CH706073B1 - Hybrid-Kollektor. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher 11. Der Wärmetauscher weist einen Durchströmungsraum für ein Wärmeträgermedium auf, wobei der Durchströmungsraum eine Einströmseite und eine Ausströmseite hat. Der Durchströmungsraum ist entlang der Ausströmseite über einen Anschlussbereich mit einem Rohr 21 verbunden, wobei der Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist. Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs sind in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element bzw. Modul und einem speziell ausgestalteten Wärmetauscher.

Stand der Technik

[0002] Hybrid-Kollektoren sind beispielsweise aus der DE 10 2008 028 489 A1, der DE 10 102 918 A1 oder der DE 20 010 880 U1 bekannt. Diese weisen ein Photovoltaik-Element und auf dessen Rückseite einen Wärmetauscher zum Abtransport der entstehenden Wärme auf. Die Bauweise bekannter Kollektoren ist jedoch meist nicht sehr platzsparend und/oder preiswert. Zudem stellen deren Effizienz und teilweise auch deren Dauerhaftigkeit ein Problem dar.

[0003] Weiterhin sind rein thermische Kollektoren bekannt, die aufgrund ihrer Konstruktionsweise jedoch im Allgemeinen nicht ohne Weiteres dazu geeignet sind, mit Photovoltaik-Elementen kombiniert zu werden. Dazu gehören unter anderem die in der US 4,114,597 oder der CA 1 120 807 genannten. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 204 495 B1 ist darüber hinaus ein flacher Wärmetauscher mit zwei miteinander verbundenen Wandungen und dazwischen einem Durchströmungsraum für ein Wärmetransportmedium bekannt, der sich – wie sich herausstellte – für eine Kombination mit einem Photovoltaik-Element gut eignet. In diesem Zusammenhang seien auch die Offenlegungsschriften WO 0 169 688 A1 und WO 0 169 689 A1 genannt. Die Wandungen des Wärmetauschers sind in der Fläche zwischen den Rändern des Wärmetauschers an einer Vielzahl von Verbindungsstellen durch Verformung miteinander verzahnt. Die Zuführung und die Abführung des Wärmeträgermediums erfolgt über seitlich an der Einströmseite und der Ausströmseite des Wärmetauschers angebrachte Rohre. Der beschriebene Wärmetauscher weist den Nachteil auf, dass der Druckverlust zwischen Einströmseite und Ausströmseite relativ gross ist.

[0004] Entsprechend ist die Anzahl von Wärmetauschern, welche in Reihe geschaltet werden können, begrenzt.

Aufgabe der Erfindung

[0005] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hybrid-Kollektor bereitzustellen, bei welchem der Druckverlust zwischen der Einströmseite und der Ausströmseite des Wärmetauschers gegenüber dem Stand der Technik einen geringeren Druckabfall zu erzielen. Darüber hinaus soll die Form des Wärmetauschers eine kompakte Bauweise des Hybrid-Kollektors ermöglichen. Weitere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Darstellung der Erfindung

[0006] Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen Hybrid-Kollektor nach Anspruch 1. Insbesondere handelt es sich dabei um einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher einen Durchströmungsraum für ein Wärmeträgermedium (insbesondere Wasser) besitzt und der Durchströmungsraum eine Einströmseite sowie eine Ausströmseite aufweist. Der Durchströmungsraum ist entlang der Ausströmseite über einen Anschlussbereich mit einem Rohr verbunden. Der Anschlussbereich ist dabei durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs sind in einem Winkel von weniger als 75°, vorzugsweise weniger als 60° und insbesondere weniger als 45° zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist der Durchströmungsraum und/oder eine durch den Durchströmungsraum definierte Ebene im genannten Winkel zur genannten Tangentialebene angeordnet.

[0007] Es wurde gefunden, dass durch ein im Wesentlichen tangentiales Eintreten des Wärmeträgermediums in das Rohr eine substanzielle Verminderung des Druckverlusts zwischen Einströmseite und Ausströmseite erreicht werden kann.

[0008] Ohne sich auf einen Mechanismus einschränken zu wollen, wird angenommen, dass sich durch diese Massnahme eine gleichmässigere, gegebenenfalls spiralförmige Strömung im Rohr ergibt.

[0009] Ein Photovoltaik-Element umfasst vorzugsweise zumindest eine Schicht von photovoltaischen Zellen bzw. Solarzellen (photovoltaische Schicht). Mit Vorteil umfasst ein Photovoltaik-Element zusätzlich einen Träger (insbesondere einen transparenten Träger wie z.B. eine Glasplatte), auf dem die genannten Solarzellen angeordnet sind.

[0010] Nachfolgend werden Ausgestaltungsformen des Wärmetauschers beschrieben, wobei die genannten bevorzugten Merkmale – soweit sie sich nicht ausschliessen – in beliebiger Kombination verwirklicht sein können.

[0011] Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist der Durchströmungsraum so geformt, dass das Wärmeträgermedium diesen in Form eines Films durchströmt.

[0012] Der Durchströmungsraum und/oder der Wärmetauscher kann zu diesem Zweck plattenförmig ausgebildet sein.

[0013] Besonders bevorzugt ist der Durchströmungsraum durch eine erste und eine zweite Wand gebildet, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind. Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand ist vorzugsweise kleiner als der Radius des Rohres und beträgt bevorzugt zwischen 0.5 und 10 mm, insbesondere zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 1.5 und 3.5 mm. Vorzugsweise gilt dies mindestens für 40%, 60% oder 70% der Fläche der ersten und/oder zweiten Wand. Vorzugsweise ist unter dem Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand der Abstand im Bereich des Durchströmungsraums zu verstehen und/oder der Abstand derjenigen Teile der ersten und zweiten Wand, die den Durchströmungsraum bilden.

[0014] Eine oder beide Wände sind vorteilhaft aus Metall, insbesondere Kupfer gefertigt. Im Prinzip ist auch Kunststoff verwendbar (Kostenvorteil); Metall bietet jedoch eine bessere Wärmeleitfähigkeit sowie eine verbesserte Druckresistenz und gewährleistet damit eine geringe Verformung. Die Wände bestehen demnach bevorzugt aus Kupferblechen, wobei diese mit Vorteil eine Dicke von 0,2 mm bis 1 mm und insbesondere von 0,3 mm bis 0,8 mm oder 0,5 mm bis 0,7 mm aufweisen. Diese Materialdicke gewährleistet eine ausreichende Druckresistenz, wobei durch den verringerten Druckverlust auch geringere Drücke und damit eine verringerte Materialdicke zum Einsatz kommen können. Es versteht sich, dass die Wände aus zwei getrennten Blechen oder z.B. einem gefalzten Blech gebildet sein können.

