WO2011154108A2 - Shade, shade assembly and shade network comprising solar cells - Google Patents

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WO2011154108A2
WO2011154108A2 PCT/EP2011/002689 EP2011002689W WO2011154108A2 WO 2011154108 A2 WO2011154108 A2 WO 2011154108A2 EP 2011002689 W EP2011002689 W EP 2011002689W WO 2011154108 A2 WO2011154108 A2 WO 2011154108A2
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cell
solar cells
umbrella
cell group
energy
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Anton Naebauer
Dirk Malinowski
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Gehrlicher Solar Ag
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a screen, in particular a parasol, on the Schirmbehard solar cells are arranged. Further, the present invention relates to a screen assembly having a umbrella stand and such a screen and to a screen network having a plurality of interconnected such screen assemblies.
  • PV photovoltaic
  • a solar module also called photovoltaic module
  • solar cells usually contains a plurality of solar cells provided surfaces that can be irradiated by sunlight.
  • the solar cells also called cells for short
  • PV systems are usually stationary in one place and not portable.
  • DE 203 14 599 U1 teaches a sunshade device with a stand device, an umbrella holder hinged thereto and an elastic screen connected thereto, in the region of which a surface with solar cells supplying electric current is provided. Inside the stand device, a power line is laid from the solar cells to an outlet arranged in the foot of the stand device.
  • DE 199 12 982 AI discloses a sunshade with solar modules and an energy storage and a device for energy consumption.
  • the parasol covering here has flexible solar cell strips.
  • the screen in particular parasol, comprises a screen covering, on which a plurality of solar cells is arranged.
  • a first region of the umbrella covering has a first cell group with a plurality of solar cells connected in series to each other, and a second region of the umbrella covering has a second cell group different from the first cell group with a plurality of solar cells connected in series to one another.
  • one of the solar cells of the first cell group is connected in each case to an associated solar cell of the second cell group by parallel connection to a cell pair such that each cell pair formed from the solar cells of the first cell group and the solar cells of the second cell group has an irradiation cell surface which is at least approximately the same size.
  • all of the solar cells of the first cell group are connected in each case to an associated solar cell of the second cell group by parallel connection to such a cell pair. If the first and the second cell group have the same number of solar cells, this results in a number of cell pairs corresponding to the number of solar cells present in the first cell group and the number of solar cells present in the second cell group.
  • the solar cells formed on the screen covering are preferably designed to be at least partially flexible.
  • the umbrella covering the (sun) screen is composed for example of several at least almost triangular parts (sectors or partial surfaces). Covering the triangular sectors, for example, with flexible, for example non-crystalline, solar cells, can allow increased (desired) flexibility of the umbrella covering.
  • the sectors of the umbrella covering can be at least nearly the same regardless of their shape.
  • the first region having the first cell group may be formed in a first half of one of the sectors of the umbrella fabric, and the second region having the second cell group may be formed in a second half of the sector.
  • the umbrella cover is formed such that each sector is occupied by two mutually complementary cell groups.
  • the first cell group and the second cell group connected to the first cell group (as cell group complementary to the first cell group) may be arranged, and in a second sector a third cell group corresponding to the first cell group and one (corresponding to the second cell group)
  • the fourth cell group (as a cell group complementary to the third cell group) may be formed in the third cell group.
  • This covering of the umbrella covering can be continued until all sectors are each occupied by two groups of cells.
  • the first and second cell groups form a first complementary cell group pair on the first sector
  • the third and fourth cell groups form a second complementary cell group pair on the second sector.
  • the solar cells arranged on the umbrella fabric can be strip-shaped or rectangular and extend radially from the outer edge of the umbrella fabric to the interior of the umbrella fabric.
  • different lengths of the strip-shaped solar cells of each cell group may result in an at least almost triangular shape of the sectors.
  • the solar cells of the first cell group can each have irradiation cell surfaces of different sizes
  • the solar cells of the second cell group each have irradiation cell surfaces of different sizes.
  • the solar cells may be arranged in the sectors such that the irradiable cell surfaces of the solar cells of the first cell group increase from the solar cell connected to a higher potential to the solar cell connected to a lower potential, and the irradiable cell surfaces of the solar cell Solar cells of the second cell group decrease from the solar cell connected to a higher potential to the solar cell connected to a lower potential.
  • the unequal cell geometry (cell length or cell surface) of the solar cells of each cell group can cause each solar cell of a cell group to have a different height Electricity generated.
  • a series connection (series connection) of the strip-shaped solar cells can then be associated with large losses due to the electrical mismatching of the cells.
  • the differently sized strip-shaped cells are connected electrically serially (in series) within a cell group.
  • Each complementary cell groups are preferably constructed so complementary to each other that in one cell group, the length (and thus the producible current) of the strip-shaped cells from cell voltage positive end of the cell group to the negative end increases cell by cell, while in the other cell group, the length (and thus the producible current) of the stripe-shaped cells decreases from the voltage-positive end of the cell group cell by cell.
  • both strip-shaped cells can together form a cell pair which, taken together, has at least almost the same strip length (strip surface). has like the other cell pairs.
  • both cell groups connected together can form a series connection of a plurality of cell strips connected in pairs, each in parallel, in total almost equal.
  • Almost the same size of cell strip pairs have almost the same (upper) surfaces which can be irradiated by solar radiation and can therefore supply currents of almost the same size.
  • the folding of the screen without damaging the cells can be facilitated or made possible by providing in each, for example, triangular sector, a region of the umbrella covering which is not occupied by cells and in which the umbrella covering can be easily bent.
  • This kink area can be a narrow, long, outgoing from the center of the clothing and radially outwardly extending region which divides the example, triangular sector (partial surface) of the fabric into two equal symmetrical surfaces to each other.
  • the arranged in a sector complementary cell groups are preferably axially symmetrical to each other with respect to the associated bending region.
  • the above object is also achieved by a screen arrangement with the screen described herein, in particular parasol.
  • the umbrella arrangement comprises, in addition to the umbrella, an umbrella stand in which the umbrella can be held in a standing position.
  • the shield arrangement also has an energy store, in particular one or more accumulators, which is connected to the
  • Umbrella stand is connected such that the stability of the standing position is increased.
  • the energy store such as the one or more accumulators
  • the energy store may be mounted as low as possible on the umbrella stand to the weight usually present in an umbrella stand, which is responsible for a stable state of the stand and thus the screen assembly to be replaced in whole or in part or supplemented for even greater stability.
  • the shield arrangement can also have one or more connections for connecting energy consumers (DC consumers or AC consumers).
  • the one or more connections can be arranged on the umbrella stand itself or on an umbrella pole which can be introduced into the umbrella stand and is connected to the umbrella covering.
  • the energy storage device e.g., the accumulator or accumulators
  • the shield assembly may further include an electronic circuit configured to operate the plurality of solar cells at an optimum operating point. Additionally or alternatively, the electronic circuit may be designed to control the flow of the energy generated by the plurality of solar cells in such a way that energy that is not currently dissipated from the one or more solar cells. Conclusions connected energy consumers is needed in the energy storage is cached.
  • the electronic circuit is adapted to the solar cells in one operating point operate in which the solar cells only generate the energy required by the connected energy consumers, or turn on an additional energy consumer to consume excess energy.
  • the electronic circuit can be configured as a so-called maximum power point (MPP) circuit which adjusts the operating point of the solar cells so that as much energy as possible is generated by the solar cells. Unless the energy generated thereby is currently completely removed from an energy consumer, the energy can be used to charge the accumulator.
  • MPP maximum power point
  • the electronic circuit may also include a charge controller adapted to the type of accumulator.
  • the electronic circuit can adjust the voltage level (and, in the case of alternating current, the frequency) of the electrical energy to the level required by the one or more connected consumers. As typical electrical consumers are z.
  • a refrigerator can be connected to the parasol or combined with it.
  • the electronic circuit may place the operating point of the cells in an area where less or no energy is generated.
  • a "dummy consumer” can be switched on, which consumes the excess energy as an additional, for example, always attached to the screen assembly or arranged in this consumer.
  • umbrella mast (central support) of the screen can be plugged into the stand so that at the same time the required electrical Connections are made, which are necessary to connect the energy storage, the electronics and the cells on the fabric.
  • additional voltage converters and / or inverters can be installed.
  • the shield arrangement is particularly suitable for areas in which there is no electrical network connection to generate electricity there autonomously for small consumers and make available.
  • a plurality of screen arrangement can be interconnected to form a screen network.
  • a shield network comprising a plurality of cross-linked screen assemblies described herein.
  • the shield network can additionally be connected to a data network.
  • each screen assembly of the screen network becomes a node of a power grid with distributed power generators and distributed power consumers and energy stores.
