DE102014011705A1 - Photovoltaic (PV) facade systems with phase change materials (PCM) - PV-PCM facades - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung liegt im Bereich des Bauwesens und betrifft Fassadenkonstruktionen mit Photovoltaik (PV), in die zur Temperaturregulierung Phasenwechselmaterialen (PCM) integriert werden. Bei den Fassadenkonstruktionen handelt es sich um Dämmpaneele zur Anwendung in Vorhangfassaden, um Wärmedämm-Verbundsysteme und um Vorgehängte hinterlüftete Fassaden.The invention is in the field of construction and relates to facade structures with photovoltaic (PV), in the temperature control phase change materials (PCM) are integrated. The façade constructions are insulation panels for use in curtain walling, thermal insulation composite systems and curtain ventilated facades.

Description

Die Erfindung liegt im Gebiet des Bauwesens. Es handelt sich um ein- und zweischalige Photovoltaik-Fassadenkonstruktionen, in die Phasenwechselmaterialien integriert werden.The invention is in the field of civil engineering. These are single and double-shell photovoltaic façade constructions in which phase change materials are integrated.

Die häufigste Anwendungsart für Photovoltaik sind Freiflächenanlagen, wo eine Hinterlüftung der Photovoltaikmodule erfolgt. Die Wärme der Module aus der absorbierten Sonneneinstrahlung kann zu beiden Seiten durch Konvektion und Strahlung abgegeben werden. Neben den Freiflächen stehen nach wissenschaftlichen Studien über 2000 km2 der Gebäudefläche alleine in Deutschland für die PV-Nutzung zur Verfügung, davon ca. ¼ an der Fassade.The most common type of application for photovoltaic systems are open-space systems where the photovoltaic modules are ventilated. The heat of the modules from the absorbed solar radiation can be emitted on both sides by convection and radiation. In addition to the open spaces, according to scientific studies over 2000 km 2 of the building area are available for PV use in Germany alone, of which about ¼ on the facade.

Fassadenintegrierte Photovoltaik (PV) als Teil der Gebäudeintegrierten Photovoltaik (GIPV) wird bereits in Vorgehängten hinterlüfteten Fassaden (VHF) eingesetzt. Eine Vorgehängte hinterlüftete Fassade (VHF) ist ein zweischaliges System, bei dem die Dämmebene und die Deckschicht durch eine belüftete Luftschicht voneinander getrennt sind. Die Dämmschicht wird direkt auf den Untergrund aufgebracht. Eine Unterkonstruktion, die die Lasten aus der Bekleidung aufnimmt, wird am tragenden Untergrund befestigt. Eine PV-VHF ist eine VHF, bei der die vorderseitige Bekleidung ein PV-Modul ist.Facade-integrated photovoltaic (PV) as part of the building-integrated photovoltaic (BIPV) is already used in curtain wall ventilated facades (VHF). A Curtain Ventilated Facade (VHF) is a two-shell system in which the insulation layer and top layer are separated by a ventilated layer of air. The insulating layer is applied directly to the substrate. A substructure, which absorbs the loads from the clothing, is attached to the supporting ground. A PV-VHF is a VHF where the front-facing garment is a PV module.

Weitere Anwendungsgebiete von GIPV werden das Wärmedämm-Verbundsystem (WDVS) und das in Vorhangfassaden eingesetzte Dämmpaneel sein. Ein Wärmedämm-Verbundsystem (WDVS) setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen, die einen festen Verbund bilden. Üblicherweise wird mittels eines Klebstoffes bzw. evtl. zusätzlich mittels Dübeln, eine Dämmplatte auf der Außenwand befestigt. Auf den Dämmstoff werden ein gewebebewehrter Unterputz sowie eine Abschlussbeschichtung wie ein Oberputz aufgetragen. Bei einem PV-WDVS ist die Abschlussbeschichtung ein PV-Modul. Ein Dämmpaneel ist ein vorgefertigtes Element zum Einsatz in Vorhangfassaden. Es besteht aus einer Dämmschicht im Kern, einer rückseitigen Verkleidung sowie einer vorderseitigen Abdeckung. Ein PV-Paneel ist ein Dämmpaneel, bei dem die vorderseitige Abdeckung ein PV-Modul ist.Further areas of application for BIPV will be the thermal insulation composite system (ETICS) and the insulation panel used in curtain walls. A thermal insulation composite system (ETICS) is composed of various components that form a solid composite. Usually, by means of an adhesive or possibly additionally by means of dowels, an insulating board mounted on the outer wall. On the insulation material, a textile-reinforced concealed plaster as well as a finishing coating are applied as a finishing coat. For a PV ETICS, the final coating is a PV module. An insulating panel is a prefabricated element for use in curtain walling. It consists of an insulating layer in the core, a rear panel and a front cover. A PV panel is an insulation panel in which the front cover is a PV module.

