DE102008064313A1 - Modulkühlung mittels Lüfter - Google Patents

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

Die Erfindung zielt auf die Kühlung von Fotovoltaik-Modulen und hierbei insbesondere auf einen Bausatz zum Nachrüsten eines Fotovoltaik-Moduls ab. Allgemein sieht die Erfindung die Verwendung von Lüftern vor, welche den Luftstrom auf der Unterseite der Module erhöhen. Es ist hierzu ein Fotovoltaik-Modul beschrieben, das die folgenden Bauteile umfasst: ein Gehäuse mit einem Rahmen zum Einfassen des Fotovoltaik-Moduls, eine Halterung zur beabstandeten Montage des Fotovoltaik-Moduls auf einer Montagefläche, einen Sensor zur Erfassung der Ist-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls und/oder der Umgebung, einen Lüfter zur Erhöhung des Luftstroms an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls und ein Regelsystem zum Vergleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls und zur Anpassung der Leistung des Lüfters.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Allgemeinen die Kühlung von Fotovoltaik-Modul im Allgemeinen und im Speziellen ein kühlbares Fotovoltaik-Modul, einen Bausatz zum Nachrüsten eines Fotovoltaik-Moduls sowie ein Verfahren zum Kühlen eines Fotovoltaik-Moduls.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Fotovoltaik-Module finden derzeit weltweit zunehmenden Absatz. Darunter sind eine Reihe von Technologien bekannt basierend auf Halbleitermaterialien wie Si und/oder GaAS und/oder auch Dünnschicht Modulen, wie a-Si, CdTe und/oder CIS. Der Stromertrag einer Fotovoltaik-Anlage ist nicht nur abhängig von der Sonneneinstrahlung, welche auf die Fotovoltaik-Module einwirkt, sondern auch von der Modultemperatur. Da das Prinzip der Fotovoltaik auf einem „Halbleitereffekt” beruht, sinkt mit zunehmender Temperatur der Module der Wirkungsgrad. Dabei spielt der Wert des Temperaturkoeffizienten eine entscheidende Rolle. Der Temperaturkoeffizient beschreibt den Wert, um den sich die Leistung einer Solarzelle mit jedem Grad zunehmender Temperatur vermindert. Solarmodule haben hierbei im Allgemeinen einen negativen Temperatur- bzw. Leistungskoeffizienten, d. h. mit steigender Temperatur nimmt die Leistung ab. Je „negativer” bzw. kleiner dieser Wert ist, desto schlechter ist das Leistungsverhalten des Solarstrommoduls bei einer Erwärmung der Zellen. Bei einem negativen Temperaturkoeffizienten von beispielsweise 0.5%/K ergibt sich bei einer Temperaturdifferenz von 10°C bereits eine Abnahme der Stromerträge von etwa 5%. Um bei hohen Temperaturen den Stromertrag zu erhöhen, ist daher eine Absenkung der Modultemperatur sinnvoll.
  • Bekannt ist hierzu ein Fotovoltaik-Modul mit integriertem Kühlsystem. Dieses Kühlsystem basiert auf einer aktiven Kühlung durch Wasser. Nachteilig an dieser Technologie ist, dass ein zusätzlicher Wasserkreislauf installiert werden muss. Weiterhin kann es im Winter, wenn die Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen, zu Frostschäden kommen. Durch die Integration ist es nicht möglich, dieses System nachzurüsten.
  • Es sind zudem weitere Kühlprinzipien bekannt. Vorgeschlagen wird zum Beispiel auch eine sogenannte „Passivkühlung”. Hierbei wird ein Kühlkörper auf der Rückseite des Fotovoltaik-Moduls angebracht. Nachteilig dabei ist, dass die Kühlkörper passiv arbeiten und eine vorhandene Luftströmung voraussetzen. Darüber hinaus sind die Kühlkörper „rohstoffintensiv” und dadurch relativ teuer.
  • Ein anderes bekanntes Kühlsystem arbeitet aktiv mit einem Ammoniak-Wasser-Absorptionssystem. Die Kosten für ein solches System sind derzeit jedoch noch sehr hoch.
