DE102020133069A1 - Transparentes Solarmodul - Google Patents

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Abstract

Solarmodul, mit einem transparenten Konzentrator, welcher eine erste Hauptfläche zum Einkoppeln eines aus einer Eintrittsrichtung durch die erste Hauptfläche in den Konzentrator eintretenden Lichts und eine gegenüberliegend zu der ersten Hauptfläche angeordnete zweite Hauptfläche zum Auskoppeln eines den Konzentrator durchquerenden und durch die zweite Hauptfläche aus dem Konzentrator in einer Austrittsrichtung austretenden Lichtanteils des eintretenden Lichts aufweist, und zumindest einer in einem Randbereich des Konzentrators angeordneten Solarzelle zum Empfangen eines in dem Konzentrator abgelenkten Lichtanteils des eintretenden Lichts, sowie Panoramadach für ein Fahrzeug und Fahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Solarmodul, mit einem transparenten Konzentrator, welcher eine erste Hauptfläche zum Einkoppeln eines aus einer Eintrittsrichtung durch die erste Hauptfläche in den Konzentrator eintretenden Lichts und eine gegenüberliegend zu der ersten Hauptfläche angeordnete zweite Hauptfläche zum Auskoppeln eines den Konzentrator durchquerenden und durch die zweite Hauptfläche aus dem Konzentrator in einer Austrittsrichtung austretenden Lichtanteils des eintretenden Lichts aufweist, und zumindest einer in einem Randbereich des Konzentrators angeordneten Solarzelle zum Empfangen eines in dem Konzentrator abgelenkten Lichtanteils des eintretenden Lichts. Ferner betrifft die Erfindung ein Panoramadach für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug.
  • Solarmodule gehören in vielfältigen Ausgestaltungen zum Stand der Technik und dienen dem Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlungsleistung eines Lichts, zumeist eines Sonnenlichts, in eine elektrische Leistung. Ein übliches Solarmodul umfasst einen Konzentrator, welcher auch als Lichtleiter bezeichnet wird, und eine Solarzelle, d. h. ein lichtempfindliches Halbleiterelement mit Elektroden, welches eine Empfangsfläche für Licht aufweist. Der Konzentrator leitet einen Lichtanteil des in den Konzentrator eintretenden Lichts zu der Empfangsfläche der Solarzelle. Die Solarzelle empfängt den geleiteten Lichtanteil und stellt eine von der Strahlungsleistung des empfangenen Lichtanteils abhängige elektrische Leistung, d. h. eine elektrische Spannung und einen elektrischen Strom, an den Elektroden bereit.
  • Konzentratoren gängiger Solarmodule weisen eine Hauptfläche auf, durch welche das Licht aus einer Eintrittsrichtung in den Konzentrator eintritt, d. h. eingekoppelt wird. Die Hauptfläche wird daher auch als Einkoppelfläche bezeichnet. Ebenso ist es gängige Praxis, eine oder mehrere Solarzellen derart anzuordnen, dass sich ihre Empfangsflächen parallel zu den Hauptflächen erstrecken.
  • DE 27 37 847 A1 offenbart ein solches Solarmodul mit einem Konzentrator und einer Mehrzahl von Solarzellen, welche parallel zu einer Hauptfläche des Konzentrators und jeweils an voneinander separaten Auskoppelflächen einer Mehrzahl von sich konisch verjüngenden Konzentratorabschnitten angeordnet sind.
  • Es ist offensichtlich, dass die Struktur des Konzentrators und die Solarzellen eine Transparenz des Solarmoduls weitgehend verhindern. Infolgedessen kann das Solarmodul nicht als eine Fensterscheibe verbaut oder ohne ästhetische Einbußen an einer ästhetisch gestalteten Oberfläche, beispielsweise an einer Außenseite einer Fahrzeugkarosserie, angeordnet werden. Zudem erhöht die Energie einer in den Konzentrator eintretenden Strahlung eine Temperatur der Solarzellen, was mit einem verringerten Wirkungsgrad der Solarzellen einhergeht.
  • Einen anderen Ansatz verfolgt DE 10 2010 001 220 A1 und offenbart ein Solarmodul mit einem transparenten Konzentrator, einer an einer Hauptfläche des Konzentrators angeordneten Lumineszenzschicht und einer an einer Stirnfläche des Konzentrators angeordneten Solarzelle. Die Lumineszenzschicht wird durch das Sonnenlicht angeregt und emittiert ein Lumineszenzlicht mit einer definierten Wellenlänge in den Konzentrator, welcher einen Lichtanteil des Lumineszenzlichts totalreflektierend zu der für die definierte Wellenlänge sensiblen Solarzelle leitet.
  • Zwar ist die Transparenz bei diesem Solarmodul nicht durch die Struktur des Konzentrators oder die Solarzelle verhindert. Jedoch beeinträchtigt die Lumineszenzschicht die Transparenz des Solarmoduls.
  • Aus DD 295253 A5 ist weiterhin eine Anordnung mit einem Lichtleiter und einem holographisch-optischen Element zum Einkoppeln und/oder Auskoppeln eines Lichts in den Lichtleiter bekannt.
  • Angesichts der unüberschaubar großen Gesamtfläche aller Fensterscheiben und ästhetisch gestalteter Oberflächen wäre es wünschenswert, zumindest einen Teil dieser Gesamtfläche zur effizienten Gewinnung einer elektrischen Energie aus dem Sonnenlicht zu nutzen, ohne die Transparenz der Fensterscheiben bzw. die ästhetische Gestaltung der Oberflächen zu beeinträchtigen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Solarmodul mit hohem Wirkungsgrad bereitzustellen, welches ohne nennenswerte Einschränkung als eine Fensterscheibe verbaut oder an einer ästhetisch gestalteten Oberfläche angeordnet werden kann und eine große Flexibilität hinsichtlich einer Anordnung der Solarzelle aufweist. Ferner sind Aufgaben der Erfindung, ein Panoramadach für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug bereitzustellen.
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Solarmodul, mit einem transparenten Konzentrator, welcher eine erste Hauptfläche zum Einkoppeln eines aus einer Eintrittsrichtung durch die erste Hauptfläche in den Konzentrator eintretenden Lichts und eine gegenüberliegend zu der ersten Hauptfläche angeordnete zweite Hauptfläche zum Auskoppeln eines den Konzentrator durchquerenden und durch die zweite Hauptfläche aus dem Konzentrator in einer Austrittsrichtung austretenden Lichtanteils des eintretenden Lichts aufweist, und zumindest einer in einem Randbereich des Konzentrators angeordneten Solarzelle zum Empfangen eines in dem Konzentrator abgelenkten Lichtanteils des eintretenden Lichts. Die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche erstrecken sich parallel. Die Eintrittsrichtung erstreckt sich in diesem Fall und bei einer hinsichtlich eines Brechungsindexes homogenen Konzentrators parallel zu der Austrittsrichtung, was mit einer visuellen Transparenz des Konzentrators einhergeht.
  • Aufgrund der Transparenz des Konzentrators und der Anordnung der Solarzelle in dem Randbereich kann das Solarmodul ohne nennenswerte Einbuße an Durchsicht als eine Fensterscheibe, beispielsweise eine Windschutzscheibe oder eine Heckscheibe eines Fahrzeugs oder ein Panoramadach oder ohne nennenswerte ästhetische Einbuße an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs verbaut sein, wodurch die jeweilige Fläche zum Umwandeln einer elektromagnetischen Strahlungsleistung in eine elektrische Leistung genutzt werden kann.
  • Die Anordnung der Solarzelle in dem Randbereich des Kozentrators ermöglicht ein Abschatten der Solarzelle gegenüber dem eintretenden Licht, ohne die Transparenz des Konzentrators zu beeinträchtigen. Auf diese Weise ist ein Altern der Solarzelle infolge von IR-Strahlung oder UV-Strahlung verlangsamt und ein Wirkungsgrad der Solarzelle und mithin des Solarmoduls erhöht.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Solarmodul umfasst der Konzentrator zumindest zwei optische Elemente zum Ablenken von Licht in voneinander verschiedene Richtungen. Die optischen Elemente können jeweils als ein diffraktiv-optisches Element (DOE), insbesondere als ein holographischoptisches Element (HOE), welches in den Konzentrator einlaminiert sein kann, oder als eine Metasurface, d. h. ein Film mit einer bezogen auf die Eintrittsrichtung gemessenen Dicke, welche geringer ist als eine Wellenlänge des eintretenden Lichts, , ausgebildet sein. Die optischen Elemente sind ausgebildet und angeordnet, Licht in zumindest zwei voneinander verschiedene Richtungen abzulenken. Aufgrund dessen weist das Solarmodul eine große Flexibilität hinsichtlich einer Anordnung der zumindest einen Solarzelle auf.
  • Insbesondere lässt sich die zumindest eine Solarzelle dank der hohen Flexibilität derart ausrichten, dass sich die Empfangsfläche der zumindest einen Solarzelle nicht normal zu der Eintrittsrichtung erstreckt, d. h. ein Relativwinkel der Eintrittsrichtung zu der Empfangsfläche ist verschieden von einem rechten Winkel. Dank einer relativ zu der ersten Hauptfläche geneigten Ausrichtung der Solarzelle ist ein Wärmeeintrag in die zumindest eine Solarzelle verringert, was mit einer niedrigeren Temperatur der zumindest einen Solarzelle und infolgedessen mit einem erhöhten Wirkungsgrad der zumindest einen Solarzelle und mithin des Solarmoduls einhergeht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine Solarzelle in einem Randbereich der ersten Hauptfläche oder der zweiten Hauptfläche oder an einer die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche verbindenden Stirnfläche des Konzentrators angeordnet. Der Randbereich kann einen größeren Flächeninhalt als eine Stirnfläche aufweisen. Entsprechend können in dem Randbereich eine Solarzelle mit einer größeren Empfangsfläche oder eine Mehrzahl von Solarzellen angeordnet sein. In beiden Fällen ist ein Wirkungsgrad des Solarmoduls erhöht. Wenn die zumindest eine Solarzelle an der Stirnfläche angeordnet ist, dient die Stirnfläche als eine Auskoppelfläche für den abgelenkten Lichtanteil.
  • Alternativ oder zusätzlich umfasst das Solarmodul bevorzugt zumindest zwei Solarzellen, welche in voneinander verschiedenen Randbereichen des Konzentrators angeordnet sind. Je mehr Solarzellen das Solarmodul umfasst, desto höher ist ein Wirkungsgrad des Solarmoduls.
  • In einer Ausführungsform weist der Konzentrator zumindest zwei voneinander verschiedene Randbereiche auf, in welchen jeweils eine Solarzelle angeordnet ist. Je mehr Randbereiche des Solarmoduls mit einer Solarzelle versehen sind, desto höher ist ein Wirkungsgrad des Solarmoduls.
  • In einer anderen Ausführungsform weisen die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche des Konzentrators jeweils eine rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Form auf. Eine im Wesentlichen rechteckige Form kann beispielsweise durch abgerundete Ecken der Hauptflächen entstehen. Die beiden Hauptflächen können auch gekrümmt sein. Beispielsweise können die erste Hauptfläche konvex und die zweite Hauptfläche konkav sein. Der Konzentrator kann starr oder flexibel, d. h. biegbar, ausgebildet sein. Solarmodule mit gekrümmten Konzentratoren eignen sich für die Montage an Fahrzeugen, welche zumeist gekrümmte Scheiben und/oder gekrümmte Karosserieflächen aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein optisches Element selektiv für einen Wellenlängenbereich von Licht und/oder sind zumindest zwei Solarzellen für jeweils voneinander verschiedene Wellenlängenbereiche von Licht sensibel. Auf diese Weise kann ein größerer Anteil der elektromagnetischen Strahlungsleistung des eintretenden Lichts in eine elektrische Leistung umgewandelt werden, was mit einem höheren Wirkungsgrad des Solarmoduls einhergeht.
  • Der Konzentrator kann eine Mehrzahl von Konzentratorelementen umfassen. Mit anderen Worten ist der Konzentrator mehrteilig ausgebildet, d. h. aus mehreren Elementen zusammengesetzt.
  • Dabei können die Konzentratorelemente bezogen auf die Eintrittsrichtung hintereinander und/oder bezogen auf eine zu der Eintrittsrichtung normale Ebene nebeneinander angeordnet sein. Hintereinander angeordnete Konzentratorelemente sind günstig bei wellenlängen-selektiven optischen Elementen. Nebeneinander angeordnete Konzentratorelement sind günstig bei einer Mehrzahl von in verschiedenen Randbereichen des Konzentrators angeordneten Solarzellen.
  • Das Solarmodul umfasst vorteilhaft eine absorbierende, reflektierende oder streuende Abdunkelungschicht, welche an der zweiten Hauptfläche des Konzentrators angeordnet ist. Die Abdunkelungsschicht kann den aus der zweiten Hauptfläche des Konzentrators austretenden Lichtanteil reduzieren. Der reduzierte austretende Lichtanteil dunkelt einen bezogen auf die Eintrittsrichtung hinter dem Solarmodul angeordneten Raumbereich ab. Mittels Reflektierens oder Streuens vergrößert die Abdunkelungsschicht den abgelenkten Lichtanteil, was mit einem höheren Wirkungsgrad des Solarmoduls einhergeht.
  • Die Abdunkelungsschicht kann elektrisch d. h. abhängig von einer Steuerspannung und/oder einem Steuerstrom, oder mechanisch, beispielsweise abhängig von einer Rolladenstellung oder einer Lamellenstellung, schaltbar ausgebildet sein und aufgrund der Schaltbarkeit wahlweise transparent oder intransparent für das den Konzentrator durchquerende Licht sein.
  • Noch ein Gegenstand der Erfindung ist ein Panoramadach für ein Fahrzeug, welches ein Dach des Fahrzeugs umfasst. Panoramadächer sind eine beliebte Ausstattungsvariante von Fahrzeugen. Entsprechend ergeben sich viele Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung.
  • Das erfindungsgemäße Panoramadach umfasst ein erfindungsgemäßes Solarmodul, bei dem die zumindest eine Solarzelle bezogen auf die Eintrittsrichtung hinter dem Dach angeordnet ist. Die Solarzelle ist gegenüber dem eintretenden Licht abgeschattet und vor einem Wärmeeintrag und infolgedessen vor einer Erhöhung einer Temperatur, d. h. einer Erwärmung, geschützt, was mit einem höheren Wirkungsgrad der zumindest einen Solarzelle und mithin des Solarmoduls einhergeht. Panoramadächer stellen eine große Dachfläche bereit. Entsprechend ist das erfindungsgemäße Panoramadach ein effektives Mittel zum Bereitstellen einer elektrischen Leistung für das Fahrzeug.
  • Auch ein Karosserieteil für ein Fahrzeug, welches ein Karosserieblech und ein erfindungsgemäßes Solarmodul umfasst, ist ein Gegenstand der Erfindung. Die zumindest eine Solarzelle kann bezogen auf die Eintrittsrichtung hinter dem Karosserieblech des Fahrzeugs angeordnet sein.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Fahrzeug. Aufgrund der großen Vielzahl von Fahrzeugen ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Solarmodul oder ein erfindungsgemäßes Panoramadach. Das erfindungsgemäße Solarmodul kann ohne eine nennenswerte ästhetische Einbuße auf einer Karosseriefläche des Fahrzeugs montiert sein, d. h. zu einem Karosserieteil des Fahrzeugs gehören. Das erfindungsgemäße Panoramadach kann ohne eine nennenswerte Einbuße an Durchsicht wie ein herkömmliches Panoramadach als ein Dach des Fahrzeugs montiert sein. Auf diese Weise ist eine Außenfläche des Fahrzeugs energetisch, d. h. zum Gewinnen einer elektrischen Energie aus einem Sonnenlicht, nutzbar, was mit einem höheren Wirkungsgrad des Fahrzeugs einhergeht.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Solarmoduls besteht darin, dass das Solarmodul ohne nennenswerte Einschränkung als eine Fensterscheibe verbaut oder an einer ästhetisch gestalteten Oberfläche angeordnet werden kann, eine große Flexibilität hinsichtlich einer Anordnung der Solarzelle und einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. Es zeigt:
    • 1 in einer perspektivischen Teilansicht ein Panoramadach nach einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Solarmodul nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 in einer perspektivischen Ansicht ein Solarmodul nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 in einer perspektivischen Ansicht eine Solarmodul nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
    • 4 in einer perspektivischen Ansicht ein Solarmodul nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt in einer perspektivischen Teilansicht ein Panoramadach 10 nach einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Solarmodul 30 nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Panoramadach 10 ist für ein Fahrzeug geeignet und kann zu einem an sich bekannten (nicht dargestellten) Fahrzeug gehören. Das Panoramadach 10 umfasst ein Dach 20 des Fahrzeugs und ein Solarmodul 30. Das Fahrzeug kann alternativ oder zusätzlich ein weiteres Solarmodul umfassen, welches an einer Karosseriefläche des Fahrzeugs angeordnet ist.
  • Das Solarmodul 30 umfasst einen transparenten Konzentrator 40. Der transparente Konzentrator 40 weist eine erste Hauptfläche 41 zum Einkoppeln eines aus einer Eintrittsrichtung 42 durch die erste Hauptfläche 41 in den Konzentrator 40 eintretenden Lichts 50 und eine gegenüberliegend zu der ersten Hauptfläche 41 angeordnete zweite Hauptfläche 43 zum Auskoppeln eines den Konzentrator 40 durchquerenden und durch die zweite Hauptfläche 43 aus dem Konzentrator 40 in einer Austrittsrichtung 44 austretenden Lichtanteils 52 des eintretenden Lichts 50 auf. Die erste Hauptfläche 41 und die zweite Hauptfläche 43 des Konzentrators 40 jeweils weisen jeweils eine rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Form auf.
  • Der Konzentrator 40 umfasst zwei optische Elemente 60, 61, welche ausgebildet und angeordnet sind, Licht in voneinander verschiedene Richtungen abzulenken. Die beiden optischen Elemente 60, 61 sind beispielsweise und nicht einschränkend als diffraktiv-optische Elemente (DOE), insbesondere als holographisch-optische Elemente (HOE), ausgebildet.
  • Ein erstes optisches Element 60 lenkt einen abgelenkten Lichtanteil 53 des eintretenden Lichts in eine erste Richtung ab, welche ein totalreflektiertes Propagieren des abgelenkten Lichtanteils 53 zwischen den Hauptflächen 41, 43 in einen Randbereich des Konzentrators 40 erlaubt. Es soll verstanden werden, dass das erste optische Element 60 stellvertretend für eine Mehrzahl von gleichartigen in dem Konzentrator 40 gleichmäßig verteilten optischen Elementen 60 oder für ein sich parallel zu den Hauptflächen 41, 43 erstreckendes flächiges optisches Element 60 lediglich zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit in einem einzigen Punkt des Konzentrators 40 dargestellt ist.
  • Ein zweites optisches Element 61, welches in dem Randbereich des Konzentrators 40 angeordnet ist, lenkt den abgelenkten Lichtanteil 53 in eine zweite Richtung ab, welche sich parallel zu der Austrittsrichtung 44 erstreckt. Es soll verstanden werden, dass das zweite optische Element 61 stellvertretend für eine Mehrzahl von gleichartigen in dem Randbereich des Konzentrators 40 gleichmäßig verteilten optischen Elementen 61 oder für ein sich in dem Randbereich des Konzentrators 40 parallel zu den Hauptflächen 41, 43 erstreckendes flächiges optisches Element 61 lediglich zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit in einem einzigen Punkt des Konzentrators 40 dargestellt ist.
  • Das Solarmodul 30 umfasst ferner eine in dem Randbereich des Konzentrators 40, genauer gesagt in einem Randbereich der zweiten Hauptfläche 41, angeordnete Solarzelle 80 zum Empfangen des in dem Konzentrator 40 abgelenkten Lichtanteils 53. Die Solarzelle 80 ist bezogen auf die Eintrittsrichtung 42 hinter dem Dach 20 angeordnet und durch das Dach 20 vor dem eintretenden Licht 50 abgeschattet. Die Solarzelle 80 kann auch in einem Randbereich der ersten Hauptfläche 43 angeordnet sein.
  • 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Solarmodul 31 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das Solarmodul 31 weist einen ähnlichen Grundaufbau auf wie das in 1 gezeigte Solarmodul 30. Das Solarmodul 31 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Solarmodul 30 dadurch, dass es zwei Solarzellen 80, 81 umfasst, welche in voneinander verschiedenen Randbereichen, genauer gesagt an gegenüberliegenden die erste Hauptfläche 41 und die zweite Hauptfläche 43 verbindenden Stirnflächen 45, des Konzentrators 40 angeordnet sind. Mit anderen Worten weist der Konzentrator 40 zumindest zwei voneinander verschiedene Randbereiche auf, in welchen jeweils eine Solarzelle 80, 81 angeordnet ist.
  • Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der Konzentrator 40 eine Mehrzahl von Konzentratorelementen 70, 71, genauer gesagt zwei Konzentratorelemente 70, 71, mit jeweils einer rechteckigen Form und einem optischen Element 60, 61 umfasst. Die Konzentratorelemente 70, 71 sind bezogen auf eine zu der Eintrittsrichtung 42 normale Ebene nebeneinander angeordnet. Das optische Element 60 ist angeordnet und ausgebildet, einen Lichtanteil des eintretenden Lichts 50 in Richtung der Solarzelle 80 abzulenken. Das optische Element 61 ist angeordnet und ausgebildet, einen Lichtanteil des eintretenden Lichts 50 in Richtung der Solarzelle 81 abzulenken.
  • 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Solarmodul 32 nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Das Solarmodul 32 weist einen ähnlichen Grundaufbau auf wie das in 2 gezeigte Solarmodul 31. Das Solarmodul 32 unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Solarmodul 31 dadurch, dass die Konzentratorelemente 70, 71 bezogen auf die Eintrittsrichtung 42 hintereinander angeordnet sind. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die optischen Elemente 60, 61 selektiv für zwei voneinander verschiedene Wellenlängenbereiche von Licht und die beiden Solarzellen 80, 81 jeweils für die voneinander verschiedenen Wellenlängenbereiche von Licht sensibel sind. Eine Wellenlängenselektivität der optischen Elemente sowie eine zu der Wellenlängenselektivität korrespondierende Wellenlängensensibilität der Solarzellen kann selbstverständlich in den übrigen Ausführungsformen zusätzlich vorgesehen sein.
  • 4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Solarmodul 33 nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Das Solarmodul 33 weist einen ähnlichen Grundaufbau auf wie das in 2 gezeigte Solarmodul 31. Das Solarmodul 33 unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Solarmodul 31 dadurch, dass es vier Konzentratorelemente 70, 71, 72, 73 umfasst, welche jeweils eine Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen, welche dem Konzentrator 40 gemeinsam eine rechteckige Form verleihen. Jedes Konzentratorelement 70, 71, 72, 73 umfasst einen optisches Element 60, 61, 62, 63, welche ausgebildet und angeordnet ist, Licht jeweils zu einer Stirnfläche 45 des Konzentrators 40 abzulenken. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das Solarmodul 33 vier Solarzellen 80, 81, 82, 83 aufweist, welche jeweils an einer Stirnfläche 45 des Konzentrators 40 angeordnet sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Panoramadach
    20
    Dach
    30
    Solarmodul
    31
    Solarmodul
    32
    Solarmodul
    33
    Solarmodul
    40
    Konzentrator
    41
    erste Hauptfläche
    42
    Eintrittsrichtung
    43
    zweite Hauptfläche
    44
    Austrittsrichtung
    45
    Stirnfläche
    50
    eintretendes Licht
    51
    eintretendes Licht
    52
    austretender Lichtanteil
    53
    abgelenkter Lichtanteil
    54
    abgelenkter Lichtanteil
    55
    abgelenkter Lichtanteil
    56
    abgelenkter Lichtanteil
    60
    optisches Element
    61
    optisches Element
    62
    optisches Element
    63
    optisches Element
    70
    Konzentratorelement
    71
    Konzentratorelement
    72
    Konzentratorelement
    73
    Konzentratorelement
    80
    Solarzelle
    81
    Solarzelle
    82
    Solarzelle
    83
    Solarzelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2737847 A1 [0004]
    • DE 102010001220 A1 [0006]
    • DD 295253 A5 [0008]

Claims (10)

  1. Solarmodul (30, 31, 32, 33), mit einem transparenten Konzentrator (40), welcher eine erste Hauptfläche (41) zum Einkoppeln eines aus einer Eintrittsrichtung (42) durch die erste Hauptfläche (41) in den Konzentrator (40) eintretenden Lichts (50, 51) und eine gegenüberliegend zu der ersten Hauptfläche (41) angeordnete zweite Hauptfläche (43) zum Auskoppeln eines den Konzentrator (40) durchquerenden und durch die zweite Hauptfläche (43) aus dem Konzentrator (40) in einer Austrittsrichtung (44) austretenden Lichtanteils (52) des eintretenden Lichts (50, 51) aufweist, und zumindest einer in einem Randbereich des Konzentrators (40) angeordneten Solarzelle (80, 81, 82, 83) zum Empfangen eines in dem Konzentrator (40) abgelenkten Lichtanteils (53, 54, 55, 56) des eintretenden Lichts (50, 51), wobei der Konzentrator (40) zumindest zwei optische Elemente (60, 61, 62, 63) zum Ablenken von Licht in voneinander verschiedene Richtungen umfasst.
  2. Solarmodul nach Anspruch 1, bei welchem die zumindest eine Solarzelle (80, 81, 82, 83) in einem Randbereich der ersten Hauptfläche (41) oder der zweiten Hauptfläche (43) oder an einer die erste Hauptfläche (41) und die zweite Hauptfläche (43) verbindenden Stirnfläche (45) des Konzentrators (40) angeordnet ist.
  3. Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, mit zumindest zwei Solarzellen (81, 82, 83), welche in voneinander verschiedenen Randbereichen des Konzentrators (40) angeordnet sind.
  4. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Konzentrator (40) zumindest zwei voneinander verschiedene Randbereiche aufweist, in welchen jeweils eine Solarzelle (80, 81, 82, 83) angeordnet ist.
  5. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die erste Hauptfläche (41) und die zweite Hauptfläche (43) des Konzentrators (40) jeweils eine rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Form aufweisen.
  6. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zumindest ein optisches Element (60, 61, 62, 63) selektiv für einen Wellenlängenbereich von Licht ist und/oder zumindest zwei Solarzellen (81, 82, 83) für jeweils voneinander verschiedene Wellenlängenbereiche von Licht sensibel sind.
  7. Solarmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Konzentrator (40) eine Mehrzahl von Konzentratorelementen (70, 71, 72, 73) umfasst.
  8. Solarmodul nach Anspruch 7, bei dem die Konzentratorelemente (70, 71, 72, 73) bezogen auf die Eintrittsrichtung (42) hintereinander und/oder bezogen auf eine zu der Eintrittsrichtung (42) normale Ebene nebeneinander angeordnet sind.
  9. Panoramadach (10) für ein Fahrzeug, mit einem Dach (20) eines Fahrzeugs und einem Solarmodul (30, 31, 32, 33) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die zumindest eine Solarzelle (80, 81, 82, 83) bezogen auf die Eintrittsrichtung (42) hinter dem Dach (20) angeordnet ist.
  10. Fahrzeug, mit einem Solarmodul (30, 31, 32, 33) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einem Panoramadach (10) nach Anspruch 9.
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