DE102010056604A1 - Photovoltaic cell arrangement for use in vehicle e.g. car, has bar-shaped modules that are connected with energy storage unit and power consumption unit, by control unit through cable - Google Patents

Photovoltaic cell arrangement for use in vehicle e.g. car, has bar-shaped modules that are connected with energy storage unit and power consumption unit, by control unit through cable Download PDF

Info

Publication number
DE102010056604A1
DE102010056604A1 DE102010056604A DE102010056604A DE102010056604A1 DE 102010056604 A1 DE102010056604 A1 DE 102010056604A1 DE 102010056604 A DE102010056604 A DE 102010056604A DE 102010056604 A DE102010056604 A DE 102010056604A DE 102010056604 A1 DE102010056604 A1 DE 102010056604A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
photovoltaic
modules
arrangement according
mat
rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010056604A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl.-Ing. Bauer Heinrich
Dipl.-Volkswirt Schlotmann Günter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OMEGA SOLAR VERWALTUNGS GmbH
Original Assignee
OMEGA SOLAR VERWALTUNGS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OMEGA SOLAR VERWALTUNGS GmbH filed Critical OMEGA SOLAR VERWALTUNGS GmbH
Priority to DE102010056604A priority Critical patent/DE102010056604A1/en
Publication of DE102010056604A1 publication Critical patent/DE102010056604A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
    • H01L31/0521—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

The photovoltaic cell arrangement has a resilient plastic-made carrier elements (2) on which several photovoltaic cells (1) are arranged on a spatial three-dimensional space. Several bar-shaped modules (3) are arranged adjacent to each other at a mutual distance about parallel direction of a layer containing a resilient transparent mass (4). A photovoltaic mat is formed by the modules integrated with the mass. The modules are connected with an energy storage unit and a power consumption unit by a control unit through a cable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von stabförmigen Solarmodulen für die Nutzung der Sonnenstrahlung zur Erzeugung von Strom oder Strom und Wärme. Diese neue Anordnung ermöglicht eine hohe Leistung pro Grundfläche und ist bei dem Einsatz auf ortveränderlichen Objekten, wie Kfz, Schiffe, Wohnwagen und dergleichen in der Leistungsausbeute relativ lageunempfindlich.The invention relates to an arrangement of rod-shaped solar modules for the use of solar radiation for generating electricity or electricity and heat. This new arrangement allows high performance per footprint and is relatively positionally insensitive to deployment on location-changeable objects such as automobiles, ships, caravans and the like in the power yield.

Stand der TechnikState of the art

Die Energieausbeute von handelüblichen Solarzellenmodulen (Photovoltaikzellen) liegt derzeit bei nur max. 16 Zur Steigerung der Energieausbeute sind neben der Verbesserung der Effektivität der Solarzellen selbst auch verbesserte konstruktive Lösungen für die Baueinheiten entwickelt worden.The energy yield of commercially available solar cell modules (photovoltaic cells) is currently only max. 16 In addition to improving the efficiency of the solar cells themselves, improved constructive solutions for the units have been developed to increase the energy yield.

Es ist bekannt, dass durch Kühlen der Solarzellen die Leistung gesteigert werden kann. Eine größere praktische Anwendung erfolgte bisher aber nur in Verbindung mit der Abwärmenutzung, da der technische Aufwand im Verhältnis zur Leistungssteigerung hoch ist. Diese Baueinheiten werden als Kombisolarmodule, bzw. Hybridsysteme bezeichnet. Hier wird mittels eines Wärmeableitungssystems gleichzeitig die Wärme des Kühlkreislaufs genutzt ( DE 19651226 A1 , DE 29615560 U und andere). Die praktischen Konstruktionen hierzu sind ebenfalls relativ aufwendig. Bei den bekannten flachen Photovoltaikbaueinheiten wird ein Kühlmedium (Luft, Wasser, Spezialfluid) frei bzw. durch Leitungen unterhalb der Solarzellen nach außen abgeführt. Dort wird die Wärme durch Wärmetauscher für die Nutzung entzogen.It is known that by cooling the solar cells, the power can be increased. A larger practical application has been made but only in connection with the use of waste heat, since the technical complexity is high in relation to the increase in performance. These units are referred to as Kombisolarmodule, or hybrid systems. Here, by means of a heat dissipation system at the same time the heat of the cooling circuit is used ( DE 19651226 A1 . DE 29615560 U and other). The practical designs for this are also relatively expensive. In the known flat Photovoltaikbaueinheiten a cooling medium (air, water, special fluid) is discharged freely or through lines below the solar cell to the outside. There, the heat is removed by heat exchangers for use.

Solarmodule in Röhrenform sind durch die Firma Solyndra bekannt. Auf einem dünnen Glasrohr sind allseitig Solarzellen aufgebracht. Das Glasrohr ist in einer größeren Glasröhre angeordnet. Der Zwischenraum ist mit einer Flüssigkeit zur Wärmeableitung gefüllt. Der Vorteil von räumlich angeordneten Solarzellen ist, das Streulicht besser genutzt wird. Diese Module werden bevorzugt auf Flachdächern eingesetzt.Solar modules in tubular form are known by the company Solyndra. On a thin glass tube solar cells are applied on all sides. The glass tube is arranged in a larger glass tube. The space is filled with a liquid for heat dissipation. The advantage of spatially arranged solar cells is that stray light is better utilized. These modules are preferably used on flat roofs.

Die Firma Flexell stellt Dünnschichtmodule auf der Basis von Plastikfolien her, die begrenzt elastisch verformbar sind. Spezielle Bauweisen für flexibel Solarmodule auf der Basis von Metallfolien oder Gewebe sind auch in dem DE 203 19 204 U1 offenbart. Diese eignen sich zum Aufkleben auf flexible oder räumlich geformte Träger. Der Wirkungsgrad der Module liegt aber bei nur 3%.The company Flexell manufactures thin film modules based on plastic films, which are limited elastically deformable. Special designs for flexible solar modules based on metal foils or fabric are also in the DE 203 19 204 U1 disclosed. These are suitable for sticking to flexible or spatially shaped carrier. The efficiency of the modules is only 3%.

