CN1230918C - 太阳能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能装置，其中设有标准化组件式的光电元件(25)，该光电元件设置在一个能对准太阳侧的透光盖板(41)的下面，还设有用于冷却各自配属的光电元件的且能被气态或液态的冷却介质流过的第一冷却装置(31)，第一冷却装置也按照标准化组件方式构成。在此规定，设有用于光电元件的另一个冷却装置(36)，第一冷却装置被设置成相对光电元件背对着太阳，另一个冷却装置在光线入射侧被布置在盖板和光电元件之间，另一个冷却装置成能让气态冷却介质流过的冷却装置的形式，光电元件、第一冷却装置和另一个冷却装置按可整体使用的模件(23)的形式构成。

Description

太阳能装置

技术领域

本发明涉及太阳能装置。

背景技术

在国内和国际上，太阳能和水的生产装置长期就是核心问题。

目前，绝大部分的能量消耗仍然涉及的是燃烧化石燃料。因而，这些化石能量载体不仅将被耗尽，而且也首先造成了将不再被认为是可取的环境负担。因而，这样一种趋势逐渐得到人们的赞同，即一方面在不得已时动用可重新生长的能源，或者使用可供选择的大功率能量生产装置。除热电厂和风能外，太阳能是相当有意义的。

例如，DE3412584A1公开了一种相应的装置，根据这篇在先出版物，描述了一种太阳能发电装置，它由多个划分成区域的且由光电池构成的模件组成，所述模件例如象屋顶那样沿道路设置于路上。在这种情况下，许多个这样的面(分别在一个本身的支架上)按格栅排列方式被安装到一个表面上，其中这些面象锯齿形屋顶那样布置，即包络线是一条锯齿线。阳光基本上垂直于已放好的装置地照射，因而这些区域也可以朝向太阳地被制成连续屋顶面的形状。

如此设想的区域也同时用于防雨，这对位于其下的交通道路非常有利。

发明内容

本发明的任务是提供一种与现有技术相比而有所改进的太阳能装置。

根据本发明，提供一种太阳能装置，其中设有标准化组件式的光电元件，所述光电元件设置在一个能对准太阳侧的透光盖板的下面，还设有用于冷却各自配属的光电元件的且能被气态或液态的冷却介质流过的第一冷却装置，所述第一冷却装置也按照标准化组件方式构成，其中，设有用于所述光电元件的另一个冷却装置，所述第一冷却装置被设置成相对所述光电元件背对着太阳，所述另一个冷却装置在光线入射侧被布置在所述盖板和所述光电元件之间，所述另一个冷却装置成能让气态冷却介质流过的冷却装置的形式，所述光电元件、所述第一冷却装置和所述另一个冷却装置按可整体使用的模件的形式构成。

与常见的解决方案相比，本发明的太阳能装置具有明显的优势。

即，本发明规定了，除了标准化组件式的光电元件外，还设有至少一个可按标准化组件方式构成的光电元件用冷却装置，而且设置另一个或多个冷却装置，如让液态和/或气态冷却介质流过的光电元件用冷却装置。为此，最好在位于太阳侧的玻璃盖板和光电元件表面之间形成一个间隔空间。最好是气态的冷却介质如空气可以流过这个间隔空间。空气例如是预先经过冷却。冷空气流通的原理最好基于烟囱效应，这种烟囱效应例如是这样产生的，即相对水平面倾斜地安放标准化组件式的相应的能量和水生产部件。通过加热，变热的暖空气上升并被排出，从而较冷的空气从下入口自动流入流动通道。由此一来，就可以明显改善电能的产生或充分利用。即，光电元件的温度升高导致其有效功率更低。

因此，在一个特别优选的设计方案中，设置标准化组件式的集热采光器件，它设置在标准化组件式的光电元件的下面。该集热采光器件用于额外获得热，这些热能最终是由阳光加热产生的。但是，通过输出热，同时实现光电元件的冷却，从而提高其效率。

所述的位于太阳侧的透光板或盖子导致了光加强效应，这是因为经透光盖子射入的并可能被位于其下面的光电元件反射的光被再次反射。这导致了效率的提高。

在本发明的另一个改进方案中规定了，透光盖板配设有一个光滑涂层，它防止了被弄脏并确保了附加散热。所述的集热采光器件具有至少一条线路，但最好是有多条最好被整合成一体的线路，以便送出所产生的热能。在这里，也可以采用气态甚至液态的介质来送出热量并因而冷却光电元件。

整个系统是按标准化组件方式构成的。在这里，最好采用这样的模件，即它们作为可整体使用部件地具有光电元件和集热采光器件。最后，也优选上述的且间隔设置并成形于光电元件上方(如成垫块形式)的玻璃盖板，所述玻璃盖板具有一个这样的模件的部件。

另外，如果从房屋向外地给所述模件配设相应的插头和/或连接螺栓，以便顺利地直接装配这样的单元。如果需要，可以在连接位置上设置插接头和/或连接螺栓。如果需要，也可以将独立的管路安装在接头上。这样一来，可以把大表面组成并网状连接成一个总系统。所述模件最好配设有接头、一个用于所述光电元件的电接头、一个用于所述集热采光器件的冷却接头以及用于所述另一个冷却装置的另一个冷却接头。

为通过简单措施改善水的获得，用于模件的连接装置可以具有集水装置，象屋顶槽。但是，最好采用具有由波纹格栏构成的盖板的排水槽，所述波纹格栏可以由与水槽一样的材料制成。这样一来，通过模件顶面(通常是上述的透光玻璃盖板)所收集的雨水可直接经过相连的且具有位于其上的透水波纹格栏的排水槽被收集起来并被排给集水装置、贮水槽、泵站等类似设备。

本发明的装置可以到处安放。它最好可以在公共的交通道路和路线且尤其是汽车道、公路但也可以是在有轨道路上实现。在这样一个总设备中，可以高效率地利用太阳能，因为太阳能可被直接转换成电能。该电流可以通过预设线路而比较轻松地继续传输。或许，电流也可以直接被同时用于当地规定的照明设备、交通线路系统。

但是，通过所用的太阳能或热能采集器件，也可以在热方面补充利用太阳能，这是因为例如可借助被这样加热的环流介质来远程供热。就此而言，这个系统也可以与一个热泵相连。

最后，接收模件所特有的雨水。因此，在加盖的结构中，也保护了位于其下的街道、车辆路线、公共场所等不受气候影响。

附图说明

以下，结合附图来详细描述本发明，其中：

图1是在道路上的太阳能和水的生产装置的横截面示意图；

图2是按标准化组件方式构成的生产太阳能和水的件的横截面示意图；

图3是多个组装起来的生产太阳能和水的模件的俯视示意图；

图4表示作为下分界件的且具有雨水收集槽的插接件；

图5表示一个用于按标准化组件方式构成的太阳能或水生产件的且靠上的相应插接件或封闭件。

具体实施方式

在横截面示意图中示出了一条远程街道1，沿着该街道并在街道两侧间隔地设置了柱子3，在柱子上形成了屋顶形的且或许彼此间隔的支架5。因而，可以在这些支架上安装并锚固上以后描述的模件21，其中最后同时通过模件21的上面构成顶盖7。

以下，参见图2，其中示出了一些用于能量和水生产部件的模件。

一个相应的模件23具有一个标准化组件式的光电元件25，它可以在其对置的模件侧27和/或其与之错开90度的左模件侧或右模件侧上配设有接头29且尤其是插接头(但根据需要，还可以配备或代替地配设有连接螺栓等类似件)，以使该模件与下个模件相连。在这种情况下，最好在其中一个连接位置27上把插接头设计成插头状，而在对置的连接位置上，将其设计成插座状，以便能够通过插接来串联相应模件，或者顺利地组装成大型功能单元。

另外，为光电元件25设置一个冷却装置31，在所示实施例中，冷却装置具有一个在光电元件25下方的或者说背对太阳而设的集热采光器件33。它具有一个如成一条或多条流通管路形状的流通机构35，它们可以笔直地、蜿蜒地、成环路状或成螺旋状地铺设，确切地说是从入口侧接头29a到出口侧接头30a。接头29a、30a也可以成插接头的形状，但根据需要，它们同时还可以成连接螺栓等类似件的形状，或者就是成连接螺栓等类似件的形状。

在这种情况下，冷却装置31具有另一个冷却手段，即另一个设置在光电元件25上面的冷却装置36。该冷却装置是按照流通装置37的形式形成的，液态和/或气态介质可以流经所述流通装置。但是，最好是气态的介质且尤其是空气流经其中。为此，流通装置37由一个在位于太阳侧的透光盖板41和位于盖板下的光电元件25的表面之间的间隔空间39构成。尤其是在象屋顶那样倾斜安装时，由此产生了烟囱效应，结果在空气或其它冷却介质在间隔空间39中被加热的情况下，迫使空气或冷却介质按箭头40方向上升，在这种情况下，从底下吸上较冷的流动介质。为此，最好在顶面上形成一个接头或出口29b并在底面上形成一个接头或入口30b，以便例如可以在那里让空气流入。

在这里，所述接头例如也被制成单纯的插接头形状，但根据需要，它们还可以同时成连接螺栓等类似件的形状，或者就是成连接螺栓等类似件的形状。

最后，为完整起见，还要注意光电元件25也配设有一个或多个在两个对置的连接位置上形成的插接头且尤其是电插接器29c、30c，以便光电元件25可以直接与下个相邻的光电元件插接并与之电接触。

如该实施方式所表明的那样，最好所有接头29、29a、29b与接头30、30a、30b在同一方向上地被设置在对置的连接位置上，从而相应的模件23只能单独地通过插接被组装成大面积的组件。在这种情况下，模件在俯视图中不一定成矩形，而是例如可以成六角形。最好采用这样的形状，即它们可以组合成大面积封闭的单元并实现尽可能封闭的顶盖7。

透光盖板41是如此设计的，即被光电元件反射的阳光在底面上又被反射，或者由此有助于获得大量能量。为尽可能避免或防止外表面被弄脏，可以在那里给透光盖板41涂覆一个适当的涂层且尤其是光滑涂层43。如此设置的单元可以通过垫块、螺栓等类似件被安装到一个相应的支承构件3、5上。

尤其是如图3的俯视示意图所示地，模件如上所述地作为总模件被组装起来。例如，封闭装置47可以与边缘区相连，封闭装置最好成封闭插接装置47形式。由此一来，如果需要的话，在不在连接方向上插装模件的位置上，实现了与一个侧邻模件的连接。这样一来，如果需要串联的话，则形成一条用于下个相邻的集热采光器件33的封闭冷却介质环路。可以一模一样地通过电插接实现与下个相邻光电元件的连接。原则上讲，这也适用于按照流动通道形式构成的靠上的冷却装置31，其中在这里，尤其是在以大气为冷却介质时，只在封闭件47中设置一条排出通道，以便把热空气排入周围环境中。

相应地形成更深的封闭装置49，其中最好如图3所示地仍然给封闭装置配设一个排水槽14。根据图4，槽横截面成箱形(但也可以采用其它横截面形状)。在排水槽的顶面上，最好形成一个波纹格栏51，它使经顶盖流出的雨水顺利流向排水槽，但同时确保了防止被灰尘等弄脏、污染的一定防护作用。在图4、5中示出了用于上封闭件47和下封闭件49的最示意和简化的横截面图。

如附图所示，最好模件在插接方向上从下向上地仿照屋顶线形式地被组装起来，在上下两端上，模件通过所述封闭插接装置或通用的封闭连接装置47、49与一个在延伸方向上形成的屋顶状顶盖相连。

所获电流可以顺利地被用于供入电动拖车的电网中(有轨时的电气化)。例如，所获得的电流同样顺利且有用地被用于磁悬浮车辆如超级高速交通工具的供电。

通过适当的电镀或感应工作系统，不仅可以位置固定地在专门的充电站给电动车辆供电，而且在行驶过程中给其供电并给设置在车辆上的充电器(蓄电池、电池)充电，由此一来，与只受电池型号限制的常见系统相比，明显增大了半径和行程距离。在电镀管路系统中，也产生了与车辆的导电接触。在感应工作系统中，这最好是不接触地实现的。

Claims (11)

1、太阳能装置，其中设有标准化组件式的光电元件(25)，所述光电元件(25)设置在一个能对准太阳侧的透光盖板(41)的下面，还设有用于冷却各自配属的光电元件(25)的且能被气态或液态的冷却介质流过的第一冷却装置(31)，所述第一冷却装置(31)也按照标准化组件方式构成，其特征在于，设有用于所述光电元件(25)的另一个冷却装置(36)，所述第一冷却装置(31)被设置成相对所述光电元件(25)背对着太阳，所述另一个冷却装置(36)在光线入射侧被布置在所述盖板(41)和所述光电元件(25)之间，所述另一个冷却装置(36)成能让气态冷却介质流过的冷却装置的形式，所述光电元件(25)、所述第一冷却装置(31)和所述另一个冷却装置(36)按可整体使用的模件(23)的形式构成。

2、如权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，所述第一冷却装置(31)具有集热采光器件(33)，所述集热采光器件背对太阳设置在所述光电元件(25)的下面。

3、如权利要求1或2所述的太阳能装置，其特征在于，在当相对水平面倾斜放置所述模件(23)时利用烟囱效应的情况下，空气能流经所述另一个冷却装置(36)。

4、如权利要求1或2所述的太阳能装置，其特征在于，所述另一个冷却装置(36)成流动通道形式。

5、如权利要求2所述的太阳能装置，其特征在于，所述模件(23)配设有接头(29，30)、一个用于所述光电元件(25)的电接头(29c，30c)、一个用于所述集热采光器件(33)的冷却接头(29a，30a)以及用于所述另一个冷却装置(36)的另一个冷却接头(29b，30b)。

6、如权利要求5所述的太阳能装置，其特征在于，在所述模件(23)的各连接位置上的所有接头(29a，29b，29c；30a，30b，30c)被调整成相互平行。

7、如权利要求5所述的太阳能装置，其特征在于，这些接头(29a，29b，29c；30a，30b，30c)成型于对置的连接位置上。

8、如权利要求5所述的太阳能装置，其特征在于，多个所述模件(23)能分别借助各自的所述接头(29a，29b，29c；30a，30b，30c)直接或间接相连。

9、如权利要求1所述的太阳能装置，其特征在于，在所述模件(23)的封闭侧设有封闭装置(47，49)，其中能形成与一个相邻的所述模件(23)的连接。

10、如权利要求9所述的太阳能装置，其特征在于，所述封闭装置(47，49)能与所述模件(23)的更深的连接位置相连，所述封闭装置具有一个雨水排流槽(14)。

11、如权利要求10所述的太阳能装置，其特征在于，在所述雨水排流槽(14)的顶面上设有一个波纹格栏(51)。

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