Photovoltaikmodule wandeln, je nach Zellmaterial und Bauart, unter Standard Test Conditions (STC) bis zu ca. 20% der Solarstrahlung in Strom um. Der Rest der Strahlung wird absorbiert und führt zu einer Temperaturerhöhung im PV-Modul. Eine Temperaturerhöhung des Zellmaterials ist mit einer Leistungsminderung und damit Ertragsminderung verbunden. Dieses Verhalten drückt der Temperaturkoeffizient aus, der, je nach Zellmaterial und Einstrahlungsbedingungen, bis zu ca. 0,5%/K beträgt und die Leistungsminderung in % je Kelvin Temperaturerhöhung über STC (25°C) angibt. Hohe Modultemperaturen führen nicht nur zu einer Leistungsminderung, sondern darüber hinaus auch zu einer Belastung der Materialien im PV-Modul.Depending on the cell material and design, photovoltaic modules convert up to approx. 20% of the solar radiation into electricity under standard test conditions (STC). The rest of the radiation is absorbed and leads to a temperature increase in the PV module. A temperature increase of the cell material is associated with a reduction in performance and thus yield reduction. This behavior is expressed by the temperature coefficient, which, depending on the cell material and irradiation conditions, is up to approx. 0.5% / K and the power reduction in% per Kelvin indicates an increase in temperature above STC (25 ° C). High module temperatures not only lead to a reduction in performance, but also to a load on the materials in the PV module.

Um die Temperaturen im PV-Modul zu senken, gibt es verschiedene Ansätze in der Forschung und Praxis. Z. B. werden zur Kühlung hinter dem PV-Modul Kollektoren als Wärmetauscher mit Wasser oder Luft als Speichermedium angeordnet. Auch Phasenwechselmaterialien (PCM) sind Gegenstand der Untersuchungen. Phasenwechselmaterialien zeichnen sich dadurch aus, dass die Enthalpie bei Zustandsänderungen (häufig von fest zu flüssig) genutzt wird. Das bedeutet, dass ein Energieeintrag über die Wärmespeicherkapazität hinaus nicht zu einer Temperaturerhöhung führt, sondern die Energie für einen Phasenwechsel genutzt wird. Dieser Vorgang ist reversibel, d. h. bei Temperatursenkungen wird die Energie wieder frei.In order to reduce the temperatures in the PV module, there are different approaches in research and practice. For example, collectors are arranged as a heat exchanger with water or air as a storage medium for cooling behind the PV module. Phase change materials (PCM) are also the subject of investigations. Phase change materials are characterized by the fact that the enthalpy is used for state changes (often from solid to liquid). This means that an energy input beyond the heat storage capacity does not lead to an increase in temperature, but the energy is used for a phase change. This process is reversible, d. H. When the temperature drops, the energy is released again.

