DE102006040556A1 - solar system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit einer Anordnung von schräg zur Horizontalen ausgerichteten photovoltaischen Solarmodulen (1), die mit einer Bestrahlungsseite (2) der Sonne zugewandt sind. Die Solaranlage weist eine Befließungsanlage (3) auf, die zur Erzeugung eines sich auf der Bestrahlungsseite (2) der Solarmodule (1) ausbildenden, zur Umgebung hin offenen fließenden Flüssigkeitsfilmes (4) insbesondere aus Wasser vorgesehen ist.The invention relates to a solar system with an array of obliquely oriented to the horizontal photovoltaic solar modules (1), which are facing with an irradiation side (2) of the sun. The solar system has a Befließungsanlage (3), which is for generating a on the irradiation side (2) of the solar modules (1) forming, to the environment open flowing liquid film (4) is provided in particular of water.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a solar system with the features of the preamble of claim 1.

Solaranlagen mit photovoltaischen Solarmodulen erzeugen unter Sonneneinstrahlung elektrische Energie, die direkt einem Verbraucher zugeführt oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Sonnenenergie ist zwar kostenfrei verfügbar, der niedrige Wirkungsgrad heute bekannter photovoltaischer Solarmodule erfordert jedoch hohe Investitions- und Unterhaltskosten, die die Wirtschaftlichkeit von photovoltaischen Solaranlagen einschränkt. Insbesondere in höheren Breitengraden, wo geographisch und meteorologisch bedingt nur eine begrenzte Sonnenscheindauer zur Verfügung steht, sind vergleichsweise große, kostenintensive Solaranlagen zur Gewinnung einer gewünschten mittleren elektrischen Energiemenge erforderlich.solar systems with photovoltaic solar modules generate under sunlight electrical energy that is fed directly to a consumer or into public Power supply can be fed. Solar energy is free available, the low efficiency today known photovoltaic solar modules However, it requires high investment and maintenance costs Economy of photovoltaic solar systems limits. Especially in higher Latitude where only one geographical and meteorological condition limited sunshine duration are available, are comparative size, cost-intensive solar systems to obtain a desired average amount of electrical energy required.

Zur Steigerung des Wirkungsgrades und damit zur Senkung der Kosten sind zahlreiche Maßnahmen bekannt. Solarmodule beschränkter Größe können beispielsweise in Horizontal- und Vertikalrichtung geschwenkt und dem Sonnenstand nachgeführt werden. Hierdurch kann ein zumindest näherungsweise recht winkliger Einfall der Sonnenbestrahlung auf die Bestrahlungsseite der Solarmodule sichergestellt werden.to Increasing the efficiency and thus reducing the costs are numerous measures known. Solar modules more limited Size can be, for example swung in horizontal and vertical direction and the sun's position be tracked. This can at least approximately quite angled incidence of solar radiation on the irradiation side the solar modules are ensured.

Windlasten und andere Einflüsse beschränken jedoch die Größe der schwenkbar ausgeführten Solarmodule. Bei großflächigeren Anlagen beispielsweise auf Gebäudedächern wird eine in südlicher Richtung geneigte Dachschräge zur Montage der Solarmodule genutzt. Die Ausrichtung schräg zur Horizontalen erzeugt eine Sonnenbestrahlung, die zumindest im Mittel nicht übermäßig weit von der gewünschten rechtwinkligen Bestrahlung abweicht.wind loads and other influences restrict however, the size of the hinged executed solar modules. For larger areas For example, installations on building roofs one in a southerly direction sloping roof slope used for mounting the solar modules. The orientation at an angle to the horizontal produces a solar radiation that, at least on average, is not excessively wide from the desired deviates from right-angle irradiation.

Als weiterer einschränkender Faktor für die elektrische Stromausbeute ist der Wirkungsgradverlust bei steigender Modultemperatur bekannt. In zahlreichen aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen wird deshalb eine aktive Kühlung der Solarmodule durch einen Wasserkreislauf vorgeschlagen. An der Rückseite oder im Inneren der Solarmodule sind Kühlschlangen angeordnet, die von Wasser durchströmt werden, und die die Betriebstemperatur der Solarmodule zur Steigerung des Wirkungsgrades herabsenken. Des weiteren sind auch Anordnungen bekannt, bei denen die Bestrahlungsseite der Solarmodule von einer transparenten Platte abgedeckt ist. Zwischen der transparenten Platte und dem Solarmodul wird Kühlwasser durchgeleitet. Die Kühlwirkung hierbei ist jedoch insbesondere dadurch beschränkt, daß die Sonnenstrahlung vor dem Auftreffen auf die Solarmodule durch die Kühlwasserschicht dringen muß. Ein Teil der Sonnenstrahlung wird dadurch resorbiert, was einerseits den Energieeintrag in die Solarzellen verringert und andererseits das Kühlwasser zusätzlich erwärmt.When further restrictive Factor for the electrical current efficiency is the efficiency loss with increasing Module temperature known. In many of the prior art known arrangements is therefore an active cooling of the solar modules proposed a water cycle. At the back or inside the Solar modules are cooling coils arranged to be traversed by water, and the operating temperature of the Lower the solar modules to increase the efficiency. Furthermore Arrangements are also known in which the irradiation side of the Solar modules is covered by a transparent plate. Between the transparent plate and the solar module becomes cooling water passed through. The cooling effect However, this is particularly limited by the fact that the solar radiation before the Impact on the solar modules must penetrate through the cooling water layer. A part The solar radiation is thereby absorbed, which on the one hand the Energy input into the solar cells reduces and on the other hand, the cooling water additionally heated.