[0015] Die genannten Wände sind (insbesondere im Bereich des Durchströmungsraums) vorzugsweise parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und/oder sie haben auf mindestens 40% oder mindestens 60% oder mindestens 70% ihrer Fläche gleichen bzw. konstanten Abstand voneinander. Es ist denkbar, die Wände gekrümmt auszugestalten, wobei eine parallele Anordnung jedoch bevorzugt ist, insbesondere im Zusammenhang mit der Anwendung in Hybrid-Kollektoren, wie sie weiter unten beschrieben ist.

[0016] Der Anschlussbereich verläuft bevorzugt entlang des Rohres und/oder parallel zur Rohrachse. Er kann sich über mindestens 40%, 60% oder 80% der Länge der Ausströmseite erstrecken. Dabei kann er aus einer einzigen Öffnung gebildet sein oder aus einer Mehrzahl von Öffnungen bestehen, wobei Letztere mit Vorteil in einer Reihe und/oder auf einer Geraden angeordnet sind. Diese Angaben gelten mit Vorteil auch für den weiter unten erwähnten Anschlussbereich auf der Einströmseite.

[0017] Der Anschlussbereich befindet sich am Übergang zwischen Durchströmungsraum und Rohr. Die Strömungsrichtung am Ort des Anschlussbereichs ist vorzugsweise die Strömungsrichtung des aus dem Durchströmungsraum tretenden Wärmeträgermediums und/oder es ist darunter eine Strömungsrichtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten und/oder zweiten Wand des Wärmetauschers zu verstehen. Die Tangentialebenen an das Rohr am Ort des Artschlussbereichs verlaufen durch den Anschlussbereich, d.h. den offenen Bereich zwischen Durchströmungsraum und Rohr. Besonders bevorzugt ist damit die Ebene gemeint, welche durch die Punkte verläuft, an denen der Durchströmungsraum auf das Rohr trifft (oder in das Rohr übergeht), oder diejenige Tangentialebene, welche parallel zu einer solchen Ebene angeordnet ist.

[0018] Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs verläuft vorzugsweise in einem Winkel von mindestens 30°, 45°, 60° oder 70° zu einer Ebene, die einerseits die Rohrachse enthält und andererseits eine Gerade enthält, die die genannte Rohrachse sowie den Anschlussbereich schneidet.

[0019] Das Rohr ist vorzugsweise an den Enden offen und gegen den Durchströmungsraum hin mit einer oder mehreren Öffnungen versehen.

[0020] Die erste und die zweite Wand sind vorzugsweise an einer Vielzahl über die Wände verteilten Stellen durch Verformung ineinander verzahnt. Vorzugsweise sind die Verformungen gleichmässig verteilt und/oder in Reihen und/oder in einem Raster angeordnet. Es kann auch bevorzugt sein, wenn die Verformungen in Bezug auf die Strömungsrichtung versetzt angeordnet sind.

[0021] Der Abstand zwischen benachbarten Verformungen einer Wand beträgt bevorzugt 10 bis 50 mm oder 20 bis 30 mm. Die Zahl der Verbindungsstellen beträgt vorzugsweise mindestens 20, 40 oder 60.

[0022] Mit Vorteil erstrecken sich die Verformungen aus der Ebene einer Wand heraus und vergrössern dabei ihren Querschnitt oder ihren äusseren Durchmesser. Die gegenüberliegende Wand weist mit den genannten Verformungen formschlüssig zusammenwirkende Verformungen auf. Vorzugsweise erstrecken sich diese letztgenannten Verformungen aus der Ebene der Wand heraus und verringern dabei ihren inneren Querschnitt, oder ihren inneren Durchmesser. So können sie die verformten Teile der anderen Wand formschlüssig aufnehmen.

[0023] Es handelt sich vorzugsweise um Verformungen, die der Trennung oder der Abstandserweiterung der ersten und der zweiten Wand durch Formschluss entgegenwirken und vorzugsweise auch ein Verschieben derselben relativ zueinander (z.B. parallel zu den Wandoberflächen) verhindern.

[0024] Die Ausgestaltung der Verformungen entspricht vorzugsweise der in der EP 1 204 495 B1 beschriebenen. Dadurch kann eine hohe Druckresistenz und Dichtigkeit erreicht werden.

[0025] Die Verbindungen bzw. Verformungen sind vorzugsweise rund, oval oder vieleckig ausgebildet. Weiterhin kann es wünschenswert sein, die Verformungen stromlinienförmig auszugestalten.

[0026] Der Durchströmungsraum ist vorzugsweise an den sich zwischen der Einströmseite und der Ausströmseite erstreckenden Seiten geschlossen ausgebildet. Das Verschliessen kann beispielsweise durch Verschweissen erfolgen. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Durchströmungsraum einen zusammenhängenden Hohlraum bildet, der sich in Strömungsrichtung von der Einströmseite bis zur Ausströmseite und quer zur Strömungsrichtung bis zu den geschlossenen Seiten erstreckt. Alternativ dazu kann der Durchströmungsraum aus mehreren Kammern gebildet sein, die vorzugsweise nebeneinander (bevorzugt parallel) von der Einströmseite zur Ausströmseite verlaufen. Besonders bevorzugt ist jedoch die oben genannte Variante, bei der der Durchströmungsraum einen Hohlraum bildet. Dadurch wird bei der Verwendung in Hybrid-Kollektoren eine sehr gleichmässige Temperatur im Photovoltaik-Element erreicht.

[0027] Die erste und die zweite Wand sind bevorzugt mit dem Rohr verbunden (beispielsweise durch Verschweissen), wobei die obere Wand (erste Wand) vorzugsweise tangential oder im Wesentlichen tangential auf das Rohr trifft oder an der Berührungsstelle tangential am Rohr anliegt. Neben der gewünschten Führung des Wärmeträgermediums hat diese Konstruktionsweise den Vorteil, dass z.B. ein Photovoltaik-Element nicht zwischen den Rohren angeordnet werden muss, da die Rohre nicht über die Kontaktfläche (d.h. z.B. die erste Wand) des Wärmetauschers mit dem Photovoltaik-Element vorstehen.