Die Veröffentlichungen und Schriften, die sich mit der Kühlung von PV durch PCM beschäftigen, behandeln zum einen Messungen an Probekörpern und Simulationen, wodurch Aussagen über mögliche Temperatursenkungen getroffen werden können (z. B. Bouzoukas, Asterios: New Approaches for cooling Photovoltaic/Thermal (PV/T), Doctoral Thesis 2008, University of Nottigham ; Hassan, Ahmad: Phase Change Materials for Thermal Regulation of Building Integrated Photovoltaics, Doctoral Thesis 2010, Dublin Institute of Technology ; Huang, Ming Jun: The effect of using two PCMs on the thermal regulation performance of BIPV systems, in: Solar Energy Materials & Solar Cells, 2011, S. 957–963 ; Maiti, Subarna et al.: Self regulation of photovolaic module temperature in V-trough using a metal-wax composite phase change matrix, in: Solar Energy, 2011, S. 1805–1816 ; Ho, C. J.: Thermal and electrical performance of a BIPV integrated with a microencapsulated phase change material layer, in: Energy and Buildings, 2012, S. 331–338 ), und zum anderen geeignete Materialien und Eigenschaften der PCM sowie deren Anordnung (z. B. in WO2014/093081A2 und WO2010/132638A1 wird das PCM in eine Schicht des PV-Moduls integriert, in WO2014/086503A1 wird ein Verbundmaterial mit PCM als Paste hinter dem Modul oder auch im Modul aufgetragen, in OE 102009022670 A1 2010.12.02 befindet sich das PCM in einem Behältnis, das hinter dem PV-Modul angebracht ist). Die Veröffentlichungen und Schriften betrachten ausschließlich den Aufbau PV-PCM. Lösungen zur Temperaturregulierung bei gebäudeintegrierten PV-Modulen mit hinterlegter Wärmedämmung bzw. bei nicht frei interlüfteten Systemen unter Nutzung von PCM sind gegenwärtig nicht vorhanden. Darüber hinaus gibt es derzeit keine baukonstruktiven und bautechnischen Lösungen solcher Systeme hinsichtlich der Gebäudeintegration weder für einschalige noch für mehrschalige Fassaden.The publications and writings dealing with the cooling of PV by PCM deal on the one hand with measurements on test specimens and simulations, whereby statements about possible temperature decreases can be made (eg. Bouzoukas, Asterios: Photovoltaic / Thermal (PV / T) New Approaches for cooling, Doctoral Thesis 2008, University of Nottigham ; Hassan, Ahmad: Phase Change Materials for Thermal Regulation of Building Integrated Photovoltaics, Doctoral Thesis 2010, Dublin Institute of Technology ; Huang, Ming Jun: The Solar Power Materials & Solar Cells, 2011, pp. 957-963 ; Maiti, Subarna et al .: Self regulation of photovoltaic module temperature in V-trough using a metal-wax composite phase change matrix, in: Solar Energy, 2011, pp. 1805-1816 ; Ho, CJ: Thermal and electrical performance of a BIPV integrated with a microencapsulated phase change material layer, in: Energy and Buildings, 2012, pp. 331-338 On the other hand suitable materials and properties of the PCM as well as their arrangement (eg in WO2014 / 093081A2 and WO2010 / 132638A1 the PCM is integrated into a layer of the PV module, in WO2014 / 086503A1 a composite material with PCM is applied as paste behind the module or also in the module, in OE 102009022670 A1 2010.12.02, the PCM is in a box behind the PV module). The publications and writings exclusively consider the construction of PV-PCM. Solutions for regulating the temperature of building-integrated PV modules with stored heat insulation or non-ventilated systems using PCM are currently not available. In addition, there are currently no constructional and structural solutions of such systems with regard to the building integration neither single-shell nor multi-walled facades.

Einschalige, opake Fassaden benötigen nach den heutigen Anforderungen an die Energieeinsparung meist eine Dämmung, die außen- oder innenseitig auf der Gebäudehülle angebracht wird. Bei einer einschaligen Konstruktion bedeutet eine Integration eines Photovoltaikmoduls als äußerste Schicht, dass dieses seine Wärme aus der absorbierten Solarstrahlung fast ausschließlich nach außen abgegeben kann, denn die Abgabe nach innen ist aufgrund der Dämmung vernachlässigbar gering. Single-shell, opaque facades usually require an insulation that is applied to the outside or inside of the building envelope, according to today's requirements for energy saving. In a single-shell construction, integration of a photovoltaic module as the outermost layer means that it can dissipate its heat from the absorbed solar radiation almost exclusively to the outside, because the discharge to the inside is negligible due to the insulation.

Eigene Untersuchungen und Simulationen haben gezeigt, dass in diesen einschaligen, gedämmten Konstruktionen in Deutschland Temperaturen im Modul entstehen, die um 20 K höher sind als in frei hinterlüfteten PV-Konstruktionen. Damit ist eine Temperatursenkung der gebäudeintegrierten PV-Module noch bedeutender als bei frei hinterlüfteten PV-Modulen.Our own investigations and simulations have shown that in these single-walled, insulated constructions in Germany temperatures in the module arise which are 20 K higher than in free-ventilated PV constructions. This means that lowering the temperature of building-integrated PV modules is even more important than with freely ventilated PV modules.

