DE102011119954B4 - Device for de-icing a photovoltaic or solar system - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (10) zum Beseitigen von Eis und/oder Schnee von bzw. auf bzw. an wenigstens Teilen einer Photovoltaik- oder Solaranlage (12), insbesondere zum Beseitigen von Eis und/oder Schnee von energetisch wirksamen Teilen einer Photovoltaik- oder Solaranlage (12), wobei die Vorrichtung (10) einen Enteisungsabschnitt aufweist, der zur Abgabe von Wärmeenergie an wenigstens Teile, insbesondere an energetisch wirksame Teile einer Photovoltaik- oder Solaranlage (12) oder den diese Teile bedeckenden Schnee oder Eis vorgesehen bzw. ausgebildet ist, und der Enteisungsabschnitt wenigstens eine oder mehrere Rohrleitungen (22), insbesondere flexible Rohrleitungen (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmelieferant das Abgas eines Blockheizkraftwerks (14) dient, die Rohrleitungen (22) derart ausgebildet sind, dass sie von einem Fluid durchströmbar sind, der Enteisungsabschnitt zur Umgebung hin als Düsen ausgeführte Öffnungen (32) aufweist, durch die das Abgas austreten kann, der Enteisungsabschnitt zur Befestigung und Halterung von Solarzellen bzw. Solarmodulen und/oder von Wärmekollektoren oder Wärmekollektormodulen geeignet ist, und durch eine Regel- oder Steuervorrichtung zur Mengenbestimmung (34) eine variable Durchströmung der Rohrleitungen (22) ermöglicht wird.Device (10) for removing ice and / or snow from or on at least parts of a photovoltaic or solar system (12), in particular for removing ice and / or snow from energy-efficient parts of a photovoltaic or solar system (12 ), wherein the device (10) has a deicing section, which is provided or designed for the release of heat energy to at least parts, in particular to energetically effective parts of a photovoltaic or solar system (12) or the snow or ice covering these parts, and the De-icing section at least one or more pipes (22), in particular flexible pipes (22), characterized in that as a heat supplier, the exhaust gas of a combined heat and power plant (14), the pipes (22) are designed such that they are traversed by a fluid, the defrosting section towards the surroundings has openings (32) made as nozzles, through which the exhaust gas can exit, the De-icing section for mounting and mounting of solar cells or solar modules and / or heat collectors or heat collector modules is suitable, and by a control or control device for quantity determination (34) a variable flow through the pipes (22) is made possible.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen von Eis und/oder Schnee von wenigstens Teilen einer Photovoltaik- oder Solaranlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a device for removing ice and / or snow from at least parts of a photovoltaic or solar system according to the preamble of patent claim 1.
Im Winter ist es oftmals der Fall, dass sich Schnee und/oder Eis auf einer Photovoltaik- oder Solaranlage ansammelt oder bildet. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Anlage erniedrigt, was zu einer geringeren Leistung der Anlage bis hin zu einem Wärme- oder Stromproduktions-Ausfall führt.In winter, it is often the case that snow and / or ice accumulates or forms on a photovoltaic or solar system. As a result, the efficiency of the system is lowered, resulting in a lower performance of the system up to a heat or power production failure.
So zeigen die
Demnach ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die den Wirkungsgrad einer Photovoltaik- oder Solaranlage im Winter weiter verbessert.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a device that further improves the efficiency of a photovoltaic or solar system in winter.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Beseitigen von Eis und/oder Schnee von bzw. auf bzw. an wenigstens Teilen einer Photovoltaik- oder Solaranlage gelöst. Gemäß Patentanspruch 1 weist eine derartige Vorrichtung zum Beseitigen von Eis und/oder Schnee von bzw. auf bzw. an wenigstens Teilen einer Photovoltaik- oder Solaranlage, insbesondere zum Beseitigen von Eis und/oder Schnee von energetisch wirksamen Teilen einer Photovoltaik- oder Solaranlage wenigstens einen Enteisungsabschnitt auf, der zur Abgabe von Wärmeenergie an wenigstens Teile, insbesondere an energetisch wirksame Teile einer Photovoltaik- oder Solaranlage oder den bzw. diese bedeckenden Schnee oder Eis vorgesehen bzw. ausgebildet ist. Dadurch kann im Winter ein erhöhte Wirkungsgrad der Photovoltaik- oder Solaranlage erreicht werden, da Eis und Schnee, welche die Strom oder Wärme erzeugenden Bereiche der Anlage oder wenigstens Teile hiervon bedecken, entfernt werden.This object is achieved by a device for removing ice and / or snow from or on or at least parts of a photovoltaic or solar system. According to claim 1, such a device for removing ice and / or snow from or on at least parts of a photovoltaic or solar system, in particular for removing ice and / or snow from energy-efficient parts of a photovoltaic or solar system at least one De-icing on, which is provided or designed for the release of heat energy to at least parts, in particular to energetically effective parts of a photovoltaic or solar system or snow or ice covering these or. As a result, an increased efficiency of the photovoltaic or solar system can be achieved in winter, as ice and snow, which cover the power or heat generating areas of the plant or at least parts thereof, are removed.