Allen vorbekannten photovoltaischen Solaranlagen ist gemein, daß sie der Witterung ausgesetzt sind, wodurch Verschmutzung und Abrasion der Oberfläche entsteht. Zur Erhaltung des Wirkungsgrades ist eine regelmäßige, arbeitsintensive Oberflächenreinigung der Solarmodule erforderlich. Auch bei gründlicher Reinigung ist jedoch eine Oberflächendegradation durch Umwelteinflüsse hinzunehmen, die im Laufe der Zeit den Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit der Solaranlage verringert.all Prior art photovoltaic solar systems is common that they are the Weathering, resulting in contamination and abrasion of the surface. To maintain the efficiency is a regular, labor-intensive surface cleaning the solar modules required. However, even with thorough cleaning is a surface degradation through environmental influences to accept, over time, the efficiency and thus the Economy of the solar system reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Solaranlage derart weiterzubilden, daß ihre Wirtschaftlichkeit dauerhaft sichergestellt ist.Of the Invention is based on the object, a generic solar system educate in such a way that their Profitability is permanently ensured.

Diese Aufgabe wird durch eine Solaranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is by a solar system with the features of the claim 1 solved.

Es wird vorgeschlagen, daß die Solaranlage eine Befließungsanlage aufweist, die zur Erzeugung eines sich auf der Bestrahlungsseite der Solarmodule ausbildenden, zur Umgebung hin offenen fließenden Flüssigkeitsfilmes insbesondere aus Wasser vorgesehen ist. Unter Verzicht auf eine Glasabdeckung oder dgl. deckt der fließende Flüssigkeitsfilm als dünne Schicht die Bestrahlungsseite der Solarmodule ab und verhindert, daß sich Schmutz festsetzt. Staub oder dgl. wird mit dem Flüssigkeitsfilm fortgetragen. Staubiger Wind oder andere Umwelteinflüsse werden mittels des Flüssigkeitsfilmes von der Bestrahlungsseite der Solarmodule ferngehalten, wodurch Oberflächenabrasion vermieden ist. Der Verzicht auf eine trans parente Abdeckung steigert darüber hinaus die Lichtdurchlässigkeit. Der Flüssigkeitsfilm wirkt kühlend auf die Solarmodule ein, was durch eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Verdunstungsrate des offenen Flüssigkeitsfilmes in Form von Verdunstungskälte unterstützt wird. Insgesamt ist der Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit der Solaranlage deutlich gesteigert und dauerhaft auf hohem Niveau sichergestellt.It It is suggested that the Solar system a Befläßungsanlage which is responsible for generating an on the irradiation side the solar modules forming, open to the environment flowing fluid film is provided in particular from water. Waiving one Glass cover or the like. Covers the flowing liquid film as a thin layer the irradiation side of the solar modules off and prevents dirt sets. Dust or the like is carried away with the liquid film. dusty Wind or other environmental influences be by means of the liquid film kept away from the irradiation side of the solar panels, causing surface abrasion is avoided. The absence of transparent coverage increases about that In addition, the light transmission. The liquid film has a cooling effect on the solar panels, resulting in a more or less strong pronounced Evaporation rate of the open liquid film in the form of evaporative cooling supports becomes. Overall, the efficiency and thus the economy the solar system significantly increased and permanently at a high level ensured.

In bevorzugter Weiterbildung sind Mittel zur Ausbildung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsfilmes insbesondere in Form von Tensiden im Flüssigkeitsfilm und/oder in Form einer Oberflächenstrukturierung der Bestrahlungsseite vorgesehen. Tenside und/oder eine Haihaut- bzw. Lotuseffektstrukturierung vermeiden die Bildung von Wasserperlen oder einzelnen Fließnasen. Es können sehr dünne, hochgradig lichtdurchlässige Flüssigkeitsfilme erzeugt werden, die die Solarmodule vollflächig ohne Unterbrechung überfließen.In preferred development are means for forming a uniform liquid film in particular in the form of surfactants in the liquid film and / or in the form of a surface structuring the irradiation side provided. Surfactants and / or a sharkskin Lotus effect structuring avoid the formation of water pearls or individual flow noses. It can very thin, highly translucent liquid films be generated, which overflow the solar modules over the entire surface without interruption.

In einer zweckmäßigen Ausführung sind mehrere Solarmodule gemeinsam von einer durchgehenden, transparenten Folienbahn überdeckt. Es entsteht eine geschlossene, flüssigkeitsdichte Oberfläche, auf deren Außenseite der Flüssigkeitsfilm fließt. Die Folienbahn erzeugt neben einer Abdichtung der Solarmodule gegenüber dem Flüssigkeitsfilm auch eine Oberflächenglättung. Auf zusätzliche Maßnahmen zur Oberflächenbehandlung hinsichtlich Ebenheit und Dichtigkeit der Solarmodule kann verzichtet werden. Die Anordnung ist einfach im Aufbau und wirkungsvoll.In an expedient embodiment are several Solar modules together covered by a continuous, transparent film web. The result is a closed, liquid-tight surface, on their outside the liquid film flows. The Film web produced in addition to a seal of the solar modules with respect to the liquid film also a surface smoothing. On additional measures for surface treatment Regarding flatness and tightness of the solar modules can be omitted become. The layout is simple in construction and effective.

In einer bevorzugten Ausführung ist im Bereich einer Oberkante der Anordnung von Solarmodulen eine zumindest näherungsweise geschlossene Reihe von Flachdüsen für die Flüssigkeit zur Ausbildung des Flüssigkeitsfilmes angeordnet. Beim Austritt aus den Flachdüsen hat die Flüssigkeit bereits zumindest näherungsweise die Form des gewünschten fließenden Flüssigkeitsfilmes. Auf zusätzliche Verteilungs- bzw. Umlenkungsmaßnahmen des Flüssigkeitsstromes kann verzichtet werden.In a preferred embodiment is in the region of a top edge of the arrangement of solar modules one at least approximately closed row of flat nozzles for the liquid for the formation of the liquid film arranged. When exiting the flat nozzles, the liquid has already at least approximately the shape of the desired flowing Liquid film. For additional distribution or diversionary measures the liquid flow can be dispensed with.

