DE102004053802A1 - Solar power module - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Solarenergiemodul mit einer zur Absorption von solarer Strahlungsenergie vorgesehenen Absorberfläche (1) beschrieben. Erfindungsgemäß ist ein mit der Absorberfläche (1) in thermischem Kontakt befindliches Phasenwechselmaterial (2) vorgesehen, das eine im Bereich einer gewünschten maximalen Betriebstemperatur des Solarenergiemoduls (10) liegende Phasenwechseltemperatur aufweist.A solar energy module with an absorber surface (1) provided for absorbing solar radiation energy is described. According to the invention, a phase change material (2) in thermal contact with the absorber surface (1) is provided, which has a phase change temperature lying in the region of a desired maximum operating temperature of the solar energy module (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Solarenergiemodul mit einer zur Absorption von solarer Strahlungsenergie vorgesehenen Absorberfläche.The The invention relates to a solar energy module with one for absorption absorber surface provided by solar radiation energy.

Zur Nutzung von solarer Strahlungsenergie dienen Photovoltaikmodule, nämlich zur Umwandlung der solaren Strahlungsenergie in elektrische Energie, und thermische Solarkollektoren, nämlich zur Erwärmung von Wasser oder einem anderen Wärmeträger. Photovoltaikmodule besitzen auf Grund der physikalischen Eigenschaften ihres Halbleitermaterials einen von der Materialtemperatur abhängigen Wirkungsgrad, der mit steigender Temperatur zurückgeht. Das heißt, zu Zeiten mit hohen Solarstrahlungsintensitäten, also dann, wenn angebotsseitig eine besonders hohe Stromausbeute möglich wäre, geht der Wirkungsgrad auf Grund der dann steigenden Temperatur des Photovoltaikmoduls zurück.to Use of solar radiation energy serve photovoltaic modules, namely for converting the solar radiation energy into electrical energy, and thermal solar collectors, namely for heating Water or another heat carrier. photovoltaic modules possess due to the physical properties of their semiconductor material a dependent on the material temperature efficiency, with rising temperature goes back. This means, at times with high solar radiation intensities, so then when supply side one particularly high current efficiency possible would, go the efficiency due to the then rising temperature of the photovoltaic module back.

Es gibt daher Bestrebungen Photovoltaikmodule durch Abführen von Wärme auf einem Temperaturniveau mit noch ausreichend hohem Wirkungsgrad zu halten. Dies kann beispielsweise durch Kühlen durch Hinterlüftung, etwa in Kombination mit einer Aufständerung der Photovoltaikmodule oder in Kombination mit Zuluftfasaden erfolgen.It Therefore, there are efforts to photovoltaic modules by dissipating Heat up a temperature level with still sufficiently high efficiency hold. This can be done, for example, by cooling through ventilation, for example in combination with an elevation the photovoltaic modules or in combination with Zuluftfasaden.

Bei thermischen Solarkollektoren ist der Wirkungsgrad ebenfalls von der Temperatur abhängig und geht mit steigender Absorbertemperatur zurück. Da jede Art von anderweitiger Wärmeabfuhr mit dem Ziel, die Absorbertemperatur zu senken, die Menge der Nutzwärme und damit den Wirkungsgrad des Kollektors senkt, ist Kühlung unter Abfuhr von Wärme nach außen hier kein geeignetes Mittel zur Effizienzsteigerung.at Thermal solar collectors, the efficiency is also of depending on the temperature and goes back with increasing absorber temperature. Because every kind of other heat dissipation with the aim of lowering the absorber temperature, the amount of useful heat and This reduces the efficiency of the collector, cooling is under Removal of heat after Outside not a suitable means of increasing efficiency here.

Die Aufgabe der Erfindung ist es bei einem Solarenergiemodul mit einer zur Absorption von solarer Strahlungsenergie vorgesehenen Absorberfläche für eine Effizienzsteigerung zu sorgen.The The object of the invention is in a solar energy module with a absorber surface intended for absorption of solar radiation energy for an increase in efficiency to care.