  • the screen arrangement can be equipped with interfaces for the connection to a nearby power node.
  • the power grid can still be combined with a data network, whereby these power nodes simultaneously become the information connection nodes for data networks, such as the Internet.
  • this network function it may also be possible to establish a cost accounting for the extracted energy, with any services provided by one of the participating energy nodes (power generation, energy storage) or a link between two nodes, depending on time, supply and demand Energy, state of charge of the accumulators, monetary can be assessed.
  • F 'ig. 1 is a schematic side view of a screen assembly of an embodiment of the present invention with umbrella stand, umbrella mast and umbrella cover;
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the umbrella covering of the shield arrangement from FIG. 1;
  • Fig. 3 is a schematic plan view of the umbrella fabric of the umbrella assembly of Fig. 1, in which a sector of the umbrella fabric is highlighted;
  • Fig. 4 is a schematic representation of a first exemplary grouping
  • Fig. 5 is a schematic representation of a second exemplary grouping
  • Figure 1 shows schematically a side view of a screen assembly according to an embodiment of the present invention.
  • the screen assembly is formed according to the preferred embodiment as a parasol, but is not limited to this embodiment.
  • the umbrella assembly comprises an umbrella stand formed from a base plate 1 standing on a ground and a weight 2. Next, the shield assembly on a screen mast (central support) 3 and a fabric 4, which can be inserted via the screen mast 3 in the umbrella stand.
  • the umbrella covering can be stretched over a support structure (not shown) customary in a parasol and folded back together.
  • Solar cells are arranged on the screen covering 4 in order to generate electrical energy from sunlight impinging on the screen (and thus on the solar cells).
  • the weight 2 is formed in the exemplary embodiment entirely by one or more accumulators, but may also be only partially formed by one or more accumulators.
  • this or these accumulators is the through the solar cells generated energy in the present embodiment, permanently or temporarily stored (intermediate) before it can be operated with the screen assembly connectable consumers.
  • the consumers can be connected via at least one connection (not shown) attached to the screen arrangement.
  • electronics 2 can also contribute to the weight 2, which controls an energy flow between the energy-generating cells and the one or more accumulators and the connected consumers (not shown).
  • Figure 2 shows the parasol assembly of Figure 1 from above in a plan view of the umbrella fabric 4 and thus the power generating surfaces of the solar cell.
  • the umbrella fabric 4 is formed from a plurality of equal triangular sectors. However, other embodiments of the sectors are conceivable.
  • FIG. 3 shows the exemplary fabric of FIG. 2, wherein a triangular sector 5 of the fabric is highlighted.
  • FIGS. 4 and 5 each show an exemplary assignment of a triangular sector 5 of the clothing 4.
  • Two cell groups are arranged in the sector 5 of FIGS. 4 and 5.
  • Each cell group has a plurality of strip-shaped solar cells 6.
  • the solar cells 6 of a cell group are in each case connected in series with one another.
  • a positive terminal 9 and a negative terminal 7 of the two groups of cells serve to dissipate the electrical energy generated by the solar cells 6 from the sunlight (for example to the accumulator or to a connected consumer).
  • the collapse of the screen is facilitated or made possible when a kink area along a bend line 10 is provided between the cell groups.
  • each cell group itself has a group-own positive terminal (positive pole) and a group-own negative terminal (negative pole).
  • the sector 5 is connected to a positive terminal 9 and a negative terminal 7 for dissipating the generated energy.
  • the positive terminal 9 also serves as the group's own positive terminal for the first cell group of the sector.
  • the first cell group is still with a group own negative connection connected.
  • the second cell group is connected to an additional group-own positive terminal and the negative terminal 7 also serves as a group-own negative terminal.
  • the irradiable surfaces of the solar cells of a cell group are of different sizes, so that streams of different size are generated by each series-connected solar cell 6 of a cell group.
  • the cell surface of the solar cells 6 increases from the first cell group from the positive terminal 9 toward the group's own negative terminal, i. the solar cell farthest from the negative terminal has the smallest surface area (and thus generates the smallest current), while the solar cell 6 farthest from the positive terminal 9 has the largest surface area (and thus generates the largest current).
  • the second cell group is complementary to the first cell group. As can be seen from FIG.
  • the second cell group is a reflection of the first cell group at the bend line (fold line) 10, by means of which the umbrella fabric can be stretched or folded.
  • the two cell groups are arranged with respect to each other with respect to the crease line 10 axisymmetrically in the sector 5. Accordingly, the cell surface of the solar cell 6 increases to the second cell group from the negative terminal (negative pole) 7 to the group positive terminal.
  • sector 5 in the first cell group on a surface of the largest solar cell 6 and an associated (complementary) in terms of area smallest solar cell 6 in the second cell group.
  • sector 5 in the second cell group has an area-wise largest solar cell 6 and an associated (complementary) area-wise smallest solar cell 6 in the first cell group. This can be continued accordingly for the other solar cells, i. the area-wise second smallest solar cell 6 of the first cell group has as a complementary solar cell in the second cell group that solar cell with the second largest irradiable cell surface.
  • All mutually complementary solar cells 6 of the first and second cell group are now connected in parallel with each other so that the cell pairs formed from two complementary solar cells have at least almost the same size (in terms of the size of the irradiable surface).
  • the parallel connection of the complementary solar cells leads to the fact that at each solar cell of the cell pair the same voltage drops, however, the currents formed by the complementary solar cells of the cell pair are added. This can increase the power generated.
  • the cell pairs themselves are connected to each other in series due to the series connection of the solar cells 6 of a cell group.
  • the voltage generated by each cell pair can thus be added along the series connection of the cell pairs to a total voltage of the sector 5.
  • This means that the solar cells 6 are arranged and electrically interconnected via a multiple connection line 8 such that the two stripe-shaped solar cells 6 connected in parallel with each other can deliver approximately the same current as the adjacent strip-shaped cell pairs connected in series therewith.
  • the mode of operation described in principle with respect to FIG. 4 also applies correspondingly to the interconnection and arrangement of the solar cells 6 from FIG. 5.
  • the solar cells 6 are arranged reversely in the sector 5 according to FIG. That is, the cell surface of the solar cells 6 in the first cell group decreases from the positive pole 9 to the negative pole of the first cell group in accordance with the arrangement and interconnection of the solar cells of FIG. Accordingly, in the second cell group, the cell surface of the solar cells 6 decreases from the negative pole 7 to the group-owned positive pole.
  • cell pairs are formed from complementary solar cells 6 in such a way that the irradiable surface of the cell pairs is at least nearly the same size.

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Abstract

The invention relates to a shade, in particular a sunshade, to a shade assembly comprising such a shade, and to a shade network comprising a plurality of such shade assemblies. The shade comprises a canopy (4), wherein a plurality of solar cells (6) is disposed on the canopy (4), wherein a first region of the canopy (4) comprises a first cell group having a plurality of solar cells (6) mutually connected in series with one another and a second region of the canopy (4) comprises a second cell group which differs from the first group and comprises a plurality of solar cells (6) mutually connected in series with one another, and wherein in each case one of the solar cells (6) of the first cell group is connected to an associated solar cell (6) of the second cell group by parallel connection to form a cell pair in such a way that the cell surface which can be irradiated of each cell pair formed by the solar cells (6) of the first cell group and the solar cells (6) of the second cell group is at least approximately the same size.

Description

Schirm, Schirmanordnung und Schirmnetzwerk mit Solarzellen  Screen, screen arrangement and screen network with solar cells
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schirm, insbesondere einen Sonnenschirm, auf dessen Schirmbespannung Solarzellen angeordnet sind. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Schirmanordnung mit einem Schirmständer und einem derartigen Schirm sowie auf ein Schirmnetzwerk mit einer Vielzahl miteinander vernetzter derartiger Schirmanordnungen. The present invention relates to a screen, in particular a parasol, on the Schirmbespannung solar cells are arranged. Further, the present invention relates to a screen assembly having a umbrella stand and such a screen and to a screen network having a plurality of interconnected such screen assemblies.
Vielfach wird Energie an Orten benötigt, an denen kein elektrisches Stromnetz verfügbar oder in der Nähe ist. In solchen Fällen ist es von Vorteil, lokal elektrischen Strom zu erzeugen. In many cases, energy is needed in locations where no electrical grid is available or nearby. In such cases it is advantageous to generate local electrical power.
Hierfür ist beispielsweise der Einsatz von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) bekannt. In einer PV-Anlage werden für gewöhnlich Solarmodule zu sogenannten Strings verschaltet. Ein Solarmodul (auch Photovoltaikmodul genannt) enthält in der Regel mehrere mit Solarzellen versehene Flächen, die durch Sonnenlicht bestrahlt werden können. Die Solarzellen (auch kurz Zellen genannt) wandeln einen Teil der auf sie fallenden Strahlungsenergie (direkt) in elektrische Energie um. For this purpose, for example, the use of photovoltaic (PV) systems is known. In a PV system usually solar modules are connected to so-called strings. A solar module (also called photovoltaic module) usually contains a plurality of solar cells provided surfaces that can be irradiated by sunlight. The solar cells (also called cells for short) convert part of the radiation energy that falls on them (directly) into electrical energy.
PV-Anlagen sind gewöhnlicherweise stationär an einem Ort aufgebaut und nicht transportabel. PV systems are usually stationary in one place and not portable.
Es ist ferner bekannt, elektrische Geräte mit Solarzellen zu versehen, so dass die für den Betrieb der Geräte erforderliche elektrische Energie direkt aus den daran angebrachten Solarzellen gewonnen werden kann. Zudem ist es bekannt, an häufig direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzten Gegenständen des täglichen Gebrauchs, wie beispielsweise an Sonnenschirmen, Solarzellen anzuordnen. It is also known to provide electrical equipment with solar cells, so that the required for the operation of the equipment electrical energy can be obtained directly from the attached solar cells. In addition, it is known to arrange frequently exposed to direct sunlight objects of everyday use, such as umbrellas, solar cells.
Beispielsweise lehrt die DE 203 14 599 Ul eine Sonnenschirm-Vorrichtung mit einer Ständereinrichtung, einer daran angelenkten Schirmhalterungseinrichtung und einem damit verbundenen elastischen Schirm, in dessen Bereich eine Fläche mit elektrischen Strom liefernden Solarzellen vorgesehen ist. Im Inneren der Ständereinrichtung ist eine Stromleitung von den Solarzellen zu einer im Fuße der Ständereinrichtung angeordneten Steckdose gelegt. Die DE 199 12 982 AI offenbart einen Sonnenschirm mit Solarmodulen und einem Energiespeicher sowie einer Einrichtung zur Energieabnahme. Die Sonnenschirmbespannung weist hierbei biegsame Solarzellenstreifen auf. For example, DE 203 14 599 U1 teaches a sunshade device with a stand device, an umbrella holder hinged thereto and an elastic screen connected thereto, in the region of which a surface with solar cells supplying electric current is provided. Inside the stand device, a power line is laid from the solar cells to an outlet arranged in the foot of the stand device. DE 199 12 982 AI discloses a sunshade with solar modules and an energy storage and a device for energy consumption. The parasol covering here has flexible solar cell strips.
In Anbetracht des genannten Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schirm, insbesondere einen Sonnenschirm, eine Schirmanordnung mit einem solchen Schirm und ein Schirmnetzwerk mit einer Vielzahl von derartigen Schirmanordnungen bereitzustellen, mittels welcher eine kostengünstige, flexible und effiziente Erzeugung von elektrischer Energie erreicht wird. In view of the cited prior art, it is an object of the present invention to provide a screen, in particular a parasol, a screen arrangement with such a screen and a screen network with a plurality of such screen arrangements, by means of which a cost-effective, flexible and efficient generation of electrical Energy is achieved.
Diese Aufgabe wird durch den Schirm, die Schirmanordnung und das Schirmnetzwerk der Ansprüche 1, 6 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich jeweils aus den von diesen Ansprüchen abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by the screen, the screen assembly and the screen network of claims 1, 6 and 10. Advantageous embodiments emerge in each case from the claims dependent on these claims.
Der Schirm, insbesondere Sonnenschirm, umfasst eine Schirmbespannung, auf der eine Vielzahl von Solarzellen angeordnet ist. Ein erster Bereich der Schirmbespannung weist eine erste Zellgruppe mit mehreren jeweils zueinander in Reihe geschalteten Solarzellen auf und ein zweiter Bereich der Schirmbespannung weist eine von der ersten Zeilgruppe verschiedene zweite Zellgruppe mit mehreren jeweils zueinander in Reihe geschalteten Solarzellen auf. Dabei ist jeweils eine der Solarzellen der ersten Zellgruppe mit jeweils einer zugehörigen Solarzelle der zweiten Zellgruppe derart durch Parallelschaltung zu einem Zellpaar verschaltet, dass jedes aus den Solarzellen der ersten Zellgruppe und den Solarzellen der zweiten Zellgruppe gebildete Zellpaar eine zumindest nahezu gleich große bestrahlbare Zelloberfläche aufweist. The screen, in particular parasol, comprises a screen covering, on which a plurality of solar cells is arranged. A first region of the umbrella covering has a first cell group with a plurality of solar cells connected in series to each other, and a second region of the umbrella covering has a second cell group different from the first cell group with a plurality of solar cells connected in series to one another. In this case, in each case one of the solar cells of the first cell group is connected in each case to an associated solar cell of the second cell group by parallel connection to a cell pair such that each cell pair formed from the solar cells of the first cell group and the solar cells of the second cell group has an irradiation cell surface which is at least approximately the same size.
Vorzugsweise sind hierbei alle der Solarzellen der ersten Zellgruppe mit jeweils einer zugehörigen Solarzelle der zweiten Zellgruppe durch Parallelschaltung zu einem solchen Zellpaar verschaltet. Falls die erste und die zweite Zellgruppe die gleiche Anzahl an Solarzellen aufweisen, ergibt sich somit eine Anzahl von Zellpaaren, die der Anzahl der in der ersten Zellgruppe vorhandenen Solarzellen und der Anzahl der in der zweiten Zellgruppe vorhandenen Solarzellen entspricht. Preferably, in this case, all of the solar cells of the first cell group are connected in each case to an associated solar cell of the second cell group by parallel connection to such a cell pair. If the first and the second cell group have the same number of solar cells, this results in a number of cell pairs corresponding to the number of solar cells present in the first cell group and the number of solar cells present in the second cell group.
Um ein Aufspannen und Schließen des Schirms, insbesondere des Sonnenschirms, zu ermöglichen, sind die auf der Schirmbespannung ausgebildeten Solarzellen bevorzugt zumindest teilweise flexibel ausgebildet. Die Schirmbespannung des (Sonnen-) Schirms ist beispielsweise aus mehreren zumindest nahezu dreieckigen Teilen (Sektoren oder Teilflächen) zusammengesetzt. Ein Belegen der beispielsweise dreieckigen Sektoren mit flexiblen, zum Beispiel nichtkristallinen, Solarzellen, kann eine erhöhte (gewünschte) Flexibilität der Schirmbespannung ermöglichen. Die Sektoren der Schirmbespannung können unabhängig von deren Form zumindest nahezu gleich groß sein. In order to enable a clamping and closing of the screen, in particular of the sunshade, the solar cells formed on the screen covering are preferably designed to be at least partially flexible. The umbrella covering the (sun) screen is composed for example of several at least almost triangular parts (sectors or partial surfaces). Covering the triangular sectors, for example, with flexible, for example non-crystalline, solar cells, can allow increased (desired) flexibility of the umbrella covering. The sectors of the umbrella covering can be at least nearly the same regardless of their shape.
Insbesondere kann der erste die erste Zellgruppe aufweisende Bereich in einer ersten Hälfte eines der Sektoren der Schirmbespannung ausgebildet sein und kann der zweite die zweite Zellgruppe aufweisende Bereich in einer zweiten Hälfte des Sektors ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Schirmbespannung derart gebildet, dass jeder Sektor mit zwei zueinander komplementären Zellgruppen belegt ist. So kann in einem ersten Sektor die erste Zellgruppe und die mit der ersten Zellgruppe verschaltete zweite Zellgruppe (als zu der ersten Zellgruppe komplementäre Zellgruppe) angeordnet sein und in einem zweiten Sektor eine der ersten Zellgruppe entsprechende dritte Zellgruppe und eine (der zweiten Zellgruppe entsprechende) mit der dritten Zellgruppe verschaltete vierte Zellgruppe (als zu der dritten Zellgruppe komplementäre Zellgruppe) ausgebildet sein. Diese Belegung der Schirmbespannung kann fortgesetzt werden, bis alle Sektoren jeweils mit zwei Zellgruppen belegt sind. Hierbei bilden die erste und die zweite Zellgruppe ein erstes komplementäres Zellgruppenpaar auf dem ersten Sektor und die dritte und die vierte Zellgruppe ein zweites komplementäres Zellgruppenpaar auf dem zweiten Sektor. In particular, the first region having the first cell group may be formed in a first half of one of the sectors of the umbrella fabric, and the second region having the second cell group may be formed in a second half of the sector. Preferably, the umbrella cover is formed such that each sector is occupied by two mutually complementary cell groups. Thus, in a first sector, the first cell group and the second cell group connected to the first cell group (as cell group complementary to the first cell group) may be arranged, and in a second sector a third cell group corresponding to the first cell group and one (corresponding to the second cell group) The fourth cell group (as a cell group complementary to the third cell group) may be formed in the third cell group. This covering of the umbrella covering can be continued until all sectors are each occupied by two groups of cells. Here, the first and second cell groups form a first complementary cell group pair on the first sector, and the third and fourth cell groups form a second complementary cell group pair on the second sector.
