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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität für die folgende chinesische Patentanmeldung, wobei sämtliche Inhalte davon durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden. Anmeldenummer: 202210349071.7 Anmeldedatum: 1. April 2022 Bezeichnung der Erfindung: Modular zusammengesetzte Photovoltaikplattformstruktur, die starkem Wind und kräftigen Wellen standhalten kann
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Photovoltaikplattformen, insbesondere eine modular zusammengesetzte Photovoltaikplattformstruktur, die starkem Wind und kräftigen Wellen standhalten kann.
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STAND DER TECHNIK
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Bisher werden schwimmende Photovoltaikanlagen in China vor allem auf stehenden Gewässern wie Seen und Stauseen mit sanftem Wind und schwachen Wellen errichtet. Dabei liegen die Wellenhöhen unter 2 m. Im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen in Seen und Stauseen sind schwimmende Photovoltaikanlagen auf dem Meer raueren Wind- und Wellenbedingungen ausgesetzt. Dabei können die Wellenhöhen mehr als 7 m betragen.
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Bei bestehenden Photovoltaikanlagen auf Gewässern werden in der Regel modulare flexible Photovoltaikanlagen aus Polyethylen hoher Dichte eingesetzt. Dabei ist eine Anordnung, die durch einfache Verbindungen gebildet wird, nicht in der Lage, kräftigen Wellen standzuhalten; bei der Verwendung eines starren Schwimmkörpers, beispielsweise eines schiffsartigen oder halbtauchenden ultragroßen Schwimmkörperfundaments, für Photovoltaikanlagen auf Gewässern werden dann hohe Kosten verursacht. Eine herkömmliche Photovoltaikstruktur auf Gewässern ist nicht für Umgebung auf dem Meer mit rauen Wind- und Wellenbedingungen anwendbar und bei einer bestehenden Photovoltaikplattformstruktur mit einer quadratförmigen Verbindung ist ein Verbindungselement beim Umgang mit Wellen aus mehreren Richtungen großen Belastungen ausgesetzt. Daher ist es notwendig, eine kostengünstige Photovoltaikstruktur, die mit Wellen aus mehreren Richtungen umgehen kann, vorzuschlagen.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Angesichts des oben beschriebenen technischen Problems im Stand der Technik, dass bestehende Photovoltaikanlagen auf Gewässern in der Regel flexible Photovoltaikanlagen sind und keinen kräftigen Wellen standhalten können, während bei der Verwendung eines starren Schwimmkörpers für Photovoltaikanlagen auf Gewässern hohe Kosten verursacht werden, schlägt die vorliegende Erfindung eine modular zusammengesetzte Photovoltaikplattformstruktur, die starkem Wind und kräftigen Wellen standhalten kann, vor.
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Die vorliegende Erfindung schlägt eine modular zusammengesetzte Photovoltaikplattformstruktur, die starkem Wind und kräftigen Wellen standhalten kann, vor. Sie umfasst:
- mehrere Einzelplattformmodule, die mehrere Plattformmoduleinheiten bilden, die die Photovoltaikplattformstruktur bilden, wobei zwei benachbarte Einzelplattformmodule miteinander beweglich verbunden sind, wobei das Einzelplattformmodul eine Photovoltaikplattform umfasst, wobei auf der Photovoltaikplattform ein Photovoltaikmodul vorgesehen und unter der Photovoltaikplattform eine schwimmende Standsäule fest angeordnet ist, wobei ein der Photovoltaikplattform abgewandtes Ende der schwimmenden Standsäule über einen Festmacher mit einem Verankerungsfundament verbunden ist.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Plattformmoduleinheit mindestens vier Einzelplattformmodule umfasst.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass zwei benachbarte Einzelplattformmodule über ein Scharnier oder ein Kugelgelenk miteinander beweglich verbunden sind.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass das Einzelplattformmodul die Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass vier Einzelplattformmodule eine Plattformmoduleinheit bilden.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Photovoltaikplattformstruktur Wind und Wellen aus drei Gruppen von Richtungen standhaltet.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass das Einzelplattformmodul die Form eines gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecks hat.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass acht Einzelplattformmodule eine Plattformmoduleinheit bilden.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Photovoltaikplattformstruktur Wind und Wellen aus vier Gruppen von Richtungen standhaltet.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Photovoltaikplattformstruktur ferner ein dynamisches Seekabel umfasst, das an einem Ende mit der einzelnen Photovoltaikplattform verbunden ist, wobei ein der jeweiligen Photovoltaikplattform abgewandtes Ende des dynamischen Seekabels mit einem Aufwärtsumspannwerk verbunden ist.
