DE102006003802A1

DE102006003802A1 - Solaranlage

Info

Publication number: DE102006003802A1
Application number: DE102006003802A
Authority: DE
Inventors: Rene Rupprechter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-07-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage (1) zur Gewinnung elektrischer Energie, die mindestens eine Solarzelle (2) aufweist. Unm die Effizienz der Gewinnung elektrischer Energie zu erhöhen, sieht die Erfindung vor, dass die Solarzelle (2) zumindest bereichsweise an ein Wärmetauschelement (3), insbesondere an ein Kühlelement, angrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage zur Gewinnung elektrischer Energie, die mindestens eine Solarzelle aufweist.
Solaranlagen dieser Art sind hinlänglich bekannt. Durch die Sonneneinstrahlung kann elektrische Energie gewonnen werden.
Problematisch ist dabei, dass bei steigender Temperatur die Effizienz der Energiegewinnung abnimmt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesbezüglich eine Verbesserung zu erreichen. Es soll insbesondere erreicht werden, dass auch bei starker Sonneneinstrahlung auf die Solarzelle eine hohe Effizienz der Energiegewinnung gewährleistet ist. Ferner soll auch insbesondere im Winterbetrieb dafür Sorge getragen werden, dass eine effiziente Stromerzeugung möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle zumindest bereichsweise an ein Wärmetauschelement, insbesondere an ein Kühlelement, angrenzt.

Damit kann erreicht werden, dass auch im Falle dessen, dass sich die Temperatur der Solarzelle – insbesondere im Sommerbetrieb – zu erhöhen droht, wodurch die Effizienz der Energiegewinnung herabgesetzt wird, eine Kühlung der Solarzelle erfolgt, wodurch der Wirkungsgrad der Solarzelle erhöht wird.

Bevorzugt sind die Solarzelle und das Wärmetauschelement, insbesondere das Kühlelement, jeweils plattenförmig ausgebildet.

Das Wärmetauschelement, insbesondere das Kühlelement, kann als Kühl- oder Heizmedium durchströmtes Element ausgebildet sein. Hiernach wird es also durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium durchströmt, wodurch ein Wärmetransport vom Wärmetauschelement weg oder zu ihm hin möglich wird.

Bevorzugt weist die Solaranlage weiterhin ein Pumpelement zum Durchleiten von Kühl- oder Heizmedium durch das Wärmetauschelement, insbesondere durch das Kühlelement, auf. Dabei sieht eine Weiterbildung vor, dass im Kreislauf des Kühl- oder Heizmediums ein Wärmetauscher zum Abkühlen oder Aufheizen des Kühl- oder Heizmediums angeordnet ist.

Das Kühl- oder Heizmedium ist bevorzugt Wasser, insbesondere destilliertes Wasser. Insbesondere für den Winterbetrieb ist es von Vorteil, wenn dem Wasser ein flüssiges Gefrierschutzmittel beigemischt ist. Hierfür kommen alle gängigen flüssigen Gefrierschutzmittel in Frage, die verhindern, dass auch bei Temperaturen unter 0 °C das Kühl- oder Heizmedium einfriert.

Das Wärmetauschelement, insbesondere das Kühlelement, kann auch selber als Wärmetauscher für die Warmwassererzeugung ausgebildet sein. Hiernach wird ein Element geschaffen, das sowohl Warmwasser als auch elektrische Energie erzeugt.

Das Wärmetauschelement ist bevorzugt als modulare Einheit ausgeführt, die im von der Sonne abgewandten Bereich der Solarzelle positioniert ist.

Vorgesehen kann auch werden, dass das Wärmetauschelement zusammen mit der Solarzelle eine Einheit bildet, wobei sowohl die Solarzelle als auch das Wärmetauschelement in einem gemeinsamen Gehäuse oder Rahmen angeordnet sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Solaranlage mit einer Solarzelle und einem Wärmetauschelement und
2 eine geschnittene Darstellung der Solarzelle samt Wärmetauschelement.
In 1 ist eine Solaranlage 1 zu sehen, die im wesentlichen eine plattenförmige Solarzelle 2 und ein an sie angrenzendes Wärmetauschelement 3 aufweist, das als Kühlelement ausgebildet ist. Die Sonne strahlt in Pfeilrichtung auf die Solaranlage 1.
Das Kühlelement 3 wird von einem Kühlmedium durchströmt, wozu ein Pumpelement 4 vorgesehen ist, das das Kühlmedium im geschlossenen Kreislauf führt. Die Strömungsrichtung durch das geschlossene System ist durch die Pfeile angegeben. In den Kreislauf ist auch ein Wärmetauscher 5 geschaltet, der Wärme vom Kühlmedium abführen kann.
Auf diese Weise wird die Solarzelle 2 gekühlt, so dass ihr Wirkungsgrad und damit die Effizienz bei der Gewinnung elektrischer Energie steigt.
In 1 ist schematisch angedeutet, dass auch ein Heizelement 6 vorgesehen werden kann. Mit dem Heizelement 6 ist es – im Winterbetrieb – möglich, dass das dann als Heizmedium fungierende Fluid, das im geschlossenen Kreislauf geführt wird, dazu verwendet wird, um die Solarzelle 2 zu heizen. Damit kann erreicht werden, dass sich auf der Solarzelle befindlicher Schnee antaut bzw. abtaut, so dass die Solaranlage effizient arbeiten kann.
In 2 ist zu sehen, dass die Solarzelle 2 und das Wärmetauschelement 3 in einem gemeinsamen Gehäuse 7 – vorzugsweise aus Aluminium – untergebracht werden können, dabei bildet das Wärmetauschelement 3 eine abgedichtete Kammer für die Durchleitung des Kühl- bzw. Heizmediums. Die Solarzelle 2 weist in üblicher und bekannter Weise eine Glasscheibe 9 und eine kristalline Solarzelle 10 auf.
Die der Solarzelle 2 zugewandte Seite des Wärmetauschelements 3 kann unmittelbar an die Solarzelle 2 angrenzen oder auch in einem Abstand zu dieser stehen (wie dargestellt); in diesem Falle kann der zwischen Wärmetauschelement 3 und Solarzelle 2 liegende Raum durch ein wärmeleitendes Medium ausgefüllt sein. Eine Dichtung 8 dichtet die gesamte Einheit ab.

1: Solaranlage
2: Solarzelle
3: Wärmetauschelement (Kühlelement)
4: Pumpelement
5: Wärmetauscher
6: Heizelement
7: Gehäuse/Rahmen
8: Dichtung
9: Glasscheibe
10: kristalline Solarzelle

Claims

Solaranlage (1) zur Gewinnung elektrischer Energie, die mindestens eine Solarzelle (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (2) zumindest bereichsweise an ein Wärmetauschelement (3), insbesondere an ein Kühlelement, angrenzt.
Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (2) und das Wärmetauschelement (3), insbesondere das Kühlelement, jeweils plattenförmig ausgebildet sind.
Solaranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschelement (3), insbesondere das Kühlelement, als Kühl- oder Heizmedium durchströmtes Element ausgebildet ist.
Solaranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Pumpelement (4) zum Durchleiten von Kühl- oder Heizmedium durch das Wärmetauschelement (3 ), insbesondere durch das Kühlelement, aufweist.
Solaranlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wärmetauscher (5) zum Abkühlen oder Aufheizen des Kühl- oder Heizmediums aufweist.
Solaranlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühl- oder Heizmedium Wasser ist.
Solaranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser destilliert ist.
Solaranlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasser ein flüssiges Gefrierschutzmittel beigemischt ist.
Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschelement (3), insbesondere das Kühlelement, als Wärmetauscher für die Warmwassererzeugung ausgebildet ist.
Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschelement (3) als modulare Einheit ausgeführt ist, die im von der Sonne abgewandten Bereich der Solarzelle (2) positioniert ist.
Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmetauschelement (3) zusammen mit der Solarzelle (2) eine Einheit bildet, wobei sowohl die Solarzelle (2) als auch das Wärmetauschelement (3) in einem gemeinsamen Gehäuse oder Rahmen (7) angeordnet sind.