WO2022171357A1

WO2022171357A1 - Hybrid energy tower

Info

Publication number: WO2022171357A1
Application number: PCT/EP2022/000014
Authority: WO
Inventors: Joachim Sroka
Original assignee: Ovalehn Inpas Gmbh
Priority date: 2021-02-14
Filing date: 2022-02-07
Publication date: 2022-08-18
Also published as: DE202021000530U1

Abstract

A hybrid energy tower consists of one or more foundations (1) with at least one or multiple masts (2) standing thereon, and is equipped with one or more combinations, installed thereon, consisting of photovoltaics (6) and at least one horizontal-axis, H-rotor, Darrieus-rotor, Savonius-rotor or combined small wind turbine (4), and a central control unit (19).

Description

Hybrid-Energieturm Hybrid Energy Tower

Grobbeschreibung: Rough description:

Hybrid-Energieturm zur Erzeugung von Energie aus Photovoltaik (6) und Kleinwind (4) kombiniert mit Speicher (20), gesteuert durch eine Zentrale Steuereinheit (19), bestehend aus einem oder mehreren Fundamenten (1) und mindestens einem darauf stehenden Mast (2), sowie einer an diesem installierten Kombination aus Photovoltaik (6) und mindestens einer horizontalaxialen, H-Rotor-, Darrieus-Rotor-, Savonius-Rotor-, oder einer aus diesen kombinierten Kleinwindturbine (4) und dessen elektrische Einzelkomponenten in der gleichen Netzspannungsebene arbeiten. Hybrid energy tower for generating energy from photovoltaics (6) and small wind turbines (4) combined with storage (20), controlled by a central control unit (19), consisting of one or more foundations (1) and at least one mast (2 ), as well as a combination of photovoltaics (6) and at least one horizontal-axial, H-rotor, Darrieus-rotor, Savonius-rotor, or a combination of these small wind turbines (4) installed on this and its individual electrical components in the same mains voltage level work.

Stand der Technik: State of the art:

Bekannt sind Großwindturbinen, an deren Turm Photovoltaik installiert ist, deren erzeugte Energie jedoch zur Versorgung der Großwindturbine verwendet wird, da das Größenverhältnis der jeweils erzeugten Energie nicht zueinander passt, um mit angemessenem Aufwand ins gleiche Netz einzuspeisen. Weiterhin sind Kombinationen von Großwindturbinen mit PV-Großflächenanlagen bekannt. Dabei handelt es sich zwar um eine Hybridenergieanlage, jedoch nicht um einen Hybrid- Energieturm, da der Ort der Anlageninstallation und der der Erzeugung getrennt ist. Stand der Technik sind auch giraffenähnliche Carports, auf deren Dach Photovoltaik installiert ist und auf deren Giraffenhals eine Kleinwindturbine sitzt, jedoch deren Wirtschaftlichkeit sich nur mit der Nutzung als Carport darstellen lässt. Large wind turbines are known, on whose tower photovoltaics are installed, but the energy generated is used to supply the large wind turbine, since the size ratio of the energy generated does not match in order to feed into the same grid with reasonable effort. Furthermore, combinations of large wind turbines with large-scale PV systems are known. Although this is a hybrid energy plant, it is not a hybrid energy tower because the site of plant installation and generation are separate. The state of the art is also giraffe-like carports, on the roof of which photovoltaics are installed and on the giraffe's neck a small wind turbine sits, but whose economic efficiency can only be demonstrated with use as a carport.

Diese Anlagen sind netzgekoppelt und werden bei Stromausfall automatisch abgeschaltet, so dass ein Inselbetrieb nicht oder nur ein Notbetrieb kurzzeitig möglich ist. Alle Anlagen weisen den Nachteil auf, dass diese tageszeit- und jahreszeitabhängig nur begrenzt Energie erzeugen können und für den dauerhaften Offlinebetrieb untauglich sind. These systems are connected to the grid and are automatically switched off in the event of a power failure, so that isolated operation is not possible or only emergency operation is possible for a short time. All systems have the disadvantage that they can only generate a limited amount of energy depending on the time of day and season and are unsuitable for permanent offline operation.

Zudem sind im urbanen Bereich, insbesondere in industriellen Bereichen, die Grundflächen eng bebaut. Große Grund- und Dachflächen für Flächen- Photovoltaikanlagen stehen nur noch begrenzt zur Verfügung. Dadurch begrenzte Neuinstallationen können den Eigenbedarf der Unternehmen nur begrenzt oder nicht decken. In addition, in urban areas, especially in industrial areas, the areas are densely built up. Large base and roof areas for area photovoltaic systems are only available to a limited extent. New installations, which are limited as a result, can only cover the company's own needs to a limited extent or not at all.

Flächen für Großwindanlagen stehen baurechtlich kaum noch zur Verfügung oder sind im Verhältnis der erzeugten Energie zum Eigenverbrauch-Bedarf zu groß. Problematisch ist zudem die durch die öffentlichen Versorger bereitgestellte Netzkapazität, welche mit der steigenden Zahl an Ladestationen und anderen Verbrauchern zunehmend an ihre Grenzen kommt. Areas for large wind turbines are hardly available in terms of building law or are too large in relation to the energy generated in relation to the need for self-consumption. Another problem is the network capacity provided by public utilities, which is increasingly reaching its limits with the increasing number of charging stations and other consumers.

Aufgabe : Task :

Benötigt werden daher dezentrale Energieerzeugungsanlagen, die auf engstem Raum den punktuellen bzw. nahegelegenen Energiebedarf decken können. Decentralized energy generation systems are therefore required that can cover the specific or nearby energy requirements in a very small space.

Für den Inselbetrieb oder für den Netzparallelbetrieb mit möglichst hoher autarker Eigenversorgung im Bereich der Industrie und von Kommunikationsanlagen, aber auch für die nach Autarkie strebenden Hausbesitzer wird ein Energieerzeugungssystem benötigt, welches ganzjährig und ganztägig in der Lage ist, unabhängig vom öffentlichen Netz, mit der Möglichkeit des netzparallelen Betriebes, auf engstem Raum eine hohe Leistung und Energie in Form eines Frequenz-stabilen Netzes zu erzeugen. For island operation or for grid parallel operation with the highest possible level of self-sufficiency in the area of industry and communication systems, but also for homeowners striving for self-sufficiency, a power generation system is required that is able to operate all year round, independently of the public grid, with the possibility of mains-parallel operation to generate high performance and energy in the form of a frequency-stable mains in the smallest of spaces.

Lösung : Solution :

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass durch einen HET Hybrid- Energieturm, bestehend aus Fundament, Mast (und ggf. Auslegertraversen), bestückt mit Photovoltaik an Mast und Traversen sowie Kleinwindanlagen, die ganzjährige Energieversorgung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten dadurch ermöglicht wird, dass kostengünstigere Photovoltaik-Anlagen mit kostenintensiveren Kleinwindanlagen (bis 1 MW Leistung je Kleinwindturbine) zusammen an einem oder mehreren Mastsystemen installiert und elektrisch mit einer zentralen Steuerung zu einem komplexen Energieversorgungssystem kombiniert werden. According to the invention, the object is achieved in that a HET hybrid energy tower, consisting of foundation, mast (and possibly jib trusses), equipped with photovoltaics on the mast and trusses and small wind turbines, the year-round energy supply is made possible from an economic point of view by the fact that cheaper photovoltaics -Plants with more expensive Small wind turbines (up to 1 MW output per small wind turbine) can be installed together on one or more mast systems and combined electrically with a central controller to form a complex energy supply system.