[0028] Das Rohr kann also ein eigenständiges Teil darstellen, welches mit den Wänden verbunden und (zwecks Herstellung einer Strömungsverbindung mit dem Durchströmungsraum) mit einer oder mehreren Öffnungen versehen ist, die den Anschlussbereich bilden. Alternativ dazu ist das Rohr mit Vorteil aus der ersten und/oder der zweiten Wand gebildet Das Rohr kann ganz oder teilweise aus der ersten und/oder zweiten Wand bestehen. Zu diesem Zweck können die Enden der Wände auf der Ausströmseite so geformt sein, dass sie das Rohr oder einen Teil des Rohres bilden (z.B. rinnenförmig in Form gezogen oder gepresst).

[0029] Der Anschlussbereich wird in diesem Fall bevorzugt durch eine sich über mindestens 50%, 60% oder 70% der Länge der Ausströmseite erstreckende, durchgehende Öffnung gebildet. Diese Öffnung zwischen Durchströmungsraum und Rohr ergibt sich automatisch, wenn die erste und/oder zweite Wand direkt in den Rohrkörper übergeht.

[0030] Um ein Rohr zu bilden, sind die erste und die zweite Wand vorzugsweise entlang des Rohrkörpers (vorzugsweise parallel zur Rohrachse) verbunden; z.B. über eine Schweissnaht. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste und die zweite Wand entlang des Rohrkörpers einen Überstand am Rohr bilden. Der Überstand ist vorzugsweise gegenüber des Anschlussbereichs angeordnet. Er ist bevorzugt durch parallele Bereiche der Wände gebildet, die miteinander in Kontakt stehen. Ausserdem ist es von Vorteil, wenn der Überstand rechtwinklig oder im Wesentlichen rechtwinklig vom Rohr absteht.

[0031] Die offenen Stirnseiten des durch die erste und/oder zweite Wand gebildeten Rohres (bzw. Rohrteils) sind vorzugsweise jeweils (insbesondere koaxial) mit einem Rohrstück verbunden (beispielsweise durch Verschweissen). In diesem Fall ist das Rohr teilweise durch die Rohrstücke und teilweise durch die erste und/oder zweite Wand gebildet.

[0032] Das Rohr weist mit Vorteil einen Durchmesser von mehr als 12, 14 oder 16 mm und vorzugsweise weniger als 40, 35 oder 30 mm auf. Besonders bevorzugt sind 18 bis 22 mm. Es ist bevorzugt, wenn das Rohr im Querschnitt im Inneren keine oder im Wesentlichen keine Ecken und/oder Kanten aufweist (gegebenenfalls mit Ausnahme des Ortes des Anschlussbereichs oder der Verbindungsstelle der Wände).

[0033] Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Rohr oder zumindest dessen innere Mantelfläche eine zylindrische Form aufweist, insbesondere eine kreiszylindrische Form. Möglich ist jedoch z.B. auch eine ovale oder elliptische Grundform des Zylinders. Es kann auch vorteilhaft sein, wenn das Rohr oder zumindest dessen innere Mantelfläche eine Spiralform bzw. Helixform aufweist. Mit dieser Formgebung soll eine gleichmässige Strömung im Rohr erreicht werden.

[0034] Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die durch die erste und/oder zweite Wand definierte Ebene am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° oder weniger als 60° oder 40° zueinander angeordnet sind, wobei die durch die erste Wand definierte Ebene vorzugsweise tangential oder im Wesentlichen tangential am Rohr anliegt.

[0035] Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist der Durchströmungsraum entlang der Einströmseite über einen zweiten Anschlussbereich mit einem zweiten Rohr verbunden, wobei der zweite Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist. Die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des zweiten Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des zweiten Anschlussbereichs sind dabei in einem Winkel von weniger als 75°, vorzugsweise weniger als 60° und insbesondere weniger als 45° zueinander angeordnet.

[0036] Die im Zusammenhang mit der Ausströmseite, insbesondere für das Rohr, den Anschlussbereich und den Durchströmungsraum, erwähnten Merkmale seien auch für die Einströmseite offenbart, und zwar insbesondere auch für das zweite Rohr, den zweiten Anschlussbereich und den Durchströmungsraum. Soweit die genannten Merkmale Verhältnisse oder Beziehungen zu bestimmten Vorrichtungsteilen auf der Ausströmseite etc. betreffen, beziehen sich solche Angaben dann natürlich auf die entsprechenden Vorrichtungsteile sowie die Strömungsrichtung auf der Einströmseite. Die Strömungsrichtung am Ort des Anschlussbereichs auf der Einströmseite ist vorzugsweise die Strömungsrichtung des in den Durchströmungsraum tretenden Wärmeträgermediums und/oder es ist darunter eine Strömungsrichtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu der ersten und/oder zweiten Wand des Wärmetauschers zu verstehen.

[0037] Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, eignet sich der beschriebene Wärmetauscher vorzüglich für die Verwendung bei Hybrid-Kollektoren. Deshalb umfasst die Erfindung einen Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher, wie er in diesem Dokument beschrieben ist.

[0038] Der Hybrid-Kollektor zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass das Photovoltaik-Element auf dem Wärmetauscher angeordnet und mit diesem thermisch verbunden ist.

[0039] Wenn der Wärmetauscher bzw. die genannten Wärmetauscherwände im Wesentlichen ebenflächig ausgebildet sind, eignet er sich besonders zur Aufnahme einer photovoltaischen Schicht. Solche Wärmetauscher weisen im Wesentlichen auf ihrer gesamten Oberfläche die gleiche Temperatur auf, da die Wände in direktem Kontakt mit dem Wärmetransportmedium stehen. Daher eignen sie sich besonders zur flächigen Kühlung von Photovoltaik-Schichten. Insbesondere wenn die photovoltaische Schicht auf die Wärmetauscheroberfläche aufgebracht ist, kann ein solches Element in einem Vakuumrohr angeordnet sein. Dadurch kann der Wärmeverlust vermindert werden. In einer Ausführungsform ist die photovoltaische Schicht zusammen mit einem Träger der photovoltaischen Schicht in einem Abstand zum Wärmetauscher angeordnet. Dies erlaubt die Verwendung von kristallinen Zellen mit hohem Wirkungsgrad und einer Vielzahl von unterschiedlichen handelsüblichen photovoltaischen Elementen.

