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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Solarmodul gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Photovoltaik-Anlagen weisen Solarmodule auf, welche hinter Solarglas angeordnete Solarzellen aus Halbleiter-Materialien verwenden, die in der Regel aus Silizium bestehen, welche die Energie des einfallenden Sonnenlichts mit Wirkungsgraden von etwa 15% bis 21% in eine elektrische Gleichspannung umwandeln. Der Wirkungsgrad hängt dabei insbesondere von der Beschaffenheit des Halbleiters ab. Monokristalline Silizium-Halbleiter weisen dabei größere Wirkungsgrade auf als etwa polykristallines Silizium. Weiterhin werden neben Silizium auch sogenannte Dünnschicht-Solarzellen verwendet, welche weniger effiziente Halbleiter-Materialien verwenden. Für optisch konzentrierende Solaranlagen werden neben Silizium beispielsweise auch Germanium und Gallium als Halbleiter-Material eingesetzt. Tripel-Solarzellen auf Basis derartiger Halbleiter-Materialien weisen dabei bereits Wirkungsgrade von bis zu 42% auf.
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Konzentrator-Solaranlagen verwenden reflektierende Spiegel oder refraktive bzw. diffraktive Linsen, um das Sonnenlicht auf Absorber zu konzentrieren. Es sind konzentrierende Solaranlagen bekannt geworden, welche die Umwandlung des einfallenden Sonnenlichts in Wärme, in elektrische Energie oder in beide Energieformen zugleich nutzen. Die Solaranlagen der Firma Conzentrix mit Sitz in Freiburg beispielsweise verwendet ein Array von rechteckig begrenzten sphärischen Fresnel-Linsen zur Fokussion des Sonnenlichtes um einen Faktor größer als 100, um zur Generierung elektrischer Energie das Sonnenlicht auf Germanium-Halbleiter zu fokussieren. Hierzu werden in der Regel mehrere Module zugleich der Sonne zweiachsig nachgeführt. Weitere bekannte Solaranlagen verwenden parabolische oder Fresnel-Reflektoren mit einachsiger Sonnen-Nachführung zur Kollimation des Sonnenlichtes auf ein Absorber-Rohr.
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Nachteilig bei bisherigen Konzentrator-Solaranlagen ist hierbei die vergleichsweise aufwändige ein- oder zweiachsige Nachführung des gesamten Moduls. Weiterhin wird bei einem hohen Konzentrationsfaktor nur in sehr geringem Maße atmosphärisches solares Streulicht von der Solaranlage absorbiert und in elektrische Energie umgewandelt. Dieses Streulicht trägt jedoch in nicht unbedeutendem Maße zur solaren Energiegewinnung bei.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Solarmodul anzugeben, welches das Sonnenlicht konzentriert, wobei der sich verändernde Sonnenstand in einfacher Weise kompensiert wird. Weiterhin wird durch diese Solaranlage ein großer Teil des Streulichtes der Sonne genutzt.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Solarmodul anzugeben, das derart preiswert ist, dass dessen erzeugte Energie zur sogenannten Grid-Parity führt, d. h. der erzeugte Strom ist für einen Endverbraucher mindestens genauso preiswert, wie der dem Stromnetz entnommene.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Solarmodul mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dabei weist das Solarmodul eine aus Solarglas bestehende Frontscheibe mit einem vorzugsweise zur Sonne weisenden Linsenarray auf, das besonders bevorzugt mit der Frontscheibe einteilig ausgebildet ist, etwa indem die Linsen bereits bei der Glas-Herstellung mittels einer strukturierten Walze in die Solarglas-Oberfläche eingeformt werden. Das Linsenarray besteht beispielsweise aus eindimensional über- oder nebeneinander angeordneten Zylinderlinsen oder aus zweidimensional über- und nebeneinander angeordneten sphärischen Linsen, die vorzugsweise rechteckig oder hexagonal begrenzt sind. Ferner weist das Solarmodul ein Solarzellenarray auf, das mehrere aus Halbleiter-Material bestehende Solarzellen aufweist, die vorzugsweise auf der von der Sonne weg weisenden Seite einer Trägerplatte aus Solarglas montiert sind. Vorzugsweise ist die Trägerplatte mitsamt den Solarzellen parallel zur Ebene der Frontscheibe positioniert und relativ zur Frontscheibe entlang eines eindimensionalen Verstellweges verschiebbar, wodurch der veränderliche Sonnenstand kompensiert wird, so dass das durch die Linsen gebündelte Sonnenlicht stets auf die Solarzellen trifft.