Die Erfindung beinhaltet die Temperaturregulierung von PV-Modulen bei einer Gebäudeintegration mit hinterlegter Wärmedämmung bzw. nicht freier Hinterlüftung. Die Regulierung erfolgt durch die Verwendung von Phasenwechselmaterialien (PCM). Die Erfindung bietet außerdem mehrere Varianten zur konstruktiven Umsetzung von einschaligen und zweischaligen Fassadenkonstruktionen mit Phasenwechselmaterialien. Bei den einschaligen Fassaden handelt es sich zum einen um in Vorhangfassaden eingesetzte Dämmpaneele und zum anderen um Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS). Bei den zweischaligen Fassaden handelt es sich um Vorgehängte hinterlüftete Fassaden (VHF).The invention includes the temperature regulation of PV modules in a building integration with deposited heat insulation or non-free rear ventilation. Regulation is through the use of phase change materials (PCM). The invention also offers several variants for the structural implementation of single-shell and two-shell facade constructions with phase change materials. The single-shell façades are, on the one hand, insulating panels used in curtain walls and, on the other, thermal insulation composite systems (ETICS). The two-shell façades are curtain ventilated facades (VHF).

PV-PCM-Paneel (Abb. 1–Abb. 3) – System Nr. 1PV-PCM panel (Fig. 1-Fig. 3) - System No. 1

Ein PV-PCM-Paneel ist ein PV-Paneel, bei dem hinter dem PV-Modul eine PCM-Schicht integriert ist. Die bis zeigen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten. zeigt ein PV-PCM-Paneel in einer Systemfassade (4) mit Luftspalt. zeigt ein PV-PCM-Paneel in einer Structural-Glazing(SG)-Fassade (5) bzw. Structural-Sealant-Glazing-Fassade (SSG) mit Luftspalt. Die zeigt die jeweiligen Konstruktionen ohne Luftspalt. Hinter dem PV-Modul (1) ist in direktem Kontakt die PCM-Schicht (2) angeordnet. Sofern zwischen Dämmung (3) und PCM (2) kein Luftspalt (20) vorhanden ist, kann die PCM-Schicht ohne weitere mechanische oder anderweitige Befestigung eingelegt werden.A PV-PCM panel is a PV panel with a PCM layer integrated behind the PV module. The to show different execution options. shows a PV-PCM panel in a system facade ( 4 ) with air gap. shows a PV-PCM panel in a structural glazing (SG) facade ( 5 ) or Structural Sealant Glazing Facade (SSG) with air gap. The shows the respective constructions without air gap. Behind the PV module ( 1 ) is in direct contact the PCM layer ( 2 ) arranged. If between insulation ( 3 ) and PCM ( 2 ) no air gap ( 20 ), the PCM layer can be inserted without further mechanical or other attachment.

Ausführungsbeispiel für ein PV-PCM-Paneel: Ein Glas-Glas-Modul mit CIS-Absorber bildet die Deckschicht des Paneels (1). In das Paneel, das als Kasten aus Aluminiumblech (6) gebildet wird, wird rückseitig eine Mineralwolldämmplatte (3) eingelegt, dann eine PCM-Schicht aus Paraffinwachsen, die in einem Verbundmaterial eingekapselt sind (2). Im Fall der Systemfassade ( oben) werden Aluminiumblech (6) und PV-Modul (1) mittels eingeklebtem Umleimer aus z. B. verpresstem Polyurethan-Hartschaum (7) miteinander verbunden, bevor das Paneel mittels Klemmleisten vierseitig linienförmig an den Riegeln und Pfosten der Systemfassade befestigt wird. Im Falle der SG-Fassade bzw. SSG-Fassade ( unten) werden das PV-Modul (1) und das Aluminiumblech (6) über eine lastabtragende Klebung aus Silikon (8) verbunden.Exemplary embodiment of a PV-PCM panel: A glass-glass module with CIS absorber forms the cover layer of the panel ( 1 ). In the panel, which is made of aluminum sheet ( 6 ), a mineral wool insulation board ( 3 ), then a PCM layer of paraffin waxes encapsulated in a composite material ( 2 ). In the case of the system facade ( above) aluminum sheet ( 6 ) and PV module ( 1 ) by glued lipping of z. B. pressed rigid polyurethane foam ( 7 ) are joined together before the panel is fastened by means of terminal strips four-sided line to the bars and posts of the system facade. In the case of SG facade or SSG facade ( below), the PV module ( 1 ) and the aluminum sheet ( 6 ) via a load-bearing adhesive silicone ( 8th ) connected.

