DE102014005140A1 - Solar energy and insulating window module - Google Patents

Solar energy and insulating window module Download PDF

Info

Publication number
DE102014005140A1
DE102014005140A1 DE102014005140.4A DE102014005140A DE102014005140A1 DE 102014005140 A1 DE102014005140 A1 DE 102014005140A1 DE 102014005140 A DE102014005140 A DE 102014005140A DE 102014005140 A1 DE102014005140 A1 DE 102014005140A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
edge
diffusion
component according
adhesive
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014005140.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Anmelder Gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102014005140.4A priority Critical patent/DE102014005140A1/en
Publication of DE102014005140A1 publication Critical patent/DE102014005140A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/6612Evacuated glazing units
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663Elements for spacing panes
    • E06B3/66304Discrete spacing elements, e.g. for evacuated glazing units
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/677Evacuating or filling the gap between the panes ; Equilibration of inside and outside pressure; Preventing condensation in the gap between the panes; Cleaning the gap between the panes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/0488Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/052Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
    • H01L31/0521Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/249Glazing, e.g. vacuum glazing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/22Glazing, e.g. vaccum glazing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

Die Erfindung betrifft ein flächiges, Bauelement aus diffusionsdichten, auch mit kristallinen Halbleiterwerkstoffen belegten Werkstoffen, die durch elastisch dehnbare, im Randbereich der Bauelemente flächig haftende diffusionsdichte Polymere Hohlräume darstellbar machen, die mit Hochvakuumpumpen so evakuiert werden, dass die Wärmeleitung zwischen den Bauelementen auf niedrige Werte U < 0,3 W/m2K zurückgeht. Dieses Vakuum wird druckgesteuert aufrechterhalten mit dem Ziel, Verluste zugestrahlter Wärmeenergie an die Atmosphäre zu minimieren. Soweit diese Bauelemente unter Solareinstrahlung Kühlung benötigen wird diese durch flüssige Kühlmittel besorgt, die in einer eigenen Kühlebene temperaturgesteuert zwischen den Platten geführt und erwärmt in erfindungsgemäss vakuumgedämmten, den Jahreswärmebedarf fassenden Speichern gesammelt werden.The invention relates to a planar, component made of diffusion-tight, also coated with crystalline semiconductor materials, which make elastically stretchable, in the edge region of the components surface-adherent diffusion-tight polymers representable cavities, which are evacuated with high vacuum pumps so that the heat conduction between the components to low values U <0.3 W / m2K goes back. This vacuum is maintained pressure-controlled with the aim of minimizing losses of radiated heat energy to the atmosphere. As far as these components require solar radiation cooling this is concerned by liquid coolant, which is temperature-controlled in a separate Kühlebene between the plates and heated in accordance with the invention vacuum-insulated, the annual heat requirement summarizing memories are collected.

Description

Es ist bekannt, Flächenbauelemente, z. B. Isolierglasfenster, herzustellen durch verkleben von zwei Flachglasscheiben entlang der seitlichen Begrenzungen und den Zwischenraum zwischen den Scheiben durch Evakuieren gegen Wärmedurchgang durch Konvektion zu schützen. Solche Versuche wurden mehrfach als erfolgreich gelungen in Fachmedien beschrieben. Es hat sich jedoch erwiesen, dass die Verbindungen nicht nachhaltig diffusionsdicht waren, um das zwischen den Scheiben erzeugte Hochvakuuum aufrecht zu erhalten und dadurch den Wärmedurchgang zu verhindern. Besonders die unvermeidlichen Unterschiede der Dimension der verbundenen Scheiben beanspruchen die Randverklebungen auf Scherung und führen nach kurzer Zeit zum Versagen der Randverklebung, vor allem aber zum Ansteigen des Druckes im Hohlraum zwischen den Scheiben auf Werte, die den Wärmeleitwiderstand auf unwirtschaftliches Niveau anheben.It is known, surface components, z. B. insulating glass window to produce by gluing two flat glass panes along the lateral boundaries and to protect the space between the panes by evacuation against heat transfer by convection. Such attempts have been described several times as successful in specialized media. However, it has been found that the compounds were not permanently diffusion-tight in order to maintain the high vacuum generated between the disks and thereby prevent the heat transfer. In particular, the unavoidable differences in the dimension of the bonded disks subject the edge bonds to shear and, after a short time, lead to failure of the edge bonding, but above all to an increase in pressure in the cavity between the windows to values which raise the thermal resistance to uneconomic levels.