Im Bereich einer Unterkante der Anordnung von Solarmodulen ist vorteilhaft eine Auffangrinne für die Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes vorgesehen. Die dort aufgesammelte Flüssigkeit kann insbesondere einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf zugeführt und zu den oberen Düsen zurückgepumpt werden. Der Wasser- bzw. Flüssigkeitsverbrauch beschränkt sich auf den Ausgleich von Verdunstungsverlusten oder dgl..in the Area of a lower edge of the arrangement of solar modules is advantageous a gutter for the liquid of the liquid film intended. The liquid collected there can in particular a closed fluid circuit supplied and to the top nozzles be pumped back. The water or liquid consumption limited to compensate for evaporation losses or the like

Vorteilhaft ist im geschlossenen Flüssigkeitskreislauf ein Wärmetauscher insbesondere zum wahlweise Kühlen oder Erwärmen der Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes angeordnet. Bei starker Sonneneinstrahlung und der damit einhergehenden Erwärmung der Solarmodule wird die Verdunstungskälte des Flüssigkeitsfilmes durch eine zusätzliche Kühlung mittels des Wärmetauschers unterstützt. Bei kalten Umgebungsbedingungen insbesondere im Winter kann umgekehrt eine Erwärmung des Flüssigkeitskreislaufes erfolgen, die zumindest so stark ausgeprägt ist, daß der erwärmte Flüssigkeitsfilm die Solaranlage frei von Schnee und Eis hält. Über die reine Frostschutzfunktion hinaus ist dadurch sichergestellt, daß die Anlage auch an sonnigen Frosttagen eine geeignete elektrische Leistung liefert.Advantageous is in the closed fluid circuit a heat exchanger in particular for optional cooling or heating the liquid of the liquid film arranged. In strong sunlight and the associated warming the solar modules, the evaporation of cold liquid film through a additional cooling by means of the heat exchanger supported. In cold conditions, especially in winter, can be reversed a warming of the fluid circuit take place, which is at least so pronounced that the heated liquid film, the solar system free from snow and ice. About the pure antifreeze function also ensures that the plant even on sunny frosty days a suitable electrical power supplies.

In einer vorteilhaften Ausführungsform enthält ein Sekundärkreislauf des Wärmetauschers Wasser, wobei das Wasser des Sekundärkreislaufes durch einen als Wärmespeicher dienenden Wasserbehälter insbesondere in Form eines Schwimmbeckens geführt ist. Bei hinreichender Sonneneinstrahlung liefert die erfindungsgemäße Solaranlage neben elektrischer Energie auch Wärmeenergie, die dem Befließungskreislauf entnommen und in dem Wasserbehälter gespeichert wird. Bei einer hinreichend großen Wassermenge im Wasserbehälter, wie sie insbesondere in einem Schwimmbecken gegeben ist, kann eine große Wärmemenge gespeichert werden. Diese Wärmemenge kann einer beliebigen Nutzung beispielsweise durch Brauchwasser oder zur Nutzung als temperiertes Schwimmbecken zugeführt werden. Insbesondere ist die gespeicherte Wärmeenergie geeignet, an Frosttagen die erfindungsgemäße Solaranlage eisfrei zu halten.In an advantageous embodiment contains a secondary circuit the heat exchanger water, the water of the secondary circuit through as a heat storage serving water tank is guided in particular in the form of a swimming pool. With adequate Solar radiation provides the solar system according to the invention in addition to electrical Energy also heat energy, the the flow of circulation taken and in the water tank is stored. With a sufficiently large amount of water in the water tank, such as it is given especially in a swimming pool, a large amount of heat get saved. This amount of heat can be any use, for example, by process water or supplied for use as a tempered swimming pool. In particular, the stored heat energy is suitable on frosty days the solar system according to the invention ice-free.

Zur weiteren Steigerung des Wirkungsgrades sind vorteilhaft Mittel zur Einstellung des Winkels der Anordnung von Solarmodulen gegenüber der Horizontalen insbesondere in Form von Pneumatik- oder Hydraulikzylindern, Spindeltrieben oder dgl. vorgesehen. Allein durch Verstellung des Neigungswinkels gegenüber der Horizontalen kann eine Nachführung an den Sonnenstand herbeigeführt werden, die mittlere Winkelfehler gegenüber der senkrechten Einstrahlung verringern. Jahreszeitlich bedingte Schwankungen des Sonnenstandes können ausgeglichen werden. Unter Verzicht auf eine horizontale Verschwenkung können auch großflächige Anlagen aufgebaut werden, die insbesondere zur Überdeckung der Dachfläche eines Gebäudes geeignet sind.to further increase in efficiency are advantageous means for Adjustment of the angle of the arrangement of solar modules with respect to Horizontal, in particular in the form of pneumatic or hydraulic cylinders, Spindle drives or the like. Provided. Alone by adjustment of the Angle of inclination the horizontal can be a tracking brought to the sun be, the mean angle errors with respect to the vertical radiation reduce. Seasonal fluctuations in the position of the sun can be compensated. Waiving a horizontal pivoting can also built large systems in particular, to cover up the roof area a building are suitable.

Um auch bei sehr großen Solarflächen eine hinreichende Festigkeit gegenüber Windlasten oder dgl. sicherzustellen, ist zweckmäßig eine Scharnieranordnung im Bereich einer ersten Gebäudekante längs dazu angeordnet, wobei die Mittel zur Einstellung des Winkels im Bereich der gegenüberliegenden zweiten Gebäudekante vorgesehen sind. Dies erlaubt einerseits eine Neigungsverstellung und andererseits eine großflächige Nutzung der zur Verfügung stehenden Dachfläche. Vorteilhaft ist hierbei das Dach des Gebäudes als Pultdach ausgeführt, dessen Dachfläche zur Sonnenseite hin geneigt ist. Hierbei kann zumindest nahezu die gesamte Grundfläche des Gebäudes oder sogar – mit entsprechenden Überständen – eine noch größere Fläche mit Solarmodulen abgedeckt werden. Dies trägt dem Umstand Rechnung, daß die Investitionskosten unterproportional mit der angestrebten Solarfläche steigen. Die zur Verfügung stehende Grundfläche des Gebäudes ist maximal ausgenutzt, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Anlage gesteigert ist.Around even with very large ones solar panels to ensure adequate resistance to wind loads or the like is appropriate one Hinge arrangement in the region of a first edge of the building arranged longitudinally thereto, wherein the means for adjusting the angle in the region of the opposite second building edge are provided. This allows on the one hand a tilt adjustment and on the other hand, a large-scale use the available standing roof surface. The roof of the building is advantageously designed as a pent roof, whose roof is inclined to the sunny side. Here, at least almost the entire floor space of the building or even - with corresponding supernatants - one more larger area with Be covered solar modules. This takes into account the fact that the investment costs increase disproportionately with the targeted solar area. The available Floor space of the building is maximally utilized, whereby the economic efficiency of the plant is increased.

Der Winkel der Anordnung von Solarmodulen gegenüber der Horizontalen ist vorteilhaft in einem Bereich von einschließlich 20° bis einschließlich 90° einstellbar. In mitteleuropäischen Breitengraden liegt der Winkelbereich zweckmäßig zwischen einschließlich 25° und einschließlich 45°. Dies hat sich als guter Kompromiß zwischen dem gewünschten Sonneneinstrahlungswinkel und baustatischen Gesichtspunkten wie Windlast oder dgl. herausgestellt. Der untere Schwenkwinkel von etwa 20° bis 25° beläßt darüber hinaus unterhalb der Solaranlage einen Freiraum, der für Installationskomponenten sowie für Wartungs- bzw. Reparaturarbeiten genutzt werden kann.The angle of the arrangement of solar modules relative to the horizontal is advantageously adjustable in a range of from 20 ° to 90 ° inclusive. In central European latitudes, the angular range is suitably between 25 ° and 45 ° inclusive. This has proven to be a good compromise between the desired solar irradiation angle and structural aspects such as wind load or the like. The lower swing angle of about 20 ° to 25 ° be also allows below the solar system a space that can be used for installation components and for maintenance or repair work.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:One embodiment The invention is described below with reference to the drawing. It demonstrate:

1 eine perspektivische Schemadarstellung eines Hauses mit Pultdach und aufgesetzter photovoltaischer Solaranlage mit einer Befließungsanlage; 1 a perspective schematic view of a house with pent roof and mounted photovoltaic solar system with a Befläßungsanlage;

2 eine Seitenansicht der Anordnung nach 1 mit Einzelheiten des Wasserkreislaufes der Befließungsanlage und eines Sekundärkreislaufes zur Beschickung eines Wärmespeichers. 2 a side view of the arrangement according to 1 with details of the water circuit of the Befläßungsanlage and a secondary circuit for charging a heat storage.

1 zeigt eine perspektivische Schemadarstellung eines Gebäudes 18, dessen Dach 17 im gezeigten Ausführungsbeispiel als Pultdach ausgeführt ist. Es kann auch ein Satteldach oder dgl. zweckmäßig sein. Das Gebäude 18 steht auf der nördlichen Erdhalbkugel. Die Dachfläche des Pultdaches 17 ist zumindest näherungsweise nach Süden gegen die Mittagssonne ausgerichtet. Analog dazu ist auf der südlichen Erdhalbkugel eine Ausrichtung nach Norden vorzusehen. Auf dem Pultdach 17 ist mit gleicher Ausrichtung zur Himmelsrichtung eine Trägerkonstruktion 22 angeordnet, die in ihrer Grundfläche zumindest näherungsweise der Dachfläche des Pultdaches 17 entspricht. 1 shows a perspective schematic view of a building 18 whose roof 17 in the illustrated embodiment is designed as a pent roof. It can also be a saddle roof or the like. Expedient. The building 18 is in the northern hemisphere. The roof surface of the pent roof 17 is oriented at least approximately to the south against the midday sun. Analogous to this, an orientation to the north is to be provided for in the southern hemisphere. On the pent roof 17 is with the same orientation to the direction of a support structure 22 arranged, in their base at least approximately the roof surface of the pent roof 17 equivalent.

Die Trägerkonstruktion 22 ist Teil einer Solaranlage und trägt eine Vielzahl von photovoltaischen, in einer Ebene der Trägerkonstruktion 22 angeordnete Solarmodulen 1, die ihrerseits jeweils eine Vielzahl von miteinander verschalteten Solarzellen 31 umfassen. Die mittels der Trägerkonstruktion 22 auf dem Dach 17 des Gebäudes 18 montierte Anordnung von Solarmodulen 1 ist in einem Winkel α zur Horizontalen geneigt. Der Winkel α ist in weiter unten näher beschriebener Weise in einem Winkelbereich zwischen einem unteren Winkel α1 und einem oberen Winkel α2 einstellbar. Hierdurch ist eine Bestrahlungsseite 2 der Solarmodule 1 der Sonne zumindest über einen Großteil ihres Tageslaufes zugewandt.The support structure 22 is part of a solar system and carries a variety of photovoltaic, in a plane of the support structure 22 arranged solar modules 1 , which in turn each have a plurality of interconnected solar cells 31 include. The means of the support structure 22 on the roof 17 of the building 18 mounted arrangement of solar modules 1 is inclined at an angle α to the horizontal. The angle α is adjustable in a manner described in more detail below in an angular range between a lower angle α 1 and an upper angle α 2 . This is an irradiation page 2 the solar modules 1 facing the Sun at least for most of its day's run.