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Vorzugsweise ist der Verstellweg dabei linear. In diesem Fall ist der Abstand zwischen den Solarzellen und den Linsen kleiner oder gleich der Brennweite der Linsen im Solarglas bei senkrecht auf die Frontscheibe einfallendem Licht, jedoch größer als die Brennweite der Linsen bei um einen Winkel von 45° zur optischen Achse schräg einfallendem Licht.
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Vorzugsweise ist der Zwischenraum zwischen der die Linsen aufweisenden Frontscheibe sowie der die Solarzellen aufweisenden Trägerplatte evakuiert oder gefüllt mit einem flexiblen sowie optisch transparenten Medium, etwa einem Fluid, wie beispielsweise ein Gas, etwa Luft, entfeuchtete Luft oder Stickstoff oder gefüllt mit einer Immersions-Flüssigkeit, wie beispielsweise Silikon-Öl. Ferner können zusätzlich oder alternativ elastische Materialien, wie etwa ein Silikon-Kautschuk bzw. Silikon-Elastomer als Füllmaterial verwendet werden. Diese Medien sorgen für eine gleitende bzw. schwimmende Lagerung und erleichtern somit eine Bewegung der Trägerplatte relativ zur Frontscheibe entlang des eindimensionalen Verstellweges und verhindern ferner eine Betauung des oben beschriebenen Zwischenraumes. Bevorzugt ist ein elastisches Material entlang des Außenumfanges der Frontscheibe oder auf der zur Trägerplatte weisenden Seite der Frontscheibe in der Nähe der Außenkante der Frontscheibe in Foren eines in sich geschlossenen Ringes aufgebracht und der sich innerhalb dieses Ringes sowie zwischen der Frontscheibe und der Trägerplatte befindende Innenraum ist mit einem Fluid gefüllt.
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Vorzugsweise besteht die Frontscheibe ebenso wie die Trägerplatte aus eisenarmem Solarglas. Die Solarzellen sind dabei bevorzugt auf der von der Sonne weg weisenden Rückseite der Trägerplatte laminiert. Die Linsen des Linsenarrays sind dabei vorzugsweise konvex gekrümmt sowie refraktiv ausgebildet und in die zur Sonne weisende Oberfläche der das Modul abdeckenden Frontscheibe eingeformt. Ferner weist die Frontscheibe bevorzugt eine plane Rückseite auf, die zur Trägerplatte hin angeordnet ist, welche wiederum die Solarzellen trägt. Ferner kann die Rückseite der Frontscheibe zusätzlich oder alternativ mit konvexen oder konkaven Linsenformen versehen sein.
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Das Linsenarray kann vorzugsweise aus zweidimensional angeordneten, rechteckig oder hexagonal begrenzten, sphärischen Linsen bestehen. Die relative Verschiebung von Frontscheibe und Trägerplatte zueinander erfolgt in diesem Fall in zwei zueinander orthogonale eindimensionale Verstellwege. Die Solarzellen bestehen in diesem Fall bevorzugt aus rechteckigen Halbleiterplättchen, welche an ihrem Rand und/oder auf ihrer Rückseite elektrische Kontakte zur Ableitung des generierten Stromes aufweisen.
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Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Linsenarray aus eindimensional über- oder nebeneinander angeordneten Zylinderlinsen vor. Die Verschiebung der das Linsenarray aufweisenden Frontscheibe relativ zur die Solarzellen aufweisenden Trägerplatte erfolgt dann entlang eines eindimensionalen Verstellweges, der orthogonal zur Längsausrichtung der Zylinderlinsen verläuft. Besonders bevorzugt verläuft der eindimensionale Verstellweg der Trägerplatte in erster Näherung entlang einer Kreisbahn, wobei der Radius der Kreisbahn der Brennweite der Zylinderlinsen entspricht. Wird die Bewegung der Mitte einer Solarzelle betrachtet, so stimmt der Mittelpunkt dieser Kreisbahn mit dem Mittelpunkt der Krümmungsradien der Zylinderlinsen überein. Genauer weist der eindimensionale Verstellweg der Trägerplatte eine geringere Krümmung auf als ein Kreis mit einem Radius, welcher der Brennweite der Zylinderlinsen entspricht.