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Gegenüber dem Stand der Technik zeichnet sich die vorliegende Erfindung durch die folgenden vorteilhaften Auswirkungen aus:
- Bei den Einzelplattformmodulen der Photovoltaikplattformstruktur nach der vorliegenden Erfindung werden mehrere Dreiecke zu einer Anordnung zusammengesetzt, sodass die Photovoltaikplattformstruktur mit Wind und Wellen aus mehreren Richtungen umgehen kann und beim Passieren der Wellen eine Abstimmung damit durch Verformung ermöglicht wird, wodurch eine Abstimmung bei mehreren Wellenrichtungen flexibler gewährleistet und die Belastung der Verbindungsmechanismen zwischen Plattformen verringert wird.
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Indem die Einzelplattformmodule der Photovoltaikplattformstruktur nach der vorliegenden Erfindung miteinander beweglich verbunden sind, können die Einzelplattformmodule gegeneinander gefaltet werden, um eine bessere Anpassung an Wind und Wellen zu ermöglichen und eine Beschädigung der Photovoltaikplattformstruktur durch Wind und Wellen zu vermeiden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und/oder weiteren Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher und besser verständlich gemacht. Darin zeigen:
- 1 eine schematische Strukturansicht der Einzelplattformmodule nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Strukturansicht der Photovoltaikmoduleinheiten nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine schematische Darstellung der Photovoltaikmoduleinheiten sowie der Wind- und Wellenrichtungen, mit denen die Photovoltaikmoduleinheiten umgehen können, bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Einzelplattformmodule die Form eines gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecks haben;
- 4 eine schematische Strukturansicht der Photovoltaikplattformstruktur nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 5 eine schematische Darstellung der Photovoltaikmoduleinheiten sowie der Wind- und Wellenrichtungen, mit denen die Photovoltaikmoduleinheiten umgehen können, bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Einzelplattformmodule die Form eines gleichseitigen Dreiecks haben;
- 6 eine schematische Darstellung der Kugelgelenkverbindung zwischen den Einzelplattformmodulen;
- 7 eine schematische Darstellung des Scharniers.
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Beschreibung der Bezugszeichen:
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Photovoltaikplattform 1, Photovoltaikmodul 2, schwimmende Standsäule 3, Verankerungsfundament 4, Festmacher 5, dynamisches Seekabel 6, Scharnier 7, Kugelgelenk 8, erstes Einzelplattformmodul 9, zweites Einzelplattformmodul 10, drittes Einzelplattformmodul 11, viertes Einzelplattformmodul 12, erste Wind- und Wellengruppe 13, zweite Wind- und Wellengruppe 14, dritte Wind- und Wellengruppe 15, fünftes Einzelplattformmodul 16, sechstes Einzelplattformmodul 17, siebtes Einzelplattformmodul 18, achtes Einzelplattformmodul 19, neuntes Einzelplattformmodul 20, zehntes Einzelplattformmodul 21, elftes Einzelplattformmodul 22, zwölftes Einzelplattformmodul 23, a-te Wind- und Wellengruppe 24, b-te Wind- und Wellengruppe 25, c-te Wind- und Wellengruppe 26, d-te Wind- und Wellengruppe 27.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird auf Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher eingegangen, deren Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Dabei stehen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen stets für gleiche oder ähnliche Elemente oder Elemente mit gleichen oder ähnlichen Funktionen. Die nachstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand beiliegender Zeichnungen ist beispielhaft und dient lediglich zur Erläuterung der Erfindung, wobei hierbei keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung vorliegt.
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Nachfolgend wird die modular zusammengesetzte Photovoltaikplattformstruktur, die starkem Wind und kräftigen Wellen standhalten kann, nach Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Es wird auf 1 bis 7 hingewiesen. Die erfindungsgemäße modular zusammengesetzte Photovoltaikplattformstruktur, die starkem Wind und kräftigen Wellen standhalten kann, umfasst vor allem Einzelplattformmodule.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Einzelplattformmodul eine Photovoltaikplattform 1. Auf der Photovoltaikplattform 1 sind Photovoltaikmodule 2 vorgesehen, die matrixartig auf der Photovoltaikplattform 1 angeordnet sind. Es versteht sich, dass die Photovoltaikmodule 2 über Verbindungselemente fest auf der Photovoltaikplattform 1 angeordnet sein können.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist unter der Photovoltaikplattform 1 eine schwimmende Standsäule 3 fest angeordnet. Die schwimmende Standsäule 3 ist unter der Photovoltaikplattform 1 fest angeordnet. Die schwimmende Standsäule 3 stellt eine Auftriebskraft für die Photovoltaikplattform 1 bereit, sodass die Photovoltaikplattformstruktur auf der Wasseroberfläche schwimmt.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist die schwimmende Standsäule 3 hohl ausgebildet. Bei einigen konkreten Ausführungsbeispielen ist 90% des Raums im oberen Bereich der schwimmenden Standsäule 3 mit Luft gefüllt, während 10% des Raums im unteren Bereich ist als Betonstruktur ausgebildet. Eine derartige Gestaltung der schwimmenden Standsäule 3 kann einerseits eine Auftriebskraft für die Photovoltaikplattformstruktur bereitstellen und andererseits den Schwerpunkt der Photovoltaikplattform 1 absenken.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist ein der Photovoltaikplattform 1 abgewandtes Ende der schwimmenden Standsäule 3 mit einem Verankerungsfundament 4 verbunden. Im Detail ist das der Photovoltaikplattform 1 abgewandte Ende der schwimmenden Standsäule 3 über einen Festmacher 5 mit dem Verankerungsfundament 4 verbunden. Dabei kann das Verankerungsfundament 4 ein Pfahlverankerungsfundament, ein Saugeimer-Verankerungsfundament oder ein Schwergewichtsanker-Verankerungsfundament sein.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Photovoltaikplattformstruktur ferner ein dynamisches Seekabel 6, das an einem Ende mit der Photovoltaikplattform 1 verbunden ist. Ein der jeweiligen Photovoltaikplattform 1 abgewandtes Ende des dynamischen Seekabels 6 ist mit einem Aufwärtsumspannwerk (nicht dargestellt) verbunden. Das dynamische Seekabel 6 stellt Stromkabel für die Photovoltaikplattformstruktur bereit und überträgt Kommunikationssignale.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen sind zwei benachbarte Einzelplattformmodule miteinander beweglich verbunden. Die bewegliche Verbindung zwischen benachbarten Einzelplattformmodulen ermöglicht eine Drehung der Einzelplattformmodule relativ zueinander, um Wind und Wellen standzuhalten.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass zwei benachbarte Einzelplattformmodule über ein Scharnier 7 oder ein Kugelgelenk 8 miteinander beweglich verbunden sind.
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Wie in 2 gezeigt, sind die Einzelplattformmodule über das Scharnier 7 miteinander beweglich verbunden. Im Detail ist ein Teil des Scharniers 7 an einem Einzelplattformmodul fest angeordnet, während der andere Teil des Scharniers 7 an einem anderen, benachbarten Einzelplattformmodul angeordnet ist, womit zwei benachbarte Einzelplattformmodule verbunden werden. Es versteht sich, dass das Scharnier 7 einen ausreichend großen Drehwinkel aufweist, sodass beim Vorhandensein von Wind und Wellen sich benachbarte Einzelplattformmodule relativ zueinander drehen, um Wind und Wellen standzuhalten.