Diese Aufgabe wird durch ein Solarenergiemodul mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These The object is achieved by a solar energy module with the specified in claim 1 Characteristics solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Solarenergiemoduls sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch die Erfindung wird ein Solarenergiemodul mit einer zur Absorption von solarer Strahlungsenergie vorgesehenen Absorberfläche geschaffen. Erfindungsgemäß ist ein mit der Absorberfläche in thermischem Kontakt befindliches Phasenwechselmaterial vorgesehen, das eine im Bereich einer gewünschten maximalen Betriebstemperatur des Solarenergiemoduls liegende Phasenwechseltemperatur aufweist.advantageous Further developments of the solar energy module according to the invention are in the subclaims specified. The invention provides a solar energy module with a created absorber surface intended for the absorption of solar radiation energy. According to the invention is a with the absorber surface provided in thermal contact phase change material provided the one in the range of a desired maximum operating temperature of the solar energy module lying phase change temperature having.

Vorzugsweise ist das Phasenwechselmodul in Form einer flächigen Anordnung an der Rückseite der Absorberfläche vorgesehen.Preferably is the phase change module in the form of a planar arrangement at the back of the absorber surface intended.

Das Phasenwechselmaterial kann in Pulver- oder Granulatform vorgesehen sein.The Phase change material can be provided in powder or granular form be.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das pulver- oder granulatförmige Phasenwechselmaterial in einer als Träger dienenden, mit der Absorberfläche in thermischem Kontakt befindlichen Matrix vorgesehen.According to one preferred embodiment of Invention is the powdered or granular phase change material in one as a carrier serving, with the absorber surface provided in thermal contact matrix.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Phasenwechselmaterial in einer mit der Absorberfläche in thermischem Kontakt befindlichen Behälterstruktur vorgesehen sein.According to one another preferred embodiment of the invention, the phase change material in one with the absorber surface in thermal contact located container structure be provided.

Hierbei kann insbesondere die Behälterstruktur mit einer Vielzahl von das, insbesondere pulver- oder granulatförmige, Phasenwechselmaterial enthaltenden Kammern oder Hohlräumen versehen sein.in this connection in particular, the container structure with a variety of the, in particular powdered or granular, phase change material containing Chambers or cavities be provided.

Weiterhin kann das Phasenwechselmaterial als Plattenwerkstoff vorgesehen sein.Farther the phase change material can be provided as a plate material.

Vorzugsweise ist das Phasenwechselmaterial für einen Phasenwechsel fest-flüssig im Bereich einer gewünschten maximalen Betriebstemperatur des Solarenergiemoduls vorgesehen.Preferably is the phase change material for a phase change solid-liquid in the range of a desired maximum operating temperature of the solar energy module provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Phasenwechselmaterial ein Paraffin.According to one preferred embodiment of Invention, the phase change material is a paraffin.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Phasenwechselmaterial ein Salzhydrat. Allgemein liegt die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials im Bereich von 20°C bis 80°C. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials im Bereich von 20°C bis 30°C, vorteilhafterweise im Bereich von 23°C bis 27°C. Dies ist insbesondere für Photovoltaikmodule vorteilhaft.According to one another preferred embodiment According to the invention, the phase change material is a salt hydrate. Generally is the phase change temperature of the phase change material in the range from 20 ° C up to 80 ° C. According to one embodiment the invention is the phase change temperature of the phase change material in the range of 20 ° C up to 30 ° C, advantageously in the range of 23 ° C to 27 ° C. This is especially for photovoltaic modules advantageous.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials im Bereich von 60°C bis 80°C, vorteilhafterweise im Bereich von 60°C bis 70°C. Dies ist insbesondere für thermische Solarkollektoren vorteilhaft.According to one another embodiment of the Invention is the phase change temperature of the phase change material in the range of 60 ° C to 80 ° C, advantageously in the range of 60 ° C up to 70 ° C. This is especially for thermal solar collectors advantageous.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Solarenergiemoduls sind im Bereich des Phasenwechselmaterials Belüftungsquerschnitte vorgesehen.According to an advantageous embodiment of According to the invention solar energy module ventilation cross sections are provided in the region of the phase change material.