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Die Solarzellen sind dabei streifenförmig ausgebildet und weisen entsprechend der Zylinderlinsen eine lange Seite und eine kurze Seite auf, wobei die lange Seite der Solarzellen parallel zur Längsausrichtung der Zylinderlinsen verläuft. Das Verhältnis von langer zur kurzen Seite der Solarzellen beträgt dabei beispielsweise mindestens 10:1.
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Vorzugsweise verlaufen die Achsen der Zylinderlinsen in Ost-West-Richtung und liegen damit in der Ekliptik-Ebene. Somit müssen die Solarzellen bei idealer azimutaler Ausrichtung lediglich im Jahresverlauf und nicht im Tagesverlauf dem Sonnenstand nachgeführt werden. Jedoch ist es auch möglich, die Zylinderlinsen in Nord-Süd-Richtung auszurichten.
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Bevorzugt besteht die Trägerplatte ebenfalls aus Solarglas, die hinter der von der Sonne abgewandten Seite der Frontscheibe angeordnet ist, wobei die streifenförmigen Solarzellen bevorzugt auf der der Sonne abgewandten Rückseite der Trägerplatte angeordnet sind. Die Solarzellen sind dabei beispielsweise auf die Rückseite der Trägerplatte laminiert. Die Solarzellen werden gruppenweise elektrisch in Reihe und/oder parallel verschaltet, je nachdem, ob eine höhere Ausgangsspannung oder ein höherer Strom erwünscht ist.
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Durch die Verwendung von Zylinderlinsen genügt eine Nachführung der Trägerplatte innerhalb des jeweiligen Moduls entlang eines eindimensionalen Verstellweges. Somit ist eine Nachführung des gesamten Moduls um eine Achse nicht notwendig, so dass die Module beispielsweise auf Hausdächern oder an Wänden fest montiert sein können. Eine ideale Neigung der Module um etwa 35° ist zur erhöhten Effizienz der Anlage in unseren Breitengraden zwar sinnvoll, jedoch nicht unbedingt notwendig. Insbesondere ist prinzipiell auch eine ebene Montage auf Flachdächern oder eine senkrechte Wandmontage möglich.
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Die Trägerplatte ist beispielsweise seitlich in Rahmenelementen relativ zur Frontscheibe linear geführt und wird etwa durch mindestens einen Verstellantrieb linear verschoben, z. B. in Form von linearen Elektro- oder Piezo-Motoren. Der Linear-Elektromotor weist dabei beispielsweise eine linear verstellbare Spindel auf. Beispielsweise ist der mindestens eine Verstellmotor dabei mit dem Modulrahmen fest verbunden und die Motor-Spindel ist mit der Trägerplatte verbunden und sorgt somit für eine Verstellung der Trägerplatte entlang des eindimensionalen Verstellweges. Vorzugsweise werden entweder ein mittig angeordneter Verstellmotor oder zwei seitlich angeordnete, synchron betriebene Motoren verwendet.
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Zur Detektion der idealen Position der Trägerplatte relativ zur Frontscheibe dient beispielsweise ein optischer Zeilensensor, der parallel zur Bewegungsrichtung, also im Falle der Verwendung von Zylinderlinsen zur Lichtsammlung senkrecht zur Längserstreckung der Zylinderlinsen bzw. der streifenförmigen Solarzellen linear angeordnete lichtempfindliche photoelektrische Flächen aufweist und der im Bildfeld einer Zylinderlinse derart angeordnet ist, dass sich die Mitte des Zeilensensors etwa auf der Höhe einer der Solarzellen befindet. Dabei wird die Linearbewegung des Verstellmotors derart gesteuert oder geregelt, dass das vom Zeilensensor detektierte Licht-Maximum sich weitegehend in der Mitte des Zeilensensors und somit auf der Höhe der Solarzellen befindet. Für ein zweidimensionales Linsenarray werden entsprechend entweder zwei senkrecht zueinander angeordnete Zeilensensoren verwendet, die beispielsweise anstelle einer Solarzelle hinter einer Linse des Linsenarrays angeordnet werden, oder es wird alternativ ein Flächensensor verwendet, welcher das Maximum der Lichteinstrahlung auf einer Fläche detektiert.
