DE102004043205A1 - Photo-voltaic unit for use in roof of e.g. industrial halls, has temperature control effecting cooling or heating of unit such that constant temperature is maintained, and cooling body designed as hollow body via which medium is supplied - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fotovoltaik-Element mit wenigstens einer Fotozelle zur Erzeugung von elektrischem Strom, die vorzugsweise in einem Gehäuse flächig derart angeordnet ist, dass durch Lichteinwirkung Strom erzeugt wird.The The invention relates to a photovoltaic element with at least one Photocell for generating electric current, preferably in a housing flat is arranged such that generates electricity by the action of light becomes.
Derartige Fotovoltaik-Elemente sind bekannt. Sie dienen dazu, den Energiebedarf aus natürlichen Ressourcen zu decken. Dazu sind in derartigen Fotovoltaik-Elementen Fotozellen angordnet, die aufgrund der Lichteinwirkung elektrischen Strom erzeugen.such Photovoltaic elements are known. They serve the energy needs from natural To cover resources. These are in such photovoltaic elements Photocells angordnet, due to the action of light electrical Generate electricity.
Dieser elektrische Strom wird dann von dieser Anlage in das öffentliche Netz eingespeist bzw. am Erzeugungsort sofort vom Verbraucher verbraucht. Derartige Fotovoltaik-Anlagen werden beispielsweise auf Dächern größerer Gebäude, aber auch auf Dächern von Einfamilienhäusern angeordnet. Dazu werden sie in der Regel auf der Südseite bzw. auf der Seite des Daches montiert, wo die meiste Sonnenstrahlung zu erwarten ist. Es ist weiterhin bekannt, derartige Anlagen auf Gestellen am Boden zu montieren, wenn ausreichend Platz dazu vorhanden ist. Selbstverständlich werden mit derartigen Fotovoltaik-Anlagen auch Dächer von Nutzungsgebäuden, wie beispielsweise Industriehallen oder aber Gebäude in der Landwirtschaft, wie beispielsweise Rinder- oder Schweinzuchtanlagen ausgestattet. Der Wirkungsgrad derartiger Anlagen ist dann am besten, wenn die Aussentemperaturen nicht zu hoch, aber auch nicht zu niedrig sind. In Gegenden mit hoher Sonneneinstrahlung kommt es vor, dass sich die Fotovoltaik-Anlagen derart erhitzen, dass der Wirkungsgrad der Anlage gegen 0 geht, das heisst, es wird weniger Strom erzeugt, je höher die Temperatur der Anlage ist.This Electric power is then transmitted from this facility to the public Mains fed or consumed at the place of production immediately by the consumer. Such photovoltaic systems are, for example, on roofs of larger buildings, but also on roofs from single family homes arranged. They are usually on the south side or mounted on the side of the roof, where most of the solar radiation is to be expected. It is also known, such systems on Mount racks on the ground if there is enough space is. Of course are with such photovoltaic systems and roofs of use buildings, such as for example, industrial halls or buildings in agriculture, such as cattle or pig cattle facilities equipped. The efficiency of such systems is best when the Outside temperatures are not too high, but not too low. In areas of high insolation, it happens that heat the photovoltaic systems such that the efficiency of Plant goes to 0, that is, less electricity is generated, The higher the temperature of the plant is.
Insbesondere in südlichen Ländern, beispielsweise Spanien oder noch weiter südlicher in Afrika, ist die Sonneneinstrahlung über den Verlauf eines Tages derart hoch, dass die Temperaturen der Fotovoltaik-Anlagen leicht eine Temperatur von 70° Grad Celsius oder höher erreichen. Dann weisen die Fotovoltaik-Anlagen einen Wirkungsgrad auf, der gegen 0 geht. Umgekehrt ist es in Ländern, die weiter ab vom Äquator liegen, insbesondere in den nördlichen Staaten, häufig so, dass aufgrund sehr niedriger Aussentemperaturen die Fotovoltaik-Anlage ebenfalls nur geringe Stromabgaben aufweist. Insbesondere dann, wenn durch Schneefall die Fotovoltaik-Anlage mit Schnee bedeckt ist, werden ebenfalls äußerst unzureichende Energieerzeugungswerte erreicht.Especially in southern countries for example, Spain or even farther south in Africa, is the Sunlight over the course of a day so high that the temperatures of the photovoltaic systems easily a temperature of 70 degrees Celsius or higher to reach. Then the photovoltaic systems have an efficiency on, which goes to 0. Conversely, in countries farther from the equator, especially in the northern States, often so that due to very low outside temperatures the photovoltaic system also has only low electricity. In particular, if by Snowfall the photovoltaic system is covered with snow also extremely inadequate Energy production values achieved.