Die auf der Schirmbespannung angeordneten Solarzellen können streifenförmig oder rechteckig ausgebildet sein und sich dabei vom Außenrand der Schirmbespannung radial zum Inneren der Schirmbespannung erstrecken. Bei einer zumindest nahezu dreieckigen Form der Sektoren können sich je nach Position der Solarzellen in Um- fangsrichtung der Schirmbespannung auf Grund der dreieckigen Sektorenform unterschiedliche Längen der streifenförmigen Solarzellen jeder Zellgruppe ergeben. The solar cells arranged on the umbrella fabric can be strip-shaped or rectangular and extend radially from the outer edge of the umbrella fabric to the interior of the umbrella fabric. Depending on the position of the solar cells in the circumferential direction of the umbrella covering, due to the triangular sector shape, different lengths of the strip-shaped solar cells of each cell group may result in an at least almost triangular shape of the sectors.
Beispielsweise können die Solarzellen der ersten Zellgruppe jeweils unterschiedlich große bestrahlbare Zelloberflächen aufweisen und die Solarzellen der zweiten Zellgruppe jeweils unterschiedlich große bestrahlbare Zelloberflächen aufweisen. So können die Solarzellen derart in den Sektoren angeordnet sein, dass die bestrahlbaren Zelloberflächen der Solarzellen der ersten Zellgruppe ausgehend von der mit einem höheren Potential verbundenen Solarzelle zu der mit einem niedrigeren Potential verbundenen Solarzelle zunehmen und die bestrahlbaren Zelloberflächen der Solarzellen der zweiten Zellgruppe ausgehend von der mit einem höheren Potential verbundenen Solarzelle zu der mit einem niedrigeren Potential verbundenen Solarzelle abnehmen. By way of example, the solar cells of the first cell group can each have irradiation cell surfaces of different sizes, and the solar cells of the second cell group each have irradiation cell surfaces of different sizes. Thus, the solar cells may be arranged in the sectors such that the irradiable cell surfaces of the solar cells of the first cell group increase from the solar cell connected to a higher potential to the solar cell connected to a lower potential, and the irradiable cell surfaces of the solar cell Solar cells of the second cell group decrease from the solar cell connected to a higher potential to the solar cell connected to a lower potential.
Belegen beispielsweise (flexible) streifenförmige Zellen (z. B. Dünnschichtzellen) die zumindest nahezu dreieckigen Teile (Sektoren) der Bespannung, kann die ungleiche Zellgeometrie (Zelllänge bzw. Zelloberfläche) der Solarzellen jeder Zellgruppe dazu führen, dass jede Solarzelle einer Zellgruppe einen unterschiedlich hohen Strom erzeugt. Eine Serienschaltung (Reihenschaltung) der streifenförmigen Solarzellen kann dann mit großen Verlusten durch die elektrische Fehlanpassung der Zellen verbunden sein. For example, if (flexible) strip-shaped cells (eg thin-film cells) cover the at least nearly triangular parts (sectors) of the skin, the unequal cell geometry (cell length or cell surface) of the solar cells of each cell group can cause each solar cell of a cell group to have a different height Electricity generated. A series connection (series connection) of the strip-shaped solar cells can then be associated with large losses due to the electrical mismatching of the cells.
Die beispielsweise unterschiedlich großen streifenförmigen Zellen sind innerhalb einer Zellgruppe elektrisch seriell (in Reihe) verschaltet. Jeweils zueinander komplementäre Zellgruppen sind vorzugsweise derart komplementär zueinander aufgebaut, dass bei der einen Zellgruppe die Länge (und damit der erzeugbare Strom) der streifenförmigen Zellen vom spannungsmäßig positiven Ende der Zellgruppe zum negativen Ende hin Zelle für Zelle ansteigt, während bei der anderen Zellgruppe die Länge (und damit der erzeugbare Strom) der streifenförmigen Zellen vom spannungsmäßig positiven Ende der Zellgruppe Zelle für Zelle abfällt. The differently sized strip-shaped cells, for example, are connected electrically serially (in series) within a cell group. Each complementary cell groups are preferably constructed so complementary to each other that in one cell group, the length (and thus the producible current) of the strip-shaped cells from cell voltage positive end of the cell group to the negative end increases cell by cell, while in the other cell group, the length (and thus the producible current) of the stripe-shaped cells decreases from the voltage-positive end of the cell group cell by cell.
Werden nun diese beiden komplementären Zellgruppen elektrisch so verschaltet, dass jede Zelle der einen Gruppe mit der dazu komplementären (zugehörigen) Zelle der anderen Gruppe parallel geschaltet wird, können beide streifenförmigen Zellen zusammen ein Zellpaar bilden, das zusammengenommen zumindest nahezu die gleiche Streifenlänge (Streifenoberfläche) hat wie die übrigen Zellpaare. Mit anderen Worten können beide Zellgruppen zusammengeschaltet eine Serienschaltung von mehreren jeweils paarweise parallel geschalteten in Summe nahezu gleich großen Zellenstreifen ausbilden. Nahezu gleich große Zellstreifenpaare habe nahezu die gleiche durch Sonnenstrahlung bestrahlbare (Ober-)Flächen und können daher nahezu gleich große Ströme liefern. If now these two complementary cell groups are electrically connected in such a way that each cell of one group is connected in parallel with the (complementary) cell of the other group, both strip-shaped cells can together form a cell pair which, taken together, has at least almost the same strip length (strip surface). has like the other cell pairs. In other words, both cell groups connected together can form a series connection of a plurality of cell strips connected in pairs, each in parallel, in total almost equal. Almost the same size of cell strip pairs have almost the same (upper) surfaces which can be irradiated by solar radiation and can therefore supply currents of almost the same size.
Das Zusammenklappen des Schirms ohne Beschädigung der Zellen kann dadurch erleichtert bzw. ermöglicht werden, dass in jedem beispielsweise dreieckigen Sektor ein Bereich der Schirmbespannung vorgesehen ist, der nicht durch Zellen belegt ist und in dem sich die Schirmbespannung leicht knicken lässt. Dieser Knickbereich kann ein schmaler, langer, von der Mitte der Bespannung ausgehender und sich radial nach außen erstreckender Bereich sein, der den beispielsweise dreieckigen Sektor (Teilfläche) der Bespannung in zwei gleich große zueinander symmetrische Flächen teilt. Durch Vorsehen weiterer derartiger Knickbereiche kann das Zusammenklappen des Schirms weiter erleichtert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Zellen wenig elastisch sind, und daher nicht so leicht verbogen werden können. Die in einem Sektor angeordneten komplementären Zellgruppen sind dabei vorzugsweise bezüglich des zugehörigen Knickbereichs achsensymmetrisch zueinander. The folding of the screen without damaging the cells can be facilitated or made possible by providing in each, for example, triangular sector, a region of the umbrella covering which is not occupied by cells and in which the umbrella covering can be easily bent. This kink area can be a narrow, long, outgoing from the center of the clothing and radially outwardly extending region which divides the example, triangular sector (partial surface) of the fabric into two equal symmetrical surfaces to each other. By providing further such kink areas, the folding of the umbrella can be further facilitated. This is particularly advantageous when the cells are less elastic, and therefore can not be easily bent. The arranged in a sector complementary cell groups are preferably axially symmetrical to each other with respect to the associated bending region.
Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Schirmanordnung mit dem hierin beschriebenen Schirm, insbesondere Sonnenschirm. Die Schirmanordnung umfasst außer dem Schirm einen Schirmständer, in dem der Schirm in einer Standposition gehalten werden kann. Die Schirmanordnung weist zudem einen Energiespeicher, insbesondere einen oder mehrere Akkumulatoren, auf, der mit dem The above object is also achieved by a screen arrangement with the screen described herein, in particular parasol. The umbrella arrangement comprises, in addition to the umbrella, an umbrella stand in which the umbrella can be held in a standing position. The shield arrangement also has an energy store, in particular one or more accumulators, which is connected to the
Schirmständer derart verbunden ist, dass die Stabilität der Standposition erhöht wird. Umbrella stand is connected such that the stability of the standing position is increased.
