WO2004048862A2 - Anlage zur gewinnung von solarenergie an hängen und auf freiflächen - Google Patents

Anlage zur gewinnung von solarenergie an hängen und auf freiflächen Download PDF

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a system for the production of solar energy on slopes or on flat open spaces.
  • the object of the present invention is to provide a system for the production of solar energy on slopes or on flat open spaces, which are particularly suitable for the problematic open spaces mentioned above, which intervene little or not in the subsurface and which still hold firmly on slopes Offer. This object is achieved with the features mentioned in the characterizing part of claim 1. Developments and advantageous embodiments of the invention are included in the further claims.
  • a plant for the production of solar energy on slopes or on flat open spaces at least one assembly consisting of at least one solar module, a support frame for the solar module and an anchorage for the support frame being provided, with means being available for the photovoltaically obtained electricity, a memory or to lead a transducer, characterized in that the anchor consists of a container, that the support frame is attached to, on or in the container, and that the container is filled with weights.
  • the attachment can consist, for example, of inserting the support frame into the container and then filling it with weights as listed below, which on the one hand give the container the necessary stability and on the other hand clamp the support frame.
  • the filling is preferably a mineral filling of stones, sand, earth, excavated material or a mixture of mineral and other constituents, such as building rubble.
  • the filling can also consist of metallic material such as scrap, waste from the mining industry, waste from the metal trade, chips, slabs or the like, and also consist of a liquid.
  • the container is a closed or partially open container made of metal, plastic or concrete. It preferably has an essentially flat floor and one or more walls.
  • the container can have a cover and preferably has a regular geometric shape in the horizontal cross-section, such as a square, a triangle, a circle or an oval.
  • a system for the production of solar energy on slopes or on flat open spaces wherein at least one assembly of at least one solar module, a support frame for the solar module and an anchoring for the support frame is provided, whereby means are available to supply photovoltaically obtained electricity to a memory or a converter, characterized in that the anchoring consists of a block of stone or metal and that the support frame is attached to or on the block.
  • a plant for the production of solar energy on slopes or on flat open spaces at least one assembly consisting of at least one solar module, a support frame for the solar module and an anchorage for the support frame being provided, means being available to supply the photovoltaically obtained electricity to a memory or a converter, characterized in that the anchoring consists of a wire basket, that the support frame is attached to or in the basket weave of the wire basket and that the wire basket is filled with a mineral fill.
  • the fill consists, for example, of compacted crushed stone.
  • the visible surfaces of the wire basket can be at least partially covered with mineral material for optical reasons.
  • the wire basket is cuboidal and has a flat floor.
  • the wire basket is preferably placed on a slope such that its front edge is flush with the slope and its rear edge is inserted into the slope in accordance with the slope, the bottom of the wire basket having a substantially horizontal orientation.
  • the wire basket is preferably simply placed on the slope or the surface.
  • the bottom of the wire basket can be inclined to the horizontal so that it rests on the hand but has a horizontal surface. If the surface is less critical, the entire circumference of the wire basket can be at least partially inserted into the slope.
  • a plurality of wire baskets, each with a plurality of solar modules, are preferably arranged at intervals from one another, the electrical connections being connected in a star shape and / or in series.
  • the distances should be such that the rainwater is distributed between the wire baskets and that no washouts can be caused by collecting water.
  • the solar module frames protruding beyond the circumference of the wire basket must not significantly hinder or bundle rainwater entry.
  • the solar system is used as a system on the slope of a sealed garbage dump, whereby the system can help to stabilize the depponie.
  • Fig. 1 shows a plan view of an assembly of solar modules, frame and anchor
  • Fig. 2 shows a view of the assembly of Fig. 1 from the front on an enlarged scale.
  • Fig. 1 shows a plan view of an assembly of solar modules, rack and anchor
  • Fig. 2 shows a view of the assembly of Fig. 1 from the front on an enlarged scale.
  • the container 1 and 2 show a cuboid-shaped container 2, which rests on a base 1 without being let into it.
  • Edge protections are built into the container 2 tubes 5 below.
  • the support frame 3 for the solar modules 5 is anchored on top of or in the container 2. This is done, for example, by embedding the lowest cross struts of the support frame 3 in a mortar bed 4 in the uppermost centimeters of the container 2.
  • the struts of the support frame 3 are designed as T or L-shaped steel profiles, for example.
  • FIG. 1 Vertical and oblique struts rise from the lowest cross struts, which in turn carry the larger upper cross struts on which the solar modules 5 are fastened, which are indicated in FIG. 1 as dashed fields, so that it can be seen that 18 solar modules are used here come.
  • a tightenable metal band 6 is drawn around the container 2.
  • This metal band 6, as well as the basket weave of the container 2 can serve as further anchors of the support frame 3, for example by providing the support frame 3 with strips or plates which are connected to the container, which can be done, for example, by simply inserting it.
  • the upper cross struts are horizontal here, as this version is intended for easy placement on a slope.
  • the upper cross struts In the case of flat surfaces, the upper cross struts must have an incline to ensure optimal use of solar energy.
  • the electrical connections which are known per se are not shown further here. It is easy to understand, however, that if a plant is designed appropriately, many such assemblies can be used to build a solar power plant with several MW output.
  • edge protection 2 'tubes 5' are built into the wire basket below.
  • the support frame 3 'for the solar modules 5' is anchored on top of or in the wire basket 2 '. This is done, for example, by embedding the lowest cross struts of the support frame 3 'in a mortar bed 4' in the uppermost centimeters of the wire basket 2 '.
  • the struts of the support frame 3 ' are designed, for example, as T-shaped or L-shaped steel profiles.
  • Vertical and oblique struts rise from the lowest cross struts, which in turn are the larger upper cross struts wear, on which the solar modules 5 'are attached, which are indicated in Fig. 1' as dashed fields, so that it can be seen that 18 solar modules are used here.
  • a tightenable metal band 6' is pulled around the wire basket 2 '.
  • This metal band 6, as well as the basket weave of the wire basket 2 ', can serve as further anchors of the support frame 3', for example by providing the support frame 3 'with strips or plates which are connected to the steel strip or the basket weave, for example by just plug it in.
  • the upper cross struts are horizontal here, as this version is intended for easy placement on a slope. In the case of flat surfaces, the upper cross struts must have an incline to ensure optimal use of solar energy.
  • the electrical connections which are known per se are not shown further here. It is easy to understand, however, that if a system is designed appropriately, many such assemblies can be used to build a solar power plant with a capacity of several MW.