Ausgehend von dem oben dargestellten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fotovoltaik-Element anzugeben, das eine Erhöhung des Wirkungsgrades bei der Stromerzeugung durch das Fotovoltaik-Element insgesamt ermöglicht.outgoing From the above-described prior art, it is the task of Invention to provide a photovoltaic element, which increases the Efficiency in power generation by the photovoltaic element total possible.
Die Erfindung geht von dem dargestellten Stand der Technik aus und schlägt zur Lösung der Aufgabe ein Fotovoltaik-Element mit wenigstens einer Fotozelle zur Erzeugung von elektrischem Strom vor, die vorzugsweise in einem Gehäuse flächig derart angeordnet ist, dass durch Lichteinwirkung Strom erzeugt wird, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Temperaturregelung an bzw. in dem Fotovoltaik-Element vorgesehen ist.The The invention is based on the illustrated prior art and proposes to solve the problem a photovoltaic element with at least one photocell for generating of electric current, preferably in a housing such flat is arranged that is generated by the action of light, the is characterized in that a temperature control on or in the photovoltaic element is provided.
So ist es beispielsweise in Zeiten, an denen sich das Fotovoltaik-Element stark erhitzt, vorgesehen, das Element zu kühlen. In Zeiten, in denen die Außentemperaturen sehr niedrig sind, insbesondere in den Wintermontaten, ist es nach der Erfindung vorgesehen, das Fotovoltaik-Element dann zu beheizen. Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass Fotovoltaik-Anlagen bzw. -Elemente dann am besten arbeiten, wenn eine im wesentlichen konstante Temperatur vorliegt. Das heißt, je geringer die Abweichung von einer optimalen Temperatur, umso höher ist der Wirkungsgrad des Fotovoltaik-Elementes. So wurde beispielsweise gefunden, dass im Winter in nördlichen Breitenkreisen an klaren Wintertagen mit guter Sonneneinstrahlung wesentlich höhere Energieabgabewerte zu verzeichnen waren, als im Sommer bei wesentlich höheren Außentemperaturen. Das Problem liegt darin, dass die Fotozellen bei erhöhter Außentemperatur und bei sehr intensiver Sonneneinstrahlung derart stark erhitzt werden, dass diese Erhitzung der Fotozellen zu einem immer schlechteren Wirkungsgrad führt, je höher die Temperatur der Fotozelle wird. Hält man aber die Temperatur auf einem im wesentlichen gleichbleibenden Wert, so erreicht man über die Dauer der Lichteinstrahlung eine wesentlich höhere Effezienz der gesamten Anlage. Demzufolge wurde nachgewiesen, dass sehr gute Energieabgabewerte beispielsweise bei Temperaturen von +25° Grad Celsius erreicht werden konnten. Somit ist es klar, dass man durch eine Temperaturregelung an bzw. in dem Fotovoltaik-Element dem aus dem Stand der Technik bekannten Problem begegnen kann. Beispielsweise kann man mittels einer entsprechenden Temperaturregelung im Sommer dafür sorgen, dass die Anlagen gekühlt werden und im Winter in umgekehrter Weise eben für eine Beheizung der Fotovoltaik-Elemente derart, dass die Temperatur bei einem optimalen Wert für die Stromerzeugung bleibt.So For example, it is at times when the photovoltaic element Heavily heated, intended to cool the element. In times when the outside temperatures are very low, especially in the winter months, it is after the invention provided to then heat the photovoltaic element. According to the invention was found that photovoltaic systems or elements then best operate when a substantially constant temperature is present. This means, the lower the deviation from an optimal temperature, the better is higher the efficiency of the photovoltaic element. So for example found that in winter in northern latitudes on clear winter days with good sunshine significantly higher energy output values were recorded than in summer at much higher outside temperatures. The problem is that the photocells at elevated outside temperature and so strongly heated in very intense sunlight be that this heating of the photocells to an ever worse Efficiency leads, The higher the temperature of the photocell becomes. But if you keep the temperature on a substantially constant value, one reaches over the Duration of light irradiation a much higher efficiency of the whole Investment. Consequently, it has been proven that very good energy release values for example, be achieved at temperatures of + 25 ° Celsius could. Thus, it is clear that you through a temperature control on or in the photovoltaic element of the prior art can encounter known problem. For example, you can by means of ensure an appropriate temperature control in summer that the plants cooled and in winter in the reverse manner just for a heating of the photovoltaic elements such that the temperature is at an optimum value for power generation remains.