Die Solaranlage weist eine Befließungsanlage 3 auf, die zur Erzeugung eines sich auf der Bestrahlungsseite 2 der Solarmodule 1 ausbildenden, zur Umgebung hin offenen fließenden Flüssigkeitsfilmes 4 vorgesehen ist. Zur Bildung des Flüssigkeitsfilmes 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel Wasser gewählt, welches zur Vergleichmäßigung seines Flusses mit Tensiden versetzt ist. Der Flüssigkeitsfilm 4 ist Teil eines angedeuteten geschlossenen Flüssigkeitskreislaufes 11. Im Bereich einer Oberkante 7 der Anordnung von Solarmodulen 1 ist eine zumindest näherungsweise geschlossene Reihe von Flachdüsen 8 angeordnet. Aus den Flachdüsen 8 wird das mit Tensiden versehene Wasser auf die Bestrahlungsseite 2 der Solarmodule 1 ausgetragen. Es bildet sich ein Flüssigkeitsfilm 4 aus, der die Bestrahlungsseite 2 der Solarmodule 1 vollflächig abdeckt und unter Einwirkung der Schwerkraft in Richtung einer Unterkante 9 der Anordnung von Solarmodulen 1 fließt. Dort wird das Wasser des Flüssigkeitsfilmes 4 mittels einer Auffangrinne 10 aufgefangen und über den geschlossenen Flüssigkeitskreislauf 11 zu den Flachdüsen 8 zurückgeführt.The solar system has a Befläßungsanlage 3 which is responsible for generating an on the irradiation side 2 the solar modules 1 forming, flowing to the environment flowing liquid film 4 is provided. To form the liquid film 4 In the exemplary embodiment shown, water is selected which is mixed with surfactants in order to homogenize its flow. The liquid film 4 is part of an indicated closed fluid circuit 11 , In the area of a top edge 7 the arrangement of solar modules 1 is an at least approximately closed row of flat nozzles 8th arranged. From the flat nozzles 8th The surfactant-containing water is exposed to the irradiation side 2 the solar modules 1 discharged. It forms a liquid film 4 out, the the radiation side 2 the solar modules 1 covering the entire surface and under the influence of gravity in the direction of a lower edge 9 the arrangement of solar modules 1 flows. There is the water of the liquid film 4 by means of a gutter 10 collected and over the closed fluid circuit 11 to the flat nozzles 8th recycled.

Der Flüssigkeitsfilm 4 ist zur Umgebung hin offen, also nicht abgedeckt. Von der Umgebung eingetragener Schmutz wie Staub oder dgl. wird mit dem Flüssigkeitsfilm 4 zur Auffangrinne 10 fortgetragen und kann beispielsweise durch einen nicht dargestellten Filter aus dem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf 11 herausgefiltert werden. Gleichzeitig übt der Flüssigkeitsfilm 4 eine Schutzfunktion für die Solarmodule 1 mit ihren photovoltaischen Solarzellen 31 gegen abrasive Umwelteinflüsse aus. Darüber hinaus erzeugt die zur Umgebung hin offene Ausbildung des Flüssigkeitsfilmes 4 eine Verdunstungsrate, die den Flüssigkeitsfilm 4 abkühlt. Im geschlossenen Flüssigkeitskreislauf 11 ist noch ein schematisch angedeuteter Wärmetauscher 12 vorgesehen, der ebenfalls eine Kühlung des Wassers bzw. des Flüssigkeitsfilmes 4 erzeugt. Der gekühlte Flüssigkeitsfilm 4 kühlt die Solarzellen 31 und steigert damit ihren elektrischen Wirkungsgrad.The liquid film 4 is open to the environment, so not covered. Contaminated dirt such as dust or the like is mixed with the liquid film 4 to the gutter 10 carried away and can, for example, by a filter, not shown, from the closed fluid circuit 11 be filtered out. At the same time, the liquid film exercises 4 a protective function for the solar modules 1 with their photovoltaic solar cells 31 against abrasive environmental influences. In addition, generates the open to the environment training of the liquid film 4 an evaporation rate, which is the liquid film 4 cools. In the closed fluid circuit 11 is still a schematically indicated heat exchanger 12 provided, which is also a cooling of the water or the liquid film 4 generated. The cooled liquid film 4 cools the solar cells 31 and thus increases their electrical efficiency.

Als weitere Mittel zur Ausbildung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsfilmes 4 ist noch eine schematisch angedeutete Oberflächenstrukturierung 5 der Bestrahlungsseite 2 vorgesehen. Diese ist im gezeigten Ausführungsbeispiel auf der Außenseite einer geschlossenen, flüssigkeitsdichten, jedoch lichtdurchlässigen Folienbahn 6 aufgebracht. Sie kann beispielsweise in Haihaut- und Lotuseffektstrukturierung ausgeführt sein und verhindert ein Aufreißen des Flüssigkeitsfilmes auch bei sehr dünner Ausbildung. Die Folienbahn 6 deckt im gezeigten Ausführungsbeispiel vollflächig sämtliche Solarmodule 1 ab. Es kann auch eine Anordnung mehrerer, schmalerer Folienbahnen 6 zweckmäßig sein, die beispielsweise miteinander verschweißt oder verklebt sind und die Anordnung von Solarmodulen 1 vollflächig abdecken. Die Folienbahn 6 liegt direkt auf den Solar modulen 1 auf und trennt den auf ihrer Außenseite herabfließenden Flüssigkeitsfilm 4 von den Solarmodulen 1.As another means of forming a uniform liquid film 4 is still a schematically indicated surface structuring 5 the radiation side 2 intended. This is in the embodiment shown on the outside of a closed, liquid-tight, but translucent film web 6 applied. It can be performed, for example, in sharkskin and Lotuseffektstrukturierung and prevents tearing of the liquid film even with very thin training. The foil web 6 covers in the embodiment shown all over the entire solar panels 1 from. It can also be an arrangement of several, narrower film webs 6 be expedient, for example, welded or glued together and the arrangement of solar modules 1 Cover all over. The foil web 6 is directly on the solar modules 1 on and separates the flowing down on its outside liquid film 4 from the solar modules 1 ,