Durch die Installation der Photovoltaik-Module übereinander sowie die Verteilung der Module um den Mast herum wird die Erzeugungskurve der Photovoltaik in der Mittagszeit und im Hochsommer reduziert, die Erzeugung in den Früh- und Abendstunden sowie im Frühjahr- und Herbstzeitraum durch die länger im steileren Winkel auftreffende Sonne verstärkt, so dass bereits hier eine homogenere Energieerzeugung realisiert wird. Zudem können die Kleinwindanlagen wirtschaftlich machbar in größeren Höhen installiert werden und erreichen damit höhere Windgeschwindigkeiten sowie homogenere Luftströmungen, was zu höheren Erträgen der Kleinwindanlage führt. So kann in den Nachtstunden und im Winterhalbjahr die geringere oder fehlende Photovoltaik-Energieerzeugung kompensiert werden. In der Summe wird eine zeitlich und leistungsmäßig weitaus homogenere Energieerzeugungskurve realisiert, was auch zu einer besseren Nutzung und Auslastung von integrierten Speichern beiträgt. Im Ergebnis wird so eine vollwertige Energieversorgung im Offgrid-Betrieb sowie eine Netzersatz- Versorgung bei Netzabschaltung möglich. By installing the photovoltaic modules on top of each other and by distributing the modules around the mast, the generation curve of the photovoltaics is reduced in the midday and in midsummer, the generation in the early and evening hours as well as in the spring and autumn period is reduced by the longer ones at a steeper angle incident sun amplified, so that already here a more homogeneous energy production is realized. In addition, the small wind turbines can be installed economically at greater heights and thus achieve higher wind speeds and more homogeneous air flows, which leads to higher yields from the small wind turbine. In this way, the lower or missing photovoltaic energy production can be compensated for at night and in the winter months. All in all, a far more homogeneous energy generation curve is achieved in terms of time and performance, which also contributes to better use and utilization of integrated storage. As a result, a fully-fledged energy supply in off-grid operation as well as a mains replacement supply when the mains is switched off is possible.

Als statische Basis dient ein Fundament (1 ) aus einem oder entsprechend der Anzahl der Eckpfeiler/Eckstiele/Befestigungspunkte (5) des Turms (2) mehreren Fundamentblöcken, die monolithisch ausgebildet sind. Alternativ werden Bohr-, Schraub-, Stahlwurzel- oder Schüttfundamente verwendet. A foundation (1) consisting of one or, depending on the number of corner pillars/corner posts/fixing points (5) of the tower (2), several foundation blocks that are monolithic in design serves as the static basis. Alternatively, drilled, screw, steel root or loose foundations are used.

Als mobile Variante wird ein Montagefundament, bestehend aus mehreren stapelbaren Montageblöcken verwendet, um eine schnelle Montage/Demontage und Ortsveränderung zu ermöglichen. As a mobile variant, an assembly foundation consisting of several stackable assembly blocks is used to enable quick assembly/disassembly and relocation.

Bei Einzelfundamenten kann sich im Inneren des Fundamentes ein Raum (9) befinden, der mit Einstiegsöffnungen (10) von oben oder der Seite versehen und begehbar ist und so als Elektronik-, Energiespeicher- oder/und Durchgangsraum/ - schleuse mit seitlichen Ausgangs- oder Durchgangsöffnungen (11) zu Anschlussgängen oder weiteren Anschlussräumen für ober- oder unterirdische Energiespeicher- und Elektronikräume nutzbar ist. In the case of individual foundations, there can be a space (9) inside the foundation, which is provided with access openings (10) from above or the side and can be walked on, and can thus be used as an electronics, energy storage and/or passage space/lock with lateral exit or Through-openings (11) can be used for connection corridors or other connection rooms for above-ground or underground energy storage and electronics rooms.

Der Mast/Turm (2) besteht aus Holz-, Stahl, Beton oder anderen Werkstoffen wie GFK oder Carbon oder einer Kombination aus mehreren Werkstoffen zusammen und kann als ein Stück oder aus Maststößen (3, 14) bestehen. Er ist starr oder auch in unterschiedlichen Höhen kippbar. Der Mast (2) kann rund sein oder eine 3- bis 9- eckige Form haben und als Gittermast, Stahlrund- oder Betonrundmast ausgeführt sein oder/und teilweise oder voll mit festen oder variablen Materialien verkleidet sein. Der Mast ist an einer oder mehreren Seiten vollflächig oder teilweise mit Photovoltaik-Modulen (6) bestückt. Zudem besteht die Möglichkeit, Teile der zur Verfügung stehenden Flächen statt mit Photovoltaik (6) mit Werbeflächen (7) oder/und Telekommunikations- und Sendeanlagen oder -Plattformen (8) zu bestücken. The mast / tower (2) consists of wood, steel, concrete or other materials such as GRP or carbon or a combination of several materials together and may be in one piece or in mast joints (3, 14). It is rigid or tiltable at different heights. The mast (2) can be round or have a 3- to 9-sided shape and be designed as a lattice mast, steel round or concrete round mast and/or be partially or fully clad with solid or variable materials. The mast is fully or partially fitted with photovoltaic modules (6) on one or more sides. There is also the possibility of equipping parts of the available space with advertising space (7) and/or telecommunications and transmission systems or platforms (8) instead of photovoltaics (6).

Zur Erreichung einer hohen Energieausbeute der Kleinwindturbinen aus dem Wind besteht die Notwendigkeit, eine möglichst homogene Luft-Anströmung mit wenig Verwirbelung zu erreichen. Um dies zu ermöglichen, ist die Bedeutsamkeitsbreite (26) (= Breite des zur Kleinwindturbine (4) zugehörigen Mastes (2) oder/und der Unterbauten (31)) auf der Bedeutsamkeitshöhe (32) (= Rotorkreis-Unterkante (29) minus dem 0,5-fachen des Rotordurchmessers (28)) kleiner als das 0,95 fache des Rotordurchmessers (28) und die Gesamtbreite (27) (= absolute Breite des zur Kleinwindturbine (4) zugehörigen Mastes (2) oder/und Unterbauten (31)) kleiner als das 0,97 fache der Höhe HO-RK (30) (Oberkante bodenebenes Fundament (1) bis Rotorkreisunterkante (29)). In order to achieve a high energy yield of the small wind turbines from the wind, there is a need to achieve as homogeneous an air flow as possible with little turbulence. In order to make this possible, the width of significance (26) (= width of the mast (2) associated with the small wind turbine (4) and/or the substructure (31)) is at the height of significance (32) (= lower edge (29) of the rotor circle minus the 0.5 times the rotor diameter (28)) smaller than 0.95 times the rotor diameter (28) and the total width (27) (= absolute width of the mast (2) and/or substructures (31 )) less than 0.97 times the height HO-RK (30) (upper edge of ground-level foundation (1) to lower edge of rotor circuit (29)).

Die Außenkonturen des Mastes (2) können sowohl parallel aufsteigen, sich nach oben konisch verjüngen oder eine Form als Kombination aus beiden bilden. The outer contours of the mast (2) can rise in parallel, taper conically upwards or form a combination of both.

Der Mast kann mit seitlich auskragenden Traversen (15) ausgestattet sein, um neben Kleinwindturbinen (4) oberhalb des Mastes (2) diese auch in unterschiedlichen Höhen seitlich am Mast (2) zu installieren. The mast can be equipped with laterally projecting traverses (15) in order to install small wind turbines (4) above the mast (2) at different heights on the side of the mast (2).

Neben der 1 -Mast-Version können auch zwei oder mehrere Masten/Türme (2) mittels Traversen (15) in linearer oder anderer Form verbunden werden, so dass insgesamt eine höhere Stabilität entsteht. Auf den Traversen (15) können jeweils eine oder mehrere Windturbinen (4) installiert werden. Die Traversen (15) können zudem zusätzlich mit PV-Modulen (6) bestückt werden. In addition to the 1-mast version, two or more masts/towers (2) can also be connected in a linear or other form by means of traverses (15), so that overall greater stability is achieved. One or more wind turbines (4) can be installed on each of the trusses (15). The traverses (15) can also be equipped with PV modules (6).

Der Innenbereich des Mastes (6) kann als Raum (16) für die Zentrale Steuerung (19) und weitere Elektronik aber auch für elektrische, kinetische, Druckluft- oder kombinierte Speicher genutzt werden. Der Hybridenergieturm ist mit einer Zentralen Steuereinheit (19) ausgestattet, die sowohl einen Netzparallelbetrieb mit dem öffentlichen Netz durch Synchronisation, aber auch in Verbindung mit einem Energiespeicher (20) einen Offgrid-Betrieb ermöglicht. The interior of the mast (6) can be used as a space (16) for the central control (19) and other electronics, but also for electrical, kinetic, compressed air or combined storage. The hybrid energy tower is equipped with a central control unit (19), which enables parallel operation with the public grid through synchronization, but also off-grid operation in connection with an energy store (20).

Im Offgrid-Betrieb fungiert die Zentrale Steuereinheit (19) als Master, erzeugt und definiert eine Netzspannung und sichert die interne Netzstabilität. Zudem zwingt die Zentrale Steuereinheit (19) die Photovoltaik-Generatoren (6) und Kleinwindturbinen (4) in die Slave-Funktion, so dass sich diese auf die von der Zentralen Steuereinheit (19) als Master vorgegebene Frequenz synchronisieren. Dazu ist die maximale Leistung der Zentralen Steuereinheit (19) höher als die Leistung jedes integrierten Generators. Alle Generatoren arbeiten in der gleichen Spannungsebene, wobei die Kleinspannung nach Definition Bestandteil der Niederspannungsebene ist. In off-grid operation, the central control unit (19) acts as the master, generates and defines a grid voltage and ensures internal grid stability. In addition, the central control unit (19) forces the photovoltaic generators (6) and small wind turbines (4) into the slave function, so that they synchronize to the frequency specified by the central control unit (19) as the master. For this purpose, the maximum power of the central control unit (19) is higher than the power of each integrated generator. All generators work at the same voltage level, with extra-low voltage being part of the low-voltage level by definition.

Zwei oder mehr Generatoren werden durch mindestens zwei getrennte Eingänge (22, 23) mit der Zentralen Steuereinheit (19) verbunden, von denen ein Eingang (23) gleichzeitig Ausgang zur Verbraucherebene (24) sein kann sowie ein Eingang (22) über die Anbindung des Speichers (20) erfolgen kann. Two or more generators are connected to the central control unit (19) by at least two separate inputs (22, 23), one input (23) of which can also be the output to the consumer level (24) and one input (22) via the connection of the Memory (20) can be done.

Der Hybrid-Energieturm kann über die Zentrale Steuereinheit (19) mit anderen Energieerzeugern, insbesondere PV-Anlagen als Dach- oder Flächenanlagen, Kleinwasserkraftwerken, Speichern und Kfz-Ladesäulen der gleichen Spannungsebene kombiniert und ergänzt werden, wenn diese in der Slave-Ebene agieren. Der Hybridenergieturm kann auch als Ergänzung externer Erzeugeranlagen mit einer von diesen bereitgestellten Steuerung gekoppelt werden, wobei seine einzelnen Generatoren ohne eigene Zentrale Steuereinheit (19) in der Slave- Funktion agieren. The hybrid energy tower can be combined and supplemented via the central control unit (19) with other energy generators, in particular PV systems as roof or surface systems, small hydroelectric power plants, storage systems and vehicle charging stations of the same voltage level, if these act on the slave level. The hybrid energy tower can also be coupled as a supplement to external generator systems with a controller provided by them, with its individual generators acting in the slave function without their own central control unit (19).

Mit Hilfe eines Umschalters (25) kann im Falle eines Defektes in der Zentralen Steuereinheit (19) diese und die Kleinwindturbine (4) aus dem System herausgeschaltet werden, so dass eine Versorgung allein über Photovoltaik (6) und Speicher (20) möglich wird. Dadurch ist gewährleistet, dass bei Ausfall egal welcher Komponente (4, 6, 20, oder 19) die Energieversorgung gesichert bleibt. In the event of a defect in the central control unit (19), a changeover switch (25) can be used to switch the central control unit and the small wind turbine (4) out of the system, so that power can be supplied solely via photovoltaics (6) and storage (20). This ensures that in the event of a failure, regardless of which component (4, 6, 20, or 19) the power supply remains secure.

Um eine hohe Energieausbeute der Kleinwindturbinen aus dem Wind zu erzielen, ist eine möglichst homogene Luft-Anströmung mit wenig Verwirbelung nötig. Um dem möglichst nahe zu kommen, ist die Breite des Mastes (und Unterbauten) 50 cm unterhalb des Rotorkreises kleiner als das 0,95 fache des Rotordurchmessers und kleiner als das 0,97 fache der Höhe (Oberkante bodenebenes Fundament bis Unterkante Rotorkreis). In order to achieve a high energy yield of the small wind turbines from the wind, the air flow must be as homogeneous as possible with little turbulence. In order to come as close as possible to this, the width of the mast (and base) is 50 cm below the rotor circle less than 0.95 times the rotor diameter and less than 0.97 times the height (upper edge of ground-level foundation to lower edge of rotor circle).

Der Mast kann hydraulisch oder mechanisch je nach Version in unterschiedlichen Höhen über Grund abkippbar sein. Dabei ist dieser über eine vorhandene Kippvorrichtung oder mechanisch abkippbar. Depending on the version, the mast can be tilted hydraulically or mechanically at different heights above the ground. This can be tilted mechanically or via an existing tilting device.

Der Mast/Turm (2) ist an den Eckpfosten/Eckprofilen (5) mit horizontal nach außen verlaufenden Halterungen (17) für die Aufnahme der Photovoltaik-Montageschienen- Unterkonstruktion (12) ausgestattet, welche in einer Traversen-Halterung (17) mündet, die auch gleichzeitig Montageschiene der Photovoltaik (6) sein kann. Die Halterungen (17) ermöglichen so über den Mast hinaus eine breitere Photovoltaik- Modulfläche, als der eigentliche Durchmesser/die eigentliche Breite des Mastes (2) zur Verfügung hat. The mast/tower (2) is equipped on the corner posts/corner profiles (5) with brackets (17) running horizontally outwards for receiving the photovoltaic mounting rail substructure (12), which ends in a truss bracket (17), which can also be the mounting rail of the photovoltaic (6) at the same time. The brackets (17) thus enable a wider photovoltaic module area beyond the mast than the actual diameter/the actual width of the mast (2) is available.

Der Hybrid-Energieturm kann mit einer beweglichen PV-Unterkonstruktion (12) auf einem Rundlaufring (21) ausgestattet sein. Zur Installation dieser ist der Rundlaufring (21) kreisförmig um den Mast (2) herumgebogen und befestigt, so dass die PV- Module (6) dem Azimut-Sonnenverlauf um bis zu 360 Grad folgen bzw. wieder in die morgendliche Ausgangsposition zurückfahren können. The hybrid energy tower can be equipped with a movable PV substructure (12) on a rotating ring (21). To install this, the rotary ring (21) is bent around the mast (2) in a circle and fastened so that the PV modules (6) can follow the azimuth of the sun by up to 360 degrees or return to the starting position in the morning.

Die PV-Module (6) sind mindestens an einer Seite des Mastes (2), vornehmlich an der Sonnen-Haupteinstrahlungsrichtung (Nordhalbkugel = Süden) sowie den dann folgend angrenzenden Einstrahlungsrichtungen montiert. Dabei können sie parallel zum Mast (2) installiert, oder von oben nach unten in immer flacheren Winkeln angebracht werden. The PV modules (6) are mounted on at least one side of the mast (2), primarily on the main direction of solar radiation (northern hemisphere = south) and the subsequent adjacent directions of radiation. They can be installed parallel to the mast (2) or attached from top to bottom at ever flatter angles.

Um die Energieerzeugung der am Mast (2) befindlichen Photovoltaik (6) in der Zeit mit dem höchsten Sonnenstand auf Grund zu geringen Verbrauchs oder/und zu geringer Speicherkapazitäten zu Gunsten einer höheren Ausbeute in den früheren und späteren Tageszeiten zu reduzieren, werden die Photovoltaik-Module (6) Zenitwinkel-mäßig derart montiert, dass der Anstellwinkel der Photovoltaikmodule (6) von 5 Grad (bei 85 Grad Sonnen-Zenit-Anstrahlung) bis zu einem Anstellwinkel von 135 Grad zum Sonnen-Zenitwinkel (zur Nutzung der Reflexionsstrahlungen von hellen Böden und anderen Reflexionsflächen) betragen kann. Die Photovoltaik- Module (6) können mit gleichem oder wechselnd unterschiedlichem Winkel installiert werden, so dass die oberhalb sitzenden mit 5 bis 85 Grad installierten Photovoltaik- Module (6) eine absichtliche Beschattung bei den darunter mit 5 bis 90 Grad oder aber mit 90 bis 135 Grad installierten Photovoltaik-Modulen (6) erzeugen und die unterhalb installierten Photovoltaik-Module (6) damit eine höhere Leistungsfähigkeit durch geringere Erwärmung erreichen. The photovoltaic Modules (6) mounted at the zenith angle in such a way that the angle of attack of the photovoltaic modules (6) ranges from 5 degrees (at 85 degrees of sun zenith irradiation) to an angle of 135 degrees to the sun zenith angle (to use the reflected radiation from light floors and other reflecting surfaces). The photovoltaic modules (6) can be installed with the same or alternating different angles so that the photovoltaic modules (6) installed above at 5 to 85 degrees intentionally shade the photovoltaic modules (6) installed below at 5 to 90 degrees or at 90 to 135 degrees and the photovoltaic modules installed below -Modules (6) achieve higher performance through less heating.

Der Hybrid-Energieturm ist geeignet, dass alle handelsüblichen PV-Module (6) durch Anpassung der Abstände der Aufnahmehalterung (17) verwendet werden können. Bei Verwendung von bifacialen Photovoltaik-Modulen (6) bleibt ¹L der Turmaußenflächen lichtoffen, insbesondere die der Sonnen- Haupteinstrahlungsrichtung abgewandte Seite, oder kann mit lichtdurchdringenden Materialien bestückt werden, so dass die Rückfläche der PV-Module (6) durch Reflexion bestrahlt werden kann. The hybrid energy tower is suitable for all commercially available PV modules (6) to be used by adjusting the spacing of the mounting bracket (17). When using bifacial photovoltaic modules (6), ¹ L of the tower's outer surfaces remains open to light, in particular the side facing away from the main direction of solar radiation, or can be equipped with light-penetrating materials so that the rear surface of the PV modules (6) can be irradiated by reflection .

Ausführungsbeispiel: Example:

Es zeigen: Show it:

Fig 1 Hybrid-Energieturm Seitenansicht Fig 1 Hybrid energy tower side view

Fig 2 Mast Draufsicht 4-eckig Fig 2 Mast top view 4-sided

Fig 3 Mast Draufsicht 8-eckig Fig 3 Mast top view octagonal

Fig 4 Hybrid-Energieturm mit Traverse Fig 4 hybrid energy tower with traverse

Fig 5 Hybrid-Mehrmastsystem Fig 5 hybrid multimast system

Fig 6 Hybrid-Energieturm mit Photovoltaik-Installationsarten Fig 7 Mast-Draufsicht mit beweglicher Photovoltaik Fig 8 Elektrischer Blockschaltplan Fig 6 Hybrid Energy Tower with Photovoltaic Installation Types Fig 7 Mast Top View with Movable Photovoltaic Fig 8 Electrical Block Diagram

Fig 9 Hybrid-Energieturm Seitenansicht mit Bemessungsbezeichnungen Fig 9 Hybrid energy tower side view with design designations

Nach Figur 1 besteht der Hybrid-Energieturm (im weiteren „HET“ genannt) aus 3 Hauptbestandteilen, dem Fundament (1), dem Mast (2) (bestehend aus einem oder mehreren aufeinander montierten Mastsegmenten (3)), sowie einer Kleinwindturbine (4). Dabei sind die Seitenflächen des Mastes (2) mit Photovoltaik (6) bestückt bzw. im oberen Bereich optional mit Werbeflächen (7) oder/und mit Telekommunikations und Sendeanlagen oder -Plattformen (8) besetzt. Als statische Basis dient ein Fundament (1), in dem die Eckpfeiler/ Eckstiele/ Befestigungspunkte (5) des Turms (2) verankert sind. According to Figure 1, the hybrid energy tower (hereinafter referred to as "HET") consists of 3 main components, the foundation (1), the mast (2) (consisting of one or more mast segments (3) mounted on top of each other), and a small wind turbine (4th ). The side surfaces of the mast (2) are equipped with photovoltaics (6) or optionally with advertising space (7) and/or telecommunications and transmission systems or platforms (8) in the upper area. A foundation (1) serves as a static basis, in which the corner pillars/corner posts/fixing points (5) of the tower (2) are anchored.

Im Inneren des Fundamentes (1) kann sich ein Raum (9) befinden, der mit schließbarer Einstiegsöffnung (10) von oben oder der Seite versehen und begehbar ist und diesen so als Elektronik- und Energiespeicher-Raum nutzbar macht. Inside the foundation (1) there can be a space (9) which is provided with a closable access opening (10) from above or from the side and can be walked through, making it usable as an electronics and energy storage space.

Alternativ kann dieser auch als Durchgangsraum/ -schleuse mit seitlichen Ausgangsoder Durchgangsöffnungen (11) zu Anschlussgängen oder weiteren Anschlussräumen für ober- oder unterirdische Energiespeicher- und Elektronik- Räume nutzbar sein. Alternatively, this can also be used as a passage room/lock with lateral exit or passage openings (11) to connection passages or other connection rooms for above-ground or underground energy storage and electronics rooms.

Der Mast/Turm (2) besteht aus einer Stahlgittermastkonstruktion und kann als ein Stück oder aus Maststößen (2) bestehen. The mast/tower (2) is of steel lattice mast construction and can be in one piece or in mast joints (2).

Die Außenkonturen des Mastes (2) verjüngen sich am unteren Mastsegment (3) konisch nach oben und steigen mit dem oberen Mastsegment (14) parallel auf. The outer contours of the mast (2) taper conically upwards on the lower mast segment (3) and rise parallel to the upper mast segment (14).

Nach Figur 2 (Mast (2) in der Draufsicht dargestellt) sind die Photovoltaikmodule (6) mit der üblichen Photovoltaikmontageschiene (13) nicht direkt am Mast/Turm (2) angebracht. Der Mast/Turm (2) ist an den Eckpfosten/Eckprofilen (8) mit bis zu 45 cm tiefen Photovoltaik-Montageschienen-Unterkonstruktionen (12) versehen, welche wiederum aus der Unterkonstruktion-Traverse (18) und den Traversen-Halterungen (17) bestehen. Auf der Unterkonstruktion-Traverse (18) ist die Photovoltaik- Montageschiene (13) mit Photovoltaik-Modulen (6) montiert. Die Photovoltaik- Montageschienen-Unterkonstruktionen (12) ermöglichen so über den Mast hinaus eine breitere Photovoltaik-Modulfläche (6), als durch den eigentlichen Durchmesser/die eigentliche Breite des Mastes (2) möglich wäre. According to FIG. 2 (mast (2) shown in top view), the photovoltaic modules (6) are not attached directly to the mast/tower (2) with the usual photovoltaic mounting rail (13). The mast/tower (2) is provided with up to 45 cm deep photovoltaic mounting rail substructures (12) on the corner posts/corner profiles (8), which in turn consist of the substructure traverse (18) and the traverse brackets (17). exist. The photovoltaic mounting rail (13) with photovoltaic modules (6) is mounted on the substructure traverse (18). The photovoltaic mounting rail substructures (12) thus enable a wider photovoltaic module area (6) beyond the mast than would be possible due to the actual diameter/the actual width of the mast (2).

Der Innenbereich des Mastes (16) kann als Raum für die Zentrale Steuereinheit (19) und weitere Elektronik aber auch für elektrische, kinetische, Druckluft- oder kombinierte Speicher genutzt werden. The interior of the mast (16) can be used as a space for the central control unit (19) and other electronics, but also for electrical, kinetic, compressed air or combined storage.

Nach Figur 3 werden die Photovoltaikmodule (6) mindestens an einer Seite des Mastes (2), vornehmlich an der Sonnen-Haupteinstrahlungsrichtung (Nordhalbkugel = Süden) sowie den dann im Weiteren links und rechts angrenzenden Einstrahlungsrichtungen montiert. According to FIG. 3, the photovoltaic modules (6) are mounted on at least one side of the mast (2), primarily on the main direction of solar radiation (northern hemisphere=south) and then on the left and right adjacent radiation directions.

Bei Verwendung von bifacialen Photovoltaik-Modulen (6) bleibt mindestens % der Turmaußenflächen lichtoffen, insbesondere die der Sonnenhaupteinstrahlungsrichtung abgewandte Seite oder kann mit lichtdurchlässigen Materialien bestückt werden, so dass die Rückfläche der Photovoltaik-Module (6) durch Reflexion bestrahlt werden kann. When using bifacial photovoltaic modules (6), at least % of the tower's outer surfaces remain open to light, in particular those of the Side facing away from the sun's main irradiation direction or can be fitted with translucent materials so that the rear surface of the photovoltaic modules (6) can be irradiated by reflection.

Nach Figur 4 besteht der HET aus einem Turm (2) mit zusätzlichen, seitlich auskragenden Traversen (15), um weitere Kleinwindturbinen (4) aufzunehmen. Die Traverse (15) wird ebenfalls mit Photovoltaik-Modulen (6) bestückt. According to FIG. 4, the HET consists of a tower (2) with additional traverses (15) projecting laterally, in order to accommodate further small wind turbines (4). The traverse (15) is also equipped with photovoltaic modules (6).

Nach Figur 5 besteht der HET alternativ statt der 1 -Mast-Version aus zwei oder mehreren Masten/Türmen (2), die mittels Traversen (15) in linearer oder anderer Form verbunden sind, so dass insgesamt eine höhere Stabilität entsteht. Auf den Traversen (15) und an den Masten (2) können jeweils eine oder mehrere Kleinwindturbinen (4) installiert werden. Die Traversen (15) können zudem zusätzlich mit PV-Modulen (6) bestückt werden. According to FIG. 5, the HET alternatively consists of two or more masts/towers (2) instead of the 1-mast version, which are connected in a linear or other form by means of traverses (15), so that greater overall stability is achieved. One or more small wind turbines (4) can be installed on each of the traverses (15) and on the masts (2). The traverses (15) can also be equipped with PV modules (6).

Nach Figur 6 sind die Photovoltaik-Module (6) parallel zum Mast (2) installiert, oder können von oben nach unten in immer flacherem Winkel angebracht werden. According to FIG. 6, the photovoltaic modules (6) are installed parallel to the mast (2), or can be attached from top to bottom at an ever flatter angle.

Um die Energieerzeugung der am Mast (2) befindlichen Photovoltaik-Module (6) in der Zeit mit dem höchsten Sonnenstand auf Grund zu geringen Verbrauchs oder/und zu geringer Speicherkapazitäten zu Gunsten einer höheren Ausbeute in den früheren und späteren Tageszeiten zu reduzieren, werden die Photovoltaik-Module (6) Zenitwinkel-mäßig derart montiert, dass der Anstellwinkel der Photovoltaikmodule (6) von 5 Grad (bei 85 Grad Sonnen-Zenit-Anstrahlung) bis zu einem Anstellwinkel von 135 Grad zum Sonnen-Zenitwinkel (zur Nutzung der Reflexionsstrahlungen von hellen Böden und anderen Reflexionsflächen) betragen kann. Die Photovoltaik- Module (6) können mit gleichem oder wechselnd unterschiedlichem Winkel installiert werden, so dass die oberhalb sitzenden mit 5 bis 85 Grad installierten Photovoltaik- Module (6) eine absichtliche Beschattung bei den darunter mit 5 bis 90 Grad oder aber mit 90 bis 135 Grad installierten Photovoltaik-Modulen (6) erzeugen und die unterhalb installierten Photovoltaik-Module (6) damit eine höhere Leistungsfähigkeit durch geringere Erwärmung erreichen. In order to reduce the energy production of the photovoltaic modules (6) located on the mast (2) at the time when the sun is highest due to insufficient consumption and/or insufficient storage capacity in favor of a higher yield in the earlier and later times of the day, the Photovoltaic modules (6) mounted according to the zenith angle in such a way that the angle of incidence of the photovoltaic modules (6) ranges from 5 degrees (at 85 degrees sun zenith irradiation) to an angle of 135 degrees to the sun zenith angle (to use the reflected radiation from light floors and other reflective surfaces). The photovoltaic modules (6) can be installed with the same or alternating different angles, so that the photovoltaic modules (6) installed above with 5 to 85 degrees intentional shading of those below with 5 to 90 degrees or with 90 to 135 degrees installed photovoltaic modules (6) and the photovoltaic modules installed below (6) thus achieve higher performance through less heating.