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Abstract

Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul (5), einem Tragegestell für das Solarmodul und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist, wobei Mittel vorhanden sind, den photovoltaisch gewonnen Strom einem Speicher oder einem Wandler zuzuführen, wobei die Verankerung aus einem Behältnis besteht, das Tragegestell auf, an oder in dem Behältnis befestigt ist und dass das Behältnis mit Gewichten gefüllt ist.

Description

Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen und auf Freiflächen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen.
Es ist bekannt, Solarmodule mittels Gestellen auf Dächern mit oder ohne Neigung und auf Freiflächen aufzustellen. Hierfür wurden auch größere Anlagen mit mehreren Gestellen und einer Vielzahl von Solarmodulen errichtet, die entweder zur Netzeinspeisung dienen oder Häuser und kleinere Siedlungen mit Strom versorgen. Es gibt jedoch Freiflächen, bei denen die üblichen Methoden, solche Gestelle zu verankern, wie zum Beispiel durch in den Untergrund reichende Betonfundamente, nicht angewendet werden können, da der Untergrund aus verschiedenen Gründen sensibel ist. Ein solcher Grund ist das Vorhandensein einer Deponie, die beispielsweise mit Folie und einer Humusschicht abgedeckt ist. Hier kann ein Eingriff in den Untergrund problematisch sein, da Beschädigungen der Folie zum Eindringen von Wasser führen und erhebliche umweltbelastende Folgen auslösen können. Viele Deponien weisen überdies Hänge auf, so dass flachere Verankerungen, um den Abdeckung nicht zu schädigen, wiederum zum Abrutschen der Anlage und damit auch zu Beschädigungen der Abdeckung führen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen zu schaffen, die besonders für die oben genannten problematischen Freiflächen geeignet sind, die wenig oder nicht in den Untergrund eingreifen und die dennoch auch auf Hängen einen festen Halt bieten. Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfasst.
Erfindungsgemäß ist eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul, einem Tragegestell für das Solarmodul und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist, wobei Mittel vorhanden sind, den photovoltaisch gewonnen Strom einem Speicher oder einem Wandler zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung aus einem Behältnis besteht, dass das Tragegestell auf, an oder in dem Behältnis befestigt ist, und dass das Behältnis mit Gewichten gefüllt ist. Die Befestigung kann beispielsweise darin bestehen, dass das Traggestell in das Behältnis gesteckt wird und dieses dann mit Gewichten, wie unten aufgeführt, gefüllt wird, die dem Behältnis einerseits die nötige Stand- festigkeit verleihen und andererseits das Traggestell festklemmen.
Vorzugsweise ist die Füllung eine mineralische Füllung aus Steinen, Sand, Erde, Aushub oder einem Gemisch aus mineralischen und anderen Bestandteilen, wie Bauschutt. Die Füllung kann auch aus metallischem Material wie Schrott, Abfäl- len aus der Montanindustrie, Abfällen aus dem Metallhandwerk, Spänen, Brammen oder dergleichen bestehen, wie auch aus einer Flüssigkeit besteht.
Das Behältnis ist ein geschlossenes oder teilweise offenes Behältnis aus Metall, Kunststoff oder Beton. Vorzugsweise weist es einen im Wesentlichen ebenen Bo- den, sowie eine oder mehrere Wände auf. Das Behältnis kann eine Abdeckung aufweisen und besitzt vorzugsweise im Horizontalquerschnitt eine reguläre geometrische Form, wie zum Beispiel ein Viereck, ein Dreieck, ein Kreis oder ein Oval.