Zur Verbesserung der Energieausbeute sind für Solarmodule und Kollektoren zur Wärmegewinnung Nachführungen bekannt. Durch mechanische Antriebe in Verbindung mit schwenkbar gelagerten Kollektor- bzw. Photovoltaikbaueinheiten und einer Steuereinheit werden diese der Sonnenbahn nachgeführt. Damit ist eine ständig optimale Stellung der Kollektoren, bzw. Solarzellen zur Sonne und damit eine höhere und gleichmäßigere Energieausbeute möglich. Die bekannten Nachführungen sind allerdings technisch aufwendig und erfordern durch die Bewegung der gesamten Anlage viel Bauraum und Energie. Die Bauteile sind der Umwelt und damit einem höheren Verschleiß ausgesetzt ( US PS 4,723,535 ). Das Gleiche gilt für die Variante gemäß der US PS 4,388,481 , mehrere freistehende, bewegliche Reflektoren nachzuführen. An vielen Einsatzorten, wie z. B. auf Hausdächer, werden diese deshalb nicht verwendet.To improve the energy yield for solar modules and collectors for heat recovery tracking known. By mechanical drives in conjunction with pivotally mounted collector or Photovoltaikbaueinheiten and a control unit these are tracked the sun. This is a constantly optimal position of the collectors, or solar cells to the sun and thus a higher and more uniform energy yield possible. However, the known tracking are technically complex and require by the movement of the entire system a lot of space and energy. The components are exposed to the environment and thus to higher wear ( U.S. Patent 4,723,535 ). The same applies to the variant according to the U.S. Patent 4,388,481 to track several freestanding, movable reflectors. In many locations, such as. B. on rooftops, these are therefore not used.

In der DE 197 09 653 A1 wird ein Kombi-Solarelement vorgeschlagen, dass im Gehäuse, einer lichtdurchlässigen Röhre, eine Vielzahl von Prismen besitzt, die einfallendes Licht auf das Wärmerohr und die Solarzellen leiten. Dieses Gehäuse ist durch die Prismenstruktur kostenaufwendig und ermöglicht nur eine begrenzt verbesserte Erfassung der Sonnenstrahlung. Außerdem beschattet das Wärmerohr die Solarzellen. Gemäß der DE 43 38 735 A1 ist in einer Vakuumröhre ein abgewinkelter Reflektor angeordnet, der das Sonnenlicht anteilig auf ein Kollektorblech und auf Photovoltaikzellen lenkt. Die gesamte Vakuumröhre ist drehbar gelagert und wird durch Verschwenken dem Sonnenstand nachgeführt, was bekanntlich aufwendig ist. Durch die Aufteilung der Sonneneinstrahlung wird jeweils nur dieser Anteil für die Wärme-, bzw. Stromerzeugung genutzt.In the DE 197 09 653 A1 For example, a combination solar element is proposed that has a plurality of prisms in the housing, a translucent tube, which direct incident light onto the heat pipe and the solar cells. This housing is expensive due to the prism structure and allows only a limited improvement in the detection of solar radiation. In addition, the heat pipe shadows the solar cells. According to the DE 43 38 735 A1 an angled reflector is arranged in a vacuum tube, which directs the sunlight proportionally to a collector plate and photovoltaic cells. The entire vacuum tube is rotatably mounted and tracked by pivoting the sun, which is known to be expensive. Due to the distribution of solar radiation only this proportion is used for the production of heat or power.

Durch die DE 43 39 547A1 sind auch Anordnungen mit stringförmig ausgebildeten Solarzellen (Photovoltaikzellen) bekannt. Danach sind die Solarzellen auf dem gesamten Mantel eines Stabes oder Rohres aufgebracht. Mehrere diese Strings werden vor einem Reflektor auf einem Rahmen befestigt. Die Energieausbeute pro Grundfläche dieser Ausführung ist höher, da auch die reflektierten und seitlich einfallenden, diffusen Sonnenstrahlen zum Teil genutzt werden können. Eine Nachführung zur Sonnenbahn ist nicht vorgesehen.By the DE 43 39 547A1 Arrangements with string-shaped solar cells (photovoltaic cells) are also known. Thereafter, the solar cells are applied to the entire jacket of a rod or pipe. Several of these strings are mounted on a frame in front of a reflector. The energy yield per base area of this embodiment is higher, since the reflected and laterally incident, diffuse solar rays can be used in part. A tracking to the sun is not provided.

Auch bei dem Einsatz von einfachen Reflektoren oder Spiegeln bei Photovoltaikanlagen, bzw. Kollektoren wird ein Teil der indirekt einfallenden und reflektierten Sonnenstrahlen nicht wirksam. Weiterhin wird immer ein Anteil der auftreffenden Sonnenstrahlen von der Oberfläche der energieumwandelnden Elemente reflektiert. Es wurde deshalb in der DE 199 05 264 A1 vorgeschlagen, durch mehrere sich unter einem Winkel berührende Spiegelflächen oder einem zylindermantelförmigen Spiegel einen fast geschlossenen Raum zu bilden. Die durch eine verbleibende Öffnung eintretende Sonnenstrahlung wird im Raum vielfach reflektiert. Ein Kollektor ist entweder in der Mitte des Raumes oder an der Wandung angeordnet. Durch die vielfache Reflektion wird der Kollektor vielfach mit der Strahlung beaufschlagt, wodurch die Leistung erhöht werden soll. Durch die kleine Eintrittsfläche wird allerdings die Einstrahlung verkleinert. Weiterhin entstehen bei der vielfachen Reflektion Verluste, so dass eine Leistungssteigerung durch diese Bauart in der Praxis bisher nicht bekannt wurde.Even with the use of simple reflectors or mirrors in photovoltaic systems, or collectors, a portion of the indirectly incident and reflected sun rays is not effective. Furthermore, a fraction of the incident solar rays is always reflected by the surface of the energy-converting elements. It was therefore in the DE 199 05 264 A1 proposed to form an almost closed space by a plurality of mirror surfaces touching at an angle or a cylinder jacket-shaped mirror. The solar radiation entering through a remaining opening is often reflected in the room. A collector is either in the middle of the room or at the Wall arranged. Due to the multiple reflection of the collector is often subjected to the radiation, which should be increased performance. Due to the small entrance area, however, the radiation is reduced. Furthermore arise in the multiple reflection losses, so that an increase in performance by this type in practice has not been known.

Insgesamt ist die Energieausbeute durch die verschiedenen Anordnungen und Nachführungen etwas gesteigert worden. Die Leistungserhöhung ist im Verhältnis zum technischen Aufwand und zur erforderlichen Wartung aber überwiegend unbefriedigend.Overall, the energy yield has been increased slightly by the various arrangements and tracking. The power increase is in relation to the technical effort and the required maintenance but mostly unsatisfactory.

Aufgrund der Kostensteigerung bei flüssigen und festen Brennstoffen werden seit mehreren Jahren Elektrofahrzeuge mit einer Nutzung von Solarstrom entwickelt. Die Leistung der eingesetzten Solarmodule ist aber bisher vollkommen unzureichend, weshalb zusätzlich aufladbare Akkumulatoren und Kondensatoren benötigt werden.Due to the increase in the cost of liquid and solid fuels, electric vehicles using solar power have been developed for several years. The performance of the solar modules used is so far completely inadequate, which is why additionally rechargeable batteries and capacitors are needed.

