DE19933651C2

DE19933651C2 - Fahrzeugdach mit außen liegendem Solargenerator

Info

Publication number: DE19933651C2
Application number: DE19933651A
Authority: DE
Inventors: Werner Paetz; Thomas Ganz; Helmut Teschner; Reinhard Wecker
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1999-07-17
Filing date: 1999-07-17
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2019-07-18
Also published as: US6423894B1; DE19933651A1

Abstract

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Fahrzeugdach mit einem außen auf einer festen Dachhaut (10) fest angebrachten Solargenerator (18) zum Erzeugen von Solarstrom für das Fahrzeug, wobei der Solargenerator zwischen einer ersten, räumlich kompakten Stellung und einer zweiten, räumlich weniger kompakten Stellung verstellbar ist, in welcher seine aktive, auf die Drehachse projizierte Solarfläche ist als in der ersten Stellung. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeugdach mit einem außen auf einer festen Dachhaut (10) angebrachten, in Dachlängsrichtung verlaufenden Befestigungselement (14, 16), das so ausgebildet ist, daß ein mobiler flächiger Solargenerator (Solarelemente 22) in das Befestigungselement eingeschoben werden kann und in einer Arbeitsstellung zum Erzeugen von Solarstrom von diesem gehalten wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem Aspekt ein Fahrzeugdach mit einem außen auf einer festen Dachhaut fest angebrachten Solargenerator zum Erzeugen von Solarstrom für das Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 37 11 180 A1 ist ein Dach eines Omnibusses mit einer Solaranlage bekannt, die durch ausklappbare oder ausschiebbare Module erweitert werden kann. Das Ausklappen oder Ausschieben ist nur bei stehendem Fahrzeug möglich. Die Solarmodule stehen seitlich über das Fahrzeug über und können dadurch leicht beschädigt werden.

Aus der DE 88 07 070 U1 ist ein Wohnwagen mit einem aus der Stirnseite ausklappbaren Solarmodul bekannt. Auch dieses Solarmodul ist nur im Stillstand nutzbar.

Aus DE 196 47 730 C1 ist ein Faltdach für ein Fahrzeug mit einem faltbaren Verdeck bekannt, das mit in Fahrzeuglängsrichtung in Abstand zueinander angeordneten Querspriegeln versehen ist, zwischen welchen an der Oberseite des Verdecks flächige Verstärkungselemente vorgesehen sind, die mindestens teilweise mit Solarzellen belegt sind. Der erzeugte Solarstrom dient dem Betrieb eines Gebläses und/oder dem Laden der Batterie.

Aus DE 38 30 484 A1 ist ein Schiebedach für ein Fahrzeug bekannt, bei welchem der Schiebedeckel mit Solarzellen versehen ist und entlang von zu beiden Seiten der Dachöffnung auf der festen Dachhaut angeordneten Führungsschienen verschiebbar gelagert ist. Je nach seiner Stellung verschließt der Deckel die Dachöffnung oder gibt sie wenigstens teilweise frei. Der erzeugte Solarstrom wird über eine in einer der Führungsschienen vorgesehenen Stromschiene mittels eines Gleitkontakts dem Fahrzeug zugeführt.

Aus DE 37 33 751 C2 ist eine mobile Box zum Aufsetzen auf das Dach eines Wohnanhängers bekannt, welche in ihrer Ruhestellung vier als Umfangsseiten eines Quadrats angeordnete langgestreckte Solarmodule umschließt. Die Solarmodule 0 sind in der Ruhestellung aufeinander geklappt und werden von einem verschiebbaren Deckei von oben abgedeckt. Die aktive Seite der Solarmodule weist dabei nach oben. Die Solarmodule sind so ausgebildet, daß sie aus der beschriebenen Ruhestellung nach Öffnen des Deckels der Box senkrecht nach oben geklappt werden können, wobei sie in der Aufsicht wiederum die Umfangsseiten eines Quadrats bilden. Die aktive Fläche der Solarmodule weist in dieser Arbeitsstellung jeweils zur Seite, so daß die Projektion der aktiven Fläche auf die Dachfläche in der Arbeitsstellung wesentlich geringer als in der Ruhestellung ist.

