zwei Unter-Cluster aufgespalten. Obwohl die eingeschlossenen Volumina V fluidisch innerhalb eines Unter-Clusters verbunden sind, sind die zwei Unter-Cluster fluidisch voneinander getrennt.

[0113] Die Ausführungsform von Fig. 9 ist ähnlich der Ausführungsform von Fig. 9 . In Fig. 9 ist jedoch nur eine Gasversorgungseinheit 2 auf einem einzelnen Solarenergiegewinnungsponton 1a vorhanden. Dieser Solarenergiegewinnungsponton 1a ist der Mittelpunkt eines Sterns, wobei die eingeschlossenen Volumina V der äusseren Solarenergiegewinnungspotons 1b jeweils fluidisch mit dem eingeschlossenen Volumen V des zentralen Solarenergiegewinnungsponton 1a gekoppelt sind. In dieser Konfiguration ist sichergestellt, dass ein Versagen eines einzelnen äusseren Solarenergiegewinnungspontons 1b oder einer Gasversorgungsleitung lediglich diesen bestimmten Solarenergiegewinnungsponton 1b beeinträchtigen wird.

[0114] In beiden Ausführungsformen von Fig. 8 und Fig. 9 können Abschaltventile im Zufuhrsystem zum Abdichten einer undichten Stelle vorhanden sein.

BEZUGSZEICHEN

[0115] <tb>S<SEP>Flüssigkeitsoberfläche <tb>V<SEP>eingeschlossenes Volumen <tb>L<SEP>Flüssigkeit <tb>t<SEP>nach oben <tb>b<SEP>nach unten <tb>1, 1 ́, 1 ́ ́, 1a, 1b<SEP>Solarenergiegewinnungsponton <tb>2, 2 ́<SEP>Gasversorgungseinheit <tb>3, 3 ́<SEP>Gaszufuhrsystem / Schlauch <tb>4<SEP>Cluster <tb>10<SEP>umlaufende Rahmenstruktur <tb>11<SEP>Solarenergiegewinnungsanordnung <tb>12<SEP>Plattform / Folie <tb>13<SEP>Ponton-Koppler <tb>14<SEP>Überdruckventil <tb>30<SEP>Gasversorgungsöffnung <tb>32<SEP>Druckausgleichsleitung <tb>40<SEP>Ponton-Verbindungselement <tb>41<SEP>Cluster-Verbindungselement <tb>101<SEP>Aussteifungsstruktur <tb>101a<SEP>horizontaler Schenkel <tb>101b<SEP>vertikaler Schenkel <tb>102<SEP>Schürze <tb>103<SEP>Gewicht <tb>110<SEP>Solarenergiekollektor <tb>111<SEP>Solarenergiekollektor-tragende Stangen <tb>112<SEP>Ausrichtstangen <tb>113<SEP>Basisstangen <tb>114<SEP>Plattform-Befestigungselement <tb>115<SEP>Plattformnahtstelle <tb>100, 100 ́<SEP>Schwimmkörper

Claims (18)

1. Solarenergiegewinnungssystem, umfassend: a) mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton (1), wobei der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton (1) zum Schwimmen auf einem Flüssigkeitsspeicher ausgestaltet ist, und der Solarenergiegewinnungsponton (1) Folgendes umfasst: – eine umlaufende Rahmenstruktur (10); – eine Plattform (12), wobei die Plattform (12) auf einer oberen Seite der umlaufenden Rahmenstruktur (10) angeordnet ist, und eine Pontonfläche überspannt, die seitlich durch die umlaufende Rahmenstruktur (10) begrenzt ist; wobei eine untere Seite der Plattform (12) und eine Flüssigkeitsoberfläche (S) des Flüssigkeitsspeichers als abgrenzende obere Fläche und als abgrenzende untere Fläche einer gasdichten Hülle dienen, wenn der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton (1) auf dem Flüssigkeitsspeicher schwimmt, wobei die gasdichte Hülle ein eingeschlossenes Volumen (V) einschliesst; – eine Solarenergiegewinnungsanordnung (11), wobei die Solarenergiegewinnungsanordnung (11) auf oder über einer oberen Seite der Plattform (12) angeordnet ist; b) eine Gasversorgungseinheit (2), insbesondere eine Luftversorgungseinheit; c) ein Gaszufuhrsystem mit mindestens einer Gasversorgungsöffnung (30), wobei das Gaszufuhrsystem (3) ausgestaltet ist, dem eingeschlossenen Volumen (V) Gas, das durch die Gasversorgungseinheit (2) bereitgestellt wird, zuzuführen, wodurch ein Überdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens (V) erzeugt wird, wobei der Überdruck den mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton (1) trägt.

2. Solarenergiegewinnungssystem nach Anspruch 1, wobei eine Gasversorgungsleitung (3) des Gaszufuhrsystems (3) die umlaufende Rahmenstruktur (10) unterquert.

3. Solarenergiegewinnungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Plattform (12) eine gasdichte Folie oder Membran, insbesondere eine luftdichte Folie oder Membran, umfasst und vorzugsweise daraus besteht, wobei die Folie oder Membran die Pontonfläche bedeckt.

4. Solarenergiegewinnungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die umlaufende Rahmenstruktur (10) ausgestaltet ist, einen Auftrieb zu erzeugen, welcher ausreicht, dass der Solarenergiegewinnungsponton (1) auf dem Flüssigkeitsspeicher ohne Überdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens (V) schwimmt.

5. Solarenergiegewinnungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton (1) eine umlaufende Schürze (102, 102 ́) umfasst, wobei sich die umlaufende Schürze (102, 102 ́) in eine Richtung nach unten in der Flüssigkeit des Flüssigkeitsspeichers oder in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsspeichers hinein erstreckt.

6. Solarenergiegewinnungssystem nach Anspruch 5, wobei die umlaufende Schürze (102 ́) an der umlaufenden Rahmenstruktur (10) befestigt ist, und nach unten, über einen flüssigkeitskontaktierenden Bereich der umlaufenden Rahmenstruktur (10) hinaus vorspringt.

7. Solarenergiegewinnungssystem nach Anspruch 5, wobei die umlaufende Schürze an der Plattform (12) gasdicht befestigt, oder einstückig mit der Plattform (12) so ausgebildet ist, dass die Plattform (12) und die umlaufende Schürze gemeinsam mit der Flüssigkeitsoberfläche (S) die gasdichte Hülle bilden.

8. Solarenergiegewinnungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der mindestens eine Solarenergiegewinnungsponton (1) ein Überdruckventil (14) umfasst, wobei das Überdruckventil (14) ausgestaltet ist, das eingeschlossene Volumen mit der Umgebung fluidisch zu verbinden, wenn der Gasdruck im Inneren des eingeschlossenen Volumens einen Schwellenwertdruck überschreitet.

9. Solarenergiegewinnungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Gaszufuhrsystem (3) ein Netzwerk an Gasversorgungsleitungen umfasst, wobei das Netzwerk an Gasversorgungsleitungen eine Reihe von Verzweigungen aufweist, und Gasversorgungsöffnungen (30) in zumindest einigen der Verzweigungen aufweist.

10. Solarenergiegewinnungssystem nach Anspruch 9, wobei die Gasversorgungsöffnung (30) oder die Vielzahl an Gasversorgungsöffnungen (30) bei Betrieb unter dem Flüssigkeitsoberflächenpegel (S) ist, bevorzugt auf einer Fläche unter der Plattform (12) des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons (1).

11. Solarenergiegewinnungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Gasversorgungseinheit (2) von dem mindestens einen Solarenergiegewinnungsponton (1) entfernt angeordnet ist.

12. Solarenergiegewinnungssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Solarenergiegewinnungssystem einen Cluster (4) von Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́) umfasst, wobei das Gaszufuhrsystem (3) ausgestaltet ist, den eingeschlossenen Volumina (V) der mindestens zwei Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́) aus einer gemeinsamen Gasversorgungseinheit (2) Gas zuzuführen.

13. Solarenergiegewinnungssystem nach Anspruch 12, wobei die einzelnen Solarenergiegewinnungspontons (1, 11 ́) des Clusters von Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́) eine derartige Grundfläche aufweisen, dass die Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́) eine Oberfläche des Clusters im Wesentlichen ohne zwischen den einzelnen Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́) verbleibenden Zwischenraum überdecken.

14. Solarenergiegewinnungssystem nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, ferner umfassend mindestens eine Druckausgleichsleitung (32), wobei die mindestens eine Druckausgleichsleitung (32) die eingeschlossenen Volumina (V) unterschiedlicher Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́) fluidisch koppelt.

15. Verfahren zum Betreiben eines Solarenergiegewinnungssystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: a) Bereitstellen eines Solarenergiegewinnungssystems nach einem der vorangegangenen Ansprüche; b) Anordnen des mindestens einen auf einem Flüssigkeitsspeicher schwimmenden Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́); c) Betreiben der Gasversorgungseinheit (2) zur Aufrechterhaltung eines Überdrucks im eingeschlossenen Volumen (V) des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons (1, 1 ́).

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Verfahren ferner ein Steuern der Gasversorgungseinheit (2) in intermittierenden Betrieb umfasst, wobei die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen 1 Stunde oder mehr ist, vorzugsweise 6 Stunden oder mehr, vorzugsweise 12 Stunden oder mehr.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, wobei das Verfahren ferner das Aufrechterhalten eines Überdrucks im eingeschlossenen Volumen (V) des mindestens einen Solarenergiegewinnungspontons umfasst, der 10% des Umgebungsdrucks, und vorzugsweise 1% des Umgebungsdrucks nicht überschreitet.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Gas Luft ist, und das Verfahren ferner ein Oxidieren der Flüssigkeit (L) im Inneren des Flüssigkeitsspeichers mit Luft umfasst, die aus der mindestens einen Gasversorgungsöffnung (30) austritt.