PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4136379A1 23.07.1992
Titel Solarboot
Anmelder Kranert, Klaus, Dr.-Ing., 2000 Hamburg, DE
Erfinder Kranert, Klaus, Dr.-Ing., 2000 Hamburg, DE
DE-Anmeldedatum 05.11.1991
DE-Aktenzeichen 4136379
Offenlegungstag 23.07.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.07.1992
IPC-Hauptklasse B63J 3/04
IPC-Nebenklasse B63B 17/00   B63B 3/38   H01L 31/042   

Beschreibung[de]
Inhaltsangabe

Die Schutzanmeldung betrifft die Anordnung und Betriebsweise von Solarzellen-Flächen auf Yachten bei Fahrt unter Segel wie auch bei Fahrt allein mit Sonnenenergie.

Beschreibung

Yachten, die längere Fahrten im Mittelmeer wie auch auf den Ozeanen unternehmen, haben das Problem, die Flauten zu überwinden. Ein Hilfsmotor ist nur bedingt hilfreich, da zu wenig Zuladungsmöglichkeit für Brennstoff vorhanden ist.

Diese Segelgebiete haben jedoch ausreichend Sonnenschein für solare Energiegewinnung. Leider ist die Decksfläche viel zu klein für ausreichend Solarzellen.

Die Solarplatten müssen folgende Anforderungen an den Anbringungsort und deren Umgebung erfüllen:

  • - ebenflächiger Befestigungsort, da bisher nur Glasbedeckung absolute Seewasserbeständigkeit garantiert,
  • - rückseitige Belüftungsmöglichkeit, da ein Wärmestau den Wirkungsgrad der Solarenergie-Wandlung stark herabsetzt,
  • - geringe Abrasions- bzw. Abriebbeaufschlagung, da das "Blindwerden" der Glasabdeckung die Lichtausbeute ebenfalls verringert.


Bei einem Solarmotorboot (s. BMFT-Journal 4/1991) wurde das berücksichtigt. Obwohl der verfügbare Platz auf einem Motorbootsdeck ähnlich groß wie bei einer Segelyacht ist, reicht die Solarenergie nicht für längere Fahrten aus.

Weiterhin ist eine Solarsegelyacht bekannt, die die fehlende Fläche für die Solarzellen in einem Rahsegel unterbringt (DE 38 36 259A1). Nachteile dieser Lösung sind, daß durch die heute noch sehr schweren Solarzellen im Segel den Gewichtsschwerpunkt erhöhen und daß nur wenige Segler Rahsegel akzeptieren.

Vorgenannte Nachteile werden durch den Hauptanspruch der Erfindung vermieden; durch die Weiterbildung im Unteranspruch wird die Autarkie von Zusatzenergien auch für sonnenarme Tage sichergestellt. Die erfindungsmäßige Lösung sieht vor, nur die Flächen auszunutzen, die nahezu jedes Segelboot für andere Zwecke sowieso braucht, d. h. Windschutzpersennigflächen, Schanzkleid und Sonnensegel.

a) Windschutz- oder Spritzwasserpersennige rund um die Plicht werden durch ausfaltbare Solarflächen (1) ersetzt. Sie werden auch bei Flächenbedarf nach vorn bis über die Schiffsmitte hinaus als Schanzkleid (2) eingesetzt. Speigatten sind dann die Öffnungen um die Relingsstützen (3), die als Befestigung und für den Ausfahrmechanismus dienen. Die über Scharniergelenke (4) verbundenen Faltflächen sind so mit Solarzellen bedeckt, daß sie im eingeklappten Zustand (5) die Zellen außen aktiv haben und im ausgeklappten Zustand nach oben aktiv haben (6). Diese Ersatzspritzpersennige bzw. Schanzkleider können einfach oder mehrfach gefaltet sein. Sie können im eingeklappten Zustand (Fig. 2) oder bei größerem Flächenbedarf einen Teil des Rumpfes unterhalb des Hauptdecks überlappen (Fig. 4), wobei der Rumpf zum Schutz der Solarfläche eine Rämmleiste erhält (7).

b) Die bei Flaute und Motorfahrt sowie bei Hafen- und Ankerliegezeiten gesetzten Sonnensegel über Kajüte und Plicht hinter dem Großmast ggf. auch hinter dem Besanmast sind ebenfalls durch Solarflächen (8) zu ersetzen. Zu dem Zweck sind die über Scharniere verbundenen Solarflächen gefaltet oder aufgerollt in Staukästen auf Deck (14) oder im Heckteil (Spiegelheck) (15) so untergebracht, daß sie im Bedarfsfall über Führungsschienen und mit Laufrollen als Sonnen-Solar-Segel gesetzt werden können; Die Führungsschienen sind unterhalb von Stahlträgern (9) befestigt, die in der hinteren Traverse (16) gleichzeitig als Großschot (Besanschot)-Travellerschiene ausgebaut ist. Auf diese Weise ist das Sonnensegel auch bei Segelfahrt und leichten bis mittleren Winden einsetzbar und stört nicht das Arbeiten an Deck. Das feste Stahlgerüst z. B. aus NiRo-Rohr ist gleichzeitig für viele weitere Zwecke verwendbar: Ablagehalterung für den Großbaum, Befestigungsmöglichkeit für Winschen, Klampen etc.

c) Dort, wo ein Schanzkleid als Solarfläche nicht erwünscht ist, ergibt sich eine andere Möglichkeit - "Solarsegel" - seitlich auszufahren. An diesen Decksbereichen wird ein zweites Deck (11) so aufgesetzt, daß sich ein Hohlraum zum durchlaufenden Deck ergibt. In diesen Hohlraum können dann Teleskopsolarflächen (10) (s. Fig. 5) eingesetzt werden, die über Spindeln je nach Flächenbedarf in zwei oder mehr Stufen ausgefahren werden können. Das doppelte Deck ist wegen der Hinterlüftungsmöglichkeit auch geeignet, integrierte Solarzellen zu enthalten.