Zur Erhöhung der Stabilität der Standposition kann der Energiespeicher, wie der eine oder die mehreren Akkumulatoren, möglichst tief liegend auf dem Schirmständer montiert sein, um das üblicherweise in einem Schirmständer vorhandene Gewicht, das für einen stabilen Stand des Ständers und damit der Schirmanordnung verantwortlich ist, ganz oder teilweise zu ersetzen oder für noch mehr Stabilität zu ergänzen. To increase the stability of the stance position, the energy store, such as the one or more accumulators, may be mounted as low as possible on the umbrella stand to the weight usually present in an umbrella stand, which is responsible for a stable state of the stand and thus the screen assembly to be replaced in whole or in part or supplemented for even greater stability.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Schirmanordnung ferner ein oder mehrere Anschlüsse zum Anschluss von Energieverbrauchern (Gleichstrom-Verbraucher oder Wechselstrom-Verbraucher) aufweisen. Der oder die Anschlüsse können an dem Schirmständer selbst oder an einem in den Schirmständer einbringbaren, mit der Schirmbespannung verbundenen Schirmmast angeordnet sein. Der Energiespeicher (z.B. der oder die Akkumulatoren) kann ferner dazu dienen, die nicht unmittelbar (beispielsweise von einem mit dem oder den Anschlüssen verbundenen Energieverbraucher) abgenommene Energie zu speichern und später wieder für einen Verbraucher zur Verfügung zu stellen. According to a further development, the shield arrangement can also have one or more connections for connecting energy consumers (DC consumers or AC consumers). The one or more connections can be arranged on the umbrella stand itself or on an umbrella pole which can be introduced into the umbrella stand and is connected to the umbrella covering. The energy storage device (e.g., the accumulator or accumulators) may also serve to store the energy not directly removed (for example, from an energy consumer connected to the one or more terminals) and to re-supply it later to a consumer.
Die Schirmanordnung kann weiter eine elektronische Schaltung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die Vielzahl von Solarzellen in einem optimalen Arbeitspunkt zu betreiben. Zusätzlich oder alternativ kann die elektronische Schaltung dazu ausgebildet sein, den Fluss der durch die Vielzahl von Solarzellen erzeugten Energie derart zu steuern, dass Energie, die momentan nicht von an den einen oder mehreren An- schlüssen angeschlossenen Energieverbrauchern benötigt wird, in dem Energiespeicher zwischengespeichert wird. The shield assembly may further include an electronic circuit configured to operate the plurality of solar cells at an optimum operating point. Additionally or alternatively, the electronic circuit may be designed to control the flow of the energy generated by the plurality of solar cells in such a way that energy that is not currently dissipated from the one or more solar cells. Conclusions connected energy consumers is needed in the energy storage is cached.
Es ist denkbar, dass, wenn der Energiespeicher vollständig mit Energie geladen ist und zur Aufnahme der von der Vielzahl von Solarzellen erzeugten Energie nicht ausreichend Energieverbraucher an den einen oder mehreren Anschlüssen angeschlossen sind, die elektronische Schaltung dazu ausgebildet ist, die Solarzellen in einem Arbeitspunkt zu betreiben, in dem die Solarzellen lediglich die von den angeschlossenen Energieverbrauchern benötigte Energie erzeugen, oder einen zusätzlichen Energieverbraucher zum Verbrauchen von überschüssiger Energie einzuschalten. It is conceivable that if the energy store is completely charged with energy and not enough energy consumers are connected to the one or more terminals to accommodate the energy generated by the plurality of solar cells, the electronic circuit is adapted to the solar cells in one operating point operate in which the solar cells only generate the energy required by the connected energy consumers, or turn on an additional energy consumer to consume excess energy.
Um ein Maximum an elektrischer Energie aus den Solarzellen herauszuholen kann die elektronische Schaltung gemäß einer Ausgestaltung als eine sogenannte Maximum Power Point (MPP) Schaltung ausgebildet sein, die den Arbeitspunkt der Solarzellen so einstellt, dass von den Solarzellen möglichst viel Energie erzeugt wird. Sofern die dadurch erzeugte Energie momentan nicht vollständig von einem Energieabnehmer abgenommen wird, kann die Energie dazu verwendet werden, den Akkumulator zu laden. Die elektronische Schaltung kann auch einen an den Akkumulatortyp ange- passten Laderegler beinhalten. Die elektronische Schaltung kann den Spannungspegel (und bei Wechselstrom die Frequenz) der elektrischen Energie dem Niveau anpassen, das der oder die jeweils angeschlossenen Verbraucher benötigen. Als typische elektrische Verbraucher sind z. B. Leuchten, Rundfunkgeräte, Fernseher, Computer, Laptop, Telefone, Funkgeräte oder Ladegeräte für die Akkus von Kleingeräten (z. B. Akkus von Handys, Akkus von Taschenlampen) denkbar, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Verbraucher beschränkt. Auch kann ein Kühlgerät an den Sonnenschirm angeschlossen sein oder damit kombiniert werden. In order to extract a maximum of electrical energy from the solar cells, the electronic circuit according to one embodiment can be configured as a so-called maximum power point (MPP) circuit which adjusts the operating point of the solar cells so that as much energy as possible is generated by the solar cells. Unless the energy generated thereby is currently completely removed from an energy consumer, the energy can be used to charge the accumulator. The electronic circuit may also include a charge controller adapted to the type of accumulator. The electronic circuit can adjust the voltage level (and, in the case of alternating current, the frequency) of the electrical energy to the level required by the one or more connected consumers. As typical electrical consumers are z. As lights, radios, televisions, computers, laptops, phones, radios or chargers for the batteries of small devices (eg, batteries of cell phones, batteries of flashlights) conceivable, but the present invention is not limited to these consumers. Also, a refrigerator can be connected to the parasol or combined with it.
Sollte der Akkumulator bereits voll geladen sein und nicht die gesamte Energie einen Abnehmer finden, so kann die elektronische Schaltung den Arbeitspunkt der Zellen in einen Bereich legen, in dem weniger oder keine Energie erzeugt wird. Alternativ kann ein„Dummy-Verbraucher" eingeschaltet werden, der als zusätzlicher, beispielsweise stets an der Schirmanordnung angebrachter oder in dieser angeordneter Verbraucher die überschüssige Energie verbraucht. Should the accumulator already be fully charged and not all of the energy find a taker, the electronic circuit may place the operating point of the cells in an area where less or no energy is generated. Alternatively, a "dummy consumer" can be switched on, which consumes the excess energy as an additional, for example, always attached to the screen assembly or arranged in this consumer.
Vorteilhaft ist auch, wenn der Schirmmast (Zentralstütze) des Schirms so in den Ständer gesteckt werden kann, dass damit gleichzeitig die erforderlichen elektrische Verbindungen hergestellt werden, die notwendig sind, um den Energiespeicher, die Elektronik und die Zellen auf der Bespannung zu verbinden. It is also advantageous if the umbrella mast (central support) of the screen can be plugged into the stand so that at the same time the required electrical Connections are made, which are necessary to connect the energy storage, the electronics and the cells on the fabric.
Um die elektrische Energie in der gewünschten Form (Gleichstrom, Wechselstrom) und auf dem gewünschten Spannungsniveau nutzen zu können, können zusätzlich Spannungswandler und/oder Wechselrichter eingebaut sein. Es können auch weitere elektronische Schaltungen vorgesehen sein, die, in Zeiten, zu denen mehr Energie erzeugt wird, die Umwandlung der zu speichernden Energie in die gewünschte Form und das gewünschte Spannungsniveau zum Laden des Energiespeichers vornehmen. In order to be able to use the electrical energy in the desired form (direct current, alternating current) and at the desired voltage level, additional voltage converters and / or inverters can be installed. There may also be provided other electronic circuits which, in times when more energy is generated, make the conversion of the energy to be stored into the desired shape and the desired voltage level for charging the energy store.
Die Schirmanordnung eignet sich insbesondere für Gebiete, in denen keine elektrische Netzverbindung besteht, um dort Elektrizität für Kleinverbraucher autonom zu erzeugen und zur Verfügung zu stellen. Zur Erzeugung größerer Energiemengen können mehrere Schirmanordnung zu einem Schirmnetzwerk zusammengeschaltet werden. The shield arrangement is particularly suitable for areas in which there is no electrical network connection to generate electricity there autonomously for small consumers and make available. To generate larger amounts of energy, a plurality of screen arrangement can be interconnected to form a screen network.
