DE10039556A1

DE10039556A1 - Solar module for cooling solar cells on the underside of a solar panel has air inlet and outlet openings underneath a solar panel to ventilate a tray and consequently cool solar cells on the underside of the solar panel.

Info

Publication number: DE10039556A1
Application number: DE10039556A
Authority: DE
Inventors: Izzet Furgac; Lorenz Voit; Frank Warmuth
Original assignee: ALLIGATOR SUNSHINE TECHNOLOGIE
Current assignee: ALLIGATOR SUNSHINE TECHNOLOGIE
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-28

Abstract

In a solar module that can be integrated into a roof covering there is a tray (10) with air inlet and outlet openings (23a,23b,24,25) underneath a solar panel (9). These openings use a current of air (26,27) flowing from the eaves to the roof ridge to facilitate ventilation of the tray and consequently cooling of solar cells on the underside of the solar panel.

Description

Die Erfindung betrifft ein in eine Dachhaut integrierbares, mit einem Solarpaneel zur Umwandlung von Licht in elektrische Ener gie ausgestattetes Solarmodul, dessen Rand in Form und Größe an Dachsteine einer durch das Modul zu ersetzenden, zweireihigen Dachsteingruppe angepaßt ist und bei dem das Solarpaneel in einem Grundkörper des Moduls gelagert ist.The invention relates to an integrable in a roof skin, with a solar panel to convert light into electrical energy gie equipped solar module, the edge of which in shape and size Roof tiles of a double row to be replaced by the module Dachstein group is adapted and in which the solar panel in a base body of the module is mounted.

Ein Solarmodul der vorstehenden Art ist aus der DE 44 08 508 A1 bekannt. Das bekannte Modul besteht aus einem glasfaserver stärkten, einstückigen Grundkörper mit einem nach Art einer flachen Schale ausgebildeten Abschnitt, in den rahmenlos und unlösbar ein Solarpaneel eingebettet ist, das von einer Glas scheibe und an deren Rückseite angeordneten Solarzellen gebil det wird. Das bekannte Modul besitzt einen flachen, zu seiner Abstützung auf der Lattung des Daches dienenden Boden. Der Grundkörper schützt die Solarzellen des Solarpaneels vor Be schädigungen, macht jedoch eine direkte und wirksame Kühlung der Solarzellen durch einen über sie hinwegstreichenden Luft strom unmöglich, zumal auch die den Grundkörper abstützenden Dachlatten eine Sperre für einen entsprechenden Luftstrom bilden. A solar module of the above type is known from DE 44 08 508 A1 known. The known module consists of a glasfaserver strengthened, one-piece basic body with a kind of flat shell-trained section, in the frameless and a solar panel that is embedded by a glass pane and arranged on the back of the solar cells det. The known module has a flat, to its Support on the slats of the roof serving floor. The The basic body protects the solar cells of the solar panel from loading damage, but makes direct and effective cooling the solar cells through an air passing over them current impossible, especially since those supporting the body Roof battens a barrier for an appropriate air flow form.

Es ist bekannt, daß zwischen den Energieerträgen von Photovol taikanlagen und der Hinterlüftung ihrer Solarpaneele ein Zusam menhang besteht. Diesem Umstand wird bei einem aus der DE 42 27 929 A1 bekannten Solarmodul mit einem in die Dachhaut inte grierbaren Grundkörper dadurch Rechnung getragen, daß das So larpaneel mit Hilfe von Distanzbolzen im Abstand von der Ober fläche des Grundkörpers gehalten wird. Wenn auch diese Lösung, die zweifelsohne zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades des Moduls führt, nicht voll zu befriedigen vermag, so deshalb, weil zur Kühlung oberhalb der Dachhaut strömende Luft genutzt wird, d. h. Luft, die insbesondere an lichtintensiven Sommerta gen vergleichsweise hohe Temperaturen aufweist.It is known that between the energy yields of Photovol systems and the rear ventilation of their solar panels menhang exists. This fact is apparent from DE 42 27 929 A1 known solar module with an inte in the roof skin gratable basic body taken into account that the So larpaneel with the help of spacers at a distance from the top surface of the base body is held. If this solution too, which undoubtedly improve the efficiency of the Module does not fully satisfy, so therefore, because air flowing above the roof skin is used for cooling will, d. H. Air, especially in light-intensive summer days has comparatively high temperatures.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad ei nes einschlägigen Solarmoduls durch eine verbesserte Hinterlüf tung des Solarpaneels zu optimieren. Diese Aufgabe wird bei einem Solarmodul der in Betracht gezogenen Gattung erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß der Grundkörper von einem Gehäuse mit einem umlaufenden Stützflansch für das Solarpaneel und mit ei ner unterhalb des Solarpaneels angeordneten Wanne gebildet wird und daß die Wanne mit mindestens einer Zuluftöffnung und einer Abluftöffnung für mindestens einen Teil eines unterhalb der Dachhaut von der Traufe zum First des Daches strömenden Luft stromes versehen ist.The invention is based, ei the task nes relevant solar module through improved rear ventilation optimization of the solar panel. This task is at a solar module of the type under consideration solved according to that the base body of a housing with a circumferential support flange for the solar panel and with egg ner arranged below the solar panel tub is formed and that the tub with at least one air inlet and one Exhaust vent for at least part of one below the Roof skin from the eaves to the ridge of the air flowing in the roof is provided.