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Zur Fehlererkennung ist es möglich, die Relativposition von Frontscheibe und Trägerplatte sowie auch die generierten Ströme bzw. elektrischen Leistungen der einzelnen Module mittels eines elektronischen uni- bzw. bidirektionalen Datenübertragungssystems, etwa eines Bussystems, via Kabel oder Funk an eine zentrale Auswerteeinheit zu übertragen, welche einen eventuellen Fehler einzelner Module erkennen und melden kann. Ein möglicher Fehlerfall kann darin bestehen, dass ein Modul fehlerhaft oder nicht verfahren wurde, verschmutzt oder verschattet ist und somit im Vergleich zu anderen Modulen der Solaranlage einen deutlich geringeren Ausgangsstrom generiert.
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Vorzugsweise ist die Trägerplatte relativ zur Frontscheibe entlang eins eindimensionalen Verstellweges verschiebbar ausgebildet, wobei beispielsweise die Frontscheibe mit einem Modul-Rahmen fest verbunden, etwa verklebt sein kann und eine Abdeckung auf der von der Sonne abgewandten Seite hinter der Trägerplatte angeordnet ist. Selbstverständlich kann jedoch auch die Frontscheibe verstellbar ausgebildet sein und die Trägerplatte etwa mit dem Modul-Rahmen fest verbunden sein.
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Die Grundidee der Solaranlage besteht darin, das vergleichsweise teure Solarzellenmaterial durch eine Konzentration des einfallenden Sonnenlichtes effizienter zu nutzen. Der Konzentrationsfaktor beträgt hierbei etwa 2 bis 10 bei einer Nutzung eines eindimensionalen Zylinderlinsenarrays und etwa 4 bis 100 bei der Nutzung eines zweidimensionalen Linsenarrays, das beispielsweise aus sphärischen Linsen besteht. Insbesondere wird aufgrund des vergleichsweise geringen Konzentrationsfaktors ein großer Teil der atmosphärischen solaren Streustrahlung eingefangen.
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Bevorzugt werden Silizium-Solarzellen als Halbleiter-Material verwendet. Zur Herstellung von streifenförmigen Solarzellen als Empfänger für ein Zylinderlinsenarray werden Silizium-Wafer, die momentan überwiegend im 4 bis 6-Zoll Format vorliegen, in längliche Streifen zerschnitten und in Richtung der Längserstreckung der Zylinderlinsen direkt nebeneinander sowie in dazu senkrechter Richtung mit einem dem Linsenpitch bzw. dem Linsendurchmesser D entsprechenden Abstand übereinander angeordnet. Es können hierzu beispielsweise rein Rückseiten-kontaktierte Solarzellen, die etwa von der Firma SunPower angeboten werden, verwendet werden oder es kommen monokristalline Silizium Solarzellen zum Einsatz, die Front- und Rückseiten-Kontakte aufweisen, wie sie etwa von der Firma Q-Cells hergestellt werden. Darüber hinaus ist es möglich, Mehrfachsolarzellen, insbesondere Tandem- oder Tripel-Solarzellen zu verwenden, die etwa auf den Halbleitermaterialien Gallium oder Germanium basieren, wie sie vom Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg entwickelt und von der Firma AZUR Space Solar Power in Heilbronn hergestellt und vertrieben werden. Bevorzugt verlaufen dabei die Frontseiten-Kontakte an zumindest einem Rand der streifenförmigen Solarzellen parallel zur Längserstreckung der Zylinderlinsen.
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Um den Linsenhub der Zylinderlinsen vergleichsweise klein zu halten, ist die kurze Seite der streifenförmigen Solarzellen beispielsweise kleiner als 1 cm und größer als 1 mm. Die lange Seite der Solarzellen entspricht dabei im Wesentlichen der Waferbreite.
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Bei einer linearen Verschiebung der die Solarzellen aufweisenden Trägerplatte relativ zum das Linsenarray aufweisenden Solarglas sind die Solarzellen vorzugsweise in einer Ebene angeordnet, die zwischen der Brennweite der Zylinderlinsen im Solarglas bei senkrecht einfallendem Licht und der Brennweite der Zylinderlinsen bei in einem Winkel von 45° zur optischen Achse abgelenkt einfallendem Licht positioniert ist.
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Die Verstellung der Trägerplatte erfolgt dabei etwa mittels Bahnen, die etwa in Form von Aussparungen an mindestens jeweils zwei Stellen beider Seiten in der Innenwandung des Rahmens des Solarmoduls vorgegeben sind. Dabei wird die Trägerplatte etwa mittels eines Rahmens oder Klammer umfasst, die einen Stift aufweist, der beispielsweise mittels Kugellager oder Buchsen in der jeweiligen Bahn geführt wird.
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Weitere alternative Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Solarmoduls sind denkbar, so können etwa die Linsen des Linsenarrays alternativ oder zusätzlich auf der von der Sonne abgewandten Seite der Frontscheibe angeordnet sein. Weiterhin können die Solarzellen alternativ auf der zur Sonne hin weisenden Seite der Trägerplatte angeordnet sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Solarmoduls mit einem Zylinderlinsenarray,
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2 zeigt dasselbe Modul in schräger Rückansicht,
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3 zeigt ein Linsenarray, bestehend aus rechteckig begrenzten, sphärischen Linsen,
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4 zeigt eine Seitenansicht eines Solarmoduls,
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5 zeigt einen Ausschnitt dieser Seitenansicht bei senkrecht sowie bei schräg einfallendem Licht und linearem Verstellweg,
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6 zeigt denselben Ausschnitt bei kreisbogenförmigem Verstellweg,
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7 stellt einen Ausschnitt aus einer Seitenwandung des Modulrahmens dar und
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8 zeigt einen seitlichen Schnitt durch eine Aufnahme der Trägerplatte.
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Beschreibung von bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung
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Die 1 und 2 zeigen den Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Solarmoduls 1 mit einer aus Solarglas bestehenden Frontscheibe 10, welche auf ihrer zur Sonne weisenden Oberseite ein Linsenarray 12 aufweist, welches aus nebeneinander angeordneten Zylinderlinsen 14 besteht. Hinter der planen Rückseite der Frontscheibe 10 befindet sich eine ebenfalls aus Solarglas bestehende Trägerplatte 20, welche durch eine transparente und flexible Schicht 32 im Zwischenraum von der Frontscheibe 10 getrennt ist. Auf der Rückseite der Trägerplatte 20 befindet sich ein Array 22 von streifenförmigen Solarzellen 24, die parallel zur Längserstreckung 16 der Zylinderlinsen 14 angeordnet sind. Zur Kompensation des zeitabhängig veränderlichen Sonnenstandes wird die Trägerplatte mitsamt den Solarzellen 24 entlang eines eindimensionalen Verstellweges 31 verschoben, so dass die Solarzellen 24 sich stets im Wesentlichen in der Brennlinie der Zylinderlinsen 14 befinden.
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Die 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Frontscheibe 10', welche ein Linsenarray 12' aufweist, das aus rechteckig begrenzten, sphärischen Linsen 14', sogenannten squarred lenses besteht. Hinter jeder der Linsen 14' ist (nicht zeichnerisch dargestellt) eine Solarzelle in Form eines rechteckigen Halbleiterplättchens angeordnet, auf welche das Sonnenlicht konzentriert wird.
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Die 4 zeigt einen seitlichen Schnitt durch ein Solarmodul. Dieses kann entweder Zylinderlinsen oder sphärische Linsen aufweisen. Die 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 4. Dargestellt ist parallel zur optischen Achse 18 einfallendes Licht 2, welches in einem Brennpunkt F kollimiert wird. Bei um einen Winkel α zur optischen Achse 18 schräg einfallendem Licht 2' befindet sich der Brennpunkt F' in einer Ebene, die näher zu den Linsen 14 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Abstand d der Solarzellen 24 zur hinteren Hauptebene der Linsen 14, die für plankonvexe Linsen durch die Mittelpunkt der Krümmungskreise der Linsen 14 verläuft, kleiner oder gleich der Brennweite nf im Solarglas bei senkrecht auf die Frontscheibe 10, d. h. parallel zur optischen Achse 18 einfallendem Licht und größer als die Brennweite bei um einen Winkel α = 45° zur optischen Achse 18 schräg einfallendem Licht. Dabei sei f die Brennweite der Linsen 14 in Luft bei parallel zur optischen Achse 18 einfallendem Licht 2 und n sei die Brechzahl der Frontscheibe 10 sowie der Trägerplatte 20. Damit das seitlich einfallende Licht stets auf die Solarzellen 24' trifft, wird die Trägerplatte 20 relativ zur Frontscheibe 10 bei schräg auf die Frontscheibe einfallendem Sonnenlicht 2' seitlich um eine Distanz a entlang eines linearen Verstellweges 30 verschoben. Beispielsweise beträgt der Linsendurchmesser D dabei 5 mm bis 20 mm, und die Brennweite f in Luft beträgt beispielsweise ebenfalls etwa 5 mm bis 20 mm. Die dargestellte kurze Seite der Solarzellen beträgt dann beispielsweise 2 mm bis 10 mm.
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Die 6 zeigt denselben Grundaufbau der 5, wobei hier allerdings die Trägerplatte 20 relativ zur Frontscheibe 10 in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel des auf das Modul 1 auftreffenden Sonnenlichtes 2, 2' entlang eines eindimensionalen, gekrümmten Verstellweges 31 verstellt wird, damit sich die Solarzellen 24, 24' sowohl bei senkrecht einfallendem Sonnenlicht 2, als auch bei schräg zur optischen Achse 18 der Linsen 14 einfallendem Sonnenlicht 2' stets in der Brennebene (bzw. Brennlinie) der (Zylinder-)Linsen befinden. Hierbei sind die Trägerplatte 20 und die Frontscheibe 10 stets zueinander parallel ausgerichtet. Vorzugsweise verläuft der Verstellweg in erster Näherung entlang einer Kreisbahn 31, deren Radius der Brennweite f der Linsen 14 entspricht. Bei parallel zur optischen Achse 18 der Linsen 14 einfallendem Sonnenlicht 2 liegen die Solarzellen in den Brennpunkten (bzw. Brennlinien) F der (Zylinder-)Linsen 14. Bei schräg zur optischen Achse 18 einfallendem Sonnenlicht 2' liegen die Brennpunkte F' auf einer Kreisbahn 31, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Krümmungsradien R der Linsen 14 übereinstimmt. Hierbei ist der Abstand zwischen den zueinander gerichteten Seiten der Frontscheibe 10 und der Trägerplatte 20 maximal bei parallel zur optischen Achse 18 einfallendem Sonnenlicht 2.
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Die 7 stellt einen Ausschnitt aus einer Innenwandung eines Rahmens des Solarmoduls dar und die 8 zeigt einen seitlichen Schnitt durch eine Aufnahme der Trägerplatte. Die Verstellung der Trägerplatte 20 entlang des Verstellweges erfolgt dabei etwa mittels Bahnen 131, die beispielsweise in Form von Aussparungen an mindestens jeweils zwei Stellen beider Seiten in der Innenwandung des Rahmens 110 des Solarmoduls vorgegeben sind. Dabei wird die Trägerplatte 20 etwa mittels Halterungen 150 in Form von Rahmen oder Klammern umfasst, die jeweils einen Stift 160 aufweisen, der mittels einer Lagerung 140 etwa in Form eines Kugellagers oder einer Buchse in der jeweiligen Bahn 131 geführt wird. Eine mögliche Anwendung des erfindungsgemäßen Solarmoduls besteht darin, dieses als Fenster zu nutzen, bei welchem direkt einstrahlendes Sonnenlicht auf die Solarzellen konzentriert wird und diffus streuendes Licht in das Gebäude-Innere gelangt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Solarmodul
- 2
- Sonnenlicht, senkrecht einfallend
- 2'
- Sonnenlicht, schräg einfallend
- 10
- Frontscheibe
- 12
- eindimensionales Linsenarray
- 12'
- zweidimensionales Linsenarray
- 14
- Zylinderlinse
- 14'
- Linse, rechteckig begrenzt
- 16
- Längsausrichtung einer Zylinderlinse
- 18
- optische Achse
- 20
- Trägerplatte
- 22
- Solarzellenarray
- 24
- Solarzelle, streifenförmig
- 24'
- Solarzelle, rechteckig
- 30, 31
- Verstellweg
- 32
- Medium im Zwischenraum
- 110
- Rahmen des Solarmoduls
- 131
- Bahn
- 140
- Lagerung
- 150
- Halterung
- 160
- Stift
- F
- Brennpunkt
- f
- Brennweite
- R
- Linsen-Krümmungsradius
- D
- Linsen-Durchmesser
- s
- Linsenhub
- d
- Gesamt-Glasdicke
- n
- Brechzahl des Solarglases
- a
- Abstand
- α
- Winkel des schräg einfallenden Lichtes
- β
- Winkel des gebrochenen Lichtes