Demnach wird die oben genannte Aufgabe auch durch ein Schirmnetzwerk gelöst, das eine Vielzahl von hierin beschriebenen, miteinander vernetzter Schirmanordnungen umfasst. Das Schirmnetzwerk kann zusätzlich auch mit einem Datennetzwerk verbunden sein. Accordingly, the above object is also achieved by a shield network comprising a plurality of cross-linked screen assemblies described herein. The shield network can additionally be connected to a data network.
Hierdurch wird jede Schirmanordnung des Schirmnetzwerks zu einem Knoten eines Energienetzes mit verteilten Energieerzeugern und verteilten Energieverbrauchern und Energiespeichern. Hierzu kann die Schirmanordnung mit Schnittstellen für die Verbindung zu einem nahe liegenden Energieknoten ausgestattet werden. Zusätzlich kann das Energienetz noch mit einem Datennetz kombiniert werden, wodurch diese Energieknoten gleichzeitig auch die Informations-Anschlussknoten für Datennetzwerke, wie zum Beispiel das Internet, werden. Durch diese Netzwerkfunktion kann es auch möglich sein, eine Kostenrechnung für die entnommene Energie aufzustellen, wobei jegliche Leistungen, die von einem der beteiligten Energieknoten (Energieerzeugung, Energiespeicherung) oder einer Verbindungsleitung zwischen zwei Knoten erbracht wird, in Abhängigkeit von Zeit, Angebot und Nachfrage an Energie, Ladezustand der Akkumulatoren, monetär bewertet werden kann. As a result, each screen assembly of the screen network becomes a node of a power grid with distributed power generators and distributed power consumers and energy stores. For this purpose, the screen arrangement can be equipped with interfaces for the connection to a nearby power node. In addition, the power grid can still be combined with a data network, whereby these power nodes simultaneously become the information connection nodes for data networks, such as the Internet. Through this network function, it may also be possible to establish a cost accounting for the extracted energy, with any services provided by one of the participating energy nodes (power generation, energy storage) or a link between two nodes, depending on time, supply and demand Energy, state of charge of the accumulators, monetary can be assessed.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen: F'ig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Schirmanordnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Schirmständer, Schirmmast und Schirmbespannung; In the following the invention will be explained by way of example with reference to the accompanying figures. Show it: F 'ig. 1 is a schematic side view of a screen assembly of an embodiment of the present invention with umbrella stand, umbrella mast and umbrella cover;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Schirmbespannung der Schirmanordnung aus Figur 1; FIG. 2 shows a schematic plan view of the umbrella covering of the shield arrangement from FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Schirmbespannung der Schirmanordnung aus Figur 1, bei der ein Sektor der Schirmbespannung hervorgehoben ist; Fig. 3 is a schematic plan view of the umbrella fabric of the umbrella assembly of Fig. 1, in which a sector of the umbrella fabric is highlighted;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Gruppierung und Fig. 4 is a schematic representation of a first exemplary grouping and
Verschaltung von innerhalb eines Sektors der Schirmbespannung angeordneten Solarzellen; und  Interconnection of solar cells arranged within a sector of the umbrella covering; and
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten beispielhaften Gruppierung und Fig. 5 is a schematic representation of a second exemplary grouping and
Verschaltung von innerhalb eines Sektors der Schirmbespannung angeordneten Solarzellen.  Interconnection of arranged within a sector of the umbrella fabric solar cells.
Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Schirmanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schirmanordnung ist gemäß der bevorzugten Ausführungsform als Sonnenschirm ausgebildet, ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Figure 1 shows schematically a side view of a screen assembly according to an embodiment of the present invention. The screen assembly is formed according to the preferred embodiment as a parasol, but is not limited to this embodiment.
Die Schirmanordnung umfasst einen Schirmständer, der aus einer auf einem Untergrund stehenden Grundplatte 1 und einem Gewicht 2 gebildet ist. Weiter weist die Schirmanordnung einen Schirmmast (Zentralstütze) 3 und eine Bespannung 4 auf, die über den Schirmmast 3 in den Schirmständer eingesteckt werden kann. Die Schirmbespannung kann über eine bei einem Sonnenschirm übliche Stützkonstruktion (nicht gezeigt) aufgespannt und wieder zusammengefaltet werden. The umbrella assembly comprises an umbrella stand formed from a base plate 1 standing on a ground and a weight 2. Next, the shield assembly on a screen mast (central support) 3 and a fabric 4, which can be inserted via the screen mast 3 in the umbrella stand. The umbrella covering can be stretched over a support structure (not shown) customary in a parasol and folded back together.
Auf der Schirmbespannung 4 sind Solarzellen angeordnet, um aus auf den Schirm (und damit auf die Solarzellen) treffenden Sonnenlicht, elektrische Energie zu erzeugen. Solar cells are arranged on the screen covering 4 in order to generate electrical energy from sunlight impinging on the screen (and thus on the solar cells).
Das Gewicht 2 ist in der beispielhaften Ausführungsform ganz durch einen oder mehrere Akkumulatoren gebildet, kann aber auch nur teilweise durch einen oder mehrere Akkumulatoren gebildet sein. In diesem oder diesen Akkumulatoren wird die durch die Solarzellen erzeugte Energie in der vorliegenden Ausführungsform dauerhaft oder vorübergehend (zwischen-)gespeichert, bevor an die Schirmanordnung anschließbare Verbraucher damit betrieben werden können. Die Verbraucher sind über mindestens einen an der Schirmanordnung angebrachten Anschluss (nicht gezeigt) anschließbar. Zusätzlich kann zu dem Gewicht 2 auch eine Elektronik beitragen, die einen Energief- luss zwischen den Energie erzeugenden Zellen und dem oder den Akkumulatoren und den angeschlossenen Verbrauchern (nicht gezeigt) steuert. The weight 2 is formed in the exemplary embodiment entirely by one or more accumulators, but may also be only partially formed by one or more accumulators. In this or these accumulators is the through the solar cells generated energy in the present embodiment, permanently or temporarily stored (intermediate) before it can be operated with the screen assembly connectable consumers. The consumers can be connected via at least one connection (not shown) attached to the screen arrangement. In addition, electronics 2 can also contribute to the weight 2, which controls an energy flow between the energy-generating cells and the one or more accumulators and the connected consumers (not shown).
Figur 2 zeigt die Sonnenschirmanordnung aus Figur 1 von oben in einer Draufsicht auf die Schirmbespannung 4 und damit die stromerzeugenden Flächen der Solarzellen. Beispielhaft wird die Schirmbespannung 4 aus mehreren gleichgroßen dreieckigen Sektoren gebildet. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Sektoren denkbar. Figure 2 shows the parasol assembly of Figure 1 from above in a plan view of the umbrella fabric 4 and thus the power generating surfaces of the solar cell. By way of example, the umbrella fabric 4 is formed from a plurality of equal triangular sectors. However, other embodiments of the sectors are conceivable.
In Figur 3 ist die beispielhafte Bespannung aus Figur 2 gezeigt, wobei ein dreieckiger Sektor 5 der Bespannung hervorgehoben ist. FIG. 3 shows the exemplary fabric of FIG. 2, wherein a triangular sector 5 of the fabric is highlighted.
In Figuren 4 und 5 ist jeweils eine beispielhafte Belegung eines dreieckigen Sektors 5 der Bespannung 4 gezeigt. Zwei Zellgruppen sind in dem Sektor 5 aus Figuren 4 und 5 angeordnet. Jede Zellgruppe weist mehrere streifenförmige Solarzellen 6 auf. Die Solarzellen 6 einer Zellgruppe sind dabei jeweils miteinander in Reihe geschaltet. FIGS. 4 and 5 each show an exemplary assignment of a triangular sector 5 of the clothing 4. Two cell groups are arranged in the sector 5 of FIGS. 4 and 5. Each cell group has a plurality of strip-shaped solar cells 6. The solar cells 6 of a cell group are in each case connected in series with one another.
Ein positiver Anschluss 9 und ein negativer Anschluss 7 der beiden Zellgruppen dienen dazu, die von den Solarzellen 6 aus dem Sonnenlicht erzeugte elektrische Energie abzuführen (zum Beispiel an den Akkumulator oder an einen angeschlossenen Verbraucher). Das Zusammenklappen des Schirms wird erleichtert bzw. ermöglicht, wenn zwischen den Zellgruppen ein Knickbereich entlang einer Knicklinie 10 vorgesehen ist. A positive terminal 9 and a negative terminal 7 of the two groups of cells serve to dissipate the electrical energy generated by the solar cells 6 from the sunlight (for example to the accumulator or to a connected consumer). The collapse of the screen is facilitated or made possible when a kink area along a bend line 10 is provided between the cell groups.