Das erfindungsgemäße Solarmodul bietet den Vorteil, daß die an ihrer Außenseite in bekannter Weise durch eine Glasscheibe ge schützten Solarzellen an ihrer Innenseite durch die Wanne vor Beschädigungen geschützt sind und daß zur Hinterlüftung des Solarpaneels ein Luftstrom genutzt wird, der gegenüber einem an der Außenseite des Daches wirksamen Luftstrom deutlich niedri gere Temperaturen aufweist.The solar module according to the invention has the advantage that the its outside in a known manner through a glass pane protected the inside of solar cells from the tub Damage is protected and that for ventilation of the Solar panels use an air flow that is opposite to one the outside of the roof effective air flow significantly low has lower temperatures.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung ei ner in der beigefügten Zeichnung dargestellten, besonders vor teilhaften Ausführungsform. Es zeigen: Further features and details of the invention emerge from the subclaims and the description below ner shown in the accompanying drawing, especially before partial embodiment. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch zwei schuppenartig angeordnete, in die Dachhaut integrierte Solarmodule; FIG. 1 is a section through two scale-like arranged, integrated in the roof skin solar modules;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein einzelnes Modul; Figure 2 is a top view of a single module;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2; Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2; Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 2 und Fig. 5 is a section along the line VV in Fig. 2 and

Fig. 6 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch eine modifizierte Ausführungsform. Fig. 6 is a section corresponding to FIG. 3 through a modified embodiment.

In Fig. 1 ist 1 der Sparren eines Daches mit Dachlatten 2. Zwi schen dem Sparren 1 und den Dachlatten 2 ist - wie inzwischen allgemein üblich - eine nicht dargestellte Folie angeordnet. In die aus Dachsteinen 3 bestehende Dachhaut sind zwei allgemein mit 4 bezeichnete Solarmodule integriert, von denen eines in den Fig. 2 bis 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist.In Fig. 1, 1 is the rafters of a roof with battens 2 . Between the rafters 1 and the roof battens 2 - as is now common practice - a film, not shown, is arranged. In the roof skin consisting of roof tiles 3 , two solar modules, generally designated 4, are integrated, one of which is shown on an enlarged scale in FIGS. 2 to 5.

Jedes der Solarmodule 4 besitzt ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse 5, dessen Seitenränder einen Wasserfalz 6 und einen Deckfalz 7 bilden, während seine Längsränder eine an die Form der Dachsteine 3 angepaßte Profilierung aufweisen. Das Gehäuse 5 ist mit einem umlaufenden Stützflansch 8 für ein Solarpaneel 9 versehen, wobei zwischen dem Stützflansch 8 und dem Solarpa neel 9 ein nicht dargestelltes Dichtungsmittel angeordnet ist. Der Stützflansch 8 geht in eine Wanne 10 über, deren Boden 11 an seinem firstfernen Ende eine Überdeckungsstufe 12 bildet. Die Wände 13, 14, 15 und 16 der Wanne 10 begrenzen zusammen mit den Außenwänden 17, 18, 19, 20 des Gehäuses 5 einen die Wanne 10 umgebenden ringförmigen Hohlraum 21. Im Bereich der seitli chen Ränder des Bodens 11 der Wanne 10 sind zur Lagejustierung der Module 4 dienende Anschläge 22 angeordnet, die jeweils eine Dachlatte 2 hintergreifen.Each of the solar modules 4 has a plastic housing 5 , the side edges of which form a water fold 6 and a cover fold 7 , while its longitudinal edges have a profile adapted to the shape of the roof tiles 3 . The housing 5 is provided with a circumferential support flange 8 for a solar panel 9 , wherein a sealant, not shown, is arranged between the support flange 8 and the solar panel 9 . The support flange 8 merges into a trough 10 , the bottom 11 of which forms an overlap step 12 at its far end. The walls 13 , 14 , 15 and 16 of the tub 10 together with the outer walls 17 , 18 , 19 , 20 of the housing 5 delimit an annular cavity 21 surrounding the tub 10 . In the field of seitli chen edges of the bottom 11 of the vat 10 are 4 serving stops 22 disposed for positional adjustment of the modules, each engage behind a batten. 2

Sowohl der sich auf einer Dachlatte 2 abstützende Abschnitt des Bodens 11 als sein die Überdeckungsstufe 12 bildender Teil sind ebenso wie die firstnahe Wand 13 der Wanne 10 mit einer Viel zahl von Öffnungen 23, 24 und 25 versehen. Die Öffnungen 23 werden im montierten Zustand der Module durch die den Baden 11 der Wanne 10 abstützende Dachlatte 2 in jeweils eine Zuluftöffnung 23a und eine Abluftöffnung 23b unterteilt, wäh rend die Öffnungen 24 von vornherein Zuluftöffnungen und die Öffnungen 25 Abluftöffnungen darstellen. Aufgrund der Lage der Öffnungen 23, 24 und 25 kommt es im Bereich der Wanne 10 zur Entstehung eines primären Luftstromes 26 und eines sekundären Luftstromes 27. Beide Luftströme ergänzen sich und bewirken eine besonders effiziente Kühlung der an der Unterseite des Solarpaneels 9 angeordneten Solarzellen.Both the portion of the floor 11 which is supported on a roof batten 2 and its part which forms the covering step 12 are, like the ridge-near wall 13 of the tub 10, provided with a large number of openings 23 , 24 and 25 . The openings 23 are 11 of the pan 10 supporting batten 2 in each case an inlet air opening 23 a and an exhaust port 23 is divided in the assembled condition of the modules by the Baden b, currency rend the openings 24 from the outset supply air openings and the openings constitute 25 exhaust vents. Due to the position of the openings 23 , 24 and 25 , a primary air flow 26 and a secondary air flow 27 occur in the region of the trough 10 . Both air flows complement each other and effect particularly efficient cooling of the solar cells arranged on the underside of the solar panel 9 .

Wie aus den Fig. 4 und 5 erkennbar, kann die Wanne 10 zur Un terbringung einer Paneeldose 28 und eine der Abluftöffnungen 25 zur Durchführung von Anschlußkabeln 29 genutzt werden.As can be seen from FIGS. 4 and 5, the tub 10 can be used to accommodate a panel socket 28 and one of the exhaust openings 25 for carrying out connection cables 29 .

Fig. 6 zeigt eine Lösung, bei der die Zuluftöffnungen mit Luft leiteinsätzen 30 und 31 versehen sind. Fig. 6 shows a solution in which the supply air openings with air guide inserts 30 and 31 are provided.

Claims

1. In a roof skin integrable, equipped with a solar panel for converting light into electrical energy So larmodul, whose edge in shape and size is adapted to roof tiles of a two-row roof tile group to be replaced by the module and in which the solar panel in a base body of the module is mounted, characterized in that the basic body of a housing ( 5 ) with a circumferential support flange ( 8 ) for the solar panel ( 9 ) and with a below the solar panel ( 9 ) arranged tub ( 10 ) is formed and that the tub ( 10 ) is provided with at least one supply air opening ( 23 a; 24 ) and an exhaust air opening ( 23 b; 25 ) for at least part of an air flow ( 26 , 27 ) flowing from the eaves to the ridge of the roof below the roof skin.

2. Solar module according to claim 1, characterized in that for supporting the module ( 4 ) on a roof batten ( 2 ) serving bottom ( 11 ) of the trough ( 10 ) has at least one opening ( 23 ), which in the installed state of the module is divided by the Dachlat te ( 2 ) into a supply air opening ( 23 a) and an exhaust air opening ( 23 b) for the air flow ( 26 ).

3. Solar module according to claim 1 or 2, characterized in that on the support flange ( 8 ) for the solar panel ( 9 ) with the walls ( 13-16 ) of the tub ( 10 ) form a cavity ( 21 ) de outer walls ( 17- 20 ) and that the tub ( 10 ) above a bracing on the roof batten ( 2 ) From section of its bottom ( 11 ) with at least one supply air opening ( 24 ) and one exhaust air opening ( 25 ) for the air flow ( 27 ) is hen.

4. Solar module according to claim 3, characterized in that the above the on the roof batten ( 2 ) Abschnit tes of the bottom ( 11 ) of the tub located supply air opening ( 24 ) in the region of a cover step ( 12 ) forming the first distant portion of the floor ( 11 ) the tub ( 10 ) is arranged.

5. Solar module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the trough ( 10 ) instead of having only one supply and exhaust air opening with a plurality of side by side supply and exhaust air openings ( 23 from; 24 ; 25 ) is.

6. Solar module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bottom ( 11 ) of the trough ( 10 ) serving at least in the area of its side edges with module for adjusting the position of the module, each having a roof batten ( 2 ) under engaging under Stops ( 22 ) is provided.

7. Solar module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the supply air openings ( 24 ) with air guide inserts ( 30 , 31 ) are provided.

8. Solar module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the trough ( 10 ) offers space for accommodating a panel box ( 28 ).