Es ist weiterhin bekannt, photothermisch und photovoltaisch wirkende Solarenergie- und Isolierfenster-Bausteine getrennt der Solarstrahlung auszusetzen. Nach verbreiteter Regel werden solche Module, z. B. aus Flachglas, auf nach Süden ausgerichteten, geneigten Ziegel- oder ähnlichen Dächern mit metallischen Haltesystemen in einem für rückseitige, kühlende Belüftung durch Thermik geeigneten Abstand angeordnet. Es sind auch Anordnungen bekannt geworden, die photothermisch und photovoltaisch wirkende Solarmodule räumlich aufeinander anordnen.It is furthermore known to suspend photovoltaic and photovoltaic solar energy and insulating window components separately from the solar radiation. After common rule, such modules, eg. B. flat glass, arranged on a south-facing, sloping tile or similar roofs with metallic holding systems in a suitable for rear cooling ventilation by thermal distance. Arrangements have also become known which spatially arrange photothermal and photovoltaic solar modules.

Hoher Wärmewiderstand, gemessen in kW/m2/J ist Voraussetzung dafür, dass von der Sonne in den gemässigten Klimazonen der Erde eingestrahlte Wärmeenergie im Sommer, vorzugsweise in Wasser oder in Wasser mit Gefrierschutz in Speichern mit wirtschaftlich erschwinglichen Dimensionen und bis zum Bedarf im Winter gespeichert werden kann.High thermal resistance, measured in kW / m 2 / J, is a prerequisite for thermal energy radiated by the sun in the temperate climatic zones of the earth in summer, preferably in water or in water with antifreeze in stores of economically affordable dimensions and up to winter demand can be stored.

Diese Anordnungen haben zum Nachteil, dass der thermische Energieanteil der Solarstrahlung nicht voll genutzt werden kann, weil er zu überwiegendem Anteil über die sich dabei erwärmende Kühlluft entlang der Rückseite noch oben abströmt um so die Überhitzung des Moduls zu verhindern. Ausserdem beanspruchen z. B. auf freiem Feld aufgestellte Solaranlagen grosse Flächen, die, wie häufig beobachtet, durchaus mühsam, d. h. kostenaufwändig von Unkraut frei gehalten werden müssen, weil Sonnenlicht im Schatten Pflanzenwachstum immer noch ermöglicht.These arrangements have the disadvantage that the thermal energy portion of the solar radiation can not be fully utilized, because it flows to predominantly share over the thereby heating cooling air along the back up so as to prevent the overheating of the module. In addition, z. B. set up in the field solar panels large areas, which, as often observed, quite cumbersome, d. H. Costly weed must be kept free of weeds because sunlight in the shade still allows plant growth.

Die Gewinnung wirtschaftlich interessanter Mengen solarer Energie sowohl in Form elektrischen Stromes als auch, wegen der bekannt niedrigen Ausbeuten elektrischen Stromes, von Wärme z. B. aus dem Süddach eines Wohnhauses auch zur Wärmeversorgung dieses Hauses verlangt, dass die Kühlung der Solarzellen nicht durch thermische Belüftung wie verbreitet bekannt, sondern durch flüssige Kühlmittel, idealer weise durch Wasser oder mit Frostschutzmittel gegen Einfrieren geschütztes Wasser erfolgt, die nach Erwärmung als Speichermedium flüssig gespeichert werden können.The recovery of economically interesting amounts of solar energy both in the form of electricity and, because of the known low yields of electricity, heat z. B. from the south roof of a residential building and the heat supply of this house requires that the cooling of the solar cells not by thermal ventilation as widely known, but by liquid coolant, ideally by water or antifreeze protected against freezing water, after heating as a storage medium can be stored in liquid form.