[0040] Eine photovoltaische Schicht (z.B. in der Form einer Folie) kann nicht nur mit einem thermisch leitenden Kleber direkt auf den Wärmetauscher geklebt sein, sondern auch mit Abstand zum Wärmetauscher hinter einem Träger (z.B. einer Glasscheibe) angeordnet sein. In letzterem Fall ist die Schicht vorteilhaft mit dem Träger verklebt. Bei Sonnenwärmekollektoren sind in der Regel teure Solarglas-Abdeckscheiben vorzusehen. Ohne Abdeckscheiben entsteht kein Treibhauseffekt und sind die zu erreichenden Kollektortemperaturen wesentlich niedriger als mit einer Abdeckscheibe.

[0041] Als Abdeckscheibe wird daher vorgeschlagen, eine photovoltaische Schicht auf einem Träger mit Abstand vor dem Wärmekollektor anzubringen. Alternativ wird vorgeschlagen, eine photovoltaische Schicht (z.B. in Form einer Folie) direkt auf den Wärmetauscher anzubringen. Falls die photovoltaische Schicht keine oder lediglich eine schlechte thermische Verbindung zum Wärmetauscher aufweist, ist eine möglichst hohe Wärmedurchlässigkeit des Photovoltaik-Elements anzustreben. Andererseits erlaubt eine wärmeleitfähige Verbindung zwischen Photovoltaik-Element und Wärmetauscher eine Verwendung von Wärmestrahlung-sammelnden Photovoltaik-Elementen. Die möglichst direkte Kühlung des Photovoltaik-Elements mit dem Wärmetauscherelement bewirkt eine Erhöhung des Wirkungsgrades des photovoltaischen Elements. Die Bestückung des Wärmetauschers mit einem photovoltaischen Element erhöht den Energiegewinn des Wärmetauschers auf derselben Fläche praktisch um die gesamte gewonnene elektrische Energie.

[0042] Besonders bevorzugt ist es, wenn vor dem Photovoltaik-Element und/oder vor der photovoltaischen Schicht eine transparente Abdeckung (insbesondere eine Glasscheibe oder Solarglasscheibe) angeordnet ist, wobei zwischen dem Photovoltaik-Element und der transparenten Abdeckung ein Abstand vorgesehen ist. Der Abstand beträgt mit Vorteil 1.5 bis 3.5 cm oder 2 bis 3 cm. Zwischen dem Photovoltaik-Element und der transparenten Abdeckung ist zweckmässigerweise ein Hohlraum, insbesondere ein mit Luft gefüllter Hohlraum, vorgesehen. Die Höhe des Hohlraums kann dabei die für den Abstand zwischen Photovoltaik-Element und Abdeckung genannten Masse aufweisen. Der Hohlraum erstreckt sich vorzugsweise über mindestens 70, 80 oder 90 Prozent der Fläche des Photovoltaik-Elements oder er umfasst mindestens 70, 80 oder 90 Prozent des Raums zwischen Photovoltaik-Element und Abdeckung. Der Hohlraum dient der Erzeugung des oben beschriebenen Treibhauseffekts. Dadurch wird eine erhöhte thermische Wirkung erreicht, vor allem im Winter. Die Abdeckung kann lösbar mit dem Photovoltaik-Element verbunden sein, d.h. sie kann z.B. im Sommer abgenommen und vor Beginn des Winters montiert werden.

[0043] In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist der Hybrid-Kollektor ein Gehäuse auf. Dieses beinhaltet mit Vorteil ein (vorzugsweise plattenförmiges) Photovoltaik-Element auf der Oberseite sowie Seitenwände und eine Rückwand. Besonders in heissen Gegenden kann es von Vorteil sein, wenn das Gehäuse nicht isoliert ist und/oder keine Rückwand aufweist. Auf diese Weise kann der Wärmetauscher auf beiden Seiten Wärme aufnehmen.

[0044] Das Photovoltaik-Element ist vorzugsweise fest mit dem Gehäuse und/oder den Seitenwänden verbunden. Der Wärmetauscher hingegen ist vorzugsweise nicht fest mit dem Gehäuse und/oder dem Photovoltaik-Element verbunden.

[0045] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante ist der Wärmetauscher relativ zum Photovoltaik-Element und/oder relativ zum Gehäuse (falls ein solches vorgesehen ist) beweglich oder verschiebbar ausgebildet. Wenn der Wärmetauscher innerhalb des Gehäuses beweglich ist, hat dies den Vorteil, dass der Hybrid-Kollektor (insbesondere, wenn er mit weiteren Hybrid-Kollektoren verbunden ist) keinen Schaden erleidet, wenn Vibrationen oder eine temperaturbedingte Verformung auftreten. Werden Vibrationen oder temperaturbedingte Verformungen auf andere Weise vermieden (z.B. durch Wahl der Materialien), ist eine solche Flexibilität natürlich nicht notwendig.

[0046] Das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher können in direktem Kontakt stehen. Vorteilhaft sind sie aber über eine Wärmeleitschicht verbunden, welche gasförmig, flüssig oder fest sein kann, wobei eine flüssige und insbesondere eine feste Form bevorzugt ist. Die Wärmeleitschicht ist vorzugsweise elektrisch isolierend. Sie kann vollflächig mit dem Wärmetauscher in Kontakt stehen; mit Vorteil bedeckt die Wärmeleitschicht mindestens 70% oder mindestens 85% der Kontaktfläche zwischen Wärmetauscher und Photovoltaik-Element. Die Wärmeleitschicht weist mit Vorteil die Form einer Folie auf. Es kann auch von Vorteil sein, die Wärmeleitschicht in Form von Streifen oder in Form eines Netzes auszubilden (Trocknung).

[0047] Die Wärmeleitschicht kann neben der Wärmeleitfunktion zwei weitere wichtige Aufgaben erfüllen. Erstens kann sie Unebenheiten am Wärmetauscher oder am Photovoltaik-Element ausgleichen und so als mechanischer Schutz wirken. Bei Verformungen oder Bewegungen kommt es so nicht zur Schädigung des Hybrid-Kollektors. Zweitens kann sie stromdurchflossene Teile der Apparatur von wasserdurchflossenen Teilen elektrisch isolieren.

