AT13267U1 - Kombi-Solarkollektor - Google Patents

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AT13267U1
AT13267U1 ATGM50081/2012U AT500812012U AT13267U1 AT 13267 U1 AT13267 U1 AT 13267U1 AT 500812012 U AT500812012 U AT 500812012U AT 13267 U1 AT13267 U1 AT 13267U1
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combined solar
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Reinold Ing Ferschitz
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Reinold Ing Ferschitz
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Abstract

Kombi-Solarkollektor mit einer Glaszylinder-Vakuumröhre (1) , in deren Innenraum ein Absorberblech (2) mit wenigstens einem daran angebrachten, von einem Fluid durchströmbaren Wärmerohr (3) angeordnet ist, und mit wenigstens einem der Vakuumröhre (1) zugeordneten Photovoltaikelement (4), welches außerhalb der Vakuumröhre (1) angeordnet ist.

Description

feierreidBäCses pitwiarot AT 13267U1 2013-09-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Kombi-Solarkollektor mit einer, vorzugsweise drehbar gelagerten, Glaszylinder-Vakuumröhre, in deren Innenraum ein Absorberblech mit wenigstens einem daran angebrachten, von einem Fluid durchströmbaren Wärmerohr angeordnet ist, und mit wenigstens einem der Vakuumröhre zugeordneten, vorzugsweise drehbaren Photovoltai-kelement.
[0002] Ein derartiger Kombi-Solarkollektor ist aus WO 2011/153561 A1 bekannt. Die Vakuumröhre ist dabei beispielsweise kreiszylindrisch ausgeführt, und in der Achse ist das von einem Fluid, wie etwa Wasser, durchströmbare Wärmerohr angeordnet. Mit diesem Wärmerohr ist ein plattenförmiges Absorberblech verbunden, um die auftreffende Wärmestrahlung aufzunehmen und so das das Wärmrohr durchströmende Fluid verstärkt aufheizen zu können. Das Photovol-taikelement ist auf der Innenseite der Vakuumröhre angeordnet, beispielsweise als Dünnschichtmodul. Dieses Photovoltaikelement erstreckt sich über etwas mehr als die Hälfte des Umfangs und lässt so einen Teilbereich des Umfangs der Vakuumröhre für den Durchtritt von Sonnenstrahlung zum Absorberblech und Wärmerohr hin frei. Je nachdem, ob das Fluid, das das Wärmerohr durchströmt, aufgeheizt werden soll, oder ob vornehmlich elektrischer Strom mit Hilfe des Photovoltaikelements erzeugt werden soll, wird die Vakuumröhre in die entsprechende Drehlage gebracht.
[0003] Derartige Kombi-Solarkollektoren haben sich bewährt, allerdings ist wegen der Anbringung des Photovoltaikelements an der Innenseite der Vakuumröhre eine spätere Änderung im Bereich der Photovoltaik nicht möglich. Wenn z.B. eine Photovoltaik mit höherer Leistung eingesetzt werden soll, muss die gesamte Vakuumröhre getauscht werden.
[0004] Dieser Nachteil trifft auch auf den kombinierten Solarkollektor gemäß JP 57-192745 A zu. Bei diesem bekannten Solarkollektor ist eine äußere Doppelröhre aus Glas vorgesehen, wobei auf der Außenseite der inneren Röhre das Photovoltaikelement angebracht ist. Diese innere Röhre wird von einer äußeren Röhre umschlossen, die jedenfalls lichtdurchlässig ist, und die beiden Röhren sind an den Stirnseiten dicht miteinander verbunden. Axial im Inneren dieser Doppelröhre ist ein Wärmerohr angeordnet, das mit Hilfe von stirnseitigen Gummistopfen in der Doppelröhre gehalten wird. Auch hier ist somit das Photovoltaikelement nach der Herstellung der Doppelröhre nicht mehr zugänglich, so dass eine Änderung oder ein Tausch nicht mehr möglich ist.
