DE102008049538A1 - Lichtbündelungphotovoltaikanlage mit Flüssigkeitskühlung und Nutzung der thermischen Solarenergie (LPS-Anlage) - Google Patents

Lichtbündelungphotovoltaikanlage mit Flüssigkeitskühlung und Nutzung der thermischen Solarenergie (LPS-Anlage) Download PDF

Info

Publication number
DE102008049538A1
DE102008049538A1 DE102008049538A DE102008049538A DE102008049538A1 DE 102008049538 A1 DE102008049538 A1 DE 102008049538A1 DE 102008049538 A DE102008049538 A DE 102008049538A DE 102008049538 A DE102008049538 A DE 102008049538A DE 102008049538 A1 DE102008049538 A1 DE 102008049538A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
photovoltaic
heat
liquid
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102008049538A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Gruba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102008049538A priority Critical patent/DE102008049538A1/de
Publication of DE102008049538A1 publication Critical patent/DE102008049538A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
    • H01L31/0521—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/50—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
    • F24S10/55—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00—Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/20—Peripheral frames for modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425—Horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0543—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the refractive type, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10—Solar modules layout; Modular arrangements
    • F24S2020/17—Arrangements of solar thermal modules combined with solar PV modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/11—Driving means
    • F24S2030/115—Linear actuators, e.g. pneumatic cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/131—Transmissions in the form of articulated bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/13—Transmissions
    • F24S2030/134—Transmissions in the form of gearings or rack-and-pinion transmissions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Abstract

Mit diesem Dokument soll eine neuartige Photovoltaik-Solarwärme-Anlage patentiert werden. Durch die Vereinigung einer interaktiven Sonnenstrahlenbündelung mit hoch effektiven Solarzellen zur Stromerzeugung mit einer zur Warmwassererzeugung geeigneten Kühlung der Solarzellen wird eine günstig herzustellende Anlage zur Strom- und Warmwassererzeugung ermöglicht. Die Anlage zur Strom- und Warmwassererzeugung (LPS-Anlage) vereinigt die folgenden Eigenschaften: 1. Lichtbündelung/Konzentration mit Hilfe von Linsen/Lupen; 2. Ausrichtungsmöglichkeiten für die Lichtbündelung/Konzentration zur Steuerung der Sonnenstrahlen; sowohl zur Verstärkung wie auch zur Reduzierung als Überhitzungsschutz; 3. Photovoltaikmodule, die auf einem Kühlkörper angebracht sind, der die Wärme mittels Kühlflüssigkeit abführt und die thermische Energie einem zur Speicherung der Energie geeigneten Behälter zuführt; 4. und einen zuschaltbaren Überhitzungskondensator aufweist.