PV-PCM-WDVS (Abb. 4–Abb. 6) – System Nr. 2PV-PCM-ETICS (Fig. 4-Fig. 6) - System No. 2

In einem PV-PCM-WDVS ist hinter dem PV-Modul eine PCM-Schicht integriert. Die bis zeigen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten.In a PV-PCM ETICS, a PCM layer is integrated behind the PV module. The to show different execution options.

stellt ein PV-PCM-WDVS dar, indem das PV-Modul (1) auf eine Trägerplatte mit Hohlraum (13) teilflächig (16) aufgeklebt ist. Das PCM (2) in dem Hohlraum der Trägerplatte eingefüllt. Die einzelnen Trägerplatten werden an den überstehenden Rändern durch einen Dübel (15) am Untergrund (9) befestigt. Die Stoßbereiche der Trägerplatten und damit der Dübelkopf werden zur Vermeidung von Wärmebrücken zusätzlich gedämmt und anschließend mit Schienen oder Putz (18) verschlossen. zeigt die Ansicht der Klebung. zeigt Möglichkeiten, bei denen die PV-PCM-Elemente durch ausschließliche Verklebung auf der Dämmplatte befestigt werden. Das PV-PCM-Element besteht aus einem PV-Modul (1), das auf einem mit PCM (2) gefüllten, gut wärmeleitenden Behälter (14) aufgeklebt ist. Dieser Behälter ist mittels Klebung wiederum auf der Dämmplatte (3) vollflächig (17) befestigt. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Schlagregendichtheit sind die Behälter z. B. entweder mit Stufenfalz und entsprechender Dichtung (19) zu versehen ( Mitte), gerade zu stoßen mit entsprechender Dichtung (19) ( oben) oder mit Putzüberlappungen (18) auszuführen. Im Falle der Putzüberlappung ist das PV-Modul nicht über die gesamte Breite des Behälters angeordnet ( unten). Alternativ kann auf einen Behälter (14) verzichtet werden, sofern geeignete PCM-Schichten vorliegen, die in der Lage sind, statische Lasten dauerhaft zu übertragen. In dem Falle ist die PCM-Schicht auf der Dämmplatte befestigt und vorderseitig auf der PCM-Schicht das PV-Modul befestigt. Die Stoßbereiche sind mit Abdichtungen oder Putzüberlappungen vorzusehen. represents a PV-PCM-ETICS by the PV module ( 1 ) on a carrier plate with cavity ( 13 ) partial area ( 16 ) is glued. The PCM ( 2 ) is filled in the cavity of the carrier plate. The individual support plates are at the protruding edges by a dowel ( 15 ) on the ground ( 9 ) attached. The joints of the support plates and thus the dowel head are additionally insulated to avoid thermal bridges and then with rails or plaster ( 18 ) locked. shows the view of the bond. shows possibilities in which the PV-PCM elements are attached to the insulation board by means of exclusive bonding. The PV-PCM element consists of a PV module ( 1 ) running on a PCM ( 2 ) filled, highly thermally conductive container ( 14 ) is glued. This container is again by gluing on the insulation board ( 3 ) over the entire surface ( 17 ) attached. To ensure sufficient watertightness, the container z. B. either with shiplap and corresponding seal ( 19 ) to provide ( Middle), just to push with appropriate seal ( 19 ) ( above) or with plaster overlaps ( 18 ). In the case of plaster overlap, the PV module is not arranged over the entire width of the container ( below). Alternatively, to a container ( 14 ), provided that suitable PCM layers are present which are able to transfer static loads permanently. In this case, the PCM layer is attached to the insulation board and the PV module is attached to the front of the PCM layer. The joint areas are to be provided with seals or plaster overlaps.

Ausführungsbeispiel für ein PC-PCM-WDVS: Ein Folie/Folie-Modul mit CIS-Absorber (1) wird werkseitig auf einen Behälter (14) aus einem gut leitenden Metall mit möglichst geringer Stärke aufgeklebt. In dem Behälter ist das PCM (2) eingefüllt. Der Behälter mit Stufenfalz wird rückseitig auf die Dämmplatte (3) mit Silikon aufgeklebt. Die Dämmplatte (3) ist auf dem Untergrund (9) verklebt und ggf. gedübelt (10). Die Stoßbereiche werden mit einem elastischen Dichtungsmaterial (19) versiegelt.Exemplary embodiment of a PC-PCM-ETICS: A foil / foil module with CIS absorber ( 1 ) is factory-mounted on a container ( 14 ) glued from a good conductive metal with the lowest possible strength. In the container is the PCM ( 2 ) filled. The container with stepped rebate is placed on the back of the insulation board ( 3 ) with silicone. The insulation board ( 3 ) is on the ground ( 9 ) glued and possibly dowelled ( 10 ). The shock areas are covered with an elastic sealing material ( 19 ) sealed.