[0005] Ähnliches gilt auch für den Hybrid-Sonnenkollektor gemäß der DE 43 23 270 A1, bei dem ein wannenförmiges Gehäuse vorliegt, dessen obere Abdeckung durch eine Glasscheibe gebildet ist, an deren Innenseite ebene Photovoltaikelemente angebracht sind. Im Inneren der Wanne liegen Wärmerohre mit Absorbern vor. Das Innere des fest angeordneten Gehäuses ist evakuiert. Dieser bekannte Hybrid-Sonnenkollektor ist somit nicht nur relativ aufwendig in seiner Konstruktion, er weist auch aufgrund der festen Anordnung eine weniger effiziente Energieumwandlung, vor allem beim Aufheizen des Wärmemediums, auf.
[0006] Ein weiteres stationäres Kombi-Solarelement ist aus der DE 197 09 653 A1 bekannt. Bei diesem Solarelement ist eine Anordnung von Wärmerohr einerseits und Photovoltaik andererseits in getrennten Räumen vorgesehen, wobei das Photovoltaikelement wiederum eine ebene Ausbildung hat und in einem unteren Bereich der Konstruktion eingebaut ist, und zwar in Verbindung mit einem Kühlsystem; abgetrennt von diesem die Photovoltaik aufnehmenden Raum ist wie erwähnt der Raum, in dem das Wärmerohr angeordnet ist, wobei dieser Raum an seiner Oberseite durch einen Glas-Halbzylinder begrenzt ist; dieser Glas-Halbzylinder ist ebenso wie die Trennwand zwischen dem Inneren des Glas-Halbzylinders und dem das Photovoltaikelement aufnehmenden Raum lichtdurchlässig. Es ist ersichtlich, dass hier eine aufwendige Konstruktion gegeben ist, bei der aber nichtsdestoweniger keinerlei Maßnahmen vorgesehen sind, um eine effiziente Umwandlung der Sonnenenergie einerseits in elektrische Energie oder andererseits in Wärmeenergie zu ermöglichen.
[0007] Zu erwähnen ist noch, dass aus AT 506 129 A1 gekrümmte Photovoltaik-Module sowie 1 /17
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Verfahren zu deren Herstellung bekannt sind, wobei eine ebene kristalline Solarzelle zwischen Trägerschicht und Deckschicht eingeschlossen ist, um so ein Laminat zu bilden, das nachfolgend in die gewünschte Form gebogen wird, wobei die Solarzellen gebrochen werden, jedoch miteinander elektrisch verbunden bleiben.
[0008] Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Kombi-Solarkollektor wie eingangs angegeben vorzuschlagen, der eine einfache Konstruktion aufweist, weiters eine effiziente Energieumwandlung erlaubt und überdies im Bedarfsfall gegebenenfalls auch die Vornahme von Änderungen am Photovoltaikelement ermöglicht.
[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Kombi-Solarkollektor wie in Anspruch 1 angegeben vor. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0010] Beim vorliegenden Kombi-Solarkollektor ist somit das Photovoltaikelement außerhalb der Drehzylinder-Vakuumröhre angeordnet, so dass es für die Vornahme von etwaigen Änderungen gut zugänglich ist. Das Photovoltaikelement deckt dabei beispielsweise wiederum ungefähr die Hälfte der Vakuumröhre ab, und bei Verdrehen des Photovoltaikelements, z.B. zusammen mit der Vakuumröhre, in eine entsprechende Position relativ zur Sonne kann somit die nicht abgedeckte Hälfte der Vakuumröhre der Sonneneinstrahlung zugewendet werden, um so das Wärmemedium im Wärmerohr mit guten Wirkungsgrad zu erhitzen; in einer anderen Drehposition ist das Photovoltaikelement zur Sonneneinstrahlung ausgerichtet, um mit möglichst hohem Wirkungsgrad elektrisch Strom zu erzeugen. Die Anordnung des Kombi-Solarkollektors mit der angesprochenen Verdrehmöglichkeit relativ zu einer Unterkonstruktion kann dabei so wie in der WO 2011/153561 A1 beschrieben vorgesehen werden, und im Hinblick auf die dort enthaltene Offenbarung kann sich eine neuerliche Beschreibung der Dreh-Anordnung ebenso wie der Mehrfachanordnung von einzelnen Vakuumröhren, wie dies in dem vorgenannten Dokument ebenfalls geoffenbart ist und auch für den vorliegenden Kombi-Solarkollektor mit Vorteil vorgesehen werden kann, erübrigen.