  • Ferner sind im Stand der Technik auch Bewässerungssysteme, wie zum Beispiel sogenannte „Sektorenregner”, beschrieben. Nachteilig ist auch hier das Erfordernis eines zusätzlichen separaten Wasserkreislauf, der im Winter zudem gefrieren kann. Darüber hinaus kann es durch eine schlagartige Kühlung zu extremen Temperaturbelastungen kommen, welche die Lebensdauer der Module deutlich verringern.
  • Allgemeine Beschreibung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund hat sich die vorliegende Erfindung daher zur Aufgabe gestellt, eine Möglichkeit zum Kühlen eines Fotovoltaik-Moduls bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik wenigstens vermindert. Insbesondere soll dies kostengünstig zu realisieren sein.
  • Ferner soll es vorzugsweise auch möglich sein, bereits installierte Fotovoltaik-Module einfach nachrüsten zu können.
  • Gelöst wird diese Aufgabe bereits durch das Fotovoltaik-Modul und den Bausatz zum Nachrüsten sowie das Verfahren gemäß der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Allgemein siegt die Erfindung die Verwendung von Lüftern vor, welche den Luftstrom auf der Unterseite der Module erhöhen. Im Detail erhöhen die Lüfter die Konvektion auf der Unterseite der Module und unterstützen bzw. erhöhen somit den natürlichen Wärmetransport. Insbesondere wird eine vorhandene, sich natürlich ausbildende Luftströmung durch die vorliegende Erfindung unterstützt. Eine solche Art der Belüftungsregelung ist vor allem bei einer hohen Sonneneinstrahlung, wie in der Mittagssonne und/oder im Sommer, interessant.
  • Im Detail beansprucht die Erfindung ein Fotovoltaik-Modul umfassend
    • – ein Gehäuse, insbesondere mit einem Rahmen zum Einfassen des Fotovoltaik-Moduls,
    • – eine Halterung zur, vorzugsweise beabstandeten, Montage des Fotovoltaik-Moduls auf einer Montagefläche,
    • – insbesondere einen Sensor zur Erfassung der Ist-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls und/oder der Umgebung,
    • – einen Lüfter zur Erhöhung des Luftstroms an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls und
    • – insbesondere ein Regelsystem zum Vergleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Tempereratur des Fotovoltaik-Moduls und zur Anpassung der Leistung des Lüfters.
  • Zudem liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Ergänzungsbausatz für ein, vorzugsweise bereits montiertes, Fotovoltaik-Modul umfassend
    • – vorzugsweise einen Sensor zur Erfassung der Ist-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls und/oder der Ist-Temperatur der Umgebung,
    • – einen Lüfter zur Erhöhung des Luftstroms an einer Unterseite des Fotovoltaik-Moduls,
    • – Befestigungsmittel zur Montage des Lüfters an einem Gehäuse und/oder einer Halterung des Fotovoltaik-Moduls,
    • – Verbindungsmittel zum Kontaktieren mit einer externen Spannungsquelle und/oder dem oder einem Fotovoltaik-Modul zum Betrieb des Fotovoltaik-Moduls und/oder des Regelsystems, und
    • – insbesondere ein Regelsystem zum Vergleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Tempereratur des Fotovoltaik-Moduls und zur Anpassung der Leistung des Lüfters.
  • Ferner wird die Erfindung auch beschrieben durch ein Verfahren zum Kühlen eines Fotovoltaik-Moduls, welches gekennzeichnet ist durch ein Erhöhen der Konvektion an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls mittels zumindest eines Lüfters.
  • Der Ergänzungsbausatz und/oder das Verfahren sind auch insbesondere geeignet für ein Fotovoltaik-Modul, welches beabstandet zu einer Montagefläche montiert wird oder ist.
  • Das Fotovoltaik-Modul, der Ergänzungsbausatz und/oder das Verfahren sind geeignet für Fotovoltaik-Module zur Montage auf einem Dach, an einer Wand und/oder in Freilandanlagen.
  • Die Erfindung sieht hierbei den Einsatz einer elektrischen und/oder elektronischen Regelung in einem Regelsystem vor, welche auf eine bestimmte Solltemperatur reagiert.
  • In einer Ausgestaltung sieht das erfindungsgemäße Verfahren ein Erfassen der Ist-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls und/oder der Ist-Temperatur der Umgebung und/oder der Leistung des Fotovoltaik-Moduls vor. Vorzugsweise erfolgt ein Vergleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls und/oder ein Analysieren der Leistung, vorzugsweise ein Vergleichen der Leistung des Fotovoltaik-Moduls mit einem Grenzwert, und ein Anpassen der Leistung des Lüfters durch das Regelsystem. Dazu kann die Leistung kontinuierlich an die Temperatur angepasst werden. Sie kann aber auch einfach zwischen einem festen Wert und dem Wert Null, d. h. zwischen Ein- und Ausschalten variiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Lüfter ein schmaler und langer Lüfter, vorzugsweise ein Walzenlüfter. Dadurch kann ein breiter Bereich des Fotovoltaik-Moduls mit einem einzigen Lüfter gleichmäßig unterstützend belüftet werden. Ein Walzenlüfter wird im Allgemeinen auch als ein Querstrom- oder auch Tangential-Ventilator bezeichnet.
  • Der Lüfter wird im Allgemeinen seitlich an einem Modul oder an einer Seite des Moduls befestigt. Der Lüfter wird an dem Gehäuse und/oder dem Rahmen und/oder an der Halterung befestigt. Mögliche einfache Befestigungsarten stellen eine Klemmverbindung und/oder Schraubverbindung dar. Diese Aufzählung ist beispielhaft und nicht abschließend zu verstehen. Vorzugsweise ist bzw. wird der Lüfter unterhalb des Fotovoltaik-Moduls angeordnet. Er wird angeordnet in einem Zwischenraum, der zwischen der Montagefläche und der Unterseite des Moduls gebildet wird. Dadurch kann dieser einfach vor klimatischen Einflüssen und einer direkten Sonneneinstrahlung geschützt werden. Die Montagefläche beschreibt die Fläche, auf der das Modul positioniert oder befestigt wird. Mögliche Beispiele dafür stellen ein Dach, ein Wand oder auch der Erdboden dar.
  • In einer Weiterbildung sieht die Erfindung eine Kombination bzw. Verbindung mit einer Modulrückseite vor, welche einen besonders hohen Emissionswert Epsilon besitzt. Hierzu ist an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls, insbesondere abschnittsweise oder vollständig, eine Einrichtung zur Erhöhung des Emissionsvermögen ε angeordnet. Das Emissionsvermögen ε kennzeichnet die Eigenstrahlung eines Körpers. Es ist definiert als die von einer Flächeneinheit der Oberfläche in den Halbraum emittierte Strahlungsleistung bezogen auf die entsprechende Strahlungsleistung eines schwarzen Strahlers bei Umgebungstemperatur. Die Erhöhung wird dadurch erreicht, dass die Einrichtung ein Emissionsvermögen ε von größer als 0,6, vorzugsweise von größer als 0,8, besitzt. Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Erhöhung des Emissionsvermögens als eine Beschichtung auf der Rückseite des Fotovoltaik-Moduls ausgebildet. Die Beschichtung kann hierbei ein Art Lack oder Farbe sein, die auf der Unterseite des Fotovoltaik- Moduls abschnittsweise oder vollständig aufgetragen wird, zum Beispiel durch Streichen, Drucken und/oder Sprühen.
  • Zum Betrieb wird bzw. werden der Lüfter und/oder das Regelsystem an den Stromkreis des oder eines Fotovoltaik-Moduls angeschlossen. Die für den Betrieb erforderliche Leistung wird aufgrund des durch die Kühlung erhöhten Leistungskoeffizienten wenigstens kompensiert. Als Alternative oder Ergänzung wird bzw. werden der Lüfter und/oder das Regelsystem an eine externe Spannungsquelle angeschlossen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Lüfter, vorzugsweise einzeln, in ein Fotovoltaik-Modul integriert. D. h. der Lüfter wird nicht als eine Ergänzung bereitgestellt sondern ist bereits in das bzw. an dem Fotovoltaik-Modul, vorzugsweise fest, montiert. Dadurch kann ein kompakte Bauweise erzielt werden.
  • Eine zusätzliche Ausführungsform sieht vor, dass der Rahmen wenigstens eines Schlitz aufweist und der Lüfter dem Schlitz zugeordnet ist, so dass die aus dem Lüfter austretende Luftströmung entlang der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls führbar ist oder geführt werden kann. Dadurch kann die Luftströmung direkt im Bereich der Unterseite unterstützt werden. Es wird darunter auch verstanden, dass der Rahmen in diesem Abschnitt ein Schlitz ist, d. h. nicht vorhanden ist.
  • Um die Luftströmung, insbesondere auch bei der Luftzufuhr, gezielt führen oder steuern zu können, sieht eine zusätzliche Variante der Erfindung vor, dass zur Führung des Luftstroms, vorzugsweise an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls, zumindest ein Kanal oder Kanäle ausgebildet ist bzw. sind. Entsprechend sind hierzu Mittel oder Einrichtungen zum Ausbilden von zumindest einem Kanal oder Kanälen, wie zum Beispiel Wände, zur Montage an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls vorgesehen.
  • Es kann jeweils ein Lüfter für ein Solarmodul verwendet werden. Es können auch mehrere Lüfter für ein Solarmodul verwendet werden. Da im Allgemeinen jedoch mehrere Module gemeinsam installiert werden, wird bzw. ist der Lüfter oder werden bzw. sind die Lüfter über und/oder unter einen, vorzugsweise kompletten, Fotovoltaik-Modulstrang installiert.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert. Hierzu wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Die gleichen Bezugszeichen in den einzelnen Zeichnungen beziehen sich auf die gleichen Elemente.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 und 2 zeigen ein auf einem Schrägdach montiertes Fotovoltaik-Modul-Array in einer schematischen Darstellung.
  • 3.a bis 3.c illustrieren die Wirkungsweise der Erfindung.
  • 4 zeigt ein Bild eines installierten Fotovoltaik-Moduls.
  • 5 und 6 illustrieren die Anwendung der Erfindung auf einem Flachdach und in einer Freilandanlage.
  • 7.a bis 7.d zeigen unterschiedliche Ausführungen des gekühlten Fotovoltaik-Moduls in einem Querschnitt.
  • 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Vielzahl von Fotovoltaik-Modulen 10, ein sogenanntes Fotovoltaik-Modul-Array, das hier auf einem Schrägdach 2 montiert ist. Der Lüfter 1, der vorzugsweise als ein Walzenlüfter 1 ausgebildet ist, ist seitlich neben und unter dem Array angeordnet.
  • 2 zeigt nun das Array in einer Ansicht quer zu der in 1 gewählten Ansicht, so dass das auf dem Dach 2 montierte Array in einer Aufsicht zu sehen ist. Das beispielhafte Array umfasst neun Fotovoltaik-Module 10. Vorliegend ist jeweils ein Lüfter 1 zur Kühlung von drei Fotovoltaik-Modulen 10 vorgesehen. Diese sind unter den Modulen 10 angeordnet.
  • Um den „Effekt” der Erfindung zu illustrieren, zeigen die 3.a bis 3.c jeweils eine Detailansicht aus 1.
  • 3.a zeigt zunächst eine bekannte Anordnung ohne Lüfter 1. Aufgrund einer Erwärmung des Daches 2 entsteht eine Luft- bzw. Konvektionsströmung zwischen der Unterseite des Moduls 10 und der Montagefläche, hier dem Dach 2. Da diese Konvektionsströmung „selbstentstehend” ist, wird sie im Allgemeinen als eine freie Konvektion bezeichnet. Die in dem Zwischenraum befindliche bzw. sich ansammelnde Wärme wird dadurch nach oben, hier in Richtung des Dachgiebels, abgeführt. Dies führt zu einer „ersten” Kühlung der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10.
  • Um die Kühlung des Fotovoltaik-Moduls 10 oder der Module 10 bzw. der Unterseite zu erhöhen, wird nun seitlich unten an dem Fotovoltaik-Modul 10 ein Lüfter 1 angeordnet. Dies ist in den 3.b und 3.c illustriert. Der Lüfter 1 ist zum Beispiel mittels einer Klemmverbindung an einem Rahmen 11 und/oder einer Halterung 12 des Fotovoltaik-Moduls 10 befestigt (siehe hierzu 4).
  • Durch den Lüfter 1 wird die Luft- bzw. Konvektionsströmung an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10 erhöht. Dazu wird bzw. werden vorzugsweise die Geschwindigkeit der Luftströmung und/oder die Menge der umgewälzten Luft erhöht. Der freien Konvektionsströmung wird eine erzwungene Konvektion sozusagen „überlagert”. Der vorhandene, sich natürlich ausbildende Luftstrom wird durch die vorliegende Erfindung unterstützt.
  • Erfindungsgemäß wird hierbei die Luft bzw. die Strömung des Lüfters 1 im Wesentlichen nicht auf die Unter- bzw. Rückseite des Fotovoltaik-Moduls 10 gerichtet. Die Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10 wird sozusagen nicht „angeblasen”. Die durch den Lüfter 1 erzeugte und/oder unterstützte Strömung verläuft vielmehr entlang der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10.
  • Dazu ist in 3.b der Lüfter 1 außerhalb des zwischen Dach 2 und Modul 10 gebildeten Zwischenraums angeordnet. Die von ihm erzeugte Strömung ist zwar leicht schräg zur Unterseite aber immer noch entlang der Unterseite. Die von dem Lüfter 1 erzeugte Luftströmung zeigt noch in Richtung der sich ausbildenden freien Konvektionsströmung.
  • Im Unterschied zu 3.b ist in 3.c der Lüfter 1 nun unterhalb des Fotovoltaik-Moduls 10 angeordnet. Er ist in dem Zwischenraum, hier zwischen der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10 und der Oberseite des Daches 2 als Montagefläche, angeordnet. In der Ausgestaltung eines Walzenlüfters 1 sind hier sowohl das Lüfterrad als auch der längliche Spalt, aus dem die Luft abgegeben wird, unterhalb des Fotovoltaik-Moduls 10 angeordnet. Vorzugsweise besitzt der Spalt oder die Luftaustrittsöffnung des Lüfters 1 eine Länge, die im Allgemeinen in etwa der Länge des Lüfterrads entspricht. Die von dem Lüfter 1 erzeugte Luftströmung ist hier parallel oder im Wesentlichen parallel zur Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10 angedeutet.
  • 4 zeigt ein auf einem Dach 2 montiertes Fotovoltaik-Modul 10. Das Fotovoltaik-Modul 10 ist in einen Rahmen 11 eingefasst. Das Fotovoltaik-Modul 10 wird über Halterungen 12 beabstandet von der Oberseite des Daches 2, als der Montagefläche, befestigt. Die Befestigung der hier nicht gezeigten Lüfter 1 erfolgt an dem Rahmen 11, der hier als ein koventioneller Rahmen 11 ausgebildet ist, und/oder der Halterung 12. Befestigungsmittel und/oder Verbindungsmittel für Fotovoltaik-Module sind jedoch nicht dargestellt. In dem Rahmen 12 ist zudem noch ein Schlitz 13 angedeutet. Über diesen kann die Luft, sofern der Lüfter 1 seitlich außerhalb des Fotovoltaik-Moduls 10 angeordnet ist, eintreten.
  • Das Fotovoltaik-Modul 10 oder ein FV-Modul-Array kann, wie vorstehend bereits gezeigt, auf einem Dach, am Erdboden und/oder an Hauswänden montiert sein. Hierzu illustrieren die 5 und 6 die Anwendung der Erfindung auf einem Flachdach (5), zum Beispiel einem Industrieflachdach, und auf dem Erdboden in einer sogenannten Freilandanlage (6). In beiden Anwendungen werden die Fotovoltaik-Module 10 nun, um entsprechend zur Sonne ausgerichtet zu sein, schräg zur Montagefläche montiert.
  • Abschließend zeigen die 7.a bis 7.d verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäß kühlbaren oder gekühlten Fotovoltaik-Moduls 10. Sie illustrieren zudem, dass eine Montage der Fotovoltaik-Module 10 in einer Art „Schräglage”, wie in den 3.a bis 3.c gezeigt, nicht erforderlich ist.