Description

  • Einleitung
  • Mit dieser Anmeldung sollen mehrere schätzenswerte Ideen Patentiert werden, die es ermöglichen eine kostengünstige Anlage zur Strom und Wärmeerzeugung (LPS-Anlage) herzustellen.
  • Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung und Solaranlagen zur Wärmeerzeugung gibt es in diversen Ausprägungen. Eine nahe liegende Methode die Effektivität und damit das Kosten/Nutzen-Verhältnis zu verbessern ist die Lichtbündelung oder auch Konzentration des Lichtes. Dabei entstehen leider sehr hohe Temperaturen von bis zu 1600 C° welche bei normalen Siliziumzellen schnell zur Zerstörung der Zelle führt. Mit dem hier zur Anmeldung stehenden System wurde eine kostengünstige Lösung für diese Problemstellung gefunden. Bekannte Ansätze wie die Verwendung kostenintensiver, hochfertiger und hitzebeständiger Materialen für die Photovoltaikzellenherstellung sind nicht notwendig bzw. die Anforderungen an die Hitzebeständigkeit fallen wesentlich geringer aus.
  • Der Ansatz ist vielmehr die Abführung und Nutzung der im Photovoltaik-Modul unerwünschten Wärme. Die Photovoltaikzellen werden nicht wie üblich Vollflächig auf dem Modul installiert, sonder werden in einer Matrix mit ausreichendem Abstand installiert, damit die darüber befindlichen Linsen genügend Freiraum besitzen um eine mechanische Ausrichtung der Linsen zu ermöglichen. Die unerwünschte Wärme wird nicht wie in bisherigen Systemen mit wärmeleitenden Kühlkörpern an die Umgebung abgegeben, sondern über ein Flüssigkeitskühlsystem zur Erwärmung der Warmwasserversorgung und Heizungsunterstützung genutzt. Eine genaue Erläuterung finden sie in den folgenden Kapiteln.
  • Primäre Ziele der LPS-Anlage
  • Das Ziel dieser Anlage ist es ein hohes Kosten/Nutzen-Verhältnis zu erreichen. Dieses Ziel soll durch die Verwendung kostengünstiger Komponenten erreicht werden. Es ist nicht das Ziel neue Wirkungsgradrekorde zu erzielen.
  • 1 Grundlagen/Vorhandene Systeme
  • Wie in der Einleitung erwähnt ist die Idee der Lichtbündlung nicht neu (siehe z. B. Anlage a Lichtbündelungssystem des Frauenhofer Instituts), aber alle bisherigen Systeme haben bisher nur Prototyp/Versuchs Charakter und/oder entscheidende Nachteile bei den Kosten der verwendeten Materialen sowie Probleme mit der Hitzeentwicklung die durch die Lichtbündelung entsteht. Die Firma Sungri hat mit dem „Xtreme Concentrated Photovoltaics” ein erstes Produkt für die Serienfertigung in Aussicht gestellt (siehe Anlage b Lichtbündelungssystem von Sungri).
  • „Die amerikanische Firma Amonix zum Beispiel hat in Arizona einen Konzentratorpark mit einer maximalen Gesamtleistung von 300 Kilowatt errichtet” [MPIP]. Aber auch diese Systeme haben einen entscheidenden Nachteil, die thermische Energie die durch die hohen Temperaturen der Lichtbündelung erzeugt wird, wird ungenutzt an die Umgebung abgegeben.
  • 1.1 Photovoltaik-Systeme im Überblick
  • Photovoltaiksysteme gibt es in diversen Variationen und Ausführungen, viele Firmen bieten unterschiedliche Systeme an. Auf die herkömmlichen Systeme wird in dieser Anmeldung nicht weiter eingegangen, da es eine Vielzahl von Literatur zu diesem Thema gib. Betrachten wir an dieser Stelle nur die nächste Generation von Photovoltaikanlagen mit Lichtbündelung wie sie zur Zeit vom Frauenhofer Institut und den aus dem Frauenhofer Institut hervorgegangenen Unternehmen Concentrix Solar in Entwicklung sind. Sowie der beiden US Amerikanischen Firmen Sungri und Amonix.
  • 1.1.1 System von Sungri
    • Siehe Artikel in der Anlage Lichtbündelungssystem von Sungri
    • Erste Prototyp von Sungri.
  • 1.1.2 System des Frauenhofer Institut/der Firma Concentrix Solar
    • Siehe dazu die Seiten der Firma Concentrix [CSolar].
  • 1.1.3 System Firma Amonix
    • Siehe dazu die Seiten der Firma Amonix [Amonix].
  • 1.1.4 Nachteil der Konzentrationsphotovoltaikanlagen
  • Nachteil dieser Photovoltaikanlagen ist, dass die thermische Energie die durch die Lichtbündelung in konzentrierter Form vorliegt, ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird. Und die bisher eingesetzten Passivkühlkörper nicht annähernd so effektiv sind wie eine Flüssigkeitskühlung mit Passivkühlkörper Unterstützung.
  • 1.2 Photovoltaik und die Wärme
  • Konventionelle Silizium Photovoltaik-Module haben ihren besten Wirkungsgrad bei ca. 25°C. Durch eine hoch effektive Lichtbündlung entstehen aber Temperaturen von bis zu 1600°C, welche zum schmelzen der Photovoltaik-Module führen. Durch die Verwendung von Hitzebeständigen Photovoltaik-Modulen, wie die III–V-Module des Frauenhofer Instituts mit einer effektiven Kühlung, ist es möglich, die Lichtbündlung auch in Serienprodukten einzusetzen.
  • Die Wattpeak Leistung ist bei meiner Erfindung zwar nicht linear steigend zur Erhöhung der durch die Lichtbündelung erhöht auftreffenden Photonen, da der optimale Temperaturbereich bei starker Sonnenstrahlung deutlich verlassen wird, aber die Durchschnittsleistung ist um über 100% höher als Systeme ohne Lichtbündelung, und der Schwellenwert zur Erzeugung von Strom ist wesentlich geringer. Bisher liegen nur, nicht repräsentative, Stichpropen Messungen vor, die aber sehr viel versprechend sind.
  • 1.2.1 Wärmeableitung
  • Die Wärmeableitung (Kühlung) der Photovoltaikmodule bei den oben aufgeführten Systemen ist steht's eine Passivkühlung. Diese hat den Vorteil, dass sie kostengünstig und wartungsfrei sind, aber den entscheidenden Nachteil, dass die hohe thermische Energie die durch die Lichtbündelung gewonnen wurde an die Umgebung abgegeben wird und verloren geht, sowie eine geringere Effektivität.
  • 1.3 Solaranlagen Warmwassererzeugung
  • Solarsysteme sind jetzt schon eine wirtschaftliche Möglichkeit die Energie der Sonne zu nutzen. In wärmeren Regionen als der BRD sind diese Systeme oft ausreichend um die Warmwasserversorgung für das ganze Jahr zu gewährleisten.
  • Meine Erfindung mit Nutzung der Lichtbündelung hat zwar bei der Stromerzeugung mit zu hohen Temperaturen zukämpfen, dies ist bei der Nutzung der Wärme die durch das Photovoltaik Kühlsystem abgeleitet werden muss aber ein entscheidender Vorteil. Der entscheidende Vorteil ist, dass auch schon geringe Sonnenstrahlung zu hohen Temperaturen führt, die vor allem in der Übergangszeit und an sonnigen Wintertagen für ausreichend Wärmeentwicklung sorgt. Herkömmliche Systeme haben den Nachteil, dass die geringe Außentemperatur und die begrenzte Anzahl der auftreffenden Photonen pro Quadratmillimeter nicht ausreichen, um eine hohe Temperatur zu erzeugen. Die Lichtbündelung erhöht die Temperaturen punktuell um ein vielfaches und sorgt so dafür, dass diese Energie auch bei geringen Außentemperaturen nutzbar wird.
  • 1.4 Solaranlagen im Überblick