Es sind viele Vorschläge bekannt, durch auffaltbare Solarmodule die Leistung zu erhöhen. Dieses ist aber nur bei stehenden Fahrzeugen möglich. ( DE 40 03 513 A1 ).There are many proposals known to increase performance by foldable solar modules. This is only possible with stationary vehicles. ( DE 40 03 513 A1 ).

Gemäß der DE 100 48 846 C1 trägt ein ausfahrbarer Träger eine ausfahrbare Solarzellenstruktur. Dieses ermöglicht eine erhebliche Vergrößerung der Solarfläche gegenüber den Ausgangsabmessungen. Das Einsatzgebiet ist aber auf den Weltraum beschränkt, da keine großen mechanischen Kräfte aufgenommen werden können.According to the DE 100 48 846 C1 an extendable support carries an extendable solar cell structure. This allows a considerable increase in the solar area compared to the initial dimensions. However, the field of application is limited to space, since no large mechanical forces can be absorbed.

In der DE 10 2007 021 989 A1 wird vorgeschlagen, Fahrzeugkarosseriepaneele als Solarpaneele auszubilden. Damit wird unter Beibehaltung der Karosserieform die Solarzellefläche vergrößert. Die Leistung pro Grundfläche bleibt aber aufgrund der flächig angeordneten Photovoltaikzellen im bekannten niedrigen Bereich.In the DE 10 2007 021 989 A1 It is proposed to form vehicle body panels as solar panels. Thus, the solar cell surface is increased while maintaining the body shape. However, the power per base area remains in the known low range due to the areally arranged photovoltaic cells.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Ausbeute der Solarmodule je vorhandener Grundfläche zu erhöhen und den Leistungsabfall bei Lageänderung der die Solarmodule tragenden Objekte zu verringern. Weiterhin soll die Anordnung einfach an verschiedenen Objekten befestigbar und lösbar, sowie robust und mit geringem Raumbedarf zu transportieren sein. Zusätzlich soll die Anordnung an die Oberflächenform der Objekte angleichbar sein, bzw. diese ersetzen können. Eine weitere Aufgabe ist die raumsparende Kombination mit einer Stromspeichereinheit.The object of the invention is therefore to increase the yield of the solar modules per existing base area and to reduce the power loss when changing the position of the solar modules supporting objects. Furthermore, the arrangement should be easy to attach to various objects and detachable, as well as robust and with little space to be transported. In addition, the arrangement should be adaptable to the surface shape of the objects, or they can replace them. Another task is the space-saving combination with a power storage unit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved with the features of claim 1.

Dementsprechend sind Photovoltaikzellen (1) auf räumlich dreidimensionalen, langgestreckten Trägerelementen (2) angeordnet. Diese bilden jeweils Stabmodule (3). Die Stabmodule (3) sind mit einem gegenseitigen Abstand etwa parallel nebeneinander in mindestens einer Lage in eine starre oder elastische lichtdurchlässige Masse (4) eingeschlossen, die zusammen eine Photovoltaikmatte (5) bilden. Die Stabmodule (3) sind mittels Kabel, bzw. Leitungen über eine Steuereinheit (8) mit Energiespeichern (9) und/oder Stromverbrauchern (10) verbunden.Accordingly, photovoltaic cells ( 1 ) on spatially three-dimensional, elongate carrier elements ( 2 ) arranged. These each form bar modules ( 3 ). The rod modules ( 3 ) are at a mutual distance approximately parallel to each other in at least one position in a rigid or elastic translucent mass ( 4 ), which together form a photovoltaic mat ( 5 ) form. The rod modules ( 3 ) are by means of cables, or lines via a control unit ( 8th ) with energy stores ( 9 ) and / or electricity consumers ( 10 ) connected.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass auf dreidimensionalen Trägerelementen 2, bezogen auf die projizierte Grundfläche, wesentlich mehr Photovoltaikzellen 1 angeordnet werden können. Außerdem kann dadurch auch Streulicht und von den Photovoltaikzellen reflektiertes Licht besser genutzt werden. Eine häufige Lageänderung des Objektes 7 gegenüber der Sonne, wie z. B. bei Fahrzeugen, hat einen verminderten Einfluss auf die Gesamtleistung, da auch seitwärts einfallendes Licht wirksam werden kann.The invention is based on the recognition that on three-dimensional support elements 2 , based on the projected footprint, significantly more photovoltaic cells 1 can be arranged. In addition, this also stray light and light reflected from the photovoltaic cells can be better used. A frequent change of position of the object 7 towards the sun, such as As in vehicles, has a reduced impact on overall performance, since sideways incident light can be effective.

Die Stabmodule 3 sind gemäß der Erfindung etwa parallel in einer lichtdurchlässigen Masse 4 fixiert. Die Masse 4 kann starr oder elastisch sein, wofür entsprechende Kunststoffe bekannt sind. Die so geschaffene Photovoltaikmatte 5 ist in beliebiger Lage an Objekten 7, wie z. B. Kfz Karosserien, zu befestigen und kann der Oberfläche angepasst werden. Bei der Verwendung einer elastischen Masse 4 und einem gegenseitigen Mindestabstand der Stabmodule 3 entsprechend ihrem Durchmesser ist ein Aufrollen der Photovoltaikmatte 5 für den Transport möglich. So kann ausreichend Solarfläche mitgeführt und vor Ort eingesetzt werden.The rod modules 3 are according to the invention approximately parallel in a translucent mass 4 fixed. The crowd 4 can be rigid or elastic, for which corresponding plastics are known. The photovoltaic mat thus created 5 is in any position on objects 7 , such as B. automotive bodies, and can be adapted to the surface. When using an elastic mass 4 and a mutual minimum distance of the bar modules 3 according to their diameter is a rolling up of the photovoltaic mat 5 possible for transport. So enough solar space can be carried and used on site.

Eine bekannte Steuereinheit 8 regelt in Abhängigkeit von der Stromerzeugung und dem aktuellen Verbrauch den Stromfluss zum Stromverbraucher 10 und/oder zum Energiespeicher 9, bzw. vom Energiespeicher 9 und den Photovoltaikzellen 1 zum Stromverbraucher 10. Mit dieser Anordnung kann die Stromversorgung, insbesondere an beweglichen Objekten 7 erhöht werden, ohne das zusätzliche Flächen erforderlich sind.A known control unit 8th regulates the flow of electricity to the electricity consumer depending on the generation of electricity and the current consumption 10 and / or energy storage 9 , or from the energy storage 9 and the photovoltaic cells 1 to the power consumer 10 , With this arrangement, the power supply, in particular to moving objects 7 be increased without the additional areas are required.

In der einfachsten Ausführung der Erfindung, ohne eine Reflektionsschicht 11 und optischen Elementen 12, kann die Photovoltaikmatte 5 als Raumteiler, Markise oder Sichtabgrenzung eingesetzt werden. Durch den beidseitigen Lichteinfall wird bereits hier eine höhere Leistung als bei herkömmlichen Flachmodulen erzielt.In the simplest embodiment of the invention, without a reflective layer 11 and optical elements 12 , can the photovoltaic mat 5 be used as a room divider, awning or sightline. Due to the two-sided incidence of light is already achieved here a higher performance than conventional flat modules.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 sind die Trägerelemente (2) Stäbe oder Hohlprofile mit rundem oder vieleckigem Querschnitt, auf denen die Photovoltaikzellen (1) auf dem gesamten Umfang in Form einer Photovoltaikfolie befestigt oder auf diese durch bekannte Beschichtungsverfahren unmittelbar aufgebracht sind. Für größere Durchmesser der Trägerelemente 2 ist das Aufkleben von Photovoltaikfolie auf die Mantelfläche ein effektives Herstellungsverfahren. According to a preferred embodiment of the invention according to claim 2, the support elements ( 2 ) Rods or hollow sections with round or polygonal cross-section on which the photovoltaic cells ( 1 ) are mounted on the entire circumference in the form of a photovoltaic film or applied directly thereto by known coating methods. For larger diameter of the support elements 2 the sticking of photovoltaic film on the lateral surface is an effective manufacturing process.

Die unmittelbare, nacheinander erfolgende Beschichtung des Trägerelementes 2 zur Erzeugung von Photovoltaikzellen 1 ist durch mehrere bekannte Verfahren wie das PECVD Verfahren möglich. Eine effektive Herstellung der Stabmodule 3 ist somit gewährleistet.The immediate, successive coating of the support element 2 for the production of photovoltaic cells 1 is possible by several known methods such as the PECVD method. An effective production of the rod modules 3 is thus guaranteed.

Gemäß einer weiteren Ausführung nach Anspruch 3 bestehen die Trägerelemente (2) aus einem elastischen Kunststoff oder dünnwandigen, metallischen Hohlprofil. Das ermöglicht eine elastische Verformbarkeit, insbesondere in der Längsachse. Damit wird eine Anpassung an die Oberfläche des Objektes 7, z. B. der Motorhaube, dem Dach oder Kofferhaube eines Pkw möglich.According to a further embodiment according to claim 3, the support elements ( 2 ) made of an elastic plastic or thin-walled, metallic hollow profile. This allows an elastic deformability, in particular in the longitudinal axis. This will adapt to the surface of the object 7 , z. As the hood, roof or trunk lid of a car possible.

Nach einer bevorzugten Ausführung nach Anspruch 4 sind die Stabmodule (3) in zwei übereinander liegenden Ebenen in der Masse (4) angeordnet. Die Stabmodule (3) der unteren Ebene liegen dabei unterhalb der Beabstandung der Stabmodule (3) der oberen Ebene.According to a preferred embodiment according to claim 4, the rod modules ( 3 ) in two superimposed planes in the mass ( 4 ) arranged. The rod modules ( 3 ) of the lower level lie below the spacing of the bar modules ( 3 ) of the upper level.

Die Variante besitzt pro Grundfläche des Objektes 7 eine noch höhere Anzahl von Photovoltaikzellen 1 und besonders in Verbindung mit einer Reflexionsschicht 11 eine erhöhte Stromleistung.The variant possesses per base area of the object 7 an even higher number of photovoltaic cells 1 and especially in conjunction with a reflective layer 11 an increased power output.

Gemäß einer Ausführung nach Anspruch 5 sind die Trägerelemente (2) als Heatpipe (13) ausgebildet. Die Kondensationsseiten der Heatpipes (13) sind über eine Leitung mit einem Kühler verbunden. Der Kühler ist gleichzeitig als Heizer nutzbar.According to an embodiment according to claim 5, the support elements ( 2 ) as a heat pipe ( 13 ) educated. The condensation sides of the heatpipes ( 13 ) are connected via a line to a radiator. The cooler can also be used as a heater.

Durch die Heatpipe 13 wird die Grundfläche der Photovoltaikzellen 1 gekühlt, wodurch deren Leistung steigt. Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 8, mit auf der Sonne zugewandten Seite der Photovoltaikmatte 5 angeordneten optischen Elementen 12 in der Form von Prismen oder Sammellinsen ist eine Kühlung notwendig, um eine Überhitzung zu vermeiden.Through the heat pipe 13 becomes the base of photovoltaic cells 1 cooled, whereby their performance increases. In the embodiment according to claim 8, with the sun-facing side of the photovoltaic mat 5 arranged optical elements 12 cooling in the form of prisms or converging lenses is necessary to avoid overheating.

Die abgeleitete Wärme kann zusätzlich direkt oder über Wärmepumpen für die Heizung für Räume oder Erzeugung von Warmwasser oder Stromerzeugung genutzt werden.The derived heat can also be used directly or via heat pumps for the heating of rooms or production of hot water or power generation.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 6 umschließt die Masse (4) die Stabmodule (3) allseitig und besteht aus einem gießbaren lichtdurchlässigen Kunststoff oder aus verbundenen lichtdurchlässigen Folien.According to a preferred embodiment of the invention according to claim 6, the mass encloses ( 4 ) the rod modules ( 3 ) on all sides and consists of a castable translucent plastic or connected translucent films.

Durch die Umhüllung wird eine Beschädigung der Photovoltaikzellen 1 verhindert, der optimale Abstand der Stabmodule 3 gewährleistet und die Verbindungskabel/-leitungen werden geschützt. Die Stabmodule 3 können in eine Form gelegt und durch Gießen mit noch flüssigem Kunstharz umhüllt werden. Eine andere Variante ist das beidseitige Abdecken mit Folie. Diese werden außen und im Abstandsbereich zwischen den Stabmodulen 3 miteinander verbunden, z. B. durch Kleben.The cladding will damage the photovoltaic cells 1 prevents the optimal distance of the bar modules 3 guaranteed and the connecting cables / lines are protected. The rod modules 3 can be placed in a mold and wrapped by pouring still liquid resin. Another variant is the double-sided covering with foil. These become outside and in the distance range between the rod modules 3 interconnected, z. B. by gluing.

Eine besondere Anordnung nach Anspruch 7 besteht aus einer Masse (4) aus starren Kunststoff, die Stabmodule (3) ebenfalls aus starrem Kunststoff oder biegefesten metallischem Profil. Diese sind zusammen der Form von äußeren Bauteilen von Objekten (7), wie Fahrzeugkarosserieteile, Schiffsaufbauten, Attika u. ä. nachgeformt. Dadurch kann die Photovoltaikmatte 5 auf diese dicht anliegend befestigt werden oder die äußeren Bauteile teilweise oder vollständig ersetzen.A particular arrangement according to claim 7 consists of a mass ( 4 ) made of rigid plastic, the rod modules ( 3 ) also made of rigid plastic or bending-resistant metallic profile. These are together the form of outer components of objects ( 7 ), such as vehicle body panels, ship superstructures, Attika u. Ä. Reshaped. This allows the photovoltaic mat 5 be attached to this close fitting or replace the outer components partially or completely.

Die starre Ausführung der Photovoltaikmatte 5 ermöglicht somit eine Stromerzeugung im Gegensatz zu den bekannten Flachmodulen nicht nur auf geneigten Dächern, sondern auch an Fassaden von Gebäuden, Aufbauten von Schiffen, Karosserieteilen von Fahrzeugen usw.The rigid version of the photovoltaic mat 5 thus allows power generation in contrast to the known flat modules not only on sloping roofs, but also on facades of buildings, structures of ships, body parts of vehicles, etc.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 8 sind in der, der Sonne zugewandten Seite der Photovoltaikmatte (5) optische Elemente (12) in der Form von Prismen oder Sammellinsen zur Konzentration von einfallendem Sonnenlicht auf die Stabmodule (3) in der Masse (4) gelagert oder auf diese als Folie mit optischen Elementen (12) befestigt.According to a preferred embodiment of the invention according to claim 8 are in the, sun-facing side of the photovoltaic mat ( 5 ) optical elements ( 12 ) in the form of prisms or converging lenses for concentrating incident sunlight onto the rod modules ( 3 ) in the mass ( 4 ) or on these as a film with optical elements ( 12 ) attached.

Mit dieser Ausführung kann das Licht auf die Oberfläche der Stabmodule 3 konzentriert und damit die Leistung weiter gesteigert werden. Die zweite Variante vereinfacht die Fertigung der optischen Elemente 12, in dem diese in die Folie eingepresst werden. Anschließend wird die Folie auf die Masse 4 aufgeklebt.With this design, the light on the surface of the rod modules 3 concentrated and thus the performance further increased. The second variant simplifies the production of the optical elements 12 in which they are pressed into the film. Subsequently, the foil is on the mass 4 glued.

Die weitere Ausbildung nach Anspruch 9 besteht aus einer unterhalb der Stabmodule (3) angeordneten Reflexionsschicht (11) in Form einer Folie auf der Unterseite der Photovoltaikmatte (5) oder in der Masse (4).The further embodiment according to claim 9 consists of a below the bar modules ( 3 ) arranged reflective layer ( 11 ) in the form of a film on the underside of the photovoltaic mat ( 5 ) or in bulk ( 4 ).

Das zwischen den Stabmodulen 3 einfallendes Sonnenlicht wird reflektiert und bestrahlt, je nach Einfallswinkel, die Rückseiten oder Seiten der Stabmodule 3. That between the rod modules 3 incident sunlight is reflected and irradiated, depending on the angle of incidence, the backsides or sides of the bar modules 3 ,

Mit der zusätzlichen Bestrahlung des unteren Bereiches der Stabmodule 3 wird die Leistung der Photovoltaikmatte 5 zusätzlich erhöht.With the additional irradiation of the lower area of the bar modules 3 becomes the power of the photovoltaic mat 5 additionally increased.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung nach Anspruch 10 sind an der Photovoltaikmatte (5) zur Befestigung auf ein Objekt (7) mehrere Saugnäpfe, Ösen, Klett- oder Schraubverbindungen als Befestigungsmittel (6) angeordnet.According to a preferred embodiment according to claim 10 are on the photovoltaic mat ( 5 ) for attachment to an object ( 7 ) a plurality of suction cups, eyelets, Velcro or screw as fasteners ( 6 ) arranged.

Die Photovoltaikmatte 5 kann damit leicht befestigt oder demontiert werden. Somit ist sie immer in dem Bereich einsetzbar, wo diese momentan benötigt wird oder die günstigsten Strahlungsverhältnisse vorliegen.The photovoltaic mat 5 can be easily attached or dismantled. Thus, it is always in the area where it is currently needed or the most favorable radiation conditions.

Eine kombinierte Anordnung nach Anspruch 11 besteht aus stabförmigen Hochleistungskondensatoren und/oder Akkumulatoren als Energiespeicher (9), die etwa parallel nebeneinander in mindestens einer Lage in einer Umhüllung eingelagert sind und so zusammen eine Speichermatte bilden. Diese ist mittels Verbindungselementen unter der Photovoltaikmatte (5) oder getrennt am Objekt (7) befestigbar. Über eine Steuereinheit (8) ist diese einerseits mit den Stabmodulen (3) und andererseits mit Stromverbrauchern (10) verbunden.A combined arrangement according to claim 11 consists of rod-shaped high-performance capacitors and / or accumulators as energy storage ( 9 ), which are stored approximately parallel to each other in at least one layer in an enclosure and together form a storage mat. This is by means of fasteners under the photovoltaic mat ( 5 ) or separately on the object ( 7 ) attachable. Via a control unit ( 8th ) this is on the one hand with the rod modules ( 3 ) and on the other hand with electricity consumers ( 10 ) connected.

Damit kann die Verfügbarkeit der elektrischen Energie insgesamt wesentlich verbessert werden. Diese Kombination ermöglicht z. B. für Elektrofahrzeuge eine größere Reichweite.Thus, the availability of electrical energy can be significantly improved overall. This combination allows z. B. for electric vehicles a greater range.

Beispielexample

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment.

1 zeigt die Seitenansicht eines Bereiches der Photovoltaikmatte im Schnitt, 1 shows the side view of a portion of the photovoltaic mat in section,

2 zeigt die Draufsicht auf die Photovoltaikmatte, teilweise aufgeschnitten. 2 shows the top view of the photovoltaic mat, partially cut away.

Die Photovoltaikmatte 5 besteht aus einer transparenten Masse 4 aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder dergleichen. In dieser sind Heatpipes 13 mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Länge von 1000 mm einlagig mit einem gegenseitigen Abstand von 10 mm gelagert. Die Heatpipes 13 sind außen mit einer elastischen Solarzellenfolie beklebt und bilden so jeweils ein Stabmodul 3. Durch die umgebende elastische Masse 4 sind diese gegen Stoß und gegenseitige Berührung geschützt.The photovoltaic mat 5 consists of a transparent mass 4 polycarbonate, polymethylmethacrylate or the like. In this are heatpipes 13 with a diameter of 12 mm and a length of 1000 mm in one layer with a mutual distance of 10 mm. The heatpipes 13 are glued to the outside with an elastic solar cell foil and thus each form a rod module 3 , Through the surrounding elastic mass 4 these are protected against shock and mutual contact.