Wie in Figuren 4 und 5 zu erkennen, weist jede Zellgruppe selbst einen gruppeneigenen positiven Anschluss (Pluspol) und einen gruppeneigenen negativen Anschluss (Minuspol) auf. As can be seen in FIGS. 4 and 5, each cell group itself has a group-own positive terminal (positive pole) and a group-own negative terminal (negative pole).
Bezug nehmend auf Figur 4, ist mit dem Sektor 5 ein positiver Anschluss 9 und ein negativer Anschluss 7 zum Abführen der erzeugten Energie verbunden. Der positive Anschluss 9 dient hierbei für die erste Zellgruppe des Sektors auch als gruppeneigener positiver Anschluss. Zusätzlich ist die erste Zellgruppe noch mit einem gruppen- eigenen negativen Anschluss verbunden. Entsprechend ist die zweite Zellgruppe mit einem zusätzlichen gruppeneigenen positiven Anschluss verbunden und der negative Anschluss 7 dient auch als gruppeneigener negativer Anschluss. Referring to Fig. 4, the sector 5 is connected to a positive terminal 9 and a negative terminal 7 for dissipating the generated energy. The positive terminal 9 also serves as the group's own positive terminal for the first cell group of the sector. In addition, the first cell group is still with a group own negative connection connected. Accordingly, the second cell group is connected to an additional group-own positive terminal and the negative terminal 7 also serves as a group-own negative terminal.
Wie aus Figur 4 ersichtlich, sind die bestrahlbaren Oberflächen der Solarzellen einer Zellgruppe unterschiedlich groß, so dass von jeder in Reihe geschalter Solarzelle 6 einer Zellgruppe unterschiedlich große Ströme erzeugt werden. In der beispielhaften Gruppierung aus Figur 4 nimmt die Zelloberfläche der Solarzellen 6 der ersten Zellgruppe vom positiven Anschluss 9 zum gruppeneigenen negativen Anschluss hin zu, d.h. die am weitesten vom negativen Anschluss entfernte Solarzelle weist die kleinste Oberfläche auf (und erzeugt somit den kleinsten Strom), während die am weitesten vom positiven Anschluss 9 entfernte Solarzelle 6 die größte Oberfläche aufweist (und somit den größten Strom erzeugt). Um diese ungleiche Oberflächenverteilung in der ersten Zellgruppe auszugleichen, ist die zweite Zellgruppe zu der ersten Zellgruppe komplementär ausgebildet. Bei der zweiten Zellgruppe handelt es sich, wie aus Figur 4 zu erkennen, um eine Spiegelung der ersten Zellgruppe an der Knicklinie (Faltlinie) 10, mittels welcher die Schirmbespannung aufgespannt oder zusammengefaltet werden kann. Das bedeutet, die beiden Zellgruppen sind zueinander bezüglich der Knicklinie 10 achsensymmetrisch in dem Sektor 5 angeordnet. Dementsprechend nimmt die Zelloberfläche der Solarzellen 6 der zweiten Zellgruppe vom negativen Anschluss (Minuspol) 7 zum gruppeneigenen positiven Anschluss zu. As can be seen from FIG. 4, the irradiable surfaces of the solar cells of a cell group are of different sizes, so that streams of different size are generated by each series-connected solar cell 6 of a cell group. In the exemplary grouping of FIG. 4, the cell surface of the solar cells 6 increases from the first cell group from the positive terminal 9 toward the group's own negative terminal, i. the solar cell farthest from the negative terminal has the smallest surface area (and thus generates the smallest current), while the solar cell 6 farthest from the positive terminal 9 has the largest surface area (and thus generates the largest current). To compensate for this unequal surface distribution in the first cell group, the second cell group is complementary to the first cell group. As can be seen from FIG. 4, the second cell group is a reflection of the first cell group at the bend line (fold line) 10, by means of which the umbrella fabric can be stretched or folded. This means that the two cell groups are arranged with respect to each other with respect to the crease line 10 axisymmetrically in the sector 5. Accordingly, the cell surface of the solar cell 6 increases to the second cell group from the negative terminal (negative pole) 7 to the group positive terminal.
In diesem Sinne weist der Sektor 5 in der ersten Zellgruppe eine flächenmäßig größte Solarzelle 6 und eine zugehörige (komplementäre) flächenmäßig kleinste Solarzelle 6 in der zweiten Zellgruppe auf. Entsprechend weist der Sektor 5 in der zweiten Zellgruppe eine flächenmäßig größte Solarzelle 6 und eine zugehörige (komplementäre) flächenmäßig kleinste Solarzelle 6 in der ersten Zellgruppe auf. Dies kann entsprechend für die anderen Solarzellen fortgesetzt werden, d.h. die flächenmäßig zweitkleinste Solarzelle 6 der ersten Zellgruppe hat als komplemtäre Solarzelle in der zweiten Zellgruppe diejenige Solarzelle mit der zweitgrößten bestrahlbaren Zelloberfläche. In this sense, the sector 5 in the first cell group on a surface of the largest solar cell 6 and an associated (complementary) in terms of area smallest solar cell 6 in the second cell group. Correspondingly, sector 5 in the second cell group has an area-wise largest solar cell 6 and an associated (complementary) area-wise smallest solar cell 6 in the first cell group. This can be continued accordingly for the other solar cells, i. the area-wise second smallest solar cell 6 of the first cell group has as a complementary solar cell in the second cell group that solar cell with the second largest irradiable cell surface.
Alle jeweils zueinander komplementären Solarzellen 6 der ersten und zweite Zellgruppe werden nun derart miteinander parallel geschaltet, dass die aus jeweils zwei komplementären Solarzellen gebildete Zellpaare zumindest nahezu die gleiche Größe (im Sinne der Größe der bestrahlbaren Oberfläche) aufweisen. Die Parallelschaltung der komplementären Solarzellen führt dazu, dass an jeder Solarzelle des Zellpaars die gleiche Spannung abfällt, die durch die komplementären Solarzellen des Zellpaars gebildeten Ströme jedoch addiert werden. Dadurch kann die erzeugte Leistung erhöht werden. All mutually complementary solar cells 6 of the first and second cell group are now connected in parallel with each other so that the cell pairs formed from two complementary solar cells have at least almost the same size (in terms of the size of the irradiable surface). The parallel connection of the complementary solar cells leads to the fact that at each solar cell of the cell pair the same voltage drops, however, the currents formed by the complementary solar cells of the cell pair are added. This can increase the power generated.
Die Zellpaare selbst sind auf Grund der Reihenschaltung der Solarzellen 6 einer Zellgruppe miteinander seriell verschaltet. Die durch jedes Zellpaar erzeugte Spannung lässt sich somit entlang der Reihenschaltung der Zellpaare zu einer Gesamtspannung des Sektors 5 addieren. Das bedeutet, die Solarzellen 6 sind so angeordnet und elektrisch über eine Mehrfachverbindungsleitung 8 so verschaltet, dass die beiden jeweils miteinander parallel geschalteten streifenförmigen Solarzellen 6 in Summe etwa den gleichen Strom liefern können wie die damit seriell verschalteten angrenzenden streifenförmigen Zellpaare. The cell pairs themselves are connected to each other in series due to the series connection of the solar cells 6 of a cell group. The voltage generated by each cell pair can thus be added along the series connection of the cell pairs to a total voltage of the sector 5. This means that the solar cells 6 are arranged and electrically interconnected via a multiple connection line 8 such that the two stripe-shaped solar cells 6 connected in parallel with each other can deliver approximately the same current as the adjacent strip-shaped cell pairs connected in series therewith.
Die prinzipiell bezüglich Figur 4 beschriebene Funktionsweise gilt entsprechend auch für die Verschaltung und Anordnung der Solarzellen 6 aus Figur 5. In Bezug auf Figur 4, sind die Solarzellen 6 in dem Sektor 5 nach Figur 5 umgekehrt angeordnet. Das bedeutet, die Zelloberfläche der Solarzellen 6 in der ersten Zellgruppe nimmt gemäß der Anordnung und Verschaltung der Solarzellen nach Figur 5 von dem Pluspol 9 zu dem Minuspol der ersten Zellgruppe ab. Entsprechend nimmt in der zweiten Zellgruppe die Zelloberfläche der Solarzellen 6 vom Minuspol 7 zum gruppeneigenen Pluspol ab. Ebenso wie bei der Gruppierung und Verschaltung nach Figur 4, werden gemäß der Gruppierung und Verschaltung nach Figur 5 Zellpaare derart aus komplementären Solarzellen 6 gebildet, dass die bestrahlbare Oberfläche der Zellpaare zumindest nahezu gleich groß ist. The mode of operation described in principle with respect to FIG. 4 also applies correspondingly to the interconnection and arrangement of the solar cells 6 from FIG. 5. With reference to FIG. 4, the solar cells 6 are arranged reversely in the sector 5 according to FIG. That is, the cell surface of the solar cells 6 in the first cell group decreases from the positive pole 9 to the negative pole of the first cell group in accordance with the arrangement and interconnection of the solar cells of FIG. Accordingly, in the second cell group, the cell surface of the solar cells 6 decreases from the negative pole 7 to the group-owned positive pole. As with the grouping and interconnection according to FIG. 4, according to the grouping and interconnection according to FIG. 5, cell pairs are formed from complementary solar cells 6 in such a way that the irradiable surface of the cell pairs is at least nearly the same size.