Aus DE 35 24 026 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Solarmodul bekannt, welches im Heckscheiben- oder Seitenscheibenbereich angeordnet ist und in einer Ruhestellung in zusammengefaltetem Zustand in einer Ablage im Fahrzeuginneren aufbewahrt werden kann, während es aus dieser Ruhestellung in eine Arbeitsstellung auffaltbar ist, wobei es sich in der Arbeitsstellung ebenfalls im Fahrzeuginnenraum befindet.

Aus DE 40 03 399 C2 ist ein im Innenraum eines Fahrzeugs angeordnetes Solarmodul bekannt, welches in die Frontsonnenblende integriert ist. Die Sonnenblende ist dabei zweiteilig aufklappbar ausgebildet, so daß in der ausgeklappten Stellung der Sonnenblende die aktive Fläche des Solarmoduls vergrößert ist. Das Solarmodul ist im Fahrzeuginnenraum angeordnet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugdach zu schaffen, welches ein möglichst hohes Angebot an solarerzeugter Leistung bei geringerem Platzbedarf bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft, daß der Solargenerator insofern flexibel ist, daß zwischen einer räumlich kompakten Stellung, in welcher die erzeugte Solarleistung gering ist, und einer weniger kompakten Stellung gewählt werden kann, in welcher die erzeugte Solarleistung größer ist, wobei die Solargeneratoren in keinem Falle über das feste Fahrzeugdach hinausragen. Dabei ist außen auf der festen Dachhaut ein sich in Dachlängsrichtung erstreckendes Befestigungselement angebracht, welches als Befestigung für den Solargenerator mindestens in der zweiten Stellung wirkt.

Vorzugsweise ist der Solargenerator so ausgebildet, daß die erste Stellung für den Fahrbetrieb geeignet ist, während die zweite Stellung für den Standbetrieb geeignet ist. Da die in der zweiten Stellung zusätzlich zu der ersten Stellung geschaffene Solargeneratorfläche nicht den Anforderungen für eine Hochgeschwindigkeitsfahrt genügen muß, kann dieser Generatorteil, bezogen auf die erzeugte Leistung, wesentlich einfacher und damit preisgünstiger ausgestaltet sein als die in der ersten Stellung aktive Solargeneratorfläche.

Bei den Befestigungselementen handelt es sich vorzugsweise um eine entsprechend modifizierte Dachreling. Dies hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen Befestigungselemente, die nicht ohnehin schon vorhanden sind, vorgesehen werden müssen.

Vorzugsweise umfaßt der Solargenerator mehrere flächige Solarelemente, wobei mindestens eines der Solarelemente verstellbar ist und die Solarelemente in der ersten Stellung im wesentlichen übereinander liegen und in der zweiten Stellung im wesentlichen flächig nebeneinander liegen. Dabei umfaßt der Solargenerator vorzugsweise ein Gehäuse, das als flache Box ausgebildet ist und in der ersten Stellung des Solargenerators alle Solarelemente aufnimmt.

Das Befestigungselement umfaßt vorzugsweise zwei in Dachlängsrichtung verlaufende parallele Führungsschienen, zwischen welchen die verstellbaren Solarelemente außerhalb der ersten Stellung geführt sind, wobei die Führungsschienen als Kontaktschienen für den elektrischen Kontakt der verstellbaren Solarelemente in der zweiten Stellung ausgebildet sind.