Jeweils von einer Stirnseite der Heatpipes 13 ausgehend, liegen noch innerhalb der Masse 4 die Leitungen für Strom und Kühlflüssigkeit, parallel zur Außenkante der Photovoltaikmatte 5. Diese führen dann als Sammelleitung von der Photovoltaikmatte 5 zu einer nicht dargestellten Steuereinheit 8 und von dort zu einem Energiespeicher 9 und einem Stromverbraucher 10. Der Energiespeicher 9 kann eine Kombination aus Kondensatoren und Akkumulatoren sein. Diese ist besonders vorteilhaft, wenn der Stromverbraucher 10 ein Elektromotor ist.Each from one end of the heatpipes 13 starting, are still within the mass 4 the lines for electricity and coolant, parallel to the outer edge of the photovoltaic mat 5 , These then lead as a manifold from the photovoltaic mat 5 to a control unit, not shown 8th and from there to an energy store 9 and a power consumer 10 , The energy storage 9 can be a combination of capacitors and accumulators. This is particularly advantageous when the power consumer 10 an electric motor.

Auf der Oberfläche der Photovoltaikmatte 5 ist sonnenseitig eine Folie mit optischen Elementen 12 aufgeklebt, hier in mehreren Reihen nebeneinanderliegende Sammellinsen. Die Mittelachsen der Sammellinsenreihe liegt jeweils über dem Stabmodul 3 und konzentriert das einfallende Licht auf diese. Unterhalb der Stabmodule 3 ist in der Masse 4 eine Reflektionsschicht 11 gelagert. Diese besteht aus einer Metallfolie mit halbschalenförmigen Ausformungen. Die konkave Seite ist mit der Brennpunktlinie jeweils einem Stabmodul 3 zugeordnet.On the surface of the photovoltaic mat 5 Sunlight is a foil with optical elements 12 glued on, here in several rows of adjacent collecting lenses. The center axes of the collection lens row is respectively above the rod module 3 and focus the incoming light on them. Below the bar modules 3 is in the crowd 4 a reflection layer 11 stored. This consists of a metal foil with shell-shaped formations. The concave side is with the focal line each a rod module 3 assigned.

An der Unterseite der Photovoltaikmatte 5 sind mehrere Befestigungsmittel 6 in der Masse 4 eingelassen. Hier Ösen sind das für Befestigungsschrauben oder Spanngurte.At the bottom of the photovoltaic mat 5 are several fasteners 6 in the crowd 4 admitted. Here are eyelets for fastening screws or straps.

Die Photovoltaikmatte 5 besitzt eine Breite von 1040 mm entsprechen der Länge der Stabmodule 3 und eine Länge von 2210 mm bei 100 Stabmodule 3. Die Dicke beträgt 26 mm, so dass die Photovoltaikmatte 5 zu einem Bündel aufgerollt und zum Objekt transportiert werden kann. Mit Schrauben oder Spanngurte kann diese dann z. B. auf einem Dach oder an einer Seite eines Wohnwagens befestigt werden.The photovoltaic mat 5 has a width of 1040 mm corresponding to the length of the rod modules 3 and a length of 2210 mm with 100 bar modules 3 , The thickness is 26 mm, so the photovoltaic mat 5 rolled up into a bundle and transported to the object. With screws or straps this can then z. B. be mounted on a roof or on one side of a caravan.

Über die Steuereinheit 8 wird die Photovoltaikmatte 5 an das Stromnetz des Wohnwagens angeschlossen. Das Verbindungsrohr der Heatpipes wird mit einem Wärmetauscher der Warmwasserversorgung und mit einer Rückleitung verbunden. Nach Beendigung der Nutzung des Wohnwagens kann die Photovoltaikmatte 5 an anderen Objekten zum Einsatz kommen.About the control unit 8th becomes the photovoltaic mat 5 connected to the power supply of the caravan. The connecting pipe of the heatpipes is connected to a heat exchanger of the hot water supply and to a return line. After the use of the caravan, the photovoltaic mat can 5 to be used on other objects.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Photovoltaikzellenphotovoltaic cells
22
Trägerelementsupport element
33
StabmodulStaff module
44
MasseDimensions
55
Photovoltaikmattephotovoltaic mat
66
Befestigungsmittelfastener
77
Objektobject
88th
Steuereinheitcontrol unit
99
Energiespeicherenergy storage
10 10
Stromverbraucherelectricity consumers
1111
Reflektionsschichtreflective layer
1212
optische Elementeoptical elements
1313
Heatpipesheatpipes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19651226 A1 [0003] DE 19651226 A1 [0003]
  • DE 29615560 U [0003] DE 29615560 U [0003]
  • DE 20319204 U1 [0005] DE 20319204 U1 [0005]
  • US 4723535 [0006] US 4723535 [0006]
  • US 4388481 [0006] US 4388481 [0006]
  • DE 19709653 A1 [0007] DE 19709653 A1 [0007]
  • DE 4338735 A1 [0007] DE 4338735 A1 [0007]
  • DE 4339547 A1 [0008] DE 4339547 A1 [0008]
  • DE 19905264 A1 [0009] DE 19905264 A1 [0009]
  • DE 4003513 A1 [0012] DE 4003513 A1 [0012]
  • DE 10048846 C1 [0013] DE 10048846 C1 [0013]
  • DE 102007021989 A1 [0014] DE 102007021989 A1 [0014]

Claims (11)