[0048] Vorteilhaft ist es, wenn die Wärmeleitschicht eine Bewegung des Wärmetauschers relativ zum Photovoltaik-Element erlaubt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu gewährleisten. Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist die Wärmeleitschicht aus einem Stoff gebildet, der bei Normaldruck und/oder durch Drücke, wie sie in Hybrid-Kollektoren auftreten, elastisch oder plastisch verformbar ist. Besonders bevorzugt ist die Wärmeleitschicht aus einem (bei Raumtemperatur) fliessfähigen oder streichfesten Stoff gebildet, insbesondere kann es sich um eine Wärmeleitpaste handeln. Je nach Konstruktion des Hybrid-Kollektors könnten fliessfähige Stoffe bei einer wiederholten Bewegung der genannten Art verdrängt werden. Es kann deshalb bevorzugt sein, für die Wärmeleitschicht einen Stoff zu verwenden, der den Abstand zwischen Wärmetauscher und Photovoltaik-Element konstant hält. Dieser besitzt (insbesondere nach Aushärtung oder Trocknung) mit Vorteil eine definierte äussere Form. Es kann vorteilhaft sein, wenn es sich um einen gummielastischen Stoff handelt (z.B. ein Silikonelastomer etc.).

[0049] Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsform sind das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Rohr über eine Öffnung aus dem Gehäuse tritt und vorzugsweise relativ zur Öffnung beweglich ausgebildet ist. Die Öffnung weist zu diesem Zweck vorzugsweise einen grösseren Durchmesser auf als der Aussendurchmesser des Rohres. Sie kann rund sein oder als ein Schlitz ausgebildet sein, der sich bis zum Rand der Gehäusewand erstreckt.

[0050] Das Photovoltaik-Element weist mit Vorteil eine Steuerungselektronik auf. Diese beinhaltet vorzugsweise einen Schalter zur elektrischen Trennung des Photovoltaik-Elements vom Stromnetz und/oder von einem oder mehreren weiteren Hybrid-Kollektoren. Der Schalter ist bevorzugt kabellos betätigbar, z.B. über Funkwellen bzw. Radiowellen. Die Photovoltaik-Elemente sind vorzugsweise einzeln, in Gruppen oder gesamthaft abschaltbar, was im Falle eines Brandes von Vorteil ist, da Löscharbeiten so gefahrlos durchgeführt werden können.

[0051] Weiterhin erstreckt sich das Photovoltaik-Element bevorzugt über die Einströmseite und/oder die Ausströmseite des Wärmetauschers hinaus. Vorzugsweise erstreckt sich das Photovoltaik-Element über das Rohr und/oder das zweite Rohr hinaus. Auf der dem Wärmetauscher zugewandten Seite des überstehenden Teils des Photovoltaik-Elements ist vorzugsweise die Steuerungselektronik und/oder eine Junction-Box (Verteilerdose) angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Verbindung zwischen den Photovoltaik-Elementen über deren Oberflächen herzustellen.

[0052] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage mit mehreren der beschriebenen Hybrid-Kollektoren, welche miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind sie in Serie miteinander verbunden, wobei das Rohr eines Wärmetauschers oder Hybrid-Kollektors jeweils mit dem Rohr eines benachbarten Wärmetauschers oder Hybrid-Kollektors verbunden ist. Das Gleiche gilt für das zweite Rohr.

[0053] Es seien offenbart:

[0054] 1.) Ein Wärmetauscher, insbesondere für einen Hybrid-Kollektor, wobei – der Wärmetauscher einen Durchströmungsraum für ein Wärmeträgermedium aufweist, – der Durchströmungsraum eine Einströmseite und eine Ausströmseite aufweist, wobei der Durchströmungsraum entlang der Ausströmseite über einen Anschlussbereich mit einem Rohr verbunden ist, und – der Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist, wobei – die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet sind.

[0055] 2.) Ein Wärmetauscher nach 1.), wobei – der Durchströmungsraum auf der Oberseite und der Unterseite durch zwei parallel und in einem Abstand von weniger als 5 mm voneinander angeordnete Wände begrenzt ist, welche vorzugsweise aus Kupferblechen bestehen, – die Wände an einer Vielzahl über die Wände verteilten Stellen durch Verformung ineinander verzahnt sind, – der Durchströmungsraum an den sich zwischen der Einströmseite und der Ausströmseite erstreckenden Seiten geschlossen ausgebildet ist, – der Durchströmungsraum einen zusammenhängenden Hohlraum bildet, der sich in Strömungsrichtung von der Einströmseite bis zur Ausströmseite und quer zur Strömungsrichtung bis zu den geschlossenen Seiten erstreckt, – die Wände mit dem Rohr verbunden sind oder das Rohr bilden, wobei die durch die erste Wand definierte Ebene tangential am Rohr anliegt und wobei das Rohr einen Durchmesser von mehr als 10 mm auf weist, und – ein Photovoltaik-Element auf der ersten Wand angeordnet und mit dieser thermisch verbunden ist.

[0056] 3.) Ein Wärmetauscher nach 1.), wobei – der Durchströmungsraum entlang der Einströmseite über einen zweiten Anschlussbereich mit einem zweiten Rohr verbunden ist, – der zweite Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist, und – die durch den Durchströmungsraum definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des zweiten Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des zweiten Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet sind.

[0057] 4.) Ein Wärmetauscher nach 1.) oder 3.), wobei der Durchströmungsraum durch eine erste und eine zweite Wand gebildet ist, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand kleiner ist als der Radius des Rohres und vorzugsweise zwischen 0.5 und 10 mm, insbesondere zwischen 1 und 5 mm und besonders bevorzugt zwischen 1.5 und 3.5 mm beträgt und wobei die Wände vorzugsweise aus Kupferblechen bestehen.

[0058] 5.) Wärmetauscher nach 4.), wobei die erste und die zweite Wand an einer Vielzahl über die Wände verteilten Stellen durch Verformung ineinander verzahnt sind, wobei die Verformungen vorzugsweise rund ausgebildet sind.

[0059] 6.) Ein Wärmetauscher nach 4.) oder 5.), wobei die durch die erste und/oder die zweite Wand definierte Ebene und die Tangentialebene an das Rohr am Ort des Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet sind, wobei die erste Wand vorzugsweise tangential am Rohr anliegt.

[0060] 7.) Ein Wärmetauscher nach 4,), 5.) oder 6.), wobei das Rohr durch die erste und/oder die zweite Wand gebildet ist.

[0061] 8.) Ein Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element und einem Wärmetauscher nach einem der Punkte 1.) bis 7.).

[0062] 9.) Ein Hybrid-Kollektor nach 8.), wobei das Photovoltaik-Element auf dem Wärmetauscher angeordnet und mit diesem thermisch verbunden ist, wobei der Wärmetauscher vorzugsweise relativ zum Photovoltaik-Element verschiebbar ist.

[0063] 10.) Ein Hybrid-Kollektor nach 8.) oder 9.), wobei das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher über eine Wärmeleitschicht verbunden sind, wobei es sich bei der Wärmeleitschicht vorzugsweise um eine Wärmeleitpaste handelt.

[0064] 11.) Ein Hybrid-Kollektor nach 8.), 9.) oder 10.), wobei sich das Photovoltaik-Element über die Einströmseite und/oder die Ausströmseite des Wärmetauschers hinaus erstreckt, wobei auf der dem Wärmetauscher zugewandten Seite des überstehenden Teils des Photovoltaik-Elements vorzugsweise eine Steuerungselektronik angeordnet ist.

[0065] 12.) Ein Hybrid-Kollektor nach einem der Punkte 8.) bis 11.), wobei das Photovoltaik-Element und der Wärmetauscher in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Rohr des Wärmetauschers über eine Öffnung aus dem Gehäuse tritt und relativ zur Öffnung beweglich ausgebildet ist, wobei es bevorzugt ist, wenn die Öffnung zu diesem Zweck einen grösseren Durchmesser aufweist als der Aussendurchmesser des Rohres.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0066] Es zeigen in schematischer, nicht massstabsgetreuer Darstellung: <tb>Fig. 1<SEP>einen Teil eines Wärmetauschers am Übergang zwischen Durchströmungsraum und Rohr (Ausströmseite); <tb>Fig. 2a<SEP>eine Draufsicht auf den Wärmetauscher; <tb>Fig. 2b<SEP>eine Seitenansicht des Wärmetauschers aus Fig. 2a ; <tb>Fig. 3a<SEP>eine Draufsicht auf einen Hybrid-Kollektor; <tb>Fig. 3b<SEP>eine Seitenansicht des Hybrid-Kollektors aus Fig. 3a ; <tb>Fig. 4<SEP>eine Draufsicht auf zwei miteinander verbundene Hybrid-Kollektoren; <tb>Fig. 5a<SEP>eine perspektivische Ansicht eines Hybrid-Kollektors; und <tb>Fig. 5b<SEP>den in Fig. 5a umkreisten Ausschnitt des Hybrid-Kollektors.

Ausführung der Erfindung

[0067] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert.

[0068] Die Fig. 1 zeigt die Ausströmseite 17 eines Wärmetauschers 11, wobei die Einströmseite in Bezug auf die beschriebenen Komponenten mit Vorteil gleich aufgebaut ist. Dargestellt ist ein Durchströmungsraum 13, welcher von einem Wärmeträgermedium wie Wasser durchflossen wird. Das Wärmeträgermedium tritt an der Einströmseite (nicht gezeigt) in den Durchströmungsraum 13 ein und verlässt diesen auf der Ausströmseite 17. Letztere steht über einen Anschlussbereich 19 in Strömungsverbindung mit einem Rohr 21, durch welches das Wärmeträgermedium abtransportiert wird. Der Durchströmungsraum 13 ist an der Oberseite durch eine erste Wand 43 und an der Unterseite durch eine zweite Wand 45 begrenzt, welche mit Vorteil aus Kupferblech gefertigt sind. Der Durchströmungsraum 13 gibt durch seine Form die Strömungsrichtung 25 des Wärmeträgermediums vor. Es wurde gefunden, dass durch die gezeigte Anordnung und Form des Wärmetauschers 11 eine substanzielle Verminderung des Druckverlusts zwischen Einströmseite und Ausströmseite 17 erreicht werden kann, was es ermöglicht, eine grössere Anzahl solcher Wärmetauscher in Serie zu schalten. Ohne sich auf einen bestimmten Mechanismus einschränken zu wollen, wird angenommen, dass der verminderte Druckverlust dadurch erreicht wird, dass das Wärmeträgermedium über den Anschlussbereich 19 im Wesentlichen tangential in das Rohr 21 eintritt und dadurch im Rohr 21 eine gleichmässigere, gegebenenfalls spiralförmige, Strömung erzeugt wird. Konstruktiv wird dies im gezeigten Beispiel dadurch bewerkstelligt, dass der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand (43 und 45) kleiner als der Radius des Rohres 21 ausgestaltet ist und die erste Wand 43 etwa tangential auf das Rohr 21 trifft. Der Winkel 29 zwischen der Strömungsrichtung 25 (bzw. der Richtung des Bewegungsvektors des Wärmeträgermediums) und einer Tangentialebene 27 am Ort des Anschlussbereichs 19 (d.h. am Übergang zwischen Durchströmungsraum 13 und Rohr 21) liegt somit zwischen 0° und 30°. Im gezeigten Beispiel ist das Rohr 21 durch die erste und die zweite Wand 43 und 45 gebildet. Die Wände 43 und 45 bilden hier jeweils etwa die Hälfte des Rohrkörpers und treffen etwa gegenüber des Anschlussbereichs 19 zusammen. Es ist ein Überstand 46 am Rohr vorgesehen, der die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Wand 43 und 45 bildet und aus zwei parallel und in Kontakt miteinander angeordneten Teilen der Wände 43 und 45 besteht, die vorzugsweise miteinander verschweisst sind.

[0069] Fig. 2b zeigt den Wärmetauscher 11 aus derselben Richtung wie Fig. 1 , mit dem Unterschied, dass der Wärmetauscher 11 in seiner gesamten Länge von der Einströmseite 15 bis zur Ausströmseite 17 dargestellt ist. Die Einströmseite 15 ist im Wesentlichen gleich ausgestaltet wie die Ausströmseite 17. Es ist ein zweites Rohr 33 vorhanden, welches dem Durchströmungsraum bzw. dessen Einströmseite 15 über einen zweiten Anschlussbereich das Wärmeträgermedium zuführt.