Nach Figur 7 kann der HET mit Rundlaufringen (21) ausgestattet sein, an denen die Traversenhalterungen (17) beweglich installiert sind und dadurch die Photovoltaikmodule (6) dem Azimut-Sonnenverlauf entsprechend um bis zu 360 Grad folgen bzw. wieder in die morgendliche Ausgangsposition zurückfahren können. According to FIG. 7, the HET can be equipped with concentric rings (21) on which the truss mounts (17) are movably installed and thereby the Photovoltaic modules (6) can follow the azimuth of the sun by up to 360 degrees or return to the starting position in the morning.

Nach Figur 8 ist der Hybridenergieturm mit einer Zentralen Steuereinheit (19) ausgestattet, die sowohl einen Netzparallelbetrieb mit dem öffentlichen Netz durch Synchronisation, aber auch in Verbindung mit einem Energiespeicher (20) einen Offgrid-Betrieb ermöglicht. According to FIG. 8, the hybrid energy tower is equipped with a central control unit (19), which enables parallel operation with the public grid through synchronization, but also off-grid operation in conjunction with an energy store (20).

Im Offgrid-Betrieb fungiert die Zentrale Steuereinheit (19) als Master und definiert eine Netzspannung und Netzfrequenz und sichert die interne Netzstabilität. Zudem zwingt die Zentrale Steuereinheit (19) die PV-Generatoren (6) und Kleinwindturbinen (4) in die Slave-Funktion, so dass sich diese auf die von der Zentralen SteuereinheitIn off-grid operation, the central control unit (19) acts as the master and defines a grid voltage and grid frequency and ensures internal grid stability. In addition, the central control unit (19) forces the PV generators (6) and small wind turbines (4) into the slave function, so that they rely on the central control unit

(19) als Master vorgegebene Frequenz synchronisieren. Dazu ist die maximale Leistung der Zentralen Steuereinheit (19) höher als die Leistung jedes integrierten Generators. (19) Synchronize frequency specified as master. For this purpose, the maximum power of the central control unit (19) is higher than the power of each integrated generator.

Zwei oder mehr Generatoren werden durch mindestens zwei getrennte elektrische Eingänge (22, 23) mit der Zentralen Steuereinheit (19) verbunden. Der zweite elektrische Eingang (23) kann gleichzeitig Ausgang (24) zur Verbraucherebene sein. Über den ersten elektrischen Eingang (22) kann auch die Anbindung des SpeichersTwo or more generators are connected to the central control unit (19) by at least two separate electrical inputs (22, 23). The second electrical input (23) can also be an output (24) to the consumer level. The memory can also be connected via the first electrical input (22).

(20) erfolgen. (20) take place.

Nach Figur 9 besteht zur Erreichung einer hohen Energieausbeute der Kleinwindturbinen aus dem Wind die Notwendigkeit, eine möglichst homogene Luft- Anströmung mit wenig Verwirbelung zu erreichen. Um dies zu ermöglichen, ist die Bedeutsamkeitsbreite (26) (= Breite des zur Kleinwindturbine (4) zugehörigen Mastes (2) oder/und der Unterbauten (31)) auf der Bedeutsamkeitshöhe (32) (= Rotorkreis- Unterkante (29) minus dem 0,5-fachen des Rotordurchmessers (28)) kleiner als das 0,95 fache des Rotordurchmessers (28) und die Gesamtbreite (27) (= absolute Breite des zur Kleinwindturbine (4) zugehörigen Mastes (2) oder/und Unterbauten (31)) kleiner als das 0,97 fache der Höhe HO-RK (30) (Oberkante bodenebenes Fundament (1) bis Rotorkreisunterkante (29)). Bezugszeichenliste According to FIG. 9, in order to achieve a high energy yield of the small wind turbines from the wind, it is necessary to achieve as homogeneous an air flow as possible with little turbulence. In order to make this possible, the width of significance (26) (= width of the mast (2) associated with the small wind turbine (4) and/or the substructure (31)) is at the height of significance (32) (= lower edge (29) of the rotor circle minus that 0.5 times the rotor diameter (28)) smaller than 0.95 times the rotor diameter (28) and the total width (27) (= absolute width of the mast (2) and/or substructures (31 )) less than 0.97 times the height HO-RK (30) (upper edge of ground-level foundation (1) to lower edge of rotor circuit (29)). reference list

Es zeigen Show it

1 Fundament 1 foundation

2 Mast/Turm 2 mast/tower

3 unteres Mastsegment/ Maststoß/ Turmsegment/ T urmstoß3 lower mast segment/mast joint/tower segment/tower joint

4 Kleinwindturbine 4 small wind turbine

5 Eckpfeiler/ Eckprofile/ Eckstiele 5 corner pillars/corner profiles/corner posts

6 Photovoltaik = PV (-module, oder -generatoren) 6 photovoltaics = PV (modules or generators)

7 Werbeflächen 7 advertising spaces

8 Telekommunikations- und Sendeanlagen oder -Plattformen8 Telecommunications and broadcasting equipment or platforms

9 Fundament-Innenraum 9 Foundation interior

10 Einstiegsöffnung 10 manhole

11 Ausgangs- oder Durchgangsöffnungen 11 exit or passage openings

12 Photovoltaik-Montageschienen-Unterkonstruktion 12 Photovoltaic mounting rail substructure

13 PV-Montageschiene 13 PV mounting rail

14 oberes Mastsegment/ Maststoß/ Turmsegment/ T urmstoß14 Upper mast segment/ mast joint/ tower segment/ tower joint

15 Traverse 15 traverse

16 Mast-Innenraum 16 mast interior

17 Traversen-Halterung 17 Truss Bracket

18 Unterkonstruktion-Traverse 18 substructure traverse

19 Zentrale Steuereinheit 0 Energiespeicher 1 Rundlaufring 2 Erster elektrischer Eingang 3 Zweiter elektrischer Eingang 4 elektrischer Ausgang 5 Umschaltung 6 Bedeutsamkeitsbreite 7 Gesamtbreite 8 Rotordurchmesser 9 Rotorkreisunterkante 0 Höhe o-RK 1 Unterbauten 2 Bedeutsamkeitshöhe 19 Central control unit 0 Energy store 1 Rotary ring 2 First electrical input 3 Second electrical input 4 Electrical output 5 Switchover 6 Width of importance 7 Total width 8 Rotor diameter 9 Lower edge of rotor circle 0 Height o-RK 1 Substructures 2 Height of importance

Claims

Patentansprüche patent claims

1. Hybrid-Energieturm, der aus einem oder mehreren Fundamenten (1) mit mindestens einem oder mehreren darauf stehenden Masten (2) besteht und mit einer oder mehreren daran installierten Kombinationen aus Photovoltaik (6) und mindestens einer horizontalaxialen, H-Rotor-, Darrieus-Rotor-, Savonius-Rotor-, oder kombinierten Kleinwindturbine (4) sowie einer Zentralen Steuereinheit (19) ausgestattet ist. 1. Hybrid energy tower consisting of one or more foundations (1) with at least one or more masts (2) standing on it and with one or more combinations of photovoltaics (6) and at least one horizontal-axial, H-rotor, Darrieus rotor, Savonius rotor, or combined small wind turbine (4) and a central control unit (19) is equipped.