2 zeigt eine schematische Seitenansicht des Gebäudes 18 nach 1. Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Trägerkonstruktion 22 für die Solarmodule 1 ist mittels einer Scharnieranordnung 19 an einer ersten Gebäudekante 20 schwenkbar befestigt. Die Gelenkachse der Scharnieranordnung 19 verläuft längs zur ersten Gebäudekante 20. Die erste Gebäudekante 20 liegt im Bereich des unteren Endes des schräg geneigten Pultdaches 17. Die Scharnieranordnung 19 ist jedoch mittels eines Drempels 32 gegenüber der Dachfläche des Pultdaches 17 angehoben. Eine gegenüberliegende zweite Gebäudekante 21 im oberen Bereich des Pultdaches 17 trägt Mittel 15 zur Einstellung des Winkels α der Anordnung von Solarmodulen 1 gegenüber der Horizontalen. Die Mittel 15 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Hydraulikzylinder 16 ausgebildet. Es können auch Pneumatikzylinder, Spindeltriebe oder dgl. zweckmäßig sein. Obere Enden der Hydraulikzylinder 16 sind an der zugeordneten Kante der Trägerkonstruktion 22 befestigt. Durch Ein- und Ausfahren der Hydraulikzylinder 16 wird die Trägerkonstruktion 22 einschließlich der darauf befestigten Solarmodule 1 um die Gelenkachse der Scharnieranordnung 19 verschwenkt. Der sich dabei einstellende Winkel α der Anordnung von Solarmodulen 1 gegenüber der Horizontalen ist vorteilhaft in einem Bereich von einschließlich 20° bis einschließlich 90° einstellbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Winkelbereich einstellbar, der mit einem unteren Winkel α1 von 25° und einem oberen Winkel α2 von 45° begrenzt ist. 2 shows a schematic side view of the building 18 to 1 , Same features are provided with the same reference numerals. The support structure 22 for the solar modules 1 is by means of a hinge arrangement 19 at a first edge of the building 20 hinged. The hinge axis the hinge arrangement 19 runs along the first edge of the building 20 , The first edge of the building 20 lies in the region of the lower end of the inclined pitched roof 17 , The hinge arrangement 19 is however by means of a Drempels 32 opposite the roof surface of the pent roof 17 raised. An opposite second edge of the building 21 in the upper area of the pent roof 17 carries means 15 for adjusting the angle α of the arrangement of solar modules 1 opposite the horizontal. The means 15 are in the illustrated embodiment as a hydraulic cylinder 16 educated. It can also be pneumatic cylinder, spindle drives or the like. Expedient. Upper ends of the hydraulic cylinders 16 are at the associated edge of the support structure 22 attached. By retraction and extension of the hydraulic cylinder 16 becomes the support structure 22 including the solar modules mounted thereon 1 around the hinge axis of the hinge assembly 19 pivoted. The thereby adjusting angle α of the arrangement of solar modules 1 relative to the horizontal is advantageously adjustable in a range of from 20 ° to 90 ° inclusive. In the illustrated embodiment, an angular range is adjustable, which is limited by a lower angle α 1 of 25 ° and an upper angle α 2 of 45 °.

Infolge des Drempels 32 und der Minimallänge der Hydraulikzylinder 16 verbleibt zwischen der Trägerkonstruktion 22 und dem Pultdach 17 ein Zwischenraum, der für Systemkomponenten der Befließungsanlage 3 sowie für Wartungs- und Reparaturarbeiten genutzt werden kann.As a result of the Drempel 32 and the minimum length of the hydraulic cylinders 16 remains between the support structure 22 and the pent roof 17 a gap for system components of the flow plant 3 as well as for maintenance and repair work can be used.

Der Seitenansicht nach 2 ist zu entnehmen, daß von der Auffangrinne 10 eine Rohrleitung 23 ausgeht, durch einen Wärmetauscher 12 hindurchgeführt ist und in einem Verteiler 24 endet. Vom Verteiler 24 gehen flexible Schlauchleitungen 26 aus, die in die einzelnen Flachdüsen 8 (1) münden. Stromab des Wärmetauschers 12 ist eine Pumpe 25 angeordnet, die die in der Auffangrinne 10 aufgesammelte Flüssigkeit durch die Rohrleitung 23 mit dem Wärmetauscher 12 fördert und zu den Flachdüsen 8 pumpt. Die dort austretende Flüssigkeit bildet den Flüssigkeitsfilm 4, der auf der Bestrahlungsseite 2 der Solarmodule 1 unter Einwirkung der Gewichtskraft herabfließt und wieder in der Auffangrinne 10 unter Bildung des geschlossenen Flüssigkeitskreislaufes 11 gesammelt wird.The side view after 2 can be seen that from the gutter 10 a pipeline 23 goes out, through a heat exchanger 12 is passed and in a distributor 24 ends. From the distributor 24 go flexible hose lines 26 out into the individual flat nozzles 8th ( 1 ). Downstream of the heat exchanger 12 is a pump 25 arranged in the gutter 10 collected liquid through the pipeline 23 with the heat exchanger 12 promotes and to the flat nozzles 8th inflated. The liquid emerging there forms the liquid film 4 who is on the radiation side 2 the solar modules 1 flows down under the action of gravity and back into the gutter 10 forming the closed liquid circuit 11 is collected.