Anordnung von Photovoltaikzellen und Photovoltaikmodule, insbesondere für Fahrzeuge und andere ortsveränderliche Objekte, mit Photovoltaikzellen (1), die auf räumlich dreidimensionalen, langgestreckten Trägerelementen (2) angeordnet sind, die jeweils Stabmodule (3) bilden, die wiederum mit einem gegenseitigen Abstand etwa parallel nebeneinander in mindestens einer Lage in eine starre oder elastische lichtdurchlässige Masse (4) eingeschlossen sind, die zusammen eine Photovoltaikmatte (5) bilden, wobei die Stabmodule (3) mittels Kabel, bzw. Leitungen über eine Steuereinheit (8) mit Energiespeichern (9) und/oder Stromverbrauchern (10) verbunden sind.Arrangement of photovoltaic cells and photovoltaic modules, in particular for vehicles and other portable objects, with photovoltaic cells ( 1 ) on spatially three-dimensional, elongated support elements ( 2 ) are arranged, the respective rod modules ( 3 ), which in turn with a mutual distance approximately parallel to each other in at least one layer in a rigid or elastic translucent mass ( 4 ), which together form a photovoltaic mat ( 5 ), the rod modules ( 3 ) by means of cables or lines via a control unit ( 8th ) with energy stores ( 9 ) and / or electricity consumers ( 10 ) are connected. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (2) Stäbe oder Hohlprofile mit rundem oder vieleckigem Querschnitt sind, auf denen die Photovoltaikzellen (1) auf dem gesamten Umfang in Form einer Photovoltaikfolie befestigt oder auf diese durch bekannte Beschichtungsverfahren unmittelbar aufgebracht sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the carrier elements ( 2 ) Are rods or hollow profiles with a round or polygonal cross section, on which the photovoltaic cells ( 1 ) are mounted on the entire circumference in the form of a photovoltaic film or applied directly thereto by known coating methods. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (2) aus elastischem Kunststoff oder dünnwandigem, metallischem Hohlprofil bestehen und dadurch eine elastische Verformung besonders längs der Achse ermöglichen.Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the carrier elements ( 2 ) consist of elastic plastic or thin-walled, metallic hollow profile and thereby allow elastic deformation particularly along the axis. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabmodule (3) in zwei übereinander liegenden Ebenen in der Masse (4) angeordnet sind, wobei die Stabmodule (3) der unteren Ebene unterhalb der Beabstandung der Stabmodule (3) der oberen Ebene liegen.Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rod modules ( 3 ) in two superimposed planes in the mass ( 4 ) are arranged, wherein the rod modules ( 3 ) of the lower level below the spacing of the bar modules ( 3 ) of the upper level. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (2) als Heatpipes (13) ausgebildet sind, die Kondensationsseiten der Heatpipes (13) über eine Leitung mit einem Kühler verbunden sind, der gleichzeitig als Heizer einsetzbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier elements ( 2 ) as heatpipes ( 13 ), the condensation sides of the heatpipes ( 13 ) are connected via a line with a radiator, which is also used as a heater. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (4) die Stabmodule (3) allseitig umschließt und aus einem gießbaren lichtdurchlässigen Kunststoff oder aus verbundenen lichtdurchlässigen Folien besteht.Arrangement according to claim 1, characterized in that the mass ( 4 ) the rod modules ( 3 ) encloses on all sides and consists of a castable translucent plastic or connected translucent films. Anordnung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (4) aus starrem Kunststoff besteht, die einschließlich der Stabmodule (3) der Form von äußeren Bauteilen von Objekten (7), wie Fahrzeugkarosserieteile, Schiffsaufbauten, Attika u. ä. nachgeformt sind, so dass die Photovoltaikmatte (5) auf diese Objekte (7) dicht anliegend befestigbar sind oder deren äußeren Bauteilen teilweise oder vollständig ersetzen.Arrangement according to claim 1 and 6, characterized in that the mass ( 4 ) consists of rigid plastic, including the rod modules ( 3 ) the shape of outer components of objects ( 7 ), such as vehicle body panels, ship superstructures, Attika u. Ä. Are reformed, so that the photovoltaic mat ( 5 ) on these objects ( 7 ) are fastened tightly fitting or replace the outer components partially or completely. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der, der Sonne zugewandten Seite der Photovoltaikmatte (5) optische Elemente (12) in der Form von Prismen oder Sammellinsen zur Konzentration von einfallendem Sonnenlicht auf die Stabmodule (3) in der Masse (4) gelagert oder auf dieser als Folie mit optischen Elementen (12) befestigt sind.Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the, the sun-facing side of the photovoltaic mat ( 5 ) optical elements ( 12 ) in the form of prisms or converging lenses for concentrating incident sunlight onto the rod modules ( 3 ) in the mass ( 4 ) or on this as a film with optical elements ( 12 ) are attached. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Stabmodule (3) eine Reflexionsschicht (11), für zwischen den Stabmodulen (3) einfallendes und reflektiertes Sonnenlicht, in Form einer Folie auf der Unterseite der Photovoltaikmatte (5) oder in der Masse (4) angeordnet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that below the bar modules ( 3 ) a reflection layer ( 11 ), for between the rod modules ( 3 ) incident and reflected sunlight, in the form of a film on the underside of the photovoltaic mat ( 5 ) or in bulk ( 4 ) is arranged. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Photovoltaikmatte (5) zur Befestigung auf einem Objekt (7) mehrere Saugnäpfe, Ösen, Klett- oder Schraubverbindungen als Befestigungsmittel (6) angeordnet sind.Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that on the photovoltaic mat ( 5 ) for attachment to an object ( 7 ) a plurality of suction cups, eyelets, Velcro or screw as fasteners ( 6 ) are arranged. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass stabförmige Hochleistungskondensatoren und/oder Akkumulatoren etwa parallel nebeneinander in mindestens einer Lage in einer Umhüllung eingelagert sind und so zusammen eine Speichermatte bilden, die mittels Verbindungselementen unter der Photovoltaikmatte (5) oder getrennt am/im Objekt (7) befestigbar sind und über eine Steuereinheit (8) einerseits mit den Stabmodulen (3) und andererseits mit Stromverbrauchern (10) verbunden sind.Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that rod-shaped high-performance capacitors and / or accumulators are stored approximately parallel to each other in at least one layer in a sheath and together form a storage mat which by means of connecting elements under the photovoltaic mat ( 5 ) or separated on / in the object ( 7 ) are fastened and via a control unit ( 8th ) on the one hand with the rod modules ( 3 ) and on the other hand with electricity consumers ( 10 ) are connected.
DE102010056604A 2010-12-31 2010-12-31 Photovoltaic cell arrangement for use in vehicle e.g. car, has bar-shaped modules that are connected with energy storage unit and power consumption unit, by control unit through cable Withdrawn DE102010056604A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010056604A DE102010056604A1 (en) 2010-12-31 2010-12-31 Photovoltaic cell arrangement for use in vehicle e.g. car, has bar-shaped modules that are connected with energy storage unit and power consumption unit, by control unit through cable

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010056604A DE102010056604A1 (en) 2010-12-31 2010-12-31 Photovoltaic cell arrangement for use in vehicle e.g. car, has bar-shaped modules that are connected with energy storage unit and power consumption unit, by control unit through cable

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010056604A1 true DE102010056604A1 (en) 2012-07-05

Family

ID=46509223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010056604A Withdrawn DE102010056604A1 (en) 2010-12-31 2010-12-31 Photovoltaic cell arrangement for use in vehicle e.g. car, has bar-shaped modules that are connected with energy storage unit and power consumption unit, by control unit through cable

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010056604A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013004022A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Salzgitter Mannesmann Line Pipe Gmbh Solar cell installed pipe for power supply to e.g. lighting sign, has solar cell modules that are mechanically or adhesively fixed on metallic outer surface of pipe main structure, and are surrounded by waterproof enclosure
EP2975762A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-20 Patrick Kutzner-Panthen Energy light powerplant
DE102021001596A1 (en) 2021-03-26 2022-09-29 Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG Awning and vehicle with awning

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388481A (en) 1981-07-20 1983-06-14 Alpha Solarco Inc. Concentrating photovoltaic solar collector
US4723535A (en) 1981-12-30 1988-02-09 Lew Hyok S Solar trap
DE4003513A1 (en) 1990-02-06 1991-08-08 Ulrich Radons Battery charging power pack for solar-powered vehicle - consists of foldable array of solar panels with circuit for switching requisite number of charged cells
DE4338735A1 (en) 1993-11-12 1995-05-18 Dietmar Schubert Selective solar energy converter into heat and/or electric current
DE4339547A1 (en) 1993-11-19 1995-05-24 Twin Solar Technik Entwicklung Photovoltaic electricity generation by solar cells
DE29615560U1 (en) 1996-08-27 1997-02-20 Waldorf Volker Solar module consisting of the combination of solar cells from photovoltaics and the collector (absorber) of solar thermal systems, as well as the light supply via mirrors
DE19651226A1 (en) 1996-12-10 1998-06-18 Peter Fabritz Photovoltaic collector for current and heat generation for solar-powered energy plant
DE19709653A1 (en) 1997-03-10 1998-09-24 Gerhard Wissing Combined solar element of vertical set of solar collector and module
DE19905264A1 (en) 1998-10-02 2000-04-06 Stefan Henschen Radiation collector
DE10048846C1 (en) 2000-10-02 2001-09-13 Astrium Gmbh Roll-out solar generator for rolling out solar cell structure has roll-out support structure with first transverse support connecting to storage casing for solar cell structure.
DE20319204U1 (en) 2003-12-11 2004-04-15 Mühlberger GmbH Flexible solar energy collection film forms part of a laminated foil with magnetic backing for use in mounting
DE102007021989A1 (en) 2006-05-11 2007-11-22 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Vehicle body panel energy generator system

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388481A (en) 1981-07-20 1983-06-14 Alpha Solarco Inc. Concentrating photovoltaic solar collector
US4723535A (en) 1981-12-30 1988-02-09 Lew Hyok S Solar trap
DE4003513A1 (en) 1990-02-06 1991-08-08 Ulrich Radons Battery charging power pack for solar-powered vehicle - consists of foldable array of solar panels with circuit for switching requisite number of charged cells
DE4338735A1 (en) 1993-11-12 1995-05-18 Dietmar Schubert Selective solar energy converter into heat and/or electric current
DE4339547A1 (en) 1993-11-19 1995-05-24 Twin Solar Technik Entwicklung Photovoltaic electricity generation by solar cells
DE29615560U1 (en) 1996-08-27 1997-02-20 Waldorf Volker Solar module consisting of the combination of solar cells from photovoltaics and the collector (absorber) of solar thermal systems, as well as the light supply via mirrors
DE19651226A1 (en) 1996-12-10 1998-06-18 Peter Fabritz Photovoltaic collector for current and heat generation for solar-powered energy plant
DE19709653A1 (en) 1997-03-10 1998-09-24 Gerhard Wissing Combined solar element of vertical set of solar collector and module
DE19905264A1 (en) 1998-10-02 2000-04-06 Stefan Henschen Radiation collector
DE10048846C1 (en) 2000-10-02 2001-09-13 Astrium Gmbh Roll-out solar generator for rolling out solar cell structure has roll-out support structure with first transverse support connecting to storage casing for solar cell structure.
DE20319204U1 (en) 2003-12-11 2004-04-15 Mühlberger GmbH Flexible solar energy collection film forms part of a laminated foil with magnetic backing for use in mounting
DE102007021989A1 (en) 2006-05-11 2007-11-22 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Vehicle body panel energy generator system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013004022A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Salzgitter Mannesmann Line Pipe Gmbh Solar cell installed pipe for power supply to e.g. lighting sign, has solar cell modules that are mechanically or adhesively fixed on metallic outer surface of pipe main structure, and are surrounded by waterproof enclosure
EP2975762A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-20 Patrick Kutzner-Panthen Energy light powerplant
DE102021001596A1 (en) 2021-03-26 2022-09-29 Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG Awning and vehicle with awning

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2294628B1 (en) Device and method for concentrating incident light
EP3231016A1 (en) Photovoltaic module and photovoltaic system
DE202009003904U1 (en) hybrid collector
DE102004054755B4 (en) Device for concentrating light, in particular sunlight
DE102010056604A1 (en) Photovoltaic cell arrangement for use in vehicle e.g. car, has bar-shaped modules that are connected with energy storage unit and power consumption unit, by control unit through cable
WO2009071222A2 (en) System for use of solar energy with a device for dissipating heat to the environment, method for operating said system and use thereof
DE19709653C2 (en) Hybrid collector and method for manufacturing a solar module for use in the hybrid collector
DE102015102985A1 (en) Apparatus and method for absorbing incident light
DE102010048730A1 (en) Photovoltaic solar collector for collecting sunlight rays, has reflectors arranged to deflect sunlight rays perpendicular to support structure, where flat reflective surfaces of reflectors are faced with specific angle to solar cells
DE102009038962A1 (en) Solar collector i.e. non-ventilated glass tube, for use in parabolic trough power plant, has convex shell connected to concave shell in shear-resistant manner, where shells are designed as chords arranged at distance from center axis
DE102006043635A1 (en) Reflector device for a solar device and solar system
DE202007003078U1 (en) Solar energy heat collector has parabolic array of mirrors coupled to a motor maintaining orientation to sun forming optical system within a housing
US20090194096A1 (en) Method and apparatus for concentrating optical radiation using light trapping elements
DE10322048A1 (en) Thermal/electric power production device for converting solar energy has a module with an absorber for yielding thermal energy and a solar module for producing electric energy
DE102009031905A1 (en) Sunbeam concentrator e.g. parabolic reflector concentrator, for concentrating sunlight on flat mirror, has concentrator system arranged at outer sides of supporting plates that are pivoted with each other
EP2567410B1 (en) Hybrid collector
DE202006005887U1 (en) Thermal energy generation device for use in industry for power generation, has rows of parabolic reflectors, where reflectors are manufactured from epoxy glass resin and are pivoted by ball bearings, and drive assembly to track rows
DE10328321A1 (en) Multifunctional prism blunt wedge e.g. for solar radiation concentration, has defined divergence angle falling on wide aperture surface of PSK by total reflections at boundary surface between PSK flanks and ambient air
DE102013201940A1 (en) Receiver for use in e.g. solar plant, has cladding tube comprising supply and exhaust openings for generating flow of heat carrier fluid in cladding tube, where heat carrier fluid flows around solar cell
CN217672228U (en) Energy-conserving electric power storage of photovoltaic power generation fills electric pile device
DE102011101029A1 (en) Sunlight energy module for installation on roof arrangement for power generation, has photovoltaic module arranged on surface that corresponds to shorter side, where conditions required for total internal reflection of light are met
DE102009007058A1 (en) Solar module arrangement for use in outer facade in house for producing current and heat, has frame connected with drive and control unit so that carriers, strings and reflectors are tracked to solar path
DE10229144A1 (en) Multi-function prism wedge for solar radiation concentration combined with light transmission for room illumination
EP2738384A2 (en) Energy supply system
DE202007000300U1 (en) Solar energy collector has Fresnel lens concentrators and photovoltaic cells combined with thermal heating of a fluid

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130702