Vorgenannte Verfahren sind auch für Motorboote mit Elektropropellermotor geeignet. Eine Segelyacht hat jedoch mehr Möglichkeiten, völlig energieunabhängig zu sein:

  • - Anstelle eines Innenbleikiels kann eine neue langlebige Batterie als Energiespeicher eingesetzt werden.
  • - Zum Antrieb wird ein direkttreibender Asynchronmotor mit Wechselrichter-Steller verwendet.


Obwohl die Solarenergie i. a. nur für ca. 20% der Nennleistung der Yacht ausreicht, d. h. für ca. 60% der Nenngeschwindigkeit der Yacht, wird der AS-Motor für annähernd die Nennleistung (Rumpfgeschwindigkeit) ausgelegt, um kurzzeitig mit Strom aus der Batterie die Nenngeschwindigkeit zu erreichen und um bei voller Fahrt unter Segel ähnlich gute Energieeinspeisung von dem als Generator wirkenden geschleppten Propellermotor zu erhalten und in die Batterie einzuspeisen wie über die ausgefahrene Solaranlage bei Sonnenschein. Es ergibt sich dabei der Rückleistungsbereich (12) aus der Robinsonkurve (13) nach Fig. 6 für volle Fahrt.

Dafür ist lediglich der Fahrhebel auf ca. 1/3 voraus zu legen. Da die Yacht sowieso Rumpfgeschwindigkeit fährt, hat sie dabei keinen meßbaren Geschwindigkeitsverlust.

Das Auskuppeln erfolgt automatisch durch Fahrhebel Nullage, wobei der Propeller mit dem AS-Motorrotor leer durchdreht. So erhält man bei allen Wetterlagen optimale Energieauftankung der Batterie mit einer völlig treibstoff- und schmierstofffreien Antriebsanlage.


Anspruch[de]
  1. 1a) Autarke Energieversorgung für einen elektrischen Hilfsantrieb für Yachten aus Sonnenenergie mit in sich starren Solarzellenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu auf Deck befestigten Solarflächen anstelle der Spritzpersennig um die Plicht und darüber hinaus zur Schiffsmitte an der Reling außen als Schanzkleid Solarflächen mit Gelenken oder Scharnieren einfach oder mehrfach gefaltet derart befestigt sind, daß im eingezogenen (senkrechten) Zustand die äußeren Solarflächen nach außen zeigen und im ausgefahrenen, arretierten Zustand (ca. waagerecht) nach oben zeigen, daß sie an den verstärkten Relingstützen im eingefahrenen Zustand nahezu bündig zum Außenrumpf sind oder mehr oder weniger den Rumpf überlappen, dann aber durch eine Rämmleiste gegen externen Druck geschützt sind.
  2. 1b) Autarke Energieversorgung für einen elektrischen Hilfsantrieb für Yachten aus Sonnenenergie mit in sich starren Solarzellenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den auf Deck befestigten Solarflächen ein üblicherweise über der Plicht und Kajüte gespanntes Sonnensegel hinter dem Groß- und/oder Besanmast und unter Groß- und Besanbaum durch mit Gelenken/Scharnieren verbundene Solarflächen ersetzt wird, die zusammengefaltet oder gerollt im Staukasten auf Deck oder im Rumpf hinter dem Spiegelheck verstaubar sind, daß sie zum Anfahren und Befestigen Rollen oder Gleitsteine besitzen und über Schienen zu einer Stahlrohrhalterung mit mindestens zwei Längsrohren und darin integrierten Schienen geführt werden, daß diese Längsrohre mit senkrechten Decksstützen versehen sind und hinten eine Traverse haben, die oben als Träger für eine Schot-Traveller-Schiene verwendbar ist.
  3. 1c) Autarke Energieversorgung für einen elektrischen Hilfsantrieb für Yachten aus Sonnenenergie mit in sich starren Solarzellenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß über dem tragenden Hauptdeck ganz oder teilweise ein zweites Deck mit einem ausreichenden Zwischenraum gelegt wird, um ein- oder mehrfach teleskopmäßig ausfahrbare Solarflächen aufzunehmen, daß diese über Spindelschrauben und mit seitlichen und/oder unteren Führungsschienen seitlich über die Bordwand aus- und wieder eingefahren werden können und daß in dem oberen, gut unterlüfteten Deck Solarzellen integriert sind.
  4. 2. Yachten, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einrichtungen und Verfahren kombiniert nach 1a, 1b und/oder 1c ausgerüstet sind.
  5. 3. Autarke Energieversorgung für einen elektrischen Hilfsantrieb für Yachten aus Sonnen- und Windenergie mit in sich starren Solarzellenflächen nach 1a bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Innenenbleikiel der Yacht durch Batterien ersetzt wird, ein direkttreibender Asynchronmotor oder permanent erregter Synchronmotor mit einer Antriebsleistung für annähernd Rumpfgeschwindigkeit ausgelegt wird und daß bei ausreichendem Windantrieb der Motor über einen Wechselrichter auf generatorischen Betrieb zur Aufladung der Batterie genutzt wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com