Eine Weiterbildung der Erfindung schlägt demnach vor, dass die Temperaturregelung eine Kühlung oder eine Beheizung des Fotovoltaik-Elementes bewirkt, derart, dass eine im wesentlichen gleichbleibende Temperatur erhalten wird.A development of the invention therefore proposes that the temperature control cooling or heating of the photovoltaic Ele Mentes causes such that a substantially constant temperature is obtained.
Zur Temperaturregelung wird dazu eine im wesentlichen bekannte Steuerung vorgesehen. Eine Weiterbildung der Erfindung schlägt weiterhin vor, dass die Temperaturregelung einen Temperatursensor aufweist. Der Temperatursensor ist dazu bevorzugt an bzw. in der Nähe der Fotozelle angeordnet.to Temperature control becomes a substantially known control intended. A development of the invention continues to strike before that the temperature control has a temperature sensor. The temperature sensor is preferably at or in the vicinity of the photocell arranged.
Da die Fotovoltaik-Anlagen derart gestaltet sind, dass sie bevorzugt in einem bestimmten Winkel zu der einfallenden Sonnenstrahlung aufgestellt sind, ist es bevorzugt, wenn entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung die Temperatrurregelung in Einbaurichtung unterhalb der Fotozellen vorgesehen ist.There the photovoltaic systems are designed so that they are preferred placed at a certain angle to the incident solar radiation are, it is preferred, if according to a development of Invention the temperature control in installation direction below the Photocells is provided.
Für die Temperaturregelung bietet sich dazu eine Reihe technischer Möglichkeiten an. So ist es beispielsweise entsprechend einer Variante der Erfindung vorgesehen, dass zur Temperaturregelung ein gasförmiges oder flüssiges Medium eingesetzt wird. Das Medium ist beispielsweise durch Luft oder Wasser angegeben. Kühlt man oder heizt man das Fotovoltaik-Element mit Luft, ist es beispielsweise von Vorteil, wenn dazu eine Ventilation vorgesehen ist, die für einen ausreichenden Austausch des an dem Fotovoltaik-Element vorbeistreichenden Mediums sorgt. Ist als Medium Wasser vorgesehen, dann ist selbstverständlich dazu ein entsprechender Behälter bzw. ein geschlossener Kreislauf vorzusehen. Hierzu kann es erforderlich sein, entsprechende Umwälzpumpen vorzusehen. Es ist aber ebenso möglich, den Wasserkreislauf an einem vorhandenen Heiz- bzw. Kühlkreislauf des Gebäudes oder der Anlage anzuschliessen.For temperature control offers itself to a number of technical possibilities. That's the way it is, for example provided according to a variant of the invention, that for temperature control a gaseous or liquid Medium is used. The medium is for example by air or water. cools one or it heats the photovoltaic element with air, it is for example advantageous if it is provided for a ventilation that for a adequate replacement of the past on the photovoltaic element Medium provides. If water is provided as a medium then it goes without saying a corresponding container or to provide a closed circuit. This may require it be appropriate circulating pumps provided. But it is also possible, the Water cycle on an existing heating or cooling circuit of the building or to connect the system.
Eine sehr wirkungsvolle Maßnahme zur Temperaturregelung ist entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dadurch angegeben, dass die Vergrößerung der Oberfläche des Gehäuses des Fotovoltaik-Elementes oder der Fotozelle selbst vorgesehen ist. Die Vergrößerung der Oberfläche des Gehäuses bzw. der Fotozelle wird dabei selbstverständlich bevorzugt an der der Lichteinstrahlung abgewandten Seite der Fotozelle angeordnet.A very effective measure for temperature control is according to a preferred embodiment the invention specified that the enlargement of the surface of housing the photovoltaic element or the photocell itself is provided. The enlargement of the surface of the housing or the photocell is of course preferred at the Light irradiation facing away from the photocell arranged.
