DE102021122806A1 - Solar thermal device, solar thermal module, energy supply system and method for operating a solar thermal device - Google Patents

Solar thermal device, solar thermal module, energy supply system and method for operating a solar thermal device Download PDF

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Abstract

Um eine solarthermische Vorrichtung umfassend mindestens ein solarthermisches Element mit einem eine Längsachse definierenden Absorptionselement zum Absorbieren von solarer Strahlung so zu verbessern, dass eine solarthermische Vorrichtung, ein solarthermisches Modul, Energieversorgungssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung umfasst, so zu verbessern, dass insbesondere Gebäude ganzjährig optimal mit solarthermischer Wärme versorgt werden können, wird vorgeschlagen, dass sie eine Beschattungseinrichtung umfasst zum Beschatten des Absorptionselements.Ferner werden ein verbessertes solarthermisches Modul, ein verbessertes Energieversorgungssystem und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung vorgeschlagen.In order to improve a solar thermal device comprising at least one solar thermal element with an absorption element defining a longitudinal axis for absorbing solar radiation in such a way that a solar thermal device, a solar thermal module, an energy supply system and a method for operating a solar thermal device are to be improved in such a way that in particular Buildings can be optimally supplied with solar thermal heat all year round, it is proposed that it includes a shading device for shading the absorption element. Furthermore, an improved solar thermal module, an improved energy supply system and an improved method for operating a solar thermal device are proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine solarthermische Vorrichtung umfassend mindestens ein solarthermisches Element mit einem eine Längsachse definierenden Absorptionselement zum Absorbieren von solarer Strahlung.The present invention relates to a solar thermal device comprising at least one solar thermal element with an absorption element defining a longitudinal axis for absorbing solar radiation.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein solarthermisches Modul umfassend mindestens eine solarthermische Vorrichtung.Furthermore, the present invention relates to a solar thermal module comprising at least one solar thermal device.

Weiters betrifft die vorliegende Erfindung ein Energieversorgungssystem, insbesondere für ein Gebäude, umfassend mindestens ein solarthermisches Modul und einen mit dem mindestens einen solarthermischen Modul wärmeleitungswirksam verbundenen Wärmespeicher zum Speichern der vom mindestens einen solarthermischen Modul aufgenommenen solaren Wärme.The present invention also relates to an energy supply system, in particular for a building, comprising at least one solar thermal module and a heat accumulator connected to the at least one solar thermal module in a thermally conductive manner for storing the solar heat absorbed by the at least one solar thermal module.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung.Furthermore, the present invention relates to a method for operating a solar thermal device.

Solarthermische Vorrichtungen und Module sowie Energieversorgungssysteme und Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie dienen insbesondere dem Zweck, Gebäude aller Arten mit Wärmeenergie zu versorgen. Solare Strahlung wird mit dem Absorptionselement der solarthermischen Vorrichtung absorbiert und kann dann beispielsweise über ein Wärmeleitungssystem durch Einsatz eines Wärmeleitungsmediums einem Wärmespeicher zugeführt werden, um Wärme zwischenzuspeichern, insbesondere für Zeiten, wenn die solarthermische Vorrichtung nicht mit solarer Strahlung beaufschlagt wird, insbesondere also nachts und bei bewölktem Himmel.Solar thermal devices and modules as well as energy supply systems and methods for operating a solar thermal device of the type described above are known in various embodiments. In particular, they serve the purpose of supplying buildings of all types with thermal energy. Solar radiation is absorbed with the absorption element of the solar thermal device and can then be supplied to a heat accumulator, for example via a heat pipe system using a heat pipe medium, in order to temporarily store heat, in particular for times when the solar thermal device is not exposed to solar radiation, i.e. in particular at night and at cloudy sky.

Es ist ferner bekannt, dass der größte Anteil der Energie im Haushalt für die Erwärmung von Wasser eingesetzt wird, und zwar sowohl für die Erwärmung von Brauchwasser als auch zum Heizen eines Gebäudes. Dabei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass sich der Energiebedarf eines Gebäudes im Verlaufe eines Jahres ändert. So wird im Winter mehr Wärmeenergie benötigt, insbesondere zum Heizen, wohingegen im Sommer der Wärmebedarf signifikant reduziert ist.It is also known that the largest share of energy in the home is used for heating water, both for heating domestic water and for heating a building. In particular, it must be taken into account that the energy requirements of a building change over the course of a year. More thermal energy is required in winter, especially for heating, whereas the heat requirement is significantly reduced in summer.

Aufgrund des niedrigeren Wärmebedarfs in den Sommermonaten werden solarthermische Anlagen für Gebäude in der Regel so dimensioniert, dass sie gerade zur Deckung des Wärmebedarf in den Sommermonaten ausreichen. Eine Überdimensionierung derartiger Anlagen, um Gebäude auch in den Wintermonaten ausreichend mit solarthermischer Wärme zu versorgen, führt dagegen beim Betrieb dieser Anlagen in den Sommermonaten zu großen Problemen, da nicht benötigte Wärme, die durch die solarthermischen Vorrichtungen bereitgestellt wird, zur Vermeidung einer Überhitzung abgeführt werden muss, was jedoch nicht ohne weiteres möglich ist.Due to the lower heat requirement in the summer months, solar thermal systems for buildings are usually dimensioned in such a way that they are just sufficient to cover the heat requirement in the summer months. On the other hand, oversizing of such systems in order to supply buildings with sufficient solar thermal heat even in the winter months leads to major problems when operating these systems in the summer months, since heat that is not required, which is provided by the solar thermal devices, is dissipated to avoid overheating must, which, however, is not easily possible.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solarthermische Vorrichtung, ein solarthermisches Modul, ein Energieversorgungssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass insbesondere Gebäude ganzjährig optimal mit solarthermischer Wärme versorgt werden können.It is therefore an object of the present invention to improve a solar thermal device, a solar thermal module, an energy supply system and a method for operating a solar thermal device of the type described above so that buildings in particular can be optimally supplied with solar thermal heat all year round.

Diese Aufgabe wird bei einer solarthermischen Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sie eine Beschattungseinrichtung umfasst zum Beschatten des Absorptionselements.This object is achieved according to the invention in a solar thermal device of the type described at the outset in that it comprises a shading device for shading the absorption element.

Die Beschattungseinrichtung ermöglicht es insbesondere, das mindestens eine solarthermische Element zu beschatten, mithin also zu unterbinden, dass solarthermische Strahlung auf das Absorptionselement auftrifft. Dies ermöglicht es insbesondere, die solarthermische Vorrichtung mittels der Beschattungseinrichtung quasi auszuschalten beziehungsweise zu deaktivieren, wenn die Erzeugung von Wärme mit der solarthermischen Vorrichtung durch Absorption solarer Strahlung nicht gewünscht wird. Dieser Fall kann wie beschrieben insbesondere dann eintreten, wenn ein geringer Wärmebedarf besteht, beispielsweise in den Sommermonaten, die solarthermische Vorrichtung aber mit solarer Strahlung mit einer Intensität beaufschlagt wird, welche das für den Betrieb derselben erforderliche Maß übersteigt. Die Beschattungsvorrichtung ermöglicht es somit insbesondere, beispielsweise Dächer von Gebäuden mit einer größeren Anzahl solarthermischer Vorrichtungen als bislang auszustatten, um einen solaren Wärmeeintrag insbesondere auch in den Wintermonaten optimal nutzen zu können. An Tagen mit geringem Wärmebedarf können die solarthermischen Vorrichtung dann ganz oder teilweise mit der Beschattungseinrichtung beschattet werden. Eine solche Beschattungseinrichtung hat zudem beispielsweise auch einen Vorteil dahingehend, dass mit ihr die solarthermischen Elemente geschützt werden können, insbesondere vor Verschmutzung oder extremen Witterungseinflüssen wie beispielsweise Hagel. Mit anderen Worten kann die Beschattungseinrichtung genutzt werden, um eine solarthermische Anlage für ein Gebäude nicht an seinem minimalen Wärmebedarf im Jahresverlauf auszurichten, sondern am maximalen Wärmebedarf des Gebäudes. Auf diese Weise kann es beispielsweise gelingen, den Wärmebedarf eines Hauses weit überwiegend durch Wärmeeintrag über solare Strahlung abzudecken. Hier kann insbesondere auch der hohe Effizienzgrad solarthermischer Vorrichtungen genutzt werden, der in der Größenordnung von etwa 50% bis 60% und damit weit höher als bei derzeit üblichen Photovoltaikmodulen liegt, die einen Effizienzgrad von etwa 14% zur Erzeugung von Strom erreichen. Durch die Beschattungseinrichtung ist es also insbesondere möglich, mit einer solarthermischen Anlage auf einem Dach oder an einer Fassade eines Gebäudes so viel Wärme zu erzeugen, dass auch Gebäude, die nicht optimal isoliert sind, ausreichend mit Wärme versorgt werden können, und zwar allein auf Basis erneuerbarer Energien, also ohne zusätzlichen Einsatz fossiler Energieträger.The shading device makes it possible, in particular, to shade the at least one solar thermal element, and therefore to prevent solar thermal radiation from impinging on the absorption element. This makes it possible, in particular, to switch off or deactivate the solar thermal device by means of the shading device if it is not desired to generate heat with the solar thermal device by absorbing solar radiation. As described, this can occur in particular when there is a low demand for heat, for example in the summer months, but the solar thermal device is exposed to solar radiation with an intensity that exceeds the level required for the operation of the same. The shading device thus makes it possible in particular, for example, to equip roofs of buildings with a larger number of solar thermal devices than before, in order to be able to optimally utilize a solar heat input, especially in the winter months. On days when there is little heat demand, the solar thermal device can then be fully or partially shaded with the shading device. Such a shading device also has the advantage, for example, that the solar thermal elements can be protected with it, in particular from dirt or extreme weather conditions such as hail. In other words, the shading device can be used to align a solar thermal system for a building not to its minimum heat requirement over the course of the year, but to the maximum heat requirement of the building. In this way, it is possible, for example, to largely meet the heating requirements of a house covered by heat input from solar radiation. In particular, the high degree of efficiency of solar thermal devices can also be used here, which is in the order of about 50% to 60% and thus far higher than with currently standard photovoltaic modules, which achieve an efficiency of about 14% for generating electricity. The shading device makes it possible, in particular, to generate so much heat with a solar thermal system on a roof or on a facade of a building that even buildings that are not optimally insulated can be supplied with sufficient heat, and that alone on basis renewable energies, i.e. without the additional use of fossil fuels.

Günstig ist es, wenn die Beschattungseinrichtung mindestens ein bewegbar angeordnetes Beschattungselement umfasst, welches von einer Bestrahlungsstellung, in welcher das Absorptionselement unbeschattet oder unverdeckt ist, in eine Beschattungsstellung, in welcher das Absorptionselement mindestens teilweise, insbesondere vollständig beschattet oder gegen auf die Vorrichtung auftreffende solare Strahlung verdeckt ist, bewegbar ist und umgekehrt. Mit dem mindestens einen Beschattungselement der Beschattungseinrichtung kann also das mindestens eine solarthermische Element, insbesondere das Absorptionselement desselben, in gewünschter Weise ganz oder teilweise bedeckt oder verdeckt werden, um es vor dem Auftreffen solarer Strahlung zu schützen beziehungsweise gegen diese abzuschirmen. Beispielsweise ist es so möglich, solarthermische Vorrichtungen, die bereits an einem Gebäude installiert sind, nachträglich mit einer Beschattungseinrichtung auszustatten, um diese temporär zu deaktivieren, wenn wie beschrieben ein Wärmebedarf geringer ist als die durch die solarthermische Vorrichtung aufgrund sie beaufschlagender solarer Strahlung bereitgestellter Wärme. Das Beschattungselement kann beispielsweise in Form einer Jalousie, eines Rolladens, einer Markise oder dergleichen mit einem oder mehreren Beschattungselementen ausgebildet sein, die relativ zum Absorptionselement bewegbar sind. Die Beschattungselemente können insbesondere lamellenartig ausgebildet sein, oder in Form von um die Absorptionselemente verdrehbarer Halb- oder Teilschalen, um in unterschiedlichen Beschattungsstellungen die Absorptionselemente ganz oder teilweise abzuschirmen.It is favorable if the shading device comprises at least one movably arranged shading element, which can be moved from an irradiation position in which the absorption element is unshaded or uncovered to a shading position in which the absorption element is at least partially, in particular completely, shaded or protected against solar radiation impinging on the device is hidden, is movable and vice versa. With the at least one shading element of the shading device, the at least one solar thermal element, in particular the absorption element of the same, can be completely or partially covered or covered in the desired manner in order to protect it from or shield it from solar radiation. For example, it is possible to retrofit solar thermal devices that are already installed on a building with a shading device to temporarily deactivate them if, as described, a heat requirement is lower than the heat provided by the solar thermal device due to the solar radiation acting on it. The shading element can be designed, for example, in the form of a blind, a roller shutter, an awning or the like with one or more shading elements that can be moved relative to the absorption element. The shading elements can, in particular, be of lamellar design, or in the form of half-shells or partial shells which can be rotated about the absorption elements, in order to completely or partially shield the absorption elements in different shading positions.

Vorzugsweise umfasst das mindestens eine Beschattungselement mindestens ein Photovoltaikelement. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, die solarthermische Vorrichtung nicht nur zum Erzeugen von Wärme zu nutzen, sondern auch zum Erzeugen von elektrischem Strom. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, dass das mindestens eine Beschattungselement ein Photovoltaikelement umfasst, welches insbesondere dann genutzt werden kann, um elektrischen Strom zu erzeugen, wenn mit dem mindestens einen Beschattungselement das Absorptionselement der solarthermischen Vorrichtung beschattet wird. Mit anderen Worten kann die solarthermische Vorrichtung wahlweise zum Erzeugen von Wärme und/oder von elektrischem Strom genutzt werden, und zwar abhängig vom jeweiligen Bedarf des Nutzers. So kann insbesondere in den Sommermonaten mit geringem Wärmebedarf die solare Strahlung zum Erzeugen von elektrischem Strom genutzt werden. Dieser kann beispielsweise verwendet werden, um elektrische Verbraucher in einem Gebäude zu betreiben. Zum Beispiel in den Sommermonaten mit auch in Mitteleuropa zunehmend ansteigenden Temperaturen und höherem Strombedarf, insbesondere zum Betreiben von Klimaanlagen, besteht so die Möglichkeit für einen Betreiber, die solarthermische Vorrichtung dann vorzugsweise zum Erzeugen von elektrischem Strom einzusetzen, wenn der Bedarf hierfür besonders hoch ist. Der erzeugte Strom kann beispielsweise direkt verbraucht werden. Gegebenenfalls kann überschüssiger Strom auch in ein Stromnetz eingespeist werden. Selbstverständlich kann jedes Beschattungselement auch zwei oder mehr Photovoltaikelemente umfassen. Das Beschattungselement kann insbesondere ausgebildet in Form eines Trägers für das mindestens eine Photovoltaikelement sein. Das mindestens eine Beschattungselement kann aber auch durch das Photovoltaikelement selbst gebildet sein.The at least one shading element preferably comprises at least one photovoltaic element. This configuration makes it possible in particular to use the solar thermal device not only to generate heat, but also to generate electricity. It is particularly advantageous that the at least one shading element comprises a photovoltaic element, which can be used in particular to generate electricity when the absorption element of the solar thermal device is shaded with the at least one shading element. In other words, the solar thermal device can be used selectively to generate heat and/or electricity, depending on the respective needs of the user. In this way, solar radiation can be used to generate electricity, especially in the summer months when there is little heat demand. This can be used, for example, to operate electrical consumers in a building. For example, in the summer months, with increasing temperatures and higher electricity requirements in Central Europe, in particular for operating air conditioning systems, there is the possibility for an operator to use the solar thermal device preferably to generate electricity when the need for this is particularly high. The electricity generated can be used directly, for example. If necessary, excess electricity can also be fed into a power grid. Of course, each shading element can also include two or more photovoltaic elements. The shading element can in particular be designed in the form of a carrier for the at least one photovoltaic element. However, the at least one shading element can also be formed by the photovoltaic element itself.

Günstigerweise ist eine aktive Fläche des Photovoltaikelements eben oder von der Längsachse weg weisend konvex gekrümmt ausgebildet. So kann solare Strahlung unabhängig vom Sonnenstand stets optimal auf das Photovoltaikelement auftreffen. Eine konvexe Krümmung des Photovoltaikelements ermöglicht es insbesondere, dieses als Halbschalenelement auszubilden, welches beispielsweise ein langgestreckt röhrenförmiges Absorptionselement teilweise umgibt.An active surface of the photovoltaic element is favorably designed to be flat or curved in a convex manner pointing away from the longitudinal axis. In this way, solar radiation can always optimally hit the photovoltaic element, regardless of the position of the sun. A convex curvature of the photovoltaic element makes it possible, in particular, to design it as a half-shell element which, for example, partially surrounds an elongated tubular absorption element.

Ein besonders einfacher und kompakter Aufbau lässt sich erreichen, wenn das Absorptionselement röhrenförmig ausgebildet ist.A particularly simple and compact structure can be achieved if the absorption element is tubular.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das solarthermische Element eine Schutzhülle umfasst, welche sich in Richtung der Längsachse erstreckt und einen Innenraum definiert, und dass das Absorptionselement im Innenraum angeordnet ist. Die Schutzhülle kann insbesondere relativ zum Absorptionselement feststehend oder relativ zu diesem bewegbar angeordnet oder ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Schutzhülle relativ zum Absorptionselement um die Längsachse verdrehbar angeordnet oder ausgebildet sein.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the solar thermal element comprises a protective cover which extends in the direction of the longitudinal axis and defines an interior space, and that the absorption element is arranged in the interior space. The protective cover can in particular be arranged or designed to be stationary relative to the absorption element or to be movable relative to it. For example, the protective cover can be arranged or designed to be rotatable about the longitudinal axis relative to the absorption element.

Um unabhängig von einer Stellung der Schutzhülle das Absorptionselement optimal zu schützen, ist es günstig, wenn die Schutzhülle das Absorptionselement umgebend angeordnet oder ausgebildet ist.In order to optimally protect the absorption element regardless of the position of the protective cover, it is favorable if the protective cover is arranged or formed so as to surround the absorption element.

Vorteilhaft ist es, wenn die Schutzhülle mehrteilig ausgebildet ist und ein sich parallel zur Längsachse erstreckendes Trägerelement umfasst und wenn das mindestens eine Photovoltaikelement auf dem Trägerelement angeordnet oder ausgebildet ist derart, dass eine aktive Fläche des Photovoltaikelements von der Längsachse weg weisend angeordnet oder ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung der Schutzhülle ermöglicht es insbesondere, als Träger für das Photovoltaikelement zu dienen. Beispielsweise kann bei einer bewegbar angeordneten Schutzhülle das Photovoltaikelement mit der Schutzhülle mitbewegt werden, beispielsweise relativ zum Absorptionselement, um dieses wahlweise zu beschatten beziehungsweise zu verdecken oder ganz freizugeben.It is advantageous if the protective cover has a multi-part design and includes a carrier element extending parallel to the longitudinal axis, and if the at least one photovoltaic element is arranged or formed on the carrier element in such a way that an active surface of the photovoltaic element is arranged or formed pointing away from the longitudinal axis. This configuration of the protective cover makes it possible, in particular, to serve as a support for the photovoltaic element. For example, in the case of a movably arranged protective cover, the photovoltaic element can be moved along with the protective cover, for example relative to the absorption element, in order to optionally shade or cover it or completely expose it.

Ein besonders kompakter Aufbau der solarthermischen Vorrichtung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine Beschattungselement das Trägerelement und/oder das mindestens eine Photovoltaikelement umfasst. So kann insbesondere das Photovoltaikelement dazu genutzt werden, das Absorptionselement zu beschatten. In einer solchen Beschattungsstellung kann es dann aber gleichzeitig genutzt werden, um elektrischen Strom zu erzeugen, wenn es mit solarer Strahlung beaufschlagt wird. So kann die solarthermische Vorrichtung wahlweise zum Erzeugen von solarer Wärme und/oder elektrischem Strom genutzt werden. Verhältnisse für die Erzeugung von Wärme und Strom können dabei grundsätzlich beliebig eingestellt werden. Dies kann insbesondere erreicht werden durch einen Beschattungsanteil, also einen Anteil einer mit dem mindestens einen Beschattungselement verdeckten aktiven Fläche des Absorptionselements. Diese kann beispielsweise zeitlich konstant vorgegeben werden oder das Absorptionselement intermittierende beschatten beziehungsweise freigeben, und zwar in einer Art Pulsweitenmodulation, bei der für eine bestimmte Zeit das Absorptionselement vollständig verdeckt oder vollständig unverdeckt ist.A particularly compact construction of the solar thermal device can be achieved in particular in that the at least one shading element comprises the carrier element and/or the at least one photovoltaic element. In particular, the photovoltaic element can be used to shade the absorption element. In such a shading position, however, it can be used at the same time to generate electricity when it is exposed to solar radiation. Thus, the solar thermal device can be used to generate solar heat and/or electricity. Ratios for the generation of heat and electricity can in principle be adjusted as desired. This can be achieved in particular by a shading portion, ie a portion of an active surface of the absorption element that is covered by the at least one shading element. This can, for example, be constant over time or shade or uncover the absorption element intermittently, specifically in a type of pulse width modulation, in which the absorption element is completely covered or completely uncovered for a specific time.

Günstig ist es, wenn das Trägerelement den Innenraum über einen Trägerelementumfangswinkel bezogen auf die Längsachse begrenzt und wenn der Trägerelementumfangswinkel in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 200° liegt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, mit dem Trägerelement das solarthermische Element in gewünschter Weise zu beschatten. Insbesondere kann so auch sichergestellt werden, dass es beispielsweise bei einem um die Längsachse verdrehbar angeordneten Trägerelement in einer Stellung ermöglicht wird, das Absorptionselement hinreichend mit solarer Strahlung zu beaufschlagen.It is favorable if the carrier element delimits the interior space via a carrier element circumferential angle in relation to the longitudinal axis and if the carrier element circumferential angle is in a range from approximately 30° to approximately 200°. This configuration makes it possible, in particular, to shade the solar thermal element in the desired manner with the carrier element. In particular, it can also be ensured in this way that, for example in the case of a carrier element which is arranged such that it can be rotated about the longitudinal axis, it is possible in one position to sufficiently impinge on the absorption element with solar radiation.

Vorzugsweise bildet das mindestens eine Photovoltaikelement einen Teil einer von der Längsachse weg weisenden Außenfläche der Schutzhülle. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, das mindestens eine Photovoltaikelement in die Schutzhülle zu integrieren. Das mindestens eine Photovoltaikelement kann also dazu genutzt werden, Strom zu erzeugen, das Absorptionselement zu beschatten und gleichzeitig auch das Absorptionselement zu schützen.The at least one photovoltaic element preferably forms part of an outer surface of the protective cover pointing away from the longitudinal axis. This configuration makes it possible, in particular, to integrate the at least one photovoltaic element into the protective cover. The at least one photovoltaic element can therefore be used to generate electricity, to shade the absorption element and at the same time to protect the absorption element.

Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Beschattungselement an der Schutzhülle angeordnet oder in Form eines Teils der Schutzhülle ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ermöglich zum Beispiel einen besonders kompakten Aufbau der solarthermischen Vorrichtung. Insbesondere ist es so möglich, die Schutzhülle bewegbar anzuordnen, beispielsweise verdrehbar um ihre Längsachse beziehungsweise die Längsachse der solarthermischen Vorrichtung, um so das Absorptionselement entweder gezielt zu beschatten oder zum Beaufschlagen mit solarer Strahlung freizugeben.It is advantageous if the at least one shading element is arranged on the protective cover or is designed in the form of a part of the protective cover. This configuration enables, for example, a particularly compact construction of the solar thermal device. In particular, it is possible to arrange the protective cover to be movable, for example rotatable about its longitudinal axis or the longitudinal axis of the solar thermal device, in order to either selectively shade the absorption element or release it for exposure to solar radiation.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schutzhülle mindestens ein sich parallel zur Längsachse erstreckendes Fensterelement umfasst und dass das mindestens eine Fensterelement für solare Strahlung durchlässig oder im Wesentlichen durchlässig ausgebildet ist. Das mindestens eine Fensterelement kann so insbesondere dem Schutz des Absorptionselements dienen, wobei es jedoch die Beaufschlagung des Absorptionselements mit solarer Strahlung nicht oder nur minimal behindert beziehungsweise beeinträchtigt. Mithin kann also beispielsweise die Schutzhülle in eine Stellung gebracht werden, in der das mindestens eine Fensterelement so ausgerichtet ist, dass auf die solarthermische Vorrichtung auftreffende solare Strahlung durch das mindestens eine Fensterelement hindurchtreten und das Absorptionselement des mindestens einen solarthermischen Elements mit solarer Strahlung beaufschlagen kann. Das mindestens eine Fensterelement kann insbesondere eben ausgebildet oder auch von der Längsachse weg weisend konvex gekrümmt ausgebildet sein.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the protective cover comprises at least one window element extending parallel to the longitudinal axis and that the at least one window element is designed to be permeable or essentially permeable to solar radiation. The at least one window element can thus serve in particular to protect the absorption element, although it does not or only minimally impede or impair exposure of the absorption element to solar radiation. Thus, for example, the protective cover can be brought into a position in which the at least one window element is aligned in such a way that solar radiation impinging on the solar thermal device can pass through the at least one window element and can act on the absorption element of the at least one solar thermal element with solar radiation. The at least one window element can in particular be flat or convexly curved pointing away from the longitudinal axis.

Günstig ist es, wenn sich das mindestens eine Fensterelement über einen Umfangswinkel bezogen auf die Längsachse erstreckt und wenn der Umfangswinkel in einem Bereich von etwa 100° bis etwa 210° liegt. Einen solchen Umfangswinkel für das mindestens eine Fensterelement vorzusehen ermöglicht insbesondere unterschiedliche Arten der Ausführung der solarthermischen Vorrichtung. Beispielsweise kann die Schutzhülle feststehend oder aber relativ zum Absorptionselement bewegbar angeordnet oder ausgebildet sein. Durch die Vorgabe des Umfangswinkels kann insbesondere eingestellt werden, wie groß der Anteil solarer Strahlung ist, welcher mit der solarthermischen Vorrichtung aufgenommen werden kann.It is favorable if the at least one window element extends over a circumferential angle in relation to the longitudinal axis and if the circumferential angle is in a range from approximately 100° to approximately 210°. Providing such a peripheral angle for the at least one window element enables in particular different types of implementation of the solar thermal device. at For example, the protective cover can be arranged or designed to be stationary or movable relative to the absorption element. By specifying the circumferential angle, it is possible in particular to set the proportion of solar radiation that can be absorbed by the solar thermal device.

Die Schutzhülle kann insbesondere auf einfache Weise dadurch ausgebildet werden, dass das mindestens eine Fensterelement mindestens einen, insbesondere ausschließlich einen, von der Längsachse weg weisend konvex gekrümmten Fensterelementbereich umfasst. Beispielsweise kann es nur einen konvex gekrümmten Fensterelementbereich umfassen, so dass das Schutzelement insgesamt hülsenförmig oder in Form einer zylindrischen Halbschale ausgebildet ist.In particular, the protective cover can be formed in a simple manner in that the at least one window element comprises at least one, in particular exclusively one, window element region that is convexly curved and points away from the longitudinal axis. For example, it can only include a convexly curved window element area, so that the protective element is designed overall in the form of a sleeve or in the form of a cylindrical half-shell.

Vorteilhaft ist es, wenn dass das mindestens eine Fensterelement mindestens einen ebenen Fensterelementbereich umfasst, insbesondere mindestens zwei ebene, insbesondere vier, Fensterelementbereiche. Ferner können insbesondere paarweise parallel ausgerichtete ebene Fensterelementbereiche vorgesehen sein. Der mindestens eine ebene Fensterelementbereich kann beispielsweise eine Außenkontur der Schutzhülle vorgeben, welche beispielsweise im Zusammenwirken mit einem benachbart angeordneten solarthermischen Element eine gegenseitige Reinigung derselben ermöglicht, beispielsweise mit an den solarthermischen Element angeordneten oder ausgebildeten Reinigungselementen.It is advantageous if the at least one window element comprises at least one flat window element area, in particular at least two flat, in particular four, window element areas. Furthermore, planar window element areas aligned parallel in pairs can be provided. The at least one flat window element area can, for example, specify an outer contour of the protective cover which, for example, enables mutual cleaning in cooperation with an adjacently arranged solar thermal element, for example with cleaning elements arranged or formed on the solar thermal element.

Auf einfache Weise lässt sich die solarthermische Vorrichtung ausbilden, wenn das mindestens eine solarthermische Element spiegelsymmetrisch oder im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezogen auf eine die Längsachse enthaltende Symmetrieebene ausgebildet ist.The solar thermal device can be formed in a simple manner if the at least one solar thermal element is formed with mirror symmetry or essentially with mirror symmetry in relation to a plane of symmetry containing the longitudinal axis.

Vorteilhaft ist es, wenn das solarthermische Element mindestens einen Kühlkörper umfasst und wenn der mindestens eine Kühlkörper mit dem mindestens einen Photovoltaikelement in thermischer Wirkverbindung steht. Mit dem mindestens einen Kühlkörper kann auf einfache Weise Wärme vom mindestens einen Photovoltaikelement abgeleitet werden, um eine Überhitzung der solarthermischen Vorrichtung zu vermeiden.It is advantageous if the solar thermal element comprises at least one heat sink and if the at least one heat sink is in a thermally active connection with the at least one photovoltaic element. With the at least one heat sink, heat can be dissipated from the at least one photovoltaic element in a simple manner in order to prevent the solar thermal device from overheating.

Günstig ist es, wenn der mindestens eine Kühlkörper einen Teil der Außenfläche der Schutzhülle bildet. So kann überschüssige Wärme insbesondere vom Photovoltaikelement über den mindestens einen Kühlkörper direkt an eine Umgebung der solarthermischen Vorrichtung abgeleitet werden.It is favorable if the at least one heat sink forms part of the outer surface of the protective cover. In this way, excess heat, in particular from the photovoltaic element, can be dissipated directly to an area surrounding the solar thermal device via the at least one heat sink.

Um einen optimalen Wärmeaustausch der solarthermischen Vorrichtung mit einer Umgebung derselben zu ermöglichen, ist es günstig, wenn der mindestens eine Kühlkörper mindestens einen sich parallel zur Längsachse erstreckenden Kühlkanal und/oder Kühlschlitz umfasst. So kann beispielsweise Umgebungsluft am mindestens einen Kühlkörper entlang oder durch den mindestens einen Kühlkanal und/oder Kühlschlitz strömen, um überschüssige Wärme vom mindestens einen Kühlkörper aufzunehmen und an die Umgebung der solarthermischen Vorrichtung abzugeben.In order to enable optimal heat exchange between the solar thermal device and its surroundings, it is favorable if the at least one cooling element comprises at least one cooling channel and/or cooling slot extending parallel to the longitudinal axis. For example, ambient air can flow along the at least one cooling element or through the at least one cooling channel and/or cooling slot in order to absorb excess heat from the at least one cooling element and release it to the surroundings of the solar thermal device.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Innenraum von mindestens einer Reflexionsfläche begrenzt ist und dass die mindestens eine Reflexionsfläche angeordnet oder ausgebildet ist zum Reflektieren von durch das Fensterelement in den Innenraum eintretender solarer Strahlung in Richtung auf das Absorptionselement hin. Auf diese Weise kann insbesondere ein Wirkungsquerschnitt der solarthermischen Vorrichtung vergrößert werden. Insbesondere kann das mindestens eine Reflexionselement seitlich oder auch teilweise hinter dem Absorptionselement angeordnet werden, um solare Strahlung, die nicht direkt auf das Absorptionselement auftrifft, sondern an dieser vorbei in den Innenraum gelangt, auf das Absorptionselement umzulenken.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the interior is delimited by at least one reflection surface and that the at least one reflection surface is arranged or designed to reflect solar radiation entering the interior through the window element in the direction of the absorption element. In this way, in particular, an effective cross section of the solar thermal device can be increased. In particular, the at least one reflection element can be arranged laterally or partially behind the absorption element in order to deflect solar radiation that does not impinge directly on the absorption element, but instead gets past it into the interior, onto the absorption element.

Vorteilhaft ist es, wenn das Absorptionselement räumlich zwischen der mindestens einen Reflexionsfläche und dem mindestens einen Fensterelement angeordnet ist. So kann die Absorption solarer Strahlung mit dem Absorptionselement optimiert werden, da insbesondere auch neben dem Absorptionselement auf die mindestens eine Reflexionsfläche auftreffende solare Strahlung auf diese Weise auf das Absorptionselement umgelenkt werden kann.It is advantageous if the absorption element is spatially arranged between the at least one reflection surface and the at least one window element. In this way, the absorption of solar radiation can be optimized with the absorption element since, in particular, in addition to the absorption element, solar radiation impinging on the at least one reflection surface can also be deflected onto the absorption element in this way.

Vorzugsweise umfasst das solarthermische Element eine optische Abbildungseinrichtung zum Abbilden und/oder Umlenken von auf die Schutzhülle auftreffender solarer Strahlung auf das Absorptionselement. Die optische Abbildungseinrichtung ermöglicht es also insbesondere, die solare Strahlung, die auf die Schutzhülle auftrifft, so umzulenken, dass sie nicht neben dem Absorptionselement auftrifft, sondern auf dem Absorptionselement. So kann insbesondere ein Wirkungsgrad der solarthermischen Vorrichtung verbessert werden.The solar thermal element preferably comprises an optical imaging device for imaging and/or deflecting solar radiation impinging on the protective cover onto the absorption element. The optical imaging device thus makes it possible, in particular, to deflect the solar radiation that impinges on the protective cover in such a way that it does not impinge next to the absorption element, but rather on the absorption element. In this way, in particular, the efficiency of the solar thermal device can be improved.

Auf einfache Weise kann die optische Abbildungseinrichtung ausgebildet werden, wenn sie mindestens eine Linse und/oder die mindestens eine Reflexionsfläche umfasst. Insbesondere kann die mindestens eine Reflexionsfläche auch als optisches Element ausgebildet sein oder als Teil desselben, beispielsweise in Form eines fokussierenden Spiegels, in dessen Brennpunkt das Absorptionselement angeordnet oder ausgebildet ist.The optical imaging device can be formed in a simple manner if it comprises at least one lens and/or the at least one reflection surface. In particular, the at least one reflection surface can also be designed as an optical element or as part of it, for example in the form of a focusing mirror, in the focal point of which the absorption element is arranged or formed.

Um eine besonders kompakte Bauform der solarthermischen Vorrichtung ermöglichen zu können, ist es günstig, wenn die mindestens eine Linse in Form einer Fresnellinse ausgebildet ist.In order to enable a particularly compact design of the solar thermal device, it is favorable if the at least one lens is designed in the form of a Fresnel lens.

Ein kompakter Aufbau der solarthermischen Vorrichtung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine Fensterelement die mindestens eine Linse umfasst. Mit anderen Worten kann die mindestens eine Linse direkt in das Fensterelement integriert werden. So kann also die Schutzhülle insbesondere direkt mit einem Fensterelement mit integrierter Linse, beispielsweise einer integrierten Fresnellinse, ausgebildet werden.A compact construction of the solar thermal device can be achieved in particular in that the at least one window element comprises the at least one lens. In other words, the at least one lens can be integrated directly into the window element. In this way, the protective cover can in particular be formed directly with a window element with an integrated lens, for example an integrated Fresnel lens.

Vorteilhaft ist es, wenn sich die mindestens eine Reflexionsfläche über einen Reflexionsflächenumfangswinkel bezogen auf die Längsachse erstreckt und wenn der Reflexionsflächenumfangswinkel aller Reflexionsflächen insgesamt in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 150° liegt. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht insbesondere einen kompakten Aufbau der solarthermischen Vorrichtung und trotzdem einen optimalen Wirkungsquerschnitt. Insbesondere kann so unter Berücksichtigung einer Abmessung der solarthermischen Vorrichtung, insbesondere eines maximalen Durchmessers der Schutzhülle, die gesamte auf das solarthermische Element auftreffende solare Strahlung eingefangen und auf das Absorptionselement umgelenkt werden.It is advantageous if the at least one reflection surface extends over a reflection surface circumference angle in relation to the longitudinal axis and if the reflection surface circumference angle of all reflection surfaces is in a range from approximately 30° to approximately 150°. Such an embodiment enables in particular a compact construction of the solar thermal device and nevertheless an optimal effective cross section. In particular, taking into account a dimension of the solar thermal device, in particular a maximum diameter of the protective cover, the entire solar radiation striking the solar thermal element can be captured and deflected onto the absorption element.

Günstig ist es, wenn die mindestens eine Reflexionsfläche in Form einer für solare Strahlung hochreflektierenden Beschichtung ausgebildet ist. So können insbesondere thermische Verluste minimiert und ein Wirkungsgrad des solarthermischen Element optimiert werden.It is favorable if the at least one reflection surface is designed in the form of a coating that is highly reflective for solar radiation. In particular, thermal losses can be minimized and the efficiency of the solar thermal element can be optimized.

Auf einfache Weise lässt sich die solarthermische Vorrichtung herstellen, wenn die mindestens eine Reflexionsfläche auf einem Reflexionselement angeordnet oder ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Reflexionselement einen Träger umfassen, welcher mit der mindestens einen Reflexionsfläche beschichtet ist, beispielsweise durch Aufdampfen oder Bekleben einer hochreflektierenden Beschichtung.The solar thermal device can be produced in a simple manner if the at least one reflection surface is arranged or formed on a reflection element. For example, the reflection element can comprise a carrier which is coated with the at least one reflection surface, for example by vapor deposition or sticking of a highly reflective coating.

Günstigerweise ist das mindestens eine Reflexionselement in Form eines Spiegels ausgebildet. Der Spiegel kann insbesondere eben oder in Richtung auf die Längsachse weisend konkav gekrümmt ausgebildet sein oder auch eine Form aufweisen, die mehrere miteinander verbundene Flächenbereiche umfasst, welche eben oder auch gekrümmt ausgebildet sind.The at least one reflection element is favorably designed in the form of a mirror. The mirror can in particular be flat or concavely curved pointing in the direction of the longitudinal axis or also have a shape that comprises a plurality of surface areas which are connected to one another and which are flat or also curved.

Auf einfache Weise lässt sich die solarthermische Vorrichtung herstellen, wenn das solarthermische Element nur ein einziges Reflexionselement umfasst. Dies vereinfacht die Montage der solarthermischen Vorrichtung.The solar thermal device can be produced in a simple manner if the solar thermal element comprises only a single reflection element. This simplifies the assembly of the solar thermal device.

Vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine Kühlkörper die mindestens eine Reflexionsfläche definiert oder umfasst. Beispielsweise kann der mindestens eine Kühlkörper eine Oberfläche aufweisen, die als Reflexionsfläche dient oder mit einer reflektierenden Beschichtung zur Ausbildung einer oder mehrerer Reflexionsflächen dienen kann. Dies hat insbesondere auch den Vorteil, dass auf eine solche Reflexionsfläche auftreffende solare Strahlung den Kühlkörper selbst nicht oder nur unwesentlich erwärmen, sondern im Wesentlichen vollständig auf das Absorptionselement umgelenkt werden kann.It is advantageous if the at least one heat sink defines or encompasses the at least one reflection surface. For example, the at least one heat sink can have a surface that serves as a reflective surface or can be used with a reflective coating to form one or more reflective surfaces. In particular, this also has the advantage that solar radiation impinging on such a reflection surface does not heat the heat sink itself or only heats it to an insignificant extent, but can be deflected essentially completely onto the absorption element.

Günstigerweise ist die mindestens eine Reflexionsfläche eben oder in Richtung auf die Längsachse hin weisend konkav gekrümmt ausgebildet. So kann die solarthermische Vorrichtung insgesamt so ausgebildet werden, dass am Absorptionselement vorbei auf das solarthermische Element auftreffende solare Strahlung nicht verloren ist, sondern auf das Absorptionselement umgelenkt und so zum Erwärmen desselben genutzt werden kann.The at least one reflection surface is expediently flat or concavely curved pointing in the direction of the longitudinal axis. The solar thermal device can thus be designed overall in such a way that solar radiation incident on the solar thermal element is not lost past the absorption element, but instead is deflected onto the absorption element and can thus be used for heating the same.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Beschattungselement und das Absorptionselement unbeweglich miteinander verbunden sind. Insbesondere können sie bezogen auf die Längsachse drehfest miteinander verbunden sein. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, das solarthermische Element insgesamt, also als Baueinheit, um seine Längsachse zu verdrehen. Dabei werden das Absorptionselement und das Beschattungselement beispielsweise gemeinsam um die Längsachse verdreht, um so das Absorptionselement in definierter Weise ganz oder teilweise mit dem Beschattungselement zu verdecken.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the shading element and the absorption element are immovably connected to one another. In particular, they can be connected to one another in a rotationally fixed manner relative to the longitudinal axis. Such a configuration makes it possible, in particular, to rotate the solar thermal element as a whole, ie as a structural unit, about its longitudinal axis. In this case, the absorption element and the shading element are, for example, rotated together about the longitudinal axis in order to completely or partially cover the absorption element with the shading element in a defined manner.

Vorzugsweise ist das solarthermische Element um die Längsachse verdrehbar angeordnet oder ausgebildet. Auf diese Weise kann es in gewünschter Weise optimal auf die Sonne ausgerichtet werden, also beispielsweise abhängig vom Sonnenstand mit dem Lauf der Sonne mitgeführt werden. Diese Ausrichtung ist vorteilhaft sowohl bei der Wärmegewinnung mit dem Absorptionselement als auch bei der Stromerzeugung mit dem mindestens einen Photovoltaikelement. Eine Nachführung ermöglicht insbesondere den Wirkungsquerschnitt des solarthermischen Elements zu maximieren, und zwar in Abhängigkeit des Sonnenstands, und dies für Strom- und Wärmeerzeugung. Außerdem kann so das Absorptionselement durch ein Beschattungselement, welches am solarthermischen Element angeordnet oder ausgebildet ist, ganz oder teilweise beschattet werden.The solar thermal element is preferably arranged or designed such that it can be rotated about the longitudinal axis. In this way, it can be optimally aligned with the sun in the desired manner, that is, for example, it can be carried along with the course of the sun depending on the position of the sun. This alignment is advantageous both when generating heat with the absorption element and when generating electricity with the at least one photovoltaic element. A tracking allows in particular to maximize the effective cross section of the solar thermal element, depending on the position of the sun, and this for electricity and heat generation. In addition, the absorption element can be covered by a shading element attached to the solar thermal element arranges or is trained to be fully or partially shaded.

Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Absorptionselement in Form eines solarthermischen Röhrenkollektors ausgebildet ist. Beispielsweise kann die solarthermische Vorrichtung so aus herkömmlichen Standardkomponenten gebildet werden. Insbesondere ist es günstig, wenn der solarthermische Röhrenkollektor mindestens einen Vorlaufkanal und mindestens einen Rücklaufkanal zum Durchströmen mit einem Wärmetauscherfluid umfasst. So kann ein Wärmetauscherfluid den Röhrenkollektor durchströmen und mit dem Absorptionselement aufgenommene Wärme ableiten, beispielsweise zu einem Wärmespeicher. Der solarthermische Röhrenkollektor kann insbesondere auch mindestens ein in sich geschlossenes Wärmerohr umfassen. Der Röhrenkollektor wird bei dieser Ausgestaltung nicht von einem Wärmetauscherfluid durchströmt, sondern umfasst eine sogenannte „Heatpipe“, also einen wärmeleitenden Kern, welcher die mit dem Absorptionselement aufgenommene solare Wärme aus dem Röhrenkollektor ableitet, beispielsweise zu einem Ende desselben hin. Dort kann beispielsweise eine Wärmetauschereinrichtung vorgesehen sein, um die mit dem Wärmerohr zugeführte Wärme insbesondere über ein Wärmetauscherfluid abzuleiten, beispielsweise zu einem Wärmespeicher.It is advantageous if the at least one absorption element is designed in the form of a solar thermal tube collector. For example, the solar thermal device can be formed from conventional standard components. In particular, it is favorable if the solar thermal tube collector comprises at least one flow channel and at least one return channel for a heat exchanger fluid to flow through. A heat exchange fluid can thus flow through the tube collector and dissipate heat absorbed by the absorption element, for example to a heat accumulator. The solar thermal tube collector can in particular also include at least one self-contained heat pipe. In this embodiment, the tube collector does not have a heat exchange fluid flowing through it, but instead comprises a so-called “heat pipe”, i.e. a thermally conductive core, which dissipates the solar heat absorbed by the absorption element from the tube collector, for example to one end of the same. A heat exchanger device can be provided there, for example, in order to dissipate the heat supplied with the heat pipe, in particular via a heat exchanger fluid, for example to a heat accumulator.

Um das solarthermische Element in gewünschter Weise beispielsweise einem Lauf der Sonne im Tagesverlauf nachführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die solarthermische Vorrichtung eine Antriebseinrichtung umfasst zum Drehen des mindestens einen solarthermischen Elements um die Längsachse.In order to be able to track the course of the sun over the course of the day with the solar thermal element in the desired manner, for example, it is advantageous if the solar thermal device comprises a drive device for rotating the at least one solar thermal element about the longitudinal axis.

Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Antriebseinrichtung mindestens einen motorischen Antrieb. So lässt sich eine Ausrichtung des mindestens einen solarthermischen Elements auf einfache Weise steuern oder regeln.The at least one drive device preferably comprises at least one motor drive. An alignment of the at least one solar thermal element can thus be controlled or regulated in a simple manner.

Günstig ist es, wenn der motorische Antrieb in Form eines mechanischen und/oder elektrischen Antriebs ausgebildet ist. So kann das mindestens eine solarthermische Element beispielsweise manuell oder auch vollautomatisch in eine gewünschte Ausrichtstellung bewegt werden. Beispielsweise kann es so ausgerichtet werden, dass in erster Linie solare Strahlung mit dem Absorptionselement direkt als Wärme aufgenommen und/oder mit einem Photovoltaikelement zur Erzeugung von elektrischem Strom genutzt werden kann.It is favorable if the motor drive is designed in the form of a mechanical and/or electrical drive. For example, the at least one solar thermal element can be moved manually or fully automatically into a desired alignment position. For example, it can be aligned in such a way that primarily solar radiation can be absorbed directly as heat with the absorption element and/or can be used with a photovoltaic element to generate electricity.

Vorteilhaft ist es, wenn der mechanische Antrieb in Form eines hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das mindestens eine solarthermische Element einfach und sicher in eine gewünschte Stellung bewegt werden.It is advantageous if the mechanical drive is in the form of a hydraulic and/or pneumatic drive. In this way, the at least one solar thermal element can be easily and safely moved to a desired position.

Vorzugsweise ist der elektrische Antrieb in Form eines Elektromotors ausgebildet. So können insbesondere wartungsarme solarthermische Vorrichtungen ausgebildet werden. Günstigerweise ist der Elektromotor in Form eines Schrittmotors oder eines Servomotors ausgebildet. Diese ermöglichen es insbesondere, Bewegungsstellungen des mindestens einen solarthermischen Elements, insbesondere Rotationsstellungen bezogen auf die Längsachse, in definierter Weise und mit hoher Genauigkeit vorgeben zu können.The electric drive is preferably designed in the form of an electric motor. In particular, low-maintenance solar thermal devices can be formed in this way. The electric motor is favorably designed in the form of a stepper motor or a servo motor. These make it possible, in particular, to be able to specify movement positions of the at least one solar thermal element, in particular rotational positions in relation to the longitudinal axis, in a defined manner and with great accuracy.

Günstig ist es, wenn die Antriebseinrichtung mindestens ein vom mindestens einen Motor angetriebenes erstes Antriebselement umfasst, wenn das mindestens eine solarthermische Element mindestens ein zweites Antriebselement umfasst und wenn das mindestens eine erste Antriebselement und das mindestens eine zweiten Antriebselement zusammenwirkend angeordnet oder ausgebildet sind zum Übertragen einer Antriebskraft des Motors auf das mindestens eine solarthermische Element zum Drehen desselben um die Längsachse. Beispielsweise können zusammenwirkende Antriebselement in Form einer Antriebskette und eines Antriebsrads beispielsweise eines Zahnrads, ausgebildet sein. Statt einer Kette kann alternativ auch ein Riemen vorgesehen sein, mit oder ohne Verzahnung, um ein Antriebsrad, welches mit dem solarthermischen Element gekoppelt ist, anzutreiben zum Bewegen des solarthermischen Elements, insbesondere zum Verdrehen um seine Längsachse.It is favorable if the drive device comprises at least one first drive element driven by at least one motor, if the at least one solar thermal element comprises at least one second drive element and if the at least one first drive element and the at least one second drive element are arranged or designed to work together to transmit a Driving force of the engine on the at least one solar thermal element to rotate the same about the longitudinal axis. For example, interacting drive elements can be designed in the form of a drive chain and a drive wheel, for example a toothed wheel. Alternatively, instead of a chain, a belt can also be provided, with or without teeth, in order to drive a drive wheel, which is coupled to the solar thermal element, in order to move the solar thermal element, in particular to rotate it about its longitudinal axis.

Auf einfache und kompakte Weise lässt sich die solarthermische Vorrichtung ausbilden, wenn das mindestens eine erste Antriebselement in Form einer Antriebsspindel ausgebildet ist und wenn das mindestens eine zweite Antriebselement in Form eines zur Antriebsspindel korrespondierenden Zahnrads ausgebildet ist. So kann beispielsweise die Antriebsspindel eine Längsachse definieren, welche quer, insbesondere senkrecht, zu einer vom korrespondierenden Zahnrad definierten Zahnradlängsachse orientiert ist. So kann insbesondere auf aufwendige Winkelgetriebe zum Umlenken einer Antriebskraft verzichtet werden.The solar thermal device can be designed in a simple and compact manner if the at least one first drive element is designed in the form of a drive spindle and if the at least one second drive element is designed in the form of a gear wheel corresponding to the drive spindle. For example, the drive spindle can define a longitudinal axis which is oriented transversely, in particular perpendicularly, to a longitudinal axis of the gearwheel defined by the corresponding gearwheel. In particular, it is possible to dispense with complex angle gears for deflecting a driving force.

Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine erste Antriebselement eine erste Antriebselementlängsachse definiert, wenn das das mindestens eine zweite Antriebselement eine zweite Antriebselementlängsachse definiert und wenn die erste Antriebselementlängsachse quer, insbesondere senkrecht, zu einer die zweite Antriebselementlängsachse enthaltenden Ebene verläuft. So können die solarthermischen Vorrichtungen insbesondere kompakt ausgebildet werden. Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung mit den Antriebselementen an einem Ende der solarthermischen Elemente angeordnet oder ausgebildet werden. Beispielsweise kann die erste Antriebselementlängsachse durch eine Antriebsspindel definiert werden, die senkrecht zu den Längsachsen der solarthermischen Elemente verläuft. Insbesondere ermöglicht es eine derartige Ausgestaltung der Antriebseinrichtung, genügend Bauraum für Wärmetauscher zu belassen zum Abführen von mit dem solarthermischen Element aufgenommener Wärme über ein Wärmetauscherfluid.It is advantageous if the at least one first drive element defines a first longitudinal axis of the drive element, if the at least one second drive element defines a second longitudinal axis of the drive element and if the first longitudinal axis of the drive element runs transversely, in particular perpendicularly, to a plane containing the second longitudinal axis of the drive element. So the solar thermal devices can come in particular pact be trained. For example, the drive device with the drive elements can be arranged or formed at one end of the solar thermal elements. For example, the first drive element longitudinal axis can be defined by a drive spindle that runs perpendicular to the longitudinal axes of the solar thermal elements. In particular, such an embodiment of the drive device makes it possible to leave enough installation space for heat exchangers to dissipate heat absorbed by the solar thermal element via a heat exchanger fluid.

Besonders einfach und kompakt lässt sich die solarthermische Vorrichtung ausbilden, wenn die Längsachse die zweite Antriebselementlängsachse definiert. Beispielsweise kann das zweite Antriebselement in Form eines Zahnrads direkt an einem Ende des solarthermischen Elements angeordnet sein, beispielsweise drehfest mit diesem.The solar thermal device can be designed in a particularly simple and compact manner if the longitudinal axis defines the second longitudinal axis of the drive element. For example, the second drive element can be arranged in the form of a gear wheel directly at one end of the solar thermal element, for example non-rotatably with it.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehenen sein, dass die solarthermische Vorrichtung eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen des mindestens einen solarthermischen Elements umfasst. Die Reinigungseinrichtung ist insbesondere ausgebildet, um das mindestens eine solarthermische Element von Verschmutzung zu befreien. Verschmutzung in diesem Sinne ist insbesondere auch Schnee oder jede andere Form von natürlichem Niederschlag, welcher das mindestens eine solarthermische Element ganz oder teilweise bedecken kann, wodurch solare Strahlung nicht mehr oder nur noch eingeschränkt auf das Absorptionselement auftreffen kann. Insbesondere kann durch die Reinigungseinrichtung ein Wirkungsgrad der solarthermischen Vorrichtung im Betrieb verbessert werden, da sich so Verschmutzungen aller Art vom mindestens einen solarthermischen Element in gewünschter und definierter Weise beseitigen lassen.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that the solar thermal device comprises a cleaning device for cleaning the at least one solar thermal element. The cleaning device is designed in particular to remove dirt from the at least one solar thermal element. Pollution in this sense is in particular snow or any other form of natural precipitation, which can completely or partially cover the at least one solar thermal element, as a result of which solar radiation can no longer or only to a limited extent impinge on the absorption element. In particular, the efficiency of the solar thermal device during operation can be improved by the cleaning device, since dirt of all kinds can be removed from the at least one solar thermal element in a desired and defined manner.

Günstig ist es, wenn die Reinigungseinrichtung mindestens eine von der Antriebseinrichtung angetriebenes, insbesondere rotierendes, Reinigungselement umfasst. Beispielsweise kann das Reinigungselement in Form einer Rundbürste ausgebildet sein. Das Reinigungselement kann insbesondere zwischen zwei benachbarten solarthermischen Elementen angeordnet sein und sich parallel zu deren Längsachse erstrecken. Die Reinigungsbürsten können insbesondere mit einer Antriebseinrichtung gedreht werden, die analog der Antriebseinrichtung für die solarthermischen Elemente ausgebildet ist. Beispielsweise kann derselbe Antrieb sowohl für die Reinigungselemente als auch für die solarthermischen Elemente genutzt werden. Dabei lassen sich unterschiedliche Umdrehungsgeschwindigkeiten realisieren. Die Reinigungselemente können insbesondere biegeschlaffe Lappenstreifen, wie sie in Autowaschanlagen genutzt werden, umfassen. Ein Kontakt zu den solarthermischen Elementen erfolgt dann bei entsprechend hoher Drehzahl aufgrund der Zentrifugalkraft. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass zur Reinigung von zwei benachbarten solarthermischen Elementen nur ein solches rotierendes Reinigungselement benötigt wird. Dadurch kann die Zahl der Reinigungselemente im Vergleich zu feststehenden Wischlippen auf die Hälfte reduziert werden.It is favorable if the cleaning device comprises at least one cleaning element driven, in particular rotating, by the drive device. For example, the cleaning element can be designed in the form of a round brush. The cleaning element can in particular be arranged between two adjacent solar thermal elements and extend parallel to their longitudinal axis. The cleaning brushes can in particular be rotated with a drive device which is designed analogously to the drive device for the solar thermal elements. For example, the same drive can be used both for the cleaning elements and for the solar thermal elements. Different rotational speeds can be realized. The cleaning elements can include, in particular, limp cloth strips such as are used in car washes. Contact with the solar thermal elements then occurs at a correspondingly high speed due to the centrifugal force. This configuration has the particular advantage that only one such rotating cleaning element is required to clean two adjacent solar thermal elements. As a result, the number of cleaning elements can be reduced by half compared to fixed wiper lips.

Vorteilhaft ist es, wenn Reinigungseinrichtung mindestens ein Reinigungselement umfasst, wenn das mindestens eine Reinigungselement mindestens einem solarthermischen Element zugeordnet ist und wenn das mindestens eine Reinigungselement und das diesem zugeordnete mindestens eine solarthermische Element relativ zueinander bewegbar angeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, das mindestens eine Reinigungselement und das mindestens eine solarthermische Element relativ zueinander zu bewegen, wobei im Zusammenwirken derselben das solarthermische Element gereinigt werden kann, also insbesondere von Verschmutzungen oder Niederschlägen aller Art ganz oder teilweise befreit werden kann. Eine Zuordnung mindestens eines Reinigungselements zu einem solarthermischen Element kann insbesondere erreicht werden, wenn das Reinigungselement feststehend angeordnet ist, beispielsweise relativ zu einem Gebäude, und eine Relativbewegung erreicht wird durch Bewegen des mindestens einen solarthermischen Elements relativ zum Reinigungselement. Es ist jedoch auch denkbar, das mindestens eine Reinigungselement am solarthermischen Element selbst anzuordnen, so dass mit dem mindestens einen Reinigungselement im Zusammenwirken mit benachbarten solarthermischen Elementen diese gereinigt werden können. Bei einer Verdrehung des mindestens einen solarthermischen Elements kann so mit dem Reinigungselement ein benachbart angeordnetes solarthermisches Element auf der einen und ein weiteres solarthermisches Element auf der anderen Seite des solarthermischen Elements, welches das mindestens eine Reinigungselement trägt, aufgrund einer Relativbewegung gereinigt werden.It is advantageous if the cleaning device comprises at least one cleaning element, if the at least one cleaning element is assigned to at least one solar thermal element and if the at least one cleaning element and the at least one solar thermal element assigned to it are arranged such that they can be moved relative to one another. This configuration makes it possible in particular to move the at least one cleaning element and the at least one solar thermal element relative to one another, whereby the solar thermal element can be cleaned in cooperation with them, i.e. in particular dirt or precipitation of all kinds can be completely or partially freed. At least one cleaning element can be assigned to a solar thermal element in particular if the cleaning element is fixed, for example relative to a building, and a relative movement is achieved by moving the at least one solar thermal element relative to the cleaning element. However, it is also conceivable for the at least one cleaning element to be arranged on the solar thermal element itself, so that the at least one cleaning element can be used in cooperation with neighboring solar thermal elements to clean them. If the at least one solar thermal element is twisted, the cleaning element can be used to clean an adjacent solar thermal element on one side and another solar thermal element on the other side of the solar thermal element, which carries the at least one cleaning element, due to a relative movement.

Vorzugsweise erstreckt sich das mindestens eine Reinigungselement parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, mit dem mindestens einen Reinigungselement ein zugeordnetes solarthermisches Element auf seiner gesamten Länge zu reinigen, beispielsweise indem das mindestens eine Reinigungselement an einer äußeren Oberfläche des solarthermischen Elements entlanggleitet, beispielsweise einer äußeren Oberfläche einer Schutzhülle des solarthermischen Elements.The at least one cleaning element preferably extends parallel or substantially parallel to the longitudinal axis. This configuration makes it possible in particular to use the at least one cleaning element to clean an associated solar thermal element over its entire length, for example by the at least one cleaning element sliding along an outer surface of the solar thermal element, for example an outer surface of a protective cover of the solar thermal element.

Einfach und kostengünstig lässt sich die solarthermische Vorrichtung ausbilden, wenn das mindestens eine Reinigungselement in Form einer Wischbürste oder in Form einer Wischlippe ausgebildet ist. Denkbar sind insbesondere Kombinationen von Wischbürsten und Wischlippen, um beispielsweise eine äußere Oberfläche eines solarthermischen Elements von Regen oder Schnee oder sonstigen Verschmutzungen zu befreien. Die Wischbürste kann insbesondere feststehend oder rotierend angeordnet oder ausgebildet sein.The solar thermal device can be designed in a simple and cost-effective manner if the at least one cleaning element is designed in the form of a wiping brush or in the form of a wiping lip. In particular, combinations of wiping brushes and wiping lips are conceivable, for example to remove rain or snow or other dirt from an outer surface of a solar thermal element. The mopping brush can in particular be arranged or designed to be stationary or rotating.

Günstig ist es, wenn das mindestens eine Reinigungselement am mindestens einen solarthermischen Element angeordnet oder ausgebildet ist. Eine solche Anordnung ermöglicht es insbesondere, mit dem mindestens einen Reinigungselement im Zusammenwirken mit benachbart angeordneten solarthermischen Elementen die benachbarten solarthermischen Elemente zu reinigen. So kann das mindestens eine Reinigungselement beispielsweise zur Reinigung von zwei zum solarthermischen Element, welches das mindestens eine Reinigungselement trägt, benachbarten solarthermischen Elementen genutzt werden.It is favorable if the at least one cleaning element is arranged or formed on the at least one solar thermal element. Such an arrangement makes it possible in particular to clean the adjacent solar thermal elements with the at least one cleaning element in cooperation with adjacently arranged solar thermal elements. For example, the at least one cleaning element can be used to clean two solar thermal elements that are adjacent to the solar thermal element that carries the at least one cleaning element.

Um eine optimale Reinigungsleistung erzielen zu können, ist es vorteilhaft, wenn zwei Reinigungselemente am mindestens einen solarthermischen Element angeordnet oder ausgebildet sind. So können gleichzeitig zwei benachbarte solarthermische Elemente mit jeweils einem der beiden Reinigungselemente aufgrund einer Relativbewegung gereinigt werden.In order to be able to achieve an optimal cleaning performance, it is advantageous if two cleaning elements are arranged or formed on at least one solar thermal element. In this way, two adjacent solar thermal elements can each be cleaned with one of the two cleaning elements due to a relative movement.

Ein besonders kompakter und einfacher Aufbau der solarthermischen Vorrichtung kann insbesondere erreicht werden, wenn das mindestens Reinigungselement am Trägerelement angeordnet oder ausgebildet ist. So kann es insbesondere so angeordnet werden, dass es die Absorption solarer Strahlung durch das solarthermische Element nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.A particularly compact and simple construction of the solar thermal device can be achieved in particular if at least the cleaning element is arranged or formed on the carrier element. In particular, it can be arranged in such a way that it does not impair the absorption of solar radiation by the solar thermal element, or impairs it only insignificantly.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jedem solarthermischen Element mindestens ein Windrad zugeordnet ist. Das mindestens eine Windrad, auch als Windgenerator bezeichenbar, kann insbesondere ausgebildet sein, um elektrischen Strom zu erzeugen. Mithin kann es also zur Stromerzeugung dienen. Beispielsweise kann so eine entlang oder über dem solarthermischen Element aufsteigende Luftströmung genutzt werden, um zusätzlich Strom zu erzeugen.According to a further preferred embodiment of the invention, it can be provided that each solar thermal element is assigned at least one wind turbine. The at least one wind wheel, also referred to as a wind generator, can be designed in particular to generate electricity. It can therefore be used to generate electricity. For example, an air flow rising along or above the solar thermal element can be used to generate additional electricity.

Vorzugsweise ist das Windrad im Bereich eines ersten Endes des solarthermischen Elements angeordnet. Vorzugsweise ist es im Bereich desjenigen Endes des solarthermischen Elements angeordnet, welches bezogen auf die Schwerkraftrichtung höher positioniert ist. So kann aufsteigende warme Luft zum Antreiben des Windrads in optimaler Weise genutzt werden.The wind wheel is preferably arranged in the area of a first end of the solar thermal element. It is preferably arranged in the region of that end of the solar thermal element which is positioned higher in relation to the direction of gravity. In this way, rising warm air can be optimally used to drive the wind turbine.

Günstig ist es, wenn jedes Windrad angeordnet oder ausgebildet ist zum Antreiben eines Stromgenerators zum Erzeugen von elektrischem Strom. So kann insbesondere Windenergie zusätzlich genutzt werden, um beispielsweise ein Gebäude mit elektrischem Strom zu versorgen. Insbesondere kann eine thermische Luftströmung, die durch die solarthermische Vorrichtung aufgrund von an die Umgebung abgegebener Wärme erzeugt wird, weiter genutzt werden, um elektrischen Strom zu erzeugen. Der Windgenerator kann den Stromgenerator insbesondere auch umfassen.It is favorable if each wind turbine is arranged or designed to drive a power generator for generating electrical power. In particular, wind energy can also be used to supply a building with electricity, for example. In particular, a thermal air flow that is generated by the solar thermal device due to heat given off to the environment can be further used to generate electricity. The wind generator can in particular also include the power generator.

Vorteilhaft ist es, wenn die Reinigungseinrichtung das mindestens eine Windrad umfasst und wenn das Windrad antreibbar ausgebildet ist. Insbesondere kann das Windrad ausgebildet sein zum Antreiben mit elektrischem Strom zum Erzeugen eines Reinigungsluftstroms. Der Reinigungsluftstrom kann insbesondere zum Abblasen von Schnee und Verschmutzungen vom mindestens einem solarthermischen Element genutzt werden. Zusätzlich oder alternativ zu Wischlippen oder Wischbürsten können so Verschmutzungen, die sich auf einfache Weise abblasen lassen, beispielsweise Blätter oder dergleichen, mit den Windrädern von der solarthermischen Vorrichtung entfernen lassen.It is advantageous if the cleaning device comprises the at least one wind wheel and if the wind wheel is designed to be drivable. In particular, the wind wheel can be designed to be driven with electric power to generate a cleaning air flow. The cleaning air flow can be used in particular to blow off snow and dirt from at least one solar thermal element. In addition or as an alternative to wiping lips or wiping brushes, dirt that can be easily blown off, for example leaves or the like, can be removed from the solar thermal device using the wind turbines.

Vorteilhaft ist es, wenn das solarthermische Element mindestens ein Luftleitelement umfasst zum Führen einer Luftströmung. Das mindestens eine Luftleitelement dient also insbesondere dem Zweck, eine Luftströmung entlang des solarthermischen Elements oder zwischen zwei benachbarten solarthermischen Elementen zu führen, beispielsweise zu einem Windrad hin, um so einen Wirkungsgrad der solarthermischen Vorrichtung weiter zu verbessern, und zwar indem das Windrad zur Stromerzeugung genutzt wird.It is advantageous if the solar thermal element comprises at least one air guiding element for guiding an air flow. The at least one air guiding element thus serves in particular the purpose of guiding an air flow along the solar thermal element or between two adjacent solar thermal elements, for example towards a wind turbine, in order to further improve the efficiency of the solar thermal device by using the wind turbine to generate electricity will.

Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Luftleitelement in Form eines sich parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse erstreckenden Vorsprungs ausgebildet ist und/oder von der Schutzhülle umfasst ist, beispielsweise vom Trägerelement. Das mindestens eine Luftleitelement kann beispielsweise bei einem verdrehbar angeordneten solarthermischen Element so auch auf einfache Weise in eine bestimmte Stellung gebracht werden, um eine Luftströmung in optimaler Weise zu einem Windrad zu führen. Insbesondere dann, wenn keine solare Strahlung auf die solarthermische Vorrichtung auftrifft, also insbesondere bei Nacht oder sehr starker Bewölkung, können so die solarthermischen Elemente mit den Luftleitelementen in optimaler Weise ausgerichtet werden, um die Erzeugung von elektrischem Strom mit einem oder mehreren Windrädern zu optimieren.It is advantageous if the at least one air guiding element is designed in the form of a projection extending parallel or substantially parallel to the longitudinal axis and/or is encompassed by the protective cover, for example by the carrier element. The at least one air guiding element can also be brought into a specific position in a simple manner, for example in the case of a rotatably arranged solar thermal element, in order to optimally guide an air flow to a wind turbine. In particular, when no solar radiation impinges on the solar thermal device, ie especially at night or when it is very cloudy, the solar thermal elements with the air guiding elements can work in an optimal manner be aligned to optimize the generation of electricity with one or more wind turbines.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem solarthermischen Modul der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die solarthermische Vorrichtung in Form einer der oben beschriebenen solarthermischen Vorrichtungen ausgebildet ist.The object stated at the outset is also achieved according to the invention in a solar thermal module of the type described at the outset in that the solar thermal device is designed in the form of one of the solar thermal devices described above.

Ein solarthermisches Modul in der beschriebenen Weise weiterzubilden weist die bereits oben im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen von solarthermischen Vorrichtungen beschriebenen Vorteile auf.Developing a solar thermal module in the manner described has the advantages already described above in connection with preferred embodiments of solar thermal devices.

Vorzugsweise umfasst das solarthermische Modul eine Mehrzahl von solarthermischen Vorrichtungen. So können beispielsweise solarthermische Module mit einer identischen oder unterschiedlichen Anzahl von solarthermischen Vorrichtungen bereitgestellt werden, um an Gebäuden, beispielsweise Fassaden oder Dächern derselben, oder auch an Zäunen von Grundstücken angeordnet zu werden, um Wärme und Strom aus Sonnen- und Windenergie zu gewinnen. Beispielsweise können fünf, 10, 15 oder auch jede beliebige andere Anzahl solarthermischer Vorrichtungen zu einem solarthermischen Modul verbaut werden. Jedes solarthermische Modul kann optional eine entsprechende Anzahl von Windrädern umfassen. Eine solche Modulbauweise hat insbesondere den Vorteil, dass eine Montage solarthermischer Vorrichtungen an einem Gebäude vereinfacht wird, da lediglich das solarthermische Modul am Gebäude befestigt werden muss und nicht jede solarthermische Vorrichtung einzeln.The solar thermal module preferably comprises a plurality of solar thermal devices. For example, solar thermal modules can be provided with an identical or different number of solar thermal devices to be arranged on buildings, such as facades or roofs of the same, or on fences of properties to gain heat and electricity from solar and wind energy. For example, five, 10, 15 or any other number of solar thermal devices can be built into a solar thermal module. Each solar thermal module can optionally include a corresponding number of wind turbines. Such a modular design has the particular advantage that it simplifies the installation of solar thermal devices on a building, since only the solar thermal module has to be attached to the building and not each solar thermal device individually.

Um solarthermische Module mit hoher Effizienz ausbilden zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Absorptionselemente der solarthermischen Vorrichtungen parallel zueinander angeordnet sind. So ist es insbesondere möglich, eine durch das solarthermische Modul vorgegebene Fläche optimal mit solarthermischen Elementen zu bestücken.In order to be able to form solar thermal modules with high efficiency, it is advantageous if the absorption elements of the solar thermal devices are arranged parallel to one another. In particular, it is possible to optimally equip an area specified by the solar thermal module with solar thermal elements.

Für die Handhabung des solarthermischen Moduls ist es vorteilhaft, wenn es einen Halterahmen umfasst und wenn das mindestens eine Reinigungselement am Halterahmen feststehend und mit einem freien Ende in Richtung auf die zugeordnete solarthermische Vorrichtung angeordnet oder ausgebildet ist. So lassen sich ein oder mehrere Reinigungselemente auf einfache Weise mit Halterahmen anordnen und positionieren, um dann infolge einer Bewegung des solarthermischen Elements relativ zum mindestens einen Reinigungselement eine Reinigung desselben zu bewirken.For the handling of the solar thermal module it is advantageous if it comprises a holding frame and if the at least one cleaning element is arranged or formed stationary on the holding frame and with a free end in the direction of the assigned solar thermal device. In this way, one or more cleaning elements can be arranged and positioned in a simple manner with holding frames, in order to then clean the same as a result of a movement of the solar thermal element relative to the at least one cleaning element.

Vorzugsweise definieren benachbarte solarthermische Elemente zwischen sich einen Strömungskanal. So kann beispielsweise Luft durch den Strömungskanal in definierter Weise geführt werden, beispielsweise zu einem Windrad, welches an einem Ende des Strömungskanals angeordnet oder ausgebildet ist.Preferably, adjacent solar thermal elements define a flow channel between them. For example, air can be guided through the flow channel in a defined manner, for example to a wind turbine that is arranged or formed at one end of the flow channel.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Windrad an einem ersten, entgegen der Schwerkraftrichtung erhöhten Ende des Strömungskanals angeordnet. So kann eine thermisch bewirkte Luftströmung oder aber auch eine durch Wind verursachte Luftströmung durch den Strömungskanal geführt und zum Windrad geleitet werden, insbesondere zur Stromerzeugung.The at least one wind turbine is preferably arranged at a first end of the flow channel that is elevated against the direction of gravity. A thermally induced air flow or an air flow caused by the wind can be guided through the flow channel and directed to the wind turbine, in particular for generating electricity.

Vorteilhaft ist es, wenn jedem Windrad ein Luftführungselement zugeordnet ist und wenn das Luftführungselement am ersten Ende des Strömungskanals angeordnet oder ausgebildet ist. Ein solches Luftführungselement kann insbesondere dazu dienen, strömende Luft in definierter Weise zum Windrad zu leiten. It is advantageous if each wind turbine is assigned an air guiding element and if the air guiding element is arranged or formed at the first end of the flow channel. Such an air guiding element can be used in particular to direct flowing air to the wind turbine in a defined manner.

Beispielsweise kann das Luftführungselement einen größeren Wirkungsquerschnitt aufweisen als das Windrad, so dass mehr Luft zum Windrad geführt werden kann, als ohne ein solches Luftführungselement zum Windrad gelangen würde. Beispielsweise kann das Luftführungselement trichterförmig oder im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet sein.For example, the air guiding element can have a larger effective cross section than the wind turbine, so that more air can be guided to the wind turbine than would reach the wind turbine without such an air guiding element. For example, the air guiding element can be funnel-shaped or essentially funnel-shaped.

Vorteilhaft ist es, wenn dem mindestens einen solarthermischen Element ein Wärmeübertragungselement zugeordnet ist zum Übertragen von mit dem Absorptionselement aufgenommener Wärme auf ein das Wärmeübertragungselement durchströmendes Wärmetauscherfluid. Das Wärmeübertragungselement kann insbesondere am solarthermischen Modul feststehend angeordnet oder ausgebildet sein und mit dem solarthermischen Element oder einer Komponente desselben in thermischem Kontakt stehen.It is advantageous if the at least one solar thermal element is assigned a heat transfer element for transferring heat absorbed by the absorption element to a heat exchanger fluid flowing through the heat transfer element. The heat transfer element can in particular be arranged or formed in a fixed manner on the solar thermal module and be in thermal contact with the solar thermal element or a component thereof.

Vorzugsweise ist das Wärmeübertragungselement am ersten Ende des solarthermischen Elements angeordnet oder ausgebildet. So kann Wärme vom solarthermischen Element zu einem Ende desselben geführt und dort auf das Wärmeübertragungselement und von diesen dann auf ein Wärmetauscherfluid übertragen werden, um die mit dem Absorptionselement des solarthermischen Elements aufgenommene Wärme beispielsweise zu einem Wärmespeicher zu führen.The heat transfer element is preferably arranged or formed at the first end of the solar thermal element. Thus, heat can be guided from the solar thermal element to one end of the same and then transferred there to the heat transfer element and from there to a heat exchange fluid in order to conduct the heat absorbed by the absorption element of the solar thermal element, for example, to a heat accumulator.

Günstig ist es, wenn das Absorptionselement ein Wärmeleitelement umfasst und wenn das Wärmeübertragungselement mit dem Wärmeleitelement thermisch wirkverbunden ist. So kann Wärme, die vom Absorptionselement durch Absorption solarer Strahlung aufgenommen wurde über das Wärmeleitelement auf das Wärmeübertragungselement übertragen werden.It is favorable if the absorption element comprises a heat-conducting element and if the heat-transfer element has the heat-conducting element is thermally connected. In this way, heat that has been absorbed by the absorption element by absorbing solar radiation can be transferred to the heat transfer element via the heat-conducting element.

Um eine beliebige Ausrichtung des solarthermischen Elements relativ zum solarthermischen Modul zu ermöglichen, insbesondere zum Nachführen des Sonnenlaufs oder zum wahlweisen Aktivieren eines Photovoltaikelements oder des Absorptionselements, ist es vorteilhaft, wenn das Absorptionselement und das Wärmeübertragungselement relativ zueinander um die Längsachse verdrehbar angeordnet oder ausgebildet sind. Dies ermöglicht es wie bereits oben erläutert, das solarthermische Element auch zur Wärmegewinnung dem Sonnenlauf nachzuführen. Es ist somit sowohl ein „Photovoltaiktracking“ als auch ein „Solarthermietracking“ möglich.In order to allow any alignment of the solar thermal element relative to the solar thermal module, in particular for tracking the course of the sun or for selectively activating a photovoltaic element or the absorption element, it is advantageous if the absorption element and the heat transfer element are arranged or designed such that they can be rotated relative to one another about the longitudinal axis. As already explained above, this makes it possible for the solar thermal element to also track the course of the sun to generate heat. Both "photovoltaic tracking" and "solar thermal tracking" are therefore possible.

Ferner ist es günstig, wenn das solarthermische Modul mindestens eine Messeinrichtung umfasst zum Messen einer auf das Modul auftreffenden Lichtintensität, einer Außentemperatur und/oder einer Umgebungsfeuchtigkeit. Die mindestens eine Messeinrichtung, auch als Messeinheit bezeichnet, kann somit genutzt werden, um Umgebungsparameter zu messen, die dann beispielsweise in einer zentralen Steuereinrichtung oder einer dem solarthermischen Modul zugeordneten Steuereinrichtung verarbeitet werden können, um beispielsweise solarthermische Elemente des solarthermischen Moduls in gewünschter Weise auszurichten.Furthermore, it is favorable if the solar thermal module comprises at least one measuring device for measuring a light intensity incident on the module, an outside temperature and/or an ambient humidity. The at least one measuring device, also referred to as a measuring unit, can thus be used to measure environmental parameters, which can then be processed, for example, in a central control device or in a control device assigned to the solar thermal module, for example in order to align solar thermal elements of the solar thermal module in the desired way.

Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Messeinrichtung mindestens einen Lichtsensor, mindestens einen Regensensor und/oder mindestens einen Temperatursensor. So lassen sich eine auf das solarthermische Modul auftretende Lichtintensität, Niederschlag sowie eine Umgebungstemperatur in definierter Weise bestimmen. Die Messwerte können insbesondere weiterverarbeitet werden, um solarthermische Vorrichtungen des solarthermischen Moduls gezielt anzusteuern, beispielsweise um sie in eine an die Umgebungsparameter angepasste Stellung zu bewegen.The at least one measuring device preferably comprises at least one light sensor, at least one rain sensor and/or at least one temperature sensor. In this way, a light intensity occurring on the solar thermal module, precipitation and an ambient temperature can be determined in a defined manner. In particular, the measured values can be further processed in order to specifically control solar thermal devices of the solar thermal module, for example in order to move them into a position adapted to the environmental parameters.

Vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinrichtung ausgebildet ist zum synchronen Drehen aller solarthermischen Elemente. Insbesondere kann diese ausgebildet sein, um alle solarthermischen Elemente eines solarthermischen Moduls gemeinsam synchron zu drehen. So kann ein einfacher und kompakter Aufbau des solarthermischen Moduls erreicht werden. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn Reinigungselemente einer Reinigungseinrichtung am solarthermischen Modul feststehend angeordnet und jeweils nur an einem einzigen solarthermischen Element zugeordnet sind.It is advantageous if the drive device is designed for synchronous rotation of all solar thermal elements. In particular, this can be designed to synchronously rotate all solar thermal elements of a solar thermal module together. In this way, a simple and compact construction of the solar thermal module can be achieved. Such a configuration is particularly advantageous if cleaning elements of a cleaning device are arranged in a fixed manner on the solar thermal module and are each assigned to only a single solar thermal element.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Antriebseinrichtung ausgebildet ist zum synchronen Drehen von zwei solarthermischen Elementen, die benachbart zu beiden Seiten eines solarthermischen Elements angeordnet sind. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, benachbarte solarthermische Elemente nicht nur synchron, sondern eben auch asynchron zu bewegen. Dies kann insbesondere genutzt werden, um benachbarte solarthermische Elemente gegenseitig zu reinigen, wenn insbesondere an den solarthermischen Elementen Reinigungselementen angeordnet oder ausgebildet sind. Durch eine entsprechende Steuerung können so durch entsprechend vorgegebene Bewegungen der benachbarten solarthermischen Elemente äußere Oberflächen derselben gereinigt, beispielsweise von Verschmutzungen oder Niederschlagen befreit werden.Furthermore, it can be advantageous if the drive device is designed for the synchronous rotation of two solar thermal elements that are arranged adjacent to both sides of a solar thermal element. Such a configuration makes it possible, in particular, to move adjacent solar thermal elements not only synchronously but also asynchronously. This can be used in particular to mutually clean adjacent solar thermal elements if cleaning elements are arranged or formed in particular on the solar thermal elements. With appropriate control, external surfaces of the adjacent solar thermal elements can be cleaned, for example freed from dirt or precipitation, by appropriately predetermined movements of the adjacent solar thermal elements.

Günstig ist es, wenn die Antriebseinrichtung ausgebildet ist zum Bewegen benachbarter solarthermischer Elemente unabhängig voneinander. So können diese nicht nur synchron dem Lauf der Sonne nachgeführt werden, sondern auch individuell ausgerichtet werden, um wahlweise Wärme zu erzeugen oder auch elektrischen Strom, indem entweder ein Absorptionselement oder ein Photovoltaikelement der solaren Strahlung entgegensetzt ausgerichtet werden.It is favorable if the drive device is designed to move adjacent solar thermal elements independently of one another. Not only can they be synchronously tracked by the course of the sun, but they can also be individually aligned to generate either heat or electricity by aligning either an absorption element or a photovoltaic element in the opposite direction to the solar radiation.

Vorteilhaft ist es, wenn das solarthermische Modul eine Steuerungseinrichtung umfasst zum Steuern der Antriebseinrichtung in Abhängigkeit von physikalischen Umgebungsparametern des solarthermischen Moduls. Wie bereits erläutert können so die solarthermischen Elemente auf die Sonne ausgerichtet und auch einem Sonnenlauf nachgeführt werden.It is advantageous if the solar thermal module includes a control device for controlling the drive device as a function of physical environmental parameters of the solar thermal module. As already explained, the solar thermal elements can be aligned with the sun and also track the course of the sun.

Vorteilhafterweise sind die mindestens eine Messeinrichtung und die Steuerungseinrichtung steuerungswirksam miteinander verbunden. Dies ermöglicht es insbesondere, mittels der Steuerungseinrichtung die solarthermischen Elemente in gewünschter Weise zu bewegen, beispielsweise in eine Schutzstellung, wenn von der mindestens einen Messeinrichtung starker Niederschlag detektiert wird. Beispielsweise kann bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts und detektiertem Niederschlag eine regelmäßige Bewegung der solarthermischen Elemente durch die Steuerungseinrichtung vorgegeben werden, um beispielsweise Schnee von den solarthermischen Elementen abzuschütteln beziehungsweise durch entsprechende schaufelförmige Form beispielsweise des Trägerelements oder der Schutzhülle abzuschaufeln und ein Festfrieren derselben zu vermeiden.The at least one measuring device and the control device are advantageously connected to one another in a control-effective manner. In particular, this makes it possible to use the control device to move the solar thermal elements in the desired manner, for example into a protective position, if heavy precipitation is detected by the at least one measuring device. For example, at temperatures below freezing and detected precipitation, a regular movement of the solar thermal elements can be specified by the control device, for example to shake off snow from the solar thermal elements or to shovel it off by means of a corresponding shovel-like shape, for example the carrier element or the protective cover and prevent them from freezing.

Vorzugsweise umfasst das solarthermische Modul einen Auffangbehälter. Der Auffangbehälter kann insbesondere dazu dienen, auf das solarthermische Modul auftreffende Niederschläge aufzufangen und in definierter Weise abzuführen.Preferably, the solar thermal module includes a collection container. The collection container can be used in particular to catch precipitation that hits the solar thermal module and to discharge it in a defined manner.

Günstig ist es, wenn der Auffangbehälter bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des solarthermischen Moduls angeordnet oder ausgebildet ist. So können Niederschläge einfach und sicher gesammelt werden.It is favorable if the collection container is arranged or formed in the area of a lower end of the solar thermal module in relation to the direction of gravity. In this way, precipitation can be collected easily and safely.

Vorteilhaft ist es, wenn der Auffangbehälter wannenförmig ausgebildet und wenn die mindestens eine solarthermische Vorrichtung im Auffangbehälter angeordnet oder ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, die solarthermische Vorrichtung teilweise geschützt im Auffangbehälter anzuordnen. So kann insbesondere eine auf die solarthermische Vorrichtung wirkende Windlast minimiert werden.It is advantageous if the collection container is designed in the form of a trough and if the at least one solar thermal device is arranged or designed in the collection container. This configuration makes it possible, in particular, to arrange the solar thermal device in the collection container in a partially protected manner. In this way, in particular, a wind load acting on the solar thermal device can be minimized.

Günstig ist es, wenn das solarthermische Modul eine Heizeinrichtung umfasst zum Beheizen des Auffangbehälters. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, im Winter das solarthermische Modul von Eis und Schnee, insbesondere im Auffangbehälter, zu befreien, indem gefrorene Niederschläge mittels der Heizeinrichtung erwärmt und als Schmelzwasser abgeleitet werden.It is favorable if the solar thermal module includes a heating device for heating the collection container. Such a configuration makes it possible, in particular, to free the solar thermal module from ice and snow, especially in the collection container, in winter, in that frozen precipitation is heated by the heating device and drained off as melt water.

Vorteilhafterweise ist die Heizeinrichtung bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des Auffangbehälters angeordnet oder ausgebildet. So kann sie insbesondere dort wirken, wo sich Niederschläge sammeln und bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts verfestigen und das solarthermische Modul ganz oder teilweise blockieren können.Advantageously, the heating device is arranged or formed in the area of a lower end of the collecting container in relation to the direction of gravity. In particular, it can work where precipitation collects and solidifies at temperatures below freezing and can completely or partially block the solar thermal module.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Energieversorgungssystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das mindestens eine solarthermische Modul in Form eines der oben beschriebenen solarthermischen Module ausgebildet ist.The object stated at the outset is also achieved according to the invention in an energy supply system of the type described at the outset in that the at least one solar thermal module is designed in the form of one of the solar thermal modules described above.

Ein Energieversorgungssystem der eingangs beschriebenen Art in dieser Weise weiterzubilden weist die bereits oben im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen solarthermischer Module beschriebenen Vorteile auf. Insbesondere ist es möglich, mit einem solchen Energieversorgungssystem beispielsweise ein Gebäude mit Wärme und/oder Strom in definierter Weise und abhängig vom jeweiligen Bedarf zu versorgen.Developing an energy supply system of the type described at the outset in this way has the advantages already described above in connection with preferred embodiments of solar thermal modules. In particular, it is possible, with such an energy supply system, to supply a building with heat and/or electricity in a defined manner and depending on the respective need, for example.

Vorzugsweise ist das mindestens eine solarthermische Modul auf einem Dach oder an einer Fassade eines Gebäudes oder an einer Haltevorrichtung angeordnet oder gehalten. Die Haltevorrichtung kann insbesondere in Form eines Geländers, beispielsweise an einem Balkon, an einem Zaun oder auch als eigenständige Einheit auf einem Grundstück angeordnet oder ausgebildet sein.The at least one solar thermal module is preferably arranged or held on a roof or on a facade of a building or on a holding device. The holding device can be arranged or designed in particular in the form of a railing, for example on a balcony, on a fence or as an independent unit on a property.

Vorteilhaft ist es, wenn das eine solarthermische Modul bezogen auf die Schwerkraftrichtung geneigt ist. Beispielsweise kann es parallel oder im Wesentlichen parallel zum Dach eines Gebäudes ausgerichtet sein. Insbesondere kann so das solarthermische Modul flächig in ein Dach eines Gebäudes integriert werden.It is advantageous if one of the solar thermal modules is inclined in relation to the direction of gravity. For example, it can be aligned parallel or substantially parallel to the roof of a building. In particular, the solar thermal module can be integrated over a large area in a roof of a building.

Vorzugsweise umfasst das Energieversorgungssystem mindestens einen elektrischen Energiespeicher zum Speichern von mit dem mindestens einen Photovoltaikelement und/oder dem mindestens einen Windrad des solarthermischen Moduls erzeugten elektrischen Stroms. Mit dem solarthermischen Modul erzeugter elektrischer Strom kann alternativ auch direkt, also ohne Zwischenspeicherung, in einem Gebäude verbraucht werden.The energy supply system preferably includes at least one electrical energy store for storing electrical current generated with the at least one photovoltaic element and/or the at least one wind turbine of the solar thermal module. Alternatively, electrical power generated with the solar thermal module can also be used directly in a building, i.e. without intermediate storage.

Ferner ist es günstig, wenn das Energieversorgungssystem eine zentrale Steuerungseinrichtung umfasst zum Steuern und/oder Regeln von, insbesondere elektrischen, Komponenten desselben in Abhängigkeit von physikalischen Parametern im Gebäude und/oder in einer Umgebung desselben. Wie bereits erläutert können so abhängig von Umgebungsbedingungen und einem Wärmebedarf beziehungsweise einem Bedarf an elektrischer Energie eines Gebäudes das mindestens eine solarthermische Modul so angesteuert werden, dass wahlweise mehr Wärme oder mehr elektrischer Strom erzeugt werden, um den jeweiligen Bedarf optimal zu decken. Insbesondere können optional auch Poolanlagen und/oder Regenwasserzisternen mitbeheizt werden. Dadurch kann überschüssige Energie nicht nur durch Einspeisung in Elektromobilität, sondern auch durch Beheizung von Poolanlagen genutzt werden. So kann aber auch durch Beheizung von im Winter abgedeckten und befüllten Pools und/oder isolierten Regenwasserzisternen diese Wasserbehälter als zusätzlicher Wärmespeicher genutzt werden. Die Nutzung solcher in vielen Haushalten bereits vorhandener Flüssigkeitsspeicher verhilft vor allem in kälteren Jahreszeiten mit längeren Sonnenstundenperioden überschüssige Energie zusätzlich zu speichern. So können insbesondere selbst längere solare energiepausierende Perioden, beispielsweise längere Nebelperioden, vor allem heiztechnisch überbrückt werden. So bietet beispielsweise ein Pool oder eine Zisterne mit 30 m3 Wasserinhalt bei Erwärmung um 15 Grad ein Energiespeichervolumen von etwa 450 kWh. Dies entspricht etwa einem Heizwärmenergiebedarf eines durchschnittlichen Haushaltes - je nach Bauausführung - für rund 4 bis 8 Tage.Furthermore, it is favorable if the energy supply system includes a central control device for controlling and/or regulating components, in particular electrical ones, of the same depending on physical parameters in the building and/or in an environment of the same. As already explained, the at least one solar thermal module can be controlled depending on ambient conditions and a heat requirement or a requirement for electrical energy of a building in such a way that either more heat or more electricity can be generated in order to optimally cover the respective requirement. In particular, pools and/or rainwater cisterns can also be optionally heated. As a result, excess energy can be used not only by feeding it into electromobility, but also by heating pool systems. However, these water tanks can also be used as additional heat storage by heating pools that are covered and filled in winter and/or insulated rainwater cisterns. The use of such liquid reservoirs, which are already available in many households, helps to store excess energy, especially in colder seasons with longer periods of sunshine. In particular, even longer solar energy-paused periods, for example longer foggy periods, can be bridged, above all in terms of heating technology. For example, a pool or a cistern with 30 m 3 of water when heated by 15 degrees offers an energy storage volume of around 450 kWh. This roughly corresponds to the heating energy requirement of an average household - depending on the construction - for around 4 to 8 days.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem maximalen Wärmebedarf das mindestens eine solarthermische Element in einer Grundstellung mit dem Absorptionselement entgegen oder im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds ausgerichtet wird. Auf diese Weise kann ausschließlich oder überwiegend Wärme mit der solarthermischen Vorrichtung aus dem solaren Strahlungsfeld gewonnen werden, beispielsweise zum Versorgen eines Gebäudes mit Wärme.The object set at the beginning is also achieved according to the invention in a method for operating a solar thermal device in that, when there is a maximum heat requirement, the at least one solar thermal element is aligned in a basic position with the absorption element opposite or substantially opposite to the effective direction of the solar radiation field. In this way, heat can be obtained exclusively or predominantly from the solar radiation field with the solar thermal device, for example for supplying heat to a building.

Vorteilhaft ist es, wenn bei einem im Vergleich zum maximalen Wärmebedarf abnehmenden oder geringeren Wärmebedarf das mindestens eine solarthermische Element mindestens teilweise, insbesondere vollständig, beschattet oder verdeckt wird. So kann insbesondere vermieden werden, dass solarthermische Vorrichtungen überhitzen und übermäßig Wärme aufnehmen, die nicht abgeführt werden kann.It is advantageous if the at least one solar thermal element is at least partially, in particular completely, shaded or covered when the heat requirement decreases or is lower than the maximum heat requirement. In this way, in particular, it can be avoided that solar thermal devices overheat and absorb excessive heat that cannot be dissipated.

Günstig ist es, wenn das mindestens eine solarthermische Element einer sich zeitabhängig ändernden Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds nachgeführt wird. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn das solarthermische Element wahlweise mit dem jeweiligen Absorptionselement oder mit dem mindestens einen Photovoltaikelement dem solaren Strahlungsfeld nachgeführt wird. Beispielsweise kann eine solche Nachführung kontinuierlich erfolgen. So kann ein Wirkungsgrad der solarthermischen Vorrichtung, insbesondere durch stets im optimierten Einfallswinkel zur Sonne ausgerichtete Reflexionsflächen zur Umlenkung solarer Strahlung auf die Absorptionselemente und/oder in Bauformen mit flach ausgeführten Absorptionselemente, optimiert werden. Diese Optimierung kann wahlweise zur Erzeugung von Wärme oder Strom genutzt werden, abhängig davon, ob ein Absorptionselement oder ein Photovoltaikelement der sich zeitabhängig ändernden Wirkrichtung des Strahlungsfelds nachgeführt wird.It is favorable if the at least one solar thermal element follows a direction of action of the solar radiation field that changes as a function of time. In particular, it can be advantageous if the solar thermal element follows the solar radiation field either with the respective absorption element or with the at least one photovoltaic element. For example, such a tracking can take place continuously. In this way, the efficiency of the solar thermal device can be optimized, in particular by reflecting surfaces always aligned at the optimized angle of incidence to the sun for deflecting solar radiation onto the absorption elements and/or in designs with flat absorption elements. This optimization can be used to generate heat or electricity, depending on whether an absorption element or a photovoltaic element is used to track the direction of the radiation field, which changes over time.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn bei zunehmendem elektrischen Energiebedarf das mindestens eine Photovoltaikelement entgegen oder im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds ausgerichtet wird. So kann insbesondere ein Wirkungsgrad der solarthermischen Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischem Strom optimiert werden. Ein zunehmender elektrischer Energiebedarf kann insbesondere auch dann auftreten, wenn kein oder nur ein geringer Wärmebedarf besteht, beispielsweise wenn ein Wärmespeicher bereits maximal mit Wärme beschickt ist, beispielsweise ein Pufferspeicher mit Wasser. In diesem Fall ist es dann vorteilhaft, auch wenn wie eingangs beschrieben Photovoltaikelemente einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen als die Absorptionselemente, statt Wärme elektrischen Strom zu erzeugen und diesen dann entweder direkt zu verbrauchen oder zwischenzuspeichern, beispielsweise in einer wiederaufladbaren Batterie.It is also advantageous if the at least one photovoltaic element is aligned opposite or substantially opposite to the effective direction of the solar radiation field as the electrical energy requirement increases. In this way, in particular, the efficiency of the solar thermal device for generating electrical power can be optimized. An increasing demand for electrical energy can also occur, in particular, when there is no or only a low demand for heat, for example when a heat accumulator is already being charged with maximum heat, for example a buffer storage tank with water. In this case, it is then advantageous, even if, as described above, photovoltaic elements have a lower efficiency than the absorption elements, to generate electricity instead of heat and then either consume it directly or store it temporarily, for example in a rechargeable battery.

Ferner ist es günstig, wenn die Mehrzahl solarthermischer Elemente individuell oder in Gruppen in Abhängigkeit eines Wärmebedarfs wahlweise mit dem jeweiligen Absorptionselement oder mit dem Photovoltaikelement entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfeldes ausgerichtet werden. Beispielsweise kann so immer dann zunächst Wärme gewonnen werden, soweit diese auch benötigt wird. Bei geringerem oder abnehmendem Wärmeverbrauch können die solarthermischen Elemente dann individuell zur Erzeugung von elektrischem Strom genutzt werden, beispielsweise durch Verdrehen derselben um ihre Längsachse, um statt des Absorptionselements ein oder mehrere Photovoltaikelemente derselben der solaren Strahlung entgegenzurichten.Furthermore, it is advantageous if the majority of solar thermal elements are aligned individually or in groups depending on a heat requirement either with the respective absorption element or with the photovoltaic element against the effective direction of the solar radiation field. For example, heat can always be obtained initially insofar as it is also required. With lower or decreasing heat consumption, the solar thermal elements can then be used individually to generate electricity, for example by rotating them about their longitudinal axis in order to direct one or more photovoltaic elements of the same to the solar radiation instead of the absorption element.

Um insbesondere solarthermische Elemente auch im Winter betriebsbereit zu halten, vor allem um Wärme zu gewinnen, ist es günstig, wenn das mindestens eine solarthermische Element infolge einer Verschmutzung oder Benetzung mit Wasser oder Bedeckung mit Schnee gereinigt wird. Eine solche Reinigung kann insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen erfolgen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auch im Winter solarthermische Elemente in gewünschter Weise betriebsbereit bleiben können.In order in particular to keep solar thermal elements ready for operation in winter, above all to gain heat, it is favorable if the at least one solar thermal element is cleaned as a result of soiling or wetting with water or being covered with snow. Such cleaning can take place in particular at regular time intervals. In this way it can be ensured that solar thermal elements can remain operational in the desired manner even in winter.

Vorzugsweise wird das mindestens eine solarthermische Element bei Unterschreiten einer vorgegebenen Lichtintensität des solaren Strahlungsfelds in die Grundstellung bewegt. Die Grundstellung kann insbesondere eine Schutzstellung sein, in welcher das Absorptionselement beziehungsweise das solarthermische Element vor Witterungseinflüssen geschützt sind. Beispielsweise kann dies eine Stellung sein, bei welcher das Photovoltaikelement dem solaren Strahlungsfeld entgegengerichtet wird.The at least one solar thermal element is preferably moved into the basic position when the light intensity of the solar radiation field falls below a predetermined level. The basic position can in particular be a protective position in which the absorption element or the solar thermal element are protected from the effects of the weather. For example, this can be a position in which the photovoltaic element is directed in the opposite direction to the solar radiation field.

Das mindestens eine solarthermische Element kann in einer weiteren Ausführungsform auch in eine optimierte Windleitstellung drehbar ausgebildet sein. Diese Option kann beispielsweise durch Messen der an den Windrädern beziehungsweise Windgeneratoren anliegenden Windleistung von der Steuerung aufgerufen werden. Liegt demnach Wind vor, so kann dieses Steuerungsprogramm bei nicht solarem Energieaufkommen, also zum Beispiel nachts oder bei Nebel, aufgerufen werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die solarthermischen Elemente, welche eine optimierte windleitende Form aufweisen können, so lange gedreht werden, bis das Leistungsmaximum der Windgeneratoren messtechnisch erfasst werden kann.In a further embodiment, the at least one solar thermal element can also be designed to be rotatable into an optimized wind deflection position. This option can be called up by the controller, for example, by measuring the wind power present at the wind turbines or wind generators. If there is wind, this control program can be called up when there is no solar energy, for example at night or when there is fog. It can be advantageous if the solar thermal elements, which have an optimized wind-conducting shape can have, be rotated until the maximum power of the wind generators can be measured.

Günstig ist es, wenn in einem Hagelschutzbetriebsmodus das mindestens eine solarthermische Element in einer Hagelschutzstellung derart ausgerichtet wird, dass die Schutzhülle auftreffendem Niederschlag derart entgegengerichtet wird, dass das mindestens eine Photovoltaikelement mit seiner aktiven Fläche in Niederschlagsrichtung weist. Auf diese Weise kann das Photovoltaikelement optimal gegen Beschädigungen geschützt werden, insbesondere durch Hagel. In der beschriebenen Weise wird das Photovoltaikelement vom Niederschlag weggedreht und durch die Schutzhülle des mindestens einen solarthermischen Elements geschützt.It is favorable if, in a hail protection operating mode, the at least one solar thermal element is aligned in a hail protection position in such a way that the protective cover is directed against falling precipitation in such a way that the at least one photovoltaic element points with its active surface in the direction of precipitation. In this way, the photovoltaic element can be optimally protected against damage, in particular from hail. In the manner described, the photovoltaic element is turned away from precipitation and protected by the protective cover of at least one solar thermal element.

Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine solarthermische Element in einem Schneebefreiungsbetriebsmodus in regelmäßigen Zeitabständen bewegt wird. Insbesondere kann es dabei um die Längsachse verdreht werden. Weiter insbesondere kann es um einen Verdrehwinkel in einem Bereich von etwa 90° bis 270° hin- und herbewegt werden. Schneebefreiungsbetriebsmodus ermöglicht es insbesondere, das mindestens eine solarthermische Element von Schnee - oder aber auch Laub oder dergleichen - zu befreien. Der Schnee kann durch das Verdrehen, insbesondere eine Pendelbewegung hin und her, komprimiert und abgeworfen sowie unter dem mindestens einen solarthermischen Element gesammelt werden. Insbesondere kann so auch ein Festfrieren des mindestens einen solarthermischen Elements verhindert werden.It is advantageous if the at least one solar thermal element is moved at regular time intervals in a snow-clearing operating mode. In particular, it can be rotated about the longitudinal axis. More particularly, it can be moved back and forth by a twisting angle in a range of approximately 90° to 270°. Snow removal operating mode makes it possible in particular to free the at least one solar thermal element from snow—or even leaves or the like. The snow can be compressed and thrown off as a result of the twisting, in particular a pendulum movement back and forth, and it can also be collected under the at least one solar thermal element. In particular, freezing of the at least one solar thermal element can also be prevented in this way.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine solarthermische Element in einem Vereisungsschutzbetriebsmodus in regelmäßigen Zeitabständen hin- und herbewegt wird. Insbesondere kann es um die Längsachse um einen Verdrehwinkel in einem Bereich von etwa 90° bis 270° hin- und hergedreht werden. Weiter insbesondere kann der Vereisungsschutzbetriebsmodus ausschließlich aktivierbar sein, wenn die auf die solarthermische Vorrichtung auftreffende solare Strahlung einen vorgegebenen unteren Strahlungsgrenzwert unterschreitet. Das Unterschreiten des unteren Strahlungsgrenzwerts kann insbesondere bei Nacht oder bei Nebel auftreten. Die Strahlungsintensität kann hierfür beispielsweise mit einem Strahlungssensor gemessen werden.According to a further preferred embodiment, it can be provided that the at least one solar thermal element is moved back and forth at regular time intervals in an anti-icing operating mode. In particular, it can be rotated back and forth about the longitudinal axis by a twisting angle in a range of approximately 90° to 270°. Furthermore, in particular, the anti-icing operating mode can only be activated when the solar radiation impinging on the solar thermal device falls below a predetermined lower radiation limit value. Falling below the lower radiation limit can occur in particular at night or in fog. For this purpose, the radiation intensity can be measured with a radiation sensor, for example.

Günstigerweise kann das mindestens eine solarthermische Element in einem Überhitzungsschutzbetriebsmodus in einer Hitzeschutzstellung derart ausgerichtet werden, dass die Beschattungseinrichtung das Absorptionselement beschattet. Insbesondere kann das mindestens eine Photovoltaikelement in der Hitzeschutzstellung dem solaren Strahlungsfeld entgegengerichtet ausgerichtet werden. Beispielsweise kann der Überhitzungsschutzbetriebsmodus die Ausrichtung das mindestens eine solarthermische Element in der beschriebenen Weise veranlassen, beispielsweise durch Ansteuern über eine Steuerungseinrichtung, wenn zum Beispiel ein Temperatursensor eine Temperatur misst, die höher ist als eine vordefinierte Temperatur. Durch die Beschattung des mindestens einen solarthermischen Elements kann eine Überhitzung insbesondere des das Absorptionselement durchströmenden Wärmetauscherfluids verhindert werden. Gleichzeitig kann dabei bei vorhandenem Photovoltaikelement auch noch Strom erzeugt werden.The at least one solar thermal element can favorably be aligned in an overheating protection operating mode in a heat protection position in such a way that the shading device shades the absorption element. In particular, the at least one photovoltaic element can be aligned in the opposite direction to the solar radiation field in the heat protection position. For example, the overheating protection operating mode can cause the at least one solar thermal element to be aligned in the manner described, for example by activation via a control device if, for example, a temperature sensor measures a temperature that is higher than a predefined temperature. Shading the at least one solar thermal element can prevent overheating, in particular of the heat exchanger fluid flowing through the absorption element. At the same time, electricity can also be generated if the photovoltaic element is present.

Vorteilhafterweise kann der Überhitzungsschutzbetriebsmodus automatisch aktiviert werden, wenn eine Temperatur des Wärmetauscherfluids einen vorgegebenen Temperaturgrenzwert überschreitet. Die Temperatur kann insbesondere mit einem Temperatursensor gemessen werden. So kann beispielsweise im Fall einer ausgefallenen Pumpe zum Fördern des Wärmetauscherfluids, auch als Wärmeübertragungsflüssigkeit bezeichnet, eine Überhitzung des Wärmetauscherfluids verhindert werden.Advantageously, the overheating protection mode of operation can be activated automatically when a temperature of the heat exchange fluid exceeds a predetermined temperature limit value. The temperature can be measured in particular with a temperature sensor. For example, in the case of a failed pump for conveying the heat exchange fluid, also referred to as heat transfer fluid, overheating of the heat exchange fluid can be prevented.

Günstig ist es, wenn das mindestens eine solarthermische Element in einem Windleitbetriebsmodus in einer Windleitstellung derart ausgerichtet, dass ein mit dem mindestens einen zugeordneten Windrad erzeugter Strom einen Maximalwert aufweist. Insbesondere kann der Windleitbetriebsmodus aktiviert werden, wenn beispielsweise mit einem Strahlungssensor keine oder einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitende Strahlungsintensität gemessen wird. So kann insbesondere das Erzeugen von Strom mit dem jeweiligen Windrad optimiert werden, und zwar insbesondere bei Nacht oder Nebel.It is favorable if the at least one solar thermal element is aligned in a wind deflection operating mode in a wind deflection position in such a way that a current generated with the at least one associated wind wheel has a maximum value. In particular, the wind deflection operating mode can be activated if, for example, no radiation intensity or a radiation intensity that falls below a predetermined limit value is measured with a radiation sensor. In particular, the generation of electricity with the respective wind turbine can be optimized, in particular at night or in fog.

Vorteilhaft ist es, wenn der dem mindestens einen Windrad zugeordnete Stromgenerator in einem Windradaktivierungsbetriebsmodus durch Beaufschlagen mit einem Strom für eine vorgegebene Anlaufzeit in Drehung versetzt wird. Insbesondere kann der Stromgenerator in regelmäßigen Zeitabständen in der beschriebenen Weise in Drehung versetzt werden. Diese Vorgehensweise ermöglicht es insbesondere, einen elektromagnetischen Anfangswiderstand des Windrads beziehungsweise des zugeordneten Stromgenerators zu überwinden. So wird das Windrad praktisch aktiv in Rotation versetzt und der Anfangswiderstand wird dadurch überwunden beziehungsweise er verringert sich. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, die Stromgeneratoren und damit das jeweils zugeordnete Windrad durch direktes Ansteuern bei geringem Windaufkommen in regelmäßigen Zeitabständen anzustoßen. Dadurch kann geprüft werden, ob überhaupt Wind vorliegt. Bei geringer Windstärke, die nicht ausreichen würde, um den Anfangswiderstand zu überwinden, kann dann trotzdem Strom erzeugt werden.It is advantageous if the current generator assigned to the at least one wind turbine is rotated in a wind turbine activation operating mode by applying a current for a predetermined start-up time. In particular, the current generator can be rotated at regular time intervals in the manner described. This procedure makes it possible, in particular, to overcome an initial electromagnetic resistance of the wind turbine or of the associated power generator. In this way, the wind turbine is practically actively set in rotation and the initial resistance is thereby overcome or reduced. In particular, it is possible in this way to directly control the power generators and thus the associated wind wheel at regular time intervals when there is little wind to toast This makes it possible to check whether there is any wind at all. Electricity can still be generated at low wind speeds that would not be sufficient to overcome the initial resistance.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung in einem Verklemmschutzbetriebsmodus bei Erreichen einer vorgegebenen Antriebsgrenzkraft deaktiviert wird. Insbesondere kann nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeit das mindestens eine solarthermische Element um die Längsachse um einen Verdrehwinkel in einem Bereich von etwa 90° bis 270° hin- und hergedreht werden. Eine Stellung oder Ausrichtung des mindestens einen solarthermischen Elements kann insbesondere über eine Anzahl von Schritten einer Antriebseinrichtung in Form eines Schrittmotors oder kontinuierlich mit einer elektronischen Messeinrichtung bestimmt werden. Wird eine hohe Belastung gemessen, also wenn eine hohe Antriebskraft benötigt wird, um das mindestens eine solarthermische Element zu bewegen, oder ist eine Verdrehung des mindestens einen solarthermischen Elements nicht mehr möglich, können so das solarthermische Modul oder das Energieversorgungssystem insgesamt in einen Sicherheits- oder Lastschutzzustand überführt werden. Beispielsweise kann dieser Fall auftreten durch einen eingeklemmten Ast, eine eingeklemmte Feuerwerksrakete oder einem bei Wartungsarbeiten eingeklemmten Körperteil. Nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeit nach Auftreten des Sicherheits- oder Lastschutzzustands kann das mindestens eine solarthermische Element beispielsweise in entgegengesetzter Richtung verdreht werden oder eine Pendelbewegung ausführen, also eine Drehung hin und her. Durch eine solche Rüttelbewegung kann insbesondere eine Wahrscheinlichkeit dafür erhöht werden, dass die beschriebenen Fremdkörper weggedreht oder abgeworfen werden. Beispielsweise können sie im Auffangbehälter unter dem mindestens einen solarthermischen Element gesammelt werden. Falls der Klemmwiderstand auch nach einer vordefinierten Anzahl von Pendel- beziehungsweise Rüttelversuchen bestehen bleibt, können das solarthermische Modul oder das Energieversorgungssystem in einen Störzustand überführt werden. Die so bestimmte Störung kann insbesondere an einer Anzeigeeinrichtung der Steuerungseinrichtung angezeigt werden.According to a further preferred embodiment, it can be provided that the drive device is deactivated in an anti-jamming operating mode when a predefined drive limit force is reached. In particular, after a predetermined waiting time has elapsed, the at least one solar thermal element can be rotated back and forth about the longitudinal axis by an angle of rotation in a range of approximately 90° to 270°. A position or orientation of the at least one solar thermal element can be determined in particular via a number of steps of a drive device in the form of a stepper motor or continuously with an electronic measuring device. If a high load is measured, i.e. if a high driving force is required to move the at least one solar thermal element, or if the at least one solar thermal element can no longer be rotated, the solar thermal module or the energy supply system as a whole can be converted into a safety or Load protection state are transferred. This can occur, for example, as a result of a branch being trapped, a firework rocket being trapped or a part of the body being trapped during maintenance work. After a predetermined waiting time has elapsed after the safety or load protection state has occurred, the at least one solar thermal element can be rotated in the opposite direction, for example, or can perform a pendulum movement, ie a back-and-forth rotation. Such a shaking movement can in particular increase the probability that the foreign bodies described will be turned away or thrown off. For example, they can be collected in the collection container under the at least one solar thermal element. If the clamping resistance persists even after a predefined number of pendulum or shaking attempts, the solar thermal module or the energy supply system can be transferred to an error state. The fault determined in this way can be displayed in particular on a display device of the control device.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen es insbesondere ein Optimum vorhandener verfügbarer Energie in Form von Wind- und Sonnenenergie wahlweise gleichzeitig und auch jeweils optimiert zu nutzen.The embodiments described above make it possible in particular to use an optimum of available energy in the form of wind and solar energy either simultaneously and also in an optimized manner.

Die vorstehende Beschreibung umfasst somit insbesondere die nachfolgend in Form durchnummerierter Sätze definierten Ausführungsformen solarthermischer Vorrichtungen, solarthermischer Module, von Energieversorgungssystem und Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung:

  1. 1. Solarthermische Vorrichtung (60) umfassend mindestens ein solarthermisches Element (62) mit einem eine Längsachse (64) definierenden Absorptionselement (66) zum Absorbieren von solarer Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) eine Beschattungseinrichtung (12) umfasst zum Beschatten des Absorptionselements (66).
  2. 2. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschattungseinrichtung (112) mindestens ein bewegbar angeordnetes Beschattungselement (114) umfasst, welches von einer Bestrahlungsstellung, in welcher das Absorptionselement (66) unbeschattet oder unverdeckt ist, in eine Beschattungsstellung, in welcher das Absorptionselement (66) mindestens teilweise, insbesondere vollständig, beschattet oder gegen auf die Vorrichtung (60) auftreffende solare Strahlung verdeckt ist, bewegbar ist und umgekehrt.
  3. 3. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Beschattungselement (114) mindestens ein Photovoltaikelement (118) umfasst.
  4. 4. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktive Fläche (120) des Photovoltaikelements (118) eben oder von der Längsachse (64) weg weisend konvex gekrümmt ausgebildet ist.
  5. 5. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (66) röhrenförmig ausgebildet ist.
  6. 6. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) eine Schutzhülle (100) umfasst, welche sich in Richtung der Längsachse (64) erstreckt und einen Innenraum (102) definiert, und dass das Absorptionselement (66) im Innenraum (102) angeordnet ist.
  7. 7. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (100) das Absorptionselement (66) umgebend angeordnet oder ausgebildet ist.
  8. 8. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (100) mehrteilig ausgebildet ist und ein sich parallel zur Längsachse 864) erstreckendes Trägerelement (104) umfasst und dass das mindestens eine Photovoltaikelement (118) auf dem Trägerelement (114) angeordnet oder ausgebildet ist derart, dass eine aktive Fläche (120) des Photovoltaikelements (118) von der Längsachse (64) weg weisend angeordnet oder ausgebildet ist.
  9. 9. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Beschattungselement (114) das Trägerelement (104) und/oder das mindestens eine Photovoltaikelement (118) umfasst.
  10. 10. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (104) den Innenraum (102) über einen Trägerelementumfangswinkel (116) bezogen auf die Längsachse (64) begrenzt und dass der Trägerelementumfangswinkel (116) in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 200° liegt.
  11. 11. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Photovoltaikelement (118) einen Teil einer von der Längsachse (64) weg weisenden Außenfläche (124) der Schutzhülle (100) bildet.
  12. 12. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Beschattungselement (114) an der Schutzhülle (100) angeordnet oder in Form eines Teils der Schutzhülle (100) ausgebildet ist.
  13. 13. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (100) mindestens ein sich parallel zur Längsachse (64) erstreckendes Fensterelement (106) umfasst und dass das mindestens eine Fensterelement (106) für solare Strahlung durchlässig oder im Wesentlichen durchlässig ausgebildet ist.
  14. 14. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mindestens eine Fensterelement (106) über einen Umfangswinkel (108) bezogen auf die Längsachse (64) erstreckt und dass der Umfangswinkel (108) in einem Bereich von etwa 100° bis etwa 210° liegt.
  15. 15. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fensterelement (106) mindestens einen, insbesondere ausschließlich einen, von der Längsachse (64) weg weisend konvex gekrümmten Fensterelementbereich (110) umfasst.
  16. 16. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fensterelement (106) mindestens einen ebenen Fensterelementbereich (260, 262) umfasst, insbesondere mindestens zwei ebene, insbesondere vier, Fensterelementbereiche (260, 262), weiter insbesondere paarweise parallel ausgerichtete ebene Fensterelementbereiche (260, 262).
  17. 17. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) spiegelsymmetrisch oder im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezogen auf eine die Längsachse (64) enthaltende Symmetrieebene (126) ausgebildet ist.
  18. 18. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) mindestens einen Kühlkörper (128) umfasst und dass der mindestens eine Kühlkörper (128) mit dem mindestens einen Photovoltaikelement (118) in thermischer Wirkverbindung steht.
  19. 19. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 18, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkörper (128) einen Teil der Außenfläche (124) der Schutzhülle (100) bildet.
  20. 20. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkörper (128) mindestens einen sich parallel zur Längsachse (64) erstreckenden Kühlkanal (130) und/oder Kühlschlitz (132) umfasst.
  21. 21. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (102) von mindestens einer Reflexionsfläche (142) begrenzt ist und dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) angeordnet oder ausgebildet ist zum Reflektieren von durch das Fensterelement (106) in den Innenraum (102) eintretende solare Strahlung in Richtung auf das Absorptionselement (66) hin.
  22. 22. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (66) räumlich zwischen der mindestens einen Reflexionsfläche (142) und dem mindestens einen Fensterelement (106) angeordnet ist.
  23. 23. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 6 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) eine optische Abbildungseinrichtung (144) umfasst zum Abbilden und/oder Umlenken von auf die Schutzhülle (100) auftreffender solarer Strahlung auf das Absorptionselement (66).
  24. 24. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 23, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abbildungseinrichtung (144) mindestens eine Linse (268) und/oder die mindestens eine Reflexionsfläche (142) umfasst.
  25. 25. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 24, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Linse (268) in Form einer Fresnellinse (270) ausgebildet ist.
  26. 26. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fensterelement (106) die mindestens eine Linse (268) umfasst.
  27. 27. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Reflexionsfläche (142) über einen Reflexionsflächenumfangswinkel (146) bezogen auf die Längsachse (64) erstreckt und dass der Reflexionsflächenumfangswinkel (146) aller Reflexionsflächen (142) insgesamt in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 150° liegt.
  28. 28. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) in Form einer für solare Strahlung hochreflektierenden Beschichtung (148) ausgebildet ist.
  29. 29. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) auf einem Reflexionselement (150) angeordnet oder ausgebildet ist.
  30. 30. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 29, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reflexionselement (150) in Form eines Spiegels (152) ausgebildet ist.
  31. 31. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) nur ein einziges Reflexionselement (150) umfasst.
  32. 32. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkörper (128) die mindestens eine Reflexionsfläche (142) definiert oder umfasst.
  33. 33. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) mindestens eine in den Innenraum (102) weisende Kühlkörperseitenfläche (154) des mindestens einen Kühlkörpers (128) bildet oder bedeckt.
  34. 34. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) eben oder in Richtung auf die Längsachse (64) hin weisend konkav gekrümmt ausgebildet ist.
  35. 35. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 2 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschattungselement (114) und das Absorptionselement (66) unbeweglich miteinander verbunden sind, insbesondere drehfest bezogen auf die Längsachse (64).
  36. 36. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) um die Längsachse (64) verdrehbar angeordnet oder ausgebildet ist.
  37. 37. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Absorptionselement (66) in Form eines solarthermischen Röhrenkollektors (68) ausgebildet ist, wobei insbesondere der solarthermische Röhrenkollektor (68)
    1. a) mindestens einen Vorlaufkanal und mindestens einen Rücklaufkanal zum Durchströmen mit einem Wärmetauscherfluid umfasst oder
    2. b) mindestens ein in sich geschlossenes Wärmerohr (70) umfasst.
  38. 38. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) eine Antriebseinrichtung (162) umfasst zum Drehen des mindestens einen solarthermischen Elements (62) um die Längsachse (64).
  39. 39. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 38, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebseinrichtung (162) mindestens einen motorischen Antrieb (164) umfasst, wobei insbesondere der motorische Anrieb (164) in Form eines mechanischen und/oder elektrischen Antriebs ausgebildet ist, wobei weiter insbesondere der mechanische Antrieb in Form eines hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs ausgebildet ist.
  40. 40. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 39, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb in Form eines Elektromotors (166) ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Schrittmotors oder eines Servomotors.
  41. 41. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (162) mindestens ein vom mindestens einen motorischen Antrieb (164) angetriebenes erstes Antriebselement (168) umfasst, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) mindestens ein zweites Antriebselement (170) umfasst und dass das mindestens eine erste Antriebselement (168) und das mindestens eine zweiten Antriebselement (170) zusammenwirkend angeordnet oder ausgebildet sind zum Übertragen einer Antriebskraft des mindestens einen motorischen Antriebs (164) auf das mindestens eine solarthermische Element (62) zum Drehen desselben um die Längsachse (64).
  42. 42. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 41, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Antriebselement (168) in Form einer Antriebsspindel (172) ausgebildet ist und dass das mindestens eine zweite Antriebselement (170) in Form eines zur Antriebsspindel (172) korrespondierenden Zahnrads (174) ausgebildet ist.
  43. 43. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Antriebselement (168) eine erste Antriebselementlängsachse (178) definiert, dass das mindestens eine zweite Antriebselement (170) eine zweite Antriebselementlängsachse (180) definiert und dass die erste Antriebselementlängsachse (178) quer, insbesondere senkrecht, zu einer die zweite Antriebselementlängsachse (180) enthaltenden Ebene verläuft.
  44. 44. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (64) die zweite Antriebselementlängsachse (180) definiert.
  45. 45. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) eine Reinigungseinrichtung (146) zum Reinigen des mindestens einen solarthermischen Elements (62) umfasst.
  46. 46. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (246) mindestens ein Reinigungselement (248) umfasst, dass das mindestens eine Reinigungselement (248) mindestens einem solarthermischen Element (62) zugeordnet ist und dass das mindestens eine Reinigungselement (248) und das diesem zugeordnete mindestens eine solarthermische Element (62) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind.
  47. 47. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 46, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mindestens eine Reinigungselement (248) parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse (64) erstreckt.
  48. 48. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reinigungselement (248) in Form einer Wischbürste oder in Form einer Wischlippe (250) ausgebildet ist.
  49. 49. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reinigungselement (242) am mindestens einen solarthermischen Element (62) angeordnet oder ausgebildet ist.
  50. 50. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 49, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Reinigungselemente am mindestens einen solarthermischen Element (62) angeordnet oder ausgebildet sind.
  51. 51. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 46 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Reinigungselement (242) am Trägerelement (104) angeordnet oder ausgebildet ist.
  52. 52. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass jedem solarthermischen Element (62) mindestens ein Windrad (216) zugeordnet ist, insbesondere zur Stromerzeugung.
  53. 53. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Windrad (216) im Bereich eines ersten Endes (176) des solarthermischen Elements (62) angeordnet ist.
  54. 54. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Windrad (216) angeordnet und ausgebildet ist zum Antreiben eines Stromgenerators zum Erzeugen von elektrischem Strom.
  55. 55. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Sätze 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinrichtung (246) das mindestens eine Windrad (216) umfasst und dass das Windrad (216) antreibbar ausgebildet ist, insbesondere mit elektrischem Strom, zum Erzeugen eines Reinigungsluftstroms, insbesondere zum Abblasen von Schnee und Verschmutzungen vom mindestens einen solarthermischen Element (62).
  56. 56. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) mindestens ein Luftleitelement (238) umfasst zum Führen einer Luftströmung.
  57. 57. Solarthermische Vorrichtung nach Satz 56, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Luftleitelement (238) in Form eines sich parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse erstreckenden Vorsprungs (256) ausgebildet ist und/oder von der Schutzhülle (100), insbesondere vom Trägerelement (104), umfasst ist.
  58. 58. Solarthermisches Modul (14) umfassend mindestens eine solarthermische Vorrichtung (60), dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) in Form einer solarthermischen Vorrichtung (60) nach einem der voranstehenden Sätze ausgebildet ist.
  59. 59. Solarthermisches Modul nach Satz 58, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (44) eine Mehrzahl von solarthermischen Vorrichtungen (60) umfasst.
  60. 60. Solarthermisches Modul nach Satz 58 oder 59, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionselemente (66) der solarthermischen Vorrichtungen (60) parallel zueinander angeordnet sind.
  61. 61. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) einen Halterahmen (214) umfasst und dass das mindestens eine Reinigungselement (248) am Halterahmen (214) feststehend und mit einem freien Ende in Richtung auf die zugeordnete solarthermische Vorrichtung (60) angeordnet oder ausgebildet ist.
  62. 62. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte solarthermische Elemente (62) zwischen sich einen Strömungskanal (236) definieren.
  63. 63. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Windrad (216) an einem ersten, entgegen der Schwerkraftrichtung erhöhten Ende des Strömungskanals (236) angeordnet ist.
  64. 64. Solarthermisches Modul nach Satz 63, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Windrad (216) ein Luftführungselement (234) zugeordnet ist und dass das Luftführungselement (234) am ersten Ende des Strömungskanals (236) angeordnet oder ausgebildet ist.
  65. 65. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen solarthermischen Element (62) ein Wärmeübertragungselement (186) zugeordnet ist zum Übertragen von mit dem Absorptionselement (66) aufgenommener Wärme auf ein das Wärmeübertragungselement (186) durchströmendes Wärmetauscherfluid (188).
  66. 66. Solarthermisches Modul nach Satz 65, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragungselement (186) am ersten Ende (176) des solarthermischen Elements (62) angeordnet oder ausgebildet ist.
  67. 67. Solarthermisches Modul nach Satz 65 oder 66, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (66) ein Wärmeleitelement (182) umfasst und dass das Wärmeübertragungselement (186) mit dem Wärmeleitelement (182) thermisch wirkverbunden ist.
  68. 68. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 65 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (66) und das Wärmeübertragungselement (186) relativ zueinander um die Längsachse (64) verdrehbar angeordnet oder ausgebildet sind.
  69. 69. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) mindestens eine Messeinrichtung (52) umfasst zum Messen einer auf das Modul (14) auftreffenden Lichtintensität, einer Außentemperatur und/oder einer Umgebungsfeuchtigkeit.
  70. 70. Solarthermisches Modul nach Satz 69, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Messeinrichtung (52) mindestens einen Lichtsensor (54), mindestens einen Regensensor (56) und/oder mindestens einen Temperatursensor (58) umfasst.
  71. 71. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (162) ausgebildet ist zum synchronen Drehen aller solarthermischen Elemente (62).
  72. 72. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (162) ausgebildet ist zum synchronen Drehen von zwei solarthermischen Elementen (62), die benachbart zu beiden Seiten eines solarthermischen Elements (62) angeordnet sind.
  73. 73. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (162) ausgebildet ist zum Bewegen benachbarter solarthermischer Elemente (62) unabhängig voneinander.
  74. 74. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 58 bis 73, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) eine Steuerungseinrichtung (34) umfasst zum Steuern der Antriebseinrichtung (162) in Abhängigkeit von physikalischen Umgebungsparametern des solarthermischen Moduls (14).
  75. 75. Solarthermisches Modul nach Satz 74, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Messeinrichtung (52) und die Steuerungseinrichtung (162) steuerungswirksam miteinander verbunden sind.
  76. 76. Solarthermisches Modul nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) einen Auffangbehälter (242) umfasst.
  77. 77. Solarthermisches Modul nach Satz 76, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbehälter (242) bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des solarthermischen Moduls (14) angeordnet oder ausgebildet ist.
  78. 78. Solarthermisches Modul nach Satz 76 oder 77, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbehälter (242) wannenförmig ausgebildet ist und dass die mindestens eine solarthermische Vorrichtung (60) im Auffangbehälter (242) angeordnet oder ausgebildet ist.
  79. 79. Solarthermisches Modul nach einem der Sätze 76 bis 78, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) eine Heizeinrichtung (244) umfasst zum Beheizen des Auffangbehälters (242), wobei insbesondere die Heizeinrichtung (244) bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des Auffangbehälters (242) angeordnet oder ausgebildet ist.
  80. 80. Energieversorgungssystem (10), insbesondere für ein Gebäude (12), umfassend mindestens ein solarthermisches Modul (14), insbesondere mehrere Module (14), und einen mit dem mindestens eine solarthermischen Modul (14) wärmeleitungswirksam verbundenen Wärmespeicher (18) zum Speichern der vom mindestens einen solarthermischen Modul (14) aufgenommenen solaren Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Modul (14) in Form eines solarthermischen Moduls (14) nach einem der Sätze 55 bis 72 ausgebildet ist.
  81. 81. Energieversorgungssystem nach Satz 80, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Modul (14) auf einem Dach (20) oder an einer Fassade (22) eines Gebäudes (12) oder an einer Haltevorrichtung angeordnet oder gehalten ist.
  82. 82. Energieversorgungssystem nach Satz 81, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Modul (14) bezogen auf die Schwerkraftrichtung (24) geneigt ist, insbesondere parallel oder im Wesentlichen parallel zum Dach (20).
  83. 83. Energieversorgungssystem nach einem der Sätze 80 bis 82, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (10) mindestens einen elektrischen Energiespeicher (26) umfasst zum Speichern von mit dem mindestens einen Photovoltaikelement (18) und/oder dem mindestens einen Windrad (216) des solarthermischen Moduls (14) erzeugten elektrischen Stroms.
  84. 84. Energieversorgungssystem nach einem der Sätze 80 bis 83, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (10) eine zentrale Steuerungseinrichtung (34) umfasst zum Steuern und/oder Regeln von, insbesondere elektrischen, Komponenten desselben in Abhängigkeit von physikalischen Parametern im Gebäude (12) und/oder in einer Umgebung (48) desselben.
  85. 85. Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung (60), insbesondere einer solarthermischen Vorrichtung (60) nach einem der Sätze 1 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem maximalen Wärmebedarf das mindestens eine solarthermische Element (62) in einer Grundstellung mit dem Absorptionselement (66) entgegen oder im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds ausgerichtet wird.
  86. 86. Verfahren nach Satz 85, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem im Vergleich zum maximalen Wärmebedarf abnehmenden oder geringeren Wärmebedarf das mindestens eine solarthermische Element (62) mindestens teilweise, insbesondere vollständig, beschattet oder verdeckt wird.
  87. 87. Verfahren nach Satz 85 oder 86, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) einer sich zeitabhängig ändernden Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds nachgeführt wird, insbesondere kontinuierlich.
  88. 88. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 87, dadurch gekennzeichnet, dass bei zunehmendem elektrischen Energiebedarf das mindestens eine Photovoltaikelement (118) entgegen oder im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds ausgerichtet wird.
  89. 89. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 88, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl solarthermischer Elemente (62) individuell oder in Gruppen in Abhängigkeit eines Wärmebedarfs wahlweise mit dem jeweiligen Absorptionselement (66) oder mit dem Photovoltaikelement (118) entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfeldes ausgerichtet werden.
  90. 90. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 89, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) infolge einer Verschmutzung oder Benetzung mit Wasser oder Bedeckung mit Schnee gereinigt wird, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen.
  91. 91. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 90, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) bei Unterschreiten einer vorgegebenen Lichtintensität des solaren Strahlungsfelds in die Grundstellung bewegt wird.
  92. 92. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 91, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Hagelschutzbetriebsmodus das mindestens eine solarthermische Element (62) in einer Hagelschutzstellung derart ausgerichtet wird, dass die Schutzhülle (100) auftreffendem Niederschlag derart entgegengerichtet wird, dass das mindestens eine Photovoltaikelement (118) mit seiner aktiven Fläche (120) in Niederschlagsrichtung weist.
  93. 93. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 92, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) in einem Schneebefreiungsbetriebsmodus in regelmäßigen Zeitabständen bewegt wird, insbesondere um die Längsachse (64) verdreht wird, weiter insbesondere um einen Verdrehwinkel in einem Bereich von etwa 90° bis 270° hin- und herbewegt wird.
  94. 94. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 92, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) in einem Vereisungsschutzbetriebsmodus in regelmäßigen Zeitabständen hin- und herbewegt wird, insbesondere um die Längsachse (64) um einen Verdrehwinkel in einem Bereich von etwa 90° bis 270° hin- und hergedreht wird, wobei weiter insbesondere der Vereisungsschutzbetriebsmodus ausschließlich aktivierbar ist, wenn die auf die solarthermische Vorrichtung (60) auftreffende solare Strahlung einen vorgegebenen unteren Strahlungsgrenzwert unterschreitet.
  95. 95. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 94, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) in einem Überhitzungsschutzbetriebsmodus in einer Hitzeschutzstellung derart ausgerichtet wird, dass die Beschattungseinrichtung (12) das Absorptionselement (66) beschattet, wobei insbesondere das mindestens eine Photovoltaikelement (118) in der Hitzeschutzstellung dem solaren Strahlungsfeld entgegengerichtet ausgerichtet wird.
  96. 96. Verfahren nach Anspruch 95, dadurch gekennzeichnet, dass der Überhitzungsschutzbetriebsmodus automatisch aktiviert wird, wenn eine Temperatur des Wärmetauscherfluids einen vorgegebenen Temperaturgrenzwert überschreitet, wobei die Temperatur insbesondere mit einem Temperatursensor gemessen wird.
  97. 97. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 96, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) in einem Windleitbetriebsmodus in einer Windleitstellung derart ausgerichtet, dass ein mit dem mindestens einen zugeordneten Windrad (216) erzeugter Strom einen Maximalwert aufweist.
  98. 98. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 97, dadurch gekennzeichnet, dass der dem mindestens einen Windrad (216) zugeordnete Stromgenerator in einem Windradaktivierungsbetriebsmodus durch Beaufschlagen mit einem Strom für eine Anlaufzeit in Drehung versetzt wird, wobei der Stromgenerator in regelmäßigen Zeitabständen in Drehung versetzt wird.
  99. 99. Verfahren nach einem der Sätze 85 bis 98, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (162) in einem Verklemmschutzbetriebsmodus bei Erreichen einer vorgegebenen Antriebsgrenzkraft deaktiviert wird, wobei insbesondere nach Ablauf einer vorgegebenen Wartezeit das mindestens eine solarthermische Element (62) um die Längsachse (64) um einen Verdrehwinkel in einem Bereich von etwa 90° bis 270° hin- und hergedreht wird.
The above description thus includes in particular the embodiments of solar thermal devices, solar thermal modules, energy supply systems and methods for operating a solar thermal device defined below in the form of numbered sentences:
  1. 1. Solar thermal device (60) comprising at least one solar thermal element (62) with an absorption element (66) defining a longitudinal axis (64) for absorbing solar radiation, characterized in that the solar thermal device (60) comprises a shading device (12) for shadowing of the absorption element (66).
  2. 2. Solar thermal device according to sentence 1, characterized in that the shading device (112) comprises at least one movably arranged shading element (114) which can be moved from an irradiation position in which the absorption element (66) is unshaded or uncovered to a shading position in which the absorption element (66) is at least partially, in particular completely, shaded or covered against solar radiation impinging on the device (60), is movable and vice versa.
  3. 3. Solar thermal device according to sentence 2, characterized in that the at least one shading element (114) comprises at least one photovoltaic element (118).
  4. 4. Solar thermal device according to sentence 3, characterized in that an active surface (120) of the photovoltaic element (118) is flat or of the longitudinal axis (64) pointing convexly curved.
  5. 5. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the absorption element (66) is tubular.
  6. 6. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the solar thermal element (62) comprises a protective cover (100) which extends in the direction of the longitudinal axis (64) and defines an interior space (102), and that the absorption element ( 66) is arranged in the interior (102).
  7. 7. Solar thermal device according to sentence 6, characterized in that the protective cover (100) is arranged or formed surrounding the absorption element (66).
  8. 8. Solar thermal device according to clause 6 or 7, characterized in that the protective cover (100) is designed in several parts and includes a support element (104) extending parallel to the longitudinal axis 864) and that the at least one photovoltaic element ment (118) is arranged or formed on the carrier element (114) in such a way that an active surface (120) of the photovoltaic element (118) is arranged or formed pointing away from the longitudinal axis (64).
  9. 9. Solar thermal device according to clause 8, characterized in that the at least one shading element (114) comprises the carrier element (104) and/or the at least one photovoltaic element (118).
  10. 10. Solar thermal device according to sentence 8 or 9, characterized in that the carrier element (104) delimits the interior (102) via a carrier element circumferential angle (116) in relation to the longitudinal axis (64) and that the carrier element circumferential angle (116) is in a range of approximately 30° to about 200°.
  11. 11. Solar thermal device according to one of sentences 6 to 10, characterized in that the at least one photovoltaic element (118) forms part of an outer surface (124) of the protective cover (100) pointing away from the longitudinal axis (64).
  12. 12. Solar thermal device according to one of sentences 6 to 11, characterized in that the at least one shading element (114) is arranged on the protective cover (100) or is designed in the form of a part of the protective cover (100).
  13. 13. Solar thermal device according to one of sentences 6 to 12, characterized in that the protective cover (100) comprises at least one window element (106) extending parallel to the longitudinal axis (64) and in that the at least one window element (106) is transparent to solar radiation or is essentially permeable.
  14. 14. Solar thermal device according to sentence 13, characterized in that the at least one window element (106) extends over a circumferential angle (108) in relation to the longitudinal axis (64) and that the circumferential angle (108) is in a range from about 100° to about 210°.
  15. 15. Solar thermal device according to sentence 13 or 14, characterized in that the at least one window element (106) comprises at least one, in particular exclusively one, from the longitudinal axis (64) pointing convexly curved window element area (110).
  16. 16. Solar thermal device according to one of sentences 13 to 15, characterized in that the at least one window element (106) comprises at least one flat window element area (260, 262), in particular at least two flat, in particular four, window element areas (260, 262), further in particular flat window element areas (260, 262) aligned in pairs in parallel.
  17. 17. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is mirror-symmetrical or substantially mirror-symmetrical in relation to a plane of symmetry (126) containing the longitudinal axis (64).
  18. 18. Solar thermal device according to one of sentences 3 to 17, characterized in that the solar thermal element (62) comprises at least one heat sink (128) and that the at least one heat sink (128) is in thermal connection with the at least one photovoltaic element (118). .
  19. 19. Solar thermal device according to sentence 18, characterized in that the at least one heat sink (128) forms part of the outer surface (124) of the protective cover (100).
  20. 20. Solar thermal device according to sentence 18 or 19, characterized in that the at least one cooling element (128) comprises at least one cooling channel (130) and/or cooling slot (132) extending parallel to the longitudinal axis (64).
  21. 21. Solar thermal device according to one of sentences 13 to 20, characterized in that the interior (102) is delimited by at least one reflection surface (142) and that the at least one reflection surface (142) is arranged or designed for reflecting through the window element ( 106) solar radiation entering the interior (102) in the direction of the absorption element (66).
  22. 22. Solar thermal device according to sentence 21, characterized in that the absorption element (66) is arranged spatially between the at least one reflection surface (142) and the at least one window element (106).
  23. 23. Solar thermal device according to one of sentences 6 to 22, characterized in that the solar thermal element (62) comprises an optical imaging device (144) for imaging and/or deflecting solar radiation impinging on the protective cover (100) onto the absorption element (66 ).
  24. 24. Solar thermal device according to clause 23, characterized in that the optical imaging device (144) comprises at least one lens (268) and/or the at least one reflection surface (142).
  25. 25. Solar thermal device according to sentence 24, characterized in that the at least one lens (268) is designed in the form of a Fresnel lens (270).
  26. 26. Solar thermal device according to sentence 24 or 25, characterized in that the at least one window element (106) comprises the at least one lens (268).
  27. 27. Solar thermal device according to one of sentences 21 to 26, characterized in that the at least one reflection surface (142) extends over a reflection surface circumference angle (146) relative to the longitudinal axis (64) and that the reflection surface circumference angle (146) of all reflection surfaces (142) overall ranges from about 30° to about 150°.
  28. 28. Solar thermal device according to one of sentences 21 to 27, characterized in that the at least one reflection surface (142) is designed in the form of a highly reflective coating (148) for solar radiation.
  29. 29. Solar thermal device according to one of sentences 21 to 28, characterized in that the at least one reflection surface (142) is arranged or formed on a reflection element (150).
  30. 30. Solar thermal device according to sentence 29, characterized in that the at least one reflection element (150) is designed in the form of a mirror (152).
  31. 31. Solar thermal device according to sentence 29 or 30, characterized in that the solar thermal element (62) comprises only a single reflection element (150).
  32. 32. Solar thermal device according to one of sentences 21 to 31, characterized in that the at least one heat sink (128) defines or comprises the at least one reflection surface (142).
  33. 33. Solar thermal device according to one of sentences 21 to 32, characterized in that the at least one reflection surface (142) forms or covers at least one cooling element side surface (154) pointing into the interior (102) of the at least one cooling element (128).
  34. 34. Solar thermal device according to one of sentences 21 to 33, characterized in that the at least one reflection surface (142) is flat or in the direction of the longitudinal axis (64) pointing concavely curved.
  35. 35. Solar thermal device according to one of sentences 2 to 34, characterized in that the shading element (114) and the absorption element (66) are immovably connected to one another, in particular non-rotatably relative to the longitudinal axis (64).
  36. 36. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the solar thermal element (62) is arranged or designed to be rotatable about the longitudinal axis (64).
  37. 37. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the at least one absorption element (66) is designed in the form of a solar thermal tube collector (68), in particular the solar thermal tube collector (68)
    1. a) comprises at least one flow channel and at least one return channel for a heat exchanger fluid to flow through, or
    2. b) comprises at least one self-contained heat pipe (70).
  38. 38. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the solar thermal device (60) comprises a drive device (162) for rotating the at least one solar thermal element (62) about the longitudinal axis (64).
  39. 39. Solar thermal device according to sentence 38, characterized in that the at least one drive device (162) comprises at least one motor drive (164), the motor drive (164) in particular being in the form of a mechanical and/or electrical drive, wherein further in particular the mechanical drive is designed in the form of a hydraulic and/or pneumatic drive.
  40. 40. Solar thermal device according to sentence 39, characterized in that the electric drive is designed in the form of an electric motor (166), in particular in the form of a stepper motor or a servo motor.
  41. 41. Solar thermal device according to clause 39 or 40, characterized in that the drive device (162) comprises at least one first drive element (168) driven by at least one motor drive (164), that the at least one solar thermal element (62) comprises at least one second drive element (170) and that the at least one first drive element (168) and the at least one second drive element ment (170) are arranged or designed to cooperate in order to transmit a driving force of the at least one motor drive (164) to the at least one solar thermal element (62) for rotating the same about the longitudinal axis (64).
  42. 42. Solar thermal device according to clause 41, characterized in that the at least one first drive element (168) is designed in the form of a drive spindle (172) and that the at least one second drive element (170) is in the form of a gear wheel (172) corresponding to the drive spindle (172). 174) is formed.
  43. 43. Solar thermal device according to sentence 41 or 42, characterized in that the at least one first drive element (168) defines a first drive element longitudinal axis (178), that the at least one second drive element (170) defines a second drive element longitudinal axis (180) and that the first Longitudinal axis (178) of the drive element runs transversely, in particular perpendicularly, to a plane containing the second longitudinal axis (180) of the drive element.
  44. 44. Solar thermal device according to sentence 43, characterized in that the longitudinal axis (64) defines the second drive element longitudinal axis (180).
  45. 45. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the solar thermal device (60) comprises a cleaning device (146) for cleaning the at least one solar thermal element (62).
  46. 46. Solar thermal device according to sentence 45, characterized in that the cleaning device (246) comprises at least one cleaning element (248), that the at least one cleaning element (248) is assigned to at least one solar thermal element (62) and that the at least one cleaning element (248 ) and the at least one solar thermal element (62) associated therewith are arranged such that they can be moved relative to one another.
  47. 47. Solar thermal device according to sentence 46, characterized in that the at least one cleaning element (248) extends parallel or substantially parallel to the longitudinal axis (64).
  48. 48. Solar thermal device according to sentence 46 or 47, characterized in that the at least one cleaning element (248) is designed in the form of a wiping brush or in the form of a wiping lip (250).
  49. 49. Solar thermal device according to one of sentences 46 to 48, characterized in that the at least one cleaning element (242) is arranged or formed on at least one solar thermal element (62).
  50. 50. Solar thermal device according to sentence 49, characterized in that two cleaning elements are arranged or formed on at least one solar thermal element (62).
  51. 51. Solar thermal device according to one of sentences 46 to 50, characterized in that the at least one cleaning element (242) is arranged or formed on the carrier element (104).
  52. 52. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that each solar thermal element (62) is assigned at least one wind turbine (216), in particular for generating electricity.
  53. 53. Solar thermal device according to sentence 52, characterized in that the wind wheel (216) is arranged in the region of a first end (176) of the solar thermal element (62).
  54. 54. Solar thermal device according to sentence 52 or 53, characterized in that each wind wheel (216) is arranged and designed to drive a power generator for generating electricity.
  55. 55. Solar thermal device according to one of sentences 52 to 54, characterized in that the cleaning device (246) comprises the at least one wind wheel (216) and that the wind wheel (216) is designed to be drivable, in particular with electricity, to generate a cleaning air flow, in particular for blowing off snow and dirt from at least one solar thermal element (62).
  56. 56. Solar thermal device according to one of the preceding sentences, characterized in that the solar thermal element (62) comprises at least one air guiding element (238) for guiding an air flow.
  57. 57. Solar thermal device according to sentence 56, characterized in that the at least one air guiding element (238) is designed in the form of a projection (256) extending parallel or substantially parallel to the longitudinal axis and/or from the protective cover (100), in particular from the carrier element (104) is included.
  58. 58. Solar thermal module (14) comprising at least one solar thermal device (60), characterized in that the solar thermal device (60) in the form of a solar thermal device (60) according to any one of the preceding sentences.
  59. 59. Solar thermal module according to sentence 58, characterized in that the solar thermal module (44) comprises a plurality of solar thermal devices (60).
  60. 60. Solar thermal module according to sentence 58 or 59, characterized in that the absorption elements (66) of the solar thermal devices (60) are arranged parallel to one another.
  61. 61. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 60, characterized in that the solar thermal module (14) comprises a holding frame (214) and in that the at least one cleaning element (248) is fixed to the holding frame (214) and has a free end in the direction is arranged or formed on the associated solar thermal device (60).
  62. 62. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 61, characterized in that adjacent solar thermal elements (62) define a flow channel (236) between them.
  63. 63. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 62, characterized in that the at least one wind turbine (216) is arranged at a first end of the flow channel (236) which is elevated counter to the direction of gravity.
  64. 64. Solar thermal module according to sentence 63, characterized in that each wind turbine (216) is assigned an air guide element (234) and that the air guide element (234) is arranged or formed at the first end of the flow channel (236).
  65. 65. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 64, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is assigned a heat transfer element (186) for transferring heat absorbed by the absorption element (66) to a heat transfer element (186) flowing through it heat exchange fluid (188).
  66. 66. Solar thermal module according to sentence 65, characterized in that the heat transfer element (186) is arranged or formed at the first end (176) of the solar thermal element (62).
  67. 67. Solar thermal module according to sentence 65 or 66, characterized in that the absorption element (66) comprises a heat-conducting element (182) and that the heat-transfer element (186) is thermally operatively connected to the heat-conducting element (182).
  68. 68. Solar thermal module according to one of sentences 65 to 67, characterized in that the absorption element (66) and the heat transfer element (186) are arranged or designed to be rotatable relative to one another about the longitudinal axis (64).
  69. 69. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 68, characterized in that the solar thermal module (14) comprises at least one measuring device (52) for measuring a light intensity incident on the module (14), an outside temperature and/or an ambient humidity.
  70. 70. Solar thermal module according to sentence 69, characterized in that the at least one measuring device (52) comprises at least one light sensor (54), at least one rain sensor (56) and/or at least one temperature sensor (58).
  71. 71. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 70, characterized in that the drive device (162) is designed for synchronous rotation of all solar thermal elements (62).
  72. 72. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 70, characterized in that the drive device (162) is designed for synchronously rotating two solar thermal elements (62) which are arranged adjacent to both sides of a solar thermal element (62).
  73. 73. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 72, characterized in that the drive device (162) is designed to move adjacent solar thermal elements (62) independently of one another.
  74. 74. Solar thermal module according to one of sentences 58 to 73, characterized in that the solar thermal module (14) comprises a control device (34) for controlling the drive device (162) depending on physical environmental parameters of the solar thermal module (14).
  75. 75. Solar thermal module according to clause 74, characterized in that the at least one measuring device (52) and the control device (162) are connected to one another in a control-effective manner.
  76. 76. Solar thermal module according to one of the preceding sentences, characterized in that the solar thermal module (14) comprises a collection container (242).
  77. 77. Solar thermal module according to sentence 76, characterized in that the collection container (242) is arranged or formed in relation to the direction of gravity in the region of a lower end of the solar thermal module (14).
  78. 78. Solar thermal module according to sentence 76 or 77, characterized in that the collecting container (242) is trough-shaped and that the at least one solar thermal device (60) is arranged or configured in the collecting container (242).
  79. 79. Solar thermal module according to one of sentences 76 to 78, characterized in that the solar thermal module (14) comprises a heating device (244) for heating the collection container (242), in particular the heating device (244) relative to the direction of gravity in the area of a is arranged or formed at the lower end of the collecting container (242).
  80. 80. Energy supply system (10), in particular for a building (12), comprising at least one solar thermal module (14), in particular a plurality of modules (14), and a thermally conductively connected heat accumulator (18) to the at least one solar thermal module (14) for storing the solar heat absorbed by the at least one solar thermal module (14), characterized in that the at least one solar thermal module (14) is designed in the form of a solar thermal module (14) according to one of sentences 55 to 72.
  81. 81. Energy supply system according to sentence 80, characterized in that the at least one solar thermal module (14) is arranged or held on a roof (20) or on a facade (22) of a building (12) or on a holding device.
  82. 82. Energy supply system according to sentence 81, characterized in that the at least one solar thermal module (14) is inclined relative to the direction of gravity (24), in particular parallel or essentially parallel to the roof (20).
  83. 83. Energy supply system according to one of sentences 80 to 82, characterized in that the energy supply system (10) comprises at least one electrical energy store (26) for storing energy with the at least one photovoltaic element (18) and/or the at least one wind turbine (216) of the solar thermal module (14) generated electricity.
  84. 84. Energy supply system according to one of sentences 80 to 83, characterized in that the energy supply system (10) comprises a central control device (34) for controlling and/or regulating, in particular electrical, components of the same depending on physical parameters in the building (12) and/or in an environment (48) thereof.
  85. 85. A method for operating a solar thermal device (60), in particular a solar thermal device (60) according to one of sentences 1 to 57, characterized in that when there is a maximum heat requirement, the at least one solar thermal element (62) is in a basic position with the absorption element ( 66) is aligned opposite or essentially opposite to the effective direction of the solar radiation field.
  86. 86. The method according to sentence 85, characterized in that when the heat requirement decreases or is lower than the maximum heat requirement, the at least one solar thermal element (62) is at least partially, in particular completely, shaded or covered.
  87. 87. The method according to sentence 85 or 86, characterized in that the at least one solar thermal element (62) follows a time-dependent changing effective direction of the solar radiation field, in particular continuously.
  88. 88. The method according to any one of sentences 85 to 87, characterized in that when the demand for electrical energy increases, the at least one photovoltaic element (118) is aligned opposite or substantially opposite to the effective direction of the solar radiation field.
  89. 89. The method according to any one of sentences 85 to 88, characterized in that the plurality of solar thermal elements (62) individually or in groups depending on a heat requirement either with the respective absorption element (66) or with the photovoltaic element (118) against the direction of action of the solar Radiation field are aligned.
  90. 90. The method according to any one of sentences 85 to 89, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is cleaned as a result of soiling or wetting with water or being covered with snow, in particular at regular time intervals.
  91. 91. The method according to any one of sentences 85 to 90, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is moved to the basic position when the light intensity of the solar radiation field falls below a predetermined level.
  92. 92. The method according to any one of sentences 85 to 91, characterized in that in a hail protection operating mode the at least one solar thermal element (62) is aligned in a hail protection position in such a way that the protective cover (100) is directed against falling precipitation in such a way that the at least one photovoltaic element (118) has its active surface (120) in the direction of precipitation.
  93. 93. The method according to any one of sentences 85 to 92, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is moved in a snow-clearing operating mode at regular time intervals, in particular rotated about the longitudinal axis (64), more particularly by a twisting angle in one area is reciprocated from about 90° to 270°.
  94. 94. The method according to any one of sentences 85 to 92, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is moved back and forth at regular time intervals in an anti-icing operating mode, in particular about the longitudinal axis (64) by a twisting angle in a range of approximately 90° to 270° is rotated back and forth, in particular the anti-icing operating mode being exclusively activatable when the solar radiation impinging on the solar thermal device (60) falls below a predetermined lower radiation limit value.
  95. 95. The method according to any one of sentences 85 to 94, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is aligned in an overheating protection operating mode in a heat protection position such that the shading device (12) shades the absorption element (66), in particular the at least a photovoltaic element (118) is aligned in the opposite direction to the solar radiation field in the heat protection position.
  96. 96. The method according to claim 95, characterized in that the overheating protection operating mode is automatically activated when a temperature of the heat exchanger fluid exceeds a predetermined temperature limit value, the temperature being measured in particular with a temperature sensor.
  97. 97. The method according to any one of sentences 85 to 96, characterized in that the at least one solar thermal element (62) is aligned in a wind control operating mode in a wind control position such that a current generated with the at least one associated wind wheel (216) has a maximum value.
  98. 98. The method according to any one of sentences 85 to 97, characterized in that the power generator assigned to the at least one wind turbine (216) is rotated in a wind turbine activation operating mode by applying a current for a start-up time, the power generator being rotated at regular time intervals will.
  99. 99. The method according to any one of sentences 85 to 98, characterized in that the drive device (162) is deactivated in an anti-jamming operating mode when a predetermined drive limit force is reached, with the at least one solar thermal element (62) rotating about the longitudinal axis ( 64) is rotated back and forth by a twisting angle in a range of approximately 90° to 270°.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung. Es zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Gebäudes mit einem Energieversorgungssystem;
  • 2: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Moduls eines Energieversorgungssystems, wobei ;
  • 3: eine weitere schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels aus 2, wobei solarthermische Einrichtungen des solarthermischen Moduls zur Erzeugung von elektrischem Strom ausgerichtet sind;
  • 4: eine vergrößerte Teilansicht der Anordnung aus 2;
  • 5: eine schematische perspektivische Ansicht der Anordnung aus 2 von einer Unterseite;
  • 6: eine vergrößerte Ansicht eines ersten Endes der Ausführungsbeispiele solarthermischer Vorrichtungen aus 2 mit angekoppelten Wärmetauschereinrichtungen;
  • 7: eine weitere schematische perspektivische Ansicht des ersten Endes der solarthermischen Vorrichtungen mit zugeordneten Windrädern;
  • 8: eine schematische, teilweise Explosionsdarstellung der Anordnung aus 7;
  • 9: eine schematische Darstellung des ersten Endes der solarthermischen Vorrichtungen mit Antriebseinrichtung und Wärmetauschereinrichtung;
  • 10: eine schematische, teilweise Explosionsdarstellung der Anordnung aus 9;
  • 11: eine Draufsicht auf die Anordnung in 9 in Richtung der Längsachse;
  • 12: eine Schnittansicht längs Linie 12-12 in 11;
  • 13: eine schematische Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels einer solarthermischen Vorrichtung aus 2;
  • 14: eine Schnittansicht längs Linie 14-14 in 16;
  • 15: eine Schnittansicht längs Linie 15-15 in 14 durch einen ersten Endbereich des Ausführungsbeispiels einer solarthermischen Vorrichtung;
  • 16: eine vergrößerte teilweise Längsschnittansicht längs Linie 15-15 in 14;
  • 17: eine weitere schematische perspektivische Ansicht einer Anordnung ähnlich 9;
  • 18: eine schematische, teilweise durchbrochene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Moduls mit zur Wärmegewinnung ausgerichteten solarthermischen Vorrichtungen;
  • 19: eine Ansicht ähnlich 18 beim Abreinigen der solarthermischen Vorrichtungen;
  • 20: eine Ansicht ähnlich 19 beim Abreinigen einer Schutzhülle der solarthermischen Vorrichtung;
  • 21: eine Ansicht ähnlich 20 beim Abreinigen eines Photovoltaikelements der solarthermischen Vorrichtung;
  • 22: eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Elements;
  • 23: eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Elements;
  • 24: eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Elements;
  • 25: eine perspektivische schematische Gesamtansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Moduls;
  • 26: eine schematische Darstellung der Anordnung aus 25 mit unterschiedlich ausgerichteten solarthermischen Elementen;
  • 27: eine teilweise Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels einer solarthermischen Vorrichtung aus 25;
  • 28: eine vergrößerte Ansicht von zwei benachbarten solarthermischen Vorrichtungen aus 25;
  • 29: eine teilweise geschnittene Ansicht längs Linie 29-29 in 28;
  • 30: eine schematische Ansicht eines ersten Endes des solarthermischen Moduls aus 25;
  • 31: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Antriebseinrichtung für ein solarthermisches Modul;
  • 32: eine Draufsicht auf die Anordnung aus 31;
  • 33: eine Seitenansicht eines ersten Endes des solarthermischen Moduls aus 24;
  • 34: eine Teilansicht auf einen ersten Endbereich des Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Moduls aus 25;
  • 35 a) bis t): schematische Darstellungen unterschiedlicher Relativpositionen benachbarter solarthermischer Einrichtungen des Ausführungsbeispiels eines solarthermischen Moduls aus 24.
The following description of preferred embodiments of the invention is used in conjunction with the drawings for more detailed explanation. Show it:
  • 1 1: a schematic representation of an exemplary embodiment of a building with an energy supply system;
  • 2 : a schematic representation of a first exemplary embodiment of a solar thermal module of an energy supply system, wherein;
  • 3 : another schematic representation of the exemplary embodiment 2 , wherein solar thermal devices of the solar thermal module are designed to generate electricity;
  • 4 : an enlarged partial view of the arrangement 2 ;
  • 5 : a schematic perspective view of the arrangement 2 from a bottom;
  • 6 FIG. 12: an enlarged view of a first end of the exemplary solar thermal devices 2 with coupled heat exchanger devices;
  • 7 : another schematic perspective view of the first end of the solar thermal devices with associated wind turbines;
  • 8th : a schematic, partially exploded view of the arrangement 7 ;
  • 9 : a schematic representation of the first end of the solar thermal devices with drive device and heat exchanger device;
  • 10 : a schematic, partially exploded view of the arrangement 9 ;
  • 11 : a plan view of the arrangement in 9 in the direction of the longitudinal axis;
  • 12 : a sectional view taken along line 12-12 in 11 ;
  • 13 : a schematic exploded view of the embodiment of a solar thermal device 2 ;
  • 14 : a sectional view taken along line 14-14 in 16 ;
  • 15 : a sectional view taken along line 15-15 in 14 through a first end portion of the embodiment of a solar thermal device;
  • 16 : an enlarged partial longitudinal sectional view taken along line 15-15 in 14 ;
  • 17 : another schematic perspective view of an arrangement similar 9 ;
  • 18 1: a schematic, partially broken view of an exemplary embodiment of a solar thermal module with solar thermal devices designed for heat generation;
  • 19 : a view similar 18 when cleaning the solar thermal devices;
  • 20 : a view similar 19 when cleaning a protective cover of the solar thermal device;
  • 21 : a view similar 20 when cleaning a photovoltaic element of the solar thermal device;
  • 22 : a sectional view of a further embodiment of a solar thermal element;
  • 23 : a sectional view of a further embodiment of a solar thermal element;
  • 24 : a sectional view of a further embodiment of a solar thermal element;
  • 25 1: a perspective schematic overall view of a further exemplary embodiment of a solar thermal module;
  • 26 : a schematic representation of the arrangement 25 with differently aligned solar thermal elements;
  • 27 : a partially exploded view of the embodiment of a solar thermal device 25 ;
  • 28 : an enlarged view of two adjacent solar thermal devices 25 ;
  • 29 : a partially sectioned view along line 29-29 in 28 ;
  • 30 : a schematic view of a first end of the solar thermal module 25 ;
  • 31 : a schematic representation of a further exemplary embodiment of a drive device for a solar thermal module;
  • 32 : a plan view of the assembly 31 ;
  • 33 : a side view of a first end of the solar thermal module 24 ;
  • 34 : a partial view of a first end area of the exemplary embodiment of a solar thermal module 25 ;
  • 35 a) to t): schematic representations of different relative positions of adjacent solar thermal devices of the embodiment of a solar thermal module 24 .

In 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Energieversorgungssystems 10 dargestellt. Das Energieversorgungssystem 10 dient wie schematisch in 1 dargestellt zur Versorgung eines Gebäudes 12 mit Wärme und elektrischer Energie.In 1 a first exemplary embodiment of an energy supply system 10 is shown schematically. The energy supply system 10 is used as schematically in 1 shown for supplying a building 12 with heat and electrical energy.

Das erste Ausführungsbeispiel des Energieversorgungssystems 10 umfasst insgesamt sechs solarthermische Module 14. Diese sind über eine schematisch in 1 eingezeichnete Verbindungsleitung wärmeleitungswirksam mit einem Wärmespeicher 18 verbunden. Der Wärmespeicher 18 ist ausgebildet zum Speichern der vom solarthermischen Modul 14 aufgenommenen solaren Wärme.The first exemplary embodiment of the energy supply system 10 comprises a total of six solar thermal modules 14. These are shown schematically in 1 Drawn connecting line thermally effective connected to a heat accumulator 18. The heat accumulator 18 is designed to store the solar heat absorbed by the solar thermal module 14 .

Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind die solarthermischen Module 14 auf einem Dach 20 des Gebäudes 12 angeordnet.In the embodiment of 1 the solar thermal modules 14 are arranged on a roof 20 of the building 12 .

Bei alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen sind ein oder mehrere solarthermische Module 14 an einer Fassade 22, einem Zaun, einer Garage oder einer separaten Haltevorrichtung angeordnet.In alternative, non-illustrated exemplary embodiments, one or more solar thermal modules 14 are arranged on a facade 22, a fence, a garage or a separate holding device.

Die solarthermischen Module 14 sind bezogen auf die Schwerkraftrichtung, welche in 1 schematisch durch den Pfeil 24 symbolisiert ist, geneigt angeordnet, nämlich parallel beziehungsweise im Wesentlichen parallel zum Dach 20.The solar thermal modules 14 are related to the direction of gravity, which is 1 schematically symbolized by the arrow 24, arranged in an inclined manner, namely parallel or essentially parallel to the roof 20.

Das Energieversorgungssystem 10 umfasst bei dem in 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel einen elektrischen Energiespeicher 26 in Form einer wiederaufladbaren Batterie 28. Der elektrische Energiespeicher 26 ist über eine schematisch dargestellte Verbindungsleitung 30 mit den solarthermischen Modulen 14 leitungswirksam verbunden.The power supply system 10 includes in the in 1 Schematically illustrated embodiment, an electrical energy store 26 in the form of a rechargeable battery 28. The electrical energy store 26 is conductively connected to the solar thermal modules 14 via a connecting line 30 shown schematically.

Über eine weitere Verbindungsleitung 32 ist der elektrische Energiespeicher 26 mit einer Steuerungseinrichtung 34 steuerungswirksam verbunden. Über eine Steuerleitung 36 ist die Steuerungseinrichtung 34 mit den solarthermischen Modulen 14 steuerungswirksam verbunden. Eine weitere Steuerleitung 38 ist schematisch in 1 dargestellt zur Symbolisierung einer steuerungswirksamen Verbindung des Wärmespeichers 18 und der Steuerungseinrichtung 34.The electrical energy store 26 is connected in a control-effective manner to a control device 34 via a further connecting line 32 . The control device 34 is connected in a control-effective manner to the solar thermal modules 14 via a control line 36 . Another control line 38 is shown schematically in 1 shown to symbolize a control-effective connection of the heat accumulator 18 and the control device 34.

Der elektrische Energiespeicher 26 ist ausgebildet zum Speichern von elektrischem Strom, welcher mit den solarthermischen Modulen 14 erzeugt wird. Dies wird nachfolgend noch im Einzelnen erläutert.The electrical energy store 26 is designed to store electrical power that is generated with the solar thermal modules 14 . This is explained in more detail below.

Der Wärmespeicher 18 ist ausgebildet zum Speichern von mit den solarthermischen Modulen 14 aufgenommener solarer Wärme. Als Speichermedium wird bei dem Energieversorgungssystem 10 Wasser genutzt, welches über einen optionalen Wärmetauscher 40, welcher über die Verbindungsleitung 16 mit den solarthermischen Modulen 14 wärmeleitungswirksam verbunden ist, auf das Speichermedium übertragen wird. Im solarthermischen Modul 14 sowie der Verbindungsleitung 16 ist ein Wärmetauscherfluid 188 enthalten, welches auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt im flüssigen Aggregatzustand verbleibt.The heat accumulator 18 is designed to store solar heat absorbed by the solar thermal modules 14 . The storage medium used in the energy supply system 10 is water, which is transferred to the storage medium via an optional heat exchanger 40, which is connected to the solar thermal modules 14 in a thermally conductive manner via the connecting line 16. The solar thermal module 14 and the connecting line 16 contain a heat exchanger fluid 188 which remains in the liquid state even at temperatures below freezing.

In 1 ist schematisch eine Wasserarmatur 42 symbolisch für einen Wärmeverbraucher dargestellt. Er symbolisiert Entnahmestellen von Wasser, über die insbesondere erwärmtes Wasser aus dem Wärmespeicher 18 abgegeben werden kann.In 1 a water fitting 42 is shown schematically symbolically for a heat consumer. It symbolizes removal points for water, via which, in particular, heated water can be discharged from the heat accumulator 18 .

Ferner ist symbolisch in 1 ein Heizelement 44 eingezeichnet, welches über eine Verbindungsleitung 46 mit dem Wärmespeicher 18 wärmeleitungswirksam verbunden ist. Das Heizelement 44 ist als Heizkörper oder als Leitungselement zur Ausbildung einer Fußboden- oder Wandheizung ausgebildet, um im Wärmespeicher 18 gespeicherte Wärme an Innenräume des Gebäudes 12 abzugeben.Furthermore, symbolically in 1 a heating element 44 is drawn in, which is connected via a connecting line 46 to the heat accumulator 18 in a thermally conductive manner. The heating element 44 is designed as a radiator or as a line element to form underfloor or wall heating in order to release heat stored in the heat accumulator 18 to the interior of the building 12 .

Die Steuerungseinrichtung 34 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 1 in Form einer zentralen Steuerungseinrichtung 34 ausgebildet zum Steuern und/oder Regeln von Komponenten desselben in Abhängigkeit von physikalischen Parametern im Gebäude 12 oder in einer Umgebung 48 desselben. Bei den Komponenten kann es sich insbesondere um die Heizelemente 44, den Wärmespeicher 18 sowie den elektrischen Energiespeicher 26 handeln.The control device 34 is in the embodiment of the 1 designed in the form of a central control device 34 for controlling and/or regulating components thereof depending on physical parameters in the building 12 or in an environment 48 thereof. The components can in particular be the heating elements 44 , the heat accumulator 18 and the electrical energy accumulator 26 .

Weiters ist schematisch und beispielhaft ein elektrischer Verbraucher 50 in 1 dargestellt, welcher direkt mit elektrischem Strom, welcher durch das solarthermische Modul 14 erzeugt wird, versorgt wird und betrieben werden kann. Jeder elektrische Verbraucher 50 des Gebäudes 12 kann wahlweise auch über die zentrale Steuereinrichtung 34 angesteuert werden, um wahlweise die Nutzung von Strom, welcher durch die solarthermischen Module 14 erzeugt wird, oder durch im elektrischen Energiespeicher 26 beziehungsweise von einem elektrischen Energieversorgungsnetz bereitgestellt wird, zu ermöglichen.Furthermore, an electrical consumer 50 is shown schematically and by way of example in 1 shown, which is supplied directly with electricity, which is generated by the solar thermal module 14 and can be operated. Each electrical consumer 50 of the building 12 can optionally also be controlled via the central control device 34 in order to optionally enable the use of electricity which is generated by the solar thermal modules 14 or is provided in the electrical energy store 26 or from an electrical energy supply network .

Zur Erfassung physikalischer Parameter, insbesondere der Umgebung 48, ist wahlweise jedem solarthermischen Modul 14 oder allen Modulen 14 gemeinsam eine Messeinheit 52 zugeordnet. Jede Messeinheit 52, auch als Messeinrichtung bezeichnet, umfasst einen oder mehrere Lichtsensoren 54, einen oder mehrere Regensensoren 56 sowie einen oder mehrere Temperarturfühler 58. Dies ermöglicht es, mit der Messeinheit eine Intensität des auf das solarthermische Modul auftreffenden solaren Strahlungsfeldes sowie eine Umgebungstemperatur zu messen. Ferner kann feststellt werden, ob es regnet oder nicht.A measuring unit 52 is optionally assigned to each solar thermal module 14 or to all modules 14 together in order to record physical parameters, in particular of the environment 48 . Each measuring unit 52, also referred to as a measuring device, includes one or more light sensors 54, one or more rain sensors 56 and one or more temperature sensors 58. This makes it possible to use the measuring unit to measure an intensity of the solar radiation field impinging on the solar thermal module and an ambient temperature . It can also be determined whether it is raining or not.

Die solarthermischen Module 14 umfassen mehrere solarthermische Vorrichtungen 60, die identisch beziehungsweise im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 umfasst jedes solarthermische Modul 14 identische solarthermische Vorrichtungen 60.The solar thermal modules 14 include a plurality of solar thermal devices 60 which are of identical or essentially identical design. In the embodiment of 1 each solar thermal module includes 14 identical solar thermal devices 60.

Die solarthermischen Module 14 sind modular ausgebildet, sodass sie auch mit einer geringeren oder einer größeren Anzahl solarthermischer Vorrichtungen 60 ausgebildet werden können.The solar thermal modules 14 have a modular design, so that they can also be designed with a smaller or larger number of solar thermal devices 60 .

Jede solarthermische Vorrichtung 60 umfasst ein solarthermisches Element 62, welches ein eine Längsachse 64 definierendes Absorptionselement 66 zum Absorbieren von solarer Strahlung umfasst.Each solar thermal device 60 includes a solar thermal element 62 which includes an absorption element 66 defining a longitudinal axis 64 for absorbing solar radiation.

Das Absorptionselement 66 ist röhrenförmig ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 19 ist das Absorptionselement 35 in Form eines solarthermischen Röhrenkollektors 68 ausgebildet und umfasst ein in sich geschlossenes Wärmerohr 70, welches koaxial zur Längsachse 64 angeordnet ist. The absorption element 66 is tubular. In the embodiment of 1 until 19 the absorption element 35 is designed in the form of a solar thermal tube collector 68 and comprises a self-contained heat pipe 70 which is arranged coaxially to the longitudinal axis 64 .

Das Wärmerohr 70 ist an einer Absorptionsklammer 72 gehalten. Die Absorptionsklammer 72 ist wie das Wärmerohr 70 langestreckt ausgebildet und umfasst eine erste am Wärmerohr 70 anliegende Halbschale 74 mit einem ersten freien Ende 76. An die erste Halbschale 74 schließt sich ein im Wesentlichen in radialer Richtung von der Längsachse weg erstreckender erster Verbindungsabschnitt 78 an. An den ersten Verbindungsabschnitt 78 schließt sich wiederum ein konzentrisch zur Längsachse 64 ausgebildeter, sich über etwa 180° erstreckender erster Absorptionsabschnitt 80 an. Dieser ist über einen zweiten Verbindungsabschnitt 82 mit einer zweiten Halbschale 84 verbunden, welche der ersten Halbschale 74 gegenüberliegend am Wärmerohr 70 anliegt. Von der zweiten Halbschale 84 erstreckt sich parallel zum ersten Verbindungsabschnitt 78 ein zweiter Verbindungsabschnitt 86 zu einem zweiten Absorptionsabschnitt 88, welcher dem ersten Absorptionsabschnitt 80 diametral gegenüberliegend angeordnet ist. Ein zweites freies Ende 90 weist auf den Übergangsbereich zwischen dem ersten Absorptionsabschnitt 80 und dem zweiten Verbindungsabschnitt 82.The heat pipe 70 is held on an absorption bracket 72 . The absorption clip 72 is elongated like the heat pipe 70 and comprises a first half-shell 74 that bears against the heat pipe 70 and has a first free end 76. The first half-shell 74 is adjoined by a first connecting section 78 that extends essentially in the radial direction away from the longitudinal axis. The first connecting section 78 is in turn adjoined by a first absorption section 80 which is concentric to the longitudinal axis 64 and extends over approximately 180°. This is connected via a second connecting section 82 to a second half-shell 84 which rests on the heat pipe 70 opposite the first half-shell 74 . A second connection section 86 extends from the second half-shell 84 parallel to the first connection section 78 to a second absorption section 88 which is arranged diametrically opposite the first absorption section 80 . A second free end 90 points to the transition area between the first absorption section 80 and the second connection section 82.

Das Wärmerohr 70 ist zwischen den Halbschalen 74 und 84 klemmend gehalten. Die Absorptionsklammer 72 ist aus einem solare Strahlung absorbierenden Metall ausgebildet, sodass die von den Absorptionsabschnitten 80 und 88 absorbierte Wärme über die Verbindungsabschnitte 78, 82 und 86 zu den Halbschalen 74 und 84 geleitet und durch den thermischen Kontakt mit dem Wärmerohr 70 auf dieses übertragen wird, um das im Innenraum 92 des Wärmerohrs enthaltende Fluid zu erwärmen.The heat pipe 70 is clamped between the half-shells 74 and 84 . The absorption bracket 72 is formed of a solar radiation absorbing metal such that the heat absorbed by the absorption sections 80 and 88 is conducted via the connecting sections 78, 82 and 86 to the half-shells 74 and 84 and is transferred to the heat pipe 70 by thermal contact with the latter to heat the fluid contained in the interior 92 of the heat pipe.

Das Absorptionselement 66 umfasst ein erstes Hüllrohr 94 sowie ein zweites Hüllrohr 96. Das erste Hüllrohr 94 umgibt die Absorptionsklammer 72. Das zweite Hüllrohr 96 umgibt das erste Hüllrohr 94, sodass zwischen den Hüllrohren 94 und 96 ein Spalt 98 verbleibt, welcher evakuiert ist. Die Hüllrohre 94 und 96 sind strahlungsdurchlässig ausgebildet, und zwar aus einem Glas.The absorption element 66 comprises a first casing tube 94 and a second casing tube 96. The first casing tube 94 surrounds the absorption clip 72. The second casing tube 96 surrounds the first casing tube 94, so that a gap 98 remains between the casing tubes 94 and 96, which is evacuated. The cladding tubes 94 and 96 are designed to be transparent to radiation, specifically made of glass.

Das solarthermische Element 62 umfasst ferner eine Schutzhülle 100, die sich in Richtung der Längsachse 64 erstreckt und einen Innenraum 102 definiert, in welchem das Absorptionselement 66 angeordnet ist. Die Schutzhülle 100 umgibt somit das Absorptionselement 66. Sie ist bei dem in den 2 bis 21 dargestellten Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildet und umfasst ein sich parallel zur Längsachse 64 erstreckendes Trägerelement 104.The solar thermal element 62 also includes a protective cover 100 which extends in the direction of the longitudinal axis 64 and defines an interior space 102 in which the absorption element 66 is arranged. The protective cover 100 thus surrounds the absorption element 66. It is in the case of the 2 until 21 The exemplary embodiment illustrated is made in several parts and comprises a carrier element 104 that extends parallel to the longitudinal axis 64.

Die Schutzhülle 100 umfasst ferner ein sich parallel zur Längsachse 64 erstreckendes Fensterelement 106, welches für solare Strahlung durchlässig oder im Wesentlichen durchlässig ausgebildet ist.The protective cover 100 also includes a window element 106 which extends parallel to the longitudinal axis 64 and which is designed to be permeable or essentially permeable to solar radiation.

Das Fensterelement 106 ist bei einem Ausführungsbeispiel aus Glas und bei einem weiteren Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoff ausgebildet.In one exemplary embodiment, the window element 106 is made of glass and in a further exemplary embodiment of a plastic.

Das Fensterelement 106 erstreckt sich über einen Umfangswinkel 108 bezogen auf die Längsachse 64, welcher in einem Bereich von etwa 100° bis etwa 210° liegt. Bei dem in den 2 bis 21 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Umfangswinkel des Fensterelements 106 etwa 180°. Das Fensterelement 106 ist in Form einer langgestreckten halben Zylinderschale ausgebildet und bildet einen von der Längsachse 64 weg weisend konvex gekrümmten Fensterelementbereich 110.The window element 106 extends over a circumferential angle 108 with respect to the longitudinal axis 64, which is in a range from approximately 100° to approximately 210°. At the in the 2 until 21 illustrated embodiment, the circumferential angle of the window element 106 is approximately 180 °. The window element 106 is designed in the form of an elongated semi-cylindrical shell and forms a window element area 110 that is convexly curved and points away from the longitudinal axis 64.

Die solarthermische Vorrichtung 60 umfasst ferner eine Beschattungseinrichtung 112 zum Beschatten des Absorptionselements 66. Die Beschattungseinrichtung 112 umfasst ein bewegbar angeordnetes Beschattungselement 114, welches von einer Bestrahlungsstellung, in welcher das Absorptionselement 66 unbeschattet oder verdeckt ist, wie beispielsweise schematisch in den 2 und 4 dargestellt, in eine Beschattungsstellung bewegbar ist und umgekehrt. In der Beschattungsstellung ist das Absorptionselement 66 mindestens teilweise, wie beispielsweise in den 19 bis 20 schematisch dargestellt, beschattet beziehungsweise gegen auf die solarthermische Vorrichtung 60 auftreffende solare Strahlung verdeckt.The solar thermal device 60 also includes a shading device 112 for shading the absorption element 66. The shading device 112 includes a movably arranged shading element 114, which is from an irradiation position in which the absorption element 66 is unshaded or covered, such as, for example, schematically in FIGS 2 and 4 shown, is movable into a shading position and vice versa. In the shading position, the absorption element 66 is at least partially, such as in FIGS 19 until 20 shown schematically, shaded or covered against incident on the solar thermal device 60 solar radiation.

In der Beschattungsstellung kann das Beschattungselement 114 das Absorptionselement 66 auch vollständig verdecken, wie dies beispielhaft in 3 dargestellt ist.In the shading position, the shading element 114 can also completely cover the absorption element 66, as is the case in FIG 3 is shown.

Das Beschattungselement 114 ist um die Längsachse 64 verdrehbar angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 sind das Beschattungselement 114 und das Absorptionselement 66 unbeweglich miteinander verbunden, nämlich drehfest bezogen auf die Längsachse 64. Dies ermöglicht es, das solarthermische Element 62 insgesamt um die Längsachse 64 zu verdrehen.The shading element 114 is arranged such that it can rotate about the longitudinal axis 64 . In the embodiment of 2 until 21 the shading element 114 and the absorption element 66 are immovably connected to one another, namely non-rotatably with respect to the longitudinal axis 64. This makes it possible to rotate the solar thermal element 62 as a whole about the longitudinal axis 64.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 umfasst das Beschattungselement 114 das Trägerelement 104. Das Trägerelement 104 begrenzt den Innenraum 102 über einen Trägerelementumfangswinkel 116 bezogen auf die Längsachse 64. Der Trägerelementumfangswinkel 116 liegt in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 200°. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 1219 liegt der Trägerelementumfangswinkel 116 in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 200°. Er beträgt etwa 190°.In the embodiment of 2 until 21 the shading element 114 includes the carrier element 104. The carrier element 104 delimits the interior space 102 via a carrier element circumferential angle 116 with respect to the longitudinal axis 64. The carrier element circumferential angle 116 lies in a range from approximately 30° to approximately 200°. In the embodiment of 2 to 1219, the support element perimeter angle 116 is in a range of about 30° to about 200°. It is about 190°.

Das Trägerelement 104 ist für solare Strahlung undurchlässig ausgebildet.The carrier element 104 is impermeable to solar radiation.

Ferner umfasst das Beschattungselement 114 ein oder mehrere Photovoltaikelemente 118 zum Erzeugen von elektrischem Strom durch Absorption solarer Strahlung. Das Photovoltaikelement 118 weist eine aktive Fläche 120 auf, die eben ausgebildet und von der Längsachse 64 weg weisend angeordnet ist. Das Photovoltaikelement 118 ist in einer von der Längsachse 64 weg weisend geöffneten Ausnehmung 122 des Trägerelements 104 angeordnet. Somit umfasst das Beschattungselement 114 auch das Photovoltaikelement 118.Furthermore, the shading element 114 includes one or more photovoltaic elements 118 for generating electric power by absorbing solar radiation. Photovoltaic element 118 has an active surface 120 that is flat and arranged pointing away from longitudinal axis 64 . The photovoltaic element 118 is arranged in a recess 122 of the carrier element 104 which is open and points away from the longitudinal axis 64 . The shading element 114 thus also includes the photovoltaic element 118.

Ferner bildet das Photovoltaikelement 118 einen Teil einer von der Längsachse 64 weg weisenden Außenfläche 124 der Schutzhülle 100. Das Beschattungselement 114 bildet bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 einen Teil der Schutzhülle 100. Zusammen umgeben das Fensterelement 106 und das Trägerelement 104 das Absorptionselement 66 über den gesamten Umfang bezogen auf die Längsachse 64.Furthermore, the photovoltaic element 118 forms part of an outer surface 124 of the protective cover 100 pointing away from the longitudinal axis 64. The shading element 114 forms in the exemplary embodiment of FIG 2 until 21 part of the protective cover 100. Together, the window element 106 and the carrier element 104 surround the absorption element 66 over the entire circumference in relation to the longitudinal axis 64.

Das solarthermische Element 62 ist spiegelsymmetrisch beziehungsweise im Wesentlichen spiegelsymmetrisch bezogen auf eine die Längsachse 64 enthaltende Symmetrieebene 126 ausgebildet.The solar thermal element 62 is mirror-symmetrical or essentially mirror-symmetrical in relation to a plane of symmetry 126 containing the longitudinal axis 64 .

Das solarthermische Element 62 umfasst ferner einen Kühlkörper 128, welcher mit dem Photovoltaikelement 118 in thermischer Wirkverbindung steht. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 umfasst das Trägerelement 104 den Kühlkörper 128. Mithin ist also das Trägerelement 104 monolithisch ausgebildet und übernimmt auch die Funktion des Kühlkörpers 128.The solar thermal element 62 also includes a heat sink 128 which is thermally operatively connected to the photovoltaic element 118 . In the embodiment of 2 until 21 the carrier element 104 comprises the heat sink 128. The carrier element 104 is therefore of monolithic design and also assumes the function of the heat sink 128.

Der Kühlkörper 128 bildet einen Teil der Außenfläche 124 der Schutzhülle 100, und einen zwar in einem Bereich, welcher sich zwischen dem Photovoltaikelement 118 und dem Fensterelement 106 erstreckt.The heat sink 128 forms a part of the outer surface 124 of the protective cover 100 in an area which extends between the photovoltaic element 118 and the window element 106 .

Der Kühlkörper 128 umfasst ferner mehrere, sich parallel zur Längsachse 64 erstreckende Kühlkanäle 130 in Form von Kühlschlitzen 132. Die mehreren Kühlschlitze 132 sind am spiegelsymmetrisch zur Symmetrieebene 126 ausgebildeten Trägerelement 104 parallel zur Längsachse 64 und parallel zur Ausnehmung 122 und somit auch parallel zum Photovolktaikelement 118 verlaufend ausgebildet. Die Kühlschlitze 132 enden im Bereich der Außenfläche 124.The heat sink 128 also includes a plurality of cooling channels 130 in the form of cooling slots 132, which extend parallel to the longitudinal axis 64. The plurality of cooling slots 132 are parallel to the longitudinal axis 64 and parallel to the recess 122 and thus also parallel to the photovoltaic element 118 on the carrier element 104, which is mirror-symmetrical to the plane of symmetry 126 running trained. The cooling slots 132 end in the area of the outer surface 124.

Eine äußere Kontur des Trägerelements 104 und damit auch des Kühlkörpers 128 bildet zusammen mit dem Fensterelement 106 einen zylindrischen Außenflächenbereich 134, welcher sich über einen Außenflächenbereichwinkel 136 erstreckt. Ein weiterer Außenflächenbereich 138 wird durch das Photovoltaikelement 118 definiert. Dieses erstreckt sich über einen weiteren äußeren Flächenbereichwinkel 140.An outer contour of the carrier element 104 and thus also of the heat sink 128 together with the window element 106 forms a cylindrical outer surface area 134 which extends over an outer surface area angle 136 . Another outer surface area 138 is defined by the photovoltaic element 118 . This extends over a further outer surface area angle 140.

Die Außenflächenbereichwinkel 136 und 140 ergänzen sich zum Umfangswinkel um 360°. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 beträgt der Außenflächenbereichwinkel 140 etwa 90° und dementsprechende Außenbereichwinkel 136 etwa 270°.The outer surface area angles 136 and 140 add up to the perimeter angle by 360°. In the embodiment of 2 until 21 For example, the outer surface portion angle 140 is approximately 90° and corresponding outer surface angle 136 is approximately 270°.

Der Innenraum 102 ist von einer Reflexionsfläche 142 begrenzt. Sie ist derart angeordnet beziehungsweise ausgebildet, dass durch das Fensterelement 106 in den Innenraum 102 eintretende solare Strahlung in Richtung auf das Absorptionselement 66 hin reflektiert, also umgelenkt wird.The interior 102 is delimited by a reflection surface 142 . It is arranged or designed in such a way that solar radiation entering the interior 102 through the window element 106 is reflected in the direction of the absorption element 66 , that is to say is deflected.

Das Absorptionselement 66 ist räumlich zwischen der Reflexionsfläche 142 und dem Fensterelement 106 angeordnet.The absorption element 66 is spatially arranged between the reflection surface 142 and the window element 106 .

Das solarthermische Element 62 umfasst eine optische Abbildungseinrichtung 144 zum Abbilden und/oder Umlenken von auf die Schutzhülle 100 auftreffender solarer Strahlung auf das Absorptionselement 66. Die optische Abbildungseinrichtung 144 umfasst die Reflexionsfläche 142.The solar thermal element 62 includes an optical imaging device 144 for imaging and/or deflecting solar radiation impinging on the protective cover 100 onto the absorption element 66. The optical imaging device 144 includes the reflection surface 142.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 19 sind zwei Reflexionsflächen 142 vorgesehen, welche sich bezogen auf die Längsachse 64 über einen Reflexionsflächenumfangswinkel 146 erstrecken. Die Reflexionsflächenumfangswinkel 146 der beiden Reflexionsflächen 142 betragen jeweils etwa 60°, sodass der Reflexionsflächenumfangswinkel aller Reflexionsflächen 142 insgesamt in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 150° liegt.In the embodiment of 2 until 19 Two reflection surfaces 142 are provided, which extend over a reflection surface circumferential angle 146 in relation to the longitudinal axis 64 . The reflection surface perimeter angles 146 of the two reflection surfaces 142 are each approximately 60°, so that the total reflection surface perimeter angle of all reflection surfaces 142 is in a range from approximately 30° to approximately 150°.

Bei dem in den 2 bis 21 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Reflexionsflächen 142 in Form von für solare Strahlung hochreflektierenden Beschichtungen 148 ausgebildet, und zwar auf einem Reflexionselement 150, welches somit einen Spiegels 152 bildet.At the in the 2 until 21 Schematically illustrated embodiment, the reflection surfaces 142 are formed in the form of highly reflective coatings 148 for solar radiation, namely on a reflection element 150, which thus forms a mirror 152.

Die Reflexionsfläche 412 wird durch eine in den Innenraum 102 weisende Kühlkörperseitenfläche 154 des Kühlkörpers 128 vorgegeben. Die Reflexionsfläche 142 bedeckt beziehungsweise bildet die Kühlkörperseitenfläche 154 des Kühlkörpers 128. Die Kühlkörperseitenfläche 154 weist zwei ebene, gegeneinander um einen Winkel 156 geneigte Kühlkörperseitenflächenbereiche 158 und 160 auf, wobei sich der Kühlkörperseitenflächenbereich 160 bis an das Fensterelement 106 heran erstreckt in Richtung auf das Photovoltaikelement 118. Der Kühlkörperseitenflächenbereich 158 schließt sich an den Kühlkörperseitenflächenbereich 160 an und weist mit einer freien Kante im Wesentlichen in Richtung auf eine freie Kante des Kühlkörperseitenflächenbereichs 160 des anderen Reflexionselements 150.The reflection surface 412 is defined by a heat sink side surface 154 of the heat sink 128 pointing into the interior space 102 . Reflective surface 142 covers or forms heat sink side surface 154 of heat sink 128. Heat sink side surface 154 has two flat heat sink side surface areas 158 and 160 inclined at an angle 156 relative to one another, with heat sink side surface area 160 extending up to window element 106 in the direction of photovoltaic element 118 The heatsink side surface area 158 adjoins the heatsink side surface area 160 and points with a free edge substantially towards a free edge of the heat sink side surface area 160 of the other reflection element 150.

Durch die beschriebene und insbesondere in 14 schematisch dargestellte Positionierung der Reflexionselemente 150 wird sichergestellt, dass die durch das Fensterelement 106 in den Innenraum 102 eintretende solare Strahlung, die nicht direkt auf das Absorptionselement 66 auftreffen würde, durch die Reflexionsfläche 142 am Kühlkörperseitenflächenbereich 160 und am Kühlkörperseitenflächenbereich 158 umgelenkt wird, sodass auch diese Strahlung auf das Absorptionselement 66 trifft. So kann die Strahlung von der Absorptionsklammer 72 absorbiert und an das Wärmerohr 70 geleitet werden.Through the described and in particular in 14 The schematically illustrated positioning of the reflection elements 150 ensures that the solar radiation entering the interior 102 through the window element 106, which would not impinge directly on the absorption element 66, is deflected by the reflection surface 142 on the heat sink side surface area 160 and on the heat sink side surface area 158, so that these too Radiation hits the absorption element 66. In this way, the radiation can be absorbed by the absorption clamp 72 and guided to the heat pipe 70 .

Die solarthermische Vorrichtung 60 umfasst ferner eine Antriebseinrichtung 162, die ausgebildet ist zum Drehen des solarthermischen Elements 62 um die Längsachse 64. Durch die drehfeste Anordnung des Trägerelements 104 und damit auch des Photovoltaikelements 118 sowie des Absorptionselements 66 kann mit der Antriebseinrichtung 162 somit auch das Beschattungselement 114 um die Längsachse 64 verdreht werden.The solar thermal device 60 also includes a drive device 162, which is designed to rotate the solar thermal element 62 about the longitudinal axis 64. Due to the non-rotatable arrangement of the carrier element 104 and thus also the photovoltaic element 118 and the absorption element 66, the shading element can therefore also be driven with the drive device 162 114 are rotated about the longitudinal axis 64.

Die Antriebseinrichtung 162 umfasst einen motorischen Antrieb 164, welcher bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 in Form eines elektrischen Antriebs ausgebildet ist. Der elektrische Antrieb wiederum ist in Form eines Elektromotors 166 ausgebildet, wahlweise als Schrittmotor oder als Servomotor.The drive device 162 includes a motor drive 164, which in the embodiment of 2 until 21 is designed in the form of an electric drive. The electric drive, in turn, is designed in the form of an electric motor 166, optionally as a stepping motor or as a servo motor.

Die Antriebseinrichtung 162 umfasst ein vom motorischen Antrieb 164 angetriebenes erstes Antriebselement 168. Das solarthermische Element 62 umfasst ein zweites Antriebselement 170. Die Antriebselemente 168 und 170 sind zusammenwirkend angeordnet beziehungsweise ausgebildet zum Übertragen einer Antriebskraft des motorischen Antriebs 164 auf das solarthermische Element 62, um dieses um die Längsachse 64 zu verdrehen.The drive device 162 comprises a first drive element 168 driven by the motor drive 164. The solar thermal element 62 comprises a second drive element 170. The drive elements 168 and 170 are arranged or configured to cooperate in order to transmit a drive force from the motor drive 164 to the solar thermal element 62 in order to rotate it to twist about the longitudinal axis 64 .

Das erste Antriebselement 168 ist in Form einer Antriebsspindel 172 beziehungsweise Antriebsschnecke ausgebildet. Das zweite Antriebselement 170 ist in Form eines zur Antriebsschnecke korrespondierenden Zahnrads 174 ausgebildet. Das Zahnrad 174 ist an einem ersten Ende 176 des solarthermischen Elements 62 angeordnet, und zwar derart, dass die Zähne des Zahnrads 174 in radialer Richtung bezogen auf die Längsachse 64 abstehen.The first drive element 168 is in the form of a drive spindle 172 or drive worm. The second drive element 170 is designed in the form of a gear wheel 174 corresponding to the drive worm. The gear wheel 174 is arranged at a first end 176 of the solar thermal element 62 in such a way that the teeth of the gear wheel 174 protrude in the radial direction relative to the longitudinal axis 64 .

Das erste Antriebselement 168 definiert eine erste Antriebselementlängsachse 178. Das zweite Antriebselement 170 definiert eine zweite Antriebselementlängsachse 180. Die beiden Antriebselementlängsachsen 178 und 180 verlaufen quer, nämlich senkrecht, wie insbesondere in 17 gut zu erkennen, zueinander, wobei die erste Antriebselementlängsachse 178 senkrecht zu einer die zweite Antriebselementlängsachse 180 enthaltenden Ebene verläuft. Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 definiert die Längsachse 64 die zweite Antriebselementlängsachse 180.The first drive element 168 defines a first drive element longitudinal axis 178. The second drive element 170 defines a second drive element longitudinal axis 180. The two drive element longitudinal axes 178 and 180 run transversely, namely vertically, as in particular in FIG 17 easy to see, to each other, the first drive element longitudinal axis 178 perpendicular to a plane containing the second drive element longitudinal axis 180. In the embodiment of 2 until 21 the longitudinal axis 64 defines the second drive element longitudinal axis 180.

Die Antriebseinrichtung 162 ist ferner derart ausgebildet, dass mit dem Antrieb 164 alle solarthermischen Elemente 62 des solarthermischen Moduls 14 synchron bewegt, also jeweils um ihre Längsachse 64 verdreht werden können. Zu diesem Zweck ist das erste Antriebselement 168 mit einer der Anzahl der solarthermischen Elemente 62 entsprechenden Anzahl an Antriebsspindeln 172 ausgebildet, die jeweils mit dem drehfest mit dem solarthermischen Element 62 gekoppelten Zahnrad 174 in Eingriff stehen.The drive device 162 is also designed in such a way that all the solar thermal elements 62 of the solar thermal module 14 are moved synchronously with the drive 164 , that is to say they can each be rotated about their longitudinal axis 64 . For this purpose, the first drive element 168 is designed with a number of drive spindles 172 corresponding to the number of solar thermal elements 62 , each of which meshes with the gear wheel 174 that is non-rotatably coupled to the solar thermal element 62 .

Die Antriebseinrichtung 182 ist mit der Steuerungseinrichtung 34 steuerungswirksam verbunden, sodass eine Ausrichtung der solarthermischen Elemente 62 in einer beliebigen Rotationsstellung bezogen auf die jeweilige Längsachse 64 vorgegeben werden kann.The drive device 182 is connected to the control device 34 in a control-effective manner, so that an alignment of the solar thermal elements 62 in any rotational position relative to the respective longitudinal axis 64 can be specified.

Das Absorptionselement 66 umfasst ein Wärmeleitelement 182, welches vom ersten Ende des solarthermischen Elements 62 koaxial zur Längsachse 64 absteht. Es ist in Form eines zylindrischen Kopfes 184 ausgebildet, welcher einen etwa 2,5 mal größeren Durchmesser aufweist als das Wärmerohr 70, welches sich zwischen den Halbschalen 74 und 84 erstreckt.The absorption element 66 includes a heat-conducting element 182 which protrudes from the first end of the solar thermal element 62 coaxially to the longitudinal axis 64 . It is in the form of a cylindrical head 184 which is approximately 2.5 times larger in diameter than the heat pipe 70 which extends between the half shells 74 and 84 .

Dem solarthermischen Element 62 ist ein Wärmeübertragungselement 186 zugeordnet zum Übertragen von mit dem Absorptionselement 66 aufgenommener Wärme auf ein das Wärmeübertragungselement 186 durchströmendes Wärmetauscherfluid 188. Das Wärmeübertragungselement 186 ist am ersten Ende 176 des solarthermischen Elements 62 angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Das Wärmeleitelement 182 ist mit dem Wärmeübertragungselement 186 thermisch wirkverbunden. Dies wird durch einen Wärmekoppler 190 erreicht, welcher eine Aufnahme 192 für den Kopf 184 aufweist. Die Aufnahme 192 ist so bemessen, dass eine Außenfläche 194 des Kopfs 184 in thermischem Kontakt mit einer inneren Wandfläche 196 der Aufnahme 192 steht. Die Aufnahme 192 ist in Form eines Sacklochs ausgebildet, welches von einer einseitig verschlossenen Hülse 198 definiert ist. Auf einer Außenseite der Hülse 198 stehen in radialer Richtung weisend Wärmeleitbleche 200 ab.A heat transfer element 186 is assigned to the solar thermal element 62 for transferring heat absorbed by the absorption element 66 to a heat exchanger fluid 188 flowing through the heat transfer element 186. The heat transfer element 186 is arranged or formed at the first end 176 of the solar thermal element 62. The heat conducting element 182 is thermally operatively connected to the heat transfer element 186 . This is achieved by a thermal coupler 190 which has a receptacle 192 for the head 184. The receptacle 192 is sized such that an outer surface 194 of the head 184 is in thermal contact with an inner wall surface 196 of the receptacle 192 . The receptacle 192 is designed in the form of a blind hole, which is defined by a sleeve 198 that is closed on one side. On an outer side of the sleeve 198, heat conducting plates 200 project in the radial direction.

Der Wärmekoppler 190 ist in einem Anschlusselement 202 aufgenommen. Das Anschlusselement 202 ist in Form einer einseitig mit einer halben Hohlkugel verschlossenen Hülse ausgebildet. An dieser sind in Richtung der Längsachse versetzt zwei Öffnungen 204 und 206 ausgebildet. Die Öffnung 204 bildet einen Einlass für das Wärmetauscherfluid 188, die Öffnung 206 einen Auslass. Strömt das Wärmetauscherfluid 188 durch die Öffnung 204 in den Innenraum des Anschlusselements 202, strömt es zwangsweise geführt durch die Wärmeleitbleche 200 parallel zur Längsachse 64 in Richtung auf das erste Ende 176 des solarthermischen Elements 62 hin. Von diesem Ende wird es dann in die Öffnung 206 geleitet. Durch diese Ausgestaltung wird ein sehr guter Wärmeaustausch zwischen dem Wärmekoppler 190 Wärmetauscherfluid 188 ermöglicht, um die solare Wärme auf das Wärmetauscherfluid 188 zu übertragen.The thermal coupler 190 is accommodated in a connection element 202 . The connecting element 202 is in the form of a sleeve closed on one side with a half hollow sphere educated. At this two openings 204 and 206 are offset in the direction of the longitudinal axis. The opening 204 forms an inlet for the heat exchange fluid 188, the opening 206 an outlet. If the heat exchange fluid 188 flows through the opening 204 into the interior of the connection element 202 , it flows forcibly guided through the heat conducting plates 200 parallel to the longitudinal axis 64 in the direction of the first end 176 of the solar thermal element 62 . It is then directed into opening 206 from this end. This design enables a very good heat exchange between the heat coupler 190 heat exchange fluid 188 in order to transfer the solar heat to the heat exchange fluid 188 .

Die Wärmeübertragungselemente 186 der solarthermischen Elemente 62 des solarthermischen Moduls 14 sind einander nachgeschaltet angeordnet, sodass stets von der Öffnung 206 das Wärmetauscherfluid 188 zur Öffnung 204 des benachbart angeordneten Wärmeübertragungselements 186 strömt. Das Wärmetauscherfluid 188 strömt somit nacheinander durch alle Wärmeübertragungselemente 186 des solarthermischen Moduls 14. Durch eine Rückleitung 208 wird dann das Wärmetauscherfluid 188 zum Wärmespeicher 18 geleitet, insbesondere über die Verbindungsleitung 16, die mit der Rückleitung 208 gekoppelt ist.The heat transfer elements 186 of the solar thermal elements 62 of the solar thermal module 14 are arranged downstream of one another, so that the heat exchange fluid 188 always flows from the opening 206 to the opening 204 of the adjacently arranged heat transfer element 186 . The heat exchange fluid 188 thus flows through all heat transfer elements 186 of the solar thermal module 14 in succession. The heat exchange fluid 188 is then routed to the heat accumulator 18 through a return line 208 , in particular via the connecting line 16 which is coupled to the return line 208 .

Wie beschrieben sind das solarthermische Element 62 und das Wärmeübertragungselement 186 relativ zueinander um die Längsachse 64 verdrehbar angeordnet oder ausgebildet. Insbesondere ist der Kopf 184 in der Aufnahme 192 des Wärmekopplers 190 rotierbar.As described, the solar thermal element 62 and the heat transfer element 186 are arranged or designed such that they can be rotated relative to one another about the longitudinal axis 64 . In particular, the head 184 is rotatable within the receptacle 192 of the thermal coupler 190 .

Das solarthermische Element 62 ist im Bereich des ersten Endes 176 mit einem Verschlusselement 210 versehen, welches den Innenraum 102 quer zur Längsachse 64 verschließt. Das Verschlusselement 210 umfasst ferner einen Hülsenabschnitt 212, welcher sich zum ersten Ende 176 hin erstreckt und welcher das Zahnrad 174 trägt. Der Hülsenabschnitt 212 ist im Bereich des ersten Endes 176 mit einem Deckel 214 verschlossen, durch den das Wärmerohr 70 mit dem Kopf 184 herausgeführt ist.The solar thermal element 62 is provided with a closure element 210 in the area of the first end 176 which closes the interior space 102 transversely to the longitudinal axis 64 . The closure member 210 further includes a sleeve portion 212 which extends toward the first end 176 and which supports the gear 174 . The sleeve section 212 is closed in the region of the first end 176 with a cover 214 through which the heat pipe 70 with the head 184 is led out.

Das solarthermische Modul 14 umfasst ferner mehrere Windräder 216, auch als Windgeneratoren bezeichnet. Jedem solarthermischen Element 62 sind ein oder zwei Windräder 216 zugeordnet. Jedes Windrad 216 definiert eine Windradlängsachse 218, die parallel zu den Längsachsen 64 der solarthermischen Elemente 62 verläuft.The solar thermal module 14 also includes several wind turbines 216, also referred to as wind generators. One or two wind turbines 216 are assigned to each solar thermal element 62 . Each wind wheel 216 defines a wind wheel longitudinal axis 218 which runs parallel to the longitudinal axes 64 of the solar thermal elements 62 .

Jedem Windrad 216 ist ein Luftführungsgehäuse 220 zugeordnet. Es ist in Form einer Haube mit einer in Richtung auf die solarthermischen Elemente 62 hin geöffneten Einlassöffnung 222 ausgebildet. Die Haube 224 ist mit einer Abdeckung 226 verbunden, die als Verkleidung der Antriebseinrichtung 162 dient.An air duct housing 220 is assigned to each wind turbine 216 . It is designed in the form of a hood with an inlet opening 222 open towards the solar thermal elements 62 . The hood 224 is connected to a cover 226 which serves to cover the drive device 162 .

Die im Bereich des ersten Endes 176 des solarthermischen Elements 62 angeordneten Windräder 216 sind ausgebildet zum Antreiben eines integrierten Stromgenerators zum Erzeugen von elektrischem Strom. Hierfür kann das Windrad 216 als Teil eines elektrischen Lüfters genutzt werden, welcher beim Durchströmen einer Lüfterradöffnung 230, in welcher ein Lüfterrad 232 rotierbar gehalten ist, den Motor des Lüfters 228 als Stromgenerator zur Stromerzeugung nutzt.The wind turbines 216 arranged in the area of the first end 176 of the solar thermal element 62 are designed to drive an integrated current generator for generating electric current. For this purpose, the wind wheel 216 can be used as part of an electric fan, which uses the motor of the fan 228 as a power generator to generate electricity when it flows through a fan wheel opening 230 in which a fan wheel 232 is held rotatably.

Wie insbesondere in den 20 und 21 gut zu erkennen, sind die Windräder 216 jeweils zwischen zwei solarthermischen Elementen 62 positioniert, wobei jedoch die Windradlängsachsen 218 eine Ebene definieren, welche parallel zu einer von den Längsachsen 64 der solarthermischen Elemente 62 definierten Ebene verläuft, und zwar oberhalb derselben.As in particular in the 20 and 21 clearly visible, the wind turbines 216 are each positioned between two solar thermal elements 62, but the wind turbine longitudinal axes 218 define a plane which runs parallel to a plane defined by the longitudinal axes 64 of the solar thermal elements 62, specifically above the same.

Ist das solarthermische Modul 14 wie schematisch in 1 dargestellt auf einem geneigten Dach 20 eines Gebäudes 12 montiert, kann über dem solarthermischen Modul 14 strömende Luft zwischen zwei benachbarten solarthermischen Elementen 62 zu einem Luftführungselement 234 geleitet werden, welches durch das Luftführungsgehäuse 220 gebildet wird. Insbesondere kann so eine thermische Luftströmung, die sich bei Erwärmung des solarthermischen Moduls 14 ausbildet und entgegen der Schwerkraftrichtung in Richtung auf das erste Ende 176 der solarthermischen Elemente 62 strömt, zur Stromerzeugung genutzt werden, und zwar unabhängig davon, ob die solarthermischen Elemente 62 in einer Beschattungs- oder einer Bestrahlungsstellung ausgerichtet sind.Is the solar thermal module 14 as shown schematically in 1 shown mounted on a sloping roof 20 of a building 12 , air flowing over the solar thermal module 14 may be directed between two adjacent solar thermal elements 62 to an air duct element 234 formed by the air duct housing 220 . In particular, a thermal air flow that develops when the solar thermal module 14 is heated and flows against the direction of gravity in the direction of the first end 176 of the solar thermal elements 62 can be used to generate electricity, regardless of whether the solar thermal elements 62 are in a Shading or an irradiation position are aligned.

Wie beschrieben definieren benachbarte solarthermische Elemente 62 zwischen sich einen Strömungskanal 236. Die Windräder 216 sind jeweils an einem entgegen der Schwerkraftrichtung erhöhten Ende des Strömungskanals 236 angeordnet. Entsprechend ist auch jeweils ein Luftführungselement 234 an diesem Ende des Strömungskanals 236 angeordnet beziehungsweise ausgebildet.As described, adjacent solar thermal elements 62 define a flow channel 236 between them. The wind turbines 216 are each arranged at an end of the flow channel 236 that is raised against the direction of gravity. Correspondingly, an air guiding element 234 is also arranged or formed at this end of the flow channel 236 .

Die Absorptionselemente 66 und damit auch die solarthermischen Elemente 62 der solarthermischen Vorrichtung 60 sind parallel zueinander ausgerichtet.The absorption elements 66 and thus also the solar thermal elements 62 of the solar thermal device 60 are aligned parallel to one another.

Das solarthermische Element 62 umfasst ferner ein Luftleitelement 238 zum Führen einer Luftströmung wie beschrieben. Das Luftleitelement 238 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 durch die Schutzhülle 100 gebildet beziehungsweise von dieser umfasst.The solar thermal element 62 also includes an air guiding element 238 for guiding an air flow as described. The air guide element 238 is in the embodiment of 2 until 21 formed by the protective cover 100 or comprised by this.

Für eine einfache Montage des solarthermischen Moduls 14 umfasst es einen Halterahmen 240. Der Halterahmen 240 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 als Teil eines Auffangbehälters 242 des solarthermischen Moduls 14 ausgebildet. Der Auffangbehälter 242 ist wannenförmig ausgebildet und dient beispielsweise dem Sammeln von Schnee oder anderen Niederschlägen in fester Form. Ferner ist die solarthermische Vorrichtung 60 im Auffangbehälter 242 angeordnet. So dient der Auffangbehälter 242 gleichzeitig auch dem Schutz der Komponenten des solarthermischen Moduls 14.For easy installation of the solar thermal module 14, it includes a holding frame 240. The holding frame 240 is in the embodiment 2 until 21 formed as part of a collecting container 242 of the solar thermal module 14 . The collection container 242 is designed in the shape of a trough and is used, for example, to collect snow or other precipitation in solid form. Furthermore, the solar thermal device 60 is arranged in the collection container 242 . The collection container 242 also serves to protect the components of the solar thermal module 14 at the same time.

Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das solarthermische Modul 14 eine Heizeinrichtung 244 zum Beheizen des Auffangbehälters 242. Die Heizeinrichtung 244 ist dann bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des Auffangbehälters 242 angeordnet beziehungsweise ausgebildet. So können Schnee und Eis durch entsprechendes Beheizen geschmolzen und als Wasser abgeleitet werden.In one exemplary embodiment, the solar thermal module 14 includes a heating device 244 for heating the collecting container 242. The heating device 244 is then arranged or formed in the region of a lower end of the collecting container 242 in relation to the direction of gravity. Snow and ice can be melted by appropriate heating and drained off as water.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Auffangbehälter bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des solarthermischen Moduls 14 angeordnet oder ausgebildet.In an alternative exemplary embodiment, the collection container is arranged or formed in the area of a lower end of the solar thermal module 14 in relation to the direction of gravity.

Ferner umfasst die solarthermische Vorrichtung 60 eine Reinigungseinrichtung 246 zum Reinigen des solarthermischen Elements 62. Die Reinigungseinrichtung 246 umfasst ein oder mehrere Reinigungselemente 248. Bei dem in den 2 bis 21 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem solarthermischen Element 262 ein Reinigungselement 248 zugeordnet. Ferner sind das Reinigungselement 248 und das diesem zugeordnete solarthermische Element 62 relativ zueinander bewegbar ausgebildet. Die Bewegbarkeit ergibt sich insbesondere durch die rotierbare Anordnung des solarthermischen Elements 62 sowie durch eine Verformbarkeit beziehungsweise Beweglichkeit des Reinigungselements 248.Furthermore, the solar thermal device 60 includes a cleaning device 246 for cleaning the solar thermal element 62. The cleaning device 246 includes one or more cleaning elements 248 2 until 21 illustrated embodiment, a cleaning element 248 is assigned to each solar thermal element 262 . Furthermore, the cleaning element 248 and the solar thermal element 62 assigned to it are designed to be movable relative to one another. The mobility results in particular from the rotatable arrangement of the solar thermal element 62 and from the deformability or mobility of the cleaning element 248.

Wie in den 18 bis 21 gut zu erkennen, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Reinigungselements 248 in Form einer Wischlippe 250 ausgebildet. Somit erstreckt sich das Reinigungselement 248, also im konkreten Fall die Wischlippe 250, parallel zur Längsachse 64.As in the 18 until 21 clearly visible, the cleaning element 248 is designed in the form of a wiper lip 250 in the exemplary embodiment shown. The cleaning element 248, i.e. in the specific case the wiper lip 250, thus extends parallel to the longitudinal axis 64.

Die Wischlippe 250 ist derart positioniert, dass sie in einer Grundstellung, wie sie in 18 schematisch dargestellt ist, eine die Längsachse 64 des solarthermischen Elements 62 enthaltene Ebene definiert. Das Reinigungselement 242 ist wie schematisch dargestellt am Halterahmen 240 angeordnet beziehungsweise ausgebildet.The wiper lip 250 is positioned in such a way that it is in a basic position, as shown in 18 is shown schematically, a plane containing the longitudinal axis 64 of the solar thermal element 62 is defined. The cleaning element 242 is arranged or formed on the holding frame 240 as shown schematically.

Bei einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, ist das Reinigungselement 248 in Form einer Wischbürste ausgebildet. Deren Funktion entspricht der Funktion der in den 18 bis 21 dargestellten Wischlippen 250.In an alternative exemplary embodiment, which is not shown, the cleaning element 248 is designed in the form of a wiping brush. Their function corresponds to the function in the 18 until 21 illustrated wiper lips 250.

Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ist das Reinigungselement 248 in Form einer rotierenden Abstreifbürste ausgebildet, deren Längsachse parallel zur Längsachse 64 verläuft.In a further alternative exemplary embodiment, the cleaning element 248 is designed in the form of a rotating scraper brush, the longitudinal axis of which runs parallel to the longitudinal axis 64 .

Eine Abreinigung des solarthermischen Elements 62 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 durch eine Verdrehung desselben relativ zum feststehenden Reinigungselement 248. Die Wischlippe 250 streift bei einer solchen Rotation an der Außenfläche 124 der Schutzhülle 100 entlang und entfernt so Niederschläge und Verschmutzungen.A cleaning of the solar thermal element 62 takes place in the embodiment of FIG 2 until 21 by rotating the same relative to the fixed cleaning element 248. During such a rotation, the wiper lip 250 brushes against the outer surface 124 of the protective cover 100 and thus removes deposits and dirt.

Insbesondere kann abgestreifter Schnee im Auffangbehälter 242 aufgefangen und mittels der Heizeinrichtung 244 geschmolzen und so in definierter Weise vom solarthermischen Modul 14 entfernt werden.In particular, snow that has been scraped off can be caught in the collecting container 242 and melted by means of the heating device 244 and thus removed from the solar thermal module 14 in a defined manner.

Bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst die Reinigungseinrichtung 246 auch eines oder alle Windräder 216. Diese sind mit Strom antreibbar zum Erzeugen eines Reinigungsluftstroms. So können insbesondere Verschmutzungen wie Laub oder nicht anhaftender Staub sowie auch trockener Schnee vom solarthermischen Element 62 abgeblasen werden.In the exemplary embodiment shown and described, the cleaning device 246 also includes one or all wind turbines 216. These can be driven with electricity in order to generate a cleaning air flow. In particular, dirt such as leaves or dust that is not adhering to it, as well as dry snow, can be blown off the solar thermal element 62 .

Wie bereits erläutert bildet die Messeinheit 252 eine Messeinrichtung, mit welcher eine auf das solarthermische Modul 14 auftreffende Lichtintensität, eine Außentemperatur und/oder eine Umgebungsfeuchtigkeit gemessen werden können. Hierfür umfasst die Messeinrichtung einen Lichtsensor 54 einen oder mehrere Regensensoren 56 oder einen oder mehrere Temperaturfühler 58 beziehungsweise Temperatursensoren.As already explained, the measuring unit 252 forms a measuring device with which a light intensity impinging on the solar thermal module 14, an outside temperature and/or an ambient humidity can be measured. For this purpose, the measuring device includes a light sensor 54, one or more rain sensors 56 or one or more temperature sensors 58 or temperature sensors.

Die Antriebseinrichtung 162 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 zum synchronen Drehen aller solarthermischen Elemente 62 ausgebildet.The drive device 162 is in the embodiment of 2 until 21 designed for synchronous rotation of all solar thermal elements 62.

Wie bereits erläutert ist die Steuerungseinrichtung 34 auch ausgebildet zum Steuern der Antriebseinrichtung 162 in Abhängigkeit von physikalischen Umgebungsparametern des solarthermischen Moduls. Hierfür sind die Messeinheit 52 und die Steuerungseinrichtung 162 steuerungswirksam miteinander verbunden.As already explained, the control device 34 is also designed to control the drive device 162 as a function of physical environmental parameters of the solar thermal module. For this purpose, the measuring unit 52 and the control device 162 is connected to one another in a control-effective manner.

Die beschriebene solarthermische Vorrichtung 60, mithin also alle solarthermischen Vorrichtungen 60, die von einem solarthermischen Modul 14 umfasst sind, können insbesondere auf unterschiedliche Weisen betrieben werden. The solar thermal device 60 described, and therefore all solar thermal devices 60 that are included in a solar thermal module 14, can be operated in particular in different ways.

Um einen maximalen Wärmebedarf des Gebäudes 12 zu decken, werden die solarthermischen Elemente 62 in einer Grundstellung mit dem Absorptionselement 66 entgegen oder im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds ausgerichtet. Diese Grundstellung ist beispielsweise schematisch in 2 dargestellt. Die Beschattungselemente 114 verdecken in diesem Fall die Absorptionselemente 66 nicht, sodass auftreffende solare Strahlung die Absorptionselemente 66 erwärmen kann. Wie beschrieben kann dann die aufgenommene Wärme auf das Wärmetauscherfluid 188 übertragen und dem Wärmespeicher 18 zugeführt werden.In order to cover a maximum heat requirement of the building 12, the solar thermal elements 62 are aligned in a basic position with the absorption element 66 opposite or substantially opposite to the effective direction of the solar radiation field. This basic position is shown schematically, for example, in 2 shown. In this case, the shading elements 114 do not cover the absorption elements 66 so that incident solar radiation can heat up the absorption elements 66 . As described, the heat absorbed can then be transferred to the heat exchange fluid 188 and fed to the heat accumulator 18 .

Nimmt der Wärmebedarf des Gebäudes 12 ab oder ist geringer als die vom solarthermischen Element 62 bereitstellbare Wärmemenge, dann kann das solarthermische Element 62 ausgehend von der in 2 dargestellten Ausrichtung teilweise oder vollständig beschattet oder verdeckt werden. Eine vollständig verdeckte Stellung ist beispielsweise in 3 dargestellt. Hier sind die solarthermischen Elemente 62 gegenüber der in 2 dargestellten Stellung um 180° um die Längsachse 64 verdreht. Teilweise verdeckte Beschattungsstellungen sind schematisch in den 19 und 20 dargestellt.If the heat requirement of the building 12 decreases or is less than the amount of heat that can be provided by the solar thermal element 62, then the solar thermal element 62 can, based on the in 2 orientation shown may be partially or fully shadowed or obscured. For example, a fully concealed position is in 3 shown. Here the solar thermal elements 62 are opposite to those in 2 shown position rotated by 180 ° about the longitudinal axis 64. Partially covered shading positions are shown schematically in 19 and 20 shown.

Unter Berücksichtigung von Umgebungsparametern, insbesondere eines Sonnenstands, können die solarthermischen Elemente 62 jedes solarthermischen Moduls 14 einer sich zeitabhängig ändernden Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds nachgeführt werden. Eine solche Nachführung kann insbesondere kontinuierlich erfolgen.Taking into account environmental parameters, in particular a position of the sun, the solar thermal elements 62 of each solar thermal module 14 can track a time-dependent changing effective direction of the solar radiation field. Such tracking can in particular take place continuously.

Ist der Wärmespeicher 18 maximal mit Wärme beschickt, können die solarthermischen Elemente 62 um die Längsachse 64 rotiert werden, und zwar derart, dass die Trägerelemente 104 mit Photovoltaikelement 118 dem solaren Strahlungsfeld entgegengerichtet ausgerichtet werden. So kann statt der Aufnahme von solarer Wärme das solare Strahlungsfeld zum Erzeugen von elektrischem Strom mittels der Photovoltaikelemente 118 genutzt werden.If the heat accumulator 18 is loaded with maximum heat, the solar thermal elements 62 can be rotated about the longitudinal axis 64 in such a way that the carrier elements 104 with the photovoltaic element 118 are aligned in the opposite direction to the solar radiation field. Thus, instead of absorbing solar heat, the solar radiation field can be used to generate electrical power using the photovoltaic elements 118 .

Eine stufenlose Ausrichtung der solarthermischen Elemente 62 ermöglicht beliebige Verhältnisse bei der Erzeugung von Strom und Wärme mit den solarthermischen Vorrichtung 60 des solarthermischen Moduls 14.A stepless alignment of the solar thermal elements 62 allows any conditions in the generation of electricity and heat with the solar thermal device 60 of the solar thermal module 14.

Die Steuerungseinrichtung 34 ermöglicht insbesondere auch einen Betrieb derart, dass die solarthermischen Elemente 62 infolge einer Verschmutzung oder Benetzung mit Wasser oder Bedeckung mit Schnee gereinigt werden. Eine solche Reinigung kann in regelmäßigen Zeitabständen erfolgen. Beispielsweise kann im Winter bei Niederschlag alle 15 Minuten eine Rotation der solarthermischen Elemente 62 veranlasst werden, um Schnee abzuschütteln. Ferner kann abhängig von einer Lichtintensität jedes solarthermische Element 62 in eine vordefinierte Grundstellung bewegt werden, beispielsweise in die Stellung, in welcher das Beschattungselement 114 das Absorptionselement 66 verdeckt oder vollständig freigibt.In particular, the control device 34 also enables operation in such a way that the solar thermal elements 62 are cleaned as a result of contamination or wetting with water or covering with snow. Such cleaning can take place at regular time intervals. For example, in winter, when it rains, the solar thermal elements 62 can be rotated every 15 minutes in order to shake off snow. Furthermore, depending on a light intensity, each solar thermal element 62 can be moved into a predefined basic position, for example into the position in which the shading element 114 covers the absorption element 66 or completely exposes it.

In den 22 bis 24 sind drei weitere Ausführungsbeispiele solarthermischer Elemente 62 solarthermischer Vorrichtungen 60 schematisch dargestellt. Sie unterscheiden sich in ihrem Aufbau lediglich durch die Ausgestaltung der jeweiligen Trägerelemente 104. Somit kann zum Aufbau der solarthermischen Elemente 62 auf die obige Beschreibung verwiesen werden. In den Zeichnungen sind daher auch für identische oder ähnliche Komponenten dieselben Bezugszeichen wie insbesondere in 14 verwendet.In the 22 until 24 three further exemplary embodiments of solar thermal elements 62 of solar thermal devices 60 are shown schematically. They differ in their structure only in the configuration of the respective carrier elements 104. Thus, for the structure of the solar thermal elements 62, reference can be made to the above description. In the drawings, therefore, the same reference numbers are used for identical or similar components as in particular in 14 used.

Das Trägerelement 104 weist eine äußere Kontur auf, die einer äußeren Kontur des Trägerelements 104 entspricht, wie es schematisch in 14 dargestellt ist. Es sind bei diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich umschlossene Kühlkanäle 130 vorgesehen, keine Kühlschlitze. Die Kühlkanäle 130 verlaufen auch hier parallel zur Längsachse 64, sodass vom Photovoltaikelement 118 aufgenommene Wärme über den Kühlkörper 118 abgeführt werden kann, und zwar indem Luft die Kühlkanäle 130 durchströmt. Die Kühlkanäle 130 weisen unterschiedliche Größen und Querschnittsformen auf und Durchsetzen den im Wesentlichen halbschaligen Kühlkörper 128.The carrier element 104 has an outer contour which corresponds to an outer contour of the carrier element 104, as shown schematically in 14 is shown. In this exemplary embodiment, only enclosed cooling channels 130 are provided, no cooling slots. Here, too, the cooling channels 130 run parallel to the longitudinal axis 64 , so that heat absorbed by the photovoltaic element 118 can be dissipated via the heat sink 118 , specifically in that air flows through the cooling channels 130 . The cooling channels 130 have different sizes and cross-sectional shapes and penetrate the essentially half-shell heat sink 128.

Bei dem in 23 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Kühlkörper 128 insgesamt lediglich sechs Kühlkanäle. Deren Form ist ähnlich einer durch die Mehrzahl von Kühlkanälen 130 beim Ausführungsbeispiel der 22 definierten Kühlbereiche. Ein Gesamtquerschnitt der Kühlkanäle 130 ist jedoch beim Ausführungsbeispiel der 23 signifikant größer als beim Ausführungsbeispiel der 22. Ausgehend vom Ausführungsbeispiel der 23 erhält man den Kühlkörper 128 des Ausführungsbeispiels der 22, indem die Kühlkanäle 130 jeweils mit mehreren Trennstegen 252 in kleinere Kühlkanäle 130 unterteilt werden.At the in 23 Schematically illustrated embodiment, the heat sink 128 comprises a total of only six cooling channels. Whose shape is similar to that of the plurality of cooling passages 130 in the embodiment of FIG 22 defined cooling areas. However, a total cross section of the cooling channels 130 is in the embodiment of FIG 23 significantly larger than the embodiment of the 22 . Based on the embodiment of 23 you get the heat sink 128 of the embodiment of 22 , in that the cooling channels 130 are each subdivided into smaller cooling channels 130 with a plurality of separating webs 252 .

Beim Ausführungsbeispiel der 24 grenzen an den Kühlkörperseitenflächenbereich 160 keine Kühlkanäle an, wie dies bei den Ausführungsbeispielen der 22 und 23 der Fall ist. Vielmehr ist hier ein großer Einschnitt 254 vorgesehen, welcher einseitig durch einen Vorsprung 256 begrenzt ist. Am Vorsprung 256 ist eine Nut 258 ausgebildet. Die symmetrische Ausgestaltung des solarthermischen Elements 62 ermöglicht somit das Einsetzen des Photovoltaikelement 118 in die zwei aufeinander zu weisend geöffneten Nuten 258 der beiden in entgegengesetzte Richtungen weisenden Vorsprünge 256.In the embodiment of 24 border on the heat sink side surface area 160 no cooling channels, as in the embodiments of FIG 22 and 23 the case is. Rather, a large incision 254 is provided here, which is delimited on one side by a projection 256 . A groove 258 is formed on the projection 256 . The symmetrical configuration of the solar thermal element 62 thus enables the photovoltaic element 118 to be inserted into the two grooves 258, which are open towards one another, of the two projections 256 pointing in opposite directions.

Die Vorsprünge 256 können in Verbindung mit den Einschnitten 254 insbesondere dazu dienen, bei Rotation des solarthermischen Elements 62 um die Längsachse 64 Schnee auf dem solarthermischen Modul 14 zu entfernen. Das Trägerelement 104 dient in diesem Fall als eine Art Schneeschaufel. Ein optimales Entfernen von Schnee ist insbesondere möglich, indem das solarthermische Element 62 in unterschiedliche Richtungen rotiert wird, sodass beide Ausnehmungen und Vorsprünge 154, 256 zum Abräumen von Schnee genutzt werden können.The projections 256 can be used in conjunction with the incisions 254 in particular to remove snow on the solar thermal module 14 when the solar thermal element 62 rotates about the longitudinal axis 64 . In this case, the carrier element 104 serves as a kind of snow shovel. Optimal removal of snow is possible in particular by rotating the solar thermal element 62 in different directions, so that both recesses and projections 154, 256 can be used to clear snow.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines solarthermischen Moduls 14 ist schematisch in den 25 bis 35 dargestellt. Es stimmt in seinem Aufbau zu weiten Teilen mit dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 überein, sodass identische oder funktional ähnliche Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.Another embodiment of a solar thermal module 14 is shown schematically in FIGS 25 until 35 shown. It agrees in its structure to a large extent with the embodiment of 2 until 21 match, so that identical or functionally similar components are denoted by the same reference numerals.

Ein wesentlicher Unterschied des Ausführungsbeispiels der 25 bis 35 ist die Ausgestaltung der Schutzhülle 100 sowie des Trägerelements 104. Die Schutzhülle 100 umfasst ein Fensterelement 106, wie es insbesondere in den 27 und 28 schematisch dargestellt ist. Es umfasst einen von der Längsachse 64 weg weisend und dem Trägerelement 104 gegenüberliegenden Fensterelementbereich 110, welcher konvex gekrümmt ist. Das Fensterelement 106 ist spiegelsymmetrisch zur Symmetrieebene 126 ausgebildet.A major difference in the embodiment of 25 until 35 is the configuration of the protective cover 100 and the carrier element 104. The protective cover 100 comprises a window element 106, as is particularly the case in FIGS 27 and 28 is shown schematically. It comprises a window element region 110 which points away from the longitudinal axis 64 and is opposite the carrier element 104 and which is convexly curved. The window element 106 is mirror-symmetrical to the plane of symmetry 126 .

Vom Fensterelementbereich 110 erstrecken sich beidseits zwei parallel zueinander verlaufende ebene Fensterelementbereiche 260, welche in zwei weitere, zu diesen abgewinkelte ebene Fensterelementbereiche 262 übergehen, die in entgegengesetzte Richtungen voneinander weg weisen. Freie Enden 264 gehen in jeweils einen ebenen Kühlkörperseitenflächenbereich 158 über, die mit den jeweiligen Fensterelementbereichen 262 einen Winkel von etwa 45° anschließen.Two flat window element regions 260 running parallel to one another extend on both sides of the window element region 110 and merge into two further flat window element regions 262 which are angled thereto and point away from one another in opposite directions. Free ends 264 each transition into a planar heat sink side surface area 158 which forms an angle of approximately 45° with the respective window element areas 262 .

An die Kühlkörperseitenflächenbereiche 160 schließen sich ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 und wie in 14 dargestellt, zwei Kühlkörperseitenflächenbereiche 158. Diese sind über einen von der Längsachse weg weisend konvex gekrümmten hülsenförmigen Kühlkörperseitenflächenabschnitt 266 miteinander verbunden. So wird ein Innenraum 102 definiert, in welchem das Absorptionselement 66 angeordnet ist.The heat sink side surface areas 160 close similar to the embodiment of FIG 2 until 21 and as in 14 shown, two heat sink side surface areas 158. These are connected to one another via a convexly curved sleeve-like heat sink side surface section 266 pointing away from the longitudinal axis. An interior space 102 is thus defined, in which the absorption element 66 is arranged.

Die Kühlkörperseitenflächenbereiche 158 und 160 sind mit einer reflektierenden Beschichtung 148 versehen und bilden auf diese Weise Reflexionselemente 150 in Form von Spiegeln 152.The heat sink side surface areas 158 and 160 are provided with a reflective coating 148 and in this way form reflective elements 150 in the form of mirrors 152.

Am Fensterelementbereich 110 ist eine Linse 268 der optischen Abbildungseinrichtung 144 angeordnet, und zwar in Form einer Fresnellinse 270. Auf den Fensterelementbereich 110 auftreffende solare Strahlung wird mittels dieser Linse 268 auf das Absorptionselement 66 gelenkt. Durch die Fensterelementbereiche 262 und 260 eintretende Strahlung trifft entweder direkt auf das Absorptionselement 66 oder wird mittels der Reflexionselemente 150 auf das Absorptionselement 66 umgelenkt.A lens 268 of the optical imaging device 144 is arranged on the window element area 110, specifically in the form of a Fresnel lens 270. Solar radiation impinging on the window element area 110 is directed onto the absorption element 66 by means of this lens 268. Radiation entering through the window element regions 262 and 260 either strikes the absorption element 66 directly or is deflected onto the absorption element 66 by means of the reflection elements 150 .

Das Trägerelement 104 weist eine Kontur auf seiner der Schutzhülle 110 zugewandten Seite auf, die an die Kontur angepasst ist, welche durch die Kühlkörperseitenflächenbereiche 158, 160 sowie den Kühlkörperseitenflächenabschnitt 266 definiert wird. Auf einer vom Innenraum 102 weg weisenden Seite ist am Trägerelement 104 eine Ausnehmung für das Photovoltaikelement 118 ausgebildet. Somit bildet auch bei diesem Ausführungsbeispiel das Trägerelement 104 in Verbindung mit dem Photovoltaikelement 118 einen Teil der Beschattungseinrichtung 112, um das Absorptionselement 66 ganz oder teilweise zu verdecken.The carrier element 104 has a contour on its side facing the protective cover 110 which is adapted to the contour which is defined by the heat sink side surface areas 158 , 160 and the heat sink side surface section 266 . A recess for the photovoltaic element 118 is formed on the carrier element 104 on a side facing away from the interior 102 . Thus, in this exemplary embodiment as well, the carrier element 104 in connection with the photovoltaic element 118 forms part of the shading device 112 in order to completely or partially cover the absorption element 66 .

Am Trägerelement 104 sind ferner zwei im Wesentlichen in diametraler Richtung voneinander weg weisend geöffnete Aufnahmenuten 272 ausgebildet, welche zwischen sich einen Öffnungswinkel einschließen, welcher etwas kleiner als 180° ist. In die Aufnahmenuten 272 sind Reinigungselemente 248 in Form von Wischlippen 250 eingesetzt, die seitlich über das Trägerelement 104 vorstehen.Also formed on the carrier element 104 are two receiving grooves 272 which are open, pointing away from one another essentially in the diametrical direction and which enclose an opening angle between them which is somewhat smaller than 180°. Cleaning elements 248 in the form of wiper lips 250 are inserted into the receiving grooves 272 and protrude laterally beyond the carrier element 104 .

Zwischen den Aufnahmenuten 272 und einem am Kühlkörperseitenflächenbereich 160 anliegenden Abschnitt des Trägerelements 104 sind drei parallel zueinander verlaufende Kühlschlitze 132 ausgebildet. Diese verlaufen zudem in etwa parallel zu den jeweils benachbarten Kühlkörperseitenflächenbereichen 160.Three cooling slots 132 running parallel to one another are formed between the receiving grooves 272 and a section of the carrier element 104 lying against the heat sink side surface area 160 . These also run approximately parallel to the respective adjacent heat sink side surface areas 160.

Ein weiterer Unterschied bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 162. Sie umfasst zwei Antriebe 164 in Form von Elektromotoren 166. Jeder Antrieb 164 treibt jeweils ein erstes Antriebselement 168 an.A further difference in this exemplary embodiment is the configuration of the drive device 162. It comprises two drives 164 in the form of electric motors 166. Each drive 164 drives a first drive element 168 in each case.

Die beiden ersten Antriebselemente 168 umfassen jeweils eine Antriebsspindel 172, die einem zweiten Antriebselement 170 in Form eines Zahnrads 174 zugeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinrichtung 162 zum synchronen Drehen von zwei solarthermischen Elementen 62 ausgebildet, zwischen denen ein weiteres solarthermisches Element 62 angeordnet ist. Mit anderen Worten treibt jedes erste Antriebselement 168 nicht unmittelbar benachbarte solarthermische Elemente 62 an, sondern nur jedes zweite. Auf diese Weise ist es möglich, mit der Antriebseinrichtung benachbarte solarthermische Elemente 62 unabhängig voneinander zu bewegen. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert, insbesondere in Verbindung mit 35.The two first drive elements 168 each comprise a drive spindle 172 which is associated with a second drive element 170 in the form of a gear wheel 174 . In this exemplary embodiment, the drive device 162 is designed for the synchronous rotation of two solar thermal elements 62, between which another solar thermal element 62 is arranged. In other words, each first drive element 168 does not drive directly adjacent solar thermal elements 62, but only every second one. In this way, it is possible to use the drive device to move adjacent solar thermal elements 62 independently of one another. This is explained in more detail below, particularly in connection with 35 .

Die zweiten Antriebselemente 170 sind jeweils auf dem Verschlusselement 210 angeordnet. Die beiden ersten Antriebselemente 168 verlaufen parallel zueinander und wiederum in einer Ebene, die senkrecht zur Längsachse 64 des solarthermischen Moduls 14 verläuft.The second drive elements 170 are each arranged on the closure element 210 . The two first drive elements 168 run parallel to one another and in turn in a plane which runs perpendicular to the longitudinal axis 64 of the solar thermal module 14 .

Die ersten Antriebselemente 168 sind derart mit den Antriebsspindeln 172 ausgestattet, dass nur jedes zweite Zahnrad 174 mit den Antriebsspindeln 172 des jeweiligen ersten Antriebselements 168 zusammenwirken kann. Wie in 32 gut zu erkennen, ergeben sich somit zwei Antriebsstränge, welche einerseits die näher zu den Wärmeübertragungselementen 186 angeordneten Zahnräder 174 antreiben und andererseits die von den Wärmeübertragungselementen 186 weiter entfernten Zahnräder 174.The first drive elements 168 are equipped with the drive spindles 172 in such a way that only every second toothed wheel 174 can interact with the drive spindles 172 of the respective first drive element 168 . As in 32 As can easily be seen, this results in two drive trains, which on the one hand drive the gear wheels 174 that are arranged closer to the heat transfer elements 186 and on the other hand the gear wheels 174 that are further away from the heat transfer elements 186.

Die Ausgestaltung der Wärmeübertragungselemente 186 sowie die Funktionsweise der Wärmeübertragung vom Absorptionselement 66 auf das Wärmetauscherfluid 188 entspricht dem oben in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 21 beschriebenen Aufbau.The design of the heat transfer elements 186 and the functioning of the heat transfer from the absorption element 66 to the heat exchange fluid 188 corresponds to that above in connection with the exemplary embodiment of FIG 2 until 21 described structure.

Auch die Ausgestaltung und Anordnung der Windräder 216 zur Erzeugung von Strom durch entlang der solarthermischen Elemente 62 aufsteigende Luft stimmt mit dem oben beschriebenen Aufbau überein.The design and arrangement of the wind turbines 216 for generating electricity through air rising along the solar thermal elements 62 also corresponds to the structure described above.

Aufgrund der anderen Gestaltung der Schutzhülle 100 sind bei diesem Ausführungsbeispiel weiter optimierte Strömungskanäle 236 ausgebildet, und zwar einerseits bei einer Ausrichtung der Fensterelementbereiche 110 in einer wie schematisch in 25 dargestellten Grundstellung zwischen den aufeinander zu weisenden Fensterelementbereichen 260 benachbarter solarthermischer Elemente 62, wobei ein solcher Strömungskanal 236 zusätzlich durch die Fensterelementbereiche 262 der benachbarten solarthermischen Elemente 62 begrenzt und entgegen der Schwerkraftrichtung weisend geöffnet ist. Weitere Strömungskanäle 236 sind ausgebildet zwischen den Kühlkörperseitenflächenbereichen 160 benachbarter solarthermischer Elemente 62 und den jeweiligen Trägerelementen 104 im Bereich der Kühlschlitze 132 bis zu den Reinigungselementen 248 hin.Due to the different design of the protective cover 100, further optimized flow channels 236 are formed in this exemplary embodiment, on the one hand when the window element regions 110 are aligned in a manner as shown schematically in FIG 25 illustrated basic position between the mutually facing window element areas 260 of adjacent solar thermal elements 62, such a flow channel 236 is additionally delimited by the window element areas 262 of the adjacent solar thermal elements 62 and is open pointing against the direction of gravity. Further flow channels 236 are formed between the heat sink side surface areas 160 of adjacent solar thermal elements 62 and the respective support elements 104 in the area of the cooling slots 132 up to the cleaning elements 248 .

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen solarthermischer Vorrichtungen 60 können die Windräder 216 auch aktiv betrieben werden. Mit anderen Worten können die Lüfter 228 mit Strom beaufschlagt werden, um beispielsweise lose Verschmutzungen wie Staub und Blätter, aber auch Niederschläge in Form von Schnee und Regen von den solarthermischen Elementen 62 abzublasen.In the described exemplary embodiments of solar thermal devices 60, the wind turbines 216 can also be actively operated. In other words, current can be applied to the fans 228 in order, for example, to blow off loose dirt such as dust and leaves, but also precipitation in the form of snow and rain, from the solar thermal elements 62 .

Die Reinigungseinrichtung 246 mit den an den Trägerelementen 104 angeordneten Reinigungselementen 248 ermöglicht die wechselseitige Reinigung benachbarter solarthermischer Elemente durch entsprechend koordinierte Bewegungen benachbarter solarthermischer Elemente 62 relativ zueinander. 35 zeigt schematisch in den Abbildungen a) bis t) Sequenzen von Relativbewegungen, die das Abwischen von Oberflächenbereichen der benachbarten solarthermischen Elemente 62 zeigen.The cleaning device 246 with the cleaning elements 248 arranged on the carrier elements 104 enables the mutual cleaning of adjacent solar thermal elements by correspondingly coordinated movements of adjacent solar thermal elements 62 relative to one another. 35 shows schematically in figures a) to t) sequences of relative movements showing the wiping of surface areas of the adjacent solar thermal elements 62.

In der Stellung a) stehen freie Enden der Wischlippen 250 in Kontakt mit einem benachbarten Trägerelement und Wischen ausgehend von der Nut 258 den Einschnitt 254 ab. In der Stellung b) ist die Bewegung durch gestrichelte Pfeile angedeutet, sodass die Wischlippen 250 am Ende dieser Bewegung den Übergangsbereich zwischen der Kühlkörperseitenflächenbereich 160 und dem Fensterelementbereich 262 berühren.In position a), the free ends of the wiper lips 250 are in contact with an adjacent carrier element and wipe the notch 254 starting from the groove 258 . In position b), the movement is indicated by dashed arrows, so that the wiper lips 250 touch the transition area between the heat sink side surface area 160 and the window element area 262 at the end of this movement.

Die schematischen Darstellung c) und d) entsprechen den Stellungen gemäß a) und b) für die benachbarten solarthermischen Elemente 62 umgekehrter Weise.The schematic representations c) and d) correspond to the positions according to a) and b) for the adjacent solar thermal elements 62 in reverse manner.

Die in e) und f) dargestellten Stellungen entsprechen der relativen Bewegungsanordnung gemäß a) und b).The positions shown in e) and f) correspond to the relative movement arrangement according to a) and b).

Die Bewegungsstellungen g) und h) entsprechen den Bewegungsstellungen c) und d) benachbarter solarthermischer Elemente 62 relativ zueinander.The movement positions g) and h) correspond to the movement positions c) and d) of adjacent solar thermal elements 62 relative to one another.

Zum Abreinigen des Fensterelementbereichs 110 werden benachbarte solarthermische Elemente 62 derart ausgerichtet, dass das Reinigungselement 248 den Fensterelementbereich 110 im Übergang zum Fensterelementbereich 260 kontaktiert. Das solarthermische Element 62, dessen Wischlippe 250 zum Abreinigen genutzt wird, bleibt in dieser Stellung stehen und das benachbarte solarthermische Element 62 wird um seine Längsachse 64 an der Wischlippe 250 vorbei rotiert. Diese Bewegung ist schematisch in j) dargestellt.To clean the window element area 110 , adjacent solar thermal elements 62 are aligned in such a way that the cleaning element 248 contacts the window element area 110 at the transition to the window element area 260 . The solar thermal element 62, whose wiper lip 250 is used for cleaning, remains in this position and the adjacent solar thermal element 62 is rotated about its longitudinal axis 64 past the wiper lip 250 . This movement is shown schematically in j).

In den Darstellungen k) und I) ist die Abreinigung des Fensterelementbereichs 110 an dem solarthermischen Element 62 dargestellt, welches bei der Abfolge gemäß i) und j) in einer definiert ausgerichteten Stellung verbleibt und dessen Wischlippe 250 zum Abreinigen genutzt wird.The illustrations k) and I) show the cleaning of the window element area 110 on the solar thermal element 62, which remains in a defined aligned position in the sequence according to i) and j) and whose wiper lip 250 is used for cleaning.

Die besondere Formgebung der Schutzhülle 100 sowie des Trägerelements 104 ermöglicht zudem das Abstreifen des Photovoltaikelements 118 mit einer Wischlippe 250 des benachbarten solarthermischen Elements 62. Bei diesem Wischvorgang werden jedoch beide solarthermischen Elemente 62 gleichzeitig bewegt, damit die Wischlippe 250 zum Abstreifen des Photovoltaikelements 118 in Kontakt mit diesem bleiben kann. Hier werden beide solarthermischen Elemente 62 gleichsinnig rotiert. Dieser Vorgang ist in den Bewegungsskizzen m) bis p) schematisch dargestellt.The special shape of the protective cover 100 and the carrier element 104 also enables the photovoltaic element 118 to be wiped off with a wiper lip 250 of the adjacent solar thermal element 62. During this wiping process, however, both solar thermal elements 62 are moved simultaneously so that the wiper lip 250 is in contact to wipe off the photovoltaic element 118 can stay with this. Here both solar thermal elements 62 are rotated in the same direction. This process is shown schematically in the motion sketches m) to p).

In den Bewegungsskizzen q) bis t) ist ein Abreinigen der Photovoltaikelemente 118 benachbarter solarthermischer Elemente 62 in analoger Weise wie gemäß m) bis p) schematisch dargestellt.In the movement sketches q) to t), a cleaning of the photovoltaic elements 118 of adjacent solar thermal elements 62 is shown schematically in a manner analogous to that according to m) to p).

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele von Energieversorgungssystemen 10 ermöglichen es wie erläutert, solare Strahlung zu nutzen, um Wärme und/oder Strom zu erzeugen. Abhängig vom jeweiligen Wärme- beziehungsweise Strombedarf können die solarthermischen Elemente 62 der solarthermischen Module 14 entsprechend ausgerichtet werden.As explained, the exemplary embodiments of energy supply systems 10 described make it possible to use solar radiation in order to generate heat and/or electricity. The solar thermal elements 62 of the solar thermal modules 14 can be aligned accordingly depending on the respective heat or electricity requirement.

Ferner ermöglichen es die beschriebenen Ausführungsbeispiele solarthermischer Module 14, eine Reinigung derselben mittels der vorgesehenen Reinigungseinrichtungen 246 automatisch vorzunehmen, und zwar durch entsprechende Ansteuerung der Antriebe 164 durch die Steuerungseinrichtung 34.Furthermore, the described exemplary embodiments of solar thermal modules 14 enable them to be cleaned automatically by means of the cleaning devices 246 provided, namely by appropriate activation of the drives 164 by the control device 34.

Die beschriebenen solarthermischen Module 14 können in beliebiger Anzahl und Größe, also insbesondere umfassend eine unterschiedliche Anzahl an solarthermischen Elementen 62 genutzt werden.The solar thermal modules 14 described can be used in any number and size, that is to say in particular comprising a different number of solar thermal elements 62 .

Für eine definierte Ausrichtung der solarthermischen Elemente 62 ist bei einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, den ersten Antriebselementen 168 ein Potentiometer zuzuordnen, sodass jederzeit eine Stellung der solarthermischen Elemente 62 durch Messen des jeweiligen Widerstands ermittelt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Stellung beziehungsweise Ausrichtung der solarthermischen Elemente 62 auch bei einem Stromausfall oder Neustart des Systems auf einfache Weise bestimmt werden kann. Eine Übersetzung zwischen den Antrieben 164 und den zugeordneten Potentiometern entspricht bei einem Ausführungsbeispiel einer Übersetzung zwischen den ersten Antriebselementen 168 und den zweiten Antriebselementen 170. Übersetzungen in einem Bereich von 1:40 bis 1:80, insbesondere 1:65, sind vorteilhaft.For a defined orientation of the solar thermal elements 62, one exemplary embodiment provides for a potentiometer to be assigned to the first drive elements 168, so that a position of the solar thermal elements 62 can be determined at any time by measuring the respective resistance. This has the advantage that the position or orientation of the solar thermal elements 62 can also be determined in a simple manner in the event of a power failure or a restart of the system. In one exemplary embodiment, a translation between the drives 164 and the associated potentiometers corresponds to a translation between the first drive elements 168 and the second drive elements 170. Translations in a range from 1:40 to 1:80, in particular 1:65, are advantageous.

Wie oben beschrieben können die solarthermischen Elemente 62 in eine Grundstellung bewegt werden, in welcher die Absorptionselemente 66 durch die Beschattungselemente 114 unverdeckt sind. In einer sogenannten „Photovoltaik-Stellung“ sind die solarthermischen Elemente 62 gegenüber der Grundstellung um 180° gedreht. Die Photovoltaikelemente 118 weisen im Wesentlichen entgegen der Schwerkraftrichtung.As described above, the solar thermal elements 62 can be moved into a basic position in which the absorption elements 66 are uncovered by the shading elements 114 . In what is known as a “photovoltaic position”, the solar thermal elements 62 are rotated by 180° in relation to the basic position. The photovoltaic elements 118 essentially point in the opposite direction to the direction of gravity.

Wie erläutert sind insbesondere beim Ausführungsbeispiel der 25 bis 35 auch Mischstellungen der solarthermischen Elemente 62 eines solarthermischen Moduls 14 möglich. 26 zeigt schematisch die abwechselnde Ausrichtung solarthermischer Elemente mit dem Photovoltaikelement 118 entgegen der Schwerkraftrichtung und mit dem Fensterelementbereich 110 entgegen der Schwerkraftrichtung. So kann die eine Hälfte der solarthermischen Elemente 62 zur Stromerzeugung und die andere Hälfte zur Wärmeerzeugung genutzt werden. Das Verhältnis zwischen Wärme- und Stromerzeugung kann letztlich stufenlos eingestellt werden, indem die benachbarten solarthermischen Elemente 62 in unterschiedliche Stellungen relativ zueinander verdreht werden. Unterschiedlichste Stellungen in diesem Sinne sind in 35 in den schematischen Skizzen a) bis t) dargestellt.As explained in particular in the embodiment of 25 until 35 mixed positions of the solar thermal elements 62 of a solar thermal module 14 are also possible. 26 shows schematically the alternating orientation of solar thermal elements with the photovoltaic element 118 against the direction of gravity and with the window element area 110 against the direction of gravity. In this way, one half of the solar thermal elements 62 can be used to generate electricity and the other half to generate heat. The ratio between heat and power generation can ultimately be continuously adjusted by rotating the adjacent solar thermal elements 62 in different positions relative to each other. Different positions in this sense are in 35 shown in the schematic sketches a) to t).

Weiters ist eine Nachführung der solarthermischen Elemente 62 nach dem Sonnenlauf möglich durch entsprechende Rotation um die jeweilige Längsachse 64, und zwar angesteuert durch die Steuerungseinrichtung 34.Furthermore, tracking of the solar thermal elements 62 according to the course of the sun is possible by appropriate rotation about the respective longitudinal axis 64, controlled by the control device 34.

Die Reinigung der solarthermischen Elemente 62 kann wie beschrieben in regelmäßigen Abständen oder aber auch verschmutzungs- beziehungsweise niederschlagsabhängig erfolgen. Hierzu können Messwerte, beispielsweise des Regensensors 56, genutzt werden.The cleaning of the solar thermal elements 62 can, as described, take place at regular intervals or also depending on dirt or precipitation. Measured values, for example from the rain sensor 56, can be used for this purpose.

Das Energieversorgungssystem 10 wird bei nicht vorhandener solarer Strahlung, also beispielsweise bei Nacht, idealerweise in eine inaktive Stellung bewegt, in der das Photovoltaikelement 118 dem Dach 20 oder der Fassade 22 zugewandt ist. Die Schutzhülle 100 kann hier entsprechend wetterstabil ausgebildet werden. In dieser inaktiven Stellung kann das Abreinigen insbesondere dann erfolgen, wenn die solarthermischen Elemente 62 mit Niederschlag beaufschlagt werden und eine Außentemperatur geringer als ein Grenzwert, beispielsweis 2°C liegt, um die solarthermischen Elemente 62 von Schnee zu befreien. Dies kann beispielsweise alle 15 Minuten erfolgen. Bei dieser Vorgehensweise ist es dann nicht erforderlich, die Photovoltaikelemente 118 abzureinigen beziehungsweise von Schnee zu befreien.When there is no solar radiation, for example at night, the energy supply system 10 is ideally moved into an inactive position in which the photovoltaic element 118 faces the roof 20 or the facade 22 . The protective cover 100 can be designed to be weatherproof here. In this inactive position, the cleaning can be done in particular when the solar thermal elements 62 with Precipitation are applied and an outside temperature is lower than a limit, for example 2 ° C, to free the solar thermal elements 62 of snow. This can be done, for example, every 15 minutes. With this procedure, it is then not necessary to clean the photovoltaic elements 118 or to remove snow.

Mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen von Energieversorgungssystemen 10 ist es möglich, ein Gebäude 12 praktisch vollständig mit Wärmeenergie und Strom zu versorgen. Insbesondere erlauben es die solarthermischen Module 14, im Vergleich zu herkömmlichen solarthermischen Modulen, bei denen die solarthermischen Elemente 62 nicht beschattet werden können, mehr Fläche zur Wärmegewinnung zu nutzen, wenn diese benötigt wird, also insbesondere im Herbst und Winter. Im Sommer, wo ein geringerer Wärmebedarf besteht, können dann die vorgeschlagenen solarthermischen Elemente 62 mit ihren Photovoltaikelementen 118 zur Stromgewinnung genutzt werden, und zwar in dem Umfang, wie keine Wärme im Gebäude 12 benötigt wird. Mit anderen Worten können die solarthermischen Module 14 für den Wärmebedarf im Winter optimiert werden. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu derzeit eingesetzten solarthermischen Anlagen, die so ausgelegt werden, dass es zu keiner Überhitzung im Sommer kommt. Der Grund hierfür liegt in der fehlenden Beschattungsmöglichkeit. Daher kann mit herkömmlichen Anlagen ein Wärmebedarf im Winter, wenn überhaupt, nur teilweise gedeckt werden.With the exemplary embodiments of energy supply systems 10 described, it is possible to supply a building 12 practically completely with thermal energy and electricity. In particular, the solar thermal modules 14 allow more space to be used for heat generation when it is needed, ie in particular in autumn and winter, compared to conventional solar thermal modules in which the solar thermal elements 62 cannot be shaded. In the summer, when there is less heat demand, the proposed solar thermal elements 62 with their photovoltaic elements 118 can then be used to generate electricity to the extent that no heat is required in the building 12 . In other words, the solar thermal modules 14 can be optimized for the heat requirement in winter. This is a major difference to the solar thermal systems currently in use, which are designed in such a way that there is no overheating in summer. The reason for this lies in the lack of shading options. As a result, heat requirements in winter can only be partially covered with conventional systems, if at all.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Energieversorgungssystempower supply system
1212
Gebäudebuilding
1414
solarthermisches Modulsolar thermal module
1616
Verbindungsleitungconnection line
1818
Wärmespeicherheat accumulator
2020
Dachroof
2222
Fassadefacade
2424
PfeilArrow
2626
elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
2828
Batteriebattery
3030
Verbindungsleitungconnection line
3232
Verbindungsleitungconnection line
3434
Steuerungseinrichtungcontrol device
3636
Steuerleitungcontrol line
3838
Steuerleitungcontrol line
4040
Wärmetauscherheat exchanger
4242
Wasserarmaturwater fitting
4444
Heizelementheating element
4646
Verbindungsleitungconnection line
4848
UmgebungVicinity
5050
Verbraucherconsumer
5252
Messeinheitunit of measure
5454
Lichtsensorlight sensor
5656
Regensensorrain sensor
5858
Temperaturfühlertemperature sensor
6060
solarthermische Vorrichtungsolar thermal device
6262
solarthermisches Elementsolar thermal element
6464
Längsachselongitudinal axis
6666
Absorptionselementabsorption element
6868
Röhrenkollektortube collector
7070
Wärmerohrheat pipe
7272
Absorptionsklammerabsorption clamp
7474
erste Halbschalefirst half shell
7676
erstes freies Endefirst free end
7878
erster Verbindungsabschnittfirst connection section
8080
erster Absorptionsabschnittfirst absorption section
8282
zweiter Verbindungsabschnittsecond connection section
8484
zweite Halbschalesecond half shell
8686
dritter Verbindungsabschnittthird connection section
8888
zweiter Absorptionsabschnittsecond absorption section
9090
zweites freies Endesecond free end
9292
Innenrauminner space
9494
erstes Hüllrohrfirst cladding tube
9696
zweites Hüllrohrsecond cladding tube
9898
Spaltgap
100100
Schutzhülleprotective cover
102102
Innenrauminner space
104104
Trägerelementcarrier element
106106
Fensterelementwindow element
108108
Umfangswinkelcircumferential angle
110110
Fensterelementbereichwidget pane
112112
Beschattungseinrichtungshading device
114114
TrägerelementumfangswinkelSupport member perimeter angle
118118
Photovoltaikelementphotovoltaic element
120120
aktive Flächeactive area
122122
Ausnehmungrecess
124124
Außenflächeouter surface
126126
Symmetrieebeneplane of symmetry
128128
Kühlkörperheatsink
130130
Kühlkanalcooling channel
132132
Kühlschlitzcooling slot
134134
Außenflächenbereichexterior surface area
136136
Außenflächenbereichwinkelouter surface area angle
138138
Außenflächenbereichexterior surface area
140140
Außenflächenbereichwinkelouter surface area angle
142142
Reflexionsflächereflection surface
144144
optische Abbildungseinrichtungoptical imaging device
146146
Reflexionsflächenumfangswinkelreflecting surface perimeter angle
148148
Beschichtungcoating
150150
Reflexionselementreflection element
152152
Spiegelmirror
154154
Kühlkörperseitenflächeheatsink side surface
156156
Winkelangle
158158
Kühlkörperseitenflächenbereichheatsink side surface area
160160
Kühlkörperseitenflächenbereichheatsink side surface area
162162
Antriebseinrichtungdrive device
164164
Antriebdrive
166166
Elektromotorelectric motor
168168
erstes Antriebselementfirst drive element
170170
zweites Antriebselementsecond drive element
172172
Antriebsspindeldrive spindle
174174
Zahnradgear
176176
erstes Endefirst end
178178
erste Antriebslängsachsefirst longitudinal drive axis
180180
zweite Antriebslängsachsesecond longitudinal drive axis
182182
Wärmeleitelementheat conducting element
184184
Kopfhead
186186
Wärmeübertragungselementheat transfer element
188188
Wärmetauscherfluidheat exchange fluid
190190
Wärmekopplerthermal coupler
192192
AufnahmeRecording
194194
Außenflächeouter surface
196196
Wandflächewall surface
198198
Hülsesleeve
200200
Wärmeleitblechheatsink
202202
Anschlusselementconnection element
204204
Öffnungopening
206206
Öffnungopening
208208
Rücklaufreturn
210210
Verschlusselementclosure element
212212
Hülsenabschnittsleeve section
214214
Deckellid
216216
Windradwindmill
218218
Windradlängsachselongitudinal axis of the wind turbine
220220
Luftführungsgehäuseair guide housing
222222
Einlassöffnungintake port
224224
HaubeHood
226226
Abdeckungcover
228228
LüfterFan
230230
Lüfterradöffnungfan opening
232232
Lüfterradfan wheel
234234
Luftführungselementair guide element
236236
Strömungskanalflow channel
238238
Luftleitelementair deflector
240240
Halterahmenholding frame
242242
Auffangbehältercollection container
244244
Heizeinrichtungheating device
246246
Reinigungseinrichtungcleaning device
248248
Reinigungselementcleaning element
250250
Wischlippewiper lip
252252
Trennstegdivider
254254
Einschnittincision
256256
Vorsprunghead Start
258258
Nutgroove
260260
Fensterelementbereichwidget pane
262262
Fensterelementbereichwidget pane
264264
EndeEnd
266266
Kühlkörperseitenflächenabschnittheatsink side surface section
268268
Linselens
270270
FresnellinseFresnel lens
272272
Aufnahmenutreceiving groove

Claims (42)

Solarthermische Vorrichtung (60) umfassend mindestens ein solarthermisches Element (62) mit einem eine Längsachse (64) definierenden Absorptionselement (66) zum Absorbieren von solarer Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) eine Beschattungseinrichtung (12) umfasst zum Beschatten des Absorptionselements (66).Solar thermal device (60) comprising at least one solar thermal element (62) with a longitudinal axis (64) defining an absorption element (66) for absorbing solar radiation, characterized in that the Solar thermal device (60) comprises a shading device (12) for shading the absorption element (66). Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschattungseinrichtung (112) mindestens ein bewegbar angeordnetes Beschattungselement (114) umfasst, welches von einer Bestrahlungsstellung, in welcher das Absorptionselement (66) unbeschattet oder unverdeckt ist, in eine Beschattungsstellung, in welcher das Absorptionselement (66) mindestens teilweise, insbesondere vollständig, beschattet oder gegen auf die Vorrichtung (60) auftreffende solare Strahlung verdeckt ist, bewegbar ist und umgekehrt.Solar thermal device after claim 1 , characterized in that the shading device (112) comprises at least one movably arranged shading element (114) which can be moved from an irradiation position in which the absorption element (66) is unshaded or uncovered to a shading position in which the absorption element (66) is at least partially is, in particular completely, shaded or covered against the device (60) incident solar radiation, is movable and vice versa. Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Beschattungselement (114) mindestens ein Photovoltaikelement (118) umfasst, wobei insbesondere eine aktive Fläche (120) des Photovoltaikelements (118) eben oder von der Längsachse (64) weg weisend konvex gekrümmt ausgebildet ist.Solar thermal device after claim 2 , characterized in that the at least one shading element (114) comprises at least one photovoltaic element (118), in particular an active surface (120) of the photovoltaic element (118) being flat or convexly curved pointing away from the longitudinal axis (64). Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorptionselement (66) röhrenförmig ausgebildet ist.Solar thermal device according to one of the preceding claims, characterized in that the absorption element (66) is tubular. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) eine Schutzhülle (100) umfasst, welche sich in Richtung der Längsachse (64) erstreckt und einen Innenraum (102) definiert, und dass das Absorptionselement (66) im Innenraum (102) angeordnet ist, wobei insbesondere die Schutzhülle (100) das Absorptionselement (66) umgebend angeordnet oder ausgebildet ist.Solar thermal device according to one of the preceding claims, characterized in that the solar thermal element (62) comprises a protective cover (100) which extends in the direction of the longitudinal axis (64) and defines an inner space (102), and that the absorption element (66) is arranged in the interior (102), wherein in particular the protective cover (100) is arranged or formed surrounding the absorption element (66). Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (100) mehrteilig ausgebildet ist und ein sich parallel zur Längsachse (64) erstreckendes Trägerelement (104) umfasst und dass das mindestens eine Photovoltaikelement (118) auf dem Trägerelement (114) angeordnet oder ausgebildet ist derart, dass eine aktive Fläche (120) des Photovoltaikelements (118) von der Längsachse (64) weg weisend angeordnet oder ausgebildet ist, wobei insbesondere a) das mindestens eine Beschattungselement (114) das Trägerelement (104) und/oder das mindestens eine Photovoltaikelement (118) umfasst und/oder b) das Trägerelement (104) den Innenraum (102) über einen Trägerelementumfangswinkel (116) bezogen auf die Längsachse (64) begrenzt und wobei der Trägerelementumfangswinkel (116) in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 200° liegt.Solar thermal device after claim 5 , characterized in that the protective cover (100) is designed in several parts and comprises a carrier element (104) extending parallel to the longitudinal axis (64) and in that the at least one photovoltaic element (118) is arranged or designed on the carrier element (114) in such a way that an active surface (120) of the photovoltaic element (118) is arranged or formed pointing away from the longitudinal axis (64), in particular a) the at least one shading element (114), the carrier element (104) and/or the at least one photovoltaic element (118) and/or b) the carrier element (104) delimits the interior (102) via a carrier element circumferential angle (116) in relation to the longitudinal axis (64) and wherein the carrier element circumferential angle (116) is in a range from approximately 30° to approximately 200°. Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) das mindestens eine Photovoltaikelement (118) einen Teil einer von der Längsachse (64) weg weisenden Außenfläche (124) der Schutzhülle (100) bildet und/oder b) das mindestens eine Beschattungselement (114) an der Schutzhülle (100) angeordnet oder in Form eines Teils der Schutzhülle (100) ausgebildet ist.Solar thermal device after claim 5 or 6 , characterized in that a) the at least one photovoltaic element (118) forms part of an outer surface (124) of the protective cover (100) pointing away from the longitudinal axis (64) and/or b) the at least one shading element (114) on the protective cover (100) arranged or in the form of a part of the protective sleeve (100). Solarthermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (100) mindestens ein sich parallel zur Längsachse (64) erstreckendes Fensterelement (106) umfasst und dass das mindestens eine Fensterelement (106) für solare Strahlung durchlässig oder im Wesentlichen durchlässig ausgebildet ist, wobei insbesondere a) sich das mindestens eine Fensterelement (106) über einen Umfangswinkel (108) bezogen auf die Längsachse (64) erstreckt und der Umfangswinkel (108) in einem Bereich von etwa 100° bis etwa 210° liegt, und/oder b) das mindestens eine Fensterelement (106) mindestens einen, insbesondere ausschließlich einen, von der Längsachse (64) weg weisend konvex gekrümmten Fensterelementbereich (110) umfasst und/oder c) das mindestens eine Fensterelement (106) mindestens einen ebenen Fensterelementbereich (260, 262) umfasst, insbesondere mindestens zwei ebene, insbesondere vier, Fensterelementbereiche (260, 262), weiter insbesondere paarweise parallel ausgerichtete ebene Fensterelementbereiche (260, 262).Solar thermal device according to one of Claims 5 until 7 , characterized in that the protective cover (100) comprises at least one window element (106) extending parallel to the longitudinal axis (64) and in that the at least one window element (106) is permeable or essentially permeable to solar radiation, wherein in particular a) the at least one window element (106) extends over a circumferential angle (108) in relation to the longitudinal axis (64) and the circumferential angle (108) is in a range from approximately 100° to approximately 210°, and/or b) the at least one window element ( 106) comprises at least one, in particular exclusively one, convexly curved window element area (110) pointing away from the longitudinal axis (64) and/or c) the at least one window element (106) comprises at least one flat window element area (260, 262), in particular at least two flat, in particular four, window element areas (260, 262), further in particular flat window element areas (260, 262) aligned parallel in pairs. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) mindestens einen Kühlkörper (128) umfasst und dass der mindestens eine Kühlkörper (128) mit dem mindestens einen Photovoltaikelement (118) in thermischer Wirkverbindung steht, wobei insbesondere der mindestens eine Kühlkörper (128) a) einen Teil der Außenfläche (124) der Schutzhülle (100) bildet und/oder b) mindestens einen sich parallel zur Längsachse (64) erstreckenden Kühlkanal (130) und/oder Kühlschlitz (132) umfasst.Solar thermal device according to one of claims 3 until 8th , characterized in that the solar thermal element (62) comprises at least one heat sink (128) and that the at least one heat sink (128) is in thermal connection with the at least one photovoltaic element (118), in particular the at least one heat sink (128) a ) forms part of the outer surface (124) of the protective cover (100) and/or b) comprises at least one cooling channel (130) and/or cooling slot (132) extending parallel to the longitudinal axis (64). Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (102) von mindestens einer Reflexionsfläche (142) begrenzt ist und dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) angeordnet oder ausgebildet ist zum Reflektieren von durch das Fensterelement (106) in den Innenraum (102) eintretende solare Strahlung in Richtung auf das Absorptionselement (66) hin, wobei insbesondere a) das Absorptionselement (66) räumlich zwischen der mindestens einen Reflexionsfläche (142) und dem mindestens einen Fensterelement (106) angeordnet ist und/oder b) sich die mindestens eine Reflexionsfläche (142) über einen Reflexionsflächenumfangswinkel (146) bezogen auf die Längsachse (64) erstreckt und der Reflexionsflächenumfangswinkel (146) aller Reflexionsflächen (142) insgesamt in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 150° liegt.Solar thermal device after claim 8 or 9 , characterized in that the interior (102) is delimited by at least one reflection surface (142) and that the at least one reflection surface (142) is arranged or designed to reflect solar radiation entering the interior (102) through the window element (106). towards the absorption element (66), wherein in particular a) the absorption element (66) is arranged spatially between the at least one reflection surface (142) and the at least one window element (106) and/or b) the at least one reflection surface (142) extends over a reflection surface circumferential angle (146) relative to the longitudinal axis (64) and the reflection surface perimeter angle (146) of all reflection surfaces (142) as a whole is in a range from about 30° to about 150°. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) eine optische Abbildungseinrichtung (144) umfasst zum Abbilden und/oder Umlenken von auf die Schutzhülle (100) auftreffender solarer Strahlung auf das Absorptionselement (66), wobei insbesondere die optische Abbildungseinrichtung (144) mindestens eine Linse (268) und/oder die mindestens eine Reflexionsfläche (142) umfasst, wobei weiter insbesondere a) die mindestens eine Linse (268) in Form einer Fresnellinse (270) ausgebildet ist und/oder b) das mindestens eine Fensterelement (106) die mindestens eine Linse (268) umfasst.Solar thermal device according to one of Claims 5 until 10 , characterized in that the solar thermal element (62) comprises an optical imaging device (144) for imaging and/or deflecting solar radiation impinging on the protective cover (100) onto the absorption element (66), in particular the optical imaging device (144) at least a lens (268) and/or which comprises at least one reflection surface (142), wherein in particular a) the at least one lens (268) is designed in the form of a Fresnel lens (270) and/or b) the at least one window element (106) comprising at least one lens (268). Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) in Form einer für solare Strahlung hochreflektierenden Beschichtung (148) ausgebildet ist.Solar thermal device after claim 10 or 11 , characterized in that the at least one reflection surface (142) is designed in the form of a highly reflective coating (148) for solar radiation. Solarthermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reflexionsfläche (142) auf einem Reflexionselement (150) angeordnet oder ausgebildet ist, wobei insbesondere a) das mindestens eine Reflexionselement (150) in Form eines Spiegels (152) ausgebildet ist und/oder b) das solarthermische Element (62) nur ein einziges Reflexionselement (150) umfasst.Solar thermal device according to one of Claims 10 until 12 , characterized in that the at least one reflection surface (142) is arranged or formed on a reflection element (150), wherein in particular a) the at least one reflection element (150) is formed in the form of a mirror (152) and/or b) the solar thermal Element (62) comprises only a single reflection element (150). Solarthermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass a) der mindestens eine Kühlkörper (128) die mindestens eine Reflexionsfläche (142) definiert oder umfasst und/oder b) die mindestens eine Reflexionsfläche (142) mindestens eine in den Innenraum (102) weisende Kühlkörperseitenfläche (154) des mindestens einen Kühlkörpers (128) bildet oder bedeckt und/oder c) die mindestens eine Reflexionsfläche (142) eben oder in Richtung auf die Längsachse (64) hin weisend konkav gekrümmt ausgebildet ist.Solar thermal device according to one of Claims 10 until 13 , characterized in that a) the at least one heat sink (128) defines or comprises the at least one reflection surface (142) and/or b) the at least one reflection surface (142) has at least one heat sink side surface (154) pointing into the interior (102) of the forms or covers at least one heat sink (128) and/or c) the at least one reflective surface (142) is flat or concavely curved in the direction of the longitudinal axis (64). Solarthermische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Beschattungselement (114) und das Absorptionselement (66) unbeweglich miteinander verbunden sind, insbesondere drehfest bezogen auf die Längsachse (64) und/oder b) das solarthermische Element (62) um die Längsachse (64) verdrehbar angeordnet oder ausgebildet ist.Solar thermal device according to one of claims 2 until 14 , characterized in that a) the shading element (114) and the absorption element (66) are immovably connected to one another, in particular in a rotationally fixed manner relative to the longitudinal axis (64) and/or b) the solar thermal element (62) can be rotated about the longitudinal axis (64). is arranged or formed. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Absorptionselement (66) in Form eines solarthermischen Röhrenkollektors (68) ausgebildet ist, wobei insbesondere der solarthermische Röhrenkollektor (68) a) mindestens einen Vorlaufkanal und mindestens einen Rücklaufkanal zum Durchströmen mit einem Wärmetauscherfluid umfasst oder b) mindestens ein in sich geschlossenes Wärmerohr (70) umfasst.Solar thermal device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one absorption element (66) is designed in the form of a solar thermal tube collector (68), with the solar thermal tube collector (68) in particular having a) at least one flow channel and at least one return channel for flow through comprises a heat exchanger fluid or b) comprises at least one self-contained heat pipe (70). Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) eine Antriebseinrichtung (162) umfasst zum Drehen des mindestens einen solarthermischen Elements (62) um die Längsachse (64).Solar thermal device according to one of the preceding claims, characterized in that the solar thermal device (60) comprises a drive device (162) for rotating the at least one solar thermal element (62) about the longitudinal axis (64). Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebseinrichtung (162) mindestens einen motorischen Antrieb (164) umfasst, wobei insbesondere der motorische Anrieb (164) in Form eines mechanischen und/oder elektrischen Antriebs ausgebildet ist, wobei weiter insbesondere a) der mechanische Antrieb in Form eines hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebs ausgebildet ist und/oder b) der elektrische Antrieb in Form eines Elektromotors (166) ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Schrittmotors oder eines Servomotors.Solar thermal device after Claim 17 , characterized in that the at least one drive device (162) comprises at least one motor drive (164), with the motor drive (164) in particular being designed in the form of a mechanical and/or electric drive, with further in particular a) the mechanical drive in is in the form of a hydraulic and/or pneumatic drive and/or b) the electric drive is in the form of an electric motor (166), in particular in the form of a stepper motor or a servomotor. Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (162) mindestens ein vom mindestens einen motorischen Antrieb (164) angetriebenes erstes Antriebselement (168) umfasst, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) mindestens ein zweites Antriebselement (170) umfasst und dass das mindestens eine erste Antriebselement (168) und das mindestens eine zweiten Antriebselement (170) zusammenwirkend angeordnet oder ausgebildet sind zum Übertragen einer Antriebskraft des mindestens einen motorischen Antriebs (164) auf das mindestens eine solarthermische Element (62) zum Drehen desselben um die Längsachse (64), wobei insbesondere das mindestens eine erste Antriebselement (168) a) in Form einer Antriebsspindel (172) ausgebildet ist und das mindestens eine zweite Antriebselement (170) in Form eines zur Antriebsspindel (172) korrespondierenden Zahnrads (174) ausgebildet ist und/oder b) eine erste Antriebselementlängsachse (178) definiert, dass das mindestens eine zweite Antriebselement (170) eine zweite Antriebselementlängsachse (180) definiert und die erste Antriebselementlängsachse (178) quer, insbesondere senkrecht, zu einer die zweite Antriebselementlängsachse (180) enthaltenden Ebene verläuft, wobei insbesondere die Längsachse (64) die zweite Antriebselementlängsachse (180) definiert.Solar thermal device after Claim 17 or 18 , characterized in that the drive device (162) comprises at least one first drive element (168) driven by at least one motor drive (164), that the at least one solar thermal element (62) comprises at least one second drive element (170) and that the at least one first drive element (168) and the at least one second drive element (170) are arranged or designed to work together to transmit a drive force of the at least one motor drive (164) to the at least one solar thermal element (62) for rotating it around the longitudinal axis (64), in particular the at least one first drive element (168) a) being in the form of a drive spindle (172) and the at least one second drive element (170) being in the form of a gear wheel (174) corresponding to the drive spindle (172). ) is formed and / or b) defines a first drive element longitudinal axis (178), that the at least one second drive element (170) defines a second drive element longitudinal axis (180) and the first drive element longitudinal axis (178) transversely, in particular perpendicularly, to the second drive element longitudinal axis ( 180) containing the plane, wherein in particular the longitudinal axis (64) defines the second longitudinal axis (180) of the drive element. Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) eine Reinigungseinrichtung (146) zum Reinigen des mindestens einen solarthermischen Elements (62) umfasst, wobei insbesondere die Reinigungseinrichtung (246) mindestens ein Reinigungselement (248) umfasst, wobei das mindestens eine Reinigungselement (248) mindestens einem solarthermischen Element (62) zugeordnet ist und wobei das mindestens eine Reinigungselement (248) und das diesem zugeordnete mindestens eine solarthermische Element (62) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind, wobei weiter insbesondere a) sich das mindestens eine Reinigungselement (248) parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse (64) erstreckt und/oder b) das mindestens eine Reinigungselement (248) in Form einer Wischbürste oder in Form einer Wischlippe (250) ausgebildet ist und/oder c) das mindestens eine Reinigungselement (242) am mindestens einen solarthermischen Element (62) angeordnet oder ausgebildet ist, wobei insbesondere zwei Reinigungselemente am mindestens einen solarthermischen Element (62) angeordnet oder ausgebildet sind, und/oder d) das mindestens eine Reinigungselement (242) am Trägerelement (104) angeordnet oder ausgebildet ist.Solar thermal device according to one of the preceding claims, characterized in that the solar thermal device (60) comprises a cleaning device (146) for cleaning the at least one solar thermal element (62), wherein in particular the cleaning device (246) comprises at least one cleaning element (248), wherein the at least one cleaning element (248) is assigned to at least one solar thermal element (62) and wherein the at least one cleaning element (248) and the at least one solar thermal element (62) assigned to it are arranged to be movable relative to one another, wherein further in particular a) the at least one cleaning element (248) extends parallel or substantially parallel to the longitudinal axis (64) and/or b) the at least one cleaning element (248) is in the form of a wiping brush or in the form of a wiping lip (250) and/or c) the at least a cleaning element (242) on at least one solar thermal E element (62) is arranged or formed, in particular two cleaning elements being arranged or formed on the at least one solar thermal element (62), and/or d) the at least one cleaning element (242) being arranged or formed on the carrier element (104). Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem solarthermischen Element (62) mindestens ein Windrad (216) zugeordnet ist, insbesondere zur Stromerzeugung.Solar thermal device according to one of the preceding claims, characterized in that each solar thermal element (62) is assigned at least one wind turbine (216), in particular for generating electricity. Solarthermische Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Windrad (216) im Bereich eines ersten Endes (176) des solarthermischen Elements (62) angeordnet ist und/oder b) jedes Windrad (216) angeordnet und ausgebildet ist zum Antreiben eines Stromgenerators zum Erzeugen von elektrischem Strom und/oder c) die Reinigungseinrichtung (246) das mindestens eine Windrad (216) umfasst und das Windrad (216) antreibbar ausgebildet ist, insbesondere mit elektrischem Strom, zum Erzeugen eines Reinigungsluftstroms, insbesondere zum Abblasen von Schnee und Verschmutzungen vom mindestens einen solarthermischen Element (62).Solar thermal device after Claim 21 , characterized in that a) the wind wheel (216) is arranged in the region of a first end (176) of the solar thermal element (62) and/or b) each wind wheel (216) is arranged and designed to drive a power generator for generating electrical Electricity and/or c) the cleaning device (246) which comprises at least one wind turbine (216) and the wind turbine (216) is designed to be drivable, in particular with electricity, for generating a cleaning air flow, in particular for blowing off snow and dirt from the at least one solar thermal Item (62). Solarthermische Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Element (62) mindestens ein Luftleitelement (238) umfasst zum Führen einer Luftströmung, wobei insbesondere das mindestens eine Luftleitelement (238) in Form eines sich parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse erstreckenden Vorsprungs (256) ausgebildet ist und/oder von der Schutzhülle (100), insbesondere vom Trägerelement (104), umfasst ist.Solar thermal device according to one of the preceding claims, characterized in that the solar thermal element (62) comprises at least one air guiding element (238) for guiding an air flow, in particular the at least one air guiding element (238) in the form of a parallel or substantially parallel to the longitudinal axis extending projection (256) is formed and / or is surrounded by the protective cover (100), in particular by the carrier element (104). Solarthermisches Modul (14) umfassend mindestens eine solarthermische Vorrichtung (60), dadurch gekennzeichnet, dass die solarthermische Vorrichtung (60) in Form einer solarthermischen Vorrichtung (60) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist.Solar thermal module (14) comprising at least one solar thermal device (60), characterized in that the solar thermal device (60) is designed in the form of a solar thermal device (60) according to one of the preceding claims. Solarthermisches Modul nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass a) das solarthermische Modul (44) eine Mehrzahl von solarthermischen Vorrichtungen (60) umfasst und/oder b) die Absorptionselemente (66) der solarthermischen Vorrichtungen (60) parallel zueinander angeordnet sind und/oder c) das solarthermische Modul (14) einen Halterahmen (214) umfasst und dass das mindestens eine Reinigungselement (248) am Halterahmen (214) feststehend und mit einem freien Ende in Richtung auf die zugeordnete solarthermische Vorrichtung (60) angeordnet oder ausgebildet ist und/oder d) benachbarte solarthermische Elemente (62) zwischen sich einen Strömungskanal (236) definieren.Solar thermal module Claim 24 , characterized in that a) the solar thermal module (44) comprises a plurality of solar thermal devices (60) and/or b) the absorption elements (66) of the solar thermal devices (60) are arranged parallel to one another and/or c) the solar thermal module (14) comprises a holding frame (214) and that the at least one cleaning element (248) is arranged or formed fixedly on the holding frame (214) and with a free end in the direction of the associated solar thermal device (60) and/or d) adjacent solar thermal devices Elements (62) define a flow channel (236) between them. Solarthermisches Modul nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Windrad (216) an einem ersten, entgegen der Schwerkraftrichtung erhöhten Ende des Strömungskanals (236) angeordnet ist, wobei insbesondere jedem Windrad (216) ein Luftführungselement (234) zugeordnet ist und das Luftführungselement (234) am ersten Ende des Strömungskanals (236) angeordnet oder ausgebildet ist.Solar thermal module Claim 24 or 25 , characterized in that the at least one wind wheel (216) is arranged at a first end of the flow channel (236) which is raised against the direction of gravity, with each wind wheel (216) in particular being assigned an air guiding element (234) and the air guiding element (234) on first end of the flow channel (236) is arranged or formed. Solarthermisches Modul nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen solarthermischen Element (62) ein Wärmeübertragungselement (186) zugeordnet ist zum Übertragen von mit dem Absorptionselement (66) aufgenommener Wärme auf ein das Wärmeübertragungselement (186) durchströmendes Wärmetauscherfluid (188), wobei insbesondere a) das Wärmeübertragungselement (186) am ersten Ende (176) des solarthermischen Elements (62) angeordnet oder ausgebildet ist und/oder b) das Absorptionselement (66) ein Wärmeleitelement (182) umfasst und das Wärmeübertragungselement (186) mit dem Wärmeleitelement (182) thermisch wirkverbunden ist und/oder c) das Absorptionselement (66) und das Wärmeübertragungselement (186) relativ zueinander um die Längsachse (64) verdrehbar angeordnet oder ausgebildet sind.Solar thermal module according to one of claims 24 until 26 , characterized in that the at least one solar thermal Ele ment (62) is assigned a heat transfer element (186) for transferring heat absorbed by the absorption element (66) to a heat exchanger fluid (188) flowing through the heat transfer element (186), wherein in particular a) the heat transfer element (186) at the first end (176) of the solar thermal element (62) is arranged or formed and/or b) the absorption element (66) comprises a heat-conducting element (182) and the heat-transfer element (186) is thermally operatively connected to the heat-conducting element (182) and/or c) the absorption element (66 ) and the heat transfer element (186) are arranged or designed to be rotatable relative to one another about the longitudinal axis (64). Solarthermisches Modul nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) mindestens eine Messeinrichtung (52) umfasst zum Messen einer auf das Modul (14) auftreffenden Lichtintensität, einer Außentemperatur und/oder einer Umgebungsfeuchtigkeit, wobei insbesondere die mindestens eine Messeinrichtung (52) mindestens einen Lichtsensor (54), mindestens einen Regensensor (56) und/oder mindestens einen Temperatursensor (58) umfasst.Solar thermal module according to one of claims 24 until 27 , characterized in that the solar thermal module (14) comprises at least one measuring device (52) for measuring a light intensity incident on the module (14), an outside temperature and/or an ambient humidity, wherein in particular the at least one measuring device (52) comprises at least one light sensor (54), at least one rain sensor (56) and/or at least one temperature sensor (58). Solarthermisches Modul nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (162) ausgebildet ist a) zum synchronen Drehen aller solarthermischen Elemente (62) oder zum synchronen Drehen von zwei solarthermischen Elementen (62), die benachbart zu beiden Seiten eines solarthermischen Elements (62) angeordnet sind und/oder b) zum Bewegen benachbarter solarthermischer Elemente (62) unabhängig voneinander.Solar thermal module according to one of claims 24 until 28 , characterized in that the drive device (162) is designed a) for the synchronous rotation of all solar thermal elements (62) or for the synchronous rotation of two solar thermal elements (62) which are arranged adjacent to both sides of a solar thermal element (62) and / or b) for moving adjacent solar thermal elements (62) independently of each other. Solarthermisches Modul nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) eine Steuerungseinrichtung (34) umfasst zum Steuern der Antriebseinrichtung (162) in Abhängigkeit von physikalischen Umgebungsparametern des solarthermischen Moduls (14), wobei insbesondere die mindestens eine Messeinrichtung (52) und die Steuerungseinrichtung (162) steuerungswirksam miteinander verbunden sind.Solar thermal module according to one of claims 24 until 29 , characterized in that the solar thermal module (14) comprises a control device (34) for controlling the drive device (162) depending on physical environmental parameters of the solar thermal module (14), in particular the at least one measuring device (52) and the control device (162 ) are connected to each other in a control-effective manner. Solarthermisches Modul nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) einen Auffangbehälter (242) umfasst.Solar thermal module according to one of the preceding claims, characterized in that the solar thermal module (14) comprises a collection container (242). Solarthermisches Modul nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbehälter (242) a) bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des solarthermischen Moduls (14) angeordnet oder ausgebildet ist und/oder b) wannenförmig ausgebildet ist und dass die mindestens eine solarthermische Vorrichtung (60) im Auffangbehälter (242) angeordnet oder ausgebildet ist.Solar thermal module Claim 31 , characterized in that the collection container (242) a) is arranged or formed in the region of a lower end of the solar thermal module (14) in relation to the direction of gravity and/or b) is formed in the shape of a trough and that the at least one solar thermal device (60) is in the Collection container (242) is arranged or formed. Solarthermisches Modul nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass das solarthermische Modul (14) eine Heizeinrichtung (244) umfasst zum Beheizen des Auffangbehälters (242), wobei insbesondere die Heizeinrichtung (244) bezogen auf die Schwerkraftrichtung im Bereich eines unteren Endes des Auffangbehälters (242) angeordnet oder ausgebildet ist.Solar thermal module Claim 31 or 32 , characterized in that the solar thermal module (14) comprises a heating device (244) for heating the collecting container (242), wherein in particular the heating device (244) is arranged or configured in relation to the direction of gravity in the region of a lower end of the collecting container (242). . Energieversorgungssystem (10), insbesondere für ein Gebäude (12), umfassend mindestens ein solarthermisches Modul (14), insbesondere mehrere Module (14), und einen mit dem mindestens eine solarthermischen Modul (14) wärmeleitungswirksam verbundenen Wärmespeicher (18) zum Speichern der vom mindestens einen solarthermischen Modul (14) aufgenommenen solaren Wärme, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Modul (14) in Form eines solarthermischen Moduls (14) nach einem der Ansprüche 24 bis 33 ausgebildet ist.Energy supply system (10), in particular for a building (12), comprising at least one solar thermal module (14), in particular a plurality of modules (14), and a thermally conductively connected heat accumulator (18) to the at least one solar thermal module (14) for storing the at least one solar thermal module (14) absorbed solar heat, characterized in that the at least one solar thermal module (14) in the form of a solar thermal module (14) according to one of claims 24 until 33 is trained. Energieversorgungssystem nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Modul (14) auf einem Dach (20) oder an einer Fassade (22) eines Gebäudes (12) oder an einer Haltevorrichtung angeordnet oder gehalten ist, wobei insbesondere das mindestens eine solarthermische Modul (14) bezogen auf die Schwerkraftrichtung (24) geneigt ist, insbesondere parallel oder im Wesentlichen parallel zum Dach (20).power supply system Claim 34 , characterized in that the at least one solar thermal module (14) is arranged or held on a roof (20) or on a facade (22) of a building (12) or on a holding device, wherein in particular the at least one solar thermal module (14) is inclined relative to the direction of gravity (24), in particular parallel or essentially parallel to the roof (20). Energieversorgungssystem nach 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (10) a) mindestens einen elektrischen Energiespeicher (26) umfasst zum Speichern von mit dem mindestens einen Photovoltaikelement (18) und/oder dem mindestens einen Windrad (216) des solarthermischen Moduls (14) erzeugten elektrischen Stroms und/oder b) eine zentrale Steuerungseinrichtung (34) umfasst zum Steuern und/oder Regeln von, insbesondere elektrischen, Komponenten desselben in Abhängigkeit von physikalischen Parametern im Gebäude (12) und/oder in einer Umgebung (48) desselben.Energy supply system according to 34 or 35, characterized in that the energy supply system (10) a) comprises at least one electrical energy store (26) for storing with the at least one photovoltaic element (18) and/or the at least one wind turbine (216) of the solar thermal module ( 14) electrical power generated and/or b) a central control device (34) for controlling and/or regulating, in particular electrical, components thereof depending on physical parameters in the building (12) and/or in an environment (48) of the same . Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Vorrichtung (60), insbesondere einer solarthermischen Vorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem maximalen Wärmebedarf das mindestens eine solarthermische Element (62) in einer Grundstellung mit dem Absorptionselement (66) entgegen oder im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds ausgerichtet wird.Method for operating a solar thermal device (60), in particular a solar thermal device (60) according to one of Claims 1 until 23 , characterized , that at a maximum heat requirement, the at least one solar thermal element (62) is aligned in a basic position with the absorption element (66) opposite or essentially opposite to the effective direction of the solar radiation field. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem im Vergleich zum maximalen Wärmebedarf abnehmenden oder geringeren Wärmebedarf das mindestens eine solarthermische Element (62) mindestens teilweise, insbesondere vollständig, beschattet oder verdeckt wird.procedure after Claim 37 , characterized in that when the heat requirement decreases or is lower than the maximum heat requirement, the at least one solar thermal element (62) is at least partially, in particular completely, shaded or covered. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) einer sich zeitabhängig ändernden Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds nachgeführt wird, insbesondere kontinuierlich.procedure after Claim 37 or 38 , characterized in that the at least one solar thermal element (62) follows a time-dependent changing effective direction of the solar radiation field, in particular continuously. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass bei zunehmendem elektrischen Energiebedarf das mindestens eine Photovoltaikelement (118) entgegen oder im Wesentlichen entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfelds ausgerichtet wird.Procedure according to one of Claims 37 until 39 , characterized in that with increasing electrical energy demand, the at least one photovoltaic element (118) is aligned opposite or essentially opposite to the effective direction of the solar radiation field. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl solarthermischer Elemente (62) individuell oder in Gruppen in Abhängigkeit eines Wärmebedarfs wahlweise mit dem jeweiligen Absorptionselement (66) oder mit dem Photovoltaikelement (118) entgegen der Wirkrichtung des solaren Strahlungsfeldes ausgerichtet werden.Procedure according to one of Claims 37 until 40 , characterized in that the plurality of solar thermal elements (62) are aligned individually or in groups depending on a heat requirement either with the respective absorption element (66) or with the photovoltaic element (118) against the effective direction of the solar radiation field. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine solarthermische Element (62) a) infolge einer Verschmutzung oder Benetzung mit Wasser oder Bedeckung mit Schnee gereinigt wird, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen, und/oder b) bei Unterschreiten einer vorgegebenen Lichtintensität des solaren Strahlungsfelds in die Grundstellung bewegt wird.Procedure according to one of Claims 37 until 41 , characterized in that the at least one solar thermal element (62) a) is cleaned as a result of soiling or wetting with water or being covered with snow, in particular at regular intervals, and/or b) when the light intensity of the solar radiation field falls below a predetermined level into the basic position is moved.
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