Problemproblem

Die Erfindung löst das Problem unterschiedlicher Dimension der einzelnen Scheiben bei Floatglas oder, z. B., bei Schichtstoffen mit hoher Diffusionsdichte oder bei Metallen durch die Verwendung hoch elastischer Kleber, z. B. als MS-Kleber im Handel erhältliche modifizierte Silikone, oder durch elastisch modifizierte Akrylate, die die durch Scherzug-Beanspruchung entstandene paralellogrammförmige Formänderung der Verbindungsschicht ohne Verlust der Haftung zur Scheibe über lange Zeit aushalten und dadurch, dass das für hohen Wärmeleitwiderstand erforderliche Vakuum von vorzugsweise 0,00005 bis 0,00006 mb in Abhängigkeit dieses Wertes durch kurzzeitige Verbindung mit einen Rezipienten als Vakuumquelle oder durch Anschluss an eine Turbomolekularpumpe bis zum Erreichen des Sollwertes druckabhängig zugeschaltet wird.The invention solves the problem of different dimensions of the individual slices in float glass or, z. B., in laminates with high diffusion density or metals by the use of highly elastic adhesive, z. B. as MS adhesive commercially available modified silicones, or by elastically modified acrylates, which withstand the shear stress caused paralellogrammförmige shape change of the connecting layer without loss of adhesion to the disc over a long time and the fact that required for high thermal resistance vacuum of preferably 0.00005 to 0.00006 mb depending on this value is switched by pressure-dependent connection by short-term connection with a recipient as a vacuum source or by connection to a turbomolecular pump until reaching the desired value.

Der Erfinder hat sich weiterhin die Aufgabe gestellt, die Nachteile getrennt auf z. B. Dächern verlegter Scheiben zu beseitigen dadurch, dass Scheiben, vor allem aus Tafelglas, so aufeinander gelagert werden, dass über Abstände im Bereich von einem Millimeter, die durch mechanische Abstandhalter erzwungen werden, flächige Hohlräume entstehen. Diese Hohlräume werden durch an sich bekannte elastische Randabstandhalter mit einander durch Kleben verbunden, dass die elastisch dehnbare Kleberschicht der durch unterschiedliche Erwärmung der einzelnen Scheiben senkrecht zu den Scheibenseiten den sich verschiebenden geometrischen Orten der Ränder ohne Bruch sowohl der Klebefläche als auch des Klebers selbst folgen kann.The inventor has further set the task of the disadvantages separately on z. As roofs of laid discs to eliminate the fact that discs, especially made of sheet glass, are stored on each other so that over distances in the range of one millimeter, which are enforced by mechanical spacers, areal cavities arise. These cavities are connected by per se known elastic edge spacers with each other by gluing, that the elastically stretchable adhesive layer of different heating of the individual discs perpendicular to the sides of the disc can follow the shifting geometric locations of the edges without breaking both the adhesive surface and the adhesive itself ,

Zeichung 1 beschreibt die erfinderische Anordnung der Flachglasscheiben 1, 2 und 3, von denen 1 mit multikristallinen Halbleiterscheiben 4 in bekannter Weise elastisch allseitig klebend eingesiegelt ist in eine selbstklebende Elastomerschicht 5 mit einer schwarzen, dünnen, in der Regel eher harten Polymerschicht für Rückseitenabdeckung 6 ist für die Rückseitenabdeckung der Halbleiterscheiben 4. Diese wiederum ist von streifenförmigen, ebenfalls hoch elastischen, selbstklebende Elastomerschichten 5 für Fliesskanalwände so unterteilt, dass die entstehenden Hohlräume 8 und 9 für darin umgewälzte Kühlflüssigkeit 20 einen über die ganze Scheibenfläche mäandernden, zusammenhängenden Kanal 10 für die gegenläufig geführte Kühlflüssigkeit 20 bilden, an dessen Enden röhrenförmige flachrunde Anschlüsse 11 aus vorzugsweise hochglänzendem Metall, z. B. Edelstahl in die Elastomerschicht so eingeklebt werden, dass sie Verbindung haben zu den Hohlräumen 8 und 9, jedoch dicht sind gegen die Hohlräume 8 und 9 und gegen den Hochvakuumhohlraum 25.Drawing 1 describes the inventive arrangement of the flat glass panes 1 . 2 and 3 , of which 1 with multicrystalline semiconductor wafers 4 is elastically sealed on all sides in a known manner is in a self-adhesive elastomer layer 5 with a black, thin, usually rather hard polymer layer for back cover 6 is for the back cover of the semiconductor wafers 4 , This in turn is of strip-shaped, likewise highly elastic, self-adhesive elastomer layers 5 for flow channel walls so divided that the resulting cavities 8th and 9 for circulating coolant therein 20 a continuous channel meandering across the entire disk surface 10 for the countercurrently guided coolant 20 form, on the ends of tubular flat-round connections 11 preferably made of high-gloss metal, z. B. stainless steel in the elastomer layer are glued so that they have connection to the cavities 8th and 9 , however, are tight against the cavities 8th and 9 and against the high vacuum cavity 25 ,