Die Vergrößerung der Oberfäche läßt sich erfindungsgemäß in einfacher Weise durch Lamellen, Rippen oder dergleichen erreichen, die bevorzugt an der Unterseite des Gehäuses des Fotovoltaik-Elementes bzw. an der Unterseite der Fotozelle selbst angeordnet sind. Mit Hilfe von Lamellen oder Rippen lässt sich dabei die Kühl- oder Heizfläche um ein Vielfaches vergrößern. Dadurch ist ein wesentlich günstigerer Wärmeaustausch zwischen Fotozelle und dem Medium, welches zur Kühlung bzw. zur Heizung vorgesehen ist, gegeben. Die Lamellen bzw. Rippen oder dergleichen können dabei entsprechend einer bevorzugten Variante der Erfindung in einem Gehäuse bzw. in dem Gehäuse für den Medienkreislauf zur Kühlung bzw. Heizung angeordnet sein.The Magnification of the fnish let yourself According to the invention in a simple Way through fins, ribs or the like, which are preferred at the bottom of the case of the photovoltaic element or arranged on the underside of the photocell itself are. With the help of lamellae or ribs can be doing the cooling or heating surface multiply by a multiple. Thereby is a much cheaper heat exchange between photocell and the medium which is provided for cooling or for heating is given. The fins or ribs or the like can thereby according to a preferred variant of the invention in a housing or in the case for the Media circuit for cooling or heating can be arranged.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch angegeben, dass die Lamellen bzw. Rippen aus einem hochwärmeleitfähigen Material gebildet sind. Hierzu sind verschiedene Materialien bekannt. Die Erfindung ist hierbei nicht auf ein einziges Material eingeschränkt, so dass die Spezifizierung lediglich mit einem hochwärmeleitfähigen Material getroffen wird.A Further development of the invention is characterized in that the slats or ribs made of a highly heat-conductive material are formed. For this purpose, various materials are known. The invention is not limited to a single material, so that specification only with a highly thermally conductive material is taken.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, dass zwischen der Fotozelle und den Lamellen bzw. Rippen ein Kühlkörper angeordnet ist. Der Kühlkörper kann dabei ebenfalls aus einem hochwärmeleitfähigen Material ausgebildet sein. Er kann dabei sowohl als Hohlkörper, als auch als Vollmaterialkörper vorgesehen sein.One Another aspect of the invention is characterized in that between the photocell and the fins or ribs a heat sink is arranged. The heat sink can also made of a highly heat-conductive material be educated. He can be provided both as a hollow body, as well as solid material body be.
Bevorzugt ist es entsprechend einer Variante der Erfindung, wenn der Kühlkörper als Hohlkörper ausgebildet ist, der mit dem Medium (Luft oder Wasser) beaufschlagbar ist. Dadurch wird eine sehr geringe Temperaturschwankung für die Fotoelemente gewährleistet, was zu der erhöhten Effezienz des Fotovoltaik-Elementes führt.Prefers it is according to a variant of the invention, when the heat sink as Hollow body formed is, which is acted upon by the medium (air or water). Thereby ensures a very small temperature fluctuation for the photoelements, what the heightened Efficiency of the photovoltaic element leads.
Der Kühlkörper ist entsprechend einer weiteren Ausfürhungsform der Erfindung Bestandteil des Gehäuses.Of the Heat sink is according to another embodiment the invention part of the housing.
Dabei ist es günstig, wenn der Temperatursensor in bzw. an dem Gehäuse oder in bzw. an dem Kühlkörper angeordnet ist. Damit lassen sich Temperaturschwankungen sehr schnell ausgleichen. Die Lamellen bzw. Rippen sind zur Temperaturaufnahme bzw. zur Temperaturabgabe derart in dem Gehäuse angeordnet, dass das Medium beim Vorbeiströmen Wärme aufnimmt bzw. abgibt. Dabei kann eine Ausführungsform mit winklig zur Durchströmungsordnung angeordneten Lamellen bzw. Rippen ebenso nach der Erfindung vorgesehen sein, wie eine schräge bzw. querliegende Anordnung der Lamellen bzw. Rippen zur Strömungsrichtung der Medien.there is it cheap when the temperature sensor is arranged in or on the housing or in or on the heat sink is. This makes it possible to compensate for temperature fluctuations very quickly. The fins or ribs are for temperature absorption or for temperature delivery arranged in the housing, the medium absorbs heat as it flows past or surrenders. In this case, an embodiment with an angle to Flow order arranged slats or ribs also provided according to the invention be like a weird one or transverse arrangement of the slats or ribs to the flow direction the media.
Eine Ausführungsform mit einem zum Beispiel im Gegenstrom arbeitenden Wärmetauscher ist erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen.A embodiment with a countercurrent heat exchanger, for example is also according to the invention intended.
Ein weiteres Fotovoltaik-Element nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Medium an bzw. in dem Gehäuse, vorzugsweise in einem geschlossenen behälterartig ausgebildeten Gehäuse geführt ist bzw. durch dieses bewegt wird.One further photovoltaic element according to the invention is characterized from that the medium on or in the housing, preferably in a closed container-like trained housing is guided or is moved by this.
Dabei wurde gefunden, dass es von Vorteil ist, wenn zur Führung bzw. Bewegung des Mediums Aggregate wie Pumpen, Ventilatoren, Lüfter oder dergleichen, vorgesehen sind. Dadurch lässt sich der Wärme- bzw. Kühlvorgang wesentlich günstiger gestalten.It has been found that it is advantageous if, for guiding or moving the medium, units such as pumps, fans, or fans the like, are provided. This makes the heating or cooling process much cheaper.
