DE102011078300A1 - Solar system with a solar collector and a photovoltaic or thermoelectric converter - Google Patents

Solar system with a solar collector and a photovoltaic or thermoelectric converter Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit einem Sonnenkollektor (11) und einem fotovoltaischen oder thermoelektrischen Wandler (12). Dieser ist vorzugsweise in der Brennachse des Sonnenkollektors angeordnet. Um die dort entstehende Wärme zuverlässig abzuführen, ist erfindungsgemäß der Verdampferteil (14) eines Thermosyphon-Kreislaufes (nicht näher dargestellt) derart angeordnet, dass ein Wärmeübergang von den Wandlern (12) in den Verdampferteil (14) gewährleistet ist. Hierdurch kann der Wirkungsgrad der Wandler (12) verbessert werden sowie eine thermische Überlastung verhindert werden.The invention relates to a solar system with a solar collector (11) and a photovoltaic or thermoelectric converter (12). This is preferably arranged in the focal axis of the solar collector. In order to dissipate the heat generated there reliably, according to the invention the evaporator part (14) of a thermosyphone circuit (not shown in detail) is arranged such that a heat transfer from the transducers (12) into the evaporator part (14) is ensured. As a result, the efficiency of the converter (12) can be improved and a thermal overload can be prevented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solaranlage mit einem Sonnenkollektor und einen fotovoltaischen oder thermoelektrischen Wandler, der gegenüber dem Sonnenkollektor derart ausgerichtet ist, dass die Sonnenstrahlung auf den Wandler konzentriert wird. The invention relates to a solar system with a solar collector and a photovoltaic or thermoelectric converter, which is aligned with respect to the solar collector such that the solar radiation is concentrated on the transducer.

Eine Solaranlage der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise gemäß der WO 2011/028742 A1 bekannt. Bei dieser Solaranlage wird ein Sonnenkollektor in Form einer Parabolrinne verwendet, wobei in der Brennachse der Parabolrinne ein fotovoltaischer Wandler (beispielsweise eine Solarzelle) angeordnet sein kann. Eine solche Solaranlage wird auch als sogenanntes concentrating fotovoltaic system (CPV) bezeichnet. Derartige Anordnungen werden verwendet, um die auf den Wandler einwirkende Menge an Sonneneinstrahlung zu vergrößern, um bei gegebenem Komponentenaufwand eine möglichst große Ausbeute an elektrischer Energie zu erhalten. A solar system of the type specified is, for example, according to the WO 2011/028742 A1 known. In this solar system, a solar collector is used in the form of a parabolic trough, wherein in the focal axis of the parabolic trough a photovoltaic converter (for example, a solar cell) can be arranged. Such a solar system is also referred to as a so-called concentrating photovoltaic system (CPV). Such arrangements are used to increase the amount of solar radiation applied to the transducer in order to obtain the highest possible electrical energy yield for a given component effort.

Durch die Konzentration der Sonnenstrahlung gelangt jedoch auch ein größeres Maß an Wärmestrahlung zum Wandler. Dieser heizt sich dadurch auf, wobei die zulässigen Betriebstemperaturen bei der Auslegung des Sonnenkollektors dahingehend berücksichtigt werden müssen, dass die eingestrahlte Gesamtmenge für den Wandler nicht zu groß wird. Due to the concentration of solar radiation, however, also reaches a greater degree of heat radiation to the converter. This heats up by the permissible operating temperatures must be taken into account in the design of the solar collector in such a way that the radiated total amount for the converter is not too large.

Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine Solaranlage mit einem Sonnenkollektor und einem fotovoltaischen oder thermoelektrischen Wandler (im Folgenden kurz als Wandler bezeichnet) anzugeben, bei dem vergleichsweise viel Sonnenstrahlung auf den Wandler konzentriert werden kann. The object of the invention is therefore to provide a solar system with a solar collector and a photovoltaic or thermoelectric converter (hereinafter referred to as converter), in which comparatively much solar radiation can be concentrated on the converter.

Diese Aufgabe wird mit der eingangs angegebenen Solaranlage erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Kühlung des Wandlers ein Thermosyphon-Kreislauf mit einem Verdampferteil und einem Kondensatorteil vorgesehen ist, wobei der Verdampferteil mit dem Wandler thermisch leitend verbunden ist. Unter einer thermisch leitenden Verbindung ist eine Verbindung zwischen diesen Bauteilen gemeint, die die Wärme vergleichsweise gut ableitet. Die Verbindung selbst soll die Wärme also mindestens so gut leiten, wie das Material des Wandlers oder das Material des den Verdampferteil bildenden Thermosyphon-Kreislaufes – je nachdem welches der beiden Baueinheiten die Wärme schlechter leitet. Auf diese Weise ist vorteilhaft sichergestellt, dass durch die Verbindung zwischen dem Thermosyphon-Kreislauf und dem Wandler keine thermische Isolation bewirkt wird, sondern dass sich diese Verbindung wenigstens neutral hinsichtlich des Wärmeübergangs zwischen dem Wandler und dem Thermosyphon-Kreislauf auswirkt. Die Verbindung zwischen Wandler und Verdampferteil des Thermosyphon-Kreislaufes kann beispielsweise über einen Anpressdruck montagetechnisch realisiert sein. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn der Verdampferteil über eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung mit dem Wandler verbunden ist. Hierdurch kann vorteilhaft der Wärmeübergang zwischen dem Verdampferteil und dem Wandler optimiert werden, indem das diese Baueinheiten verbindende Material mit einer größtmöglichen Fläche an den benachbarten Teilen anliegt. Insbesondere eine Lötverbindung verbessert den Wärmeübergang vorteilhaft dadurch, dass vergleichsweise gut leitende metallische Werkstoffe für die Verbindung zwischen den Baueinheiten verwendet werden kann. Um eine Lötverbindung herzustellen, kann der Wandler an der dem Verdampferteil zugewandten Seite metallisch beschichtet sein. This object is achieved with the above solar system according to the invention that for cooling the transducer, a thermosyphone circuit is provided with an evaporator part and a condenser part, wherein the evaporator part is thermally conductively connected to the converter. By a thermally conductive connection is meant a connection between these components which dissipates the heat comparatively well. The compound itself should therefore conduct the heat at least as well as the material of the transducer or the material of the thermosyphone circuit forming the evaporator part - depending on which of the two units conducts the heat worse. In this way, it is advantageously ensured that thermal insulation is not effected by the connection between the thermosyphon circuit and the converter, but that this connection has at least a neutral effect on the heat transfer between the converter and the thermosyphon circuit. The connection between converter and evaporator part of the thermosyphon circuit can be realized, for example, via a contact pressure assembly technology. However, it is particularly advantageous if the evaporator part is connected to the converter via a solder connection or an adhesive connection. In this way, advantageously, the heat transfer between the evaporator part and the converter can be optimized by the material connecting these units with a maximum possible surface area adjacent to the adjacent parts. In particular, a solder joint advantageously improves the heat transfer in that comparatively highly conductive metallic materials can be used for the connection between the building units. In order to produce a solder joint, the transducer may be metallically coated on the side facing the evaporator part.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die thermische Leitfähigkeit der Verbindung zwischen dem Verdampferteil und dem Wandler größer als 200 W/(m K) beträgt. Hierbei handelt es sich um einen Wert für die thermische Leitfähigkeit der für metallische Werkstoffe typisch ist. Kupfer weist beispielsweise eine thermische Leitfähigkeit von 403 W/(m K) (d. h. Watt pro Meter mal Kelvin) auf. Der Wärmeübergang kann hierdurch vorteilhaft mit einem geringen thermischen Widerstand erfolgen. Furthermore, it is advantageous if the thermal conductivity of the connection between the evaporator part and the converter is greater than 200 W / (m K). This is a value for the thermal conductivity which is typical for metallic materials. For example, copper has a thermal conductivity of 403 W / (m K) (i.e., watts per meter by Kelvin). The heat transfer can be done advantageously with a low thermal resistance.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, dass der Verdampferteil durch eine Sonnenblende vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt ist. Diese Sonnenblende kann vorteilhaft eine zumindest Teile der Sonnenstrahlung reflektierende Oberfläche aufweisen. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass der Verdampferteil vor Sonnenstrahlung geschützt wird, da diese den Verdampferteil zusätzlich und unnötig aufheizen würde. So steht die vom Verdampferteil zur Verfügung gestellte Kühlleistung allein oder zumindest hauptsächlich zur Kühlung des Wandlers zur Verfügung. Wenn die Sonnenblende selbst zumindest Teile der Sonnenstrahlung reflektiert, hat dies den zusätzlichen Vorteil, dass sich die Sonnenblende weniger aufheizt. Hierdurch kann vermieden werden, dass von der Sonnenblende eine thermische Strahlung ausgeht, die auf der Seite des Verdampferteils auf selbigen einwirken könnte und diesen damit zusätzlich erwärmen würde. According to another embodiment of the invention can be provided that the evaporator part is protected by a sun visor from direct sunlight. This sun visor may advantageously have an at least parts of the solar radiation reflecting surface. This advantageously ensures that the evaporator part is protected from solar radiation, as this would heat the evaporator part additionally and unnecessarily. Thus, the cooling power provided by the evaporator part is available alone or at least mainly for cooling the converter. If the sun visor itself reflects at least parts of the solar radiation, this has the additional advantage that the sun visor heats up less. In this way it can be avoided that thermal radiation emanates from the sun visor, which could act on the side of the evaporator part on the same and thus would additionally heat it.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird erhalten, wenn der Sonnenkollektor als Parabolrinne ausgebildet ist und der Verdampferteil rohrförmig ist und vom einen Ende der Parabolrinne zum anderen Ende verläuft. Genauso wie der Wandler, der in der Brennachse der Parabolrinne angeordnet ist, verläuft der Verdampferteil dann über die gesamte Länge der Parabolrinne und kann eine Kühlung des Wandlers über die gesamte Länge gewährleisten. Damit bei dieser Bauform die prinzipbedingte Funktion des Thermosyphon-Kreislaufes gewährleistet ist, muss der Verdampferteil bergauf gerichtet und damit die Parabolrinne mit ihrer Längsachse schräg zur Waagerechten ausgerichtet sein. Nur so kann das verdampfende Arbeitsmedium im Verdampferteil des Thermosyphon-Kreislaufes an das obere Ende des Verdampferteils strömen und dort die Wärme in einem Kondensatorteil wieder abgeben. Dieser Prozess wird durch die Schwerkraft getrieben und ist daher von der besagten Ausrichtung des Verdampferteils abhängig. Für eine Verbesserung des Wärmeübergangs ist es überdies vorteilhaft, wenn der Verdampferteil in seinem Querschnitt an die Kontur des Wandlers angepasst ist. Insbesondere kann dieser einen abgeflachten Bereich aufweisen, auf dem die vorzugsweise flach ausgebildeten Wandlerelemente befestigt werden können. Hierbei kann bei gleichmäßig dickem Fügespalt vorteilhaft die bereits erwähnte Lötverbindung zum Einsatz kommen. Die zur Verfügung stehende Fläche für einen Wärmeübergang ist damit vorteilhaft maximal ausgebildet. A particularly advantageous embodiment of the invention is obtained when the solar collector is designed as a parabolic trough and the evaporator part is tubular and extends from one end of the parabolic trough to the other end. Just as the transducer, which is arranged in the focal axis of the parabolic trough, the evaporator part then runs over the entire length of the parabolic trough and can ensure cooling of the transducer over its entire length. Thus, in this design, the principle-related function of the thermosiphon circuit is guaranteed, the evaporator part must be directed uphill and thus aligned with the parabolic trough with its longitudinal axis obliquely to the horizontal. Only in this way can the evaporating working medium in the evaporator section of the thermosyphon circuit flow to the upper end of the evaporator section where it releases the heat in a condenser section. This process is driven by gravity and is therefore dependent on the said orientation of the evaporator part. For an improvement of the heat transfer, it is also advantageous if the evaporator part is adapted in its cross section to the contour of the transducer. In particular, this may have a flattened region on which the preferably flat trained transducer elements can be attached. In this case, the already mentioned solder joint can advantageously be used with a uniformly thick joint gap. The available surface for a heat transfer is thus advantageously formed maximum.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kondensatorteil des Thermosyphon-Kreislaufes durch eine Abdeckung vor der Sonnenstrahlung geschützt. In diesem Bereich soll das Arbeitsmedium des Thermosyphon-Kreislaufes kondensieren, d. h. Wärme abgeben. Deswegen ist eine zusätzliche Einbringung von Wärme in diesem Bereich zu vermeiden. Die Sonnenblende verringert das Einbringen von Sonnenenergie in den Kondensatorteil vorteilhaft. According to a further advantageous embodiment of the invention, the capacitor part of the thermosyphone circuit is protected by a cover from the solar radiation. In this area, the working medium of the thermosiphon circuit is to condense, d. H. Give off heat. Therefore, an additional introduction of heat in this area should be avoided. The sun visor advantageously reduces the introduction of solar energy into the condenser part.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Kapazität des Speichers für das Kühlmedium so bemessen ist, dass der Kühlbedarf am Tage durch Ausnutzung der Abkühlung in der Nacht befriedigt werden kann. Hierbei wird dem Umstand Rechnung getragen, dass Solaranlagen nur tagsüber in Betrieb sind, wenn das Sonnenlicht umgewandelt wird. Nachts steht kein Licht zur Verfügung, so dass auch der Wandler nicht gekühlt werden muss. Außerdem kühlt sich auch die Umgebung der Solaranlage ab, so dass der Thermosyphon-Kreislauf mehr Wärme an die Umgebung abgeben kann, als tagsüber. Wird genügend Kühlmedium im Thermosyphon-Kreislauf vorgehalten, kann dieses in einem Speicher gespeichert werden. Am Tag wird dieser Speicher dadurch erwärmt, dass das Kühlmedium weniger Wärme an die Umgebung abgeben kann und mehr Wärme aus den Wandlern aufnehmen muss. Daher wird sich das Kühlmedium insgesamt im Verlauf des Tages erwärmen. In der Nacht kann diese Wärme wieder abgegeben werden. Die Kühlkapazität des Thermosyphon-Kreislaufes lässt sich auf diese Weise vorteilhaft erhöhen. In addition, it is advantageous if the capacity of the storage for the cooling medium is dimensioned so that the cooling requirement during the day can be satisfied by taking advantage of the cooling at night. Here, the fact is taken into account that solar systems are only during the day in operation when the sunlight is converted. At night there is no light available, so that the converter does not have to be cooled. In addition, the environment of the solar system cools down, so that the thermosiphon circuit can release more heat to the environment, as compared to daytime. If sufficient cooling medium is kept in the thermosiphon circuit, it can be stored in a memory. During the day, this storage tank is warmed up by the fact that the cooling medium can deliver less heat to the environment and absorb more heat from the transducers. Therefore, the cooling medium will heat up throughout the day. At night, this heat can be given off again. The cooling capacity of the thermosiphon circuit can be advantageously increased in this way.

Eine andere vorteilhafte Maßnahme zur Erhöhung der Kühlkapazität des Thermosyphon-Kreislaufes liegt darin, dass dem Kondensatorteil ein Nachkühler nachgeschaltet werden kann. Hierdurch kann eine weitere Kühlung des Kühlmediums nach Verflüssigung im Kondensatorteil erfolgen, bevor dieses dem Verdampferteil wieder zugeführt wird. Another advantageous measure for increasing the cooling capacity of the thermosyphone circuit is that the condenser part an aftercooler can be connected downstream. This allows a further cooling of the cooling medium after liquefaction in the condenser part before it is fed back to the evaporator part.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen: Further details of the invention are described below with reference to the drawing. Identical or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals and will only be explained several times as far as there are differences between the individual figures. Show it:

1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Solaranlage, in dem eine Parabolrinne und der Verdampferteil des Thermosyphon-Kreislaufes zu erkennen ist, 1 a cross section through an embodiment of the solar system according to the invention, in which a parabolic trough and the evaporator part of the thermosyphone circuit can be seen,

2 den Querschnitt durch einen Verdampferteil des Thermosyphon-Kreislaufes mit angelöteten Wandlern gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Solaranlage und 2 the cross section through an evaporator section of the thermosyphone circuit with soldered transducers according to another embodiment of the solar system according to the invention and

3 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Solaranlage. 3 a side view, partially in section, of another embodiment of the solar system according to the invention.

Gemäß 1 ist ein Sonnenkollektor 11 für die Solaranlage im Schnitt dargestellt. Die Brennachse des als Parabolrinne ausgeführten Sonnenkollektors liegt senkrecht zur dargestellten Zeichenebene. In dieser Brennachse sind Wandler 12 angeordnet, wobei mittels exemplarisch eingezeichneter Sonnenstrahlen 13 angedeutet ist, dass der Sonnenkollektor 11 das Sonnenlicht auf die Wandler bündelt. According to 1 is a solar panel 11 shown in section for the solar system. The focal axis of the solar collector designed as a parabolic trough is perpendicular to the plane of the drawing shown. In this focal axis are converters 12 arranged, wherein by means of exemplary sunbeams 13 implied that the solar collector 11 the sunlight focuses on the transducers.

Bei den Wandlern handelt es sich um fotovoltaische Elemente (Solarzellen). Diese erwärmen sich durch die Einstrahlung des Sonnenlichts und werden durch den im Schnitt dargestellten Verdampferteil 14 eines Thermosyphon-Kreislaufes 15 (siehe auch 3) gekühlt. Der Verdampferteil 14 ist weiterhin auf der dem Sonnenkollektor 11 abgekehrten Seite mit einer Sonnenblende 16 vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt. Daher wird dieser hauptsächlich durch einen Wärmeübergang der erzeugten Wärme in den Wandlern 12 erwärmt, so dass das in dem Thermosyphon-Kreislauf vorgesehene und nicht näher dargestellte Arbeitsmedium verdampfen kann. The transducers are photovoltaic elements (solar cells). These heat up due to the sunlight and are reflected by the evaporator section 14 a thermosiphon circuit 15 (see also 3 ) cooled. The evaporator part 14 is still on the solar panel 11 turned away side with a sun visor 16 protected from direct sunlight. Therefore, this is mainly due to a heat transfer of the heat generated in the transducers 12 heated, so that provided in the thermosiphon circuit and not shown working fluid can evaporate.

Die Sonnenblende 16 ist mit einer die Sonnenstrahlen 13 stark reflektierenden Oberfläche 19 versehen, damit sich die Sonnenblende selbst möglichst wenig aufwärmt und daher auch durch Konvektion möglichst wenig Wärme an den Verdampferteil 14 abgeben kann. Der Verdampferteil weist abgeflachte Bereiche 20 im Querschnitt auf, damit die flachen Wandler 12 über ihre gesamte Breite mit dem Verdampferteil in Kontakt gebracht werden können. The sun visor 16 is with one the sunbeams 13 highly reflective surface 19 provided so that the sun visor itself warms up as little as possible and therefore by convection as little heat to the evaporator part 14 can deliver. The evaporator part has flattened areas 20 in cross section, so that the flat transducer 12 can be brought into contact with the evaporator part over its entire width.

Angedeutet ist weiterhin eine Stütze 17 für den Verdampferteil 14 sowie die Sonnenblende 16 sowie eine schwenkbare Befestigung 18, mit der der Kollektor nach dem Sonnenstand ausgerichtet werden kann (zur Positionierung des Kollektors 11 siehe auch 3). Also indicated is a support 17 for the evaporator part 14 as well as the sun visor 16 and a swiveling attachment 18 with which the collector can be aligned according to the position of the sun (for positioning the collector 11 see also 3 ).

In 2 ist ein anderes Profil des Verdampferteils 14 als Schnitt dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, der allerdings ebenfalls zwei Abflachungen 20 aufweist, an denen die Wandler 12 mit einer Lötschicht 21 als thermisch gut leitende Wärmeübergangsschicht mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 200 W/(m K) befestigt werden können. Damit eine Verlötung der Wandler 12 mit dem metallischen Verdampferteil 14 möglich ist, sind die Wandler 12 an ihrer dem Verdampferteil 14 zugewandten Seite mit einer Metallisierungsschicht 22 versehen. Die Metallisierungsschicht kann beispielsweise mittels Aufsputtern auf die Rückseite der Wandler aufgebracht werden. Als Metallisierungsschicht bietet sich beispielsweise Kupfer oder Silber an, wobei diese Metalle ebenfalls einen sehr hohen Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. Der Verdampferteil kann beispielsweise aus einem Kupferrohr gefertigt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Strangpressprofil aus Aluminium zu verwenden. In 2 is another profile of the evaporator part 14 shown as a section. This is a substantially circular cross-section, which, however, also two flattenings 20 comprising, where the transducers 12 with a solder layer 21 can be attached as a thermally well-conductive heat transfer layer with a thermal conductivity of more than 200 W / (m K). Thus a soldering of the converter 12 with the metallic evaporator part 14 possible, are the transducers 12 at her the evaporator part 14 facing side with a metallization layer 22 Mistake. The metallization layer can be applied, for example by means of sputtering on the back of the converter. As a metallization, for example, offers copper or silver, these metals also have a very high thermal conductivity. The evaporator part can be made, for example, from a copper tube. Another possibility is to use an extruded aluminum profile.

In 3 ist der gesamte Thermosyphon-Kreislauf 15 zu erkennen. Im Verdampferteil 14 verdampft das Arbeitsmedium und steigt nach oben. Deswegen muss der Sonnenkollektor 11 auch mit seiner Brennachse nach oben gerichtet und nicht mit waagerechter Brennachse montiert sein. Die Drehachse 23, die in 1 dargestellt ist, ermöglicht daher eine Ausrichtung des Sonnenkollektors 11 in verschiedene Himmelsrichtungen. Soll der Sonnenkollektor zusätzlich nach der Höhe des Sonnenstandes ausgerichtet werden, so muss in der Befestigung 18 eine lineare Höhenverstellung 24 vorgesehen werden. Eine Zuführleitung 25 und eine Abführleitung 26 in direkter Nachbarschaft des Verdampferteils 14 müssen dann elastisch beispielsweise durch Schläuche ausgebildet sein. In 3 is the entire thermosyphon circuit 15 to recognize. In the evaporator part 14 the working fluid evaporates and rises. That's why the solar collector needs 11 also with its focal axis directed upwards and not be mounted with horizontal focal axis. The rotation axis 23 , in the 1 is shown, therefore, allows alignment of the solar collector 11 in different directions. If the solar collector is also to be aligned with the height of the sun, then it must be in the fixing 18 a linear height adjustment 24 be provided. A supply line 25 and a discharge line 26 in the immediate vicinity of the evaporator part 14 must then be formed elastically, for example by hoses.

Das im Verdampferteil 14 verdampfende Arbeitsmedium steigt nach oben und passiert einen Kondensatorteil 27, wo das Arbeitsmedium Wärme an Kühlrippen 28 abgibt und dadurch kondensiert. Es wird anschließend einem Speicher 29 zugeführt. Hier ist eine größere Menge Arbeitsmedium vorhanden, welche über Nacht abgekühlt werden kann und somit für den Tag zusätzliche Kühlleistung zur Verfügung stellt. Zu diesem Zweck kann das Kühlmedium während der Nacht mit einer Umwälzpumpe 30 im flüssigen Zustand durch den Thermosyphon-Kreislauf gepumpt werden und gibt die am Tag gespeicherte Wärme an die kühlere Nachtluft ab. Hierbei arbeiten ein Nachkühler 31 mit Kühlrippen 28, der Kondensatorteil 27 und auch der Verdampferteil 14 jeweils als Kühler, da diese Bereiche des Thermosyphon-Kreislaufes gut wärmeleitend ausgeführt sind und eine Wärmeabgabe des Arbeitsmediums erlauben. Um im Tagbetrieb eine möglichst geringe Aufheizung des Arbeitsmediums durch direkte Sonneneinstrahlung zu gewährleisten, ist der außerhalb des Sonnenkollektors 11 liegende Teil des Thermosyphon-Kreislaufes 15 mit einer Abdeckung 32 abgeschattet. The in the evaporator part 14 evaporating working fluid rises and passes through a condenser part 27 where the working medium heat on cooling fins 28 gives off and thereby condenses. It then becomes a memory 29 fed. Here is a larger amount of working fluid available, which can be cooled overnight, thus providing additional cooling capacity for the day. For this purpose, the cooling medium during the night with a circulation pump 30 pumped through the thermosyphon circuit in the liquid state and releases the heat stored during the day to the cooler night air. Here, an aftercooler work 31 with cooling fins 28 , the capacitor part 27 and also the evaporator part 14 each as a cooler, since these areas of the thermosiphon circuit are designed to conduct heat well and allow heat to dissipate the working medium. In order to ensure the lowest possible heating of the working medium by direct sunlight during daytime operation, the outside of the solar panel 11 lying part of the thermosyphon circulation 15 with a cover 32 shaded.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2011/028742 A1 [0002] WO 2011/028742 A1 [0002]

Claims (11)

Solaranlage mit einem Sonnenkollektor (11) und einem photovoltaischen oder thermoelektrischen Wandler (12), der gegenüber dem Sonnenkollektor (11) derart ausgerichtet ist, dass die Sonnenstrahlung auf den Wandler (12) konzentriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des Wandlers (12) ein Thermosyphon-Kreislauf (15) mit einem Verdampferteil (14) und einem Kondensatorteil (27) vorgesehen ist, wobei der Verdampferteil (14) mit dem Wandler (12) thermisch leitend verbunden ist. Solar system with a solar collector ( 11 ) and a photovoltaic or thermoelectric converter ( 12 ), which faces the solar collector ( 11 ) is oriented such that the solar radiation on the transducer ( 12 ), characterized in that for cooling the transducer ( 12 ) a thermosyphone circuit ( 15 ) with an evaporator part ( 14 ) and a capacitor part ( 27 ) is provided, wherein the evaporator part ( 14 ) with the converter ( 12 ) is thermally conductively connected. Solaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferteil (14) über eine Lötverbindung (21) oder eine Klebeverbindung mit dem Wandler (12) verbunden ist. Solar installation according to claim 1, characterized in that the evaporator part ( 14 ) via a solder connection ( 21 ) or an adhesive connection with the transducer ( 12 ) connected is. Solaranlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Leitfähigkeit der Verbindung zwischen dem Verdampferteil (14) und dem Wandler (12) größer als 200 W/(m K) ist. Solar installation according to one of claims 1 or 2, characterized in that the thermal conductivity of the connection between the evaporator part ( 14 ) and the converter ( 12 ) is greater than 200 W / (m K). Solaranlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferteil (14) durch eine Sonnenblende (16) vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt ist. Solar installation according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator section ( 14 ) through a sun visor ( 16 ) is protected from direct sunlight. Solaranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenblende (16) eine zumindest Teile der Sonnenstrahlung reflektierende Oberfläche (19) aufweist. Solar system according to claim 4, characterized in that the sun visor ( 16 ) an at least parts of the solar radiation reflecting surface ( 19 ) having. Solaranlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnenkollektor (11) als Parabolrinne ausgebildet ist und der Verdampferteil (14) rohrförmig ist und vom einen Ende der Parabolrinne zum anderen Ende verläuft. Solar installation according to one of the preceding claims, characterized in that the solar collector ( 11 ) is designed as a parabolic trough and the evaporator part ( 14 ) is tubular and extends from one end of the parabolic trough to the other end. Solaranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferteil (14) in seinem Querschnitt an die Kontur des Wandlers (12) angepasst ist, insbesondere einen abgeflachten Bereich (20) aufweist. Solar installation according to claim 6, characterized in that the evaporator part ( 14 ) in its cross section to the contour of the transducer ( 12 ), in particular a flattened area ( 20 ) having. Solaranlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatorteil (27) durch eine Abdeckung (32) vor der Sonnenstrahlung geschützt ist. Solar installation according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitor part ( 27 ) through a cover ( 32 ) is protected from solar radiation. Solaranlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kondensatorteil (27) nachgeschaltet ein Speicher (29) für das flüssige Kühlmedium vorgesehen ist. Solar installation according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitor part ( 27 ) a memory ( 29 ) is provided for the liquid cooling medium. Solaranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des Speichers (29) für das Kühlmedium so bemessen ist, dass der Kühlbedarf am Tage durch Ausnutzung der Abkühlung in der Nacht befriedigt werden kann. Solar system according to claim 9, characterized in that the capacity of the memory ( 29 ) is dimensioned for the cooling medium so that the cooling demand during the day can be satisfied by utilizing the cooling at night. Solaranlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kondensatorteil (27) ein Nachkühler (31) nachgeschaltet ist. Solar installation according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitor part ( 27 ) an aftercooler ( 31 ) is connected downstream.
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