Der vorzugsweise ebenfalls im Abstand von ~1 mm durch durchsichtige, elastisch selbstklebende, eher harte Polymere gebildete Hohlraum 13 für Akrylpolymerverguss wird entlang der Ränder der Flachglasscheiben 2 und 3 in an sich bekannter Weise über ~1 mm dicke, beidseitig wirkende, Klebestreifen 11 und 12 so mit den Scheiben 2 und 3 verklebt, dass zwischen den Streifen 11 und 12 ein rund umlaufend dichter Hohlraum 13 entsteht, in den ein zur elastischen Vernetzung katalysiertes flüssiges Polymer 14 von unten durch die Öffnung 15 einströmend so injiziert wird, dass die im Hohlraum 13 enthaltende Luft durch eine Öffnung 16 entweichen oder durch diese Öffnung abgesaugt werden kann.The preferably also at a distance of ~ 1 mm by transparent, elastically self-adhesive, rather hard polymers formed cavity 13 for acrylic polymer casting is along the edges of the sheet glass panes 2 and 3 in known manner about ~ 1 mm thick, double-sided adhesive strips 11 and 12 so with the discs 2 and 3 glued that between the strips 11 and 12 a round, dense cavity 13 arises in the catalysed for elastic cross-linking liquid polymer 14 from below through the opening 15 inflowing so injected that in the cavity 13 containing air through an opening 16 escape or can be sucked through this opening.

Erfindungsgemäss ist der Innenraum 13 zwischen den Flachglasscheiben 2 und 3 an einer der Seiten mit einem in die Polymerschicht 14 hermetisch eingeklebten flachrunden Rohr 18 aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl verbunden, durch den der Hohlraum 13 so evakuiert werden kann, dass nach Vernetzung des Polymers 14 der Hohlraum 25 evakuiert werden kann und die Wärmeleitung zwischen den Flachglasscheiben 2 und 3 unterbunden ist bis auf die Abstandhalter 17 und den Randbereich 18 des Flachglas-scheibenpaketes 19, die als unvermeidbare Wärmebrücken wirken.According to the invention, the interior 13 between the flat glass panes 2 and 3 on one of the sides with one in the polymer layer 14 hermetically glued flat round tube 18 made of metal, preferably made of stainless steel, through which the cavity 13 can be evacuated so that after crosslinking of the polymer 14 the cavity 25 can be evacuated and the heat conduction between the flat glass panes 2 and 3 is suppressed except for the spacers 17 and the border area 18 of the flat glass disk package 19 that act as unavoidable thermal bridges.

Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, Flachglasscheibenpakete 19 vorzugsweise für Süddächer von Gebäuden oder als nach Süden ausgerichtete Gebäudefassaden als Dachplatten bzw. Fassadenplatten mit hoher Wärmedämmung zu verwenden und die Kühlflüssigkeit 20 mit einer Temperatur zu entnehmen aus den Hohlräumen 8 und 9 in einen geeigneten, hoch wärmegedämmten Speicher, in dem sich kein, diesem unzuträglicher Dampfdruck entwickelt und das dem Solarenergiemodul entnommene warme Kühlmittel 20 durch kaltes Kühlmittel 21 zu ersetzen.According to the invention, it is proposed flat glass disk packages 19 preferably to be used for southern roofs of buildings or as south-facing building facades as roof panels or facade panels with high thermal insulation and the cooling liquid 20 with a temperature to be taken from the cavities 8th and 9 in a suitable, highly insulated storage, in which no, this harmful vapor pressure develops and removed from the solar energy module hot coolant 20 by cold coolant 21 to replace.