Vorzugsweise liegen die Solarelemente in der zweiten Stellung so weit über der festen Dachhaut, daß eine Hinterlüftung der Solarelemente erfolgt.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdachs mit in einer Ruhestellung befindlichem Solargenerator;

Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1, wobei jedoch der Solargenerator in einer Arbeitsstellung gezeigt ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1; und

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 ist eine feste Dachhaut 10 eines Fahrzeugdachs mit einer Dachöffnung versehen, welche von einem Deckel 12 verschlossen ist. An jeder Seite des Fahrzeugdachs ist eine Schiene 14 bzw. 16 einer modifizierten Dachreling außen auf der festen Dachhaut fest angebracht. Nahe dem hinteren Ende der Schienen 14, 16 ist ein Solargenerator 18 zwischen den beiden Schienen 14, 16 fest an diesen angebracht. Der Solargenerator 18 umfaßt ein Gehäuse 20, das als flache Box ausgebildet ist. In der in Fig. 1 bzw. 3 dargestellten Ruhestellung des Solargenerators sind drei verstellbare flächige Solarelemente 22 übereinander liegend in dem Gehäuse 20 aufgenommen. Ferner ist in dem Gehäuse 20 ein feststehendes Solarelement 24 vorgesehen, welches unterhalb einer transparenten Abdeckung 26 des Gehäuses 20 feststehend oberhalb der übereinander liegenden verstellbaren Solarelemente 22 angeordnet ist.

Die Schienen 14, 16 sind als Führungsschienen für die verstellbaren Solarelemente 22 ausgebildet, so daß die verstellbaren Solarelemente 22 aus der in Fig. 1 bzw. 3 gezeigten kompakten Stellung in eine Arbeitsstellung gemäß Fig. 2 bzw. 4 gebracht werden können, in welcher sie im wesentlichen flächig nebeneinander liegen und im wesentlichen die gesamte Dachfläche abdecken. In dieser Arbeitsstellung, in welcher der Solargenerator insgesamt räumlich weniger kompakt ist, ist die aktive, auf die Dachebene projizierte Solarfläche des Solargenerators 18 wesentlich größer als in der Ruhestellung gemäß Fig. 1 bzw. 3, in welcher nur das feststehende Solarelement 24 aktiv ist. In der Arbeitsstellung sind dagegen alle Solarelemente 22 bzw. 24 aktiv. Die Führungsschienen 14, 16 sind auch als Kontaktschienen für die verstellbaren Solarelemente 22 ausgebildet, so daß diese in der Arbeitsstellung einen entsprechenden elektrischen Kontakt mit entsprechenden elektrischen Ableitungen bilden, so daß der von den verstellbaren Solarelementen 22 erzeugte Solarstrom zusätzlich zu dem von dem feststehenden Solarelement 24 erzeugten Solarstrom genutzt werden kann. Der erzeugte Solarstrom kann beispielsweise zum Betrieb eines Lüfters im Fahrzeuginnenraum und/oder zum Aufladen der Fahrzeugbatterie benutzt werden.

Gemäß Fig. 4 sind die Führungsschienen 14, 16 so ausgebildet, daß die verstellbaren Solarelemente 22 in der Arbeitsstellung einige Zentimeter über der festen Dachhaut 10 liegen, so daß die Solarelemente 22 hinterlüftet werden, so daß einerseits die Solarelemente 22 und 24 weniger stark erhitzt werden, als wenn sie in einer geschlossenen Dachfläche eingebaut wären, und andererseits die Solarelemente 22 und 24 die direkte Sonneneinstrahlung auf die feste Dachhaut 10 bzw. den Deckel 12 verhindern, was die Aufheizung des Fahrzeuginnenraums verringert.

Das Gehäuse 20 des Solargenerators 18 ist so ausgebildet, daß es in der Ruhestellung gemäß Fig. 1 bzw. 3 den Anforderungen für eine Hochgeschwindigkeitsfahrt genügt. Andererseits ist der Solargenerator 18 jedoch so ausgebildet, daß er in der in Fig. 2 bzw. 4 gezeigten Arbeitsstellung nur bei im wesentlichen stehendem Fahrzeug benutzt werden kann. Dadurch können die verstellbaren Solarelemente 22 einfacher und kostengünstiger ausgebildet sein, als wenn sie feststehend angebracht wären und somit den Bedingungen für Hochgeschwindigkeitsfahrt genügen müßten.

Die Verstellung des Solargenerators 18 zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung bzw. umgekehrt kann mittels eines elektrischen Antriebs oder manuell erfolgen. Im Falle einer elektrischen Verstellung kann zur Steuerung eine Verknüpfung mit Klimakomponenten des Fahrzeugs erfolgen.

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß keine feststehenden Solarelemente für den Fahrbetrieb vorgesehen sind, so daß der Solargenerator in der Ruhestellung nicht feststehend auf dem Fahrzeugdach montiert sein muß. Dabei ist der Solargenerator so ausgebildet, daß er in der Ruhestellung beispielsweise in zusammengeklapptem oder zusammengeschobenem Zustand beispielsweise im Kofferraum oder im Fahrzeuginnenraum aufbewahrt wird, während er bei Bedarf manuell in ein außen auf der festen Dachhaut angebrachtes, in Dachlängsrichtung verlaufendes Befestigungselement eingeschoben wird, um in der sich so ergebenden Arbeitsstellung Solarstrom zu erzeugen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Solargenerator und das Befestigungselement ähnlich wie bei der in Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform ausgebildet, d. h. mehrere in der Arbeitsstellung flächig nebeneinander liegende verstellbare Solarelemente 22 können in Schienen 14, 16 einer modifizierten Dachreling eingeschoben werden. Dabei sind die Schienen 14, 16 als Führungsschienen ausgebildet, die zugleich auch als Kontaktschienen zum Herstellen eines elektrischen Kontakts in der Arbeitsstellung zur Ableitung des erzeugten Solarstroms ausgebildet sind. Im Unterschied zu der in Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform ist das feststehende Solarelement 24 durch ein viertes verstellbares Solarelement 22 ersetzt, wobei kein an den Schienen 14, 16 befestigtes Gehäuse 20 erforderlich ist.

Die Solarelemente 22 sind vorzugsweise im wesentlichen identisch als separate Elemente ausgebildet, die bei Bedarf einzeln nacheinander in die Schienen 14, 16 eingeschoben werden und dabei jeweils einzeln über die Schienen 14, 16 entsprechend elektrisch kontaktiert werden. Dabei ist vorstellbar, daß je nach Bedarf nicht alle vier Solarelemente 22, sondern nur eines oder zwei oder drei der Solarelemente 22 in die Schienen 14, 16 eingeschoben werden, um eine Arbeitsstellung zu bilden. Die einzelnen Solarelemente 22 können, wenn sie gerade nicht für die Arbeitsstellung benötigt werden, beispielsweise im Kofferraum des Fahrzeugs oder auch außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise in einer Garage, aufbewahrt werden. Vorzugsweise sind die Solarelemente 22 so ausgebildet, daß sie in der Arbeitsstellung nur für den Standbetrieb des Fahrzeugs geeignet sind, so daß sie entsprechend einfach und kostengünstig ausgebildet sein können.

Die Solarelemente 22 und 24 sind vorzugsweise als Folienmodule ausgebildet, wobei jeweils eine Mehrzahl von über entsprechende Verbinder elektrisch verbundene Solarzellen 28 in einer Klebefolienschicht 30 eingebettet sind, die wiederum nach oben und nach unten von einer Schutzschicht 32 bzw. 34 geschützt wird. Die obere Schutzschicht, bei der es sich um Kunststoff oder Glas handeln kann, ist transparent ausgebildet. In Fig. 4 sind an dem Solarelement 22 seitlich elektrische Kontakte 36 zu sehen, die jeweils einen elektrischen Kontakt mit einer Stromschiene 38 herstellen, die in den Führungsschienen 14 und 16 ausgebildet ist. Die Kontakte 36 sind vorzugsweise als elastische Federkontakte ausgebildet.