Die Erfindung umfasst auch ein Fotovoltaik-Element, wie zuvor beschrieben, das sich dadurch auszeichnet, dass das Gehäuse derart ausgebildet ist, dass sich das Medium aufgrund der Erwärmung bzw. der Abkühlung von selbst im Körper bewegt. Insbesondere bei Anschluß an einen vorhandenen Kühl- bzw. Wärmekreislauf kann eine solche Ausführungsform von Vorteil sein. Der Aufwand hierfür ist dabei etwas geringer, als wenn man zur Bewegung der Medien entsprechende Aggregate, wie zuvor beschrieben, benötigt.The Invention also includes a photovoltaic element as described above characterized in that the housing is designed in such a way that the medium due to the heating or cooling of even in the body emotional. Especially when connecting to an existing cooling or Heat cycle can such an embodiment be beneficial. The effort for this is a bit lower, as if to move the media appropriate aggregates, such as previously described, needed.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch angegeben, dass ein geschlossenes System, insbesondere ein Umlaufsystem für das Medium vorgesehen ist bzw. das Fotovoltaik-Element an ein Umlaufsystem anschließbar bzw. ankoppelbar ausgebildet ist. Damit lässt sich ein noch günstigerer Kühl-/Wärmekreislauf realisieren. Insbesondere die Einbindung in einen vorhandenen Kreislauf bietet die Möglichkeit, beispielsweise Heiz- oder Kühlkreisläufe, Wärmeschichtspeicher oder dergleichen, mit zu nutzen.A Development of the invention is characterized in that a closed System, in particular a circulation system is provided for the medium or the photovoltaic element can be connected to a circulating system or is formed coupled. This is an even cheaper Cooling / heat cycle realize. In particular, the integration into an existing cycle offers the possibility, For example, heating or cooling circuits, heat history memory or the like, with use.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht demnach vor, dass das Umlaufsystem ein vorhandenes Heizungssystem, eine thermische Solaranlage oder ein Kühlkreislauf, vorzugsweise mit einem integrierten Wärmespeicher ist. Der Wärmespeicher kann dabei selbstverständlich auch als Wärmeschichtspeicher ausgebildet sein.A Further development of the invention therefore provides that the circulation system an existing heating system, a solar thermal system or a Cooling circuit preferably with an integrated heat storage. The heat storage can of course also as a heat layer memory be educated.
Ein weiterer Aspekt ist dadurch angegeben, dass ein Fotovoltaik-Element zur Verfügung gestellt wird, das sich durch einen modularen Aufbau auszeichnet. Mittels des modularen Aufbaus ist es gegeben, dass man verschiedene Fotovoltaik-Elemente zu einer grösseren Fotovoltaik-Anlage koppeln kann. In gleicher Weise bietet der modulare Aufbau die Möglichkeit der Komplettiereung vorhandener modularer Anlagen. Der modulare Aufbau bietet weiterhin die Möglichkeit, ein System zur Verfügung zu stellen, das auch als Ergänzungs- bzw. Komplettierungssystem vorhandener bereits montierter Fotovoltaik-Anlagen dienen kann. Der modulare Aufbau ist dabei derart vorgesehen, dass beispielsweise auch Bestandteile des Fotovoltaik-Elementes untereinander koppelbar sind. So ist es beispielsweise entsprechend einer Variante vorgesehen, das Fotoelement bzw. dessen Gehäuse mit einem Kühl- bzw. Heizelement zu koppeln. Die einzelnen Fotovoltaik-Elemente bzw. Heiz- oder Kühlelemente sind dann auch untereinander verbindbar. Dies ist in einfacher Weise durch Schnellkupplungen zu erreichen. Die elektrischen Verbindungen werden dabei mit entsprechenden Stecksystemen gewährleistet.One Another aspect is given by the fact that a photovoltaic element to disposal which is characterized by a modular structure. By means of the modular structure it is given that one different Photovoltaic elements to a larger one Photovoltaic system can couple. In the same way, the modular offers Building the possibility the completion of existing modular systems. The modular Construction also offers the possibility a system available which should also be considered as supplementary or completion system of existing already installed photovoltaic systems can serve. The modular structure is provided such that For example, components of the photovoltaic element with each other can be coupled. So it is, for example, according to a variant provided, the photoelement or its housing with a cooling or Couple heating element. The individual photovoltaic elements or heating or cooling elements are then also interconnectable. This is easy to reach by quick couplings. The electrical connections are ensured with appropriate plug-in systems.
Eine Weiterbildung des zuvor beschriebenen Fotovoltaik-Elementes zeichnet sich demnach dadurch aus, dass Schnellkupplungen zur An- bzw. Abkopplung an das Umlaufsystem bzw. zur Kopplung der Elemente untereinander vorgesehen sind.A Development of the previously described photovoltaic element records Accordingly, characterized in that quick couplings for coupling or decoupling to the circulation system or to the coupling of the elements with each other are provided.
Weiterhin sind erfindungsgemäß auch Mittel zur Befestigung an bzw. auf einer Unterkonstruktion vorgesehen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Mittel zur Befestigung durch lösbar feste Verbindungsmöglichkeiten angegeben sind. Dabei haben sich insbesondere Clips- oder Klicksysteme als vorteilhaft erwiesen. Ein spezieller Effekt wird dabei zusätzlich erreicht, indem derartige Fotovoltaik-Elemente zu einer Fotovoltaik-Anlage in sehr kurzer Zeit an den vorgesehenen Standorten montierbar sind. Die Einsparungen bei der Montagezeit sind dabei nicht unerheblich. Des weiteren ist es günstig, dass mit Hilfe von lösbarfesten Verbindungen im Falle eines notwendigen Wechsels des Standortes der Fotovoltaik-Anlage diese sehr einfach demontiert und an neuer Stelle wieder montiert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise ein Besitzer einer solchen Anlage, der aufgrund eines Wohnungswechsels nach herkömmlicher Weise auf die Fotovoltaik-Anlage verzichten müsste bzw. diese gegebenenfalls mit Verlusten verkaufen müsste, jetzt diese Anlage demontieren und am neuen Standort wieder montieren kann.Farther According to the invention are also means for Attachment provided on or on a substructure. there It is advantageous if the means of attachment by releasably fixed Connectivity are indicated. This particular clip or click systems proved to be advantageous. A special effect is achieved in addition, by such photovoltaic elements to a photovoltaic system can be assembled at the intended locations in a very short time. The savings in assembly time are not negligible. Of further it is favorable, that with the help of releasable Connections in case of a necessary change of location the photovoltaic system this very easily disassembled and new Job can be reassembled. This has the advantage that, for example an owner of such a facility, due to a change of residence after conventional Ways to dispense with the photovoltaic system or this if necessary would have to sell with losses, dismantle this system and reinstall it at the new location can.
Die Mittel zur Befestigung sind beispielsweise durch einen an der Unterkonstruktion vorgesehenen Federring vorgesehen, der auf einem an der Unterkonstruktion befestigbarem Stift, ein Zylinder oder dergleichen, angeordnet ist, wobei an bzw. in dem Gehäuse eine Ringnut für das Eingreifen des Federringes vorgesehen ist, die mit dem Federring zur lösbar festen Befestigung des Fotovoltaik-Elementes dient.The Means for attachment, for example, by a on the substructure provided spring ring provided on one of the substructure fastenable pin, a cylinder or the like, is arranged, wherein on or in the housing an annular groove for the engagement of the spring ring is provided, with the spring ring to be solved fixed attachment of the photovoltaic element is used.
Die Unterkonstruktion ist vorteilhafterweise durch eine Träger-, Schienen-, oder Rahmenkonstruktion angegeben.The Substructure is advantageously characterized by a carrier, rail, or frame construction specified.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Unterkonstruktion zumindest teilweise als Verbindungsmittel für das Koppeln der Elemente bzw. Module an das Umlaufsystem dient. Dazu können beispielsweise Teile der Unterkonstruktion als Medienleitung und Teile der Unterkonstruktion als Stromleitung ausgebildet sein.From It is also an advantage if the substructure is at least partially as a connecting means for the Coupling of the elements or modules to the circulation system is used. To can For example, parts of the substructure as a media line and Parts of the substructure be designed as a power line.
Wie bereits erwähnt, zeichnet sich eine vorteilhafte Variante der Erfindung dadurch aus, dass das bzw. die Mittel zur Befestigung durch Klick- bzw. Clipsverbindunqen angegeben sind.As already mentioned, an advantageous variant of the invention is characterized by that the means for attachment by clicking or Clipsverbindunqen are indicated.
Zur Verbindung des Fotovoltaikelementes mit dem Stromkreis sind Steckverbindungen vorgesehen. Diese Steckverbindungen können dabei sowohl für den Anschluß des Fotovoltaikelementes an den Stromkreis beziehungsweise zur Verbindung der Elemente unter einander dienen. Selbstverständlich ist es auch möglich, zur Verbindung mehrerer Fotovoltaikelemente untereinander die Unterkonstruktion beziehungsweise Teile hiervon als Stromleiter auszubilden und dafür zu nutzen.To connect the photovoltaic element with the circuit connectors are provided. These connectors can be both for the connection of the photovoltaic element to the circuit or for the connection of the Serve elements under each other. Of course, it is also possible for the connection of several photovoltaic elements with each other to form the substructure or parts thereof as a current conductor and to use it.
Bevorzugt ist es dabei, wenn die Steckverbindungen für den Elektroanschluß und die Anschlüsse für das Umlaufsystem jeweils in dem oberen beziehungsweise unteren Träger der Unterkonstruktion vorgesehen sind.Prefers It is there, if the connectors for the electrical connection and the connections for the Circulation system respectively in the upper and lower carrier of Substructure are provided.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, dass das Fotovoltaikelement mit einem entsprechenden modularen Aufbau ausgebildet ist. Dadurch ist es entsprechend einer vorteilhaften Variante der Erfindung möglich, dass die Temperaturregelung als Nachrüstbausatz für den Anschluß beziehungsweise Anbau an bereits vorhandene Anlagen beziehungsweise Fotovoltaikelemente dient. Dabei kann man sowohl Kühl- als auch Heizsätze vorsehen, die dann an noch nicht gekühlte beziehungsweise beheizte Fotovoltaikanlagen angebaut werden können.One Another aspect of the invention is characterized in that the photovoltaic element is formed with a corresponding modular structure. Thereby it is possible according to an advantageous variant of the invention that the temperature control as a retrofit kit for the Connection respectively Attachment to existing plants or photovoltaic elements serves. You can use both as well as heating sets provide that then not yet cooled or heated Photovoltaic systems can be grown.
Die Erfindung stellt auch eine Fotovoltaikanlage zur Verfügung, die aus einer Vielzahl von Fotovoltaikelementen, wie zuvor beschrieben, besteht.The The invention also provides a photovoltaic system which from a plurality of photovoltaic elements, as described above, consists.
Eine Fortbildung dieser Fotovoltaikanlage ist mit einer Unterkonstruktion versehen, die beispielsweise auf einem Gebäudedach befestigbar ist, weist ein Stromerzeugungsmodul, bestehend aus wenigstens einem Fotovoltaikelement auf, besitzt ein zusätzliches Kühlmodul, welches an einem Standort mit weniger Sonneneinstrahlung beziehungsweise Wärmeinstrahlung, zum Beispiel auf der Nordseite eines Gebäudedaches anordenbar ist und weist ein Umlaufsystem auf, welches die zuvor beschriebenen Stromerzeugungs- beziehungsweise Kühlmodule miteinander verbindet. So ist es beispielsweise nach dieser Variante der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage möglich, auf der Rückseite des Fotovoltaik elementes einen Kühlkreislauf mit flüssigem Medium zu installieren. Dieser Kühlkreislauf nimmt die Wärme der Fotovoltaikanlage auf. Das Kühlmedium wird dabei vorzugsweise über eine große Oberfläche die Wärme des Fotovoltaikelementes aufnehmen. Hierbei ist es selbstverständlich möglich, die so erzeugte wärmere Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser in einen vorhandenen Heizkreislauf einzuspeisen und dort zu nutzen. In gleicher Weise ist es aber auch gegeben, dass zusätzliche Kühlflächen für den Flüssigkeitskreislauf vorgesehen werden. So ist es nach der Erfindung durchaus durchführbar, wenn auf der Südseite eines Daches beziehungsweise eines Gebäudes eine Fotovoltaikanlage installiert wird, um auf der Nordseite dann einen Ausgleich, sprich Kühlung zu schaffen, indem dort entsprechende Kühlschlangen installiert werden. Andere Möglichkeiten sind erfindungsgemäß durchaus vorgesehen. Im Umkehrschluß kann natürlich die ganze Anlage auch so konzipiert werden, dass im Winter, beispielsweise bei Schneefall, eine Beheizung durch das in einem Speicher befindliche warme Wasser vorgenommen werden kann, so dass die Anlage entweder recht schnell schneefrei gemacht werden wird oder die Temperatur so eingestellt wird, dass eine Steuerung dafür sorgt, dass eine Umwälzpumpe dann Warmwasser zur Fotovoltaikanlage pumpt, wenn bestimmte Temperaturwerte unterschritten werden. Für südliche Länder kann es beispielsweise von Vorteil sein, die Fotovoltaikanlage im Freien, beispielsweise auf Gebäudedächern anzuordnen und eine Kühlung beispielsweise im Erdreich oder in Wasserläufen oder dergleichen vorzusehen.A Training of this photovoltaic system is with a substructure provided, which is fastened for example on a building roof, has Power generation module consisting of at least one photovoltaic element on, owns an additional Cooling module, which in a location with less sunlight or Wärmeinstrahlung, for example, on the north side of a building roof can be arranged and has a circulation system which incorporates the previously described power generation or cooling modules together combines. So it is, for example, according to this variant of the photovoltaic system according to the invention possible, on the back side of the photovoltaic element a cooling circuit with liquid Medium to install. This cooling circuit takes the heat off Photovoltaic system on. The cooling medium is preferably over a big surface the heat of the photovoltaic element record. It is of course possible, the thus produced warmer Liquid, for example, to feed water into an existing heating circuit and use there. In the same way, it is also given that additional Cooling surfaces for the fluid circuit be provided. So it is quite feasible according to the invention, if on the