2 zeigt ein Solarenergiemodul, das aus 3 Flachglas-Faserschichtstoff- oder Keramikscheiben 1, 2 und 3 mit einem Hochvakuumraum 25 besteht, die gegen Zusammendrücken durch die Atmosphäre bis zu gegenseitigem wärmeleitendem Kontakt durch, z. B., ringförmige, metallische oder Hartpolymer-Stützringe 24 auf die Höhe des Hochvakuumraums 25 gestützt werden. Sie sind einseitig durch Elastomer 5 so fixiert, dass das durch die Randzonen 18 begrenzte Scheibenpaket den Druck der Atmospäre 23 ohne Bruch aushält, diese Stützringe andererseits nicht ihre vorgegebene Position durch Abfallen in den unteren Hochvakuumraum 25 verlassen, wenn das Hochvakuum 25 ausfällt oder betriebsmässig abgeschaltet wird, z. B., wenn wegen angenehmer Aussentemperaturen bei fehlender Solarstrahlung Wärmedämmung gar nicht benötigt wird. 2 shows a solar energy module consisting of 3 flat glass fiber laminate or ceramic discs 1 . 2 and 3 with a high vacuum space 25 consisting of against compression by the atmosphere to mutual heat-conducting contact by, for. B., annular, metallic or hard polymer support rings 24 to the height of the high vacuum space 25 be supported. They are one-sided by elastomer 5 fixed so that by the fringes 18 limited disc package the pressure of the atmosphere 23 without breakage, these support rings on the other hand not their predetermined position by falling into the lower high-vacuum space 25 leave when the high vacuum 25 fails or is shut down during operation, z. B., if because of pleasant outside temperatures in the absence of solar radiation thermal insulation is not needed.

Der Erfinder schlägt vor, die parallel geschalteten Hochvakuumräume 25 eines Gebäudes z. B. durch eine handelsübliche Turbomolekularpumpe abhängig vom Druck innerhalb der Hochvakuumräume 25 automatisch druckabhängig gesteuert evakuierend immer nur dann in Betrieb zu nehmen, wenn dieser Druck einen voreingestellten Druck überschritten hat und der angestrebte, durch den sog. U-Wert definierte Wärmeleitwert W/(m.K) steigt, nur solange jedoch, bis der voreingestellte niedrigere Druck wieder erreicht ist.The inventor proposes the parallel-connected high-vacuum spaces 25 a building z. B. by a commercial turbomolecular pump depending on the pressure within the high vacuum spaces 25 automatically controlled pressure-dependent evacuating only when this pressure has exceeded a preset pressure and the desired, defined by the so-called U-value Wärmeleitwert W / (mK) increases, but only as long as, until the preset lower pressure again is reached.

Erfindungsgemäss hergestellte Solarmodule haben erwiesen, dass das Verhältnis Ausschaltdauer/Einschaltdauer der Turbomolekularpumpe den Wert 200 weit überschreiten kann, d. h., z. B., dass der Energieaufwand für den Betrieb der Turbomolekularpumpe für ein ganzes Dach oder eine ganze Hausfassade hoch wirtschaftlich ist im Vergleich mit der durch den niedrigen U-Wert der Scheiben einzusparenden Heizwärmeenergie und dem darüber hinaus photovoltaisch gewinnbaren Strom. Dies gilt besonders, wenn der photovoltaisch erzeugte Strom herkömmlich zwischengespeichert und auch für den Betrieb der Turbomolekularpumpe verwendet wird.Solar modules produced according to the invention have proven that the ratio of the switch-off duration / duty cycle of the turbomolecular pump can far exceed 200, ie. h., z. B. that the energy required for the operation of the turbomolecular pump for a whole roof or a whole house facade is highly economical compared to the saved by the low U-value of the discs thermal energy and the moreover photovoltaically recoverable power. This is especially true when the photovoltaic power is conventionally cached and also used for the operation of the turbomolecular pump.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 2, 31, 2, 3
Flachglas-Schichtstoff- oder KeramikscheibenFlat glass laminates or ceramic discs
44
multikristalline Halbleiterscheibenmulticrystalline semiconductor wafers
55
Elastomerschichtelastomer layer
66
Polymerschicht für RückseitenabdeckungPolymer layer for back cover
77
selbstklebende Elastomerschichtself-adhesive elastomer layer
8, 98, 9
Hohlräume für vor- und rücklaufendes KühlmittelCavities for forward and return coolant
1010
Kanal für KühlmittelChannel for coolant
1111
Anschlüsse für weichelastische VerbindungsschläucheConnections for flexible connecting hoses
1313
Hohlraum für AkrylpolymervergussCavity for acrylic polymer potting
1414
AkrylpolymervergussAkrylpolymerverguss
1515
Eingussöffnungsprue
1616
Entlüftungsöffnungvent
1717
Abstandhalterspacer
1818
Randbereich des FlachglaspaketesEdge area of the flat glass package
1919
FlachglaspaketFlat glass package
2020
Kühlflüssigkeitcoolant
2121
metallische Stützringemetallic support rings
2222
2-Glas-Scheibenpaket2 glass disc pack
2323
Atmosphärethe atmosphere
2424
TurbomolekularpumpeTurbo molecular pump
2525
HochvakuumraumHigh vacuum chamber
2626
Metallische ReflektionsschichtMetallic reflection layer
2727
AkrylkleberschichtAkrylkleberschicht
2828
FlachrundrohrFlat circular tube
2929
Diffusionsdichte MelaminbeschichtungDiffusion-tight melamine coating
3030
Rundrohrround tube
3131
Steckrohrplug pipe
3232
KapillarpolymerKapillarpolymer