Gemäß einer Weiterbildung hiervon kann es vorgesehen sein, dass die Belüftungsquerschnitte wahlweise verschließbar sind.According to one Further development of this, it can be provided that the ventilation cross sections are optional lockable are.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist das Solarenergiemodul ein Photovoltaikmodul.According to one advantageous aspect of the invention is the solar energy module Photovoltaic module.

Gemäß einem anderen vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist das Solarenergiemodul ein thermischer Solarkollektor.According to one Another advantageous aspect of the invention is the solar energy module a thermal solar collector.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Solarenergiemoduls anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:in the Following are embodiments of the solar energy module according to the invention explained with reference to the drawing. It shows:

1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Solarenergiemoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 1 a simplified perspective view of a solar energy module according to a first embodiment of the invention; and

2 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Solarenergiemoduls gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 a simplified perspective view of a solar energy module according to a second embodiment of the invention.

In den 1 und 2 ist jeweils ein Solarenergiemodul 10 dargestellt, welches eine Absorberfläche 1 aufweist, die zur Absorption solarer Strahlungsenergie vorgesehen ist. Im Falle des in 1 dargestellten Solarenergiemoduls 10 kann es sich um ein Photovoltaikmodul oder um einen thermischen Solarkollektor handeln, bei dem in 2 dargestellten Solarenergiemodul 10 vorzugsweise um ein Photovoltaikmodul.In the 1 and 2 is each a solar energy module 10 which has an absorber surface 1 has, which is intended for the absorption of solar radiation energy. In the case of in 1 illustrated solar energy module 10 it can be a photovoltaic module or a thermal solar collector, in which 2 illustrated solar energy module 10 preferably a photovoltaic module.

Zwischen der Absorberfläche 1 und einer in einem Abstand parallel zu dieser der einfallenden Solarstrahlung abgewandten Rückfläche 4 ist ein Phasenwechselmaterial 2 vorgesehen, das eine im Bereich einer gewünschten maximalen Betriebstemperatur des Solarenergiemoduls 10 liegende Phasenwechseltemperatur aufweist. Dieses Phasenwechselmaterial ist in Form einer flächigen Anordnung an der Rückseite der Absorberfläche 1 vorgesehen. Die Rückfläche 4 kann im Falle eines Photovoltaikmoduls eine Dach- oder Wandfläche oder eine geeignete Montagefläche sein. Im Falle eines thermischen Solarkollektors wird die Rückfläche 4 beispielsweise eine innere Fläche eines Gehäuses des Solarenergiemoduls 10 sein, welches im übrigen nicht dargestellt ist. Dieses Gehäuse würde weiterhin eine thermische Isolation an der Rückseite und an den Seiten, sowie eine transparente Abdeckung an der Vorderseite umfassen, wie sie bekannt und in den Figuren nicht eigens dargestellt sind.Between the absorber surface 1 and a rear surface facing away from the incident solar radiation at a distance parallel thereto 4 is a phase change material 2 provided, one in the range of a desired maximum operating temperature of the solar energy module 10 having lying phase change temperature. This phase change material is in the form of a planar arrangement on the back of the absorber surface 1 intended. The back surface 4 may be a roof or wall surface or a suitable mounting surface in the case of a photovoltaic module. In the case of a solar thermal collector, the back surface becomes 4 For example, an inner surface of a housing of the solar energy module 10 be, which is otherwise not shown. This housing would further comprise a thermal insulation on the back and on the sides, as well as a transparent cover on the front, as they are known and not specifically shown in the figures.

Das Phasenwechselmaterial 2 ist in den 1 und 2 allgemein in Form einer flächigen oder plattenförmigen Anordnung gezeigt. Im einzelnen kann das Phasenwechselmaterial 2 in einer Pulver- oder Granulatform vorgesehen sein, welches durch geeignete Mittel in der vorgesehenen Form gehalten wird. Dazu kann das pulver- oder granulatförmige Phasenwechselmaterial 2 beispielsweise in einer als Träger dienenden, mit der Absorberfläche 1 in thermischem Kontakt befindlichen Matrix oder in einer mit der Absorberfläche 1 in thermischem Kontakt befindlichen Behälterstruktur vorgesehen sein. Insbesondere im Falle von pulver- oder granulatförmigem Phasenwechselmaterial 2 kann die Behälterstruktur mit einer Vielzahl von das Phasenwechselmaterial 2 enthaltenden Kammern oder Hohlräumen versehen sein. Das Phasenwechselmaterial 2 kann jedoch auch in einer anderen geeigneten Weise in Form eines Plattenwerkstoffs oder in einer sonstigen geeigneten Form vorgesehen sein. Wesentlich ist, dass sich das Phasenwechselmaterial 2 in einem guten thermischen Kontakt mit der Absorberfläche 1 befindet.The phase change material 2 is in the 1 and 2 generally shown in the form of a sheet or plate-like arrangement. In particular, the phase change material 2 be provided in a powder or granular form, which is held by suitable means in the intended form. For this purpose, the powdered or granular phase change material 2 For example, in serving as a carrier, with the absorber surface 1 in thermal contact matrix or in one with the absorber surface 1 be provided in thermal contact container structure. In particular in the case of powdered or granular phase change material 2 For example, the container structure may contain a variety of the phase change material 2 be provided containing chambers or cavities. The phase change material 2 however, it may also be provided in another suitable way in the form of a board material or in any other suitable form. It is essential that the phase change material 2 in good thermal contact with the absorber surface 1 located.

Das Phasenwechselmaterial, welches bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispielen für einen Phasenwechsel fest-flüssig im Bereich einer gewünschten maximalen Betriebstemperatur des Solarenergiemoduls 10 vorgesehen ist, kann beispielsweise ein Paraffin oder ein Salzhydrat sein.The phase change material, which in the embodiments described here for a phase change solid-liquid in the range of a desired maximum operating temperature of the solar energy module 10 is provided, for example, may be a paraffin or a salt hydrate.

Die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials liegt allgemein im Bereich von 20°C bis 80°C.The Phase change temperature of the phase change material is general in the range of 20 ° C up to 80 ° C.

Für Photovoltaikmodule liegt sie vorzugsweise im Bereich von 20°C bis 30°C, mit besonderem Vorteil im Bereich von 23°C bis 27°C. Diese Temperaturbereiche bedeuten für Photovoltaikmodule unter üblichen Betriebsbedingungen einen hohen Wirkungsgrad und sind damit als gewünschte maximale Betriebstemperaturen anzusehen. Mit wachsender Temperatur würde der Wirkungsgrad sinken.For photovoltaic modules It is preferably in the range of 20 ° C to 30 ° C, with particular advantage in Range of 23 ° C up to 27 ° C. These temperature ranges mean for photovoltaic modules under usual Operating conditions are highly efficient and are therefore considered desired to see maximum operating temperatures. With increasing temperature would the Efficiency drops.

Für thermische Solarkollektoren liegt die Phasenwechseltemperatur vorzugsweise im Bereich von 60°C bis 80°C, mit besonderem Vorteil im Bereich von 60°C bis 70°C. Diese Temperaturbereiche bedeuten für thermische Solarkollektoren einen (noch) hohen Wirkungsgrad bei gleichzeitig hoher Betriebstemperatur. Mit noch höherer Temperatur würde der Wirkungsgrad sinken.For thermal Solar collectors, the phase change temperature is preferably in the range of 60 ° C up to 80 ° C, with particular advantage in the range of 60 ° C to 70 ° C. These temperature ranges mean for thermal Solar collectors a (still) high efficiency at the same time high operating temperature. With even higher temperature of the Efficiency drops.

Wie das Ausführungsbeispiel von 2 zeigt, können im Bereich des Phasenwechselmaterials 2 Belüftungsquerschnitte 6 vorgesehen sein. Diese können wahlweise verschließbar gestaltet sein und dienen zur zusätzlichen Abfuhr von Wärme von der Absorberfläche 1 und/oder aus dem Phasenwechselmaterial 2.Like the embodiment of 2 shows, in the area of the phase change material 2 Ventilation gaps 6 be provided. These can be designed to be lockable and serve for additional dissipation of heat from the absorber surface 1 and / or from the phase change material 2 ,

Bei starkem Einfall von solarer Strahlung und damit starker Erwärmung der Absorberfläche 1 bleibt deren Temperatur auf Grund der während des Phasenwechsels von fest nach flüssig erfolgenden Latentwärmespeicherung in einem definierten Temperaturbereich und weitgehend konstant, bis im gesamten Phasenwechselmaterial 2 der Phasenwechsel abgeschlossen ist. Nach Rückgang der solaren Strahlungsintensität und der damit verbundenen Abkühlung der Absorberfläche 1 und der Umgebung erfolgt dann eine Abgabe der gespeicherten Latentwärme, verbunden mit einem Phasenwechsel in umgekehrter Richtung von flüssig zurück nach fest. Im Falle eines Photovoltaikmoduls führt dies dazu, dass die Temperatur des Moduls 10 auch bei hoher solarer Strahlungsintensität auf einem niedrigeren Temperaturniveau im Bereich eines hohen Wirkungsgrads gehalten wird. Im Falle eines thermischen Solarkollektors bewirkt das Phasenwechselmaterial 2 eine Vergleichmäßigung der Kollektortemperatur, führt also zu einer niedrigeren Kollektortemperatur bei hoher solarer Strahlungsintensität und zu einer höheren Kollektortemperatur bei Rückgang derselben, womit ebenfalls eine Effizienzsteigerung verbunden ist. Vorzugsweise ist das Phasenwechselmaterial 2 in dem konstruktiven Aufbau des Solarenergiemoduls 10 integriert.With strong incidence of solar radiation and thus strong heating of the absorber surface 1 its temperature remains due to the taking place during the phase change from solid to liquid latent heat storage in a defined temperature range and largely constant until the entire phase change material 2 the phase change is completed. After a decrease in the solar radiation intensity and the associated cooling of the absorber surface 1 and the environment is then a release of the stored latent heat, combined with a phase change in the reverse direction of liquid back to solid. In the case of a photovoltaic module, this causes the temperature of the module 10 is maintained at high solar radiation intensity at a lower temperature level in the range of high efficiency. In the case of a thermal solar collector causes the phase change material 2 an equalization of the collector temperature, thus leading to a lower collector temperature at high solar radiation intensity and to a higher collector temperature at the same time, with which also an increase in efficiency is connected. Preferably, the phase change material 2 in the structural design of the solar energy module 10 integrated.

Claims (20)

Solarenergiemodul mit einer zur Absorption von solarer Strahlungsenergie vorgesehenen Absorberfläche (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Absorberfläche (1) in thermischem Kontakt befindliches Phasenwechselmaterial (2) vorgesehen ist, das eine im Bereich einer gewünschten maximalen Betriebstemperatur des Solarenergiemoduls (10) liegende Phasenwechseltemperatur aufweist.Solar energy module with an absorber surface intended for absorption of solar radiation energy ( 1 ), characterized in that one with the absorber surface ( 1 ) phase-change material in thermal contact ( 2 ) is provided, one in the range of a desired maximum operating temperature of the solar energy module ( 10 ) has lying phase change temperature. Solarenergiemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (2) in Form einer flächigen Anordnung an der Rückseite der Absorberfläche (1) vorgesehen ist.Solar energy module according to claim 1, characterized in that the phase change material ( 2 ) in the form of a planar arrangement on the back of the absorber surface ( 1 ) is provided. Solarenergiemodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (2) in Pulver- oder Granulatform vorgesehen ist.Solar energy module according to claim 1 or 2, characterized in that the phase change material ( 2 ) is provided in powder or granular form. Solarenergiemodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pulver- oder granulatförmige Phasenwechselmaterial (2) in einer als Träger dienenden, mit der Absorberfläche (1) in thermischem Kontakt befindlichen Matrix (3) vorgesehen ist.Solar energy module according to claim 3, characterized in that the powdered or granular phase change material ( 2 ) in a carrier serving with the absorber surface ( 1 ) in thermal contact matrix ( 3 ) is provided. Solarenergiemodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Phasenwechselmaterial (2) in einer mit der Absorberfläche (1) in thermischem Kontakt befindlichen Behälterstruktur enthalten vorgesehen ist.Solar energy module according to claim 3, characterized in that phase change material ( 2 ) in one with the absorber surface ( 1 ) is provided in thermal contact container structure included. Solarenergiemodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterstruktur (4) mit einer Vielzahl von das, insbesondere pulver- oder granulatförmige, Phasenwechselmaterial (2) enthaltenden Kammern oder Hohlräumen (5) versehen ist.Solar energy module according to claim 5, characterized in that the container structure ( 4 ) with a plurality of the, in particular powdered or granular, phase change material ( 2 ) containing chambers or cavities ( 5 ) is provided. Solarenergiemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (2) als Plattenwerkstoff vorgesehen ist.Solar energy module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the phase change material ( 2 ) is provided as a plate material. Solarenergiemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (2) für einen Phasenwechsel fest-flüssig im Bereich einer temperaturhohen Wirkungsgrads des Solarenergiemoduls (10) vorgesehen ist.Solar energy module according to one of claims 1 to 7, characterized in that the phase change material ( 2 ) for a phase change solid-liquid in the range of a high-temperature efficiency of the solar energy module ( 10 ) is provided. Solarenergiemodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (2) ein Parafin ist.Solar energy module according to claim 8, characterized in that the phase change material ( 2 ) is a paraffin. Solarenergiemodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (2) ein Salzhydrat ist.Solar energy module according to claim 8, characterized in that the phase change material ( 2 ) is a salt hydrate. Solarenergiemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials (2) im Bereich von 20°C bis 80°C liegt.Solar energy module according to one of claims 1 to 10, characterized in that the phase change temperature of the phase change material ( 2 ) is in the range of 20 ° C to 80 ° C. Solarenergiemodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials (2) im Bereich von 20°C bis 30°C liegt.Solar energy module according to claim 11, characterized in that the phase change temperature of the phase change material ( 2 ) is in the range of 20 ° C to 30 ° C. Solarenergiemodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials (2) im Bereich von 23°C bis 27°C liegt.Solar energy module according to claim 11, characterized in that the phase change temperature of the phase change material ( 2 ) is in the range of 23 ° C to 27 ° C. Solarenergiemodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials (2) im Bereich von 60°C bis 80°C liegt.Solar energy module according to claim 11, characterized in that the phase change temperature of the phase change material ( 2 ) is in the range of 60 ° C to 80 ° C. Solarenergiemodul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenwechseltemperatur des Phasenwechselmaterials (2) im Bereich von 60°C bis 70°C liegt.Solar energy module according to claim 11, characterized in that the phase change temperature of the phase change material ( 2 ) is in the range of 60 ° C to 70 ° C. Solarenergiemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Phasenwechselmaterials (2) Belüftungsquerschnitte (6) vorgesehen sind.Solar energy module according to one of claims 1 to 15, characterized in that in the region of the phase change material ( 2 ) Ventilation cross sections ( 6 ) are provided. Solarenergiemodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsquerschnitte (6) wahlweise verschließbar sind.Solar energy module according to claim 16, characterized in that the ventilation cross cuts ( 6 ) are optionally closable. Solarenergiemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarenergiemodul (10) ein Photovoltaik-Modul ist.Solar energy module according to one of claims 1 to 17, characterized in that the solar energy module ( 10 ) is a photovoltaic module. Solarenergiemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarenergiemodul (10) ein thermischer Solarkollektor ist.Solar energy module according to one of claims 1 to 17, characterized in that the solar energy module ( 10 ) is a thermal solar collector. Solarenergiemodul nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial (2) in den konstruktiven Aufbau des Solarenergiemoduls (10) integriert ist.Solar energy module according to one of claims 1 to 19, characterized in that the phase change material ( 2 ) in the structural design of the solar energy module ( 10 ) is integrated.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008027302A1 (en) * 2008-06-07 2009-12-10 Rev Renewable Energy Ventures, Inc. Solar system for use in solar power plant for generation of electrical energy from sun light, has base plate attached to photo-voltaic module, such that specific percentage of side of photo-voltaic module directly contacts base plate
DE102009022670A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Device for cooling solar cell, has heat reservoir which comprises material for storing heat, where material for storage of heat stays in direct or indirect thermal contact with solar cell
WO2010136381A3 (en) * 2009-05-26 2011-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for cooling solar cells by means of a flowing cooling medium
CN102709397A (en) * 2012-06-14 2012-10-03 上海旭能新能源科技有限公司 Method for improving photoelectric conversion efficiency by utilizing phase change energy storage material
WO2014086503A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Basf Se Pcm composite for the cooling surface finishing of components in photovoltaic systems
EP2430665A4 (en) * 2009-05-14 2015-08-05 Madico Inc Heat dissipating protective sheets and encapsulant for photovoltaic modules

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010041012A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Solar cell module and solar cell arrangement
KR101350350B1 (en) 2013-04-02 2014-01-17 한국에너지기술연구원 Dye-sensitized solar cell of cylinder-like structure with phase change materials and the module thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4389533A (en) * 1981-03-09 1983-06-21 Ames Douglas A Photovoltaic device for producing electrical and heat energy
DE3706196A1 (en) * 1987-02-26 1988-09-29 Fraunhofer Ges Forschung Hot-water heater in the form of a solar collector
US5505788A (en) * 1994-06-29 1996-04-09 Dinwoodie; Thomas L. Thermally regulated photovoltaic roofing assembly
DE10114998A1 (en) * 2000-06-08 2002-02-21 Merck Patent Gmbh Use of PCM in coolers for electronic batteries
DE10132060A1 (en) * 2001-07-05 2003-01-16 Uti Holding & Man Ag Energy collecting, insulating and storage element comprises components serving for current generation, water heating, heat insulation and heat storage

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992015119A1 (en) * 1991-02-25 1992-09-03 United Solar Technologies, Inc. Solar energy system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4389533A (en) * 1981-03-09 1983-06-21 Ames Douglas A Photovoltaic device for producing electrical and heat energy
DE3706196A1 (en) * 1987-02-26 1988-09-29 Fraunhofer Ges Forschung Hot-water heater in the form of a solar collector
US5505788A (en) * 1994-06-29 1996-04-09 Dinwoodie; Thomas L. Thermally regulated photovoltaic roofing assembly
DE10114998A1 (en) * 2000-06-08 2002-02-21 Merck Patent Gmbh Use of PCM in coolers for electronic batteries
DE10132060A1 (en) * 2001-07-05 2003-01-16 Uti Holding & Man Ag Energy collecting, insulating and storage element comprises components serving for current generation, water heating, heat insulation and heat storage

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.J. HUANG et al.: Thermal regulation of building- integrated photovoltaics using phase change ma- terials. In: International Journal of Heat and Mass Transfers. ISSN 0017-9310. Juni 2004, Vol.47, Nr. 12-13, S. 2715-2733
M.J. HUANG et al.: Thermal regulation of building-integrated photovoltaics using phase change ma- terials. In: International Journal of Heat and Mass Transfers. ISSN 0017-9310. Juni 2004, Vol.47, Nr. 12-13, S. 2715-2733 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008027302A1 (en) * 2008-06-07 2009-12-10 Rev Renewable Energy Ventures, Inc. Solar system for use in solar power plant for generation of electrical energy from sun light, has base plate attached to photo-voltaic module, such that specific percentage of side of photo-voltaic module directly contacts base plate
EP2430665A4 (en) * 2009-05-14 2015-08-05 Madico Inc Heat dissipating protective sheets and encapsulant for photovoltaic modules
DE102009022670A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Siemens Aktiengesellschaft Device for cooling solar cell, has heat reservoir which comprises material for storing heat, where material for storage of heat stays in direct or indirect thermal contact with solar cell
WO2010136381A3 (en) * 2009-05-26 2011-10-13 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for cooling solar cells by means of a flowing cooling medium
CN102709397A (en) * 2012-06-14 2012-10-03 上海旭能新能源科技有限公司 Method for improving photoelectric conversion efficiency by utilizing phase change energy storage material
WO2014086503A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Basf Se Pcm composite for the cooling surface finishing of components in photovoltaic systems

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