WO2021028731A1

WO2021028731A1 - Anlage zur gewinnung von energie, nahrungs- und futtermitteln und/oder wasser

Info

Publication number: WO2021028731A1
Application number: PCT/IB2020/054998
Authority: WO
Inventors: Harald GRÄSS
Original assignee: Msp Construction Ag
Current assignee: Msp Construction Ag
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: CH716496A2; CH716466B1; CH716466A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Gewinnung von Energie und/oder Wasser, insbesondere geeignet für einen dezentralen Einsatz, zur Aufstellung in ländlichen Regionen oder in Regionen mit schwacher lnfrastruktur. Zur Verfügung gestellt werden soll eine Anlage, die trotz einfacher dezentraler Aufstellung in ländlichen oder strukturschwachen Regionen eine zumindest teilweise, doch möglichst vollständige, Versorgung einer grösseren Anzahl von Haushalten, Menschen und/oder Vieh mit Wasser und/oder Energie ermöglicht. Hierzu umfasst die Anlage ein Dach zur Anordnung von mindestens einem Photovoltaikmodul (14) und/oder mindestens einer Vorrichtung zur Entfeuchtung von Umgebungsluft, und beinhaltet mindestens ein Modul (1), welches zwei Strukturelemente (2, 3) in Form von Halbmodulen und ein, die Strukturelemente (2, 3) verbindendes Element aufweist.

Description

Anlage zur Gewinnung von Energie, Nahrungs- und Futtermitteln und/oder Wasser Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Gewinnung von Energie, Nahrungs- und Futtermitteln und/oder Wasser, gewerblichen Einsatz und insbesondere geeignet für einen dezentralen Einsatz, zut votzugsweisen Aufstellung in ländlichen Regionen oder in Regionen mit schwacher lnfrastruktur. Klimawandel und Zunahme der Weltbevölkerung stellen die Energie-,Trink- und Brauchwasserversorgung insbesondere in armen Ländern und Regionen mit schwacher lnfrastruktur vor immer grössere Herausforderungen, die mit konventionellen Tech nolog ien aufgru nd des I nvestitionsbedarfs u nd der Umweltfolgen kaum zu bewältigen sind. Anlagen zur Klimatisierung und Flüssigkeitsaufbereitung für einen dezentralen Einsatz sind bekannt. So offenbart die DE 102017122533 A1 eine derartige Anlage, die autark und kompakt ist. Sie umfasst mindestens eine Verdampferkammer für Rohwasser bzw. Abwasser, Kondensationskammern für das bei der Verdampfung entstehende Gas, einen Kältespeicher und eine Energiewandlungseinheit. Das Gas wird vor der Kondensationskammer durch einen Wärmetauscher geführt. ln der Verdampferkammer gebildetes Eis wird fi.rr Kühlungszwecke gespeichert. Erreicht werden soll eine Trinkwassererzeugung für ein Gebäude und eine Klimatisierung des Gebäudes mit geringer Energiezufuhr von aussen. Der Geräte- und I nsta llationsaufi¡,rand ist vergleichsweise hoch. ln der DE 102016014435 A1 ist ein Aufsatzmodul für einen stellbaren Trinkwassertank offenbart, wobei der Trinkwassertank mit einer Wasseraufbereitu n gsa n lage gekoppelt ist. Zu dessen Energieversorg u ng sind Solarpaneele vorgesehen, die den Trinkwassertank umhüllen und auch auf dem Aufsatzmodul vorgesehen sind. Zugleich ist das Aufsatzmodul als Regenwasserauffangschirm ausgebildet, von dem aufgefangenes Regenwasser in den Trinkwassertank geleitet wird. ln der DE 102004015728 A1 ist eine Vorrichtung zur autarken Wassergewinnung aus der Luftfeuchtigkeit gezeigt, die einfach aufgebaut ist. Ohne elektrische Hilfsmittel soll es möglich sein, ca. 1l Wasser je Quadratmeter Anlagenfläche (Folien) aus der Luft abzuscheiden. Hierzu wird umgebungsluft am Tag durch Erwärmung der Vorrichtung angesaugt und ein an einem, nachts ausgekühlten Kondensator unterhalb des Taupunkts gekühlt. Der gekühlte Luftstrom wird je nach Temperatur gedrosselt und nach Ablauf des Kondensationsprozesses mittels Gegenstrom mit der zugefü h rten Luft enruä rmt. Eine weitere derartige Vorrichtung ist in der DE 102017109658 A1 offenbart. Hierbei umfasst ein Kondensator zur Luftentfeuchtung wenigstens einen elektrisch angetriebenen Rotor in einem, an den Stirnflächen offenen, rohrförmigen Gehäuse, dessen Rotorblätter aus offenporigem Metallschaum bestehen.Zur aktiven Kühlung enthält der Kondensator mehrere Kühlelemente, zum Beispiel Peltierelemente, die mit den Rotorblättern verbunden sind. lm Betrieb werden die drehenden Rotorblätter auf eine Temperatur von 3-5 Grad unterhalb der Umgebungstemperatur gekühlt. Die in der strömenden Luft enthaltene Feuchtigkeit kondensiert an den gekühlten Rotorblättern, wobei der offenporige Metallschaum eine relativ grosse Kontaktfläche ermÖglicht. Das kondensierte Wasser wird an die innere Gehäusewand geschleudert und läuft in einen Wasserauffangbehälter. Die vorbeschriebenen Lösungen sind aufgrund der geringen Wassergewinnung nur für Einzelanwendungen bzw. einzelne Haushalte geeignet. Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Anlage zur Gewinnung von Energie, Nahrungs- und Futtermitteln und/oder Wasser und/oder gewerblichen Einsatz zu entwickeln, die trotz einfacher dezentraler Aufstellung in insbesondere ländlichen oder struktu rschwachen Reg ionen eine zumindest teilweise, doch mög lichst vollständ ige, Versorgung einer grösseren Anzahl von Haushalten, Menschen und/oder Vieh zum Beispiel mit Wasser und/oder Energie ermöglicht. Die Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemässe Anlage umfasst mindestens ein Modul, welches zwei Strukturelemente in Form von Halbmodulen und ein, die Strukturelemente verbindendes Element. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Anlage sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart. Ein erfindungsgemässes Modul umfasst bevorzugt zwei Strukturelemente ln Form von Halbmodulen und ein, die strukturelemente verbindendes Element. lnsbesondere sind mindestens drei, miteinander verbundene Module vorgesehen, die einen Dome bilden Mindestens ein strukturelement kann eine Terrasse, insbesondere eine Aussenterrasse a ufirueisen. Ein strukturelement umfasst einen Boden, ein wandsegment und ein Deckensegment mit einem Bogendach, wobei Wandsegment und Deckensegment unabhängig voneinander handhabbar sind. Das Bogendachkann als vom Erdboden beabstandetes oder bis zu diesem reichendes Dachausgebildet seinund umfasst eine, das Bogendach bildende Trageskelett- oder Stützen- Konstruktion. Weiterhin ist das Bogendach bevorzugt vollständig mit photovortaikmodulen belegt. Zur Absti.itzung des Bogendachs können, von der Trageskelett- oder Stützen- Konstruktion beabstandete, senkrecht zum Erdboden befindliche Stützen angeordnet sein. Mindestens ein, bevorzugt jedoch mehrere Container sind längs und/oder quer zur Längsrichtung der Anlage angeordnet, wobei der oder die container ein Standardcontainer für Seefracht ist. ln der erfindungsgemässen Bauweise sind dies auch vorgefertigte Fertigteile zur Montage auf der Baustelle in Form eines Moduls. Mindestens ein Container weist Steuerungseinrichtungen für den erzeugten Gleichstrom und Stellflächen für geladene und aufzuladende Batterien auf. Auf und/oder im Dachfirst kann mindestens ein Ventilator zur Ansaugung von Umgebungsluft angeordnet sein. Oder es stehen mindestens zwei Container bereit, einer für die Batterien und einer für Kondensator und wasserspeicher. Ein Container kann zudem mit Kondensatoren zur Abscheidung der Luftfeuchtigkeit und zugeordneten wasserspeichern für Brauchwasser versehen sein. Weiterhin kann ein Container als Gewächshaus, Wohn- und Schlafraum, Stallung, Bad- und Sanitäreinrichtung und/oder medizinische Einrichtung ausgebildet sein. Er kann mit einem Vorraum und einem Hauptraum ausgestattet sein, wobeiVorraum und Hauptraum mittels einer Tür voneinander trennbar sind. Für einen geringen Erstellungsaufi¡rand der Anrage weisen Bogendach und Deckensegment ein Gerüst aus steck- und verbindbaren Elementen, bevorzugt aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, auf. Ebenso können Wandsegmente aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen bestehen. Weiterhin können mehrere erfindungsgemässe Anlagen zum Beispiel parallel zueinander angeordnet sein und durch überdachte Bereiche und/oder Mittelmodule miteinander verbunden sein. Eine erfindungsgemässe Anlage bzw. Dome kann in Form eines Solar-Domes, eines Green-Domes, eines Agrar-Domes, eines Pharma-Domes, eines Life-Domes oder Parking-Domes ausgebildet sein, wobei auch kombin ierte Gestaltu ngsformen gegeben sind. Bei einer beispielsweisen Venruendung als Parking-Dome umfasst der Dome nur Deckensegmente mit einem Bogendach (solartiberdacht), das auf Stützen aus Polyethylen angeordnet ist. Es können auch längere Stützen vorgesehen sein, die ein doppelstöckiges Parken ermöglichen. Je nach Witterungsverhältnissen können die Seitenwände offen sein oder zumindest teilweise mit Wandprofilen aus zum Beispiel Polyethylen versehen sein. Ein Dome ist erfindungsgemäss eine modulare Konstruktion, zum Beispiel mit einer Spannweite von 26m, einer Tiefe von 2,1m und einer Höhe von 3,3m. Der Dome stellt eine bauliche Einheit dar, die generell zur Erzeugung elektrischer Energie mittels PV-Modulen dient, Je nach gefordertem elektrischem Ertrag kann die Anzahl der PV-Module erhöht werden, indem der Dome verlängert wird. Aufgrund der Standardisierung der Baueinheiten gelingt die Ausführung in beliebigen Längen. Die Längsachse des Domes wird bevorzugt lokal in Nord-Süd-Ausrichtung aufgestellt, d. h. die PV-Modulflächen haben eine Ost/Wes -Ausrichtung. Dadurch ergibt sich ein möglichst gleichförmiger elektrischer Ertrag - ohne die signifikante Mittagsspitze - im Tagesverlauf. Die Gründung des Domes ist mobil, selbsttragend und geschieht insbesondere ohne Fundament, Gründung oder Betonplatte. Der Dome wird mit Erdankern befestigt. Seine gewölbte Bauform ist bis zu einer Orkanstärke von 5 geprüft. Die einfachste Variante der Dome-Baureihe ist ein Solar-Dome mit einer metallischen Tragwerkskonstruktion und einer Dachverkleidung aus PV-Modulen. Unter dem Dome ergibt sich ein beschatteter Bereich. Der Solar-Dome erzeugt elektrische Energie. Die im Tagesgang durch die PV-Module erzeugte Energie kann insbesondere für elektrische Verbraucher unterhalb der Dome-Dachkonstruktion ven¡vendet werden. Der beschattete Raum unterhalb der gebogenen Dome- Konstruktion mit den PV-Modulen kann im einfachsten Fall unverbaut sein. Es kÖnnen jedoch auch Strukturelemente in Form von See-/Transportcontainern oder modulare Baueinheiten oder elektrische Verbrauch et, z. B. Maschinen, unterhalb des Solar-Domedachs untergebracht werden. Die tragende Metallkonstruktion des Solar- Domes ist mit einem freitragenden Boden, zum Beispier aus Kunststoff, insbesondere PE 100 inkl usive einer lsolationssch icht ausgestattet. Ein Dome bevorzugt mit PE 100 -Vierkantprofilen errichtet, die als Skelett für Boden, Wände und Decke eine statische Funktion übernimmt. Zusätzliche Stabilität erf¿ihrt die skelettbauweise durch verschweissten PE 100-Platten der lnnen- und Aussenverkleidung. Die Dome-Konstruktion kommt vorteilhaft ohne eigenes Fundament aus und ist daher in kurzer Zeit montierbar und demontierbar. An neuralgischen Punkten können jedoch Teilfundamente möglich sein. Die Gründung geschieht insbesondere mittels Erdanker, wobei jedes Modul bevorzugt auf 16 Erdanker gestellt wird. Abhängig vom Untergrund am Aufstellort werden unterschiedliche Typen von Erdankern verwendet. Die Bodenfläche des Domes liegt zum Beispiel ca. 30cm über Grund. Dadurch ergibt sich ein Überflutungsschutz gegen eindringendes Wasser für die installierten Ausrüstung. Der Dome kann daher in Katastrophengebieten eingesetzt werden und entspricht der Erdbebensicherheitsklasse 5 und ist damit auch für den Einsatz in Erdbebenregionen geeignet. Container oder Module können z.B. Batteriespeichersysteme oder Wechselakkus enthalten. Diese puffern Energie für eine spätere Ven¡vendung. Diese Speicher können zum Laden fest eingebauter Akkus in Fahrzeugen dienen oder sie sind als Wechselakku Bestandteil einer Ladeinfrastruktur fur z.B. elektrisch betriebene Fahrzeuge. Ebenso können dort Akkus in off-grid Regionen Verbraucher in Haushalten wie z.B. TV, Kühlschrank, Licht, Mobiltelefonen wiederkehrend geladen werden. Die elektrische Energie kann aber auch über geeignete Anbindung, z. B, Trafo, an das übergeordnete lokale Netz der Energieverteilers/-Versorgers gegeben werden. Ausserdem kann durch diese technische lnfrastruktureinheit mit derAnbindung an das lokale Stromnetz zusätzliche Energie zum Verbrauch innerhalb des Domes bezogen werden, bzw. können strahlungsschwache Perioden durch die Venrvendung externer Energie gepuffert werden. Der Dome kann über die ausschliessliche Erzeugung von elektrischer Energie hinaus enryeitert werden. Container des Solar- Domes können beliebige lnfrastruktureinheiten Platz biete n - z. B. für Lagerräume, Kälte-/Kühleinrichtungen, Erste-Hilfe-Einheiten, Aufenthaltsräume. Die Auslegung reicht von einfacherWohlfühlraumklimatisierung für z.B. den Life-Dome, über Anlagen zur Luftentfeuchtung und -konditionierung, z.B. beim Green-Dome, bis hin zu komplexen Systemen für lntensiv-, Klinik- und Lazarettbetrieb, z.B. beim Life- Dome. Möglich sind Standardkonfigurationen mit Splitanlagen zur Raumkonditionierung (Heizen/Kühlen). Komplexe Lüftungsanlagen im Klinikbetrieb werden und Einbezug von Fachleuten realisiert. Das Dome-Konzept strebt eine weitgehend autarke Versorgung mit elektrischer Energie an. Zu diesem Zweck ist der gesamte Solar-Dome mit PV-Modulen hoher Lichtausbeute bedeckt. Jeder Solar-Dome hat entsprechend leistu ngsfäh ige Wechselrichter zur wahlweisen Anbindung an das lokale Stromnetz und/oder zur Versorgung der elektrischen Verbraucher innerhalb des Domes. Wichtig für die Energiebilanz ist der Aufbau von Boden, Wand und Decke und die lsolation der Module gegenüber wechselnden Aussentemperaturen. Durch konstruktive Massnahmen aus der Anordnung der Pflanzebenen im Green- Dome, bevorzugt Aeropon ik-Systeme, der LED-Beleuchtu ng, der notwend igen Leistung der Umwälzpumpen im Wasserhaushalt, dem Zutritt von Tageslicht und der Wasser-, Lüftungs- und Temperaturführung soll ein möglichst energiesparender Betrieb mit einem höchstmöglichen Grad der Eigenversorgung erreicht werden. Dieser ist natürlich immer von der geographischen Lage des Aufstellungsortes abhängig. Der Solar-Dome kann als Stützpunkt für die Versorgung von elektrisch betrieben oder Plug in-Hybridfahrzeugen ausgestattet sein. Hierbei finden Konzepte einer 48V- Ladeinfrastruktur für PHEV-Lösungen oder reine Elektrofahrzeuge Anwendung. Die Fahrzeuge haben ln der Regel eine mehrstündige Standzeit bis zum Füllen der Akkuspeicher. Ebenso können Ladeeinrichtungen für Batterien vorgesehen sein, die geladene Batterien zum Austausch vorhalten. Fahrzeuge mit leeren Akkus können an diesen Solar-Domen lhre verbrauchten Speicher gegen andere, geladene Speicher, tauschen und unmittelbar wieder bewegt werden. Das Steuerungskonzept bezieht sich auf mehrere Systeme, die zumindest teilweise in ein Bedienkonzept integriert sind. Es betrifft dies die PV-Module, die Steuerung der Komponenten der Stromerzeugung und Energiewandlung, die Batteriespeicher sowie die Abgabe/Bezug von Energie. Auch sind Schnittstellen für Übenvachungszwecke für den externen Stromversorger notwendig Für die Führung der zahlreichen weiteren Systeme in den verschiedenen Dome- Konzepten sind eine Vielzahl von Parametern relevant um die optimale Konditionierung der Räumlichkeiten zu erreichen. Dies betrifft z,B. Temperatur, Luftfeuchte, Luftwechsel, Lüftung, CO₂-Gehalt, Licht, Steueru ng der Wasserversorgung mit Pumpen, Bewässerung, Düsen sowie die Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffe, ln einem Pharma-Dome können unter standardisierten und zur Umgebung abgesch irmten Bedingungen med izin ische Vorprod ukte oder auch Heilkräuter angebaut und ggf. verarbeitet werden. Weiterhin können die erforderlichen Räume für Labor, Trocknung, Verpacken, Lagern, Aufkonzentration etc. in den für die Aufgabenstellu ng notwend igen Ausstattu ngen bzg l. der Mobilbauweise, der lnnenraummaterialien und derArbeitsbedingungen, z.B. Temperatur, Luftreinheit, Luftfeuchte, Luftzusammensetzung (ggf. Begasen mit CO₂₎)Beleuchtung konzipiert und hergestellt werden. Ebenfalls gelingt die lntegration von z.B. Schleusen für Material oder Personen und andere von Dritten beigestellte Raumkonzepte. Bei einem Life-Dome ergibt sich der spezifische Verbrauch von elektrischer Energie durch das Nutzungskonzept innerhalb des Domes. Bei höherem spezifischen Verbrauch im Tagesverlauf kann durch optionale Batteriespeicher und durch Zufluss extern erzeugter Energie aus dem lokalen Stromnetz eine Funktion aller benötigten elektrischen Verbraucher gesichert werden. Der Life-Dome zeichnet sich durch verschiedene Strukturelemente für die Unterbringung oder den Aufenthalt von Personen, deren medizinische Versorgung oder deren Schulung und Unterrichtung aus, Für die Unterbringung von Personen können geeignete lnnenraumkonzepte aus Woh n-/Sch lafbereichen, Pantry-Küche mit Kü hlsch ran k, San itärbereich u nd abgetrennten Aussenbereichen erzeugt werden - z.B. für Familien sowie für Personengruppen. Der Life-Dome ist zur Unterbringung, Schutz und Versorgung von Personen konzipiert. Grundsätzlich kann dies mit Standard-Seecontainern oder in Modulbauweise erfolgen. Der Life-Dome eignet sich für die temporäre wie auch dauerhafte Unterbringung in Notsituationen, z.B. nach Erdbeben oder Epidemien. Vorgesehen sind insbesondere Schlaf- und Wohnräume, ggf. mit Aussenterrasse, dazu eine Pantryküche, LED-Deckenbeleuchtung, Lademöglichkeit auf Basis USB- Buchse, Radio/TV. ln die Brüstung derAussenterrasse können Wechselrichter und Elektroverteilu ng integriert sein. Weiterhin können Sanitärmodule, Aufenthalts-, Speise- und Schulungsräume, eine Küche, Lager- und Kühlräume, lnfrastrukturräume, Technikräume, ein Büro, einVerbindungsgang und ggf. eine Aussenterrasse vorgesehen sein. Bei allen Varianten des Domes sind gleichwertige Konzepte für Aufbau und lsolation von Dach und Boden vorgesehen. Diese sichern den Einsatz und die Funktion der Strukturelemente und Ausrüstung, die unterhalb des Solar-Domedachs betrieben werden, unabhängig von der Aussentemperatur. Bei einer Ausführung der erfindungsgemässen Anlage als Green-Dome zeichnet sie sich durch verschiedene Strukturelemente für die Erzeugung von Nahrungsmitteln, wie z. B. Gemüse, Salaten, Kräutern, Tomaten, Pilzen und ähnlichen Pflanzen sowie Viehfutter resp. Futtermitteln (Agrar-Dome) aus. Für die Gemüseproduktion sind Einrichtungen verfügbar, die die Erzeugung von Pflanzen im sogenannten vertical farming ermöglichen. Ein Green-Dome beinhaltet Einrichtungen (Aeroponik) mit Sprühvorrichtung, Gestell und Wasserspeicherbecken, Pumpeinheit, automatisierter Sammeleinrichtung zur Speicherung von Regenwasser, klimatisierte Luftführung mit EinJAuslass, Sensorik und Steuerung. Eine LED-Ausstattung sowie ggf. Tageslichtzutritt durch Oberlicht (in Richtung Zentralflur) und Lichtzutritt durch Transmission von Tageslicht durch PV- Module mit integrierter bi-facial Funktion zur Steigerung des Energieertrages regeln die bedarfsgerechte Lichtintensität und ggf. das Lichtspektrum. Ggf. ist eine Einhausung zur Verdunkelung notwendig. PV-Module, Wechselrichter u. a. regeln den Energiefluss. Das Aeroponik -System verfügt zum Beispiel über 20 Pflanzrinnen (2. B. ähnlich einer Regenrinne oder einem U-formigen Trog) mit einem Durchmesser von 100mm in vertikalerAufstellung. Ein einzelnes Gestell istz. B. ca. 1,80m hoch und 1,50m breit, Die Rinnen sind in einerSchrägevon ca. 15 Grad angeordnet. Die Rinnen sind drehbar.Zur rückwärtigen Besprühung mit Nährlösung werden diese nach innen geneigt. Bis zu 16 solcher Gestelle sind in einem Halb-Modul anordenbar. Werden mehrere Dome-Konstruktionen nebeneinander verbaut, so wird auf die Einhaltung eines Mindestabstandes zwischen den Einheiten geachtet. Dies vermeidet bei flachem Sonnenstand eine Beschattung und damit eine Reduzierung der gewonnenen Energiemenge. Der Transport eines Halbmoduls eines Dome-Moduls erfolgt z. b. in einem Seecontainer und/oder in einem LKW-Trailer.Das Halbmodul kann in vier Einheiten zerlegt werden, davon zwei Teile mit Boden und rechteckigen Wandkonstruktion, ein Deckensegment und ein Flursegment. Alle vier Teile werden ineinander gelagert und passen sowohl in einen Seecontainer als auch in einen Trailer (Tieflader). Mit der erfindungsgemässen Anlage können die Arbeits- und Lebenshaltungskosten von Menschen, insbesondere in ländlichen Gebieten oder in armen Ländern deutlich gesenkt werden. Zudem kann auf die Bereitstellung von Brauchwasser und ggf. Trinkwasser vollständig oder zumindest in hohem Masse verzichtet werden. Dies senkt nicht nur die Lebenshaltungskosten der Menschen, sondern verringert auch den Ausstoss von CO₂ und den Verbrauch an fossilen Rohstoffen. Je nach gegebener lnfrastruktur oder bereits vorhandenen Ressourcen kann die erfindungsgemässe Anlage zur Gewinnung, Speicherung und Abgabe von Wasser und Energie oder nur einer der beiden Ressourcen eingerichtet sein. Ebenso ist die Anlage für einen gewerblichen Einsatz in verschiedenen Bereichen, zum Beispiel als Arbeits- und/oder Wohnanlage, land- oder gartenwirtschaftliche Nutzfläche oder auch als Parkraum für Fahrzeuge ven¡uendet werden. Es kann eine beliebige Kombinationen von Green-Dome Modulen, Agrar-Dome Modulen oder auch die Kombination mit Life-Dome Modulen erfolgen. Dadurch kann eine beliebige Infrastruktur geschaffen werden für Pflanzen-/Nahrungsmittelproduktion, Viehfuttererzeugung, KühlJKälteräume, Lagerräume, Erste-Hilfe-Stationen, Kliniken, medizinische Einrichtungen wie Labore, Anlagen zur Gewinnung von Brauchwasser und ggf. Trinkwasser, sowie unterkünfte, schulungsräume und Anlagen für humanitäre Projekte. Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. ln der Zeichnung zeigen die Fig.1: ein erfindungsgemässes Modul im Querschnitt; Fig.2: das Modul nach Fig. 1 in Draufsicht; Fig.3: ein Modul nach Fig.2 im Schnitt von oben (Draufsicht ohne Dach, PV-Module) Fig.4: ein erfindungsgemässes Strukturelement, vier Einheiten; Fig.5: einedindungsgemässes Modul in einer zweiten Ausführungsform; Fig.6: das Modulnach Fig.5in einem Teilschnitt; Fig.7: das Modul nach Fig.5 in einem zweiten Teilschnitt; Fig.8: das Modul nach Fig.5 in einem Längsschnitt; Fig.9: die Dachkonstruktion das Moduls nach Fig.5; Fig.10: die erfindungsgemässe Anlage in einer weiteren Ausführungsform; Fig. 11: einen Ausschnitt der Ausführungsform nach Fig. 10; Fig.12: ein Strukturelement nach Fig.4 in Transporflage und Fig.13: die erfindungsgemässe Anlage in einer weiteren Ausführungsform. Eine erfindungsmässe Anlage (Dome) ist in der Fig. 1 im Querschnitt in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Sie weist zumindest drei aneinandergebaute Module 1 auf, die je zwei Halbmodule 2, 3 aufi¡reisen. Ein Harbmodul 2, 3 umfasst ein Deckensegment 6 mit Bogendach 5, mindestens ein Wandsegment 8, 9 und einen Boden 7 (Fig. 1 bis 4). An der Stirnseite eines Halbmoduls 3 kann optional eine Terrasse 32, eine Aussenterrasse (Fig. 1)vorgesehen sein. Beide Habmodule2,3 sind mittels eines Flursegments 10, das einen Mittelgang 4 bildet, miteinander verbindbar. Ein Halbmodul 2, 3 kann in das Dachsegment 6, die wandsegmente 8, g, jeweils mit Boden 7 und das Flursegment 10 zerlegbar und kann so in einem Container 17 gelagert und zum Beispiel auf einem Tieflader 33 transportiert werden (Fig. 12). Das Bogendach 5 ist mit Photovoltaikmodulen 14 belegt und erstreckt sich bis zur Stirnseite der Halbmodule 2, 3 (Nummerierung prüfen, welche Fig. ?). Es kann sich jedoch auch bis an die Oberfläche des Untergrunds erstrecken (Fig. 1, 5). Das Deckensegment 6 (Nummerierung prüfen) weist eine gebogene Metallunterkonstruktion mit obergurt 16 und untergurtl5 (Fig. 1, 5 bis 7) mit statischer Festigkeit auf, die im Beispiel eine Spannweite von 26m über das gesamte Modul hat (Breite z. B 2,1m). Die Wandsegmente 8, I umfassen Wandprofile 11 und Vierkantprofile 12, beide aus Polyethylen bestehend (Container in älterer Ausführung können davon abweichend sein). Die Anlage (der Dome) steht auf Erdankern 13 (Fig.2, 3) im untergrund, die mit dem Boden 7 verbunden sind. Zwischen dem Boden 7 und der Oberfläche des untergrunds besteht im Beispiel ein Abstand von ca. 30cm, sodass auf ein Fundament verzichtet werden kann. ln speziellen Fällen, d. h. beiAufstellung von containern, ist jedoch ein Teilfundament 18, insbesondere im Bereich des Mittelgangs 4 (Fig. 5) möglich. ln bevorzugter Ausgestaltung sind die statisch tragenden Strukturen in Ständer- oder Skelettbauweise mit Kunststoffprofilen ausgeführt, beginnend mit einem Boden, Wänden mit Skelett plus, bevorzugt kraftflächig angeschweißten (PE100)- Kunststoffplatten, gefolgt von der Dachkonstruktion, wobei das Dach mit PV-Modulen bedeckt ist, Die kleinste funktionsfähige Einheit ist ein Halb-Modul (2. B. 12x2,1m). Hier kann z. B. in einer Ausprägung als ,,Agrar-Dome" Viehfutter für ca. 20 Kühe erzeugt werden. Damit kann z. B. ein kleiner landwirtschaftlicher Betrieb sein Futter direkt vor Ort erzeugen. Die erfindungsgemässe Anlage (Dome) in einer zweiten Ausführungsform(Fig. 5) weist ebenfalls ein Bogendach 5(Nummerierung prüfen) auf, das allerdings in Längsrichtung bis zur Oberfläche des Untergrunds reicht und über die gesamte Länge mit ErdankernT am Boden befestigt ist. Das Bogendach 5(Nummerierung prüfen) ist im Beispielwiederum vollständig mit Photovoltaikmodulen 14 bedeckt, ausgenommen einen Mittelgang a (Fig.2,10) im Bereich des Dachfirsts, der lnspektionszwecken dient. Als Solar-Dome dient er der Erzeugung von elektrischer Energie durch die als Dachverkleidung montierten PV-Module. Die erzeugte Energie kann gespeichert oder im Dome verbraucht werden und/oder nach Konvertierung in das lokale Netz des Stromversorgers eingespeist werden. Das Dachgerüst ist aus steck- und verbindbaren Elementen , zum Beispiel aus Stahlguss oder Leichtmetall gebildet. Es umfasst einen Untergurt 6 und einen Obergurt 7. Unterhalb des Mittelganges 4 sind in Längsrichtung durchgehend hintereinander Standard-Seefrachtcontainer 17 angeordnet, die eine stabile Konstruktion bilden und die begehbar sind. An den Stirnseiten der Anlage können die jeweiligen Contain er 17 noch mit einem Fundament 18 gesichert sein. Es ist mindestens ein Container 17 vorgesehen Die Verwendung von Containern 17 hatzudem den Vorteil, dass die Ausrüstung der Anlage vollständig in diesen gelagert werden kann, zum Beispiel bei Standortwechsel. Zusätzlich sind beidseitig von den Containern 17 weitere Stützen 19in Form von PE- Vierkantprofilen 12zur Abstützung des Bogendachs 5 angeordnet. Da das Bodendach 5 auf den Containern 17 aufliegend fixiert ist, stellt die Höhe der Container 17 im dargestellten Beispiel die maximale Raumhöhe dar. ln anderer Ausführung könnte die Raumhöhe der Anlage jedoch durch Fundamente unter den Containern 17 oder Aufbauten auf diesen erhöht werden. Ebenso könnte der Untergrund unter dem Bogendach 5 ausgehoben werden. Stirnseitig kann die Anlage ebenfalls durch Staubschutz- und Windschutzwände verschlossen sein, wie in der Fig.9 angedeutet. Weiterhin ist im Bereich des Mittelgangs 4 mindestens ein Ventilator 24, bevorzugt jedoch mehrere Ventilatoren24, zur Ansaugung von Umgebungsluft angeordnet. Die Ventilatoren 24 sind so angeordnet, dass unterschiedliche Windrichtungen nutzbar sind. Bevorzugt im Raum zwischen den Containern 17 und den Stützen 19können Abstellflächen für Fahrzeuge 12, insbesondere elektrisch angetriebene Fahrzeuge, Wege für Personen oder Beete 21 fúr Nutzpflanzen (Green-Dome) vorgesehen sein Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge 20 sind Ladestationen vorgesehen. Die Container 17 enthalten Steuerungseinrichtun gen 22 für den erzeugten Gleichstrom und Stellflächen für geladene und aufzuladende Batterien 23 (Fig. 7). Die Batterien 23 dienen als Energiespeicher für den Betrieb der erfindungsgemässen Anlage, der Fahrzeuge 20 sowie als Energiequellen für Haushalte o. a. Nutzer. Für letzteres werden die Batterien mit den Fahrzeugen 20 verteilt und leere Batterien 23 für eine erneute Aufladung wieder eingesammelt. Unterhalb der Ventilatoren 24 sind die Container 17 angeordnet, die mit Kondensatoren 25 zur Abscheidung der Luftfeuchtigkeit und zugeordneten Wasserspeichern 26 für Brauchwasser ausgestattet sind (Fig. 6, 8). Die Kondensatoren 25 werden ebenfalls mit Gleichstrom betrieben. Die Kühlanlagen werden betrieben mit z. B. 230V, aber auch wegen ihrer Ven¡vendung auf LKWs, mit 24Yolt (aus den Bordnetzen, ggf. auch mit48V-Anlagen)., so dass keine Wechselrichter benötigt werden. Die Wasserspeicher 26 können bei Bedarf und zur Verbesserung der Wasserqualität mit einer Wasseraufbereitungsanlage gekoppelt werden. Die Wasserspeicher 26 können austauschbare Module sein, die direkt mit den Fahrzeugen20zu den Haushalten o. a. Nutzern transportiertwerden. Oderdas Wasser wird in kleinere Lager- und Transportbehälter abgefüllt. lm dargestellten Beispiel beträgt die Raumhöhe der Anlage ca. 3m, die Länge ca. 50m und die Spannweite ca. 30m. Weitere in den Modulen 1 integrierte oder separate Strukturelemente, die nicht explizit dargestellt sind (2. B. in Bereichen geringerer Stehhöhe), stehen für ausgewählte Tätigkeitsbereiche, Technik, Lagerung, Kühlung, Trocknung oder Konditionierung der erzeugten Produkte zur Verfügung. ln einer weiteren Ausführungsform, wie mit der Fig. 10 angezeigt, ist eine komplexere Anlage beschrieben, die zudem aus mehreren Modulen 1 (Domen) besteht. Über die vorstehenden Anwendungen zur Energie- und Wassergewinnung sowie Pflanzenzucht ist die zweite Ausführungsform auch zur Unterbringung und Versorgung einer grösseren Anzahl von Personen, zur medizinischen Betreuung von Mensch und Tier, sowie zum grossflächigen Anbau von Nahrungs- und Futtermitteln, Gemüse, Kräutern und anderen Nutz- und Heilpflanzen geeignet. Sie kann somit auch als Forschungsstation, Lodge oder Flüchtlingscamp aufgebaut und venruendet werden. Die Basiskonstruktion des Bogendachs 5 ist analog zum zweiten Beispiel ausgeführt. Unterhalb des Bogendachs 5 sind Container 17, Standard- SeefrachtcontainerStandard-Seefrachtcontainer, quer zur Längsausdehnung/Längsrichtung mit den Längsseiten zueinander (Fig.10) angeordnet. Die Front- und Seitenwände sind tiben¡riegend nicht angebracht. Die Abstützung des Bogendachs 5 erfolgt durch senkrecht stehende Rahmenteile, und/oder Stützen 19, des Containers 17. Der lnnenraum des Containers 17 ist in einen Hauptraum 31 und einen Vorraum 29 unterteilt, wobei als Teiler eine Tür 30 vorgesehen sein kann (Fig. 11). Aufgrund der Aneinanderreihung der Container 17 ist der Vorraum 29 zugleich als Seitengang in Längsrichtung der Anlage geeignet. Anstelle ebenerdiger Nutzflächen wie im ersten Ausführungsbeispiel können einzelne Container 17, wie beim Green-Dome zuvor beschrieben, gewächshausartig ausgerüstet sein, um verschiedenste Pflanzen anzubauen. Der Freiraum unter dem Bogendach 5 zwischen Container 17 und Erdanker 7 kann als Stellfläche für Fahrzeuge, Werkzeug u. a. genutzt werden. lm Beispiel sind drei Dome in ihrer Längsausrichtung parallel zueinander angeordnet (Fig.10), wobei die einzelnen Dome durch überdachte Bereiche 27 und Mittelgänge 4 miteinander verbunden sind. Die überdachten Bereiche können auch Container 17 sein, die ebenfalls mit Photovoltaikmodulen 14 belegt sind (ebenso Mittelgänge 4). Die Mittelgänge 4 können auch als Gemeinschaftsräume, medizinische Einrichtungen o. a. venuendet werden. Möglich ist auch die Errichtung von Halb-Modulen oder Modulen auf Dächern von Gebäuden oderauf schwimmenden Pontons. Dies kann dann in urbanen Räumen, in Hafenanlagen, an Flüssen, auf landwirtschaftlichen Flächen, in Gewerbegebieten oder im Umfeld bestehender lnfrastrukturen, ländlicher Regionen, dezentral/off-grid- Regionen und Regionen schwacher lnfrastruktur sein. Die Konstruktion der beispielsgemässen Anlage ist sturmfest und vom TÜV für die höchste Tornadostufe zertifiziert.

Aufstellun g der verwendeten Bezugszeichen 1 Modul 2 Strukturelement 3 Strukturelement 4 Mittelgang 5 Bogendach 6 Deckensegment 7 Boden 8 Wandsegment 9 Wandsegment 10 Flursegment 11 Wandprofil 12 Vierkantprofil 13 Erdanker 14 Photovoltaikmodul 15 Untergurt 16 Obergurt 17 Container 18 Teilfundament 19 Stütze 20 Fahrzeug 21 Landwirtschaftliche Nutzfläche 22 Steuerungseinrichtung 23 Batterie 24 Ventilator 25 Kondensator 26 Tür Wasserspeicher 27 Hauptraum überdachter Bereich 28 Dachfirst 29 Vorraum 30 Tür 31 Hauptraum 32 Terrasse 33 Tieflader

Claims

Patentansprüche 1. Anlage, insbesondere geeignet für einen dezentralen Einsatz, umfassend ein Dach zur Anordnung von mindestens einem Photovoltaikmodul (14) und/oder mindestens einer vorrichtung zur Entfeuchtung von umgebungsluft, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Modul (1) umfasst, welches zwei Strukturelemente (2, 3) in Form von Halbmodulen und ein, die Strukturelemente (2, 3) verbindendes Element aufi¡¿eist.

2. Modul einerAnlage, insbesondere geeignet für einen dezentralen Einsatz dadurch gekennzeichnet, dass es zwei strukturelemente (2, 3) in Form von Halbmodulen und ein, die Strukturelemente (2,

3) verbindendes Element umfasst 3. Anlage nach Anspruch 1 oder Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Gewinnung von Energie und/oder Wasser, als Arbeits- und/oder Lebensra u m u nd/oder als landwirtschaftliche N utzfläche geeignet ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens drei, miteinander verbundene Module (1) umfasst, die einen Dome bilden, wobei bevorzugt ein Halb-Modul (2 ) durch ein mittiges Gangsegment mit einem Halb-Modul (3 verbunden ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein strukturelement (3) eine Terrasse (32) aufweist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strukturelement (2, 3) einen Boden

(7), ein Wandsegment (8, 9) und ein Deckensegment (6) mit einem Bogendach (s) umfasst, wobeiwandsegment (g, g) und Deckensegment (6) unabhängig voneinander handhabbar sind. Frage: gemeint Life-Dome?, ja, doch ist die Bezeichnung nicht Gegenstand des Anspruchs 7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogendach (5) als vom Erdboden beabstandetes oder bis zu diesem reichend ausgebildet ist und dass eine, das Bogendach (5) bildende Vierkantprofil- Konstruktion angeordnet ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstützung des Bogendachs (5), von der s.o.) Vierkantprofil- Konstruktion beabstandete, senkrecht zum Erdboden befindliche Stützen (19) angeordnet sind

9. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, bevorzugt jedoch mehrere Container (17) längs und/oder quer zur Längsrichtung der Anlage angeordnet sind, wobei der Container (17) ein Standardcontainer für Seefracht ist.

10. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogendach (5) vollständig mit Photovoltaikmodulen (14) belegt ist.

11. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf und/oder im Dachfirst mindestens ein Ventilator (24) zur Ansaugung von Umgebungsluft angeordnet ist.

12. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (17) Steuerungseinrichtungen (22) für den erzeugten Gleichstrom und Stellflächen für geladene und aufzuladende Batterien (23) aufweist.

13. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (17) mit Kondensatoren (25) zur Abscheidung der Luftfeuchtigkeit und zugeordneten Wasserspeichern (26) versehen ist.

14. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (17) als Gewächshaus, Wohn- und Schlafraum, Stallung, Bad- und sanitäreinrichtung und/oder medizinische Einrichtung ausgebildet ist.

15. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Container (17) mit einem Vorraum (29) und einem Hauptraum (31) versehen ist, wobei Vorraum (29) und Hauptraum (31) mittels einer Tür (30) voneinander trennbar sind.

16. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bogendach (5) und Deckensegment (6) ein Gerüst aus steck- und verbindbaren Elementen, bevorzugt aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen, umfasst

17. Anlage nach einem derAnsprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandsegment (8, 9) aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen besteht.

18. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagen (19) parallel zueinander angeordnet sind und durch überdachte Bereiche (22) und/oder Mittelmodule (23) miteinander verbunden sind.