Nach einer Alternative ist eine Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul, einem Tragegestell für das Solarmodul und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist, wobei Mittel vorhanden sind, den photovoltaisch gewonnen Strom einem Speicher oder einem Wandler zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung aus einem Klotz aus Stein oder Metall besteht und dass das Tragegestell auf oder an dem Klotz befestigt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben.
Erfindungsgemäß ist nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung eine An- läge zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul, einem Tragegestell für das Solarmodul und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist, wobei Mittel vorhanden sind, den photovoltaisch gewonnen Strom einem Speicher oder einem Wandler zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung aus einem Drahtkorb besteht, dass das Tragegestell an oder in dem Korbgeflecht des Drahtkorbs befestigt ist und dass der Drahtkorb mit einer mineralischen Schüttung gefüllt ist. Die Schüttung besteht beispielsweise aus verdichtetem Schotter. Die Sichtflächen des Drahtkorbs können aus optischen Gründen wenigstens teilweise mit mineralischem Material verkleidet sein.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Drahtkorb quaderför- mig ausgeführt ist und weit ebenen Boden auf.
Vorzugsweise ist der Drahtkorb so in einen Hang gesetzt, dass seine Vorderkante bündig mit dem Hang ist und seine Hinterkante entsprechend der Hangneigung in diesen eingesetzt ist, wobei der Boden des Drahtkorbs eine im Wesentlichen waagrechte Orientierung besitzt.
Bei einem flachen Hand oder einer im Wesentlichen ebenen Fläche wird der Drahtkorb vorzugsweise einfach auf den Hang oder die Fläche aufgelegt. Alternativ kann der Boden des Drahtkorbs eine Neigung zur Waagrechten aufweisen, so dass er auf dem Hand aufliegt, jedoch eine waagrechte Oberfläche besitzt. Bei weniger kritischem Untergrund kann der Drahtkorb mit seinem ganzen Umfang wenigstens teilweise in den Hang eingesetzt sein.
Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Drahtkörben mit jeweils mehreren Solarmo- dulen in Abständen zueinander angeordnet sind, wobei die elektrischen Anschlüsse sternförmig und/oder in Reihe verbunden sind.
Die Abstände sollten so beschaffen sein, dass das Regenwasser zwischen den Drahtkörben verteilt wird und keine Auswaschungen durch Sammelwasser verur- sacht werden können. Dabei dürfen auch die den Umfang des Drahtkorbs überragenden Solarmodulgestelle den Regenwassereintrag nicht wesentlich behindern oder bündeln.
Erfindungsgemäß wird die Solaranlage als Anlage auf dem Hang einer abgedich- teten Mülldeponie verwendet, wobei die Anlage zur Stablisierung der Depponie beitragen kann.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Zusammenbau aus Solarmodulen, Gestell und Verankerung;
Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf den Zusammenbau von Fig. 1 von vorne in vergrößertem Maßstab.
Fig. 1' zeigt eine Draufsicht auf einen Zusammenbau aus Solarmodulen, Gestellt und Verankerung;
Fig. 2' zeigt eine Ansicht auf den Zusammenbau von Fig. 1 von vorne in vergrößertem Maßstab.