PV-PCM-VHF (Abb. 7–Abb. 10) – System Nr. 3PV-PCM-VHF (Fig. 7-Fig. 10) - System No. 3

Eine PV-PCM-VHF ist eine PV-VHF, bei der hinter dem PV-Modul eine PCM-Schicht angeordnet ist. Die bis zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele. stellt den einfachsten Fall einer solchen Fassade dar. Das PV-Modul (1) wird vollflächig auf einer handelsüblichen Trägerplatte (13) verklebt. Auf der Rückseite wird das PCM (2) angeordnet. Die Trägerplatte sollte zur Erzielung einer optimalen kombinierten Wirkung gut wärmeleitend sein. Die Trägerplatte (13) wird anschließend mit handelsüblichen Befestigungskonstruktionen (12) an der Unterkonstruktion (11) der VHF befestigt.A PV-PCM-VHF is a PV-VHF with a PCM layer behind the PV module. The to show different embodiments. represents the simplest case of such a façade. The PV module ( 1 ) is over the entire surface on a commercial carrier plate ( 13 ) glued. On the back is the PCM ( 2 ) arranged. The support plate should be good heat conducting to achieve an optimal combined effect. The carrier plate ( 13 ) is then used with commercially available fastening structures ( 12 ) on the substructure ( 11 ) the VHF attached.

Die Aufbauten in und zeichnen sich durch eine geringere Bautiefe gegenüber der Bauart in aus. Das PV-Modul (1) wird teilflächig, nämlich umlaufend auf einer Trägerplatte (13) mit Hohlraum bzw. einem Rahmen befestigt. In den Hohlraum wird das PCM (2) eingebettet ( ) bzw. das in einem Behältnis enthaltene PCM angeordnet ( ). Die Befestigung an der Unterkonstruktion erfolgt wie beim System nach .The superstructures in and are characterized by a smaller overall depth compared to the type in out. The PV module ( 1 ) is part of surface, namely circumferentially on a support plate ( 13 ) secured with a cavity or a frame. Into the cavity is the PCM ( 2 ) embedded ( ) or the PCM contained in a container ( ). The attachment to the substructure is done as in the system ,

Ausführungsbeispiel für eine PV-PCM-VHF: Ein Glas/Glas-Modul (1) wird auf eine Trägerplatte (13) mit Hohlraum mit Silikon umlaufend aufgeklebt. In den Hohlraum der Trägerplatte ist PCM (2) eingefüllt. Die Trägerplatte wird mittels Agraffen-Profilen (12), die rückseitig mit mechanischen Verbindungsmitteln (z. B. Schrauben) befestigt sind, in ein horizontales Schienensystem der handelsüblichen Unterkonstruktion (11), die am tragenden Untergrund (9) befestigt ist, eingehangen.Exemplary embodiment of a PV-PCM-VHF: a glass / glass module ( 1 ) is placed on a carrier plate ( 13 ) glued with cavity encircling with silicone. Into the cavity of the carrier plate is PCM ( 2 ) filled. The carrier plate is made by means of Agraffen profiles ( 12 ), which are fastened on the back with mechanical connection means (eg screws), in a horizontal rail system of the commercially available substructure ( 11 ) on the supporting ground ( 9 ) is attached, hung.

Die Erfindung kombiniert in allen Ausführungsvarianten handelsübliche Materialien zur Erzielung der vorgesehenen Leistung. Nicht handelsübliche Materialien können verwendet werden, stellen aber keine Abweichung von den Ansprüchen des Patentes dar.The invention combines in all variants commercial materials to achieve the intended performance. Non-commercial materials may be used, but are not a departure from the claims of the patent.

Hinsichtlich der PV-Module unterscheidet man je nach Material der PV-Modulvorderseite und Rückseite Glas/Glas-Module, Glas/Folie-Module oder Folie/Folie-Module. Die Art der verwendeten Module richtet sich nach dem jeweiligen Fassadensystem und der expliziten Bauart des jeweiligen Systems. Die Erfindung ist nicht auf ein PV-Modul einer bestimmten Bauart beschränkt.With regard to the PV modules, a distinction is made between glass / glass modules, glass / film modules or film / film modules, depending on the material of the PV module front and back. The type of modules used depends on the respective façade system and the explicit design of the respective system. The invention is not limited to a PV module of a specific type.

Das eingesetzte Zellmaterial der PV-Module besitzt eine untergeordnete Bedeutung und hängt von der gewählten Konstruktion ab. In Folie/Folie-Modulen können nur bruchunempfindliche Absorber verwendet werden, wie sie z. B. in Kupfer-Indium-Selen(CIS)-Dünnschichtsolarzellen vorliegen.The used cell material of the PV modules is of subordinate importance and depends on the chosen construction. In foil / foil modules only break-insensitive absorbers can be used as they are eg. In copper-indium-selenium (CIS) thin-film solar cells.

Hinsichtlich des verwendeten PCM werden lediglich allgemeine Anforderungen formuliert. Die Phasenwechseltemperatur sowie die Art des Phasenwechsels (fest/flüssig oder fest/fest) richten sich nach dem zur Verwendung kommenden Fassadensystem (Nr. 1, Nr. 2 oder Nr. 3) und den klimatischen Umgebungsbedingungen. Das Material selbst (wie Salze oder Paraffine) wird durch bautechnische und baurechtliche Anforderungen (wie Brandschutz) sowie weiteren technischen Randbedingungen (wie Korrosion beteiligter Metalle) bestimmt. Die Art und das Material des PCM-Behältnisses (wie Beutel oder steifer Behälter) ergeben sich ebenfalls beispielsweise aus der Art des Phasenwechsels, des Fassadensystems und den weiteren technischen Randbedingungen. Die obigen allgemeinen Anforderungen sind nicht nur auf das Phasenwechselmaterial beschränkt, sondern umfassen alle weiteren erforderlichen und beteiligten Stoffe, die mit dem PCM zusammenwirken wie entsprechende Zusätze in Form von Bindemitteln oder Zusätze zur Erhöhung der Leitfähigkeit und ggf. der Festigkeit.With regard to the PCM used, only general requirements are formulated. The phase change temperature and the type of phase change (solid / liquid or solid / solid) depend on the facade system (No. 1, No. 2 or No. 3) used for the application and the climatic ambient conditions. The material itself (such as salts or paraffins) is determined by structural and building regulations requirements (such as fire protection) as well as other technical boundary conditions (such as corrosion of participating metals). The type and material of the PCM container (such as bags or rigid container) also result, for example, from the type of phase change, the facade system and the other technical constraints. The above general requirements are not limited only to the phase change material, but include all other necessary and involved substances that interact with the PCM such as appropriate additives in the form of binders or additives to increase the conductivity and possibly the strength.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (13)

Photovoltaik(PV)-Fassadenkonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, dass in die Konstruktionen Phasenwechselmaterialien (PCM) integriert sind.Photovoltaic (PV) -Faßadenkonstruktionen, characterized in that in the constructions phase change materials (PCM) are integrated. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Dämmpaneele zum Einsatz in Vorhangfassaden (System Nr. 1) handelt.PV facade construction according to claim 1, characterized in that it is insulating panels for use in curtain walls (system no. 1). PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Wärmedamm-Verbundsysteme (System Nr. 2) handelt.PV facade construction according to claim 1, characterized in that it is thermal insulation composite systems (system no. 2). PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Vorgehängte hinterlüftete Fassaden (System Nr. 3) handelt.PV facade construction according to claim 1, characterized in that it is curtain wall ventilated facades (system no. 3). PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Art des PV-Moduls (Glas/Glas-Modul, Glas/Folie-Modul und Folie/Folie-Modul) grundsätzlich frei wählbar ist bzw. von der gewählten Konstruktion abhängt. Das eingesetzte Zellmaterial der PV-Module ist grundsätzlich frei wählbar bzw. hängt von der gewählten Art des PV-Moduls ab. In Folie/Folie-Modulen können nur bruchunempfindliche Absorber verwendet werden, wie sie z. B. in Kupfer-Indium-Selen(CIS)-Dünnschichtsolarzellen vorliegen.PV facade construction according to claim 1, characterized in that the type of PV module (glass / glass module, glass / film module and film / film module) is basically freely selectable or depends on the selected construction. The used cell material of the PV modules is basically freely selectable or depends on the selected type of PV module. In foil / foil modules only break-insensitive absorbers can be used as they are eg. In copper-indium-selenium (CIS) thin-film solar cells. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte PCM in seiner Zusammensetzung, seinem Behältnis, seiner Phasenwechseltemperatur und Befestigung von dem zur Verwendung kommenden Fassadensystem (Nr. 1, Nr. 2 oder Nr. 3) und den klimatischen Umgebungsbedingungen sowie den bautechnischen, baurechtlichen und sonstigen technischen Anforderungen abhängt.PV facade construction according to claim 1, characterized in that the PCM used in its composition, its container, its phase change temperature and fastening of the coming to use facade system (no. 1, no. 2 or no. 3) and the climatic environmental conditions and the structural engineering , building regulations and other technical requirements. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eingesetzte Materialien, Produkte und Werkstoffe zur Befestigung der Module, der Trägerplatten und Fassadenkonstruktionen handelsüblich oder individuell gefertigt sein können.PV facade construction according to claim 1, characterized in that used materials, products and materials for fastening the modules, the support plates and facade constructions can be made commercially or individually. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmpaneele (System Nr. 1) als vorderseitige Abdeckung ein PV-Modul (1) besitzen, hinter dem eine PCM-Schicht (2) angeordnet ist. Die PCM-Schicht (2) kann, sofern kein Luftspalt zwischen Dämmung (3) und PCM (2) angeordnet wird ( ), ohne weitere mechanische oder anderweitige Befestigung eingelegt werden.PV facade construction according to claim 2, characterized in that the Dämmpaneele (system no. 1) as the front cover a PV module ( 1 ) behind which a PCM layer ( 2 ) is arranged. The PCM layer ( 2 ), if no air gap between insulation ( 3 ) and PCM ( 2 ) is arranged ( ), without further mechanical or other attachment are inserted. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftspalt (20) vorgesehen ( und ) oder vernachlässigt werden kann ( ).PV facade construction according to claim 2, characterized in that an air gap ( 20 ) intended ( and ) or neglected ( ). PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Paneel in einer Pfosten-Riegel-Konstruktion (4) oder einer SG-Fassade oder SSG-Fassade (5) eingebaut werden kann.PV facade construction according to claim 2, characterized in that the panel in a mullion and transom construction ( 4 ) or a SG facade or SSG facade ( 5 ) can be installed. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmedämm-Verbundsystem als Abschlussbeschichtung ein PV-Modul (1) besitzt, hinter dem eine PCM-Schicht (2) gemäß a in einem Hohlraum der Trägerplatte (13), die mechanisch befestigt oder geklebt wird, ( ) oder b in einem Behälter (14), der rückseitig auf dem Dämmstoff befestigt ist, ( ) angeordnet ist.PV facade construction according to claim 3, characterized in that the thermal insulation composite system as a final coating a PV module ( 1 ) behind which a PCM layer ( 2 ) according to a in a cavity of the carrier plate ( 13 ) mechanically fastened or glued ( ) or b in a container ( 14 ), which is attached on the back of the insulating material, ( ) is arranged. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (14) zur Schlagregendichtheit mit einem umlaufenden Stufenfalz mit oder ohne zusätzliche Versiegelung, einem geraden Stoß und Abdichtung oder einer Putzabdeckung in den Stößen versehen ist.PV facade construction according to claim 3, characterized in that the container ( 14 ) for watertightness is provided with a circumferential stepped rebate with or without additional sealing, a straight butt and seal or a plaster cover in the joints. PV-Fassadenkonstruktion nach Patentanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgehängte hinterlüftete Fassade als vorderseitige Bekleidung ein PV-Modul besitzt, welches a vollflächig auf einer Trägerplatte (13) mit rückseitiger PCM (2) ( ) oder b umlaufend teilflächig auf einer Trägerplatte (13) mit PCM (2) im Hohlraum ( ) oder c umlaufend teilflächig auf einem Tragrahmen (13) mit PCM (2) im Hohlraum ( ) befestigt ist.PV facade construction according to claim 4, characterized in that the curtain ventilated facade as a front clothing has a PV module which a a full surface on a support plate ( 13 ) with back PCM ( 2 ) ( ) or b circumferentially on a support plate ( 13 ) with PCM ( 2 ) in the cavity ( ) or c circumferentially on a supporting frame ( 13 ) with PCM ( 2 ) in the cavity ( ) is attached.
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