[0011] Das Photovoltaikelement kann einfach im Querschnitt kreisbogenförmig um die drehbar gelagerte Vakuumröhre herum, einen Umfangsbereich des selben freilassend, angeordnet sein. Dabei ist eine besonders kompakte Anordnung dann erzielbar, wenn das Photovoltaikelement direkt an der Außenseite der Vakuumröhre angebracht ist. Das Photovoltaikelement kann hier durch ein Dünnschichtmodul, etwa durch Aufdampfen, gebildet sein, es kann jedoch auch so wie in der vorerwähnten AT 506 129 A1 beschrieben ausgebildet und z.B. aufgeklebt sein. Grundsätzlich ist aber selbstverständlich jedes Photovoltaikelement möglich.
[0012] I m Hinblick auf eine besondere Flexibilität im Fall von Änderungen am Photovoltaikelement ist es andererseits vielfach von Vorteil, wenn das Photovoltaikelement im Abstand von der Außenseite der Vakuumröhre angeordnet ist.
[0013] Das Photovoltaikelement kann überdies auch ebenflächig ausgebildet sein, wobei dann entsprechende Verbindungselemente zur Halterung des Photovoltaikelements, z.B. an der Vakuumröhre, vorzusehen sind.
[0014] Das Photovoltaikelement kann ferner auch lichtdurchlässig ausgebildet sein, um so Sonnenenergie gleichzeitig in elektrische Energie sowie in thermische Energie umwandeln zu können.
[0015] Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Photovoltaikelement parabolspiegelartig ausgebildet ist. Anstatt einer parabolspiegelartigen Ausbildung ist es andererseits auch denkbar, das Photovoltaikelement in einem Parabolspiegel zu integrieren. Das in dem Parabolspiegel integrierte Photovoltaikelement kann dabei mit Vorteil auch, im Hinblick auf die einfachere Herstellung, ebenflächig sein.
[0016] Wie bereits vorstehend erwähnt ist beim vorliegenden Kombi-Solarkollektor mit Vorteil vorgesehen, dass das Photovoltaikelement mit der drehbar gelagerten Vakuumröhre über zumindest ein Befestigungselement, das einen Umfangsbereich der Vakuumröhre freilässt, verbunden ist. 2/17
&*»«id>ische AT13 267U1 2013-09-15 [0017] Dabei ist es möglich, das Photovoltaikelement einfach über mehr oder wenige kurze Distanzelemente an die Außenseite der Vakuumröhre anzuschließen; diese Distanzelemente können beispielsweise an der Außenseite der Vakuumröhre (ggfs, lösbar) angeklebt werden.
[0018] Eine andere vorteilhafte Möglichkeit der Befestigung des Photovoltaikelements an der Vakuumröhre wird erzielt, wenn das Photovoltaikelement an der Stirnseite der Vakuumröhre über Halter-Befestigungselemente angeschlossen ist.
[0019] Ferner ist es vielfach von Vorteil, wenn das Photovoltaikelement über zumindest eine Klammer mit bogenförmigen, elastisch auslenkbaren Schenkeln als Befestigungselement auf die Vakuumröhre aufgeschnappt ist.
[0020] Das Photovoltaikelement muss nicht zwangsläufig in der Vakuumröhre befestigt werden, es kann vielmehr auch als eigener Bauteil unabhängig von der Vakuumröhre angebracht werden, etwa an einer Unterkonstruktion bzw. an darauf angebrachten Lagerteilen oder Lagerkonsolen. Dies gilt auch, wenn das Photovoltaikelement wie vorstehend erwähnt in einem Parabolspiegel integriert bzw. mit einem Parabolspiegel kombiniert ist. Das Photovoltaikelement wird bei diesen Ausführungsformen demgemäß unabhängig von der Vakuumröhre vergleichbar einem Sonnenschirm vor die Vakuumröhre oder in eine Position seitlich dieser Vakuumröhre bzw. in eine Position unterhalb der Vakuumröhre bewegt.
[0021] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Es zeigen: [0022] Fig. 1A in einem schematischen Schnitt zwei Kombi-Solarkollektoren einer Solar kollektoranordnung mit einer Unterkonstruktion, in einer Drehstellung mit zur Sonneneinstrahlung gewandten Photovoltaikelementen; [0023] Fig. 1B diese Anordnung von Kombi-Solarkollektoren gemäß Fig. 1A, nun jedoch in einer um 180° verdrehten Position der Glaszylinder-Vakuumröhren, um die Sonneneinstrahlung voll auf das Wärmerohr einwirken zu lassen; und [0024] die Fig. 2A, 2B bis 10A, 10B in entsprechenden Darstellungen fünf weitere Ausfüh rungsbeispiele des vorliegenden Kombi-Solarkollektors in jeweils einer Mehrfachanordnung, wobei jeweils zwei Vakuumröhren oberhalb einer Unterkonstruktion gezeigt sind; [0025] In Fig. 1 (Fig. 1A und 1B) ist eine Anordnung mit Kombi-Solarkollektoren veranschaulicht, wobei jeder Kombi-Solarkollektor eine transparente, drehbar gelagerte Glaszylinder-Vakuumröhre 1 aufweist. Im Inneren dieser Vakuumröhre 1 befindet sich ein Absorberblech 2 mit einem damit verbundenen, von einem Fluid durchströmbaren Wärmerohr 3.
[0026] Die Drehlagerung der Vakuumröhren 1 ist in Fig. 1A beim gemäß der dortigen Darstellung linken Kombi-Solarkollektor mit einem Doppelpfeil 5 angedeutet. Im übrigen können diese Drehlagerung und der Drehantrieb wie in der WO 2011/153561 A1 beschrieben realisiert sein, so dass sich hier eine weitere Beschreibung erübrigen kann. Die Drehung kann hündisch, thermisch oder elektrisch erfolgen.
[0027] An der Außenseite jeder Vakuumröhre 1 ist ein Photovoltaikelement 4, z.B. mittels eines Dünnschichtverfahrens, in Dünnschichtmodul-Bauweise aufgebracht. Damit ist für die Anbringung des Photovoltaikelements 4 kein zusätzliches Bauelement erforderlich; die Aufbringung kann insbesondere mittels Aufdampfen auf der Außenseite der Vakuumröhre 1, die aus Glas besteht, erfolgen. Ein solches Photovoltaikelement 4 erreicht auch einen guten Wirkungsgrad bei diffusem Licht.
[0028] In der Zeichnung ist weiters für die beispielhaft gezeigten zwei Vakuumröhren 1 ein Teil einer Unterkonstruktion 6 schematisch veranschaulicht. Weiters ist auch schematisch die Sonneneinstrahlung bei 7 angedeutet.
[0029] In Fig. 1A (und in entsprechender weise in den Fig. 2A bis 10A) ist jene Drehposition 3/17 östemdc&scfces patentest AT13 267U1 2013-09-15 der Kombi-Solarkollektoren veranschaulicht, in der das jeweilige Photovoltaikelement 4 der Sonne (s. Sonneneinstrahlung 7) zugewandt ist. Der von den Photovoltaikelementen 4 freige-lassene Bereich ist der Unterkonstruktion 6 zugewandt.