Fig. 1 und 2 zeigen ein quaderförmiges Behältnis 2, das auf einem Untergrund 1 ruht, ohne in diesen eingelassen zu sein. Das Behältnis 2 ist mit einer verdichteten mineralischen Schüttung gefüllt und weist beispielsweise Maße von Länge = 2 m, Breite = 1 m, Höhe = 1 m auf, so dass ein Gewicht von über 2 t erreicht wird. Als Kantenschutz sind unten in das Behältnis 2 Rohre 5 eingebaut. Oben auf, bzw. in dem Behältnis 2 ist das Traggestell 3 für die Solarmodule 5 verankert. Dies geschieht beispielsweise durch Einbettung der untersten Querstreben des Traggestells 3 in einem Mörtelbett 4 in den obersten Zentimetern des Behältnisses 2. Die Streben des Traggestells 3 sind als beispielsweise T- oder L-förmige Stahlprofile ausgeführt. Von den untersten Querstreben erheben sich senkrechte und schräge Streben, die wiederum die größeren oberen Querstreben tragen, auf denen die Solarmodule 5 befestigt sind, die in Fig. 1 als gestrichelte Felder angedeutet sind, so dass zu sehen ist, dass hier 18 Solarmodule zum Einsatz kommen. Um das Ge- wicht des Traggestells 3 abzufangen, ist oben um das Behältnis 2 ein festziehbares Metallband 6 gezogen. Dieses Metallband 6, wie auch das Korbgeflecht des Behältnisses 2, können als weitere Verankerungen des Traggestells 3 dienen, indem etwa das Traggestell 3 mit Leisten oder Platten versehen ist, die mit dem Behältnis verbunden werden, was zum Beispiel durch einfaches einstecken geschehen kann. Die oberen Querstreben sind hier waagrecht, da diese Ausführung für das einfache Auflegen auf einen Hang gedacht ist. Bei ebenen Flächen müssen die oberen Querstreben eine Neigung aufweisen, um eine optimale Ausnutzung der Sonnenenergie zu gewährleiste. Die elektrischen Verbindungen, die an sich bekannt sind, sind hier nicht weiter dargestellt. Es ist aber leicht nachzuvollziehen, dass bei entsprechender Auslegung einer Anlage aus vielen solcher Zusammenbauten ein Solarkraftwerk von mehreren MW Leistung erbaut werden kann.
Fig. 1' und 2' zeigen einen quaderförmigen Drahtkorb 2', der auf einem Untergrund 1' ruht, ohne in diesen eingelassen zu sein. Der Drahtkorb 2' ist mit einer verdichteten Schotterschüttung gefüllt und weist beispielsweise Maße von Länge = 2 m, Breite = 1 m, Höhe = 1 m auf, so dass ein Gewicht von über 2 t erreicht wird. Als Kantenschutz sind unten in den Drahtkorb 2' Rohre 5' eingebaut. Oben auf, bzw. in dem Drahtkorb 2' ist das Traggestell 3' für die Solarmodule 5' verankert. Dies geschieht beispielsweise durch Einbettung der untersten Querstreben des Traggestells 3 ' in einem Mörtelbett 4' in den obersten Zentimetern des Drahtkorbs 2'. Die Streben des Traggestells 3 ' sind als beispielsweise T- oder L- förmige Stahlprofile ausgeführt. Von den untersten Querstreben erheben sich senkrechte und schräge Streben, die wiederum die größeren oberen Querstreben tragen, auf denen die Solarmodule 5' befestigt sind, die in Fig. 1 ' als gestrichelte Felder angedeutet sind, so dass zu sehen ist, dass hier 18 Solarmodule zum Einsatz kommen. Um das Gewicht des Traggestells 3' abzufangen, ist oben um den Drahtkorb 2' ein festziehbares Metallband 6' gezogen. Dieses Metallband 6, wie auch das Korbgeflecht des Drahtkorbs 2', können als weitere Verankerungen des Traggestells 3' dienen, indem etwa das Traggestell 3' mit Leisten oder Platten versehen ist, die mit dem Stahlband oder dem Korbgeflecht verbunden werden, was zum Beispiel durch einfaches einstecken geschehen kann. Die oberen Querstreben sind hier waagrecht, da diese Ausführung für das einfache Auflegen auf einen Hang gedacht ist. Bei ebenen Flächen müssen die oberen Querstreben eine Neigung aufweisen, um eine optimale Ausnutzung der Sonnenenergie zu gewährleiste. Die elektrischen Verbindungen, die an sich bekannt sind, sind hier nicht weiter dargestellt. Es ist aber leicht nachzuvollziehen, dass bei entsprechender Auslegung einer Anlage aus vielen solcher Zusammenbauten ein Solarkraftwerk von mehreren MW Leistung erbaut werden kann.

Claims

Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen FreiflächenAnsprüche
1. Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul (5), einem Tragegestell für das Solarmodul und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist, wobei Mittel vorhanden sind, den photovoltaisch gewonnen Strom einem Speicher oder einem Wandler zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung aus einem Behältnis (2) besteht, dass das Tragegestell (3) auf, an oder in dem Behältnis befestigt ist, und dass das Behältnis (2) mit Gewichten gefüllt ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung eine mineralische Füllung aus Steinen, Sand, Erde, Aushub oder einem Gemisch aus mineralischen und anderen Bestandteilen, wie Bauschutt ist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung aus metallischem Material wie Schrott, Abfällen aus der Montan- industrie, Abfällen aus dem Metallhandwerk, Spänen, Brammen oder dergleichen besteht.
4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung aus einer Flüssigkeit besteht.
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis ein geschlossenes oder teilweise offenes Behältnis aus Metall, Kunststoff oder Beton ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis einen im Wesentlichen ebenen Boden, sowie eine oder mehrere Wände aufweist.
7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis eine Abdeckung aufweist.
8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis im Horizontalquerschnitt eine reguläre geometrische Form aufweist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die reguläre geometrische Form ein Viereck, ein Dreieck, ein Kreis oder ein Oval ist.
10. Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen, wobei wenigstens ein Zusammenbau aus wenigstens einem Solarmodul (5), einem Tragegestell für das Solarmodul und eine Verankerung für das Tragegestell vorhanden ist, wobei Mittel vorhanden sind, den photovoltaisch gewonnen Strom einem Speicher oder einem Wandler zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankenαng aus einem Klotz aus Stein oder Metall besteht und dass das
Tragegestell auf oder an dem Klotz befestigt ist.
11. Anlage zur Gewinnung von Solarenergie an Hängen oder auf ebenen Freiflächen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerung aus einem Drahtkorb (2') besteht, dass das Tragegestell (3') auf, an oder in dem Drahtkorb befestigt ist, und dass der Drahtkorb (2') mit einer mineralischen Schüttung gefüllt ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttung aus verdichtetem Schotter besteht.
13. Anlage nach Anspruch 11 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass Sichtflächen des Drahtkorbs (2') wenigstens teilweise mit mineralischem Material verkleidet sind.
14. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkorb (2') quaderförmig ausgeführt ist und einen ebenen Boden aufweist.
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkorb so in einen Hang gesetzt ist, dass seine Vorderkante bündig mit dem Hang ist und seine Hinterkante entsprechend der Hangneigung in diesen eingesetzt ist, wobei der Boden des Drahtkorbs eine im Wesentlichen waagrechte Orientierung besitzt.
16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkorb auf den Hang oder die Freifläche aufgelegt ist.
17. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Drahtkorbs eine Neigung zur Waagrechten aufweist.
18. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkorb mit seinem ganzen Umfang wenigstens teilweise in den Hang eingesetzt ist.
19. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Drahtkörben mit jeweils mehreren Solarmodulen in Abständen zueinander angeordnet ist, wobei die elektrischen Anschlüsse sternförmig und/oder in Reihe verbunden sind.
20. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hang ein Hang einer abgedichteten Mülldeponie ist.
PCT/DE2003/003970 2002-11-28 2003-11-28 Anlage zur gewinnung von solarenergie an hängen und auf freiflächen WO2004048862A2 (de)

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