Sinnvollerweise werden sowohl bei Verwendung der Gruppierung und Verschaltung aus Figur 4 als auch bei Verwendung der Gruppierung und Verschaltung aus Figur 5 die einzelnen Sektoren 5 der Bespannung 4 elektrisch parallel geschaltet. Falls erforderlich können zur Vermeidung von Rückströmen in den Zellen, die relativ schwach bestrahlt werden, zusätzlich Dioden eingebaut werden. It makes sense to use both the grouping and interconnection of Figure 4 and when using the grouping and interconnection of Figure 5, the individual sectors 5 of the fabric 4 electrically connected in parallel. If necessary, additional diodes can be incorporated to avoid reverse currents in the cells which are relatively weakly irradiated.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schirm, insbesondere Sonnenschirm, mit einer Schirmbespannung (4), wobei auf der Schirmbespannung (4) eine Vielzahl von Solarzellen (6) angeordnet ist, wobei ein erster Bereich der Schirmbespannung (4) eine erste Zellgruppe mit mehreren jeweils zueinander in Reihe geschalteten Solarzellen (6) aufweist und ein zweiter Bereich der Schirmbespannung (4) eine von der ersten Zellgruppe verschiedene zweite Zellgruppe mit mehreren jeweils zueinander in Reihe geschalteten Solarzellen (6) aufweist, und wobei jeweils eine der Solarzellen (6) der ersten Zellgruppe mit jeweils einer zugehörigen Solarzelle (6) der zweiten Zellgruppe derart durch Parallelschaltung zu einem Zellpaar verschaltet ist, dass jedes aus den Solarzellen (6) der ersten Zellgruppe und den Solarzellen (6) der zweiten Zellgruppe gebildete Zellpaar eine zumindest nahezu gleich große bestrahlbare Zelloberfläche aufweist. 1. Umbrella, in particular parasol, with a umbrella cover (4), wherein on the umbrella cover (4) a plurality of solar cells (6) is arranged, wherein a first region of the umbrella cover (4) a first cell group with a plurality of mutually connected in series Solar cells (6) and a second region of the umbrella covering (4) has a second cell group different from the first cell group with a plurality of mutually connected in series solar cells (6), and wherein in each case one of the solar cells (6) of the first cell group with one associated solar cell (6) of the second cell group is connected in such a way by parallel connection to a cell pair that each of the solar cells (6) of the first cell group and the solar cells (6) of the second cell group formed cell pair has an at least almost the same size irradiated cell surface.
2. Schirm, insbesondere Sonnenschirm, nach Anspruch 1, wobei die Solarzellen (6) streifenförmig oder rechteckig ausgebildet sind. 2. Umbrella, in particular parasol, according to claim 1, wherein the solar cells (6) are strip-shaped or rectangular.
3. Schirm, insbesondere Sonnenschirm, nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schirmbespannung (4) mehrere zumindest nahezu dreieckige und zumindest nahezu gleich große Sektoren (5) aufweist und der erste Bereich in einer ersten Hälfte und der zweite Bereich in einer zweiten Hälfte eines der Sektoren (5) ausgebildet ist. 3. Umbrella, in particular parasol, according to claim 1 or 2, wherein the umbrella fabric (4) has a plurality of at least almost triangular and at least almost equal sectors (5) and the first region in a first half and the second region in a second half of a the sectors (5) is formed.
4. Schirm, insbesondere Sonnenschirm, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Solarzellen (6) der ersten Zellgruppe jeweils unterschiedlich große bestrahlbare Zelloberflächen aufweisen und die Solarzellen (6) der zweiten Zellgruppe jeweils unterschiedlich große bestrahlbare Zelloberflächen aufweisen. 4. Umbrella, in particular parasol, according to one of claims 1 to 3, wherein the solar cells (6) of the first cell group each have different sized irradiable cell surfaces and the solar cells (6) of the second cell group each have different sized irradiable cell surfaces.
5. Schirm, insbesondere Sonnenschirm, nach Anspruch 4, wobei die bestrahlbaren Zelloberflächen der Solarzellen (6) der ersten Zellgruppe ausgehend von der mit einem höheren Potential verbundenen Solarzelle zu der mit einem niedrigeren Potential verbundenen Solarzelle zunehmen und die bestrahlbaren Zelloberflächen der Solarzellen (6) der zweiten Zellgruppe ausgehend von der mit einem höheren Potential verbundenen Solarzelle zu der mit einem niedrigeren Potential verbundenen Solarzelle abnehmen. 5. Umbrella, in particular parasol, according to claim 4, wherein the irradiable cell surfaces of the solar cells (6) of the first cell group increase from the solar cell connected to a higher potential to the solar cell connected to a lower potential and the irradiable cell surfaces of the solar cells (6). from the second cell group, starting from the solar cell connected to a higher potential, to the solar cell connected to a lower potential.
6. Schirmanordnung mit dem Schirm, insbesondere Sonnenschirm, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schirmanordnung einen Schirmständer umfasst, in dem der Schirm in einer Standposition gehalten werden kann, und wobei die Schirmanordnung einen Energiespeicher, insbesondere einen oder mehrere Akkumulatoren (2), aufweist, der mit dem Schirmständer derart verbunden ist, dass die Stabilität der Standposition erhöht wird. 6. Umbrella arrangement with the screen, in particular sunshade, according to one of claims 1 to 5, wherein the screen assembly comprises an umbrella stand, in which the screen can be held in a standing position, and wherein the screen assembly an energy storage, in particular one or more accumulators (2 ), which is connected to the umbrella stand such that the stability of the standing position is increased.
7. Schirmanordnung nach Anspruch 6, wobei die Schirmanordnung weiter ein oder mehrere Anschlüsse zum Anschluss von Energieverbrauchern aufweist. 7. The screen assembly of claim 6, wherein the shield assembly further comprises one or more ports for connecting power consumers.
8. Schirmanordnung nach Anspruch 7, wobei die Schirmanordnung weiter eine elektronische Schaltung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Vielzahl von Solarzellen (6) in einem optimalen Arbeitspunkt zu betrieben, und den Fluss der durch die Vielzahl von Solarzellen (6) erzeugten Energie derart zu steuern, dass Energie die momentan nicht von an den einen oder mehreren Anschlüssen angeschlossenen Energieverbrauchern, in dem Energiespeicher zwischengespeichert wird. 8. The screen assembly of claim 7, wherein the shield assembly further comprises an electronic circuit configured to operate the plurality of solar cells (6) at an optimum operating point and the flow of energy generated by the plurality of solar cells (6) to control that energy that is not currently connected by the one or more terminals energy consumers, is cached in the energy storage.
9. Schirmanordnung nach Anspruch 8, wobei, wenn der Energiespeicher vollständig mit Energie geladen ist und zur Aufnahme der von der Vielzahl von Solarzel¬ len (6) erzeugten Energie nicht ausreichend Energieverbraucher an den einen oder mehreren Anschlüssen angeschlossen sind, die elektronische Schaltung dazu ausgebildet ist, die Solarzellen (6) in einem Arbeitspunkt zu betreiben, in dem die Solarzellen (6) lediglich die von den angeschlossenen Energieverbrauchern benötigte Energie erzeugen, oder einen zusätzlichen Energieverbraucher zum Verbrauchen von überschüssiger Energie einzuschalten. 9. Umbrella arrangement according to claim 8, wherein, when the energy storage is completely charged with energy and not sufficient energy consumers are connected to the one or more terminals for receiving the energy generated by the plurality of Solarzel ¬ len (6), the electronic circuit is formed is to operate the solar cells (6) at an operating point in which the solar cells (6) only generate the energy required by the connected energy consumers, or turn on an additional energy consumer to consume excess energy.
10. Schirmnetzwerk, umfassend eine Vielzahl von miteinander vernetzter Schirmanordnungen nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Schirmnetzwerk insbesondere mit einem Datennetzwerk verbunden ist. 10. screen network, comprising a plurality of interconnected screen assemblies according to one of claims 6 to 9, wherein the screen network is in particular connected to a data network.
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