  • Solaranlagen gibt es in diversen Variationen und Ausführungen, viele Firmen bieten unterschiedliche Systeme an. Auf die herkömmlichen Systeme wird in dieser Anmeldung nicht weiter eingegangen, da es eine Vielzahl von Literatur zu diesem Thema gib.
  • 2 Anforderungen
  • Dieses Kapitel behandelt die Anforderungen, die an die LPS-Anlage gestellt werden.
  • 2.1 Stromerzeugung
  • Die Jahresgesamtleistung der Photovoltaikmodule soll mindestens 100 % über der Leistung gleicher Photovoltaikmodule ohne Lichtbündelung und Kühlung liegen, um einen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Photovoltaikanlagen zu erzielen.
  • 2.2 Wärmeerzeugung
  • Die LPS-Anlage muss insbesondere bei schwacher Sonnenstrahlung wie es im Herbst, Winter und Frühjahr in der gemäßigten Klimazone in der Regel der Fall ist, genügend Wärme abführen um einen herkömmlichen für Solaranlagen geeigneten Warmwassertank oder einen vergleichbaren Energiespeicher ausreichend erwärmen zu können.
  • 2.3 Überhitzungsschutz
  • Der Überhitzungsschutz, der aus drei oder vier Kühlkomponenten bestehen kann, muss sicherstellen, dass keine Überhitzung der Photovoltaikmodule eintreten kann.
  • 2.3.1 Passivkühlkörper
  • Der Passivkühlkörper muss aus einem Wärmeleitendenmaterial bestehen wie z. B. Aluminium oder Kupfer, und soll möglichst viel der entstehenden Wärme vom Photovoltaikmodule ableiten. Die Passivkühlkörperkomponente ist optional und wird nur bei LPS-Anlagen eingesetzt die auf Stromerzeugung optimiert sind.
  • 2.3.2 Flüssigkeitskühlung
  • Die Flüssigkeitskühlkomponente muss aus einem Wärmeleitendenmaterial bestehen wie z. B. Aluminium oder Kupfer und soll möglichst viel der entstehenden Wärme vom Photovoltaikmodule ableiten. Die Flüssigkeitskühlkomponente ist immer erforderlich und muss zwei Eigenschaften erfüllen:
    • 1. Die Wärme effektiv vom Photovoltaikmodul abführen.
    • 2. Die abgeführte Wärme nutzbar machen.
  • 2.3.3 Energiespeicher
  • Der Energiespeicher kann baugleich zu herkömmlichen Warmwassertanks für thermische Solaranlagen sein. Bei einer LPS-Anlage hat dieser Warmwassertank aber zwei Funktionen:
    • 1. Speichern von Warmwasser für die Gebrauchswassernutzung.
    • 2. Kühlung der Kühlflüssigkeit für die Photovoltaikmodule.
  • 2.3.4 Überhitzungskondensator
  • Der Überhitzungskondensator muss Wärme, die von den voran gegangenen Kühlkomponenten noch nicht absorbiert wurde, an die Umgebung ableiten.
  • 2.4 Langlebigkeit
  • Die Qualität aller Komponenten muss sorgsam aufeinander abgestimmt werden, damit eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren wahrscheinlich wird. Besonderes Augenmerk ist dabei auf die mechanisch beweglichen Teile und die Photovoltaikmodule die bei einer LPS-Anlage einer erhöhten Wärme ausgesetzt sind zu richten.
  • 2.5 Fläche
  • Die benötigte Fläche darf um das Verhältnis der Flache der Linsen, zu den Photovoltaikmodulen geteilt durch zwei größer sein, als bisherige Photovoltaikanlagen. Die größere Grundfläche resultiert daraus, dass die Fläche der Linsen größer ist als die Fläche der Photovoltaikmodule darunter. Das dieses Verhältnis noch durch zwei geteilt werden darf, liegt an der höheren durchschnittlichen Photonenstrahlung die auf den Photovoltaikmodulen auftreffen, und somit die durchschnittliche Leistung um ca. 100 % erhöhen. Wohlgemerkt die durchschnittliche Leistung nicht die Wattpeak Leistung.
  • Ein Beispiel:
  • Bei einer Konzentration von 10 zu 1 beträgt die benötigte Fläche 10/2 = 5.
  • Es wird also fünf mal soviel Grundfläche benötigt um die gleiche Stromgewinnung wie eine herkömmliche Photovoltaikanlage zu erzielen. Allerdings werden nur halb so viele der teuren Photovoltaikmodule benötig, was zu einem Kostenvorteil führt.
  • 2.6 Montage
  • Die Montage darf nur geringfügig aufwendiger sein als die Montage einer gleich großen Solaranlage. Der geringfügig höhere Aufwand resultiert aus dem höheren Gewicht der LPS-Anlage gegenüber einer einfachen Solaranlage und den zusätzlich benötigten Stromkabeln, da die LPS-Anlage eine kombinierte Photovoltaik-/Solaranlage ist.
  • 2.7 Auslegung
  • Eine LPS-Anlage kann entweder zur Stromerzeugung optimiert und ausgelegt werden, oder anhand der benötigten thermischen Energie ausgelegt werden.
  • 3 Beschreibung Flüssigkeitskühlung
  • Dieses Kapitel behandelt die Konstruktion der Flüssigkeitskühlung für die Photovoltaikmodule.
  • 3.1 Allgemeine Beschreibung
  • Jedes Photovoltaikmodul wird direkt auf einen Kühlkörper befestigt, dass aus einem Wärmeleitendenmaterial besteht, z. B. Aluminium, Kupfer oder einem beliebig anderen Material das gut zur Wärmeableitung geeignet ist.
  • Im Kühlkörper befindet sich ein Hohlraum, der Flüssigkeitskanal. Dieser Flüssigkeitskanal verläuft nah an der Oberfläche auf der die Photovoltaikmodule befestigt sind, um möglichst effektiv die Wärme ableiten zu können (siehe 1).
  • Der Flüssigkeitskanal kann diverse Formen haben, zum Beispiel die in 1 dargestellt oder einfach nur aus Bohrungen bestehen, was die Produktion wesentlich erleichtert.
  • Ergänzend zur Anordnung in 1 kann die Rückseite des Kühlkörpers noch in eine Lamellenfläche übergehen (siehe 2). Diese erweitert den Kühlkörper um eine Passivkühlung.
  • Der Vorteil der zusätzlichen Passivkühlung ist eine noch bessere Abführung der Wärme von Photovoltaikmodul und eine höhere Ausfallsicherheit, da die Passivkühlung immer aktiv ist. Bei der Flüssigkeitskühlung ist es vorstellbar, dass zum Beispiel die Leitungen der Flüssigkeitskühlung aus einem beliebigen Grund beschädigt werden und die Kühlung damit ihren Dienst versagt. In diesem Fall würde die Passivkühlung immer noch eine verminderte Kühlung gewährleisten.
  • Ein Nachteil ist, dass weniger thermische Energie zum Energiespeicher (z. B. ein Gebrauchswassertank) geleitet wird, da diese jetzt ungenutzt an die Umgebung abgegeben wird. Ein weiterer Nachteil ist die Erhöhung der Produktionskosten, da die Herstellung der Lamellen zusätzliche Kosten verursacht.
  • 3.2 Befestigungen der Photovoltaikmodule
  • Die Photovoltaikmodule können auf zwei unterschiedliche Arten befestigt werden:
    • 1. Das Modul wird direkt mit einem Wärmeleitentenkleber auf dem Kühlkörpermodul befestigt.
    • 2. Zusätzlich zur Befestigungsmöglichkeit unter Punkt 1 wird um jedes Modul ein Befestigungsrahmen montiert um einen Anpressdruck zu erzeugen, damit eine Verringerung des Klebstoffs ermöglicht wird und die Wärmeleitung erhöht wird (siehe 3). Für diese Befestigungsart ist zusätzlich zum Rahmen auch ein spezielles Photovoltaikmodul notwendig, dass im Randbereich einen belastbaren Bereich für den Befestigungsrahmen aufweist.
  • Bei 3 handelt es sich um eine stark vereinfachte schematische Darstellung. Links ist ein Photovoltaikmodul abgebildet, dass im Randbereich keine Photovoltaikzellen aufweist. Rechts ist zusätzlich dargestellt wie ein Befestigungsrahmen, zum Beispiel aus Edelstahl, über den Rand gelegt wurde. Die Form kann beliebig sein. Je nachdem welche Form die Photovoltaikmodule besitzen ist auch eine Runde oder sechseckige Form leicht realisierbar. Zur Verbesserung des Anpressdrucks im Bereich des Mittelpunkts des Photovoltaikmoduls sind bei größeren Modulen Querstreben zu verwenden (siehe 4).
  • In 4 ist ein spezielles Photovoltaikmodul dargestellt, dass auch im Bereich der Querstreben keine Photovoltaikzellen benötigt.
  • 3.3 Anordnung der Photovoltaikmodule in einer Matrix
  • In 5 ist schematisch Dargestellt wie ein LPS-Modul aufgebaut sein kann. Es sind auch diverse andere Anordnungen möglich. Einige grundlegende Eigenschaften müssen allerdings immer erfüllt werden:
    • 1. Die Linsen benötigen immer ein Vielfaches der Fläche als die Photovoltaikmodule.
    • 2. Zwischen den Linsen muss genügend Abstand sein um diese eindimensional ausrichten zu können, siehe genaue Beschreibung in Kapitel 5 Beschreibung Sonnenstrahlbündlung.
    • 3. Die Zu- und Ableitung des Flüssigkeitskanals muss bei der Version für schräg Dächer so angeordnet werden, dass ein eindimensionales Ausrichten des gesamten LPS-Moduls möglich ist, siehe genaue Beschreibung in Kapitel 5 Beschreibung Sonnenstrahlbündlung.
  • Bei einer Version die für die Stromerzeugung optimiert ist, kann das Isolationsmaterial durch ein wärmeleitendes Material ersetzt werden, damit die Kühlung effektiver arbeitet. Natürlich geht dabei ein Großteil der thermischen Energie verloren, da diese dann an die Umgebung abgegeben wird.
  • Je nach Anforderung sind auch diverse andere Konstellationen für den Fluss der Kühlflüssigkeit möglich.
  • 4 Beschreibung Überhitzungsschutzkondensator
  • Der Überhitzungskondensator besteht aus einem Passivkühlkörper der zwischen den Warmwassertank und der Flüssigkeitskühlungszufuhr der LPS-Module geschaltet ist. Die Kühlflüssigkeit wird temperaturgesteuert immer dann durch den Überhitzungskondensator geleitet, wenn die Temperatur in der LPS-Anlage zu hoch ist. Der Überhitzungskondensator hat ausschließlich den Zweck überschüssige Wärme an die Umgebung abzuführen.
  • 5 Beschreibung Sonnenstrahlbündlung
  • Dieses Kapitel beschreibt die Optimierungsmöglichkeiten der Ausrichtung der Sonnenstrahlenbündlung zur Regulierung der Strahlenintensität.
  • 5.1 Allgemein
  • Die Ausrichtung der Linsen ist einerseits zur Erhöhung der Strahlenintensität bei schwacher Sonnenstrahlung gedacht, und zweitens als Überhitzungsschutz.
  • 5.2 Schrägdach Konstruktion
  • Für die Schrägdachmontage ist eine mechanische Verstellung notwendig.
  • 5.3 Horizontaleausrichtung
  • Die primäre Funktion ist die Konzentration der Sonnenstrahlen in dem die Linsen der Sonne entgegen Ausgerichtet werden um so eine Erhöhung der auftreffenden Photonen auf das Photovoltaikmodul zu erreichen (siehe 8).
  • Im Laufe des Tages wandert die Ausrichtung immer der Sonne nach. Auf jedem LPS-Modul müssen mehrere Temperaturfühler installiert sein um für den Fall, dass die Temperatur auf dem Photovoltaikmodul sich einem kritischen Punkt näher dafür zu sorgen, dass die Linsen die die Sonnenstrahlen bündeln sich der Sonne abwenden um die Anzahl der auftreffenden Photonen zu reduzieren (siehe 9 u. 10).
  • Durch das Abwenden der Linsen wird ein effektiver Überhitzungsschutz erreicht, der besonders um die Mittagszeit der Sommermonate notwendig ist.
  • 5.4.1 Erläuterung der 11
  • Unter Punkt 1 ist die Glasscheibe die über den Linsen angebracht werden muss zu sehen. Leider verringert die Glasscheibe die Anzahl der Photonen die auf das Photovoltaikmodul auftreffen, aber die Glasscheibe ist trotzdem notwendig, da es sonst möglich wäre, dass brennbare Gegenstände zwischen die Linse und dem Photovoltaikmodul gelangen können und diese durch die Linse in Brand gesetzt werden.
  • Unter Punkt 2 ist eine Linse dargestellt, in den Abbildungen dieser Anmeldung sind diese als Ellipse dargestellt, um die Fläche besser ausnutzen zu können sind für das Serienprodukt Rechteckige Linsen vorgesehen.
  • Unter Punkt 4 ist die Befestigungsschiene dargestellt. An dieser sind die Linsen (Halterrahmen) drehbar befestigt um den Winkel der Linsen zu verstellen. Zusätzlich kann die Befestigungsschiene horizontal verstellt werden. Die Horizontaleverstellung ist notwendig, damit das gebündelte Licht nicht neben dem Photovoltaikmodul auftrifft.
  • Unter Punkt 5 ist die drehbare Halterrahmenbefestigung dargestellt. Diese ist mit Hilfe von 8 an den unter 14 dargestellten Antrieb für die Winkelverstellung verbunden.
  • Der unter Punkt 9 dargestellte gefilterte Luftraum wird mit zwei Stahlwollefiltern realisiert. Dem Einlassfilter an der unteren Seite des LPS-Moduls und dem Auslassfilter an der oberen Seite des LPS-Moduls (siehe 11).
  • Unter Punkt 10 ist das Isolier- und Befestigungsmaterial dargestellt. Dieses besteht bei für die Nutzung der Thermischensolarenergie optimierten Anlagen aus einem temperaturbeständigen und wärmeisolierendem Material. Bei für die Stromerzeugung optimierten Anlagen besteht das Befestigungsmaterial aus einem wärmeleitendem Material um die Wärme an die Umgebung abzugeben.
  • Unter Punkt 13 ist eine möglicher Antrieb für die Horizontaleverschiebung der Linsen dargestellt.
  • 5.5 Vertikaleausrichtung
  • Zusätzlich zur Optimierung durch die Horizontaleausrichtung der Linsen ist eine Vertikaleausrichtung des Gesamten LPS-Moduls optional vorgesehen. Dadurch wird der Winkel der LPS-Module variabel.
  • Die in 12 gezeigte Ausführung ist besonders für Dächer mit einem geringen Winkel, kleiner 30 Grad, geeignet. Für Dächer mit einer großen Steigung ist eine Montage wie in 13 vorteilhafter.
  • 5.6 Flachdach Konstruktion
  • Bei einer Flachdach- oder Bodenmontage ist die Konstruktion denkbar einfach, die Linsen sind fest montiert und für die Ausrichtung ist das Gestell verantwortlich, dass das gesamte LPS-Module der Sonne zu oder ab wendet, ähnlich wie die Testanlagen des Frauenhofer Instituts (siehe Foto Anlage a Lichtbündelungssystem des Frauenhofer Institus).
  • Entscheidender Unterschied ist, dass zusätzlich noch Anschlüsse für die Flüssigkeitskühlung vorhanden sind, die flexibel und zuverlässig sind, damit die Wärme sicher bis zum Warmwassertank transportiert werden kann.
  • 6 Beschreibung Synergieeffekt
  • Ein weiterer Vorteil des hier beschriebenen Systems ist die Kosteneinsparung durch die Synergie des Photovoltaiksystems mit dem Solarsystem. Nicht nur weil nur einmal ein System montiert werden muss, sonder vor allem, weil die Lichtbündelung die zusätzliche Initialkosten erzeugt gleich doppelt genutzt werden kann. Einmal zur Verstärkung der Sonnenstrahlung für die Stromerzeugung und ein zweites mal zur Verstärkung der Sonnenstrahlung zur Wärmeerzeugung.
  • 8 Weitere Optimierungen
  • 8.1 Wellenlängenfilterung
  • Ein besonders interessanter Ansatz die Effektivität der Photovoltaikmodule zu erhöhen ist die Wellenlängenfilterung in der Linse die für die Konzentration der Photonen verantwortlich ist. Die Idee dabei ist spezielle Linsen zu entwickeln die nur die Wellenlängen der Sonnenstrahlung durchlassen die für den photoelektrischen Effekts notwendig sind. Dadurch wird weniger Wärme auf dem Photovoltaikmodul erzeugt und die Effektivität kann theoretisch erhöht werden. Aber dies ist ein anderes Thema wo ich gerne Jeden einlade Forschungen in diese Richtung zu unternehmen. Ich halte dies für einen viel versprechenden Ansatz.
  • 8.2 Linsenform
  • Die Form der Linsen muss bis zur Serienreife der LPS-Anlage weiter optimiert werden. Bisherige Versuche wurden mit einfachen handelsüblichen Fresnel Linse durchgeführt und diese haben den Nachteil das Sie immer optimal der Sonnen entgegen ausgerichtet sein müssen um eine hohe Effektivität zu erreichen. Anforderung an eine Linse für das Serienprodukt ist, dass die Linse einen größeren Spielraum des Winkels der Sonneneinstrahlung besitzt, um die Notwendigkeit der mechanischen Ausrichtung zu reduzieren.
  • 8.3 Ausblick auf zukünftige, kombinierte Photovoltaik-/Solarwärmesysteme
  • Zukünftig sind immer leistungsfähigere Photovoltaikmodule zu erwarten. Die allgemeine Weiterentwicklung der Photovoltaikmodule kann auch zukünftig eins zu eins in diese Erfindung einfliesen, so dass die Wirtschaftlichkeit parallel zur allgemeinen Photovoltaikentwicklung zukünftig immer besser wird.
  • Literaturverzeichnis
    • [Amonix] http://www.amonix.com/
    • [MPIP] Max-Plank-Institut für Plasmaphysik Ausgabe 02/2005 http://www.ipp.mpg.de/ippcms/ep/aktuell/index.html
    • [CSolar] http://www.concentrix-solar.de/kraftwerke/referenzen/kleinkraftwerk-lorca/
    • [Photovoltaik] Photovoltaik Engineering: Handbuch für Planung, Entwicklung und Anwendung (VDI-Buch) (Gebundene Ausgabe) ISBN 10 3-540-30732-X Grundlagen der Solarenergie: Schaltungen und Experimente rund um die Photovoltaik. Maßnahmen zur Leistungserhöhung ISBN 978-3-7723-5899-9 Physik der Solarzellen ISBN 3-8274-0598-X
    • [WL] WIKI LINGUA http://www.uni-trier.de/uni/fb2/1dv/ldv_wiki/index.php/Hauptseite
    • [WP] WIKIPEDIA http://de.wikipedia.org/
  • Anhang
  • Im Anhang befinden sich einige Informationen zu vorhanden Lichtbündelungs-Photovoltaikanlagen.
  • a Lichtbündelungssystem des Frauenhofer Instituts
    • Prototypen
  • b Lichtbündelungssystem von Sungri
    • Erste Prototyp von Sungri
    • Günstiger Solarstrom durch Lichtbündelung 08.05.2008|02:35
  • Ein Startup verspricht die Energiegewinnung zu revolutionieren und hat ein effektives Gerät zur Erzeugung von Solar-Energie entwickelt. Die günstigen Preise könnten Kohle und Co. erstmals verdrängen.
  • Das kalifornische Jungunternehmen Sunrgi verspricht mit seiner Entwicklung die Solarenergie-Branche aufzumischen. Mit dem Photovoltaik-System ”Xtreme Concentrated Photovoltaics” planen die Amerikaner Solarenergie für rund 5 US-Cent pro Kilowattstunde zu produzieren. Möglich wird das Ganze durch ein neues Gewinnungsverfahren. Dabei wird das einstrahlende Licht mit einem speziellen System besser aufgefangen und gebündelt. Dadurch scheint dieses ungefähr 1.600 mal heller. Bei dieser Hitze jenseits der 1.600 Grad Celsius würden gewöhnliche Solarzellen schmelzen. Deswegen verbaut das Unternehmen spezielle angepasste Modelle, schreibt Pressetext Austria. 37 Prozent Energieausbeute verspricht Sungri mit seinem neuen System – mehr als das Doppelte des derzeit Möglichen.
  • Das XCP-System soll dabei günstig in der Herstellung sein und ebenso günstigen Strom liefern. Damit würden die erneuerbaren Energien konkurrenzfähig zu nicht erneuerbaren fossilen Brennstoffen werden. ”Solarenergie zu fünf Cent pro kWh wäre ein weltverändernder Durchbruch”, meint Craig Goodman, Präsident der US-amerikanischen National Energy Marketers Association. (mr)
  • Abbildungsverzeichnis
  • 1 schematische Darstellung des Querschnitts der Flüssigkeitskühlkomponente
  • 2 schematische Darstellung des Querschnitts der Flüssigkeitskühlkomponente mit Passivkühlung
  • 3 Photovoltaikmodule mit Rand für eine Befestigungq
  • 4 Photovoltaikmodule mit Rand und Querstreben für eine Befestigung
  • 5 schematische Darstellung eines LPS-Modul aus der Vogelperspektive
  • 6 alternativer Verlauf der Kühlflüssigkeit
  • 7 LPS-Anlage mit Überhitzungskondensator
  • 8 schematische Darstellung der Lichtbündelungssteuerung (Verstärkung)
  • 9 schematische Darstellung der Lichtbündelungssteuerung (Neutral)
  • 10 schematische Darstellung der Lichtbündelungssteuerung (Reduzierung)
  • 11 schematische Zeichnung eines LPS-Modul
  • 12 schematische Darstellung der vertikalen Ausrichtung
  • 13 schematische Darstellung der vertikalen Ausrichtung (steil)
  • 14 Lichtbündelungssystem des Frauenhofer Instituts
  • 15 Lichtbündelungssystem von Sungri
  • Glossar
    • Photovoltaik
      „Unter Photovoltaik oder Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie.” [WP, Photovoltaik]
      Photovoltaikanlage
      „Eine Photovoltaikanlage, auch PV-Anlage (bzw. PVA) oder Solarstromanlage genannt, ist ein Kraftwerk, in dem mittels Solarzellen ein Teil der Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgewandelt wird. Diese direkte Art der Energiewandlung bezeichnet man als Photovoltaik.” [WP, Photovoltaik]
      Photovoltaikmodul
      Anordnung von Solarzellen (z. B. Siliziumzellen oder III–V-Module) zu einem Modul zur Stromerzeugung.
      Solarstromanlage
      Synonym für eine Photovoltaikanlage.
      Solaranlage
      Der Bezeichner Solaranlage bezieht sich auf den folgenden Seiten auf eine Anlage die zur Gewinnung von Wärme aus Sonnenstrahlung konstruiert wurde (thermische Solaranlage).
      Lichtbündelung
      Auf den folgenden Seiten beschreibt Lichtbündelung die Bündelung oder Konzentration von Photonen (Sonnenstrahlung) durch Linsen.
      Lichtkonzentration
      Synonym für Lichtbündelung.
      LPS-Anlage
      Ist auf den folgenden Seiten der Bezeichner der Gesamtanlage die aus mehreren LPS-Modulen zusammen gesetzt ist. Eine LPS-Anlage kann aus 1 bis n LPS-Modulen bestehen.
      LPS-Modul
      Ein Modul besteht aus einer Einheit, die die L = Lichtbündelungselemente für die Fokussierung der Sonnenstahlen auf die P = Photovoltaikmodule und S = Solaranlage (Flüssigkeitskühlkörper zur Nutzung der thermischen Sonnenenergie) enthält.
      Fresnel Linse
      Eine Fresnel-Linse oder genauer eine Fresnelsche Stufenlinse ist eine optische Linse, die von Augustin Jean Fresnel erfunden wurde. Ursprünglich für Leuchttürme entwickelt, ermöglicht das Bauprinzip die Konstruktion großer Linsen mit kurzer Brennweite ohne das Gewicht und Volumen herkömmlicher Linsen [WP, Fresnel Linse].

Claims (3)

  1. 7.1 Flüssigkeitskühlung zur Abfuhr der Wärme vom Photovoltaikmodul In Kapitel 3 wurde die Kühlung der Photovoltaikmodule ausführlich beschrieben. Patentiert werden soll das Verfahren mit dem die Wärme möglichst effektiv vom Photovoltaikmodul abgeführt wird und die darin enthaltene Energie effizient nutzbar gemacht wird. Anspruch 1 Patentiert werden soll: Das anbringen von Photovoltaikzellen auf einem zur Kühlung geeigneten Kühlkörper, der zusätzlich die thermische Energie zur weiteren Nutzung mit Hilfe einer Flüssigkeit abführt. Beispiel Implementierung in 1 aufgeführt.
  2. 7.2 Flüssigkeitskühlung zur Abfuhr der Wärme vom Photovoltaikmodul inklusive Passivkühlung In Kapitel 3 wurde das Passivmodul zur Abführung der Wärme die durch die konzentrierte Sonneneinstrahlung entsteht beschrieben. Anspruch 2 Patentiert werden soll: Das anbringen von Photovoltaikzellen auf einem zur Kühlung geeigneten Kühlkörper, der zusätzlich die thermische Energie zur weiteren Nutzung mit Hilfe einer Flüssigkeit abführt und eine passiv Kühlung zur Abfuhr der Wärme an die Umgebung an der Unterseite des Kühlkörpers aufweist. Beispiel Implementierung in 2 aufgeführt.
  3. 7.3 LPS-Anlage In Kapitel 3 bis 5 wurde die Gesamtanlage zur Strom und Wärmeerzeugung beschrieben. Anspruch 3 Patentiert werden soll: Die Anlage zur Strom- und Warmwassererzeugung (LPS-Anlage) die die Kombination der folgenden Eigenschaften enthält: 1. Lichtbündelung/Konzentration mit Hilfe von Linsen/Lupen. (bekannte Technik) 2. Ausrichtungsmöglichkeiten für die Lichtbündelung/Konzentration zur Steuerung der Sonnenstrahlen. Sowohl zur Verstärkung wie auch zur Reduzierung als Überhitzungsschutz. (bekannte Technik) 3. Einen zuschaltbaren Überhitzungskondensator aufweist. (bekannte Technik) 4. Photovoltaikmodule die auf einem Kühlkörper angebracht sind, der die Wärme mittels Kühlflüssigkeit abführt und die thermische Energie einem zur Speicherung der Energie geeigneten Behälter zuführt. (neue Technik Anspruch 1 und 2)
DE102008049538A 2008-09-30 2008-09-30 Lichtbündelungphotovoltaikanlage mit Flüssigkeitskühlung und Nutzung der thermischen Solarenergie (LPS-Anlage) Ceased DE102008049538A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008049538A DE102008049538A1 (de) 2008-09-30 2008-09-30 Lichtbündelungphotovoltaikanlage mit Flüssigkeitskühlung und Nutzung der thermischen Solarenergie (LPS-Anlage)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008049538A DE102008049538A1 (de) 2008-09-30 2008-09-30 Lichtbündelungphotovoltaikanlage mit Flüssigkeitskühlung und Nutzung der thermischen Solarenergie (LPS-Anlage)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008049538A1 true DE102008049538A1 (de) 2010-04-22

Family

ID=42034761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008049538A Ceased DE102008049538A1 (de) 2008-09-30 2008-09-30 Lichtbündelungphotovoltaikanlage mit Flüssigkeitskühlung und Nutzung der thermischen Solarenergie (LPS-Anlage)

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008049538A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010010714U1 (de) 2010-07-27 2010-10-21 Pa-Id Automation & Vermarktung Gmbh Solarmodul
WO2012016678A1 (de) * 2010-08-02 2012-02-09 Wolfgang Wismeth Thermoelement, photovoltaikmodul und photovoltaikanlage
ITAN20100201A1 (it) * 2010-11-16 2012-05-17 Energy Resources S P A Sistema per l'integrazione di pannelli solari termici su uno o piu' pannelli fotovoltaici standard o su elementi piani
DE202012006387U1 (de) 2012-07-03 2012-09-21 Waterkotte Eurotherm Ag Vorrichtung zum Kühlen eines Solarmoduls
DE102013211682A1 (de) * 2013-06-20 2014-12-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solaranlagenmodul sowie Solaranlage
US20150027511A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Lsis Co., Ltd. Temperature control system for solar cell module

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19924783A1 (de) * 1999-05-29 2000-12-21 Kurz Leonhard Fa Optische Einrichtung
US20020121298A1 (en) * 2001-01-15 2002-09-05 Konold Annemarie Hvistendahl Combined solar electric power and liquid heat transfer collector panel
WO2005057092A1 (en) * 2003-12-11 2005-06-23 World Energy Solutions Pty Ltd Solar energy collection system
DE102004043205A1 (de) * 2004-09-03 2006-03-09 Fischer, Georg Fotovoltaik-Element
DE202007000300U1 (de) * 2006-01-10 2007-03-22 Solartec Ag Konzentrator-Photovoltaik-Vorrichtung mit zusätzlicher thermischer Nutzung sowie damit versehene Anlage
DE102006032876A1 (de) * 2006-07-15 2008-01-24 Holger Stitz HS Wärmeplatte

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19924783A1 (de) * 1999-05-29 2000-12-21 Kurz Leonhard Fa Optische Einrichtung
US20020121298A1 (en) * 2001-01-15 2002-09-05 Konold Annemarie Hvistendahl Combined solar electric power and liquid heat transfer collector panel
WO2005057092A1 (en) * 2003-12-11 2005-06-23 World Energy Solutions Pty Ltd Solar energy collection system
DE102004043205A1 (de) * 2004-09-03 2006-03-09 Fischer, Georg Fotovoltaik-Element
DE202007000300U1 (de) * 2006-01-10 2007-03-22 Solartec Ag Konzentrator-Photovoltaik-Vorrichtung mit zusätzlicher thermischer Nutzung sowie damit versehene Anlage
DE102006032876A1 (de) * 2006-07-15 2008-01-24 Holger Stitz HS Wärmeplatte

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Grundlagen der Solarenergie: Schaltungen und Experimente rund um die Photovoltaik. Maßnahmen zur Leistungserhöhung ISBN 978-3-7723-5899-9
http://de.wikipedia.org/
http://www.amonix.com/
http://www.concentrix-solar.de/kraftwerke/referenzen/kleinkraftwerk-lorca/
http://www.ipp.mpg.de/ippcms/ep/aktuell/index.html
http://www.uni-trier.de/uni/fb2/1dv/ldv_wiki/index.php/Hauptseite
Photovoltaik Engineering: Handbuch für Planung, Entwicklung und Anwendung (VDI-Buch) (Gebundene Ausgabe) ISBN 10 3-540-30732-X
Physik der Solarzellen ISBN 3-8274-0598-X

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010010714U1 (de) 2010-07-27 2010-10-21 Pa-Id Automation & Vermarktung Gmbh Solarmodul
EP2413383A2 (de) 2010-07-27 2012-02-01 PA-ID Automation & Vermarktung GmbH Solarmodul mit einer Kühlstruktur
WO2012016678A1 (de) * 2010-08-02 2012-02-09 Wolfgang Wismeth Thermoelement, photovoltaikmodul und photovoltaikanlage
ITAN20100201A1 (it) * 2010-11-16 2012-05-17 Energy Resources S P A Sistema per l'integrazione di pannelli solari termici su uno o piu' pannelli fotovoltaici standard o su elementi piani
DE202012006387U1 (de) 2012-07-03 2012-09-21 Waterkotte Eurotherm Ag Vorrichtung zum Kühlen eines Solarmoduls
DE102013211682A1 (de) * 2013-06-20 2014-12-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solaranlagenmodul sowie Solaranlage
DE102013211682B4 (de) * 2013-06-20 2017-04-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solaranlagenmodul mit einem Photovoltaikmodul und einer Flüssigkeitskühlung sowie Solaranlage mit mehreren Solaranlagenmodulen
US20150027511A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-29 Lsis Co., Ltd. Temperature control system for solar cell module
US9847440B2 (en) * 2013-07-23 2017-12-19 Lsis Co., Ltd. Temperature control system for solar cell module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2694885B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum umwandeln von solarer strahlungsenergie in elektrischen strom und/oder wärme
DE10296508T5 (de) Photovoltaisches Anordnungsmodul-Design für solar-elektrische Energieerzeugungssysteme
DE102008049538A1 (de) Lichtbündelungphotovoltaikanlage mit Flüssigkeitskühlung und Nutzung der thermischen Solarenergie (LPS-Anlage)
WO2007134825A2 (de) Anordnung und verfahren zur energiegewinnung aus der sonnenstrahlung
DE2629641A1 (de) Vorrichtung zur umwandlung von lichtenergie in waermeenergie durch lichtkonzentration mit hilfe von fluoreszenzschichten
DE112013001784T5 (de) Photovoltaische thermische hybride Systeme und Verfahren für einen Betrieb derselben
WO2000008690A2 (de) Photovoltaikeinrichtung
KR102026003B1 (ko) 조합형 집광기 광전지 설비
DE102007052338A1 (de) Photovoltaikanlage
WO2007056985A2 (de) Solarkollektor mit wärmekraftmaschine
EP2436040A2 (de) Vorrichtung und verfahren zum kühlen von solarzellen mittels eines strömenden kühlmediums
DE202007000529U1 (de) Konzentrator-Photovoltaik-Vorrichtung mit zusätzlicher thermischer Nutzung sowie damit versehene Anlage
WO2008034418A2 (de) Solarer mehrstufenkonzentrator und gewächshaus
WO2007056988A2 (de) Solarkollektor
DE112013001798T5 (de) Kühleinheiten für photovoltaische Module
WO2014122224A1 (de) Receiver für solaranlagen und solaranlage
DE19604356A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von thermischer Energie aus solarer Energie
WO2019228591A1 (de) Kühlvorrichtung
DE102010019782A1 (de) Anordnung zur Energiegewinnung aus der Sonnenstrahlung
DE19923196A1 (de) Rekuperatives selektives Flüssigkeitsfilter für Photovoltaikmodule
DE102016001350B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser durch Nutzung solarer Strahlungsenergie
DE4419946A1 (de) Vorrichtung zur Umwandlung der Energie des Sonnenlichts
AT508646B1 (de) Vorrichtung zur umwandlung von sonnenstrahlungsenergie
DE102006009182A1 (de) Photovoltaikanlage und Verfahren zum Betreiben einer Photovoltaikanlage
DE202007000300U1 (de) Konzentrator-Photovoltaik-Vorrichtung mit zusätzlicher thermischer Nutzung sowie damit versehene Anlage

Legal Events

Date Code Title Description
ON Later submitted papers
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection