DE102013005384A1 - Thermal solar collector - Google Patents

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DE102013005384A1 DE102013005384.6A DE102013005384A DE102013005384A1 DE 102013005384 A1 DE102013005384 A1 DE 102013005384A1 DE 102013005384 A DE102013005384 A DE 102013005384A DE 102013005384 A1 DE102013005384 A1 DE 102013005384A1
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Abstract

Ein thermischer Solarkollektor (1) zur Wärmegewinnung weist ein Kollektorgehäuse (10), einen darin angeordneten und von einem Wärmeträgerfluid durchströmten Absorber (20) zur Aufnahme von Solarstrahlung, eine zum Absorber (20) führende erste Absorberleitung (21), eine vom Absorber (20) abgehende zweite Absorberleitung (22), eine Pumpe (2) zur Umwälzung eines Wärmeträgerfluids, ein Photovoltaikmodul (3) und eine Luftkühlungseinheit (4) auf, wobei die Pumpe (2) und das Photovoltaikmodul (3) innerhalb des Kollektorgehäuses (10) angeordnet sind. Hierdurch wird ein thermischer Solarkollektor (1) zur Wärmegewinnung zur Verfügung gestellt, der nahezu autark funktioniert und einfach, platzsparend und kostengünstig zu montieren ist.A thermal solar collector (1) for obtaining heat has a collector housing (10), an absorber (20) arranged therein and through which a heat transfer fluid flows, for receiving solar radiation, a first absorber line (21) leading to the absorber (20), one from the absorber (20 ) outgoing second absorber line (22), a pump (2) for circulating a heat transfer fluid, a photovoltaic module (3) and an air cooling unit (4), the pump (2) and the photovoltaic module (3) being arranged within the collector housing (10) are. As a result, a thermal solar collector (1) is provided for heat generation, which functions almost autonomously and is simple, space-saving and inexpensive to install.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermischen Solarkollektor zur Wärmegewinnung mit einem Kollektorgehäuse, einem Absorber, einer Pumpe und ein durch eine Luftkühlungseinheit kühlbares Photovoltaikmodul. Dabei sind die Pumpe und das Photovoltaikmodul innerhalb des Kollektorgehäuses angeordnet.The present invention relates to a thermal solar collector for heat recovery with a collector housing, an absorber, a pump and a photovoltaic module which can be cooled by an air cooling unit. The pump and the photovoltaic module are arranged inside the collector housing.

Stand der TechnikState of the art

Thermische Solarkollektoren werden aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades zunehmend zur Brauchwassererwärmung und/oder Raumheizung eingesetzt. Dies begründet sich sowohl durch steigendes Umweltbewusstsein als auch durch wirtschaftliche Überlegungen aufgrund der hohen und weiterhin steigenden Energiepreise.Thermal solar collectors are increasingly being used for domestic water heating and / or space heating due to their high efficiency. This is due to increasing environmental awareness as well as economic considerations due to high and still rising energy prices.

Dazu ist aus der DE 102008011983 A1 eine thermische Solaranlage mit einem Kollektor bekannt, der aus zwei hintereinander geschalteten Flachbettkollektoren mit einem Überhitzungsschutz besteht. Der Kollektor ist über einen Kreislauf mit einem Wärmespeicher verbunden. An den Anschlüssen von Vor- und Rücklauf des Kollektors befindet sich jeweils ein Mehrwegeventil, wobei in einer ersten Schaltstellung der beiden Mehr-Wegeventile diese den Durchflussweg vom Kollektor zum Wärmetauscher eines Thermogenerators freigeben, so dass das Wärmeträgermedium hintereinander sowohl den Kollektor als auch den Wärmetauscher durchströmt. Der Wärmetauscher ist an der Rückseite des Kollektors angeordnet. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung befindet sich eine Pumpe zwischen dem Kollektor und dem Wärmetauscher außerhalb eines Kollektorgehäuses.This is from the DE 102008011983 A1 a thermal solar system with a collector known, which consists of two successive flat bed collectors with an overheating protection. The collector is connected via a circuit with a heat storage. In each case, a multi-way valve is located at the connections of flow and return of the collector, wherein in a first switching position of the two multi-way valves they release the flow path from the collector to the heat exchanger of a thermal generator, so that the heat transfer medium flows through both the collector and the heat exchanger one behind the other , The heat exchanger is located at the rear of the collector. In contrast to the present invention, a pump is located between the collector and the heat exchanger outside a collector housing.

Die DE 102007041267 A1 zeigt einen thermischen Solarkollektor, dessen Absorber und Wärmedämmung aus Polymermaterial gebildet sind.The DE 102007041267 A1 shows a solar thermal collector whose absorber and thermal insulation are formed of polymer material.

Aus der DE 202006001289 U1 ist ein Solarkollektor mit einer schwimmfähigen Platte bekannt, auf der sich ein Photovoltaik-Element, eine Umwälzpumpe und eine Solarfläche befinden. Die elektrische Energie wird hierbei direkt an die Umwälzpumpe geleitet.From the DE 202006001289 U1 a solar collector with a buoyant plate is known on which there is a photovoltaic element, a circulation pump and a solar surface. The electrical energy is passed directly to the circulation pump.

Schließlich zeigt die DE 7801257 U1 einen Solarkollektor mit einem Gehäuse in dem zwei Absorberrohrsysteme, ein Thermostat-Schalter, eine Umwälzpumpe, thermostatisch gesteuerte Regelventile und eine Ausgleichsgefäß angeordnet sind. Hierbei befindet sich die Umwälzpumpe unter einer zusätzlichen Abdeckung. Standardmäßig sind Pumpen zur Umwälzung eines Wärmeträgerfluids innerhalb eines Absorbers Bestandteil einer sogenannten Solarstation und meistens witterungsgeschützt in einem Gebäude angeordnet, z. B. in einem Heizungskeller, wo auch die Solaranlage mit sonstigen wärmetechnischen Anlagen, z. B. Wärmetauscher, gekoppelt wird und die Steuerungseinheit angebracht ist. Die Stromversorgung der Solaranlage erfolgt ebenfalls durch das Gebäude. Dabei hängt die Betriebssicherheit des thermischen Solarkollektors von der Integration in eine bestehende Warmwasserbereitstellungsanlage und/oder Heizungsanlage ab.Finally, the shows DE 7801257 U1 a solar collector with a housing in which two absorber tube systems, a thermostat switch, a circulation pump, thermostatically controlled control valves and a surge tank are arranged. Here, the circulation pump is under an additional cover. By default, pumps for circulating a heat transfer fluid within an absorber are part of a so-called solar station and usually weather-protected in a building arranged, for. B. in a boiler room, where the solar system with other thermal equipment, eg. B. heat exchanger, is coupled and the control unit is mounted. The solar system is also powered by the building. The reliability of the solar thermal collector depends on the integration into an existing hot water supply system and / or heating system.

Diese aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen weisen damit den Nachteil auf, dass bei dieser Form der Installation einer Solaranlage zu der Montage des Solarkollektors ein zusätzlicher Montage- und Installationsaufwand zur Integration erforderlich ist nebst einem zusätzlichen Platzbedarf und guten Fachkenntnissen eines Installateurs. Dies wirkt sich insgesamt kostensteigernd auf die Solaranlage aus.These known from the prior art devices thus have the disadvantage that in this form of installation of a solar system to the installation of the solar collector, an additional installation and installation costs for integration is required together with an additional space and good technical knowledge of an installer. This has a total cost-increasing effect on the solar system.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen thermischen Solarkollektor zur Verfügung zu stellen, welcher die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, nahezu autark funktioniert und einfach und platzsparend zu montieren ist.The invention is therefore an object of the invention to provide a solar thermal collector available, which avoids the disadvantages of the prior art, works almost self-sufficient and is easy to install and save space.

Diese Aufgabe wird durch einen thermischen Solarkollektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a thermal solar collector with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are described in the subclaims.

Dazu wird erfindungsgemäß ein thermischer Solarkollektor mit

  • • einem Kollektorgehäuse,
  • • einem darin angeordneten und von einem Wärmeträgerfluid durchströmten Absorber zur Aufnahme von Solarstrahlung,
  • • einer zum Absorber führenden ersten Absorberleitung,
  • • einer vom Absorber abgehenden zweiten Absorberleitung,
  • • einer Pumpe zur Umwälzung eines Wärmeträgerfluids,
  • • einem Photovoltaikmodul und
  • • einer Luftkühlungseinheit zur Verfügung gestellt, wobei die Pumpe und das
Photovoltaikmodul innerhalb des Kollektorgehäuses angeordnet sind und das Photovoltaikmodul durch die Luftkühlungseinheit kühlbar ist. Zur Steuerung der Pumpe in Abhängigkeit von der Solarstrahlung kann das Photovoltaikmodul mit dieser verbunden sein.For this purpose, a thermal solar collector according to the invention
  • A collector housing,
  • An absorber arranged therein and through which a heat transfer fluid flows, for receiving solar radiation,
  • A first absorber line leading to the absorber,
  • A second absorber line emerging from the absorber,
  • A pump for circulating a heat transfer fluid,
  • • a photovoltaic module and
  • • an air cooling unit provided, the pump and the
Photovoltaic module are arranged within the collector housing and the photovoltaic module is cooled by the air cooling unit. To control the pump as a function of the solar radiation, the photovoltaic module can be connected to this.

Dadurch kann der thermische Solarkollektor einfach, schnell und zeitsparend auch von einem Nichtfachmann montiert werden. Es wird weder ein zusätzlicher Platz in einem Gebäude noch eine externe Stromversorgung benötigt. Dieser Solarkollektor arbeitet autark, benötigt nur die zum Absorber führende und die vom Absorber abgehende Leitung und kann somit als „Plug and Play”-System bezeichnet werden. Des Weiteren ist durch die Integration der Pumpe und des Photovoltaikmoduls innerhalb des Kollektorgehäuses der Vorfertigungsgrad höher. Damit können Probleme bedingt durch eine fehlerhafte Montage bzw. Installation einer Solarstation von vorneherein ausgeschaltet werden. Zusätzlich kann die Luftkühlungseinheit am und/oder innerhalb des Kollektorgehäuses angeordnet werden.As a result, the solar thermal collector can be easily, quickly and quickly installed by a non-specialist. There will be neither additional space in a building nor one external power needed. This solar collector works autonomously, requires only the leading to the absorber and the outgoing from the absorber line and can thus be referred to as a "plug and play" system. Furthermore, by integrating the pump and the photovoltaic module within the collector housing, the degree of prefabrication is higher. Thus problems can be eliminated due to a faulty installation or installation of a solar station from the outset. In addition, the air cooling unit can be arranged on and / or within the collector housing.

Schließlich kann dieser Solarkollektor, z. B. durch Verwendung von herkömmlichen Pneumatikschläuchen, an bereits bestehende Heizungs- und/oder Warmwassersysteme mittels „Hot Tappig” Verfahren, d. h. Anbringung von zusätzlichen Abgängen bzw. Anschlüssen bei unter Druck stehenden Systemen, ohne diese entleeren zu müssen, angebracht, oder an einen bestehenden Wärmetauscher angeschlossen werden. Der Anschluss des thermischen Solarkollektors über Schläuche an das bereits existierende Heizungs- und oder Warmwassersystems kann auch über Anschneidkolben, die durch eine Treibladung aktiviert werden, oder auch durch eine Anbohrung und Realisierung einer Abzweigstelle mit Absperrhahn durchgeführt werden. In der Regel erfolgt die Verbindung mittels Kunststoffschläuchen und „One Way”, also nicht mehr lösbaren, Steckverbindungen.Finally, this solar collector, z. B. by using conventional pneumatic tubing to existing heating and / or hot water systems by means of "hot tappig" method, d. H. Installation of additional outlets or connections in pressurized systems, without having to drain them, attached or connected to an existing heat exchanger. The connection of the solar thermal collector via hoses to the existing heating and or hot water system can also be carried out via cutting piston, which are activated by a propellant charge, or by a tapping and implementation of a branch point with stopcock. In general, the connection is made by means of plastic hoses and "One Way", ie no longer detachable, connectors.

Die Luftkühlungseinheit kann vorteilhafterweise als Kühlrippen ausgebildet sein. Dabei kann der thermische Solarkollektor durch die auf einer Rückwand des Solarkollektors zur konvektiven Kühlung ausgeformten Kühlrippen kühlbar sein.The air cooling unit can advantageously be designed as cooling fins. In this case, the thermal solar collector can be cooled by the cooling fins formed on a rear wall of the solar collector for convective cooling.

Dadurch werden die Bauteile des Solarkollektors im Stagnationsfall, also bei fehlender Wärmeabgabe durch einen Wärmeverbraucher und hoher Aufnahme von Solarstrahlung, wesentlich geringeren Temperaturen ausgesetzt. Somit können hitzeempfindlichere Bauteile und Materialien verwendet werden, die geringeren Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit genügen und daher auch kostengünstiger sein können als herkömmliche hochtemperaturbeständige Bauteile und Materialien.As a result, the components of the solar collector in stagnation, ie in the absence of heat emission by a heat consumer and high absorption of solar radiation, exposed to much lower temperatures. Thus, more heat sensitive components and materials can be used, which meet lower requirements for temperature resistance and therefore may also be cheaper than conventional high temperature resistant components and materials.

Alternativ kann in der Luftkühlungseinheit des thermischen Solarkollektors eine Ventilatoranordnung zur Zwangskühlung an und/oder in dem Kollektorgehäuse ausgebildet sein. Durch die Zwangskühlung können die entsprechenden Bauteile schnell und zuverlässig gekühlt werden. Des Weiteren kann die Steuerung der Ventilatoranordnung durch das Photovoltaikmodul in Abhängigkeit von der Solarstrahlung erfolgen. Somit können wiederum hitzeempfindlichere Bauteile und Materialien verwendet werden, die geringeren Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit genügen und daher auch wiederum kostengünstiger sein können als herkömmliche hochtemperaturbeständige Bauteile und Materialien.Alternatively, in the air cooling unit of the solar thermal collector, a fan arrangement for forced cooling may be formed on and / or in the collector housing. Forced cooling allows the components to be cooled quickly and reliably. Furthermore, the control of the fan arrangement by the photovoltaic module in dependence on the solar radiation done. Thus, in turn, more heat sensitive components and materials can be used that meet lower requirements for temperature resistance and therefore in turn can be cheaper than conventional high temperature resistant components and materials.

Vorteilhafterweise kann das Photovoltaikmodul in einem thermisch isolierten Bereich innerhalb des Kollektorgehäuses angeordnet sein. Dadurch kann mit einem geringeren Energieaufwand an elektrischer Leistung das Solarmodul gekühlt werden. Oder mit dem gleichen Energieaufwand an elektrischer Leistung kann das Solarmodul stärker gekühlt werden. Durch den vom Absorber thermisch getrennten Bereich können die temperaturempfindlichen Bauteile noch effizienter und stärker gekühlt werden.Advantageously, the photovoltaic module can be arranged in a thermally insulated area within the collector housing. This can be cooled with a lower energy consumption of electrical power, the solar module. Or with the same energy consumption of electrical power, the solar module can be cooled more. Due to the thermally separated from the absorber area, the temperature-sensitive components can be cooled even more efficient and stronger.

Das Photovoltaikmodul kann vorteilhafterweise mit einer im Kollektorgehäuse angeordneten Steuereinheit verbunden sein. Zusätzlich kann die Steuereinheit des Solarkollektors eine Schnittstelle, zum Beispiel eine USB-Schnittstelle, zum Datenaustausch aufweisen. Damit lassen sich sämtliche Fehlfunktionen und Systemparameter auslesen, Betriebszustände neu einstellen und programmieren. Dadurch kann zusätzlich eine elektronische Dokumentation sämtlicher Betriebszustände und Parameter während der Betriebsdauer des Solarkollektors zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich kann die Steuereinheit mit einer Empfänger- und/oder Sendeeinheit zum Datenaustausch verbunden sein. Dadurch kann die Übermittlung von Zustandsdaten des Solarkollektors mit der Sendeeinheit erfolgen. Damit können auch Alarme von Fehlfunktionen drahtlos übertragen werden. Des Weiteren kann der Solarkollektor damit auch drahtlos steuerbar sein.The photovoltaic module can advantageously be connected to a control unit arranged in the collector housing. In addition, the control unit of the solar collector may have an interface, for example a USB interface, for data exchange. This allows all malfunctions and system parameters to be read out, to reset operating states and to program them. As a result, an additional electronic documentation of all operating states and parameters during the service life of the solar collector can be made available. In addition, the control unit may be connected to a receiver and / or transmitter unit for data exchange. As a result, the transmission of status data of the solar collector with the transmitting unit can take place. This also alarms of malfunctions can be transmitted wirelessly. Furthermore, the solar collector can thus be controlled wirelessly.

Des Weiteren kann die Steuereinheit des Solarkollektors mit einer Statusanzeige verbunden sein. Dadurch kann der Solarkollektor durch optische Signale auf eine Fehlfunktion hinweisen. Aber auch akustische Signale sind bei Fehlfunktionen möglich. Diese Überwachungsfunktionen erhöhen wiederum die Betriebssicherheit des Solarkollektors.Furthermore, the control unit of the solar collector can be connected to a status display. As a result, the solar collector can indicate a malfunction by optical signals. But also acoustic signals are possible in case of malfunction. These monitoring functions in turn increase the operational safety of the solar collector.

Mit der Steuereinheit kann eine zentrale Heizungsanlage basierend auf den durch die Empfängereinheit empfangenen Wetterdaten und/oder Wetterprognosen angesteuert werden. So können überflüssige Heizperioden vermieden werden. Dadurch kann eine Vorrausplanung eines Heizzyklus energiesparend durchgeführt werdenWith the control unit, a central heating system can be controlled based on the received by the receiver unit weather data and / or weather forecasts. Thus, unnecessary heating periods can be avoided. As a result, an advance planning of a heating cycle can be carried out in an energy-saving manner

Vorteilhafterweise ist im Kollektorgehäuse ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen. Damit kann die Steuereinheit verbunden sein. Dadurch kann die Pumpe, die Ventilatoranordnung, die Steuereinheit bzw. die Empfänger- und/oder Sendeeinheit unabhängig von der in das Photovoltaikmodul einwirkenden Solarstrahlung mit Strom versorgt werden und auch ohne Stromversorgung durch das Photovoltaikmodul betrieben werden. Zusätzlich kann die elektrische Energieeinheit des Solarkollektors mit einem externen Stromanschluss verbunden sein. Dadurch lässt sich die elektrische Ausfallsicherheit nochmals erhöhen. Selbst bei einem Ausfall des Photovoltaikmoduls und eines daraus resultierenden leeren elektrischen Energiespeichers wäre der Solarkollektor noch betriebsbereit. Des Weiteren wird die Fehlertoleranz des gesamten Systems erhöht. Die Steuereinheit, die Empfänger- und/oder Sendeeinheit und der Energiespeicher sind vorteilhafterweise kühlbar angeordnet. Dadurch wird die Steuereinheit, die Empfänger- und/oder Sendeeinheit und der Energiespeicher im Stagnationsfall, also bei fehlender Wärmeabgabe durch einen Wärmeverbraucher und hoher Aufnahme von Solarstrahlung, wesentlich geringeren Temperaturen ausgesetzt. Somit können hierfür hitzeempfindlichere Bauteile verwendet werden, die geringeren Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit genügen und daher auch kostengünstiger sein können als herkömmliche hochtemperaturbeständige Bauteile.Advantageously, an electrical energy store is provided in the collector housing. This may be connected to the control unit. As a result, the pump, the fan arrangement, the control unit or the receiver and / or transmission unit can be supplied with power independently of the solar radiation acting in the photovoltaic module be operated without power supply through the photovoltaic module. In addition, the electrical energy unit of the solar collector can be connected to an external power connection. As a result, the electrical reliability can be increased again. Even with a failure of the photovoltaic module and a resulting empty electrical energy storage of the solar collector would still be ready. Furthermore, the fault tolerance of the entire system is increased. The control unit, the receiver and / or transmitting unit and the energy storage are advantageously arranged coolable. As a result, the control unit, the receiver and / or transmitting unit and the energy storage in stagnation, ie in the absence of heat emission by a heat consumer and high absorption of solar radiation, exposed to much lower temperatures. Thus, this heat sensitive components can be used, which meet lower requirements for temperature resistance and therefore can be cheaper than conventional high temperature resistant components.

Vorteilhafterweise ist der Absorber mit einem vorzugsweise innerhalb des Kollektorgehäuses angeordneten, oben offenen Ausgleichsgefäß verbunden. Dadurch können durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Volumenänderungen des Wärmeträgerfluids kostengünstig und automatisch durch eine einfache Anordnung, wie z. B. durch ein federbelastetes Rückschlagventil mit einer Kugel, ausgeglichen werden.Advantageously, the absorber is connected to a preferably arranged within the collector housing, open-top equalizing vessel. As a result, caused by temperature fluctuations volume changes of the heat transfer fluid can be inexpensively and automatically by a simple arrangement, such. B. by a spring-loaded check valve with a ball, be compensated.

Vorteilhafterweise folgt das Verhältnis der Länge l zur Breite b des Kollektorgehäuses der Gleichung l / b = l+b / l . Dies entspricht einer Ausgestaltung nach den Regeln des „Goldenen Schnitt”. Somit kann ein optimales Verhältnis für die bestmögliche Durchströmung des Absorbers erreicht werden. Dies ermöglicht die gleichmäßigste und somit auch effizienteste Durchströmung und dadurch auch den maximalen Energieertrag. Des Weiteren kann durch dieses Verhältnis und den damit verbundenen Proportionen ein zugleich formschönes und ästhetisches Kollektorgehäuse definiert werden.Advantageously, the ratio of the length l to the width b of the collector housing follows the equation l / b = l + b / l , This corresponds to an embodiment according to the rules of the "golden section". Thus, an optimal ratio for the best possible flow through the absorber can be achieved. This allows the most even and thus most efficient flow and thereby the maximum energy yield. Furthermore, this ratio and the associated proportions can be used to define a shapely and aesthetic collector housing.

Die thermische Kollektoranordnung zur Wärmegewinnung weist vorteilhafterweise zumindest einen weiteren damit gekoppelten Solarkollektor auf. Durch diese Anordnung können einfache Solarkollektoren bzw. „Slave-Module”, die nur einen Absorber ohne weiter Bauteile aufweisen, mit einem sogenannten „Master-Modul”, einem Solarkollektoren, der Photovoltaikmodul, Pumpe, Ventilatoranordnung, Steuereinheit und/oder Empfänger- und/oder Sendeeinheit aufweist, kostengünstig und zentral gesteuert kombiniert werden. Durch diese Anordnung von dem „Master-Modul” können auch mehrere „Slave-Module” als „Master-Slave Solarkollektoren” konfiguriert und angeschlossen werden. Damit können kostengünstig größere solarthermische Anlagen installiert werden. Des Weiteren werden somit mehrere Solarkollektoren durch einen Master-Solarkollektor gesteuert.The thermal collector arrangement for heat recovery advantageously has at least one further solar collector coupled thereto. By this arrangement, simple solar collectors or "slave modules", which have only one absorber without further components, with a so-called "master module", a solar panels, the photovoltaic module, pump, fan assembly, control unit and / or receiver and / or or transmitting unit, are combined inexpensively and centrally controlled. This arrangement of the "master module" can also be used to configure and connect several "slave modules" as "master-slave solar collectors". This allows cost-effective installation of larger solar thermal systems. Furthermore, several solar collectors are thus controlled by a master solar collector.

Die Aufgabe dieser Erfindung kann auch durch ein Verfahren zum Betrieb eines thermischen Solarkollektors gelöst werden. Dabei kann das Verfahren folgende Schritte aufweisen:

  • a) Bereitstellen einer Energieversorgung;
  • b) Bereitstellen eines Datenspeichers;
  • c) Bereitstellen einer Steuereinheit;
  • d) Bereitstellen der Empfangseinheit;
  • e) Empfangen von Wetterdaten und Wetterprognosen durch die Empfangseinheit;
  • f) Übermitteln der Wetterdaten und Wetterprognosen von der Empfangseinheit an die Steuereinheit;
  • g) Übermitteln von Statusparametern aus dem Datenspeicher an die Steuereinheit;
  • h) Berechnen einer Vorrausplanung eines Heizzyklus eines zentralen Warmwasserspeichers basierend auf der noch vorhandenen Wärmeenergie und der zu erwartenden Wärmeenergie;
  • i) Steuern eines zentralen Warmwasserspeichers durch die Steuereinheit;
The object of this invention can also be achieved by a method of operating a solar thermal collector. The method may include the following steps:
  • a) providing a power supply;
  • b) providing a data memory;
  • c) providing a control unit;
  • d) providing the receiving unit;
  • e) receiving weather data and weather forecasts by the receiving unit;
  • f) transmitting the weather data and weather forecasts from the receiving unit to the control unit;
  • g) transmitting status parameters from the data memory to the control unit;
  • h) calculating a pre-planning a heating cycle of a central hot water tank based on the remaining heat energy and the expected heat energy;
  • i) controlling a central hot water tank by the control unit;

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. Dazu zeigt:The invention will be explained with reference to several embodiments, together with the accompanying drawings. This shows:

1 eine schematische Darstellung eines thermischen Solarkollektors in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a solar thermal collector in a first embodiment of the present invention;

2 eine schematische Darstellung eines thermischen Solarkollektors mit einer Ventilatoranordnung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 a schematic representation of a solar thermal collector with a fan assembly in a second embodiment of the present invention;

3 eine schematische Darstellung eines thermischen Solarkollektors mit einem thermisch isolierten Bereich in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 a schematic representation of a thermal solar collector with a thermally insulated area in a third embodiment of the present invention;

4 eine schematische Darstellung eines thermischen Solarkollektors mit einer Steuereinheit, einer Empfänger- und Sendeeinheit in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4 a schematic representation of a solar thermal collector with a control unit, a receiver and transmitter unit in a fourth embodiment of the present invention;

5 eine schematische Darstellung eines thermischen Solarkollektors mit einem elektrischen Energiespeicher in einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 5 a schematic representation of a solar thermal collector with an electrical energy storage in a fifth embodiment of the present invention;

6 eine schematische Darstellung eines thermischen Solarkollektors mit einem Ausgleichsgefäß in einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 6 a schematic representation of a solar thermal collector with a Compensation vessel in a sixth embodiment of the present invention and

7 eine schematische Darstellung einer thermischen Kollektoranordnung mit einem Master-Modul und zwei Slave-Modulen. 7 a schematic representation of a thermal collector assembly with a master module and two slave modules.

Nachfolgend beziehen sich Richtungsangaben auf die Zeichnungsebene sofern sich aus dem Text nichts anderes ergibt.In the following, directional data refer to the drawing plane unless otherwise stated in the text.

Detaillierte Beschreibung einer ersten AusführungsformDetailed description of a first embodiment

Die 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines thermischen Solarkollektors 1 zur Wärmegewinnung, bzw. der zur Umwandlung von Solarstrahlung in thermische Energie geeignet ist, mit einem Kollektorgehäuse 10, einem Absorber 20, einer Pumpe 2, einem Photovoltaikmodul 3 und einer Luftkühlungseinheit 4 bestehend aus Lufteinlassbereich 4a und Luftauslassbereich 4b.The 1 schematically shows a first embodiment of a solar thermal collector 1 for heat recovery, or which is suitable for the conversion of solar radiation into thermal energy, with a collector housing 10 , an absorber 20 , a pump 2 , a photovoltaic module 3 and an air cooling unit 4 consisting of air inlet area 4a and air outlet area 4b ,

Das Kollektorgehäuse 10 ist rahmenartig und rechteckig ausgebildet. Die der Solarstrahlung zugewandte Vorderseite des Solarkollektors 1 ist mit einer Abdeckung, insbesondere mit einer Abdeckscheibe, zur Reduktion von Wärmeverlusten versehen.The collector housing 10 is frame-shaped and rectangular. The solar radiation facing front of the solar collector 1 is provided with a cover, in particular with a cover, to reduce heat loss.

Der in dem Kollektorgehäuse 10 angeordnete Absorber 20 wird von einem Wärmeträgerfluid durchströmt, das bei der Durchströmung durch die von dem Absorber 20 aufgenommene Solarstrahlung erwärmt wird. Der Absorber 20 ist mit einer von einem Verbraucher zum Absorber 20 führenden Rücklaufleitung bzw. ersten Absorberleitung 21 und einer vom Absorber 20 zum Verbraucher abgehenden Vorlaufleitung bzw. zweiten Absorberleitung 22 mit dem Verbraucher verbunden.The in the collector housing 10 arranged absorber 20 is traversed by a heat transfer fluid, which in the flow through the by the absorber 20 absorbed solar radiation is heated. The absorber 20 is with one of a consumer to the absorber 20 leading return line or first absorber line 21 and one from the absorber 20 to the consumer outgoing flow line or second absorber line 22 connected to the consumer.

In 1 ist der Absorber 20 als Flachkollektor mit einem Absorberrohr 23 und einem Absorberblech 24 ausgebildet, bei dem die Solarstrahlung von dem Absorberblech 24 aufgenommen wird. Das mäanderförmig ausgeformte Absorberblech 23 ist auf dem Absorberblech 24 mittels stoffschlüssigen Fügens verbunden, wodurch ein hoher Wärmeübergangskoeffizient verbunden mit einer hohen Wärmeübertragung erreicht wird.In 1 is the absorber 20 as a flat collector with an absorber tube 23 and an absorber sheet 24 formed, in which the solar radiation from the absorber sheet 24 is recorded. The meander-shaped absorber sheet 23 is on the absorber sheet 24 connected by means of cohesive joining, whereby a high heat transfer coefficient associated with a high heat transfer is achieved.

Zur Umwälzung bzw. zum Transport des Wärmeträgerfluids in dem Absorber 20 ist die Pumpe 2 in dem Kollektorgehäuse 10 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Pumpe 2 im Zweig der ersten Absorberleitung 21 vorgesehen, mit der das zu erwärmende Wärmeträgerfluid dem Absorber 20 zugeleitet wird. Da die Temperatur des Wärmeträgerfluids vor dem Durchströmen des Absorbers 20 geringer ist als nach dem Durchströmen des Absorbers 20, ist auch die thermische Belastung der Pumpe 2 niedriger.For circulating or for transporting the heat transfer fluid in the absorber 20 is the pump 2 in the collector housing 10 arranged. In this embodiment, the pump is 2 in the branch of the first absorber line 21 provided with the heat transfer fluid to be heated to the absorber 20 is forwarded. Since the temperature of the heat transfer fluid before flowing through the absorber 20 is lower than after flowing through the absorber 20 , is also the thermal load of the pump 2 lower.

Die für den Betrieb der Pumpe 2 erforderliche Energie wird von dem Photovoltaikmodul 3 zur Verfügung gestellt. Das Photovoltaikmodul 3 kann auch als Solarmodul bezeichnet werden und wandelt unter Nutzung des photoelektrischen Effekts die Energie der Solarstrahlung direkt in elektrische Energie um. Aufgrund der direkten elektrischen Verbindung von der Pumpe 2 mit dem Photovoltaikmodul 3 ist die Pumpe 2 in Abhängigkeit von der Solarstrahlung mit Strom versorgt bzw. in Betrieb. Somit wird die Pumpe 2 nur bei Bedarf, also akuter Solareinstrahlung, mit Strom versorgt und aktiv. Dadurch wird die Lebensdauer der Pumpe 2 deutlich erhöht. Zusätzlich entstehen z. B. nachts keine störenden Geräusche.The for the operation of the pump 2 required energy is provided by the photovoltaic module 3 made available. The photovoltaic module 3 can also be referred to as a solar module and converts the energy of the solar radiation directly into electrical energy using the photoelectric effect. Due to the direct electrical connection from the pump 2 with the photovoltaic module 3 is the pump 2 powered or in operation depending on the solar radiation. Thus, the pump 2 only when needed, so acute solar radiation, powered and active. This will increase the life of the pump 2 clearly increased. In addition, z. B. no disturbing noises at night.

Um die thermische Belastung des Photovoltaikmoduls 3, bei einer gleichzeitigen Erhöhung des Wirkungsgrades der elektrischen Energiegewinnung, zu verringern, weist der Solarkollektor 1 die Luftkühlungseinheit 4 auf. Dazu ist in dieser Ausführungsform der Lufteinlassbereich 4a und der Luftauslassbereich 4b an den Längsseiten des thermischen Solarkollektors 1 auf jeweils gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Dadurch wird eine Durchströmung bzw. Kühlung der temperaturempfindlichen Bauteile in Längsrichtung zur Verfügung gestellt. Die Wirkrichtung der Luftkühlung ist hierbei von dem Lufteinlassbereich 4a zu dem Luftauslassbereich 4b gerichtet und beruht auf Konvektion.To the thermal load of the photovoltaic module 3 , with a simultaneous increase in the efficiency of electrical energy production, to reduce, points the solar collector 1 the air cooling unit 4 on. For this purpose, in this embodiment, the air inlet area 4a and the air outlet area 4b on the long sides of the solar thermal collector 1 arranged on opposite sides. As a result, a flow or cooling of the temperature-sensitive components in the longitudinal direction is provided. The direction of action of the air cooling is in this case of the air inlet area 4a to the air outlet area 4b directed and based on convection.

Durch die Integration der Pumpe 2, des Photovoltaikmoduls 3 und der Luftkühlungseinheit 4 im Kollektorgehäuse 10 des Solarkollektors 1 ist der Vorfertigungsgrad höher und damit eine Montage automatisierbar. Des Weiteren sind Probleme bedingt durch eine fehlerhafte Montage bzw. Installation einer Solarstation von vorneherein ausschaltbar. Zusätzlich sind auch Witterungseinflüsse auf diese Bauteile reduzierbar.By integrating the pump 2 , the photovoltaic module 3 and the air cooling unit 4 in the collector housing 10 of the solar collector 1 is the degree of prefabrication higher and thus an assembly can be automated. Furthermore, problems due to a faulty installation or installation of a solar station can be switched off from the outset. In addition, weather influences on these components can be reduced.

Detaillierte Beschreibung einer zweiten AusführungsformDetailed description of a second embodiment

In einer zweiten Ausführungsform und wie aus 2 entnehmbar ist eine Ventilatoranordnung zur Zwangskühlung in dem Kollektorgehäuse 10 angeordnet. Hierbei ist ein Ventilator 5 auf der Innenseite des Lufteinlassbereiches 4a vorgesehen, der Umgebungsluft zum Durchströmen des Kollektorgehäuses 10 von dem Lufteinlassbereich 4a zum Luftauslassbereich 4b befördert und dabei die Temperatur des von der angesaugten Luft umströmten Photovoltaikmoduls 3 reduziert. Dadurch wird die auf Konvektion beruhende Kühlung durch diese Zwangskühlung deutlich verbessert.In a second embodiment and as out 2 Removable is a fan assembly for forced cooling in the collector housing 10 arranged. Here is a fan 5 on the inside of the air intake area 4a provided, the ambient air for flowing through the collector housing 10 from the air intake area 4a to the air outlet area 4b transported while the temperature of the flowed around by the sucked air photovoltaic module 3 reduced. As a result, the convection-based cooling is significantly improved by this forced cooling.

Da der Ventilator 5 direkt mit dem Photovoltaikmodul 3 elektrisch verbunden ist, erfolgt die zusätzliche Zwangskühlung durch den Ventilator 5 in Abhängigkeit von der Solarstrahlung. Somit wird der Ventilator 5 nur bei Bedarf, also akuter Solareinstrahlung, mit Strom versorgt und aktiviert. Dadurch wird die Lebensdauer des Ventilators 5 deutlich erhöht. Zudem werden damit nachts keine störenden Geräusche erzeugt.Because the fan 5 directly with the photovoltaic module 3 is electrically connected, the additional forced cooling is done by the fan 5 depending on the solar radiation. Thus, the fan 5 only when needed, so acute solar radiation, powered and activated. This will increase the life of the fan 5 clearly increased. In addition, no disturbing noises are generated at night.

Detaillierte Beschreibung einer dritten AusführungsformDetailed description of a third embodiment

Die 3 zeigt einen thermisch isolierten Bereich innerhalb des Kollektorgehäuses 10 der durch einen Isolator 7 von der Umgebung thermisch getrennt ist.The 3 shows a thermally insulated area within the collector housing 10 through an insulator 7 thermally separated from the environment.

Im Gegensatz zu den Ausführungsformen 1 und 2 ist in dieser Ausführungsform der Lufteinlassbereich 4a an einer Längseite und der Luftauslassbereich 4b an einer Querseite des thermischen Solarkollektors 1 angeordnet. Dadurch wird eine Durchströmung bzw. Kühlung der temperaturempfindlichen Bauteile auf kürzestem Wege zur Verfügung gestellt. Die Wirkrichtung der Luftkühlung ist hierbei wiederum von dem Lufteinlassbereich 4a zu dem Luftauslassbereich 4b gerichtet und beruht hauptsächlich auf der Zwangskühlung. Durch das Durchströmen des thermisch isolierten Bereichs mit der von dem Ventilator 5 geförderten Umgebungsluft, kann die Temperatur des von der angesaugten Luft umströmten Photovoltaikmoduls 3 nochmals reduziert werden bzw. bei gleicher Temperatur des Photovoltaikmoduls 3 der Stromverbrauch des Ventilators 5 reduziert werden.In contrast to the embodiments 1 and 2 is the air inlet area in this embodiment 4a on one longitudinal side and the air outlet area 4b on a transverse side of the solar thermal collector 1 arranged. As a result, a flow or cooling of the temperature-sensitive components is provided by the shortest route. The direction of action of the air cooling is again from the air inlet area 4a to the air outlet area 4b directed and is mainly based on the forced cooling. By flowing through the thermally insulated area with that of the fan 5 promoted ambient air, the temperature of the flowed around by the sucked air photovoltaic module 3 be reduced again or at the same temperature of the photovoltaic module 3 the power consumption of the fan 5 be reduced.

Detaillierte Beschreibung einer vierten AusführungsformDetailed description of a fourth embodiment

Wie der 4 entnehmbar, weist der thermischer Solarkollektor 1 zusätzlich eine im Kollektorgehäuse 10 angeordnete Steuereinheit 8, eine Empfänger- 9a und eine Sendeeinheit 9b auf. Die Steuereinheit 8 ist mit dem Photovoltaikmodul 3 direkt elektrisch verbunden. Des Weiteren ist die Empfänger- 9a und die Sendeeinheit 9b mit der Steuereinheit 8 direkt elektrisch verbunden. In dieser Ausführungsform sind die Steuereinheit 8, die Empfänger- 9a und die Sendeeinheit 9b innerhalb des thermisch isolierten Bereichs des Kollektorgehäuses 10 angeordnet. Dadurch wird wiederum eine optimale Kühlung zur Verfügung gestellt und die thermische Belastung dieser Bauteile reduziert.Again 4 Removable, points the thermal solar collector 1 additionally one in the collector housing 10 arranged control unit 8th , a recipient 9a and a transmitting unit 9b on. The control unit 8th is with the photovoltaic module 3 directly electrically connected. Furthermore, the recipient 9a and the transmitting unit 9b with the control unit 8th directly electrically connected. In this embodiment, the control unit 8th , the recipients- 9a and the transmitting unit 9b within the thermally insulated area of the collector housing 10 arranged. This in turn provides optimal cooling and reduces the thermal load on these components.

Die durch die Empfängereinheit 9a empfangenen Wetterdaten und Wetterprognosen werden an die Steuereinheit 8 übermittelt. Dadurch wird eine Vorrausplanung eines Heizzyklus eines zentralen Warmwasserspeichers basierend auf der noch vorhandenen Wärmeenergie und der zu erwartenden Wärmeenergie berechnet. Somit werden Heizperioden der zentralen Heizungsanlage reduziert und damit ist die Steuereinheit 8 energiesparend eingreifend. Des Weiteren sind auch Softwareupdates für die Steuereinheit 8 übertragbar.The through the receiver unit 9a received weather data and weather forecasts are sent to the control unit 8th transmitted. As a result, a pre-planning of a heating cycle of a central hot water storage is calculated based on the remaining heat energy and the expected heat energy. Thus, heating periods of the central heating system are reduced and thus is the control unit 8th energy-saving intervening. There are also software updates for the control unit 8th transferable.

Durch die Sendeeinheit 9b sind Zustandsdaten des thermischen Solarkollektors 1 an eine Benutzerschnittstellestelle und/oder an einen Datenspeicher übermittelbar. So sind Informationen wie Pumpenlaufzeit, Sonnenscheindauer, Vorlauf-, Rücklauftemperatur, die gewonnene Energiemenge usw. an einen Benutzer übertragbar. Zudem sind die Informationen protokolliert speicherbar.Through the transmitting unit 9b are status data of the solar thermal collector 1 can be transmitted to a user interface and / or to a data memory. Thus, information such as pump running time, sunshine duration, flow and return temperature, the amount of energy gained, etc. are transferable to a user. In addition, the information can be stored logged.

Detaillierte Beschreibung einer fünften AusführungsformDetailed description of a fifth embodiment

Die 5 zeigt einen über die Steuereinheit 8 mit dem Photovoltaikmodul 3 elektrisch verbundenen elektrischen Energiespeicher 11. Der Energiespeicher 11 ist ebenfalls innerhalb des Kollektorgehäuses 10 in dem thermisch isolierten Bereich angeordnet. Dadurch ist die Pumpe, die Ventilatoranordnung, die Steuereinheit bzw. die Empfänger- und/oder Sendeeinheit unabhängig von der in das Photovoltaikmodul 3 einwirkenden Solarstrahlung mit Strom versorgbar. Des Weiteren sind sämtliche Zustandsparameter protokollierbar.The 5 shows one about the control unit 8th with the photovoltaic module 3 electrically connected electrical energy storage 11 , The energy storage 11 is also inside the collector housing 10 arranged in the thermally insulated area. Thereby, the pump, the fan assembly, the control unit or the receiver and / or transmitting unit is independent of the in the photovoltaic module 3 supplying solar radiation with electricity. Furthermore, all status parameters can be logged.

Detaillierte Beschreibung einer sechsten AusführungsformDetailed description of a sixth embodiment

Die im Betrieb auftretenden Temperaturänderungen des Wärmeträgerfluids bewirken eine Volumenänderung, die mittels eines Ausgleichsgefäßes 6 ausgleichbar sind. Dieses Ausgleichsgefäß 6 ist in dieser Ausführungsform Bestandteil des Solarkollektors 1 und im Wesentlichen an dem in Einbaulage des Solarkollektors 1 höchsten Punkt des Absorbers 1 bzw. der zweiten Absorberleitung 22 angeschlossen und angeordnet. Im Ausgleichsgefäß 6 ist das Wärmeträgerfluid angedeutet.The temperature changes occurring during operation of the heat transfer fluid cause a change in volume, by means of a surge tank 6 are compensable. This equalizing vessel 6 is part of the solar collector in this embodiment 1 and essentially at the installation position of the solar collector 1 highest point of the absorber 1 or the second absorber line 22 connected and arranged. In the equalization tank 6 the heat transfer fluid is indicated.

Im Gegensatz zu den Ausführungsformen 3 bis 5 sind in dieser Ausführungsform der Lufteinlassbereich 4a und der Luftauslassbereich 4b an den Längsseiten des thermischen Solarkollektors 1 angeordnet. Dadurch wird eine Durchströmung bzw. Kühlung der temperaturempfindlichen Bauteile in Längsrichtung zur Verfügung gestellt.In contrast to the embodiments 3 to 5 In this embodiment, the air inlet area 4a and the air outlet area 4b on the long sides of the solar thermal collector 1 arranged. As a result, a flow or cooling of the temperature-sensitive components in the longitudinal direction is provided.

Detaillierte Beschreibung einer siebten AusführungsformDetailed description of a seventh embodiment

Durch die integrierte Anordnung sämtlicher Bauteile innerhalb des thermischen Solarkollektors 1 und einer speziellen Ausgestaltung der Luftkühlungseinheit 4, ist an den erfindungsgemäßen thermischen Solarkollektor 101 ein weiterer thermischer Solarkollektor 102 angrenzend angeordnet. Aus 7 ist dazu eine Kollektoranordnung 100, der thermische Solarkollektor 1, bzw. als ein Master-Modul 101 bezeichnet, und der weitere thermische Solarkollektor 102, als ein Slave-Modul 102 bezeichnet, entnehmbar. Der weitere thermische Solarkollektor 102 ist als ein dem Stand der Technik entsprechender Solarkollektor ohne Pumpe 2, Photovoltaikmodul 3, Luftkühlungseinheit 4 etc. ausgebildet und ist sowohl parallel als auch in Serie anschließbar.Due to the integrated arrangement of all components within the solar thermal collector 1 and a special embodiment of the air cooling unit 4 , is to the thermal solar collector according to the invention 101 another thermal solar collector 102 arranged adjacent. Out 7 is a collector arrangement 100 , the solar thermal collector 1 , or as a master module 101 referred, and the other thermal solar collector 102 as a slave module 102 designated, removable. The further thermal solar collector 102 is as a prior art solar collector without a pump 2 , Photovoltaic module 3 , Air cooling unit 4 etc. and can be connected both in parallel and in series.

Die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen dienen lediglich der Erläuterung und stellen keine Einschränkung des Schutzumfangs dar.The preferred embodiments described herein are for illustration purposes only and do not limit the scope of protection.

In weiteren Ausführungsformen ist für das Befüllen des Kollektorkreislaufes ein Einfüllstutzen denkbar, der ein Befüllen des Wärmeträgerfluidkreislaufes einfach ermöglicht. Der Einfüllstutzen kann zusätzlich mit einem Sicherheitsventil ausgebildet sein, das den Kollektorkreislauf vor schädlichen Überdrücken bewahrt. Dabei kann der Einfüllstutzen sowohl gemeinsam als auch getrennt von dem Ausgleichsgefäß angeordnet sein, ist aber im Wesentlichen am höchsten Punkt des Kollektorkreislaufes angeordnet.In further embodiments, a filler neck is conceivable for filling the collector circuit, which allows easy filling of the heat transfer fluid circuit. The filler neck can be additionally formed with a safety valve that protects the collector circuit from damaging overpressures. In this case, the filler neck can be arranged both together and separately from the expansion tank, but is arranged substantially at the highest point of the collector circuit.

In frostfreien Gebieten und Regionen ist als Wärmeträgerfluid Wasser denkbar. Hingegen ist in nicht frostfreien Gebieten und Regionen z. B. eine Glykol Mischung denkbar.In frost-free areas and regions, water is conceivable as the heat transfer fluid. In contrast, in non-frost-free areas and regions z. B. a glycol mixture conceivable.

Zur Entkopplung der Heizungsanlage mit dem thermischen Solarkollektor ist auch der Einsatz eines Wärmetauschers denkbar.To decouple the heating system with the solar thermal collector and the use of a heat exchanger is conceivable.

Zur zusätzlichen Kühlung ist auch eine Verwendung eines zweiten Ventilators denkbar, der am Luftauslassbereich angeordnet ist.For additional cooling, a use of a second fan is conceivable, which is arranged at the air outlet.

Es ist auch denkbar eine Steuereinheit, eine Empfänger- und eine Sendeeinheit auch außerhalb eines thermisch isolierten Bereichs des Kollektorgehäuses anzuordnen.It is also conceivable to arrange a control unit, a receiver and a transmitting unit outside a thermally insulated area of the collector housing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Solarkollektorsolar collector
22
Pumpepump
33
Photovoltaikmodulphotovoltaic module
44
LuftkühlungseinheitAir cooling unit
4a4a
LufteinlassbereichAir intake area
4b4b
Luftauslassbereichair outlet
55
Ventilatorfan
66
Ausgleichsgefäßexpansion tank
77
Isolatorinsulator
88th
Steuereinheitcontrol unit
9a9a
Empfängereinheitreceiver unit
9b9b
Sendeeinheittransmission unit
1010
Kollektorgehäusecollector housing
1111
Energiespeicherenergy storage
1212
Schnittstelleinterface
2020
Absorberabsorber
2121
erste Absorberleitungfirst absorber line
2222
zweite Absorberleitungsecond absorber line
2323
Absorberrohrabsorber tube
2424
Absorberblechabsorber plate
100100
thermische Kollektoranordnungthermal collector arrangement
101101
Master-ModulMaster module
102102
Slave-ModulSlave module

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102007041267 A1 [0004] DE 102007041267 A1 [0004]
  • DE 202006001289 U1 [0005] DE 202006001289 U1 [0005]
  • DE 7801257 U1 [0006] DE 7801257 U1 [0006]

Claims (10)

Thermischer Solarkollektor (1) zur Wärmegewinnung mit einem Kollektorgehäuse (10), einem darin angeordneten und von einem Wärmeträgerfluid durchströmten Absorber (20) zur Aufnahme von Solarstrahlung, einer zum Absorber (20) führenden ersten Absorberleitung (21), einer vom Absorber (20) abgehenden zweiten Absorberleitung (22), einer Pumpe (2) zur Umwälzung eines Wärmeträgerfluids, einem Photovoltaikmodul (3) und einer Luftkühlungseinheit (4), wobei die Pumpe (2) und das Photovoltaikmodul (3) innerhalb des Kollektorgehäuses (10) angeordnet sind.Thermal solar collector ( 1 ) for heat recovery with a collector housing ( 10 ), arranged therein and traversed by a heat transfer fluid absorber ( 20 ) for receiving solar radiation, an absorber ( 20 ) leading first absorber line ( 21 ), one from the absorber ( 20 ) outgoing second absorber line ( 22 ), a pump ( 2 ) for circulating a heat transfer fluid, a photovoltaic module ( 3 ) and an air cooling unit ( 4 ), whereby the pump ( 2 ) and the photovoltaic module ( 3 ) within the collector housing ( 10 ) are arranged. Thermischer Solarkollektor (1) nach Anspruch 1, wobei die Luftkühlungseinheit (4) als Kühlrippen ausgebildet ist.Thermal solar collector ( 1 ) according to claim 1, wherein the air cooling unit ( 4 ) is designed as a cooling ribs. Thermischer Solarkollektor (1) nach Anspruch 1, wobei die Luftkühlungseinheit (4) als Ventilatoranordnung ausgebildet ist.Thermal solar collector ( 1 ) according to claim 1, wherein the air cooling unit ( 4 ) is designed as a fan assembly. Thermischer Solarkollektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Photovoltaikmodul (3) in einem thermisch isolierten Bereich innerhalb des Kollektorgehäuses (10) angeordnet ist.Thermal solar collector ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the photovoltaic module ( 3 ) in a thermally insulated area within the collector housing ( 10 ) is arranged. Thermischer Solarkollektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Photovoltaikmodul (3) mit einer im Kollektorgehäuse (10) angeordneten Steuereinheit (8) verbunden ist.Thermal solar collector ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the photovoltaic module ( 3 ) with a in the collector housing ( 10 ) arranged control unit ( 8th ) connected is. Thermischer Solarkollektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (8) mit einer Empfänger- (9a) und/oder einer Sendeeinheit (9b) zum Datenaustausch verbunden ist.Thermal solar collector ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the control unit ( 8th ) with a receiver ( 9a ) and / or a transmitting unit ( 9b ) is connected to the data exchange. Thermischer Solarkollektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Kollektorgehäuse (10) ein elektrischer Energiespeicher (11) vorgesehen ist.Thermal solar collector ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein in the collector housing ( 10 ) an electrical energy store ( 11 ) is provided. Thermischer Solarkollektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Absorber (20) mit einem vorzugsweise innerhalb des Kollektorgehäuses (10) angeordneten, oben offenen Ausgleichsgefäß (6) verbunden ist.Thermal solar collector ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the absorber ( 20 ) with a preferably within the collector housing ( 10 ), open at the top of the expansion tank ( 6 ) connected is. Thermischer Solarkollektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Länge l zur Breite b des Kollektorgehäuses (10) der Gleichung l / b = l+b / l folgt.Thermal solar collector ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the ratio of the length l to the width b of the collector housing ( 10 ) of the equation l / b = l + b / l follows. Thermische Kollektoranordnung (100), welche zumindest einen thermischen Solarkollektor (1) nach Anspruch 1 bis 9 sowie zumindest einen weiteren damit gekoppelten Solarkollektor aufweist.Thermal collector arrangement ( 100 ), which at least one thermal solar collector ( 1 ) according to claim 1 to 9 and at least one further solar collector coupled thereto.
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