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Wie in 6 gezeigt, sind die Einzelplattformmodule über das Kugelgelenk 8 miteinander verbunden. Es versteht sich, dass das Kugelgelenk 8 einen bestimmten Drehwinkel aufweist, sodass beim Vorhandensein von Wind und Wellen sich benachbarte Einzelplattformmodule relativ zueinander drehen, um Wind und Wellen standzuhalten.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen bilden mehrere Einzelplattformmodule eine Plattformmoduleinheit und mehrere Plattformmoduleinheiten bilden die Photovoltaikplattformstruktur. Das heißt, die kleinste Einheit der Photovoltaikplattformstruktur ist die Plattformmoduleinheit, deren kleinste Einheit das Einzelplattformmodul ist. Durch modulares Zusammensetzen der Einzelplattformmodule wird schließlich die Photovoltaikplattformstruktur gebildet.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Plattformmoduleinheit mindestens vier Einzelplattformmodule umfasst. Die Einzelplattformmodule sind beweglich miteinander verbunden. Um Wind und Wellen besser standhalten zu können, umfasst die Plattformmoduleinheit mindestens vier Einzelplattformmodule. Es versteht sich, dass, je höher die Anzahl der Einzelplattformmodule ist, die die Plattformmoduleinheit umfasst, desto kleiner die Größe der Einzelplattformmodule ist, womit eine bessere Anpassung an Wind und Wellen ermöglicht wird.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass das Einzelplattformmodul die Form eines gleichschenkligen Dreiecks hat. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass vier Einzelplattformmodule eine Plattformmoduleinheit bilden.
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Wie in 5 gezeigt, ist am Beispiel eines gleichseitigen Dreiecks vorgesehen, dass vier Einzelplattformmodule eine Plattformmoduleinheit bilden und mehrere Plattformmoduleinheiten die Photovoltaikplattformstruktur bilden. Dabei handelt es sich bei den Einzelplattformmodulen jeweils um ein erstes Einzelplattformmodul 9, ein zweites Einzelplattformmodul 10, ein drittes Einzelplattformmodul 11 und ein viertes Einzelplattformmodul 12. Die Photovoltaikplattform kann Wind und Wellen aus drei Gruppen von Richtungen standhalten.
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Zum besseren Verständnis werden Richtungen von Wind und Wellen mit den Begriffen oben, unten, links und rechts beschrieben. Die Richtungen der ersten Wind- und Wellengruppe 13 verlaufen entlang der Oben-Unten-Richtung. Die Richtungen der zweiten Wind- und Wellengruppe 14 entsprechen einer Drehung der Richtungen der ersten Wind- und Wellengruppe 13 um 60° gegen den Uhrzeigersinn. Die Richtungen der dritten Wind- und Wellengruppe 15 entsprechen einer Drehung der Richtungen der ersten Wind- und Wellengruppe 13 um 60° im Uhrzeigersinn.
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Wenn sich Wind und Wellen von oben nach unten bewegen, dreht sich das erste Einzelplattformmodul 9 um die untere Kante des ersten Einzelplattformmoduls 9; wenn sich Wind und Wellen von unten nach oben bewegen, drehen sich das zweite Einzelplattformmodul 10, das dritte Einzelplattformmodul 11 und das vierte Einzelplattformmodul 12 um die obere Kante des dritten Einzelplattformmoduls 11; wenn sich Wind und Wellen von links oben nach rechts unten bewegen, drehen sich das erste Einzelplattformmodul 9, das zweite Einzelplattformmodul 10 und das dritte Einzelplattformmodul 11 um die rechte Kante des dritten Einzelplattformmoduls 11; wenn sich Wind und Wellen von rechts unten nach links oben bewegen, dreht sich das vierte Einzelplattformmodul 12 um die linke Kante des vierten Einzelplattformmoduls 12; wenn sich Wind und Wellen von rechts oben nach links unten bewegen, drehen sich das erste Einzelplattformmodul 9, das dritte Einzelplattformmodul 11 und das vierte Einzelplattformmodul 12 um die linke Kante des dritten Einzelplattformmoduls 11; wenn sich Wind und Wellen von links unten nach rechts oben bewegen, dreht sich das zweite Einzelplattformmodul 10 um die rechten Kante des zweiten Einzelplattformmoduls 10.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, ist am Beispiel eines gleichschenkligen Dreiecks vorgesehen, dass acht Einzelplattformmodule eine Plattformmoduleinheit bilden und mehrere Plattformmoduleinheiten die Photovoltaikplattformstruktur bilden. Dabei sind zugunsten der Unterscheidung die Einzelplattformmodule jeweils als fünftes Einzelplattformmodul 16, sechstes Einzelplattformmodul 17, siebtes Einzelplattformmodul 18, achtes Einzelplattformmodul 19, neuntes Einzelplattformmodul 20, zehntes Einzelplattformmodul 21, elftes Einzelplattformmodul 22 und zwölftes Einzelplattformmodul 23 gekennzeichnet. Die Photovoltaikplattform kann Wind und Wellen aus vier Gruppen von Richtungen standhalten.
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Zum besseren Verständnis werden Richtungen von Wind und Wellen mit den Begriffen oben, unten, links und rechts beschrieben. Die Richtungen der a-ten Wind- und Wellengruppe 24 verlaufen entlang der Oben-Unten-Richtung. Die Richtungen der b-ten Wind- und Wellengruppe 25 verlaufen entlang der Links-Rechts-Richtung. Die Richtungen der c-ten Wind- und Wellengruppe 26 entsprechen einer Drehung der Richtungen der a-ten Wind- und Wellengruppe 24 um 45° gegen den Uhrzeigersinn. Die Richtungen der d-ten Wind- und Wellengruppe 27 entsprechen einer Drehung der Richtungen der a-ten Wind- und Wellengruppe 24 um 45° im Uhrzeigersinn.
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Wenn sich Wind und Wellen von oben nach unten bewegen, drehen sich das fünfte Einzelplattformmodul 16, das sechste Einzelplattformmodul 17, das siebte Einzelplattformmodul 18 und das achte Einzelplattformmodul 19 um eine gegen das achte Einzelplattformmodul 19 anliegende schräge Kante des fünften Einzelplattformmoduls 16; wenn sich Wind und Wellen von unten nach oben bewegen, drehen sich das neunte Einzelplattformmodul 20, das zehnte Einzelplattformmodul 21, das elfte Einzelplattformmodul 22 und das zwölfte Einzelplattformmodul 23 um eine gegen das zwölfte Einzelplattformmodul 23 anliegende schräge Kante des neunten Einzelplattformmoduls 20; wenn sich Wind und Wellen von links oben nach rechts unten bewegen, drehen sich das fünfte Einzelplattformmodul 16, das sechste Einzelplattformmodul 17, das siebte Einzelplattformmodul 18 und das zwölfte Einzelplattformmodul 23 um eine gegen das zwölfte Einzelplattformmodul 23 anliegende rechtwinklige Kante des siebten Einzelplattformmoduls 18; wenn sich Wind und Wellen von rechts unten nach links oben bewegen, drehen sich das achte Einzelplattformmodul 19, das neunte Einzelplattformmodul 20, das zehnte Einzelplattformmodul 21 und das elfte Einzelplattformmodul 22 um eine gegen das elfte Einzelplattformmodul 22 anliegende rechtwinklige Kante des achten Einzelplattformmoduls 19; wenn sich Wind und Wellen von rechts oben nach links unten bewegen, drehen sich das sechste Einzelplattformmodul 17, das siebte Einzelplattformmodul 18, das achte Einzelplattformmodul 19 und das neunte Einzelplattformmodul 20 um eine gegen das neunte Einzelplattformmodul 20 anliegende rechtwinklige Kante des sechsten Einzelplattformmoduls 17; wenn sich Wind und Wellen von links unten nach rechts oben bewegen, drehen sich das fünfte Einzelplattformmodul 16, das neunte Einzelplattformmodul 20, das zehnte Einzelplattformmodul 21 und das zwölfte Einzelplattformmodul 23 um eine gegen das zehnte Einzelplattformmodul 21 anliegende schräge Kante des fünften Einzelplattformmoduls 16; wenn sich Wind und Wellen von links nach rechts bewegen, drehen sich das fünfte Einzelplattformmodul 16, das sechste Einzelplattformmodul 17, das elfte Einzelplattformmodul 22 und das zwölfte Einzelplattformmodul 23 um eine gegen das elfte Einzelplattformmodul 22 anliegende schräge Kante des sechsten Einzelplattformmoduls 17; wenn sich Wind und Wellen von rechts nach links bewegen, drehen sich das siebte Einzelplattformmodul 18, das achte Einzelplattformmodul 19, das neunte Einzelplattformmodul 20 und das zehnte Einzelplattformmodul 21 um eine gegen das zehnte Einzelplattformmodul 21 anliegende schräge Kante des siebten Einzelplattformmoduls 18.
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Trotz der dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung versteht sich für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet, dass ohne Abweichung von dem Prinzip und dem Geist der Erfindung verschiedene Abänderungen, Modifikationen, Substitutionen und Varianten für solche Ausführungsbeispiele möglich sind und der Umfang der vorliegenden Erfindung von den beiliegenden Ansprüchen und deren Äquivalent definiert wird.