  • 7.a zeigt ein Fotovoltaik Modul 10 mit einem konventionellem Rahmen 11, wie bereits in 4 dargestellt. Der konventionelle Rahmen 11 ist dadurch charakterisiert, dass er gegenüber dem Fotovoltaik-Modul 11 oder gegenüber dessem Gehäuse eine größere Höhe besitzt. Der Rahmen 11 erstreckt sich über die Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10 hinaus nach unten. Der Lüfter 1 ist hier unterhalb des Fotovoltaik-Moduls 10 und unter dem Rahmen 11 aber seitlich außerhalb des Rahmens 11 angeordnet.
  • 7.b zeigt ein Fotovoltaik-Modul 10 ohne einen Rahmen 11 bzw. ohne einen konventionellem Rahmen 11. Diese Lösung ermöglicht eine verbesserte Wärmeabfuhr. Der Lüfter 1 ist hier, vorzugsweise im Wesentlichen, unterhalb des Fotovoltaik-Moduls 10 aber seitlich neben diesem angeordnet. Bei einem solchen Fotovoltaik-Modul 10 kann eine bessere Konvektionsbelüftung auf der Modulrückseite erreicht werden.
  • 7.c zeigt ein Fotovoltaik-Modul 10 mit einem Rahmen 11, wobei in dem Rahmen 11 zumindest ein Lüftungsschlitz 13, hier zwei Lüftungsschlitze 13, vorgesehen ist bzw. sind. Der Lüfter 1 ist dem Lüftungsschlitz 13 zugeordnet. Er ist seitlich neben dem Fotovoltaik-Modul 10 angeordnet. Der dem Lüfter 1 zugeordnete Schlitz 13 stellt hierbei die Lufteintrittsseite bereit. Der Luftaustritt aus dem Lüfter 1 befindet sich hierbei im Wesentlichen auf der Höhe des Schlitzes 13. Auf der dem Lüfter 1 gegenüberliegenden Seite ist im Rahmen 11 ein weiterer Schlitz 13 vorgesehen. Dieser stellt die Luftaustrittsseite bereit.
  • Als letzte Illustration zeigt 7.d ein Fotovoltaik-Modul 10 mit einem integriertem Lüfter 1. Der Lüfter 1 ist unterhalb des Fotovoltaik-Moduls 10 angeordnet. An der Seite des Fotovoltaik-Moduls 10, an welcher der Lüfter 1 angeordnet ist, befindet sich ein Lüftungskanal 14, über den die Luft mittels des Lüfters 1, hier von oben zur Unterseite des Fotovoltaik-Moduls 10, eingezogen und vorzugsweise umgelenkt wird. Der Rahmen 11 ist an dieser Seite in seiner Höhe verkürzt ausgebildet. An der zum Lüfter 1 gegenüberliegenden Seite ist der Rahmen 11 als ein konventioneller Rahmen 11 ausgebildet. Hier besitzt der Rahmen 11 einen Schlitz als Luftaustrittseite.
  • Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind. Die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt sondern kann in vielfältiger Weise variiert werden, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. Merkmale einzelner Ausführungsformen und die im allgemeinen Teil der Beschreibung genannten Merkmale können jeweils untereinander als auch miteinander kombiniert werden.
  • 1
    Lüfter
    2
    Hausdach oder Montagefläche
    3
    Hauswand
    10
    Fotovoltaik-Modul
    11
    Rahmen des Fotovoltaik-Moduls
    12
    Halterung des Fotovoltaik-Moduls
    13
    Schlitz im Rahmen des Fotovoltaik-Moduls oder Lüftungsschlitz
    14
    Kanal oder Lüftungskanal

Claims (23)

  1. Fotovoltaik-Modul (10) umfassend – ein Gehäuse, insbesondere mit einem Rahmen (11) zum Einfassen des Fotovoltaik-Moduls (10), – eine Halterung (12) zur beabstandeten Montage des Fotovoltaik-Moduls auf einer Montagefläche, – einen Sensor zur Erfassung der Ist-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls (10) und/oder der Umgebung, – einen Lüfter (1) zur Erhöhung des Luftstroms an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10) und – ein Regelsystem zum Vergleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Tempereratur des Fotovoltaik-Moduls (10) und zur Anpassung der Leistung des Lüfters (1).
  2. Fotovoltaik-Modul nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) ein Walzenlüfter ist.
  3. Fotovoltaik-Modul nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) unterhalb des Fotovoltaik-Moduls (10) angeordnet ist.
  4. Fotovoltaik-Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10) eine Einrichtung zur Erhöhung des Emissionsvermögen ε angeordnet ist.
  5. Fotovoltaik-Modul nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Emissionsvermögen ε von größer als 0,6, vorzugsweise von größer als 0,8, besitzt.
  6. Fotovoltaik-Modul nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erhöhung des Emissionsvermögens als eine Beschichtung auf der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10) ausgebildet ist.
  7. Fotovoltaik-Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) und/oder das Regelsystem an den Stromkreis des oder eines Fotovoltaik-Moduls (10) angeschlossen ist bzw. sind.
  8. Fotovoltaik-Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) und/oder das Regelsystem an eine externe Spannungsquelle angeschlossen ist bzw. sind.
  9. Fotovoltaik-Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) in ein Fotovoltaik-Modul (10) integriert ist.
  10. Fotovoltaik-Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (11) wenigstens eines Schlitz (13) aufweist und der Lüfter (1) dem Schlitz (13) zugeordnet ist, so dass die aus dem Lüfter (1) austretende Luftströmung entlang der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10) führbar ist.
  11. Fotovoltaik-Modul nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des Luftstroms, insbesondere an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10), zumindest ein Kanal (14) ausgebildet ist.
  12. Ergänzungsbausatz für ein Fotovoltaik-Modul (10) umfassend – einen Sensor zur Erfassung der Ist-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls (10) und/oder der Ist-Temperatur der Umgebung, – einen Lüfter (1) zur Erhöhung des Luftstroms an einer Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10), – ein Regelsystem zum Vergleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Tempereratur des Fotovoltaik-Moduls und zur Anpassung der Leistung des Lüfters, – Befestigungsmittel zur Montage des Lüfters (1) an einem Gehäuse und/oder einer Halterung (12) des Fotovoltik-Moduls (10) und – Verbindungsmittel zum Kontaktieren mit einer externen Spannungsquelle und/oder dem oder einem Fotovoltaik-Modul (10) zum Betrieb des Lüfters (1) und/oder des Regelsystems.
  13. Ergänzungsbausatz nach vorstehendem Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) als ein Walzenlüfter ausgebildet ist.
  14. Ergänzungsbausatz nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch ein Beschichtungsmaterial mit einem Emissionsvermögen ε von größer als 0,6, vorzugsweise von größer als 0,8, zum Aufbringen auf der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10).
  15. Ergänzungsbausatz nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch Mittel zum Ausbilden zumindest eines Kanals (14), insbesondere an der Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10).
  16. Verfahren zum Kühlen eines Fotovoltaik-Moduls (10) gekennzeichnet durch ein Erhöhen der Konvektion an einer Unterseite des Fotovoltaik-Moduls (10) mittels zumindest eines Lüfters (1).
  17. Verfahren nach vorstehendem Anspruch gekennzeichnet durch ein Erfassen der Ist-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls (10) und/oder der Ist-Temperatur der Umgebung und/oder der Leistung des Fotovoltaik-Moduls (10).
  18. Verfahren nach vorstehendem Anspruch gekennzeichnet durch ein Vergleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur des Fotovoltaik-Moduls und/oder durch ein Analysieren der Leistung des Fotovoltaik-Moduls (10) und ein Anpassen der Leistung des Lüfters (1) mittels eines Regelsystems.
  19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) und/oder das Regelsystem durch eine externe Spannungsquelle versorgt wird bzw. werden.
  20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) und/oder das Regelsystem durch das oder ein Fotovoltaik-Modul (10) versorgt wird bzw. werden.
  21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) unterhalb des Fotovoltaik-Moduls (10) angeordnet wird.
  22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (1) über und/oder unter für einen, vorzugsweise kompletten, Fotovoltaik-Modul-Strang installiert wird.
  23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Fotovoltaik-Modul (10) beabstandet zu einer Montagefläche montiert wird.
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