Vorzugsweise weist der Enteisungsabschnitt bzw. weist die Vorrichtung im Bereich des Enteisungsabschnitts wenigstens eine oder mehrere Rohrleitungen, insbesondere flexible Rohrleitung(en) auf. Dies sorgt für eine einfache Konstruktion, eine einfache, anpassungsfähige Montage und somit kostengünstige Herstellung.The deicing section or the device preferably has at least one or more pipelines, in particular flexible pipelines, in the area of the deicing section. This ensures a simple construction, a simple, adaptable assembly and thus cost-effective production.
Optional ist (sind) die Rohrleitung(en) derart ausgebildet sind, dass sie von einem Fluid durchströmbar sind, wodurch ein Wärmetransport einfach und mit günstigen Mitteln erfolgen kann. Das Fluid ist vorzugsweise eine zum Wärmetransport und zum Wärmeübertrag geeignete Flüssigkeit, insbesondere Kühlflüssigkeit oder Alkohol oder Alkohol-Wassergemisch oder ein Gas, insbesondere Abgas oder Abluft eines gewerblichen oder privaten Anwesens. Je nach Einsatzgebiet ist durch die Variationsbreite der Vorrichtung, d. h. durch die Vielzahl einsetzbarer Fluide eine optimierte Verwendung derselben bei einem geringen Kosteneinsatz möglich.Optionally, the pipeline (s) are (are) designed such that they can be flowed through by a fluid, whereby a heat transfer can be carried out easily and with favorable means. The fluid is preferably a suitable for heat transfer and heat transfer fluid, in particular cooling liquid or alcohol or alcohol-water mixture or a gas, in particular exhaust or exhaust air of a commercial or private estate. Depending on the area of use, the variation width of the device, i. H. an optimized use of the same with a low cost use possible by the variety of usable fluids.
In einer bevorzugten Ausführungsform bilden bzw. definieren der Enteisungsabschnitt und ggf. weitere Abschnitte der Vorrichtung einen geschlossenen Kreislauf, der beispielsweise durch ein Fluid durchströmbar ist, das in einer Wärmequelle Energie aufnimmt und diese dann im Laufe des Durchströmens des Kreislaufs an die Photovoltaik- oder Solaranlage oder Teile hiervon oder an die Photovoltaik- oder Solaranlage oder Teile hiervon bedeckenden Schee oder diese bedeckendes Eis abgibt.In a preferred embodiment, the defrost section and optionally further sections of the device form or define a closed circuit, which can be traversed, for example, by a fluid which absorbs energy in a heat source and then in the course of flowing through the circuit to the photovoltaic or solar system or parts thereof or to the photovoltaic or solar system or parts of it covering Schee or this covering ice gives off.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Enteisungsabschnitt zur Umgebung hin Öffnungen aufweisen, durch die ein Wärmeenergie aufweisendes Medium, insbesondere Fluid austreten kann. Diese können entweder unter der Photovoltaik- oder Solaranlage oder aber auch oberhalb der Photovoltaik- oder Solaranlage angeordnet sein. In der Regel wird eine unter der Photovoltaik- oder Solaranlage erfolgte Anordnung zu bevorzugen sein, da das warme Medium dann zu der Photovoltaik- oder Solaranlage hochsteigt und diese erwärmen kann. Insbesondere wenn in der Vorrichtung jedoch hohe Druckverhältnisse herrschen, ist auch ein „Anblasen”, d. h. Eine Anordnung der Öffnungen oberhalb der Photovoltaik- oder Solaranlage denkbar.In a further embodiment, the de-icing section can have openings toward the surroundings, through which a medium, in particular fluid, can emerge, which has thermal energy. These can be arranged either under the photovoltaic or solar system or even above the photovoltaic or solar system. In general, an arrangement made under the photovoltaic or solar system will be preferable, since the warm medium then rises to the photovoltaic or solar system and can heat them. In particular, however, when in the device prevail high pressure conditions, is also a "blowing", d. H. An arrangement of the openings above the photovoltaic or solar system conceivable.
Der Enteisungsabschnitt kann in einer weiteren Ausführungsform zur Befestigung und Halterung von Solarzellen bzw. Solarmodulen und/oder von Wärmekollektoren oder Wärmekollektormodulen geeignet sein und/oder integral mit Halterungen für diese ausgebildet sein. Dadurch kann die gewünschte Funktion der Enteisung in weiten Teilen durch bereits existierende Rohre bzw. Rohrleitungen bzw. durch Rohre oder Rohrleitungen erfolgen, die gleichzeitig einem anderen Zweck dienen.In another embodiment, the de-icing section can be suitable for fastening and holding solar cells or solar modules and / or heat collectors or heat collector modules and / or can be formed integrally with holders for them. As a result, the desired function of the de-icing can take place in large parts through existing pipes or pipelines or through pipes or pipelines which at the same time serve a different purpose.
Insbesondere in Ausführungsformen, welche einen geschlossenen Kreislauf aufweisen, oder in Ausführungsformen, in denen als Wärmelieferant giftige Abgase, korrosive Abgase oder feuchtigkeitshaltige Abgase bzw. Abluft zur Verwendung gelangt, kann die Vorrichtung weiterhin einen Wärmetauscher aufweisen. Dieser sorgt für einen Energieübertrag aus Abgas oder Abluft oder dgl. an das die Wärme übertragende Medium, insbesondere Fluid. Für den Fall feuchtigkeitshaltiger Wärmelieferanten ist zusätzlich oder alternativ zum Wärmetauscher ein Abgas- oder Ablufttrockner denkbar.In particular, in embodiments which have a closed circuit, or in embodiments in which toxic exhaust gases, corrosive exhaust gases or moist exhaust gases or exhaust air is used as the heat supplier, the apparatus may further comprise a heat exchanger. This ensures an energy transfer from exhaust or exhaust air or the like. To the heat transfer medium, in particular fluid. In the case of moisture-containing heat suppliers is additionally or alternatively to the heat exchanger an exhaust or exhaust air dryer conceivable.
Der Wärmetauscher ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zur Integration in einen Kamin ausgebildet, d. h. er weist insbesondere einen kreisförmigen Außendurchmesser und/oder eine Aussparung in der Mitte auf, welche sich in einer axialen Richtung der Längserstreckung des Wärmetauschers erstreckt.The heat exchanger is formed in a further preferred embodiment for integration into a fireplace, d. H. it has in particular a circular outer diameter and / or a recess in the middle, which extends in an axial direction of the longitudinal extent of the heat exchanger.
Weitere mögliche Ausgestaltungsformen und Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further possible embodiments and further developments of the present invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft beschrieben. In den Zeichnungen zeigtThe invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to a preferred embodiment. In the drawings shows
Wie in den
In einer ersten Ausführungsform ist der Wärmelieferant Abgas aus einem Blockheizkraftwerk, das durch eine Abgasabführvorrichtung
Alternativ ist selbstverständlich denkbar, dass die Rohrleitung
In der beschriebenen ersten Ausführungsform durchströmt das Abgas (bzw. ggf. in alternativen Ausführungsformen die Abluft) selbst die Rohrleitung
Als Medium, welches die Rohrleitung und den Wärmetauscher durchströmt, sind Alkohole, Alkohol-Wassergemische, Gase, insbesondere Inertgase etc. denkbar. Der Wärmetauscher sorgt für einen Energieübertrag aus dem Abgas bzw. der Abluft auf das Fluid. Das Abgas bzw. die Abluft kann dann durch einen Schornstein
In einer dritten Ausführungsform weist die Rohrleitung mehrere Aussparungen, beispielsweise Düsen
In alternativen Ausführungsformen können wenigstens Teile des Enteisungsabschnitts und/oder Teile der Rohrleitung
Zusammenfassend lässt sich festhalten: da im Winter oftmals der Schnee auf einer bzw. der Photovoltaik- und Solaranlage liegen bleibt und nicht abtaut und somit die Leistung der Anlage um ein Erhebliches verringert, wird eine Möglichkeit der Enteisung vorgestellt. Es handelt sich unter anderem um die Enteisung der Photovoltaik- und Solaranlage durch die ungenutzte Abwärme eines Blockheizkraftwerks oder sonstige ungenutzte Abwärme des Hauses wie zum Beispiel die der Heizungsanlage. Hierzu wird die durch den Kamin austretende Luft vor dem Verlassen der Kaminmündung durch einen Luftwärmetauscher geleitet, wo sie ihre Wärme an einen Sekundärluftkreislauf abgibt und danach durch zwischen dem Dach und der Photovoltaik- und Solaranlage verlegte Rohre strömt, dort ihre Wärmeenergie abgibt und somit die Photovoltaikanlage enteist.In summary, it can be said that in winter the snow often remains on one or the photovoltaic and solar system and does not defrost, thus reducing the performance of the system considerably, a possibility of de-icing is presented. These include the de-icing of the photovoltaic and solar system due to the unused waste heat of a combined heat and power plant or other unused waste heat of the house such as the heating system. For this purpose, the exiting through the chimney air is passed through an air heat exchanger before leaving the chimney flue, where it gives off its heat to a secondary air circuit and then flows through laid between the roof and the photovoltaic and solar system pipes, there emits their heat energy and thus the photovoltaic system de-iced.
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit festen Merkmalskombinationen beschrieben wird, umfasst sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombinationen, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.However, while the invention will be described in terms of embodiments having fixed feature combinations, it also encompasses any conceivable further advantageous combination as particularly, but not exhaustively, given by the subclaims. All disclosed in the application documents features are claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination over the prior art.
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