Der Wärmetauscher 12 ist zum wahlweise Kühlen oder Erwärmen der Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes 4 vorgesehen. Hierzu ist ein Sekundärkreislauf 13 durch den Wärmetauscher 12 hindurchgeführt, in dem Wasser zirkuliert. Teil des Sekundärkreislaufes 13 ist ein Wasserbehälter 14 mit einem darin gelagerten Wasservorrat 30 sowie eine Vorlaufleitung 28 und eine Rücklaufleitung 29. In der Vorlaufleitung 28 ist eine Pumpe 27 angeordnet, die Wasser aus dem Wasservorrat 30 ansaugt, durch den Wärmetauscher 12 hindurchpumpt und über die Rücklauf leitung 29 zurück in den Wasservorrat 30 fördert. Im Wärmetauscher 12 findet ein Wärmeaustausch zwischen dem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf 11 der Befließungsanlage 3 und dem Wasser des Sekundärkreislaufes 13 statt.The heat exchanger 12 is for selectively cooling or heating the liquid of the liquid film 4 intended. For this purpose, a secondary circuit 13 through the heat exchanger 12 passed through, circulated in the water. Part of the secondary circuit 13 is a water tank 14 with a stored water supply 30 as well as a supply line 28 and a return line 29 , In the supply line 28 is a pump 27 arranged the water from the water supply 30 sucks through the heat exchanger 12 pumped through and return line 29 back to the water supply 30 promotes. In the heat exchanger 12 finds a heat exchange between the closed fluid circuit 11 the flow system 3 and the water of the secondary circuit 13 instead of.

Der Wasservorrat 30 kann ein Brauchwasservorrat sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Wasserbehälter 14 ein Schwimmbecken, dessen Fassungsvolumen für den Wasservorrat 30 im Bereich von 100 m3 oder mehr liegt. Unter warmen Umgebungsbedingungen mit starker Sonneneinstrahlung heizen sich die Solarmodule 1 unter Einwirkung der Bestrahlung auf. Über einen Wärmeaustausch mit dem darüber fließenden Flüssigkeitsfilm 4 werden die Solarmodule 1 gekühlt, während sich der Flüssigkeitsfilm 4 aufheizt. Die im Wasser des Flüssigkeitsfilms 4 gespeicherte Wärmeenergie wird mittels des Wärmetauschers 12 auf das Wasser des Sekundärkreislaufes 13 übertragen, wodurch der als Wärmespeicher dienende Wasservorrat 30 auf Betriebstemperatur erwärmt wird. Sofern kalte Witterungsbedingungen mit Frostgefahr nicht zu einer ausreichenden Erwärmung der Solarmodule 1 und des Flüssigkeitsfilmes 4 führen, kann der Wärmetauscher 12 umgekehrt auch zur Erwärmung des geschlossenen Flüssigkeitskreislaufes 11 genutzt werden. Zur Vermeidung von Vereisung im Flüssigkeitskreislauf 11 sowie zur Befreiung der Solarmodule 1 von Eis oder Schnee kann warmes Wasser aus dem Wasservorrat 30 durch den Wärmetauscher 12 gepumpt werden, wodurch das kühlere Wasser des Flüssigkeitskreislaufs 11 und damit der Flüssigkeitsfilm 4 auf ein hinreichendes Maß aufgeheizt werden. Unterstützend kann es zweckmäßig sein, die Rohrleitungen 23, Schlauchleitungen 26 sowie andere Komponenten der Befließungsanlage 3 mit Zusatzheizungen aufzuheizen und gegen Einfrieren zu schützen. Es kann auch zweckmäßig sein, die Flüssigkeit des Flüssigkeitskreislaufes 11 mit einem Frostschutzmittel zu versehen.The water supply 30 can be a service water supply. In the illustrated embodiment, the water tank 14 a swimming pool whose capacity for the water supply 30 in the range of 100 m 3 or more. Under warm ambient conditions with strong solar radiation, the solar modules heat up 1 under the influence of irradiation. About a heat exchange with the liquid film flowing over it 4 become the solar modules 1 cooled while the liquid film 4 heating up. The in the water of the liquid film 4 stored heat energy is by means of the heat exchanger 12 on the water of the secondary circuit 13 transferred, which serves as a heat storage water supply 30 is heated to operating temperature. If cold weather conditions with risk of frost do not lead to adequate heating of the solar modules 1 and the liquid film 4 lead, the heat exchanger can 12 vice versa also for heating the closed liquid circuit 11 be used. To avoid icing in the liquid circuit 11 as well as for the exemption of the solar modules 1 from ice or snow can be warm water from the water supply 30 through the heat exchanger 12 be pumped, causing the cooler water of the fluid circulation 11 and thus the liquid film 4 be heated to a sufficient degree. Supportive, it may be appropriate to the piping 23 , Hose lines 26 as well as other components of the flow plant 3 with additional heaters to heat and protect against freezing. It may also be appropriate to the liquid of the fluid circuit 11 with an antifreeze.

Die wahlweise Einspeisung oder Entnahme von thermischer Energie aus dem Wasservorrat 30 führt zwar zu einer Temperaturschwankung. Bei einem hinreichend großen Volumen, wie es beispielsweise bei einem Schwimmbecken gegeben ist, und mit Unterstützung einer geeigneten thermischen Isolierung können die Temperaturschwankungen im Wasservorrat 30 jedoch so gering gehalten werden, daß zumindest näherungsweise eine ganzjährige Nutzung für den Badebetrieb ohne Fremdheizung möglich ist.The optional supply or removal of thermal energy from the water supply 30 Although leads to a temperature fluctuation. With a sufficiently large volume, as is the case for example with a swimming pool, and with the assistance of a suitable thermal insulation, the temperature fluctuations in the water supply can 30 However, be kept so low that at least approximately a year-round use for swimming without external heating is possible.