[0030] Demgegenüber ist in Fig. 1B (und ebenso in den Fig. 2B bis 10B) jene Drehstellung der Vakuumröhren 1 gezeigt, in der das Photovoltaikelement 4 auf der Seite der Unterkonstruktion 6 vorliegt, wogegen der vom Photovoltaikelement 4 freigelassene Umfangsbereich der Vakuumröhre 1 der Sonneneinstrahlung 7 zugewandt ist, so dass in dieser Drehposition die Solarenergie mit hohem Wirkungsgrad in thermische Energie, zur Erwärmung des im Betrieb durch das Wärmerohr 3 strömenden Wärmefluids, umgewandelt wird. Hingegen wird in der Position gemäß Fig. 1A die Solarenergie mit Hilfe der Photovoltaikelemente 4 in elektrische Energie, wie an sich bekannt, mit optimalem Wirkungsgrad umgewandelt.
[0031] Selbstverständlich können zwischen den beiden in Fig. 1A bzw. 1B etc. gezeigten Extrempositionen auch Zwischen-Drehstellungen eingestellt werden, in denen je nach schrägem Einfall der Sonnenstrahlung 7 entweder das Photovoltaikelement 4 oder der von diesem freige-lassenen Umfangsbereich der schrägen Sonneneinstrahlung ausgesetzt wird. Diesbezüglich kann auch auf die Ausführungen in der vorgenannten WO 2011/153561 A1 verwiesen werden.
[0032] Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 10 (genauer gemäß Fig. 2A, 2B bis Fig. 10A, 10B) ist die Vakuumröhre 1 mit dem Absorberblech 2 und dem Wärmerohr 3 sowie der Unterkonstruktion 6 jeweils gleich wie in Fig. 1 ausgebildet, so dass sich eine Wiederholung der Beschreibung dieser Komponenten bei den einzelnen Zeichnungsfiguren erübrigen kann. Diese Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 10 unterscheiden sich nur hinsichtlich der Anordnung der Photovoltaikelemente 4 von der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wie nachstehend näher erläutert wird.
[0033] Im Einzelnen ist gemäß Fig. 2A, 2B (nachstehend kurz Fig. 2) ein ebenfalls kreisbogenförmiges Photovoltaikelement 4 an der Außenseite jeder Vakuumröhre 1 angeordnet; allerdings ist gemäß Fig. 2 ein Abstand zwischen dem Photovoltaikelement 4 und der Außenseite der Vakuumröhre 1 vorgesehen, wobei gesonderte Befestigungselemente 8, hier in Form von über den Umfang und die Länge der Vakuumröhre 1 verteilten Distanzelementen 9, vorgesehen sind. Diese Befestigungselemente 8 bzw. Distanzelemente 9 können beispielsweise mittels eines lösbaren Klebers an der Außenseite der Vakuumröhren 1 angebracht sein.
[0034] Die kreisbogenförmig gekrümmten Photovoltaikelemente 4 gemäß Fig. 1 ebenso wie gemäß Fig. 2 können, abgesehen von der vorstehend erwähnten Ausbildung als Dünnschichtmodul, auch in der Art wie in AT 506 129 A1 erläutert ausgebildet sein.
[0035] In den Fig. 3 und 4 (konkret wiederum Fig. 3A, 3B bzw. 4A, 4B) sind ebenflächige Photovoltaikelemente 4 vorgesehen, welche mit Befestigungselementen 8, hier in Form von einzelnen, in Abständen längs der Röhre (1) angeordneten, elastisch auslenkbaren Klammern 10, die mit ihren Schenkeln 11, 12 die Vakuumröhre 1 in einer Art Schnappverbindung über etwas mehr als den halben Umfangsbereich umfassen, an der Vakuumröhre 1 lösbar befestigt sind.
[0036] In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Breite der Photovoltaikelemente 4 ungefähr gleich dem Durchmesser der Vakuumröhren 1. Demgegenüber ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 4 eine wesentlich größere Breite der Photovoltaikelemente 4 vorgesehen, so dass die Photovoltaikelemente 4 an nebeneinander angeordneten Vakuumröhren 1 annähernd eine durchgehende Ebene bilden, die in der Drehposition gemäß Fig. 4A eine besonders große Ausbeute an elektrischer Energie bei der Umwandlung der Solarenergie ermöglicht.
[0037] Nichtsdestoweniger ist in der Position gemäß Fig. 4B eine optimale Bestrahlung des Absorberblechs 2 sowie des Wärmerohrs 3, zur Erwärmung des durch das Wärmerohr 3 strömenden Fluids, möglich.
[0038] Gemäß Fig. 5 ist das Photovoltaikelement 4 in der Art eines Parabolspiegels 13 ausgebildet, um so in der Drehposition gemäß Fig. 5B, wenn die Solarenergie in thermische Energie umgewandelt wird, durch Reflexion an der konkaven Seite eine zusätzliche Einstrahlung 7' in das Innere der Vakuumröhre 1, zur Erwärmung des Absorberblechs 2 und des Wärmerohrs 3, 4/17
&*»«id>ische AT13 267U1 2013-09-15 zu ermöglichen. Auf der konvexen Seite der Photovoltaikelemente 4, s. Fig. 5A, erfolgt dagegen die effiziente Umwandlung der Solarenergie in elektrische Energie.
[0039] Weiters ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 eine Halterung der parabolspiegelartigen Photovoltaikelemente 4 an den jeweiligen Vakuumröhren 1 mit Hilfe von stirnseitigen Halter-Befestigungselementen 8, beispielsweise in Form von allgemein kreissektorförmigen plattenförmigen Haltern 14, vorgesehen. Diese Befestigungselemente 8 sind der Einfachheit halber in Fig. 5B weggelassen worden.
[0040] Ähnliche plattenförmige stirnseitige Halter 14 verbinden auch im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 die jeweilige Vakuumröhre 1 mit einem Parabolspiegel 13'. Diese Parabolspiegel 13' sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 gesondert von ebenflächigen Photovoltaikele-menten 4 gebildet; jedoch sind diese ebenflächigen Photovoltaikelemente 4 in den jeweiligen Parabolspiegel 13' integriert, d.h. sie bilden mit dem Parabolspiegel 13' zusammen eine Einheit, wie aus der Darstellung in Fig. 6 unmittelbar ersichtlich ist.
[0041] In Fig. 7 ist eine Ausführungsform des vorliegenden Kombi-Solarkollektors, mit einer Vakuumröhre 1 wie beschrieben, gezeigt, wobei nunmehr jeweils zwei ebene Photovoltaikelemente 4 an der Vakuumröhre 1 - an sich ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 -direkt angebracht sind. Als Beispiel sind in Fig. 7 Klebepunkte 15 schematisch angedeutet.
[0042] Im Übrigen entspricht diese Ausführungsform wiederum den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen, so dass sich eine genauere Erläuterung erübrigen kann.
[0043] Fig. 8 zeigt ausgehend von der Ausführungform gemäß Fig. 7 eine Abwandlung insofern, als nunmehr die jeweils zwei Photovoltaikelemente 4, die wiederum, ähnlich wie in Fig. 7, dachförmig angeordnet sind, und zwar über Befestigungselemente 8, etwa in Form von Distanzelementen ähnlich den Distanzelementen 9 in Fig. 2, an der Vakuumröhre 1 befestigt sind. Auch hier können die Befestigungselemente 8 bzw. Distanzelemente 9 an der Außenseite der Vakuumröhre 1 beispielsweise durch Ankleben etc. befestigt sein.
[0044] In Fig. 9 ist in Weiterbildung der Ausführungsformen gemäß Fig. 7 und 8 eine Variante mit einem 5-teiligen polygonalen Photovoltaikelement 4 gezeigt, welches beispielsweise über stirnseitige plattenförmige Halter 14', ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5, als Befestigungselemente 8 mit der Stirnseite der Vakuumröhre 1 verbunden ist.
[0045] Schließlich ist in Fig. 10 eine Ausführungsform gezeigt, bei der jeweils zwei Photovoltaikelemente 4, z.B. in einer der Fig. 8 verlgeichbaren dachförmigen Form, mit Abstand von der Vakuumröhre 1, vorgesehen sind. Im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsformen ist jedoch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 die Anordnung der Photovoltaikelemente 4 (es könnte selbstverständlich auch nur ein einzelnes derartiges Photovoltaikelement 4, etwa wie in den Fig. 1-6 gezeigt, oder ein polygonales Photovoltaikelement, wie in Fig. 9, vorhanden sein) unabhängig von der Vakuumröhre 1 vorgesehen, wobei die Photovoltaikelemente 4 über eine Lagerkonstruktion 16, insbesondere in der Art von Lagerkonsolen 16, an der Unterkonstruktion 6 angebracht sind. Diese Lagerkonsolen 16 sind in Fig. 10A gezeigt, in Fig. 10B jedoch der Einfachheit halber weggelassen. Die Lagerkonsolen 16 sind außerhalb der Vakuumröhre 1 im Bereich von deren Stirnseiten angeordnet, und an ihnen ist jedes Photovoltaikelement 4 mit Hilfe von Haltern oder Befestigungselementen 8, z.B. ähnlich den plattenförmigen Haltern 14 in Fig. 5 und 6, gelagert. Die Vakuumröhre 1 kann in diesem Ausführungsbeispiel stationär angeordnet sein; das oder die Photovoltaikelemente 4 können ähnlich einem Sonnenschirm um die stationäre Vakuumröhre 1 herum verschwenkt werden, etwa in eine seitliche Position oder aber in die untere Position gemäß Fig. 10B, wobei dann beispielsweise die verspiegelten Rückseiten der Photovoltaikelemente 4 als Reflektoren zusätzlich Sonnenlicht, gemäß den Pfeilen 7', in das Innere der Vakuumröhre 1 reflektieren.
[0046] Die Erfindung wurde vorstehend anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. Selbstverständlich sind aber auch weitere Abwandlungen und Modifikationen denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen. So ist es beispielsweise denkbar, in den verschiedenen Ausführungsformen, z.B. 5/17
isterrechiseiei päteistawt AT 13267U1 2013-09-15 gemäß Fig. 1 oder 2 usw., aber auch Fig. 7 etc., auch transparente, d.h. lichtdurchlässige, Photovoltaikelemente 4 zu verwenden. Ferner können bei den mit Abstand von der Außenseite der Vakuumröhren 1 angeordneten Photovoltaikelementen 4, s. Fig. 2, stirnseitige plattenförmige Halter 14 vorgesehen sein, ebenso wie auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Weiters ist es denkbar, z.B. beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 oder 8 anstatt der mehr oder weniger punktuellen Distanzelemente 9 streifenförmige, insbesondere achsparallele, Distanzelemente 9 vorzusehen; gegebenenfalls können jedoch auch sich in Umfangsrichtung erstreckende bogenförmige Distanzelemente 9 zur Befestigung der Photovoltaikelemente 4 an den Außenseiten der Vakuumröhren 1, mit Abstand zu dieser, vorgesehen werden. 6/17

Claims (15)

  1. &te^id»scHe$ ρ®ίκηΕδίϊϊί AT 13267U1 2013-09-15 Ansprüche 1.
  2. 2. Kombi-Solarkollektor mit einer drehbar gelagerten Glaszylinder-Vakuumröhre (1), in deren Innenraum ein Absorberblech (2) mit wenigstens einem daran angebrachten, von einem Fluid durchströmbaren Wärmerohr (3) angeordnet ist, und mit wenigstens einem der Vakuumröhre (1) zugeordneten Photovoltaikelement (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) außerhalb der Vakuumröhre (1) angeordnet ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) im Querschnitt kreisbogenförmig um die drehbar gelagerte Vakuumröhre (1) herum, einen Umfangsbereich derselben freilassend, angeordnet ist.
  3. 3.
  4. 4.
  5. 5.
  6. 6.
  7. 7.
  8. 8.
  9. 9.
  10. 10.
  11. 11. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) direkt an der Außenseite der Vakuumröhre (1) angebracht ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) durch ein Dünnschichtmodul gebildet ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) ebenflächig ausgebildet ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) im Abstand von der Außenseite der Vakuumröhre (1) angeordnet ist. Kombi-Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) lichtdurchlässig ausgebildet ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) parabolspiegelartig ausgebildet ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) in einen Parabolspiegel (13') integriert ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Parabolspiegel (13') integrierte Photovoltaikelement (4) ebenflächig ist. Kombi-Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) mit der drehbar gelagerten Vakuumröhre (1) über zumindest ein Befestigungselement (8), das einen Umfangsbereich der Vakuumröhre (1) freilässt, verbunden ist.
  12. 12.
  13. 13.
  14. 14. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) über Distanzelemente (9) an die Außenseite der Vakuumröhre (1) angeschlossen ist.
  15. 15. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) an der Stirnseite der Vakuumröhre (1) über Halter-Befestigungselemente (14) angeschlossen ist. Kombi-Solarkollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) über zumindest eine Klammer (10) mit bogenförmigen, elastisch auslenkbaren Schenkeln (11, 12) als Befestigungselement (8) auf die Vakuumröhre (1) aufgeschnappt ist. Kombi-Solarkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaikelement (4) an einer von der bevorzugt stationär eingeordneten Vakuumröhre (1) gesonderten Lagerkonsole (16) drehbar gelagert ist. Hierzu 10 Blatt Zeichnungen 7/17
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023275400A1 (de) * 2021-07-02 2023-01-05 Sisi Ag Solarthermische vorrichtung, solarthermisches modul, energieversorgungssystem und verfahren zum betreiben einer solarthermischen vorrichtung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5837449A (ja) * 1981-08-28 1983-03-04 Hitachi Ltd 太陽電池・太陽熱集熱器ハイブリツドコレクタ
JPH02140556A (ja) * 1988-11-18 1990-05-30 Sanyo Electric Co Ltd 太陽光エネルギー変換装置
US20040055631A1 (en) * 2002-05-28 2004-03-25 Kazimierz Szymocha Hybrid solar energy collector
DE102008056116A1 (de) * 2008-11-06 2010-05-27 Uwe Vincenz Kombinationskollektor zur Generierung elektrischer und thermischer Energie

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57192745A (en) 1981-05-20 1982-11-26 Sanyo Electric Co Ltd Solar energy converting device
DE4323270A1 (de) 1993-07-12 1995-01-19 Thermo Solar Energietech Gmbh Hybrid-Sonnenkollektor
DE19709653C2 (de) 1997-03-10 2002-08-08 Gerhard Wissing Hybridkollektor und Verfahren zum Herstellen eines Solarmoduls zum Einsatz in den Hybridkollektor
AT506129B1 (de) 2007-12-11 2009-10-15 Heic Hornbachner En Innovation Gekrümmte photovoltaik-module und verfahren zu deren herstellung
AT507964B1 (de) 2010-06-11 2012-01-15 Reinold Ing Ferschitz Kombi-solarkollektor
DE102010036393A1 (de) * 2010-07-14 2012-01-19 Sunsail Energy Gmbh & Co. Kg Hybrid-Kollektor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5837449A (ja) * 1981-08-28 1983-03-04 Hitachi Ltd 太陽電池・太陽熱集熱器ハイブリツドコレクタ
JPH02140556A (ja) * 1988-11-18 1990-05-30 Sanyo Electric Co Ltd 太陽光エネルギー変換装置
US20040055631A1 (en) * 2002-05-28 2004-03-25 Kazimierz Szymocha Hybrid solar energy collector
DE102008056116A1 (de) * 2008-11-06 2010-05-27 Uwe Vincenz Kombinationskollektor zur Generierung elektrischer und thermischer Energie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023275400A1 (de) * 2021-07-02 2023-01-05 Sisi Ag Solarthermische vorrichtung, solarthermisches modul, energieversorgungssystem und verfahren zum betreiben einer solarthermischen vorrichtung

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