Obschon bei beiden Ausführungsformen die Solarelemente 22 vorzugsweise so ausgebildet sind, daß sie nur für einen Betrieb bei stehendem Fahrzeug geeignet sind, ist es jedoch grundsätzlich möglich, die Solarelemente des Solargenerators jeweils so auszubilden, daß sie auch für einen Betrieb bei fahrendem Fahrzeug geeignet sind.

Bezugszeichenliste

10

feste Dachhaut

12

Deckel

14

,

16

Führungsschienen

18

Solargenerator

20

Gehäuse

22

verstellbare Solarelemente

24

feststehendes Solarelement

26

Abdeckung von

20

28

Solarzellen

30

Klebeschicht

32

obere Schutzschicht

34

untere Schutzschicht

36

Kontakte

38

Stromschienen

Claims

1. Fahrzeugdach mit einem außen auf einer festen Dachhaut (10) fest angebrachten Solargenerator (18) zum Erzeugen von Solarstrom für das Fahrzeug, wobei der Solargenerator zwischen einer ersten, räumlich kompakten Stellung und einer zweiten, räumlich weniger kompakten Stellung verstellbar ist, in welcher seine aktive, auf die Dachebene projizierte Solarfläche größer ist als in der ersten Stellung, dadurch gekennzeichnet, daß außen auf der festen Dachhaut (10) ein sich in Dachlängsrichtung erstreckendes Befestigungselement angebracht (14, 16) ist, welches als Befestigung für den Solargenerator (18) mindestens in der zweiten Stellung wirkt.

2. Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Solargenerator (18) mehrere flächige Solarelemente (22, 24) umfaßt, wobei mindestens eines der Solarelemente (22) verstellbar ist und die Solarelemente in der ersten Stellung im wesentlichen übereinander liegen und in der zweiten Stellung im wesentlichen flächig nebeneinander liegen.

3. Fahrzeugdach nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der flächigen Solarelemente des Solargenerators (18) als feststehendes Solarelement (24) ausgebildet, dessen Stellung unabhängig von der Stellung des Solargenerators ist.

4. Fahrzeugdach nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Solargenerator (18) ein Gehäuse (20) umfaßt, das in der ersten Stellung des Solargenerators alle Solarelemente (22, 24) aufnimmt.

5. Fahrzeugdach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) als flache Box ausgebildet ist.

6. Fahrzeugdach nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) an seiner Oberseite mit einer transparenten Abdeckung (26) versehen ist, unter welcher das feststehende Solarelement (24) angeordnet ist.

7. Fahrzeugdach nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) an dem Befestigungselement (14, 16) befestigt ist.

8. Fahrzeugdach nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (14, 16) als Führung für die verstellbaren Solarelemente (22) für den Übergang zwischen den beiden Stellungen des Solargenerators (18) wirkt.

9. Fahrzeugdach nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement zwei in Dachlängsrichtung verlaufende parallele Führungsschienen (14, 16) umfaßt, zwischen welchen die verstellbaren Solarelemente (22) außerhalb der ersten Stellung geführt sind.

10. Fahrzeugdach nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (14, 16) als Kontaktschienen für den elektrischen Kontakt der verstellbaren Solarelemente (22) in der zweiten Stellung ausgebildet sind.

11. Fahrzeugdach nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Befestigungselement (14, 16) um eine entsprechend modifizierte Dachreling handelt.

12. Fahrzeugdach nach Anspruch 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarelemente (22, 24) in der zweiten Stellung so weit über der festen Dachhaut (10) liegen, daß eine Hinterlüftung der Solarelemente erfolgt.

13. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Solargenerator (18) so ausgebildet ist, daß die erste Stellung für den Fahrbetrieb geeignet ist, während die zweite Stellung für den Standbetrieb geeignet ist.