Claims (12)

Solaranlage mit einer Anordnung von schräg zur Horizontalen ausgerichteten photovoltaischen Solarmodulen (1), die mit einer Bestrahlungsseite (2) der Sonne zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Solaranlage eine Befließungsanlage (3) aufweist, die zur Erzeugung eines sich auf der Bestrahlungsseite (2) der Solarmodule (1) ausbildenden, zur Umgebung hin offenen fließenden Flüssigkeitsfilmes (4) insbesondere aus Wasser vorgesehen ist.Solar system with an array of obliquely oriented to the horizontal photovoltaic Solar modules ( 1 ), which with an irradiation side ( 2 ) facing the sun, characterized in that the solar system a Befließungsanlage ( 3 ), which is used to generate a radiation on the ( 2 ) of the solar modules ( 1 ) forming, to the environment open flowing fluid film ( 4 ) is provided in particular of water. Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Ausbildung eines gleichmäßigen Flüssigkeitsfilmes (4) insbesondere in Form von Tensiden im Flüssigkeitsfilm (4) und/oder in Form einer Oberflächenstrukturierung (5) der Bestrahlungsseite (2) vorgesehen sind.Solar installation according to claim 1, characterized in that means for forming a uniform liquid film ( 4 ), in particular in the form of surfactants in the liquid film ( 4 ) and / or in the form of a surface structuring ( 5 ) of the irradiation side ( 2 ) are provided. Solaranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Solarmodule (1) gemeinsam von einer durchgehenden, transparenten Folienbahn (6) überdeckt sind.Solar installation according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of solar modules ( 1 ) together by a continuous, transparent film web ( 6 ) are covered. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer Oberkante (7) der Anordnung von Solarmodulen (1) eine zumindest näherungsweise geschlossene Reihe von Flachdüsen (8) für die Flüssigkeit zur Ausbildung des Flüssigkeitsfilmes (4) angeordnet ist.Solar installation according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the region of an upper edge ( 7 ) the arrangement of solar modules ( 1 ) an at least approximately closed row of flat nozzles ( 8th ) for the liquid for forming the liquid film ( 4 ) is arranged. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer Unterkante (9) der Anordnung von Solarmodulen (1) eine Auffangrinne (10) für die Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes (4) vorgesehen ist.Solar installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the region of a lower edge ( 9 ) the arrangement of solar modules ( 1 ) a gutter ( 10 ) for the liquid of the liquid film ( 4 ) is provided. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsfilm (4) Teil eines geschlossenen Flüssigkeitskreislaufes (11) ist.Solar installation according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the liquid film ( 4 ) Part of a closed fluid circuit ( 11 ). Solaranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im geschlossenen Flüssigkeitskreislauf (11) ein Wärmetauscher (12) insbesondere zum wahlweisen Kühlen oder Erwärmen der Flüssigkeit des Flüssigkeitsfilmes (4) angeordnet ist.Solar installation according to claim 6, characterized in that in the closed liquid circuit ( 11 ) a heat exchanger ( 12 ) in particular for selectively cooling or heating the liquid of the liquid film ( 4 ) is arranged. Solaranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sekundärkreislauf (13) des Wärmetauschers (12) Wasser enthält, wobei das Wasser des Sekundärkreislaufes (13) durch einen als Wärmespeicher dienenden Wasserbehälter (14) insbesondere in Form eines Schwimmbeckens geführt ist.Solar installation according to claim 7, characterized in that a secondary circuit ( 13 ) of the heat exchanger ( 12 ) Contains water, the water of the secondary circuit ( 13 ) by serving as a heat storage water tank ( 14 ) is guided in particular in the form of a swimming pool. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (15) zur Einstellung eines Winkels (α) der Anordnung von Solarmodulen (1) gegenüber der Horizontalen insbesondere in Form von Pneumatik- oder Hydraulikzylindern (16), Spindeltrieben oder dgl. vorgesehen sind.Solar installation according to one of claims 1 to 8, characterized in that means ( 15 ) for setting an angle (α) of the arrangement of solar modules ( 1 ) relative to the horizontal, in particular in the form of pneumatic or hydraulic cylinders ( 16 ), Spindle drives or the like. Are provided. Solaranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Solarmodulen (1) auf einem Dach (17) eines Gebäudes (18) montiert ist, wobei eine Scharnieranordnung (19) im Bereich einer ersten Gebäudekante (20) längs dazu angeordnet ist, und wobei die Mittel (15) zur Einstellung des Winkels (α) im Bereich einer gegenüberliegenden zweiten Gebäudekante (21) vorgesehen sind.Solar installation according to claim 9, characterized in that the arrangement of solar modules ( 1 ) on a roof ( 17 ) of a building ( 18 ), wherein a hinge arrangement ( 19 ) in the area of a first building edge ( 20 ) is arranged longitudinally thereto, and wherein the means ( 15 ) for adjusting the angle (α) in the region of an opposite second building edge ( 21 ) are provided. Solaranlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Solarmodulen (1) auf einem Pultdach des Gebäudes (18) montiert ist.Solar installation according to claim 9 or 10, characterized in that the arrangement of solar modules ( 1 ) on a pent roof of the building ( 18 ) is mounted. Solaranlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) der Anordnung von Solarmodulen (1) gegenüber der Horizontalen in einem Bereich von einschließlich 20° bis einschließlich 90°, bevorzugt von einschließlich 25° bis einschließlich 45° einstellbar ist.Solar installation according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the angle (α) of the arrangement of solar modules ( 1 ) is adjustable over the horizontal in a range of from 20 ° to 90 ° inclusive, preferably from 25 ° to 45 ° inclusive.
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