Claims (9)

Physikalische Wärmedämmung in Bauteilen für den Bau durch Menschen zu bewohnender Gebäude für die Darstellung angenehmer Raumtemperaturen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile paarweise aus vorzugsweise flächigen Werkstoffschichten gewählt werden, die so diffusionsdicht sind, dass zwischen diesen Schichten mit wirtschaftlichem Energieaufwand ein Vakuum erzeugt und aufrechterhalten werden kann und das Schichtenpaar gegen Berührung durch zusammen gedrückt werden geschützt werden kann durch den Druck der Atmosphäre von Stützen aus vorzugsweise druckfesten, Wärme schlecht leitenden Werkstoffen und das Schichtenpaar zur Atmosphäre hin diffusionsdicht so miteinander verbunden wird entlang seiner begrenzenden Kanten, dass der durch die seitliche elastische Verbindung zwischen den Werkstoffschichten durch modifizierte Silikone entstehende Hohlraum als Rezipient evakuiert werden kann ohne dass die betriebsbedingte seitliche Bewegung der Scheiben infolge temperaturbedingter Dehnung behindert und die Diffusionsdichtheit der Randverbindung nachhaltig verschlechtert wird.Physical thermal insulation in components for building by people to be inhabited buildings for the representation of pleasant room temperatures, characterized in that the components are selected in pairs of preferably sheet-like layers of material that are so diffusion-tight that created and maintained between these layers with economic energy costs a vacuum can be protected against contact by pressed together by the pressure of the atmosphere of supports of preferably pressure-resistant, heat poorly conductive materials and the layers pair to the atmosphere diffusion-tight so interconnected along its bounding edges, that by the lateral elastic Connection between the material layers by means of modified silicones resulting cavity can be evacuated as a recipient without the operational lateral movement of the discs due to temperature-related De hinders herniation and the diffusion-tightness of the edge connection is deteriorated lasting. Plattenförmiges Flächenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Kleberraupe von innen daran anstossend ein geschlossener Rahmen aus Dichtdraht eingelegt wird, dessen Dicke der Dicke der Stützkörper so angepasst ist, dass der Flächendruck der Atmosphäre den Dichtdraht elastisch und plastisch verformt, so dass das Oberflächenprofil der beiden Scheiben sich auf dem Dichtdraht abstützend eindrückt und gegen Diffusion von Luft durch den Dichtdraht und durch die Kleberschicht dichtet.Plate-shaped surface component according to claim 1, characterized in that along the adhesive bead from the inside abutting a closed frame of sealing wire is inserted, the thickness of the thickness of the support body is adjusted so that the surface pressure of the atmosphere elastically and plastically deforms the sealing wire, so that the Surface profile of the two discs presses supportive on the sealing wire and seals against diffusion of air through the sealing wire and through the adhesive layer. Plattenförmiges Flächenbauelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kleberraupe vom Rand der Scheiben so gross gewählt wird, dass die durch den Kontakt mit dem Dichtdraht sich nach aussen ausbreitende Kleberschicht in einem Abstand vor der Aussenkante der Scheiben zum Stillstand kommt, der Raum gibt für den Einbau eines im Scheibenzwischenraum zentrierenden Randprofils vorzugsweise aus dünnem Edelstahlblech in zu diesem Zweck eingebrachten unvernetztem Kleber, den es unter Kontakt mit den angrenzenden Oberflächen nach aussen verdrängt beim Eindrücken der Zentrierfalte des RandprofilsPlate-shaped surface component according to claim 1 and 2, characterized in that the distance of the adhesive bead from the edge of the discs is chosen so large that the coming out by the contact with the sealing wire to the outside adhesive layer comes to a standstill at a distance in front of the outer edge of the discs the space is for the installation of a centering in the space between the panes edge preferably made of thin stainless steel sheet introduced for this purpose uncrosslinked adhesive, which displaces it out of contact with the adjacent surfaces when pressing the centering of the edge profile Randprofil vorzugsweise aus dünnem Edelstahlblech, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Profil u-förmig mit seitlichen, sich eben ausdehnenden Rändern ausgebildet ist, das sich in der mit Kleber gefüllten äusseren Randnut gegen beide Randkanten der Scheiben klebend und damit diffusionsdicht verbindet.Edge profile preferably made of thin stainless steel sheet, characterized in that this profile is U-shaped with lateral, just expanding edges, which connects in the filled with adhesive outer edge groove against both edges of the discs adhesive and thus diffusion-tight. Plattenförmiges Flächenbauelement nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Atmosphäre hin gerichtete Rand des Randprofils nach Anspruch 4 um so viel breiter dimensioniert wird, als daraus durch zusatzmetallfreies Verschweissen des witterungsseitigen Randprofils nebeneinander verlegter Flächenbauelemente über die witterungsseitige Fläche hinaus eine biegesteife Spaltkante gegen Hagelaufschlag gebildet wird.Plate-shaped surface component according to claim 1, 3 and 4, characterized in that the atmosphere towards the edge of the edge profile according to claim 4 is dimensioned so much wider, as it by additional metal-free welding of the weather-side edge profile juxtaposed surface components on the weather-side surface beyond a rigid Splitting edge is formed against hail impact. Plattenförmiges Flächenbauelement nach Anspruch 1, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das aus zwei Scheiben bestehende Flächenelement mit einer weiteren Scheibe gleicher äusserer Abmessung und Form erweitert wird, die in bekannter Weise aufgebaute z. B. multikristalline Photoelemente trägt, deren Zwischenräume zwischen den Stützkörpern als gegenläufig angeordnete Kanäle für flüssige Wärmeträger, z. B. reines Wasser oder Wasser mit Gefrierschutzmittel zum Zwecke der Kühlung im Photovoltaik-betrieb ausgebildet sind.Plate-shaped surface component according to claim 1, 3, 4 and 5, characterized in that the two-disc surface element is extended with a further disc of the same outer dimension and shape, constructed in a known manner z. B. multicrystalline photovoltaic cells carries their interstices between the support bodies as oppositely disposed channels for liquid heat transfer medium, for. B. pure water or water with antifreeze for the purpose of cooling in photovoltaic operation are formed. Plattenförmiges Flächenbauelement nach Anspruch 1, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der neu entstandenen Ebene kaltes Kühlmittel aus einem Speicher zugeführt wird, der grosse Teile der solar zugestrahlten Wärmeenergie/m2 z. B. Süddach, auf niedrigem Temperaturniveau aufnehmen kann, um umlaufend mit durch Kühlung der Solarzellen erwärmtem Kühlmittel zurück in den Speicher betrieben zu werden.Plate-shaped surface component according to claim 1, 3, 4, 5 and 6, characterized in that the newly formed level cold coolant is supplied from a memory, the large portions of the solar radiated heat energy / m 2 z. B. south roof, can record at a low temperature level, to be operated around with circulating by cooling the solar cell heated coolant back into the memory. Plattenförmiges Flächenbauelement nach Anspruch 1, 3, 4, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungen zu den Hohlräumen durch dünnwandige Rohre dargestellt werden, die an einem Ende so dünn flach gedrückt ausgeführt werden, dass sie mit funktionstauglicher Verbindung zu den Hohlräumen beidseitig benetzt diffusionsdicht eingebettet werden können in die Kleberschicht.Plate-shaped surface component according to claim 1, 3, 4, 5, 6 and 7, characterized in that the feeds to the cavities are represented by thin-walled tubes which are made so thinly flattened at one end that they are operatively connected to the cavities wetted on both sides diffusion-tight can be embedded in the adhesive layer. Plattenförmiges Flächenbauelement nach Anspruch 1, 3, 4, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Wetterseite hin angeordnete Scheibe in Gebäuden mit einer Wärmestrahlung reflektierenden hochglänzenden Metallschicht über ihre gesamte Fläche mit dieser verklebt abgedeckt wird, deren Zwischenraum zur nächsten Scheibe zur Wärmedämmung des Flachbauelements erfindungsgemäss evakuiert wird.Plate-shaped surface component according to claim 1, 3, 4, 5, 6 and 7, characterized in that the windshield is arranged in buildings covered with a heat radiation reflecting high-gloss metal layer over its entire surface glued to this, the space between them to the next disc Heat insulation of the flat component is evacuated according to the invention.
DE102014005140.4A 2014-04-08 2014-04-08 Solar energy and insulating window module Withdrawn DE102014005140A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014005140.4A DE102014005140A1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Solar energy and insulating window module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014005140.4A DE102014005140A1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Solar energy and insulating window module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014005140A1 true DE102014005140A1 (en) 2015-10-08

Family

ID=54146145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014005140.4A Withdrawn DE102014005140A1 (en) 2014-04-08 2014-04-08 Solar energy and insulating window module

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014005140A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10505492B2 (en) 2016-02-12 2019-12-10 Solarcity Corporation Building integrated photovoltaic roofing assemblies and associated systems and methods

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10505492B2 (en) 2016-02-12 2019-12-10 Solarcity Corporation Building integrated photovoltaic roofing assemblies and associated systems and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0382060B1 (en) Window, wall, roof or parapet element
DE60038288T2 (en) METHOD FOR SEALING GLASS
DE602004007526T2 (en) WALL-INTEGRATED THERMAL SOLAR COLLECTOR WITH HEAT STORAGE CAPACITY
DE202008001537U1 (en) Low energy buildings, in particular greenhouse or stables
DE202005005631U1 (en) solar panel
DE102014011705A1 (en) Photovoltaic (PV) facade systems with phase change materials (PCM) - PV-PCM facades
DE102008064010A1 (en) Thermal solar collector for e.g. use in facade element in insulating glass compound, has gaseous or liquid heat transfer medium comprising thin films or sheets, which deform under pressure of fluid
DE10102918A1 (en) Compound panel for utilization of solar energy comprises a carrier layer, a heat exchange layer in the form of a ribbed plate, and a layer with integrated solar cells and metal conductors
DE102007047693A1 (en) Façade or roof element for attachment to a building and use thereof
DE202016004934U1 (en) Photovoltaic thermal module with air heat exchanger
DE19726330C2 (en) Vacuum insulation panel, process for producing such a panel and a process for regulating the heat flows
DE102014005140A1 (en) Solar energy and insulating window module
DE102013000135A1 (en) Self-supporting facade or roof element of facade or roof cladding system, has heat exchanger element that is arranged on side of front plate, such that heat is transferred between front plate and heat exchange element
DE102009022932A1 (en) Solar collector has absorber which is surrounded by housing, where absorber is made of metallic or metallized, netted three-dimensional structure, where three-dimensional structure is open-pored metal foam and closed-pored metal foam
DE102011107393A1 (en) Solar collector with transparent cover
DE10039111B4 (en) solar absorber
WO2012093062A2 (en) Thermal solar flat collector
DE2626974A1 (en) Solar collector with flat airtight housing - has expansion body in dry air-filled inner chamber
DE102008036738B4 (en) Flat plate collector foil
DE102020002895A1 (en) PVT solar collector for year-round generation of electricity and heat
DE102008056116A1 (en) Semi-transparent combination collector for generating thermal and electric energy, particularly from solar energy by thin film modules, comprises semi-transparent solar thermal module, which is arranged in common housing or frame
DE102008050833A1 (en) Air conditioning system for use on flat roof of building for cooling e.g. living room, has pipelines transporting solar heat from flat roof to heat exchanger or end-user, where roof is cooled and/or heated by temperature control of medium
DE102011076189A1 (en) Panel collector of solar thermal system, has channel system that is formed in base and covered by absorber surface in fluid-tight manner
EP3022494A1 (en) System for storing energy
EP2607814A1 (en) Solar collector with glass pane arranged upwards which reduces heat radiation and is in direct contact with the absorber-heat transfer device combination

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee