DE29603465U1

DE29603465U1 - Device for increasing the power yield of a photovoltaic system

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Publication number: DE29603465U1
Application number: DE29603465U
Authority: DE
Original assignee: MARZAHN PAUL HEINRICH
Current assignee: MARZAHN PAUL HEINRICH
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2006-02-27

Description

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Paul Heinrich Marzahn
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Vorrichtung zur Erhöhung der Leistunasausbeute einerDevice for increasing the power output of a
PhotovolbaikanlagePhotovoltaic system

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Leistungsausbeute einer Photovoltaikanlage.The invention relates to a device for increasing the power output of a photovoltaic system.

Angesichts des begrenzten Vorrates an fossilen Brennstoffen und auch im Hinblick auf eine mögliche Gefährdung durch die Handhabung nuklearer Brennstoffe erlangt die Nutzung alternativer Energien eine stetig wachsende Bedeutung.In view of the limited supply of fossil fuels and also in view of the possible dangers posed by the handling of nuclear fuels, the use of alternative energies is becoming increasingly important.

So nutzt man nahezu unbegrenzt verfügbare Lichtenergie zur Stromgewinnung aus, indem man die Lichtstrahlen der Oberfläche eines Solarmoduls zuführt. Allerdings läßt die Ausbeute eines solchen Solarmoduls zu wünschen übrig. Eine Vorrichtung zur Erhöhung der elektrischen Leistung einer Solaranlage ist Gegenstand des DE-GM 295 20 064.2 (P. H. Marzahn).In this way, almost unlimited light energy is used to generate electricity by directing the light rays to the surface of a solar module. However, the yield of such a solar module leaves much to be desired. A device for increasing the electrical output of a solar system is the subject of DE-GM 295 20 064.2 (P. H. Marzahn).

Während mit dem DE-GM 295 20 064.2 das Prinzip geschützt wurde, wird im vorliegenden Fall dieses Prinzip in einem Gerät zur Nutzanwendung gebracht. In diesem Photovoltaikgerät wirkt Kunstlicht wie Sonnenlicht.While the principle was protected by DE-GM 295 20 064.2, in the present case this principle is put into practical use in a device. In this photovoltaic device, artificial light acts like sunlight.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, Kunstlicht in Gleichstrom und Wechselstrom umzuwandeln.The invention is therefore based on the task of converting artificial light into direct current and alternating current.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobeiThis object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of the main claim, whereby

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hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Photovoltaikanlage auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.With regard to preferred embodiments of the photovoltaic system according to the invention, reference is made to the features of the subclaims.

Gemäß der Erfindung sind mindestens fünf in einem Fünfeck angeordnete Solarmodule vorgesehen, die von mindestens einer, von einer äußeren Energiequelle gespeisten Lichtquelle angestrahlt sind. In dieser photovoltaischen Anlage wirkt Kunstlicht wie Sonnenlicht. Die von der Lichtquelle ausgehende Strahlung, die auf die Solarmodule auftrifft, erzeugt dort eine Spannung, die nach außen abgeführt wird. Durch die Anordnung im Fünfeck liegen jeweils einem Solarmodul zwei Solarmodule gegenüber.According to the invention, at least five solar modules are arranged in a pentagon, which are illuminated by at least one light source fed by an external energy source. In this photovoltaic system, artificial light acts like sunlight. The radiation emitted by the light source that hits the solar modules generates a voltage there, which is discharged to the outside. Due to the arrangement in the pentagon, two solar modules are located opposite each solar module.

Obwohl grundsätzlich eine mittige Lichtquelle vorgesehen sein kann, ist es zweckmäßig, jedem Solarmodul mindestens eine eigene Lichtquelle zuzuordnen. Eine besondere Leistungssteigerung ergibt sich, wenn jedem Solarmodul mehrere Lichtquellen zugeordnet werden.Although a central light source can be provided in principle, it is advisable to assign at least one light source to each solar module. A particular increase in performance is achieved if several light sources are assigned to each solar module.