2. Hybrid-Energieturm nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass dieser zur gemeinschaftlichen Energieerzeugung von an einem oder mehreren Türmen installierten Photovoltaik-Modulen (6) und Kleinwindturbinen (4) im Netzparallel-, Insel- oder/und Notstrombetrieb in der Mittelspannungs- oder Niederspannungsnetzebene arbeitet. 2. Hybrid energy tower according to claim 1, characterized in that this is used for joint energy generation from photovoltaic modules (6) and small wind turbines (4) installed on one or more towers in grid-parallel, isolated and/or emergency power operation in the medium-voltage or low-voltage grid level is working.

3. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Energie aller PV-Generatoren (6) und Windturbinen (4) zusammengeführt und in die gleiche Verbraucher-, Speicheroder Netzspannungsebene eingespeist wird und gemeinsam oder getrennt oder gleichzeitig oder nacheinander genutzt werden kann. 3. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 2, characterized in that the energy generated by all PV generators (6) and wind turbines (4) is combined and fed into the same consumer, storage or grid voltage level and is used together or separately or simultaneously or can be used one after the other.

4. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Mast (2) aus Holz-, Stahl, Beton oder anderen Werkstoffen wie GFK oder Carbon oder einer Kombination aus mehreren dieser Werkstoffe besteht und als runder, ovaler, Gitter- oder 3 - 12-eckiger Mast (2) ausgeführt ist, mindestens eine oder mehrere Seiten des Mastes (2) vollflächig oder teilweise mit Photovoltaik (6) bestückt sind und am Mast (2) oberhalb, zwischen oder unterhalb einer oder mehrerer Kleinwindturbinen (4) oder Photovoltaik (6) Werbeflächen (7) oder/und Telekommunikations- und Sendeanlagen oder -Plattformen (8) installiert sind. 4. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the mast (2) consists of wood, steel, concrete or other materials such as GRP or carbon or a combination of several of these materials and as a round, oval , lattice or 3 - 12-sided mast (2), at least one or more sides of the mast (2) are fully or partially equipped with photovoltaics (6) and on the mast (2) above, between or below one or more Small wind turbines (4) or photovoltaics (6), advertising space (7) and/or telecommunications and transmission systems or platforms (8) are installed.

5. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die summierte Nennleistung aus den PV-Generatoren (6) größer/gleich 31% der Nennleistung der Kleinwindturbinen (4) ist. 5. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the summed nominal power from the PV generators (6) is greater than/equal to 31% of the nominal power of the small wind turbines (4).

6. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (1) aus einem oder entsprechend der Anzahl der Eckpfeiler (5) des Turms (2) mehreren monolithischen Fundamentblöcken, Bohr-, Schraub-, Stahlwurzel- oder Schüttfundamenten oder als mobiles Montagefundament aus mehreren stapelbaren Montagefertigteilblöcken besteht. 6. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that the foundation (1) from one or according to the number of pillars (5) of the tower (2) several monolithic foundation blocks, drilling, screw, steel root or bulk foundations or as a mobile mounting foundation consisting of several stackable prefabricated blocks.

7. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein monolithisches Fundament (1) mit einem Fundament-Innenraum (9) und mit einer oder mehreren Einstiegsöffnungen (10) von oben oder der Seite ins Fundament (1) versehen ist und dass der Fundament-Innenraum (9) nutzbar ist als Elektronik-, Speicher- oder/und Durchgangsraum/ -schleuse mit seitlichen Ausgangsöffnungen (11) zu Anschlussgängen oder weiteren Anschlussräumen wie ober- oder unterirdischen Energiespeicher- und Elektronik-Räumen. 7. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that this has a monolithic foundation (1) with a foundation interior (9) and with one or more access openings (10) from above or the side into the foundation (1) is provided and that the foundation interior (9) can be used as an electronics, storage and/or passage space/lock with lateral exit openings (11) to connection passages or other connection spaces such as above-ground or underground energy storage and electronics rooms.

8. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Mast/Turm (2) aus ein oder mehreren Maststößen (3, 14) mit einer Länge von 3 - 12 m besteht. 8. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that the mast/tower (2) consists of one or more mast joints (3, 14) with a length of 3-12 m.

9. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Mast/Turm (2) zur Befestigung der Photovoltaikmodule (6) mit ein- oder mehrteiligen Photovoltaik- Montageschienen-Unterkonstruktionen (12) versehen ist, welche wiederum aus der Unterkonstruktion-Traverse (18) und den Traversen-Halterungen (17) bestehen und an diese die üblichen Photovoltaikmontageschienen (13) zur Aufnahme der Photovoltaik-Module (6) angebracht sind. 9. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that the mast / tower (2) for attachment of the photovoltaic modules (6) with one or more part photovoltaic mounting rail substructures (12) is provided, which in turn from the Substructure truss (18) and the truss brackets (17) are made and the usual photovoltaic mounting rails (13) for receiving the photovoltaic modules (6) are attached to them.

10. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 , 4 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einer beweglichen Photovoltaik- Unterkonstruktion (12) an einem Rundlaufring (21) versehen ist, die dem Azimut-Sonnenverlauf entsprechend dem Azimut-Winkel der Sonne um bis zu 360 Grad folgen kann bzw. wieder in die morgendliche Ausgangsposition zurückfahren kann. 10. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 4 or 9, characterized in that it is provided with a movable photovoltaic substructure (12) on a rotary ring (21) which corresponds to the azimuth course of the sun according to the azimuth angle of the sun can follow up to 360 degrees or return to the starting position in the morning.

H.Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkonturen des Mastes (2) parallel aufsteigen oder sich nach oben konisch verjüngen oder eine Kombination aus beiden darstellen. H.Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that the outer contours of the mast (2) rise in parallel or taper conically upwards or represent a combination of both.

12.Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Bedeutsamkeitsbreite (26) (= Breite des zur Kleinwindturbine (4) zugehörigen Mastes (2) oder/und der Unterbauten (31)) auf der Bedeutsamkeitshöhe (32) (= Rotorkreis-Unterkante (29) minus dem 0,5-fachen des Rotordurchmessers (28)) kleiner als das 0,95 fache des Rotordurchmessers (28) und die Gesamtbreite (27) (= absolute Breite des zur Kleinwindturbine (4) zugehörigen Mastes (2) oder/und Unterbauten (31)) kleiner als das 0,97 fache der Höhe HO-RK (30) (Oberkante bodenebenes Fundament (1) bis Rotorkreisunterkante (29)) ist. 12. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that the width of significance (26) (= width of the mast (2) associated with the small wind turbine (4) and/or the substructure (31)) at the height of significance (32) (= rotor circle lower edge (29) minus 0.5 times the rotor diameter (28)) smaller than 0.95 times the rotor diameter (28) and the total width (27) (= absolute width of the small wind turbine (4) associated Mast (2) and/or substructures (31)) is less than 0.97 times the height HO-RK (30) (upper edge of ground-level foundation (1) to lower edge of rotor circuit (29)).

13. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass am Turm (2) ein oder mehrere Kleinwindturbinen (4) direkt oder mit Hilfe von T raversen (15) installiert werden können. 13. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that the tower (2) one or more small wind turbines (4) can be installed directly or with the help of trusses (15).

14. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (16) des Mastes als Raum für die Zentrale Steuerung (19), Elektronik aber auch für elektrische, kinetische, Druckluft- oder kombinierte Speicher nutzbar ist. 14. Hybrid energy tower according to one of claims 1 or 4, characterized in that the interior (16) of the mast can be used as a space for the central controller (19), electronics but also for electrical, kinetic, compressed air or combined storage.

15. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 , 4 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaikmodule (6) vornehmlich an der Sonnen- Haupteinstrahlungsrichtung (Nordhalbkugel = Süden) sowie den dann angrenzenden Einstrahlungsrichtungen montiert sind und bei Verwendung von bifacialen Photovoltaik-Modulen (6) mindestens % der Turmaußenflächen lichtoffen bleibt oder mit lichtdurchlässigen Materialien bestückt ist. 15. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 4 or 9, characterized in that the photovoltaic modules (6) are mounted primarily on the sun's main direction of irradiation (northern hemisphere = south) and the then adjacent directions of irradiation and when using bifacial photovoltaic modules ( 6) at least % of the tower's outer surfaces remain open to light or are equipped with translucent materials.

16. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass bei eckigen Masten (2) die Halterungen für die PV- Unterkonstruktion (17) direkt oder indirekt an den Eckprofilen (5) befestigt sind. 16. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 4 or 9, characterized in that with angular masts (2), the brackets for the PV substructure (17) are attached directly or indirectly to the corner profiles (5).

17.Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus mehreren Masten/Türmen (2) besteht und dass zwei oder mehrere Masten/Türme (2) jeweils mittels Traversen (15) in linearer oder anderer Form verbunden sind. 17.Hybrid-Energieturm according to any one of claims 1, 2, 4 or 8, characterized in that it consists of several masts / towers (2) and that two or more masts / towers (2) each by means of traverses (15) in a linear or connected in another way.

18. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 4, oder 17 dadurch gekennzeichnet, dass an den Traversen (15) jeweils eine oder mehrere Kleinwindturbinen (4) stehend, seitlich oder hängend installiert werden können und die Traversen (15) mit Photovoltaik (6) bestückt sind. 18. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 4, or 17, characterized in that one or more small wind turbines (4) can be installed standing, laterally or hanging on the trusses (15) and the trusses (15) with photovoltaic ( 6) are equipped.

19. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 4, 9,10 oder 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaik-Module (6) parallel zum Mast (2), oder mit Anstellwinkel oder von oben nach unten in immer flacheren Winkeln installiert sind. 19. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 4, 9, 10 or 17, characterized in that the photovoltaic modules (6) are installed parallel to the mast (2), or with an angle of attack or from top to bottom at ever flatter angles .

20. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 4, 9,10 oder 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Photovoltaik-Module (6) am Mast (2) oder an den Traversen (15) übereinander Zenitwinkel-mäßig wechselseitig montiert sind, der Anstellwinkel der Photovoltaik-Module (6) von 5 Grad (bei 85 Grad Sonnen-Zenit-Anstrahlung) bis zu einem Anstellwinkel von 135 Grad beträgt, die übereinander sitzenden Photovoltaik-Module (6) im Wechsel mit, auf die horizontale Ebene bezogen, entgegengesetzten oder unterschiedlichen Winkeln installiert werden und sich die Photovoltaik-Module (6) dadurch gegenseitig beschatten können. 20. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 4, 9,10 or 17, characterized in that the photovoltaic modules (6) on the mast (2) or on the trusses (15) are superimposed zenith angle moderately mounted alternately, the The angle of attack of the photovoltaic modules (6) is from 5 degrees (at 85 degrees sun zenith irradiation) to an angle of attack of 135 degrees, the photovoltaic modules (6) sitting one above the other alternate with, based on the horizontal plane, opposite or are installed at different angles and the photovoltaic modules (6) can thus shade each other.

21. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1 , 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einer Zentralen Steuereinheit (19) ausgestattet ist. 21. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that it is equipped with a central control unit (19).

22. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 21 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zentrale Steuereinheit (19) im Netzparallelbetrieb als Slave mit dem öffentlichen Netz synchronisiert, im Inselbetrieb in Verbindung mit einem Energiespeicher (20) als Master fungiert, eine Netzspannung erzeugt und definiert sowie die Netzstabilität bestimmt und sichert und die PV-Generatoren (6) und Kleinwindturbinen (4) in die Slave- Funktion zwingt, so dass sich diese auf die von der Zentralen Steuereinheit (19) als Master vorgegebene Spannung und Frequenz synchronisieren. 22. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 2, 3 or 21, characterized in that the central control unit (19) synchronizes itself as a slave with the public grid in parallel operation, and acts as a master in isolated operation in connection with an energy store (20). , generates and defines a grid voltage and determines and secures the grid stability and integrates the PV generators (6) and small wind turbines (4) into the slave Function forces them to synchronize with the voltage and frequency specified by the central control unit (19) as the master.

23.Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 2, 21 oder 22 dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Kleinwind- (4) oder/und PV- Generatoren (6) durch mindestens zwei getrennte elektrische Eingänge (22, 23) mit der Zentralen Steuereinheit (19) verbunden sind und von diesen der zweite elektrische Eingang (23) gleichzeitig ein elektrischer Ausgang (24) zur Verbraucherebene sein kann sowie der erste elektrische Eingang (22) gleichzeitig die Anbindung des Energiespeichers (20) sein kann. 23.Hybrid-Energieturm according to any one of claims 1, 2, 21 or 22, characterized in that two or more small wind (4) and / or PV generators (6) by at least two separate electrical inputs (22, 23) with the Central control unit (19) are connected and of these the second electrical input (23) can be an electrical output (24) to the consumer level and the first electrical input (22) can be the connection of the energy storage device (20) at the same time.

24.Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 2, 21, 22 oder 23 dadurch gekennzeichnet, dass im Insel- oder Notstrombetrieb die maximale Leistungsbereitstellung der Zentralen Steuereinheit (19) höher ist als die Leistung jedes integrierten Generators (4, 6) und die Zentrale Steuereinheit (19) im Offline-Betrieb als Master mit externen Energieerzeugern (insbesondere Photovoltaik-Anlagen als Dach- oder Flächenanlagen, Kleinwasserkraftwerke), sowie Speichern der gleichen Netzspannungsebene (bei Niederspannungsnetzebene einschließlich Kleinspannung) kombiniert und ergänzt werden kann. 24.Hybrid energy tower according to one of claims 1, 2, 21, 22 or 23, characterized in that in isolated or emergency power operation the maximum power provided by the central control unit (19) is higher than the power of each integrated generator (4, 6) and the central control unit (19) in offline operation as a master can be combined and supplemented with external energy generators (in particular photovoltaic systems as roof or surface systems, small hydroelectric power plants), as well as storage devices of the same network voltage level (in the case of low-voltage network level including extra-low voltage).

25. Hybrid-Energieturm nach einem der Ansprüche 1, 2, 21, 22 oder 23 dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Defektes der Zentralen Steuereinheit (19) durch einen Umschalter (25) diese und die Windturbine (4) aus dem System herausgenommen wird und so der Photovoltaikgenerator (6) allein in Verbindung mit einem oder mehreren Speichern (20) die Energieversorgung weiter sicherstellen kann. 25. Hybrid energy tower according to one of claims 1, 2, 21, 22 or 23, characterized in that in the event of a defect in the central control unit (19) this and the wind turbine (4) are removed from the system by a switch (25). and so the photovoltaic generator (6) alone in connection with one or more storage devices (20) can continue to ensure the energy supply.