[0070] Fig. 2a zeigt den Wärmetauscher 11 in Draufsicht. Es sind wiederum die in Fig. 2b dargestellten Rohre 21 und 33 vorhanden, welche einander gegenüberliegend und vorzugsweise parallel angeordnet sind. Weiterhin ist zu erkennen, dass der Wärmetauscher 11 eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist und an zwei gegenüberliegenden Enden durch die Einströmseite 15 und die Ausströmseite 17 begrenzt wird. Die beiden zwischen der Einströmseite 15 und der Ausströmseite 17 verlaufenden, sich ebenfalls gegenüberliegenden Seiten 49 schliessen den Durchströmungsraum 13 ab. Es ist beispielsweise möglich, zu diesem Zweck die erste und die zweite Wand mittels verlöteter Falze zu verbinden. Der durch die genannten vier Seiten begrenzte Durchströmungsraum bildet vorzugsweise einen zusammenhängenden Hohlraum. Die erste und die zweite Wand sind mittels einer Vielzahl über die Wände verteilte Verformungen 47 miteinander verzahnt. Dies ermöglicht eine hohe Druckresistenz und Dichtigkeit.

[0071] Fig. 3a (Draufsicht) und Fig. 3b (Seitenansicht) zeigen einen Hybrid-Kollektor 51, der ein Photovoltaik-Element 53 und einen Wärmetauscher 11, wie er vorgängig beschrieben wurde, aufweist. Das Photovoltaik-Element 53 ist hier zur besseren Illustration transparent dargestellt, womit der darunterliegende Wärmetauscher sichtbar wird. Dadurch, dass die erste Wand 43 des Wärmetauschers tangential auf die Rohre 21 und 33 trifft, stehen Letztere nicht über die durch die erste Wand 43 definierte Kontaktebene mit dem Photovoltaik-Element vor. Deshalb kann das Photovoltaik-Element 53 sich über die Rohre 21 und 33 und/oder über den Wärmetauscher hinaus erstrecken. Dies ermöglicht eine überaus platzsparende (insbesondere flache) Bauweise des Hybrid-Kollektors 51. Beispielsweise kann auf dem überstehenden Teil der dem Wärmetauscher zugewandten Seite des Photovoltaik-Elements die Steuerungselektronik für den Hybrid-Kollektor 51 angebracht sein. Der beschriebene Wärmetauscher eignet sich aufgrund seiner geringen Bauhöhe und seiner grossen planen Kontaktfläche besonders für die Anwendung in einem Hybrid-Kollektor. Mit Vorteil stehen mindestens 40%, 60% oder 70% der Unterseite des Photovoltaik-Elements in thermischem Kontakt mit der ersten Wand 43 des Wärmetauschers, wobei der Kontakt mit Vorteil über eine Wärmeleitpaste hergestellt wird. Dadurch ist es ermöglicht, dass der Wärmetauscher parallel zum Photovoltaik-Element 53 beweglich bleibt. Dies ist wichtig, da das Gehäuse 55 vorzugsweise fest mit dem Photovoltaik-Element 53 verbunden ist. Wenn ein solches Gehäuse 55 auf einem Dach montiert wird, dürfen durch die Ausdehnung und das Zusammenziehen des Wärmetauschers aufgrund von Temperaturschwankungen keine Spannungen entstehen. Vorzugsweise sind also der Wärmetauscher und das Photovoltaik-Element 53 und/oder das Gehäuse 55 relativ zueinander beweglich. In Fig. 3b ist das Gehäuse 55 von der Seite gezeigt. Die dargestellten Öffnungen 57 für die Rohre 21 und 33 sind vorzugsweise grösser als der Querschnitt der Rohre 21 und 33. Der Abstand der Rohraussenseiten zum Rand der Öffnungen sollte mindestens 0.5 mm, vorzugsweise mindestens 2 mm betragen. Dies ermöglicht es, dass die Rohre 21 und 33 sich innerhalb der Öffnungen 57 bewegen können.

[0072] In Fig. 4 sind zwei miteinander verbundene Hybrid-Kollektoren 51 in Draufsicht gezeigt. Die Rohre 33 für die Zuführung des Wärmeträgermediums der beiden Hybrid-Kollektoren 51 sind miteinander verbunden. Dasselbe gilt für die Rohre 21 für die Abführung des Wärmeträgermediums, wobei hier beispielhaft Verbindungsmittel 59 zur dichten Verbindung der Rohre 21 eingezeichnet sind. Derartige Hybrid-Kollektoren 51 können in der gezeigten Weise in Reihe geschaltet und z.B. auf Gebäudedächern montiert werden.

[0073] Die Fig. 5b zeigt den Aufbau eines Hybrid-Kollektors in einer perspektivischen Ansicht, wobei die einzelnen Teile zur besseren Illustration voneinander getrennt dargestellt sind, Fig. 5a zeigt den in Fig. 5b umkreisten Bereich vergrössert. Gezeigt sind die obere und untere Wand 43 und 45 des Wärmetauschers sowie die Verformungen 47, über die die Wände 43 und 45 miteinander verbunden sind. Die obere Wand 43 trifft im Wesentlichen tangential auf das Rohr 21 und erstreckt sich um einen Teil des Rohrumfangs. Die zweite Wand 45 erstreckt sich ebenfalls teilweise um den Umfang des Rohres 21. Die Wände 43 und 45 umfangen das Rohr 21 also ganz oder teilweise (Stabilität, Dichtigkeit), vorzugsweise zu wenigstens der Hälfte seines Umfangs. Vorzugsweise sind die Wände 43 und 45 dazu rinnenförmig in Form gezogen oder gepresst. Das Rohr 21 weist mit Vorteil Schlitze oder Bohrungen auf, die beim Befestigen des Rohres 21 am Wärmetauscher 11 auf der Ausströmseite 17 des Durchströmungsraums 13 bzw. am Eintritt zum Durchströmungsraum 13 positioniert werden (Öffnungen des Anschlussbereichs), damit eine Strömungsverbindung zwischen Rohr 21 und Durchströmungsraum 13 gewährleistet ist. Die Konstruktion auf der anderen Seite, d.h. beim Rohr 33, ist gleich, wie der Fig. 5a entnommen werden kann. Das Photovoltaik-Element 53 ist flächig mit der oberen bzw. ersten Wand 43 des Wärmetauschers verbunden. Die Kontaktfläche beträgt mit Vorteil mindestens 40%, insbesondere mindestens 60% der Fläche der ersten Wand 43 des Wärmetauschers. Sind z.B. auch die Verformungen 47 mit Wärmeleitpaste gefüllt, so kann die Kontaktfläche über 80% der Fläche der ersten Wand 43 betragen. Weiterhin sind in Fig. 5a und 5b die einzelnen Teile des Gehäuses 55 dargestellt, sowie die auf der Seitenwand vorgesehenen Öffnungen 57 für die Rohre 21 und 33.

Bezugszeichenliste:

[0074] <tb>11<SEP>Wärmetauscher <tb>13<SEP>Durchströmungsraum <tb>15<SEP>Einströmseite <tb>17<SEP>Ausströmseite <tb>19<SEP>Anschlussbereich <tb>21<SEP>Rohr <tb>25<SEP>Strömungsrichtung (Ausströmseite) <tb>27<SEP>Tangentialebene am Ort des Anschlussbereichs (Ausströmseite) <tb>29<SEP>Winkel zwischen 25 und 27 <tb>33<SEP>zweites Rohr <tb>43<SEP>erste Wand <tb>45<SEP>zweite Wand <tb>46<SEP>Überstand <tb>47<SEP>Verformungen <tb>49<SEP>geschlossene Seiten <tb>51<SEP>Hybrid-Kollektor <tb>53<SEP>Photovoltaik-Element <tb>55<SEP>Gehäuse <tb>57<SEP>Öffnung des Gehäuses <tb>59<SEP>Verbindungsmittel

Claims (11)

1. Hybrid-Kollektor mit einem Photovoltaik-Element (53) und einem Wärmetauscher (11), wobei – der Wärmetauscher (11) einen Durchströmungsraum (13) für ein Wärmeträgermedium aufweist, – der Durchströmungsraum (13) eine Einströmseite (15) und eine Ausströmseite (17) aufweist, wobei der Durchströmungsraum (13) entlang der Ausströmseite (17) über einen Anschlussbereich (19) mit einem Rohr (21) verbunden ist, – der Anschlussbereich (19) durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die durch den Durchströmungsraum (13) vorgegebene Strömungsrichtung (25) des Wärmeträgermediums am Ort des Anschlussbereichs (19) und die Tangentialebene (27) an das Rohr (21) am Ort des Anschlussbereichs (19) in einem Winkel (29) von weniger als 75° zueinander angeordnet sind und dass – der Durchströmungsraum (13) entlang der Einströmseite (15) über einen zweiten Anschlussbereich mit einem zweiten Rohr (33) verbunden ist, – der zweite Anschlussbereich durch eine oder mehrere Öffnungen gebildet ist, und – die durch den Durchströmungsraum (13) definierte Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums am Ort des zweiten Anschlussbereichs und die Tangentialebene an das Rohr (33) am Ort des zweiten Anschlussbereichs in einem Winkel von weniger als 75° zueinander angeordnet sind.

2. Hybrid-Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Durchströmungsraum (13) auf der Oberseite und der Unterseite durch parallel in einem Abstand von weniger als 5 mm voneinander angeordnete erste und zweite Wand (43, 45) begrenzt ist, welche vorzugsweise aus Kupferblech besteht, – die Wände (43, 45) an einer Vielzahl über die Wände (43, 45) verteilten Stellen durch Verformung (47) ineinander verzahnt sind, – der Durchströmungsraum (13) an den sich zwischen der Einströmseite (15) und der Ausströmseite (17) die Wände (43, 45) verbundenen Seiten (49) geschlossen ausgebildet ist, – der Durchströmungsraum (13) einen zusammenhängenden Hohlraum bildet, der sich in Strömungsrichtung von der Einströmseite (15) bis zur Ausströmseite (17) und quer zur Strömungsrichtung (25) bis zu den die Wände (43, 45) verbundenen Seiten (49) erstreckt, – die Wände (43, 45) das Rohr (21) bilden oder mit dem Rohr (21) verbunden sind, wobei die durch die erste Wand (43) definierte Ebene tangential am Rohr (21) anliegt und wobei das Rohr (21) einen Innendurchmesser von mehr als 10 mm aufweist, – das Photovoltaik-Element (53) auf der ersten Wand (43) angeordnet und mit dieser thermisch verbunden ist, wobei der Wärmetauscher (11) relativ zum Photovoltaik-Element (53) verschiebbar ist, und – das Photovoltaik-Element (53) und der Wärmetauscher (11) in einem Gehäuse (55) angeordnet sind, wobei das Rohr (21) des Wärmetauschers über eine Öffnung des Gehäuses (57) aus dem Gehäuse (55) tritt.

3. Hybrid-Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmungsraum (13) durch eine erste und eine zweite Wand (43, 45) gebildet ist, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wand (43, 45) kleiner ist als der Radius des Rohres (21) und zwischen 0.5 und 10 mm beträgt und wobei die Wände (43, 45) aus Metall gefertigt sind.

4. Hybrid-Kollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Wand (43, 45) an einer Vielzahl über die Wände verteilten Stellen durch Verformung (47) ineinander verzahnt sind.

5. Hybrid-Kollektor nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr durch die erste und/oder die zweite Wand gebildet ist.

6. Hybrid-Kollektor nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaik-Element (53) auf dem Wärmetauscher (11) angeordnet und mit diesem thermisch verbunden ist, wobei der Wärmetauscher (11) relativ zum Photovoltaik-Element (53) verschiebbar ist.

7. Hybrid-Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaik-Element (53) und der Wärmetauscher (11) über eine Wärmeleitschicht verbunden sind.

8. Hybrid-Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Photovoltaik-Element (53) über die Einströmseite (15) und/oder die Ausströmseite (17) des Wärmetauschers (11) hinaus erstreckt.

9. Hybrid-Kollektor nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Photovoltaik-Element (53) und der Wärmetauscher (11) in einem Gehäuse (55) angeordnet sind, wobei das Rohr (21) des Wärmetauschers über eine Öffnung (57) aus dem Gehäuse (55) tritt und relativ zur Öffnung des Gehäuses (57) beweglich ausgebildet ist.

10. Hybrid-Kollektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Gehäuses (57) einen grösseren Durchmesser aufweist als der Aussendurchmesser des Rohres (21).

11. Anlage mit mehreren Hybrid-Kollektoren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche miteinander verbunden sind.