Bei der äußeren Energiequelle handelt es sich gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung um zwei in Reihe geschaltete 12 Volt-Batterien, wie sie etwa im Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Es ergibt sich damit eine Gesamtspannung von etwa 24 V.According to an advantageous embodiment of the invention, the external energy source consists of two 12-volt batteries connected in series, such as those used in motor vehicles. This results in a total voltage of approximately 24 V.

Die Solarmodule sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung parallelgeschaltet, wobei die gemeinsamen Ausgänge zur Netzeinspeisung an einen Wechselrichter angeschlossen sind.According to one embodiment of the invention, the solar modules are connected in parallel, with the common outputs being connected to an inverter for feeding into the grid.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der erfindüngsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:Further advantages, details and essential features of the invention emerge from the following description of an embodiment of the device according to the invention with reference to the attached drawings. In detail:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der räumlichen Anordnung der Solarmodule und der Lichtquellen,Fig. 1 is a schematic representation of the spatial arrangement of the solar modules and the light sources,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild der Anlage und 5Fig. 2 a schematic diagram of the system and 5

Fig. 3 ein Beispiel einer internen Verschaltung der Solarmodule. Fig. 3 an example of an internal connection of the solar modules.

Der Aufbau der in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 versehenen Anlage soll zunächst anhand der Fig. 1 näher erläutert werden. Auf einem fünfeckigen Boden 11 sind entlang dessen Kanten im wesentlichen vertikal ausgerichtete Solarmodule 12, 13 und 14 gehalten. Die dem Betrachter zugewandten Solarmodule sind weggelassen, um einen Blick in das Innere zu ermöglichen. Insgesamt sind also fünf Solarmodule vorgesehen, die ein Fünfeck bilden.The structure of the system, which is designated as a whole by reference number 10, will first be explained in more detail using Fig. 1. Solar modules 12, 13 and 14 are held on a pentagonal base 11 along its edges, which are essentially vertically aligned. The solar modules facing the viewer are omitted in order to allow a view of the interior. In total, five solar modules are provided, which form a pentagon.

Im Inneren, d.h. im Zentrum der Anlage 10 befindet sich ein vertikaler Mittelstab 15, an welchem fünf Lampenträger 16 gehalten sind. Die Lampenträger 16 befinden sich jeweils vor einem Solarmodul 12, 13 und 14, sowie den beiden nicht dargestellten Solarmodulen.Inside, i.e. in the center of the system 10, there is a vertical center rod 15 to which five lamp holders 16 are held. The lamp holders 16 are each located in front of a solar module 12, 13 and 14, as well as the two solar modules not shown.

An den Lampenträgern 16 sind Gleichstromsparlampen 17 gehalten, die den Solarmodulen zugewandt sind. Obwohl jeweils nur zwei Lampen 17 dargestellt sind, können zur Erhöhung der Leistungsausbeute mehr Lampen 17, d.h. bis zu beispielsweise etwa 60 Lampen 17 vorgesehen sein. Der elektrische Anschluß der Lampen 17 ist im einzelnen nicht dargestellt, führt aber zu einer nicht wiedergegebenen Energiequelle, die aus zwei in Reihe geschalteten KFZ-Batterien besteht.DC energy-saving lamps 17 are held on the lamp holders 16 and face the solar modules. Although only two lamps 17 are shown, more lamps 17, i.e. up to, for example, around 60 lamps 17, can be provided to increase the power output. The electrical connection of the lamps 17 is not shown in detail, but leads to an energy source (not shown) that consists of two vehicle batteries connected in series.

Die Fig. 2 erläutert das Prinzip des elektrischen Anschlusses. Es soll hierzu ausdrücklich angegeben werden, daß die Darstellung lediglich schematisch ist. Die Solarmodule 12, 13, 14, 18 und 19 sind lediglich symbolisch dargestellt.Fig. 2 explains the principle of the electrical connection. It should be expressly stated that the representation is only schematic. The solar modules 12, 13, 14, 18 and 19 are only shown symbolically.

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Tatsächlich sind sie vertikal ausgerichtet, wie dies die Fig. 1 zeigt. Die Solarmodule sind mit ihren positiven und negativen Ausgängen an einen Strangkoppler 20 angeschlossen, dessen gemeinsame Ausgänge entsprechend dem Pfeil 21 einem (nicht dargestellten) Wechselrichter zugeführt werden, bevor die Einspeisung in das Netz erfolgt.In fact, they are aligned vertically, as shown in Fig. 1. The solar modules are connected with their positive and negative outputs to a string coupler 20, the common outputs of which are fed to an inverter (not shown) according to arrow 21, before being fed into the grid.

Im Inneren der Anlage befindet sich die Lichtquelle 17, die wiederum lediglich symbolisch dargestellt ist, wobei, wie weiter oben aufgeführt wurde, etwa bis zu 60 Gleichstromenergiesparlampen vorgesehen sein können. Der Anschluß der Lichtquelle 17 erfolgt über Zuleitungen 22, die zu den Polen einer Batterie 23 führen.Inside the system is the light source 17, which is again only shown symbolically, whereby, as stated above, up to 60 direct current energy-saving lamps can be provided. The light source 17 is connected via supply lines 22, which lead to the poles of a battery 23.

Der Pfeil 24 deutet die zugeführte Energie an, während der Pfeil 21 die Abführung der verstärkten Ausbeute wiedergibt.The arrow 24 indicates the energy supplied, while the arrow 21 shows the dissipation of the increased yield.

Die Fig. 3 gibt eine mögliche interne Modulverschaltung wieder.Fig. 3 shows a possible internal module wiring.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen, was insbesondere die Anzahl der Energiesparlampen betrifft, möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. It should be expressly stated again at this point that the preceding description is merely an example and that various changes and modifications, particularly with regard to the number of energy-saving lamps, are possible without departing from the scope of the invention.

Zur Bestätigung der verstärkenden Leistung wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, deren Ablauf sich aus der nachfolgenden Tabelle ergibt.To confirm the amplifying performance, a series of tests was carried out, the sequence of which is shown in the table below.

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Die LampenseiteThe lamp side

Die BatterieseiteThe battery side

IH24VIH24V

AtizahlAti number 13Wx13Wx StromElectricity 3.00h3.00am 12V 12V 24V12V 12V 24V ölüolampenoil lamps Stückzahlnumber of pieces inin 4.00h4.00am LadezustandCharge level 24V* 13 W24V* 13W lampenlamps Ampereamp 5.30h5.30am BattJ Batt.2 zus,BattJ Batt.2 add. 0
10
1 13W13W 0.54A0.54A 12.4V 12,4V 24.8V12.4V 12.4V 24.8V 22 26W26W 1.08A1.08A 12.2V 12.3V 24.5V12.2V 12.3V 24.5V 33 39W39W 1.62A1.62A 12.1V 12.2V 24.3V12.1V 12.2V 24.3V 44 52W52W 2.17A2.17A 55 65W65W 2.70A2.70A 66 78W78W 3.25A3.25A 77 91W91W 3.79A3.79A SpannunusverLust: 0.5VVoltage loss: 0.5V 88th 104W104W 4.33A4.33A 99 117W117W 4.87A4.87A 1010 130W130W 5,42A5.42A 1111 143W143W 5.96A5.96A 1212 156 W156W 6.50A6.50A

156 w156 w

Claims

5840 III/SU Protection claims

1. Device for increasing the power output of a photovoltaic system

characterized by at least five solar modules (12, 13, 14, 18, 19) arranged in a pentagon, which are illuminated by at least one light source (17) fed by an external energy source (23).

2. Device according to claim 1, characterized in that each solar module 12, 13, 14, 18, 19 has its own light sources

(17) are assigned.

3. Device according to claim 2, characterized in that several light sources are assigned to each solar module (12, 13, 14, 17, 18).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light sources (17) are direct current energy-saving lamps.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the external energy source consists of two 12 volt batteries (23) connected in series.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the solar modules (12, 13, 14, 18, 19) are connected in parallel and the common outputs (21) are connected to an inverter for feeding into the grid.