south side a roof or a building a photovoltaic system is installed, then on the north side then a compensation, say cooling to create by there appropriate cooling coils are installed. Other options are quite according to the invention intended. Conversely, can Naturally The whole plant can also be designed so that in winter, for example in case of snowfall, a heating by the in a memory located warm water can be made, so the plant either snow fast will be made quickly or the temperature is so is set, that a control ensures that a circulation pump then hot water to the photovoltaic system pumps, if certain temperature values be fallen below. For southern Countries can For example, it may be beneficial to use the photovoltaic system outdoors, for example, to arrange on building roofs and a cooling for example, in the ground or in water courses or the like.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fotovoltaikanlage sieht danach vor, dass die Anlage an einen Heizungsbeziehungsweise Kühlkreislauf beziehungsweise an einer Heizungs- beziehungsweise Kühlanlage anschließbar ausgebildet ist.A another embodiment the photovoltaic system according to the invention then provides that the system to a Heizungsbeziehungsweise cooling circuit or at a heating or cooling system connectable is trained.
Erfindungsgemäß ist es ebenfalls vorgesehen, dass die Anlage eine eigene Steuerung zur Regelung der Temperatur und/oder der Umlaufgeschwindigkeit des Mediums aufweist.It is according to the invention also provided that the system has its own controller for Control of the temperature and / or the circulation speed of the medium having.
Durch die Erfindung wird auch ein Verfahren zur Montage eines Fotovoltaikelementes, wie zuvor beschrieben, vorgeschlagen, das sich durch die Abfolge folgender Verfahrensschritte auszeichnet:
- – Anbringen beziehungsweise Aufstellen der Unterkonstruktion,
- – Installation der Medienleitungen beziehungsweise der Wasserbeziehungsweise Luf- und Elektroanschlüsse,
- – Montage der Fotovoltaikelemente durch Aufclipsen oder Aufbeziehungsweise Anklicken mittels einer Clips- beziehungsweise Klikverbindung auf die Unterkonstruktion,
- – Gleichzeitiges oder anschließendes Verbinden der Fotovoltaikelemente untereinander beziehungsweise mit den Medienleitungen.
- - attaching or setting up the substructure,
- - Installation of the media lines or the Wasserbeziehungsweise air and electrical connections,
- - Mounting of the photovoltaic elements by clipping or Aufzieziehungsweise clicking on a clip or Klikverbindung on the substructure,
- - Simultaneous or subsequent connection of the photovoltaic elements with each other or with the media lines.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Es zeigen:The The invention will be further described below with reference to exemplary embodiments. Show it:
Die
Die
Die
Die
Diese Variante eines Befestigungsmittels ist nur ein Beispiel von vielen möglichen Verbindungsarten. So sind beispielseise sogenannte Clipsverbindungen als Befestigungsmittel bekannt, die sich ebenfalls in sehr einfacher Weise durch Aufstecken der befestigten Elemente realisieren lassen.These Variant of a fastener is just one example of many potential Connection types. For example, so-called clip connections known as fasteners, which is also in a very simple Make way by attaching the fastened elements.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The now with the registration and later submitted claims are attempts to formulate without prejudice to the achievement of further protection.
Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.Should closer here Exam, especially the relevant Prior art, revealed that one or the other feature for the Although the aim of the invention is favorable, but not crucial, so it goes without saying now seeking a formulation that has such a feature, in particular in the main claim, no longer has.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The in the dependent claims cited The antecedents point to the further development of the subject of the main claim through the features of the respective subclaim. However, they are not as a waiver of the achievement of an independent, subject Protection for to understand the features of the dependent claims.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Characteristics, which so far only in the description may be claimed in the course of the process as of essential importance to the invention, for example to delineate the prior art.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Characteristics, which were disclosed only in the description, or even individual features from claims, which include a plurality of features, at any time for delimitation are taken over from the prior art in the first claim, namely even if such features are related to other characteristics were mentioned or in connection with other characteristics in particular favorable Achieve results.
Claims (39)
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|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
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Effective date: 20130125 |