DE19902650A1

DE19902650A1 - Verfahren zur Gewinnung von Solarenergie durch kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie und deren Verwertung sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens

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Publication number: DE19902650A1
Application number: DE19902650A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Mueller Gerald Patrick 55129 Mainz De
Priority date: 1999-01-24
Filing date: 1999-01-24
Publication date: 2000-07-27

Abstract

Herkömmliche Hybridmodule zur Gewinnung von Solarenergie sind mit dem Problem der geringen Effizienz und hoher Kosten verbunden. Das neue Verfahren und die Vorrichtungen hierzu vermindern diese negativen Eigenschaften und ermöglichen neue, wirtschaftlichere Anwendungen. DOLLAR A Um den Wirkungsgradverlust der Solarzellen zu vermindern, werden Dünnschichtsolarzellen (1) zur Stromerzeugung eingesetzt, die auf einer Wärmeleiteinrichtung (13, 16) liegt. Hierdurch wird die eingestrahlte Wärme zur Unterseite (h) hin geleitet und von einem Wärmeträgermedium als Nutzenergie abgeführt. Der Wärmeverlust nach außen (g) hin wird durch eine transparente Abdeckung (5.1) vermindert. DOLLAR A Das neue Verfahren und die Vorrichtungen hierzu eignen sich insbesondere zum Einsatz als integriertes Dach-oder Fassadenbauteil zur wirtschaftlichen Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie aus der Sonnenstrahlung bei optimaler Flächenausnutzung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Solarenergie durch die kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie sowie deren Verwertung.

Bekannt sind sogenannte Hybridmodule zur kombinierten Erzeugung von elektrischem Strom durch die photo voltaische Umwandlung der Sonnenstrahlung sowie warmem Wasser. Diese Systeme sind seit einigen Monaten auf dem deutschen Markt erhältlich (Firm Kruse, Firma SolarWatt). Sie bestehen aus einem Solarmodul zur Stromerzeugung und einem auf dessen Unterseite geklebten Aluminium-Absorber, der die Wärme an eine Trägerflüssigkeit, meist frostschutzmittelhaltiges Wasser geführt in Kupferrohren, abführt. Die Hybridmodule haben einen Aluminiumrahmen, eine Glasabdeckung auf der Vorder- und Dämm-Material auf der Rückseite.

Der Strom wird über eine Elektroanschlußdose entnommen und das warme Wasser über einen Wasseranschluß. Von Vorteil hierbei ist, daß die baulich begrenzte Dachfläche effizienter ausgenutzt werden kann, da ein dop pelter Nutzen erreicht werden kann. Nachteilig hierbei ist der hohe Systempreis, welcher bei gleicher Leistung sogar über dem Preis zweier Einzelsysteme (Photovoltaikanlage und thermische Solarkollektoren) liegt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die auftreffende Sonnenenergie gemäß dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik nur einmal genutzt werden kann. Das heißt, daß bei Erreichen der maximalen photovoltaischen Energieausbeute (MPP) mit etwa 15%-igem Wirkungsgrad diese Energie nicht mehr zur Wassererwärmung bereitstehen kann, der thermische Wirkungsgrad also nur etwa dem einfacher, sogenannter "nichtselektiven Kollektoren" ent spricht. Nachteilig ist auch, daß mit zunehmender Erwärmung des Wassers im Hybridmodul der photovol taische Wirkungsgrad der Solarzelle sinkt. Auch bereits die Wärmedämmschicht an der Unterseite des Hy bridmoduls bewirkt eine höhere Temperatur im Modul und somit eine geringere elektrische Leistungsausbeute.

Unterbleibt die Abfuhr der Wärme, kann der Stromertrag beispielsweise um bis zu einem Drittel absinken. Nachteilig ist zudem, daß auch bereits im Normalbetrieb die elektrischen Energieerträge von Hybridmodulen im Vergleich zu konventionellen Solarstrommodulen geringer ausfällt. Noch geringer wird der Stromertrag, wenn man mehrere Hybridmodule hintereinanderschaltet, was den Normalfall darstellt. Dadurch erhöht sich die Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit weiter und es kommt zu zusätzlichen Einbußen im elektrischen Energieertrag. Bei einer großflächigen Installation der Hybridmodule auf dem Dach, der den Strombedarf eine Haushalts deckt wird ein Vielfaches an Wärmemenge produziert als zur Brauchwassererwärmung im Regelfall benötigt wird.

Ferner sind solare Luftkollektoren als Stand der Technik bekannt und werden ebenfalls bereits vertrieben (z. B. Fa. Grammer). Sie bestehen aus einem Stahlblechgehäuse mit endständig angebrachtem Flanschrahmen und/oder einem Luftauslaßstutzen bei Endkollektoren einer Reihe mehrerer Kollektormodule. Die durch eine Glasabdeckung einfallende Sonnenstrahlung wird von einer dahinter angeordneten dunklen Oberfläche Groß teils in Wärmeenergie umgewandelt. Die Wärme wird von einer metallischen Profilstruktur, beispielsweise einem Rippenabsorber aus Aluminium abgeleitet und auf das Wärmeträgermedium Luft übertragen. Zwischen dem Wärmeleitprofil und dem unteren Gehäuseboden ist ein Wärmedämmstoff angeordnet, der die ungewollte Wärmeabgabe der durch die Rippen des Absorbers geführten Warmluft nach unten hin dämmt. Vorteilhaft hierbei ist, daß der Wärmeträger Luft frost- und siedesicher, ungiftig, allgegenwärtig und kostenlos ist. Die Konstruktion der Luftkollektoren kann vergleichsweise einfach gehalten werden und die Produktionskosten somit relativ gering. Vorteilhaft ist ebenfalls die lange Haltbarkeit und Lebensdauer von Luftkollektoren, die häufig die Lebensdauer des Gebäudes erreicht, sowie der geringe Instandhaltungsaufwand von Luftkollektoren.

Vorteilhaft ist die vielseitige Verwendbarkeit der Warmluft, insbesondere zur Reduktion des Lüftungswärme bedarfs, beispielsweise durch Zumischung mittels einer mechanische Lüftungsanlage oder zur Heizungsunter stützung, beispielsweise durch Speisung von Hypocausten, Warmluftheizungen oder durch Unterstützung der Brauchwassererwärmung mittels eines Luft-/Wasser- Wärmetauschers oder der absorptiven Kühlung.

Nachteilig bei den bekannten Systemen ist neben den immer noch relativ hohen Systemkosten, daß die zur Verfügung stehende Fläche, idealerweise die Dachfläche, begrenzt ist und somit die Nutzung weiterer Solar techniken wie durch photovoltaische Solarmodule stark eingeschränkt werden. Auch verfügen die angebotenen Systeme nicht über das Potential zusätzliche Wärmeerzeugungssysteme vollständig zu ersetzen da der winterli che Restwärmebedarf nicht mit vertretbarem Aufwand gedeckt werden kann. Es handelt sich somit um ein Zusatzsystem zu einer herkömmlichen Heizungsanlage und verursacht somit zusätzliche Kosten, wodurch die Verbreitungschancen des Systems stark eingeschränkt werden.

Bekannt ist ebenfalls die Integration herkömmlicher kristalliner Solarmodule in die oben beschriebenen Luft kollektoren. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die Photovoltaikmodule sinnvoll nur am Anfang einer Reihe hintereinander gebauter Luftkollektoren einzusetzen sind, dort also wo die relativ kühle Außenluft in die Kol lektoren eintritt, da ansonsten ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad zu stark abfällt. Zudem muß auch eine relativ hohe Einbuße bezüglich des thermischen Wirkungsgrads in Kauf genommen werden. Die Systemkosten liegen hierbei relativ hoch, so daß diese Anordnung nur in Einzelfällen Anwendung findet.

Bekannt sind weiterhin Solarmodule zur Dach- und Fassadenintegration. Diese bieten den Vorteil, daß her kömmliche Bauteile wie Dacheindeckungen oder Fassadenbekleidungen ersetzt werden und somit die Kosten hierfür eingespart werden können. Auch entfallen die Kosten für zusätzliches Montagematerial wie Dachhaken und Gerüst zur Aufständerung der Module, welche üblicherweise bei einer Auf-Dachmontage anfallen. Weiter hin bietet die Dachintegration statische Vorteile, da meist hierdurch keine nennenswerten Zusatzlasten anfallen und keine zusätzlichen Wind- und Schneelasten mit berücksichtigt werden müssen. Auch hat die Dachintegra tion baulich-ästhetische Vorteile, da sie sich formschlüssig in die äußere Gebäudefläche integrieren. Von Vor teil ist hierbei die gleichmäßige Oberflächenansicht von Dünnschichtmodulen, beispielsweise amorphe Silizi umzellen, da die optisch inhomogenere Oberfläche und der bläuliche Schimmer kristalliner Solarzellen häufig als störend empfunden wird. Der Vorteil kristalliner Solarzellen liegt vor allem in Ihrem höheren Wirkungs grad der bei marktgängigen Produkten bis zu etwa 18% betragen kann, wohingegen Dünnschichtmodule meist im Bereich von etwa 5-10% arbeiten. Deren Vorteil liegt jedoch in Ihrem geringeren Bedarf an Halbleitermate rial (bei hochreinem Silizium besteht eine Knappheit) sowie ihrer besseren Eignung zur Massenproduktion. Somit verfügen sie über ein relativ hohes Kostensenkungspotential. Weitere Vorteile bestehen im wesentlich geringeren Energieaufwand bei der Herstellung sowie einem Kostenvorteil von etwa 10% bezogen auf die Spit zenleistung. Ein Vorteil ist weiterhin ein geringeres Absinken des elektrischen Wirkungsgrades und damit der relativ auf die Stärke der Sonneneinstrahlung bezogenen elektrischen Energieausbeute bei ansteigenden Tem peraturen (niedrigerer Temperaturkoeffizient von amorphen Silizium- Solarzellen). Die gleichen Vorteile sind auch für photovoltaische Dünnschichtzellen bestehend aus den Verbindungshalbleitern Cadmium-Tellurid (Abk.: CdTe), Kupfer-Indium-Selen (CuInSe₂, Abk.: CIS), Gallium-Arsen (Abk.: GaAs) zu erwarten.

Höhere Temperaturen können sogar zur Stabilisierung der elektrischen Leistungsausbeute amorpher Silizium- Dünnschichtzellen beitragen.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß manche Dünnschichtzellen (z. B. CdTe, amorphe Silizium- Tripelzellen) eine relativ höhere el. Leistungsausbeute bei diffusem Licht aufweisen, also beispielsweise bei nicht direkter Son neneinstrahlung an einem trüben Tag. Dadurch kann auch der Leistungsverlust bei größerer Winkelabwei chung zur Sonne relativ zu kristallinen Silizium-Solarzellen geringer gehalten werden und deren Eignung zum Einsatz beispielsweise an Fassaden oder auf flachen oder besonders steilen Dächern ist größer. Vorteilhaft ist weiterhin, daß Dünnschichtmodule geringere Leistungsverluste durch eine teilweise Abschattung ihrer Oberfläche (beispielsweise durch Schlagschatten eines Baumes oder Blättern auf den Modulen) aufweisen. Dies kommt dadurch zustande, daß nur jeweils die direkt abgeschattete Fläche ihren Leistungsbeitrag vermindert, während herkömmliche, kristalline Silizium- Solarzellen meist mit einem Komplettausfall der ganzen Zelle reagieren und der Ausfall einer einzelnen Zelle im Modul, je nach interner Verschaltung, die Gesamtleistung des Gesamtmodule weit überproportional, bis hin zum nahezu vollständigen Ausfall, herabsetzt. Die Summe der drei letztgenannten Vorteile kann dazu führen, daß die elektrische Leistungsausbeute von Dünnschichtso larmodulen im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulen mit kristallinen Siliziumzellen, bei gleicher Nenn leistung der Module in der Praxis um etwa 20% höher liegen kann. Vorteilhaft beim Einsatz amorpher Silizi umzellen mit mehreren Schichten, beispielsweise mit drei Schichten (Tripelzelle), ist, daß die Schichten jeweils verschiedene Wellenlängenbereiche des Sonnenlichtspektrums nutzen und der Effekt des zeitlich fortschreiten den Wirkungsgradverlustes (Degredation) vermieden wird. Günstig bei dem Schichtenaufbau ist, daß die unter ste Schicht die langen Wellen verwertet, da somit die langwellige Wärmestrahlung direkt oberhalb der wärme leitenden Trägerplatte zur Verfügung steht, was die thermische Leitungsausbeute begünstigt.

Nachteilig ist der höhere Flächenbedarf von Dünnschichtzellen zur Erzielung der gleichen Leistung, da deren Wirkungsgrad geringer ist. Der hohe Bedarf an Installationsflächen für photovoltaische Systeme ist problema tisch da die in Frage kommenden geeigneten Flächen durch die Anforderung an Ihrer Größe, ihrer Lage zur Sonne (Himmelsrichtung, Dachneigungswinkel, Verschattung) aufgrund rechtlicher Eigentumsfragen, Bedürf nisse des Natur- und Umweltschutz (Flächenverbrauch) sowie technischen Bedingungen (keine Sanierungsbe dürftigkeit überbauter Flächen) sowie weiteren Faktoren, begrenzt sind.

Der soweit beschriebene Stand der Technik weist auf Vor- und Nachteile bestehender Systeme hin. Insbesonde re die Nachteile einer geringen Effizienz und hoher Kosten standen bisher einer breiten Marktakzeptanz dieser System entgegen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein effizientes und wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung von Solare nergie durch die kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie und deren Verwertung sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß der Er findung durch die vorteilhafte Kombination von für sich bekannten Verfahrensschritten und Bauteilen. Ein Kostenvorteil wird hierbei erreicht durch den konstruktiv einfachen Aufbau der Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, der kostengünstigen, verwendeten Bauteilen, der montagefreundlichen Durchführbarkeit des Verfahrens sowie der vorteilhaften Nutzung der gewonnenen thermischen Energie. Weitere bedeutsame Einspareffekte werden durch die Substitution herkömmlicher Bauteile und haustechnischer Anlagenteile sowie der Nutzung von Synergieeffekten im Sinne von positiven Mehrfachnutzen.

Gemäß der Erfindung wird die technische Aufgabe durch ein Verfahren zur Gewinnung von Solarenergie durch kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie und deren Verwertung sowie Vorrich tung zur Durchführung des Verfahrens, gelöst. Gemäß der Erfindung geschieht die Umwandlung des Sonnen strahlung in elektrischen Strom in einer Dünnschichtsolarzelle 1, deren elektrischer Wirkungsgrad bei Tempe raturanstieg weniger stark absinkt als der herkömmlicher Silizium-Solarzellen. Vorteilhaft hierbei ist, daß die photovoltaische Leistungsausbeute auch bei hoher Modultemperatur relativ hoch bleibt. In einem Hybridmodul ist die Temperatur durch die wärmegedämmte Konstruktion und die eventuelle Kopplung mehrerer Hybridmo dule hintereinander die Temperatur der Solarzelle höher. Dies ist auch systembedingt erwünscht, da eine mög lichst hohe Modultemperatur eine hohe Temperaturdifferenz zur Umgebung darstellt und somit eine hohe Aus beute an Nutzwärme ermöglicht. Der niedrige Temperaturkoeffizient der Dünnschichtsolarzelle 1 wirkt sich somit positiv aus, insbesondere auch bei starker Sonneneinstrahlung und hohen Umgebungstemperaturen also insbesondere auch im Sommer wenn Modultemperaturen von bis zu über 100° Celsius erreicht werden können.

Gemäß der Erfindung geschieht die Umwandlung der Sonnenstrahlung durch eine Dünnschichtsolarzelle 1. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese einen niedrigeren Temperaturkoeffizienten aufweisen als kristalline Silizium- Solarzellen. Vorteilhaft ist weiterhin, daß sie mit geringerem Material- und Energieeinsatz herstellbar sind, und somit unter Gesichtspunkten des Umweltschutz ressourcenschonend sind. Vorteilhaft ist auch, daß die Dünnschichtsolarzellen 1 in einem kontinuierlichen Prozeß herzustellen sind und somit gute Voraussetzungen zur Massenproduktion und damit zur weiteren Kostensenkung haben. Ein Kostenvorteil von ca. 10% gegenüber kristallinen Silizium-Solarzellen ist heute bereits üblich und das technisch-wissenschaftliche Entwicklungs potential der solare Dünnschichttechnologie ist als groß einzuschätzen. Vorteilhaft ist auch das großflächig einheitlich dunkle Erscheinungsbild der Zellen was zum einen die Strahlungsabsorbtion und somit die thermi sche Leistungsausbeute begünstigt und zudem eine ästhetische Oberfläche bietet und somit Vorbehalte potenti eller Anwender reduzieren können. Der Nachteil des geringeren Wirkungsgrades wiegt bei Einsatz in einem Hybridsystem weniger schwer, da die elektrisch nicht umgewandelte Strahlungsenergie gemäß dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik noch vorhanden und somit thermisch genutzt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird die eingestrahlte thermische Energie mittels eines Luftwärmetauschers 12.1 oder eines Wasserwärmetauschers an die Unterseite des Dünnschichthybridmoduls 11 geführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß an der Dünnschichtsolarzelle 1 oder deren oberen Abdeckung 5.1 kein übermäßiger Hitzestau zur Be schädigung der Konstruktion führt und das Vermögen der strahlungsabsorbierenden Schichten 1, 3, weitere Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärmeenergie zu leisten relativ hoch bleibt. Die Weiterleitung der Wärme zur Unterseite des Moduls hin hat zum Vorteil, daß die Wärmeenergie von dort gut abgeführt werden kann wozu konstruktiv nur relativ wenig aufwendige Maßnahmen nötig sind. Gemäß der Erfindung wird die Abgabe der thermischen Energie der strahlungsabsorbierenden Schichten 1, 3 zur Außenumgebung hin durch eine obere Abdeckung 5.1 des Dünnschichthybridmoduls 11 aus transparentem, wenig wärmeleitendem Mate rial vermindert. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Strahlungsenergie der Sonne weitgehend durch die transparente Abdeckung 5.1 zur Solarzelle hin gelangen kann, während die Wärmeenergie durch die schlecht wärmeleiten de obere Abdeckung 5.1 weitgehend zurückgehalten wird. Vorteilhaft hierbei ist, daß der Wärmegewinn im Dünnschichthybridmodul 11 somit gesteigert wird und die thermischen Verluste verringert werden.

Gemäß der Erfindung wird die Wärmeenergie mittels eines gasförmigen oder flüssigen Wärmeträgermediums 39 abgeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Wärme somit abtransportiert werden kann und zum Ort der Ver wertung, Umwandlung, Speicherung verbracht werden kann. Hierzu sind nur relativ einfach Mittel notwendig. Die Vorteile eines gasförmigen Wärmeträgers, beispielsweise Luft 41 sind als Stand der Technik beschrieben. Vorteilhaft bei der Verwendung flüssiger Wärmeträger, beispielsweise Wasser 40 unter Zumischung eines Frostschutzmittels, ist die hohe Wärmekapazität, also deren hohes Vermögen, Wärme zu speichern. Vorteilhaft ist auch die gute Verwertbarkeit des erwärmen Wassers 40, beispielsweise zur solaren Brauchwassererwär mung 76.1 oder Unterstützung von Warmwasser-Heizungssystemen 57, wie auch der Wärmespeicherung 55, beispielsweise in einem Pufferspeicher oder größerer Speichertanks für Warmwasser.

Gemäß der Erfindung wird die Wärmeenergie zur Zulufterwärmung 54.1, Klimatisierung 54.2, Heizung (Unterstützung einer Luftheizung 54), Brauchwassererwärmung 76.1, Wärmespeicherung 55, solaren Nahwärmeversorgung, Kühlung mittels einer Kältemaschine 58 oder als Prozeßwärme beispielsweise zur Trocknung von Biomasse 60 verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß die erzeugte Wärmeenergie nutzbringend verwertet werden kann und somit andere Energieträger oder Energieerzeugungsanlagen ersetzt werden können.

Dadurch sind ökologische Vorteile zu erzielen und wirtschaftliche Einsparpotentiale gegeben. Vorteilhaft ist die gute Einbeziehbarkeit in die haustechnischen Versorgungssysteme da die Entfernung zwischen dem Ort der Energiegewinnung und der Energieverwertung gering ist und das Temperaturniveau sowie die Wärmemenge, welche durch das Verfahren bereitgestellt werden kann, zur Speisung der genannten Versorgungssysteme ge eignet sind.

Gemäß der Erfindung wird die Wärmeenergie für mehrere Verwendungszwecke in Kombination miteinander oder mit Überführung ineinander verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß mehrere Anforderungen energieinten siver Versorgungsaufgaben gleichzeitig erfüllt werden können (beispielsweise Zulufterwärmung 54.1 mittels einer Lüftungsanlage 49 und Brauchwassererwärmung 76.1) wie auch dem zeitlichen Bedarf quantitativ ange paßt (beispielsweise Wärmespeicherung 55 im Sommer und Wärmeabruf aus dem Speicher 55 im Winter) oder auch qualitativ angepaßt (Verwendung der Wärme im den Übergangsjahreszeiten zu Heizzwecken mittels einer Luftheizung 54, während im Sommer die Wärmeenergie zur solaren Kühlung mittels einer Sorptionskältema schine 58.1, die angetrieben durch die solare Wärmeenergie Kälte produzieren kann, genutzt wird). Vorteilhaft ist weiterhin, daß ein Überangebot an Wärme für eine einzelne Betriebsart (beispielsweise zur Zulufterwär mung 54.1) einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann, beispielsweise der Speisung (Beladung) eines Wärmespeichers 55. Die Einsatzmöglichkeiten und somit die Effizienz und Wirtschaftlichkeit, wie auch der positive ökologische Aspekt kann somit gesteigert werden.

Gemäß der Erfindung wird die Abgabe der thermischen Energie der Dünnschichtsolarzelle 1 zur Außenumge bung hin durch einen von der oberen Dünnschichtmodulabdeckung 5.1 eingeschlossenen, wärmeisolierenden Zwischenraum 6 mit gasförmiger Füllung verringert. Vorteilhaft hierbei ist, der Verlust von Wärme an die äußere Umgebung reduziert werden kann und somit mehr Nutzwärme zur Verfügung steht, was den Wir kungsgrad und die Effizienz und somit die Wirtschaftlichkeit des Systems verbessert. Durch den Einschluß eines Zwischenraums mit gasförmiger Füllung 6 wird diese wärmeisolierende Wirkung erreicht, da die Wär meleitfähigkeit verhältnismäßig sehr gering ist. Dieses Prinzip wird beispielsweise bei Mehrfachverglasung zur Wärmeisolierung verwendet, wie auch bei den üblichen thermischen Solarkollektoren.

Vorteilhaft ist der konstruktiv einfache Aufbau dieser Art von Wärmeisolierung, welcher kaum zusätzliches Gewicht verursacht, eine sein hohe Strahlungstransparenz aufweist und kostengünstig herstellbar ist. Dabei kann der wärmeisolierende Zwischenraum mit gasförmiger Füllung 6 entweder durch Einschluß eines Luft raumes zwischen beispielsweise zwei Scheiben 5.2 der oberen Abdeckung 5.1 und/oder auch durch Einschluß eines Luftraumes zwischen beispielsweise zwischen der Unterseite der oberen Abdeckung 5.1 und der Solar zelle 1, beziehungsweise den metallischen Träger 4 oder einer weiteren transparenten Schicht 5 oberhalb der Solarzelle 1 wie beispielsweise einer Folie 8.

Gemäß der Erfindung wird unterhalb der Halbleiterschicht der Solarzelle 1 eine selektive Schicht 3 aufgebracht durch welche die auftreffende Sonnenstrahlung im photovoltaisch verwertbaren Spaktralbereich weitgehend reflektiert wird, der Anteil der Wärmestrahlung jedoch weitgehend absorbiert wird. Vorteilhaft hierbei ist die des Sonnenlichts im Spektralbereich, welcher die Solarzelle 1 zur elektrischen Stromerzeugung nutzen kann reflektiert wird, somit der auf die selektive Schicht 3 auftreffende Anteil in diesem Spektrum zurückgeworfen wird und die Solarzelle 1 ein weiteres Mal durchdringt, wodurch die elektrische Leistungsausbeute durch die zweifache Durchdringung mehr Elektronen auslösen kann und somit einen höheren elektrischen Wirkungsgrad erreicht. Der Wärmestrahlungsanteil des Sonnenlichts im Infrarotbereich, welcher weitgehend nicht zur photo voltaischen Umwandlung benutzt wird, wird gemäß der Erfindung von der selektiven Schicht 3 weitgehend absorbiert. Vorteilhaft hierbei ist, daß dieser Strahlungsanteil durch die Absorption zur Erwärmung der Solar zelle 1 und der darunterliegenden Wärmeleiteinrichtung 2 führt, wodurch, diese als Nutzwärme innerhalb des Dünnschichthybridmoduls 11 verbleibt und verwertet werden kann. Die Wärmeleiteinrichtung 2 erfüllt den Zweck der Wärmeleitung und kann, je nach Konstruktionsart, aus verschiedenen Bauteilen bestehen. So gehö ren der metallische Träger 4, das Metallblech oder die Metallplatte 13, der Luftwärmetauscher 12.1 mit seinem Wärmeleitprofil 12, 29 sowie dessen verschiedene Profilausbildungen 15, 16, 17, 18, 26, 27, 28 zur Wärme leiteinrichtung 2. Ebenfalls zur Wärmeleiteinrichtung 2 gehört der Wasserwärmetauscher 12.2, mit seinen verschiedenen, möglichen Bauformen und Bauteilen 32, 33, 34 und die wärmeleitende Verbindung 78 zur Wärmeleiteinrichtung 2. Zum Luftwärmetauscher 12.1 gehören die Bauteile 15, 16, 17, 18, 26, 27, 28, zum Wasserwärmetauscher 12.2 die Bauteile 32, 33, 34, aus denen der Luftwärmetauscher 12.1 oder der Wasser wärmetauscher 12.2 bestehen und die als Wärmeleitprofile bezeichnet werden. Nicht aber gehören das Metall blech/die Metallplatte 13 zum Luftwärmetauscher 12.1 oder zum Wasserwärmetauscher 12.2.

Der metallische Träger 4 gehört nur genau dann zum Luftwärmetauscher 12.1 oder der Wasserwärmetauscher 12.2, wenn der Luftwärmetauscher 12.1 oder der Wasserwärmetauscher 12.2 gleichzeitig und direkt der metal lische Träger 4 für die Dünnschichtsolarzelle 1 ist. Anders ausgedrückt: wenn also keine weiteren tragenden Bauteile aus Metall zwischen der Dünnschichtsolarzelle 1 und dem Wärmeleitprofil 12 liegen und das Wärme trägenmedium Luft 41 direkten Oberflächenkontakt zum metallischen Träger 4 hat. Folien, wie beispielsweise eine Edelstahlfolie 4.1 auf der die Dünnschichtsolarzelle 1 aufgebracht sein kann, gelten in diesem Zusammen hang nicht als tragende Bauteile. Die wärmeleitende Verbindung 78 kann beispielsweise eine Klebverbindung, eine Lötverbindung oder eine Verbindung mittels einer Wärmeleitpaste sein.

Gemäß der Erfindung werden für die Wärmeleiteinrichtung 2 unterhalb der Solarzelle 1 weitgehend metalli sche Bauteile verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß Metalle eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen und somit die thermische Energie der Solarzelle 1 aufnehmen und weiterleiten. Konstruktionen aus Metall sind kostengünstig herzustellen, weisen eine hohe statische Stabilität auf, und insbesondere bei der Verwendung von Leichtmetallen, beispielsweise Aluminium, kann das Gewicht gering gehalten werden. Diese Bauteile sind gut zu bearbeiten, relativ kostengünstig und insbesondere Aluminium aufgrund seiner hohen Korrosionsbestän digkeit besonders geeignet.

Gemäß der Erfindung weist die Unterseite h der Wärmeleiteinrichtung 2 eine größere Oberfläche auf als die Oberseite g der Wärmeleiteinrichtung 2. Die Oberseite g der Wärmeleiteinrichtung 2 trägt die Dünnschichtso larzelle 1 und ist daher weitgehend flach oder eben. Vorteilhaft an der Oberflächenvergrößerung auf der Unter seite h der Wärmeleiteinrichtung 2 ist der verbesserte Wärmeübergang auf das sich hieran vorbei bewegende Wärmeträgermedium 39. Die Wärmeleiteinrichtung 2 arbeitet bei Einsatz des Wärmeträgermediums Luft 41 somit nach dem Prinzip eines Luftwärmetauschers 12.1, bei Einsatz des Wärmeträgermediums Wasser 40 nach dem Prinzip eines Wasserwärmetauschers 12.2. Der Wirkungsgrad der thermischen Energiegewinnung wird durch diesen besseren Wärmeübergang gesteigert und eine Oberflächenvergrößerung ist auf konstruktiv einfa che Weise zu erreichen beispielsweise durch die Verwendung an sich bekannter metallischer Profile so z. B. von einem Kastenprofil 15 oder einem Rippenprofil 16 aus Aluminium. Gemäß der Erfindung wird der Wär meübergang zwischen der Wärmeleiteinrichtung 2 und dem Wärmeträgermedium 39 durch den Kontakt des sich an der Oberfläche der Wärmeleiteinrichtung 2 vorbei bewegenden Wärmeträgermediums 39 bewirkt. Vorteilhaft hierbei ist, daß auf diese Weise oft einfacher und effizienter der Wärmeübergang von der Wärme leiteinrichtung 2 mit der vergrößerten Oberfläche auf das Wärmeträgermedium 39 bewirkt wird. Diese Verfah rensweise ist an sich bei Wärmetauschern 12.1, 12.2, 52 üblich und ermöglicht eine gute Wärmeübertragungs leistung bei geringem konstruktivem Aufwand.

Gemäß der Erfindung wird die solar eingestrahlte Wärmeenergie mittels eines flüssigen Wärmeträgermedi ums, welches als Hauptbestandteil aus Wasser 40 besteht, abgeführt.

Vorteilhaft hierbei ist, daß Wasser eine hohe Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit besitzt, sowie daß war mes Wasser 40 eine gute Eignung zur Verwertung in haustechnischen Systemen beispielsweise zur Wasserer wärmung 76 wie zur Brauchwassererwärmung 76.1 oder Unterstützung einer Warmwasser-Heizungsanlage 57 aufweist. Um der Gefahr des Gefrierens des Wassers 40 vorzubeugen, wird in der Regel dem Wasser ein Frost schutzmittel zugesetzt. Diese Verfahrensweise ist bei thermischen Solarkollektoren üblich.

Gemäß der Erfindung wird die solar eingestrahlte Wärmeenergie mittels des Wärmeträgermediums Luft 41 abgeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Konstruktion eines solaren Luftkollektors einfach gehalten werden kann und somit kostengünstig, leicht und dauerhaft haltbar ist. Vorteilhaft ist weiterhin, daß Luft 41 als Wär meträgermedium Luft 41 frost- und siedesicher ist und unbegrenzt überall zur kostenlosen Nutzung bereit steht. Vorteilhaft an solaren Luftkollektoren ist weiterhin, daß bei bereits relativ schwacher solarer Einstrah lung und tiefen Außentemperaturen beispielsweise im Winter bereits eine verwertbare Wärmeenergieausbeute zu erzielen ist. Dadurch erhöht sich die Verfügbarkeit und damit der solare Deckungsgrad und die zeitliche Nutzbarkeit des Systems, was sich wiederum günstig auf seine Wirtschaftlichkeit auswirkt. Erwärmte Luft 41 ist bereits bei Temperaturen von 25° bis 30° Celsius beispielsweise zur Zulufterwärnung 54.1 von Gebäuden 70 oder zur Speisung von Hypocausten 56 geeignet, während solare Wasserkollektoren erst bei höherer Tem peratur des Wärmeträgermediums Wasser 40 beispielsweise zur Brauchwassererwärmung 76.1 genutzt werden können.

Gemäß der Erfindung beträgt die Strömungsgeschwindigkeit der Luft 41 zwischen einem und acht Metern pro Sekunde. Diese Geschwindigkeit erweist sich in der Abwägung einer hohen Wärmeübertragungsleistung, die durch höhere Luftgeschwindigkeiten begünstigt wird, und dem quadratisch ansteigenden Druckverlust (welcher durch Ventilatoren 80 aufgebracht werden muß und somit elektrische Energie verbraucht), als günstig. Gemäß der Erfindung durchströmt das Wärmeträgermedium Luft 41 die Profilkammern 26 der Wärmeleitpro file 12 in einer einzigen Richtung oder in benachbarten Profilkammern 26 in jeweils entgegengesetzten Rich tungen. Vorteilhaft bei der Durchströmung in jeweils entgegengesetzten Richtungen ist, daß die Temperatur des Dünnschichthybridmoduls 11 relativ gleichmäßig bleibt, da die relativ kühlste Luft 41 an der Stelle in eine Profilkammer 26 eintritt, an der eine benachbarte Profilkammer 26 die relativ am stärksten erwärmte Luft 41 führt, bevor diese aus den Profilkammern 26 des Wärmeleitprofils 12 austritt und über Lüftungskanäle 21 ab geführt wird. Dadurch findet mittels Wärmeleitung durch die metallischen Wärmeleitprofile 12 ein Wärme austausch zwischen der einströmenden kühlen Luft 41 und der ausströmenden warmen Luft 41 statt. Am Luftein- bzw. -austritt des Wärmeleitprofils 12 ist dieser Temperaturaustausch am größten, da die physikalische Triebkraft des Wärmeaustauschs das Temperaturgefälle ist, wobei die Wärmetauschleistung mit zunehmender Entfernung vom Luftein- bzw. -austritt des Wärmeleitprofils aufgrund der sich stärker aneinander angleichen den Temperaturen der beiden benachbarten Luftströme. Das Prinzip entspricht somit dem Gegenstromprinzip wie es an sich bei Wärmetauschen 52 bekannt und gängig ist. Damit wird eine relativ homogene Temperatur innerhalb der Modulfläche erreicht, was Schäden an den Bauteilen durch Überhitzung und Materialermüdung durch Spannungen im oberen Teil g der Dünnschichthybridmodule 11 verhindert. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Wärmeübertragungsleistung steigt und somit der thermische Wirkungsgrad positiv beeinflußt wird, wäh rend als Folge auch die Strömungsgeschwindigkeiten im Dünnschichthybridmodul 11 reduziert werden kann.

Hierdurch fällt der durch Ventilatoren 80 aufzubringende Druckverlust in Quadrat und elektrische Antriebslei stung der Ventilatoren 80 kann eingespart werden. Vorteilhaft ist auch, daß durch die höhere Wärmeübertra gungsleistung die erreichbare Temperatur der warmen Luft 41 steigt, wodurch die Energie für bestimmte Nut zungsarten, beispielsweise der Brauchwassererwärmung 76.1 oder der Wärmespeicherung 55, besser verwert bar wird. Vorteilhaft ist weiterhin, daß der notwendige konstruktive Aufwand hierfür gering ist und daß die Lüftungskanäle 21, 22 zur Luftzufuhr und zur Luftabfuhr nah beieinander liegen, so daß der erforderliche bau liche und Installationsaufwand gering gehalten werden kann, beispielsweise weitgehend komplett im Spitzbo den eines Daches untergebracht und dort mit jeweils nur kurzen Entfernungen an Wärmetauscher 52 oder Lüftungsgeräte 49 angeschlossen werden kann. Bei einer konstruktiven Ausführung von zwei Profilkammer reihen k übereinander wird zusätzlich eine erhöhte statische Stabilität der Dünnschichthybridmodule 11 er reicht.

Gemäß der Erfindung wird die erwärmte Luft 41 gesammelt und abgeleitet. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit die Wärmeenergie verfügbar gemacht und einem Verbraucher zugeführt werden kann.

Durch die Abfuhr der Wärmeenergie ist der Gefahr der Überhitzung der solaren Dünnschichthybridmodul 11 vorgebeugt. Gemäß der Erfindung erfolgt die Umwandlung der Solarenergie integriert in der äußeren, son nenexponierten Gebäudefläche. Vorteilhaft hierbei ist, daß sich die Dünnschichthybridmodule 11 ästhetisch relativ problemlos in die sonnenexponierten Dach- 61 oder Fassadenflächen 62 einfügen und wenig statische Probleme verursachen, da sie weder zusätzliche Wind- noch Schneelasten aufnehmen müssen. Zusätzlich ist vorteilhaft, daß Gewicht und Kosten für die hierdurch ersetzten, herkömmlichen Bauteile der äußeren Ge bäudehülle, beispielsweise Dachziegel oder Fassadenplatten, eingespart werden.

Gemäß der Erfindung werden die Dünnschichthybridmodul 11 zur Gewinnung und Umwandlung der Sonnen energie in die äußere, sonnenexponierte Dachfläche 61 integriert. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit das Dach die Zusatzfunktion der Energiegewinnung erhält. In der Regel ist das Dach aufgrund seiner relativ großen Fläche und seinem häufig günstigen Neigungswinkel, welcher ungefähr bei 32° sein Ideal erreicht, zur sola ren Energiegewinnung besonders geeignet. Sinnvoll ist jedoch nur die Integration in sonnenexponierte Dach flächen 61, wobei insbesondere die Südorientierung günstig ist, die West- und Ostorientierung jedoch eben falls in Frage kommen. Die dachintegrierten Solarmodule übernehmen gleichzeitig die Aufgabe des Wetter schutzes, sie sind durch ein entsprechend geeignetes, wasserdichtes Montagesystem 35 miteinander zu einer dichten und weitgehend winddichten Oberfläche verbunden und stellen somit eine auf Dauer haltbare Gebäu dehülle dar. Die Reinigung der Dünnschichthybridmodul 11 ist in der Regel bei ausreichender Dachneigung durch die natürlichen Niederschläge gewährleistet. Gemäß der Erfindung werden die Dünnschichthybridmodul 11 zur Gewinnung und Umwandlung der Solarenergie in die äußere, sonnenexponierte Fassadenfläche 62 integriert. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Fassade 62 eine zusätzlich nutzbare Außenfläche zur Energiegewin nung bereitstellt. Zugleich kann hiermit eine unter ästhetischen Gesichtspunkten architektonisch wertvolle Gestaltung realisiert werden, und die Transmissionswärmeverluste durch die von Solarmodulen bedeckten Gebäudenflächen, werden stark reduziert. Dies kommt zum einen durch den erhöhten Wärmedämmeffekt zustande, zum anderen wird die Transmissionswärme nach Durchdringung der Wandbauteile des Gebäudes 70 in den solaren Dünnschichthybridmodulen 11 weitgehend von der sie durchströmenden Luft 41 aufgenommen und dem Gebäude 70 wieder zugeführt. Insbesondere vorteilhaft ist diese Verfahrensweise bei Großgebäuden, Hallen wie z. B. bei großen Verwaltungsgebäuden, großen Hotelbauten, großen Wohnbauten, Krankenhäu sern oder ähnlichen vorteilhaft. Von Vorteil ist hierbei insbesondere die große, zur Verfügung stehende Flä che, wie auch die Nutzbarkeit der solarerwärmten Luft, da diese Gebäudetypen häufig über eine raumlufttech nische Anlage 49 oder Klimaanlage verfügen und somit die warme Luft 41 direkt beispielsweise zur Zulufter wärmung 54.1 genutzt werden kann. Vorteilhaft ist weiterhin, daß insbesondere in den Jahreszeiten in denen die Sonne tiefsteht, wie z. B. im Spätherbst, Winter oder Frühjahr die Energieausbeute besonders hoch ist, da aufgrund des flachen Einstrahlwinkels die Sonne im günstigen Winkel auf die Dünnschichthybridmodule 11 auftrifft und somit eine relativ hohe Energieausbeute bereitstellt, welche gerade in dieser Jahreszeit zur Gebäu debeheizung benötigt wird. Gemäß der Erfindung werden die integrierten Dünnschichthybridmodule 11 mit einem dauerhaft wasserdichten Befestigungssystem 35 montiert. Dadurch ist gewährleistet, daß die somit ent stehende Fläche gleichzeitig die Funktion des Regenschutzes übernehmen kann, und somit zusätzliche Vor richtung zur Erreichung der Regendichtigkeit ersetzt werden können, beispielsweise also keine darunter lie gende zweite dichte Dachfläche benötigt wird. Feuchteschäden der Bausubstanz können somit vorgebeugt werden, ein positiver wirtschaftlicher Effekt wird erreicht. Gemäß der Erfindung wird zur Befestigung der solaren Dünnschichthybridmodule 11 ein Pfosten und Riegel Befestigungssystem 63 oder ein Blechdach Befe stigungssystem 62, welches beispielsweise zur Montage von Zinkfalzdächern üblich ist, verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Befestigungssysteme 35 relativ günstig und technisch ausgereift auf dem Markt erhältlich sind, den verarbeitenden Betrieben keine großen Schwierigkeiten bereiten und eine dauerhafte wasserdichte Verbindung der Dünnschichthybridmodule 11 ermöglichen. Gemäß der Erfindung werden die Dünnschichthy bridmodule 11 auf einer vertikalen Lattung 42 an der Fassade 62 oder dem Dach 61 montiert. Vorteilhaft hier bei ist, daß die Aufbringung einer solchen vertikalen Lattung 42 bei einer üblichen Dachkonstruktion sowieso verwendet wird. Bei der Konstruktion eines hinterlüfteten Ziegeldaches ermöglicht sie beispielsweise die Auf wärtsbewegung der Luft 41 zwischen z. B. einer Unterspannbahn 45, welcher auf der bauseitigen Wärme dämmung 44 des Daches liegt, und den Dachsteinen und beugt somit Feuchteschäden an der Bausubstanz vor.

Diese Anordnung ist kostengünstig herstellbar und bewährt und eignet sich somit zur Montage der Dünn schichthybridmodule 11. Auch können mehrere vertikale Dachlatten 42 übereinander oder statt dessen höhere Latten 42 verwendet werden, um die Bauhöhe des Wärmeleitprofils 12 auszugleichen. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die sogenannte Konterlattung, also eine horizontal verlaufende Lattung, welche auf dieser vertikalen Lat tung 42 üblicherweise als Trägerkonstruktion für die Dachsteine aufgebracht wird, ersetzt wird und somit Ma terial- und Arbeitskosten hierdurch eingespart werden. Diese Konterlattung kann jedoch auch zusätzlich ver wendet werden. Als wichtiges Merkmal kann gemäß der Erfindung jedes einzelne Dünnschichthybridmodul 11 von einem eigenen Gehäuse 14 umschlossen werden. Dieses Gehäuse 14 umschließt die Seiten- i und untere Bodenfläche h des Dünnschichthybridmodule 11, während die Oberseite g des Dünnschichthybridmodule 11 durch eine transparente Abdeckung 5.1 abgeschlossen wird, welche mit dem Gehäuse durch eine seitliche Ein fassung 14.1 verbunden ist. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit das Dünnschichthybridmodule 11 eine statische Stabilität und einen Abschluß als System gegenüber der Umwelt erhält und insbesondere auch zur Einzelauf stellung beispielsweise zur Aufständerung auf einem Dach oder auch auf freiem Gelände geeignet wäre. Die Verwendung eines eigenen Modulgehäuses 14 ist beispielsweise bei bekannten und handelsüblichen solaren thermischen Kollektormodulen üblich. Gemäß der Erfindung werden die Wärmeverluste des Wärmeträgerme diums 39 nach unten hin durch eine bauseitig vorhandene Wärmedämmschicht 44 vermindert. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit die Effizienz und der thermische Wirkungsgrad des Verfahrens erhöht wird. Üblicher weise haben modulare thermische Solarkollektoren diese Wärmedämmung 20 im Gehäuse integriert. Gemäß der Erfindung wird diese Anordnung jedoch dadurch ersetzt, daß die bauseitige Wärmedämmung 44 beispiels weise eine Zwischensparrendämmung in einer Dachkonstruktion diese Funktion übernimmt. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Kosten für eine eigene Wärmedämmung 20 der solaren Dünnschichthybridmodule 11 eingespart werden können und somit eine einfachere und kostengünstigere Herstellung ermöglicht wird. Gemäß der Er findung wird in dem Dünnschichthybridmodule 11 direkt oberhalb der bauseitig vorhandenen Wärmedämm schicht 44 montiert. Als Vorteil wird hierbei erreicht, daß das Wärmeträgermedium 39 seine thermische Ener gie weitgehend behält und wie oben bereits beschrieben eine einfache kostengünstige und materialsparende Einbindung in die äußere Gebäudehülle möglich macht. Diese Anordnung ist insbesondere bei der Verwen dung solarer Dünnschichthybridmodule 11 ohne eigenem Gehäuse 14 vorteilhaft. Gemäß der Erfindung werden die Dünnschichthybridmodule 11 oberhalb der bauseitigen Wärmedämmschicht 44 und von diesem durch eine Unterspannbahn 45, einer Holzwerkstoffplatte 65 (beispielsweise eine Holzfaserplatte), einer Dachpappe oder einer anderen, diese Funktion erfüllenden, Vorrichtung montiert. Vorteilhaft hierbei ist, daß die darunterlie gende bauseitige Wärmedämmschicht 44 von dem unter den Dachziegeln oder solaren Dünnschichthybridmo dulen 11 zirkulierender Luftschicht getrennt wird und somit die Wärmedämmfähigkeit des Isoliermaterials erhalten bleibt. Das Eindringende von Feuchtigkeit ins Isoliermaterial wird verhindert. Vorteilhaft ist weiter hin, daß die Luft 41 unterhalb der Dünnschichthybridmodule 11 kontrolliert strömt und die thermische Energie der Luft 41 somit auch nicht in die Wärmeisolierschicht eingebracht wird, was dem sommerlichen Wärme schutz dient. Einer übermäßigen Aufheizung, beispielsweise von bewohnten Dachräumen in den Sommermo naten, kann somit vorgebeugt werden. Zusätzlich erfüllt diese Unterspannbahn 45, beispielsweise eine Polye thylenfolie oder einer Bitumenpappbahn oder die Holzwerkstoffplatte 65, beispielsweise eine Holzweichfaser platten, eine zusätzliche Sicherheitsfunktion gegen ein Eindringen von Regenwasser, falls die äußere Dach hülle Undichtigkeiten aufweisen sollte. Gemäß der Erfindung werden die Wärmeverluste des Wärmeträgerme diums 39 nach unten hin durch eine unterhalb der Wärmeleiteinrichtung 2 angebrachte Wärmedämmplatte 66 verhindert. Als unten h wird die dem Gebäude 70 zugewandte Seite bezeichnet. Die Formulierung "oben" oder "Oberseite" g beschreibt die Orientierung zur Außenseite hin. Vorteilhaft bei der Verwendung einer eigenen Wärmedämmplatte 66 unterhalb der Wärmeleiteinrichtung 2 ist, daß eine zusätzliche Wärmeisolierung auf die Gebäudehülle aufgebracht wird und somit die Transmissionswärmeverluste verringert werden können. Vorteil haft ist weiterhin, daß solare Dünnschichthybridmodule 11 mit einer eigenen Wärmedämmplatte 66 auch zur Verwendung in baulichen Anordnungen geeignet ist, welche ihrerseits keine wärmegedämmte Außenfläche haben, da die Wärmedämmplatte 66 zugleich zur Minderung der Wärmeverluste des Wärmeträgermediums 39 und zur Minderung von Wärmeverlusten aus dem Gebäude 70 durch Transmission, genutzt werden kann. Die Wärmedämmplatte 66 kann auf einfache Weise an der Unterseite h des Wärmeleitprofils 12, beispielsweise des Aluminiumprofils, befestigt werden, beispielsweise durch eine Klebeverbindung oder durch eine form- oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Wärmeleitprofll 12. Wärmedämmplatten 66 sind als kostengünstige und hoch isolierende Bauteile, beispielsweise bestehend aus Polystyrol oder Polyurethanhartschaum, erhältlich und bewährt. Sie sind leicht und erfüllen weitgehend die Brandschutzanforderungen. Gemäß der Erfindung besteht die Wärmedämmplatte 66 unterhalb der Wärmeleiteinrichtung 2 aus einem diffussionsoffenen Materi al. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Vorrichtung dadurch direkt auf die Fassadenoberfläche 62 montiert werden kann. Hierdurch entfallen Kosten für eine Unterkonstruktion und die Montagekosten werden gering gehalten. Beispielsweise kann die Wärmedämmplatte 66 direkt in den Außenputz gedübelt werden und stellt durch ihre Diffusionsoffenheit für Wasserdampf eine bauphysikalisch unproblematische Lösung dar, da der Bauschaden verursachende Ausfall vom Kondenswasser hierdurch weitgehend verhindert wird. Gemäß der Erfindung wer den mehrere Dünnschichthybridmodule 11 miteinander zu weitgehend kompletten Fassadenbauteilen 36.2, Dachtafeln 36.1 oder Großmodulen 36 verbunden, die bereits herstellerseitig vorgefertigt werden. Diese Vor fertigung kann die elektrische Verbindung der Dünnschichthybridmodule 11 untereinander umfassen, wie auch die elektrotechnische Einbindung eines Wechselrichters 38, welcher dazu dient, den Gleichstrom der Dünnschichtsolarzellen 1 in netzfrequenten Strom umzurichten, welcher sodann beispielsweise in das öffentli che Stromversorgungsnetz eingespeist werden kann oder z. B. auch im Haus mit üblichen netzabhängigen Ver brauchsgeräten genutzt werden kann. Die herstellerseitige Vorfertigung kann gemäß der Erfindung auch die Installationsleitungen und -kanäle 21, 22, welche das Wärmeträgermedium 39 zum Dünnschichthybridmodul 11 zu- und abführen, umfassen. Beispielsweise können Luftkanäle 21, 22 zur Zu- und Abführung der Luft 41 bereits fertig vorinstalliert und angeschlossen werden. Ebenfalls kann gemäß der Erfindung eine unter dem Wärmeleitprofil 12 liegende Wärmedämmschicht 20, beispielsweise in Form von Wärmedämmplatten 66 aus Polystyrol, bereits herstellerseitig vorgefertigt in das Bauteil 36, 36.1, 36.2 integriert werden.

Vorteilhaft bei all den genannten, herstellerseitigen Vorfertigungen kompletter Großmodule 36, Fassadenbau teile 36.2 oder weitgehend kompletter Dachtafeln 36.1, ist daß ein schneller Baufortschritt gewährleistet wer den kann, der Rohbau in der Bauphase weniger lang der Witterung ausgesetzt ist und die weitgehend kom pletten Bauteile 36, 36.1, 36.2 relativ kostengünstig hergestellt werden können. Die technisch korrekte Planung und Auslegung, Dimensionierung, Anbindung der Systeme sowie die Qualität der Verarbeitung ist durch eine weitgehende herstellerseitige Vorfertigung der Bauteile 36, 36.1, 36.2 möglich. Kostenvorteile können durch kontinuierliche Arbeitsprozesse, der Nutzung von Kostenvorteilen durch Großeinkäufe, sowie durch die günsti ge Integration der energietechnischen (z. B. 12.1, 12.2, 38, 20, 5.1, 21, 22) Systeme in die Bauteile 36, 36.1, 36.2 erreicht werden.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Herstellung der weitgehend vorgefertigten Dach- oder Fassadenbauteile in einer Hand liegen, der Bauherr somit nur einen Ansprechpartner bei der Planung, Ausführung und Gewährlei stung hat. Die technischen Systeme können durch die herstellerseitige Vorfertigung optimal integriert und aufeinander abgestimmt werden wodurch Planungs- und Ausführungsfehler vermieden werden können, Kom petenzen gebündelt werden können und eine hohe Effizienz bei gleichzeitig relativ hoher Wirtschaftlichkeit erreicht werden kann.

Gemäß der Erfindung können die Großmodule 36 oder weitgehend kompletter Dachtafeln 36.1 als Dachein deckung für Garagen, Carports, Schuppen, Gerätehäuser oder Wintergärten genutzt werden. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit weitere Flächen als die Dachfläche von Hauptgebäuden zur solaren Energiegewinnung genutzt werden können und auch beispielsweise für Hausbesitzer, deren Dacheindeckung ihres Hauses noch in gutem Zustand ist, eine Möglichkeit besteht, das Verfahren zur Gewinnung und Verwertung von Solarenergie wirt schaftlich zu nutzen. Vorteilhaft ist hierbei auch, daß solche Anbauten baurechtlich einfacher genehmigt wer den. Bei der Nutzung als Dacheindeckung von Wintergärten ist bei einer Südausrichtung die sommerliche Überhitzungsgefahr im Wintergarten durch die verringerte, direkte Sonneneinstrahlung stark herabgesetzt wird und kostenintensive Maßnahmen zur Beschattung können stark reduziert werden. Durch die Anordnung des Wintergartens direkt vor einer Außenwand eines Wohngebäudes kann die, durch das erfindungsgemäße Ver fahren gewonnene, solare Wärmeenergie gut an die Haustechnik des Wohnhauses abgeführt werden.

Der Einsatz des Verfahrens in netzunabhängigen Systemen (Inselanlagen) bietet den Vorteil, daß sämtliche Energien die im häuslichen, gewerblichen oder auch industriellen Umfeld benötigt werden, bereitgestellt wer den können. Eine autarke Vollversorgung mit Energie ist somit auch in Gebieten möglich, die aufgrund ihrer Infrastruktur nur mit großem Aufwand mit netzgebundener elektrischen Energie oder mit anderen Brennstoffen versorgt werden können. Da dieser Aufwand als mögliche Ersparnis den Anlagenkosten des erfindungsgemä ßen Verfahrens gegengerechnet werden kann, erreicht das Verfahren hier eine hohe Wirtschaftlichkeit. Bei spielhafte Anwendungen sind somit abgelegene Gebäude wie Gehöfte, Berghütten oder ähnlichem, insbesonde re aber auch in Entwicklungsländern die meist ein hohes solares Strahlungsangebot haben, oder in sonstigen Großflächenstaaten, deren Infrastruktur zur Energieversorgung aus verschiedenen Gründen wenig dicht ist.

Gemäß der Erfindung werden die Großmodule 36, Fassadenbauteile 36.2 oder Dachtafeln 36.1 als Dacheindec kung für Niedrigenergiehäuser, Passivhäuser oder Häuser in Fertigbauweise verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Häuser über einen vergleichsweise nur geringen Wärmebedarf verfügen und somit die prozentuale solare Deckungsrate hoch sein kann oder auch eine herkömmliche Wärmeerzeugungsanlage vollständig erset zen kann. Niedrigenergiehäuser oder Passivhäuser haben durch ihre gute Wärmeisolation nach außen geringe Transmissionswärmeverluste wodurch der relative Anteil der Lüftungswärmeverluste groß ist. Um diesen zu reduzieren wird häufig eine mechanische Lüftungsanlage/raumlufttechnische Anlage 49 verwendet. Außer dem ist aufgrund der hohen Luftdichtigkeit der äußeren Gebäudehülle bei diesen Gebäuden nur sehr wenig Luftaustausch durch Fugen möglich. Daher steigt die Notwendigkeit der kontrollierten Wohnungslüftung, um ein hygienisches Raumluftklima sicherzustellen und Bauschäden durch Feuchtigkeit vorzubeugen. Holzhäuser werden häufig in Fertigbauweise errichtet und eigen sich daher zur Verwendung von Dachfertigbauteilen oder Großmodulen besonders. Aufgrund der geringen Wärmespeicherfähigkeit des Baustoffs Holz ist eine wenig träges Heizungssystem, also ein System, welches den Raum schnell erwärmen kann, wie beispielsweise eine Luftheizung, besonders günstig. Da somit die Raumtemperatur in Zeiten, da nur wenig Wärme benötigt wird, beispielsweise tagsüber wenn alle Bewohner außer Haus sind, schnell abgesenkt werden kann, ist ein zusätzli cher Energiespareffekt erreichbar.

Gemäß der Erfindung werden die Dachtafeln 36.1 oder Großmodule 36 im wasserdichten, flächendeckenden Verbund auf Flachdächern 67 montiert. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit oberhalb der Dachhaut des Flachda ches 67 bereits eine wasserdichte Dachfläche entsteht und die wassersperrende Funktion übernimmt. Die meist reparaturanfälligen, wartungsintensiven und nur wenig haltbaren Flachdächer 67 können somit dauerhaft sa niert werden.

Gemäß der Erfindung wird durch der Überbau der Flachdächer 67 mit Dachtafeln 36.1 oder Großmodulen 36 im wasserdichten, flächendeckenden Verbund eine raumbildende Außenhülle 46 erreicht. Vorteilhaft hierbei ist, daß der so gewonnene Raum, sozusagen als Nebeneffekt, ein möglicher Nutzraum ist, der beispielsweise in Verbindung mit einer Glasfläche nach Norden hin als Dachgarten oder für viele weitere Zwecke genutzt wer den kann.

Gemäß der Erfindung können bereits Dachfenster oder Dachgauben 47 herstellerseitig in die weitgehend vor gefertigten Dachtafeln 36.2 integriert werden. Vorteilhaft ist, daß hierdurch ganze Dächer, Dachflächen, Dachhälften oder Dachteile komplett vorgefertigt werden können. Somit ist ein schneller Baufortschritt ge währleistet und die Einbindung der solaren Dünnschichthybridmodule 11 in die bauliche Konstruktion kann optioniert werden. Beispielsweise dadurch, daß der Schattenwurf durch die Dachgauben berechnet und einge plant werden kann oder daß eine optimale Flächenausnutzung der verfügbaren Dachfläche zur solaren Ener giegewinnung erreicht werden kann. Hierdurch wird es möglich, auf herkömmliche Baustoffe, beispielsweise auf Dachziegel, an den sonnenexponierten Dachfläche 61 zu verzichten. Die Verfahrensweise der Herstellung weitgehend vorgefertigter Bauteile ist beispielsweise im Fertighausbau bei der weitgehenden Vorfertigung kompletter Wandbauteile durchaus üblich. Deren Vorteile sind somit übertragbar.

Gemäß der Erfindung können die Großmodule 36, Fassadenbauteile 36.2 oder Dachtafeln 36.1 Teilflächen 48 enthalten die keine Solarzellen 1 oder Wärmeleiteinrichtungen 2 mit Luft- 12.1 oder Wasserwärmetauschern 12.2 besitzen, äußerlich jedoch der Oberfläche der Dünnschichthybridmodule 11 ähneln. Vorteilhaft hierbei ist, daß Teilflächen 48 eines Daches das nicht genügend von der Sonne beschienen wird oder deren Energiebeitrag aus technischen oder aus Kostengründen nicht gewünscht ist, auch ohne die Energiesysteme kostengünstig, und durch die homogene Oberfläche auch ästhetisch, integriert werden können.

Gemäß der Erfindung werden die Großmodule 36 in verschiedenen Längen e hergestellt. Hierdurch ist eine gute Anpassung an die häufig unterschiedlichen, bauseitigen Erfordernisse möglich.

Gemäß der Erfindung werden die Großmodule 36 oder Dachtafeln 36.1 in der bauseits geplanten Länge vom First 68 bis zur Traufe 69 eines Daches angepaßt. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit durchgehende, optisch einheitliche Bahnen hergestellt werden können. Eine weitgehende werksseitige Vorfertigung von Großmodulen 36 oder Dachtafeln 36.1 in kundendefinierten, exakt passenden Längen wird ermöglicht. Auch entstehen somit keine Barrieren auf der Oberfläche der Dünnschichthybridmodule 11, beispielsweise an den vertikalen Leisten des Montagesysteme 35, an denen sich Regenwasser oder Verschmutzungen ansammeln können und ein schneller und kostengünstiger Baufortschritt wird gewährleistet, wobei der Montageaufwand gering bleibt. Die Installationen für das erfindungsgemäße Verfahren können bereits auf der gesamten Fläche der Großmodule 36 oder Dachtafeln 36.1 integriert werden und eine größtmögliche Anzahl von Solarzellen 1 aufgebracht werden.

Gemäß der Erfindung wird die gewonnene warme Luft 41 einer mechanischen Lüftungsanlage/raumlufttech nischen Anlage (RLTA) 49 zugeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Anlagen 49 das Wärmeträgermedium Luft 41 direkt verwerten können und somit kein zusätzlichen Umwandlungsverluste entstehen. RLTA 49 kön nen sowohl zu Lüftungszwecken wie auch zu Heizung und Kühlung eingesetzt werden. Sie können wärmee nergiesparende Wirkung haben, insbesondere unter Verwendung einer Wärmerückgewinnungsanlage in Form eines Wärmetauschers 52 oder einer Wärmepumpe 53 zur Wärmerückgewinnung aus der Gebäudeabluft 72.

Durch eine mechanische Lüftungsanlage 49 sind bei Gebäuden aber auch bereits ohne Wärmerückgewinnung Energieeinspareffekte zu erzielen, da die Luftzufuhr kontrolliert und bedarfsgerecht erfolgen kann. Sie kann einen gewünschten, vorgewählten Raumluftwechsel bereitstellen, und beugt somit einer Überkonzentration an CO₂ sowie an Feuchtigkeit vor. Somit können Bauschäden, beispielsweise durch Mauerschwamm oder Schim melpilzbildung vorgebeugt werden und die raumlufthygienische Situation kann verbessert werden. Raumluft technische Anlagen 49 stellen eine weit verbreitete gebäudetechnische Anlage dar, wie sie insbesondere in Großgebäuden häufig eingesetzt wird. Verstärkt findet sie aber auch im Wohngebäudebau Verbreitung, da sie neben den genannten Vorteilen die Lüftungswärmeverluste, welche insbesondere in hochisolierten und stark abgedichteten Niedrigenergiehäusern einen großen Anteil haben, günstig sind. Raumlufttechnische Anlagen 49, welche gleichzeitig die Funktion der Luftheizung 54 erfüllen, bieten weiterhin den Vorteil, daß keine Stellfläche für Heizkörper verloren gehen und eine gute Regelbarkeit von Luftheizungen 54 gegeben ist. Sie sprechen schnell an und ermöglichen somit eine gute bedarfsgerechte, und durch die Nutzungsgewohnheiten der Bewohner bestimmte, Regulierung. Lärmbelästigung von außen kann geringer gehalten werden, da nicht über die geöffneten Fenster gelüftet wird und somit deren Schallschutzwirkung erhalten bleibt. Eine geringere Verschmutzung der Innenräume wird erreicht, da die Außenluft durch geeignete Filtervorrichtungen von Staub gereinigt werden und die Gebäudezuluft somit weitgehend staubfrei ist. Auch können Geruchsbelästigungen beispielsweise in Küchen oder Toiletten verhindert werden. Raumlufttechnische Anlagen 49 stellen eine relativ kostengünstige und wartungsarme, technisch ausgereifte gebäudetechnische Versorgungseinrichtung dar. Vor teilhaft bei dem Verfahren ist, daß es sich insbesondere auch zur Anbindung an bereits bestehende RLTA 49 eignet. Gemäß der Erfindung wird die warme Luft 41 einem Gebäude 70 als Zuluft 71 zugeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß eine Lufterneuerung in den Räumen erreicht wird, was durch die erhöhten Zulufttemperaturen eine Unterstützung der Heizung möglich wird. Über eine mechanische Lüftungsanlage 49 ist ebenfalls eine Heizungsunterstützung möglich. Gemäß der Erfindung wird dem Dünnschichthybridmodul 11 Außenluft 73 zwecks Erwärmung zugeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß verbrauchte Gebäudeluft durch die frische Außenluft 73 ausgetauscht werden kann, und die Außenluft 73 bereits bei geringer solarer Einstrahlung beispielsweise im Winter vorerwärmt wird. Gemäß der Erfindung wird die Außenluft 73 über im Erdreich 50.1 verlegte Rohre oder Schläuche 50.2 angesaugt. Vorteilhaft bei dieser Verfahrensweise gemäß dem Funktionsprinzip eines Erdwärmetauschers 50 ist, daß die Außenluft 73 insbesondere in der kalten Jahreszeit hierdurch vorerwärmt wird, da das Erdreich 50.1 in Tiefen von mehr als einem Meter nur geringeren Temperaturschwankungen unterworfen ist, und somit auch bei Frost noch eine wesentliche Temperaturerhöhung durch Wärmeleitung mittels der erdverlegten Schläuche/Rohre 50.2 erreicht werden kann. Dadurch sinkt der notwendige Energie bedarf um die Außenluft 73 auf behagliche Temperaturen vorzuerwärmen, und der Energiebedarf wird hierzu verringert. Gemäß der Erfindung wird die Außenluft 73 vor der Ansaugung gefiltert. Vorteilhaft hierbei ist, daß Verunreinigungen in raumlufttechnischen Anlagen 49, den solaren Dünnschichthybridmodulen 11 oder weiteren Bauteilen der haustechnischen Versorgungseinrichtungen (z. B. 21, 22) sowie der belüfteten Räume verringert werden können. Das Einbringen von Stäuben, Insekten, Nagetieren oder alle 78492 00070 552 001000280000000200012000285917838100040 0002019902650 00004 78373rgieauslösenden Pollen kann weitgehend reduziert werden. Gemäß der Erfindung wird dem Dünnschichthybridmodul 11 Gebäudeab luft 72 zwecks Nacherwärmung zugeführt. Diese Verfahrensweise entspricht dem Umluftbetrieb 74. Somit ist es nicht notwendig, die komplette Raumluft auszutauschen, womit relativ hohe Wärmeverluste verbunden wä ren, statt dessen kann abgekühlte Raumluft im Dünnschichthybridmodul 11 nacherwärmt und dem Raum wie der zugeführt werden. Gemäß der Erfindung wird der Gebäudeabluft 72 Wärme mittels eines Wärmetauschers 52 oder einer Wärmepumpe 53 entzogen, welche die angesaugte Außenluft 73 vor Eintritt in die Dünn schichthybridmodule 11 vorerwärmt oder nach Durchströmung der Dünnschichthybridmodule 11 nacher wärmt. Hierdurch kann ein weiterer Energieeinspareffekt erreicht werden da die Temperatur der zugeführten Außenluft 73 durch eine zweistufige Temperaturanhebung auf ein höheres Niveau gebracht werden kann, wo durch die notwendige Wärmebereitstellung aus anderen Quellen reduziert oder gar vollständig ersetzt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird die warme Luft 41 einer Luftheizung 54 zugeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß einer herkömmlichen, in der Regel auf eine warmwasserbasierende Heizungsanlage verzichtet werden kann. Hier durch entfallen deren kompletten Anlagekosten, sowie auch alle Nebenkosten, wie die Bereitstellung eines Heizraumes oder der Flächen- und Installationsbedarf von Heizkörpern. Vorteilhaft hierbei ist, daß eine Luft heizung 54 die Warmluft aus den solaren Dünnschichthybridmodulen 11 direkt, also ohne Umwandlung ver werten kann.

Gemäß der Erfindung benutzt die verwendete Luftheizung 54 außer der solar erwärmten Luft 41 direkt aus den Dünnschichthybridmodulen 11, mindestens eine weitere Wärmequelle. Vorteilhaft hierbei ist, daß dadurch der Wärmebedarf insbesondere im Winter, wenn nicht ausreichend solare Strahlungsenergie zur Verfügung steht, der Heizwärmebedarf eines Gebäudes 70 vollständig gedeckt werden kann.

Hierdurch wird eine ausreichende Versorgungssicherheit gewährleistet und den Komfortansprüchen der Be wohner Rechnung getragen. Gemäß der Erfindung wird als weitere Wärmequelle ein Wärmespeicher 55, eine Holzfeuerung oder eine Wärmepumpe 53 verwendet. Der Großwärmespeicher hat den Vorteil, daß solare Über angebot an Wärme im Sommer gespeichert werden kann und im Winter diese Energie wieder in Form von Nutzwärme aus dem Wärmespeicher 55 abgerufen werden kann. Hierdurch ist es möglich die solare Deckungs rate und somit die Effizienz des Systems erheblich zu erhöhen. Eine zusätzliche Holzfeuerung bietet den Vor teil, daß sie den CO₂-neutralen Festbrennstoff Holz nutzt, und somit diesbezüglich eine Umweltentlastung darstellt. Holzfeuerungsanlagen sind bereits zu relativ geringen Investitionskosten verfügbar und stellen insbe sondere bei einer nur gelegentlichen Nutzung durch die Bewohner ein geeignetes Heizsystem dar, da anson sten meist der hohe Bedienungsaufwand, wie Nachlegen des Holzes, Entsorgung der Asche, durch die Bewoh ner nicht akzeptiert wird. Zur nur gelegentlichen Unterstützung eines solaren Heizsystems, insbesondere im Winter, bietet eine Holzfeuerung jedoch Vorteile, insbesondere wenn die hiermit erzeugte Wärme ebenfalls gespeichert werden kann und somit die Holzfeuerung mit ihrer Nennleistung relativ geringe Zeiten betrieben werden muß. Die Holzfeuerung muß nur dann in Betrieb genommen werden, wenn, beispielsweise in einem langen, kalten, sonnenarmen Winter, die solar erzeugte und die gespeicherte Wärmemenge nicht ausreicht.

Eine Wärmepumpe 53 bietet den Vorteil, daß sie eine ganzjährige Versorgungssicherheit gewährleistet, da sie auch auf andere Wärmequellen, wie die solar erzeugte warme Luft 41 aus den Dünnschichthybridmodulen 11 zurückgreifen kann. Mittels einer Wärmepumpe 53 können auch solare Gewinne auf einem niedrig Tempera turniveau, beispielsweise die durch die Dünnschichthybridmodule 11 im Winter auf nur 15°C vorerwärmte Außenluft, genutzt werden. Auch können somit bereits geringe Energiegewinne durch eine schwache Sonnen einstrahlung genutzt werden die ansonsten nicht energetisch verwertet würden. Hierdurch wird bereits eine Erwärmung der Außenluft, beispielsweise von 0° Celsius auf 10° Celsius nutzbar, da die Wärmepumpe diese auf ein verwertbares Temperaturniveau (z. B. 30°C) anhebt, und hierzu weniger Antriebsenergie benötigt, als bei einer Außentemperatur von 0° Celsius. Vorteilhaft ist weiterhin, daß auch der Gebäudeabluft 72 Wärme entzogen werden kann, die somit wieder nutzbar wird. Gemäß der Erfindung können durch Verwendung des Verfahrens mit einer weiteren Wärmequelle herkömmliche Heizsysteme vollständig ersetzt werden. Hierdurch ist es möglich, die kompletten die Investitionskosten, Kapitalkosten, Installationskosten, Betriebskosten und Brennstoffkosten einer herkömmlichen Heizungsanlage zu ersetzen. Durch diesen Einspareffekt eröffnet sich die Möglichkeit eines wirtschaftlichen Einsatzes des Verfahrens, und somit sein hohes Marktpotential. In der Substitution einer herkömmlichen, in der Regel wassergebundenen Heizungsanlage besteht die Möglichkeit ein umweltfreundliches, weitgehend unabhängiges und dennoch jederzeit versorgungssicheres Heizungssystem zu realisieren, welches insbesondere auch durch seine geringen Betriebskosten zur Wirtschaftlichkeit beiträgt.

Gemäß der Erfindung wird zur Wärmeversorgung ein kompaktes Lüftungsgerät 49.1 mit integrierter Wärme pumpe 53 und/oder einem integrierten Abluftwärmetauscher 52 in Kombination mit einem Wärmespeicher 55 verwendet. Vorteilhaft ist, daß diese kompakten Lüftungsgeräte 49.1 vom Baumaß klein und daher leicht auf zustellen und unterzubringen sind. Die Systemtechnik ist aufeinander abgestimmt und erreicht somit eine hohe Effizienz. Solche Geräte 49.1 werden vermehrt entwickelt und sind bereits am Markt verfügbar. Sie eignen sich somit besonders gut zur Verwertung der, durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnenen solaren Wärmeenergie und bieten insbesondere das Potential, eine zusätzliche, herkömmliche Wärmeerzeugungsanlage vollständig zu ersetzen. Durch diesen Einspareffekt gewinnt das Verfahren erheblich an Wirtschaftlichkeit und an Marktpotential.

Gemäß der Erfindung nutzt die Wärmepumpe die sensible und die latente Wärme der Gebäudeabluft 72. Vor teilhaft hieran ist, daß neben der spürbaren Wärme, also der Wärme die direkt zur Temperaturerhöhung der Luft 41 führt, auch die Wärmeenergie, welche die Luft 41 in Form des mitgeführten Wasserdampfes zusätzlich beinhaltet. Durch Kondensation dieses Wasserdampfes wird Wärmeenergie frei die somit zusätzlich zur Verfü gung steht und die Effizienz und Energieausbeute des Systems begünstigt. Gemäß der Erfindung wird die Wärmeabgabe des Wasserdampfes im Kondensator der Wärnepumpe 55 zur Brauchwassererwärmung 76.1 verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit das zur Brauchwassererwärmung 76.1 nötige Temperaturniveau erreicht wird und keine zusätzliche Anlage zur Brauchwassererwärmung benötigt wird. Die Zwischenspeiche rung des Warmwassers in einem Wärmespeicher 55 ist jedoch notwendig da ansonsten die Wärmeleistung des Kondensators nicht ausreicht.

Gemäß der Erfindung wird die warme Luft 41 einer Hypocauste 56 einer von Warmluft durchströmten Boden platte oder einer Speicherwand zugeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß eine Hypocauste 56 aufgrund der relativ hohen Wärmespeicherfähigkeit des Materials aus dem sie besteht, eine zeitverschobene Wärmeabgabe bewirkt. Dadurch wird Wärmeenergie, welche beispielsweise während der Mittagszeit, in der die solare Strahlungsin tensität am höchsten ist, Wärme aufnimmt, zeitversetzt, also auch in den Abendstunden und in der Nacht, wenn die solare Einstrahlung gering ist, der Wärmebedarf jedoch hoch ist, wieder abgegeben. Vorteilhaft an einer Hypocauste 56 ist die Abgabe von Wärmeenergie in Form von Strahlungswärme. Hierbei ist von Vorteil, daß die Strahlungswärme physiologisch vom Menschen als angenehm empfunden wird und als gesund gilt.

Bei der Verwendung von Strahlungswärme zur Raumheizung ist es möglich, mit bereits um etwa ein bis zwei Grad geringeren Temperaturen, ein behagliches Wärmeempfinden beim Menschen zu erzeugen. Hierdurch wird es möglich, beispielsweise die Raumlufttemperatur von 21° Celsius auf 19° Celsius abzusenken, wo durch ein Energieeinspareffekt bewirkt wird. Hypocausten 56 lassen sich relativ einfach durch massiv Gebäu debauteile beispielsweise einer Wand oder einer Decke konstruieren. Die Warmluft kann, nachdem sie die Hypocauste 56 durchströmt hat, wieder zur Nacherwärmung dem solaren Dünnschichthybridmodul 11 zuge führt werden. Gemäß der Erfindung wird die warme Luft 41 mittels eines Wärmetauschers 52 zur Wasserer wärmung 76 verwendet und das erwärmte Wasser zur Brauchwassererwärmung 76.1 verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, das dadurch auch warmes Brauchwasser, beispielsweise zum Duschen, Baden, Spülen durch solare Wärmeenergie bereit gestellt werden kann. Somit ist es möglich auch ein weiteres Wassererwärmungssystem zu verzichten, und es kann erreicht werden, daß bei der zusätzlichen Verwendung einer konventionellen Hei zungsanlage diese in den sonnenreichen Jahreszeiten weitgehend oder komplett still stehen kann, und somit hohe Bereitschaftsverluste vermieden werden. Gemäß der Erfindung wird die Wärme des Wassers 40 zur Unterstützung eines Warmwasser-Heizsystems 57 verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Temperaturen im Rücklauf des Heizungssystems angehoben werden können die, somit Wärmeenergie, die durch den Brenner erzeugt werden muß, um das Heizungswasser im Vorlauf auf ein bestimmtes Temperaturniveau anzuheben, verringert. Hierdurch entsteht ein Energieeinspareffekt. Gemäß der Erfindung wird das erwärmte Wasser 40 einem Wärmespeicher 55 zugeführt. Vorteilhaft hierbei ist, daß ein zeitweiliges Überangebot an Wärme, wel ches nicht direkt genutzt werden kann, bevorratet werden, und zu einer Zeit erhöhten Wärmebedarfs oder eines geringen solaren Wärmeangebots genutzt werden kann. Gemäß der Erfindung wird im Wärmespeicher 55 das Wärmespeichermedium Wasser 40 verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß Wärmespeicher 55 mit dem Medium Wasser 40 konstruktiv relativ einfach, beispielsweise in der Bauart von drucklosen Großbehältern, herstellbar sind. Wasser 40 besitzt eine hohe Wärmespeicherfähigkeit und ermöglicht somit auf relativ geringem Raum eine relativ hohe Wärmemenge für eine zeitlich spätere Nutzung zu bevorraten. Umwandlungsverluste vom Wärmeträgermedium 39 zum Wärmespeichermedium können gering gehalten oder vermieden werden. Gemäß der Erfindung wird die thermische Energie der warmen Luft 41 an einen Wärmespeicher 55 abgegeben und hierzu Wärmespeicher 55 beispielsweise mit dem Speichermedium Stein verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß die thermische Energie der warmen Luft 41 direkt genutzt werden kann, dadurch daß der Wärmespeicher 55 von direkt der warmen Luft 41 durchströmt wird. Von Vorteil hierbei ist, daß dieses Verfahren ohne Um wandlungsverluste eine konstruktiv relativ einfache und kostengünstige Speichermöglichkeit für Wärme dar stellt. Die Wärmespeicherfähigkeit ist jedoch begrenzt. Gemäß der Erfindung wird als Wärmespeicher 55 ein Latentwärmespeicher verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß eine besonders hohe Wärmemenge bei geringem Volumen bevorraten kann. Gemäß der Erfindung wird ein Wärmespeicher 55 mit dem Wärmespeichermedium Silikagel verwendet. Vorteilhaft hierbei ist die ebenfalls sehr hohe Wärmespeicherfähigkeit auf geringem Raum. Silikagel-Wärmepeicher befinden sich derzeit in der Entwicklung und haben das Potential zu einem ausgereiften technischen System entwickelt zu werden, was bei Latentwärmespeichern bisher noch nicht zu friedenstellend gelungen ist. Vorteilhaft ist weiterhin, daß auch bereits Wärmeenergie aus einem Wärmeträ germedium 39 geringen Temperaturniveaus gespeichert werden kann, und daß das Temperaturniveau des Sili kagels bei der Wärmeabgabe relativ gering ist. Das Wärmespeichersystem mittels Silikagel scheint daher in Verbindung mit dem Wärmeträgermedium Luft 41 besonders günstig zu sein. Gemäß der Erfindung wird die thermische Energie der warmen Luft 41 zur Kälteerzeugung mittels einer Kältemaschine 58 verwendet. Vor teilhaft hierbei ist, daß die energieintensive Aufgabe der Kälteerzeugung durch die solare Energie aufgebracht werden kann. Hierdurch entstehen ökologische wie ökonomische Vorteile. Vorteilhaft ist, daß die Kälte zur Raumklimatisierung 54.2 genutzt werden kann, wodurch der Wohnkomfort, insbesondere in den Sommermo naten, erhöht wird. Dies ist insbesondere auch bei Gebäuden 70 beispielsweise in Holzbauweise von Vorteil, da diese aufgrund ihrer Wandkonstruktion aus Holz nur ein geringes Wärmespeichervermögen haben und sich somit bei hohen Außentemperatur und intensiver Sonneneinstrahlung durch die Fenster schnell und stark er wärmen. Vorteilhaft ist weiterhin, daß das solare Energieangebot genau zu der Zeit zur Verfügung steht, zu der der Kälte- und Klimatisierungsbedarf ebenfalls am größten ist. Insbesondere an heißen und sonnenreichen Tagen ist die Kühllast, bedingt durch die durch Fenster und die Gebäudehülle eingestrahlte solare Wärmeener gie, im Gebäude 70 am größten, während auch das solare Warmluftangebot zur gleichen Zeit meist größer ist als eine mögliche Verwertung, da kein Heizenergiebedarf besteht und der Energiebedarf zur Brauchwasserer wärmung nur begrenzt ist. Gemäß der Erfindung wird die Kälte durch eine Sorptionskältemaschine 58.1 oder eine DEC-Kältemaschine 58.2 erzeugt und hierbei die thermische Energie der Warmluft als Antriebsenergie genutzt. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Kältemaschinen 58.1, 58.2 mittels thermischer Energie angetrieben werden können und somit kein zusätzliche elektrische Antriebsleistung notwendig wird. Die Kälteerzeugung kann somit ausschließlich aus solaren Energiequellen gespeist werden. Gemäß der Erfindung ist die verwen dete Sorptionskältemaschine 58.2 eine im Umkehrbetrieb arbeitende Sorptionswärmepumpe 59, welche anson sten Wärme als Nutzenergie bereitstellt. Vorteilhaft hierbei ist, daß keine zusätzliche Kältemaschine benötigt wird, da die Sorptionswärmepumpe zu Zeiten da keine Wärme zu Heizzwecken benötigt wird, statt dessen Kälte, beispielsweise zum Zweck der Raumklimatisierung, bereitstellen kann. Vorteilhafterweise kann somit mit nur sehr geringen Mehrkosten zusätzlich eine Komforterhöhung durch sommerliche Klimatisierung 54.2 erreicht werden. Lediglich ist hierfür ein Mehraufwand für Stell- und Regelgliedern sowie einer Regelungsein heit notwendig. Gemäß der Erfindung wird die thermische Energie der warmen Luft 41 als Prozeßwärme verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit ein weiterer Verwertungszweck offen steht und der Anwendungs bereich für das erfindungsgemäße Verfahren ausgeweitet werden kann. Das Verfahren eignet sich auch für Anwendungen wie beispielsweise in Produktionsstätten, Fabrikgebäuden, Hallen, Scheunen oder auf Dächern von landwirtschaftlichen Produktionsbetrieben. Gemäß der Erfindung wird die warme Luft 41 in Lagerstätten von Lebensmitteln, Agrargütern oder anderer Biomasse 60 wie forstwirtschaftlichen Erzeugnissen zur Trocknung eingeblasen. Dadurch kann sowohl eine Feuchtigkeitsabfuhr durch Verdunstung und somit ein Trocknungsprozeß der Biomasse 60 erreicht werden und gleichzeitig einem Qualitätsverlust durch Faulen oder Schimmelpilzbildung vorgebeugt werden. Die witterungsbedingten zeitlichen Schwankungen des Warmluftan gebots sind bei einer solchen Anwendung wenig wichtig und das Medium warme Luft 41 kann direkt verwertet werden, wodurch diese Anwendung eine gute Wirtschaftlichkeit erfährt. Die Antriebsenergie für die Ventilato ren 80 kann direkt von den Solarzellen 1 geliefert werden, da diese zeitgleich mit dem thermischen Warmluft angebot zur Verfügung steht. Die Anwendung läßt sich somit besonders vorteilhaft an Lagerstätten ohne elek trische Versorgung einsetzen. Gemäß der Erfindung wird das getrocknete Holz als Festbrennstoff zur thermi schen Energiegewinnung verwendet. Vorteilhaft hierbei ist, daß neben den bereits vorher genannten Vorteilen durch den Trocknungsprozeß des Holzes dessen Heizwert erhöht wird, was eine höhere thermische Leistungs ausbeute sowie geringere Schadstoffkonzentration im Abgas bewirkt.

Im folgenden werden Vorrichtungen zur Gewinnung von Solarenergie durch kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie beschrieben, wobei die Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrische und thermische Energie in einer Solarzelle geschieht, insbesondere durch Durchführung des Verfahrens zur Gewinnung und Verwertung von Solarenergie, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzelle eine Dünn schichtsolarzelle 1 ist, und dadurch gekennzeichnet ist, daß unterhalb der Dünnschichtsolarzelle 1 ein Luft wärmetauscher 12.1 oder ein Wasserwärmetauscher 12.2 angeordnet ist und daß oberhalb der Dünnschichtso larzelle 1 eine wärmeisolierende, obere Abdeckung 5.1 angeordnet ist. Gemäß der Erfindung besteht die Dünn schichtsolarzelle 1 aus mehreren übereinanderliegenden Schichten amorphen Silizium (Tandem-, Tripelzelle).

Vorteilhaft bei der mehrschichtigen amorphen Siliziumzelle ist, daß diese moderne Verfahrensweise der So larzellenherstellung gewährleistet, daß der Effekt des Wirkungsgradverlustes während der Betriebsdauer (Degredation) stark reduziert werden kann. Dadurch, daß die übereinander liegenden Schichten von amorphem Silizium verschiedene Wellenlängen des Sonnenlichts verwerten, können relativ hohe Wirkungsgrade von derzeit etwa 8% erreicht werden. Gemäß der Erfindung ist unterhalb der Halbleiterschicht der Dünn schichtsolarzelle 1 eine selektive Schicht 3 aufgebracht, welche die auftreffende Sonnenstrahlung im photovol taisch verwertbaren Spektralbereich weitgehend reflektiert, den Anteil der Wärmestrahlung jedoch weitgehend absorbiert. Vorteilhaft hierbei ist, daß Wärmestrahlung, welche die Dünnschichtsolarzelle 1 durchdringt von der beschriebenen Beschichtung 3 aufgenommen und in verwertbare Wärmeenergie umgewandelt wird. Gemäß der Erfindung ist die Dünnschichtsolarzelle 1 auf einen metallischen Träger 4 aufgebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Wärme der Dünnschichtsolarzelle 1 gut abgeleitet werden kann. Beispielsweise verwendet die Firma CANON, Japan eine Trägerfolie aus Edelstahl 4.1, auf welche eine dreischichtige Dünnschichtsolarzelle 1 aus amorphem Silizium (Tripelzelle) aufgebracht ist.

Gemäß der Erfindung ist oder sind oberhalb der Dünnschichtsolarzelle 1 eine oder mehrere transparente Schichten 5 aufgebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß dadurch die solare Strahlungsenergie weitgehend ungehin dert die Dünnschichtsolarzelle 1 erreicht und eine hohe photovoltaische Leistungsausbeute erzielt wird. Die transparente Schichten 5 können zudem eine Schutzfunktion der Dünnschichtsolarzelle 1 wahrnehmen, bei spielsweise gegen mechanische Beschädigung oder gegen ungewollte chemische Einwirkungen der Außenum gebung. Außerdem können sie eine Wärmeisolierende Wirkung haben, insbesondere durch die obere Abdec kung 5.1.

Die transparenten Schichten 5 umfassen begrifflich alle strahlungstransparenten Schichten oberhalb der Dünn schichtsolarzelle 1. Hierzu können verschiedene Schichten der oberen Abdeckung 5.1 zählen sowie auch eine transparente Folie 8 oder eine transparente Elektrode die direkt oberhalb der obersten, photovoltaisch wirksa men Halbleiterschicht aufgebracht sein kann. Diese transparente Elektrode führt die Elektronen ab und wird in der Erfindung nicht näher benannt, da sie als zur Dünnschichtsolarzelle 1 zugehörig betrachtet wird. Gemäß der Erfindung besteht die obere Solarzellenabdeckung 5.1 aus Acryl, Plexiglas oder Makrolon, Polycarbonat.

Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Kunststoffe eine hohe Transparenz aufweisen bei einer gleichzeitigen geringen Wärmeleitfähigkeit. Die Materialien sind relativ kostengünstig, insbesondere gilt dies für Polycarbonat. Zudem sind sie für den Außeneinsatz geeignet, sind relativ leicht, witterungsbeständig, vergilbungsfrei und bruchsi cher. Gemäß Erfindung ist die obere Solarzellenabdeckung 5.1 eine Doppel- oder Dreifachstegplatte 7 aus Plexiglas oder Polycarbonat. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Platten 7 durch die in Kammern eingeschlossene Luft 6, eine hohe Wärmeisolation erreichen und somit Wärmeverluste gering gehalten werden können. Durch die Stegkonstruktion der Platten 7 wird eine ausreichende statische Stabilität gewährleistet. Gemäß der Erfin dung ist die obere Solarzellenabdeckung 5.1 eine Folie 8. Vorteilhaft hierbei ist, daß Folien 8 kostengünstig im kontinuierlichen Prozeß aufgebracht werden können (Laminat) und je nach gewähltem Folienmaterial die Anforderungen an Transparenz, Haltbarkeit, Witterungsbeständigkeit und Dauerhaltbarkeit gut erfüllt werden können. Beispielsweise wählt die Fa. Thyssen zur Abdeckung amorpher Siliziumzellen eine Folie 8 aus Tedlar.

Gemäß der Erfindung besteht die obere Solarzellenabdeckung 5.1 aus Glas. Beispielsweise aus einer blendarm strukturierten, eisenfreien Scheibe 5.2. Vorteilhaft hierbei ist, daß sich auf Glasplatten gut eine reflektionsmin dernde Struktur aufbringen läßt, wodurch die Reflektionsverluste verringert und damit die Strahlungsdurchläs sigkeit erhöht werden kann. Die Transparenz vom Glas ist sehr gut und durch die Wahl eines eisenfreien Gla ses kann ein akzeptabler k-Wert, also eine akzeptable wärmeisolierende Wirkung, erreicht werden. Diese An ordnung ist bei thermischen Solarkollektoren häufig zu finden und daher ein bewährtes System. Gemäß der Erfindung besteht die obere Solarzellenabdeckung 5.1 aus Einscheibensicherheitsglas oder aus einer Isolierver glasung oder Wärmschutzverglasung mit mehreren, übereinanderliegenden Scheiben 5.1 und mit dazwischen liegendem Luft- oder Gasraum 6. Vorteilhaft hierbei ist, daß je nach Anforderung des Systems Gläser mit ver schiedenen Eigenschaften verwendet werden können. So hat beispielsweise Einscheibensicherheitsglas eine relativ hohe Transparenz wodurch die elektrische Leistungsausbeute begünstigt wird, jedoch eine relativ gerin ge Wärmeisolationswirkung, wodurch der Wärmegewinn relativ niedriger ist als bei Einsatz von Mehrschei benglas oder Wärmeschutzverglasung. Gemäß der Erfindung hat die obere Solarzellenabdeckung 5.1 einen lichtlenkenden oder lichtbündelnden (konzentrierenden) Effekt. Vorteilhaft hierbei ist, daß durch die Konzen tration von Licht die elektrische, wie die thermische Leistung bezogen auf die Fläche erhöht werden kann. Dadurch ist es möglich die energiewandelnden Bauteile, also die Dünnschichtsolarzelle 1, die Wärmeleitein richtung 2 oder die selektive Schicht 3 zur Absorption von Wärmestrahlung auf einen Teil der Oberfläche zu reduzieren, wodurch die Gesamtbaukosten des Dünnschichthybridmoduls 11 gesenkt werden können. Die kon zentrierende Wirkung kann beispielsweise mit einer, auf der Unterseite h der oberen Solarzellenabdeckung 5.1 aufgebrachten, holographischen Folie erreicht werden. Gemäß der Erfindung hat die obere Solarzellenabdec kung 5.1 eine geometrische Form, die nicht die einer flachen Platte ist. Vorteilhaft hierbei ist, daß nicht nur die Form von Flachkollektoren realisierbar sind, sondern eine Vielzahl weiterer Bauformen möglich sind. Hierzu eignet sich insbesondere eine obere Solarzellenabdeckung 5.1 aus Kunststoff, welche sich ebenso wie die Dünn schichtsolarzelle 1 selber, sowie die darunterliegende metallische Wärmeleiteinrichtung 2 relativ einfach ver formen läßt. Somit können aus ästhetisch-gestalterischen Gesichtspunkten, aber auch zur Optimierung der Gebäudeanpassung oder aus energetischen Gründen Bauformen realisiert werden, die unter den genannten Aspekten Vorteile bieten. Beispielsweise ist die obere Solarzellenabdeckung 5.1 gemäß der Erfindung eine wellenförmige Abdeckung 10. Diese Wellenform ist günstig, da sie sich optisch an gängige Dacheindeckungen wie Ziegelsteine anpaßt. Die Form bietet einen guten Regenwasserabfluß sowie eine hohe Selbstreinigungskraft und gewinnt an statischer Stabilität. Beispielsweise besteht die wellenförmige Abdeckung 10 aus Plexiglas oder Polycarbonat mit einer sinusförmig gewellten Gestalt. Gemäß der Erfindung ist unterhalb der Dünnschichtso larzelle 1 eine Wärmeleiteinrichtung 2 aus Aluminium oder verzinktem oder aluminiumbeschichteten oder aluminiumverzinktem Stahlblech oder Stahlplatte 13 angebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Metalle eine gute Wärmeleitfähigkeit haben und dauerhaft korrosionsbeständig sind. Sie sind gut verformbar, relativ ko stengünstig, Aluminium ist relativ leicht, ein sehr guter Wärmeleiter, hat jedoch eine hohe Temperaturausdeh nung. Gemäß der Erfindung ist unterhalb der Dünnschichtsolarzelle 1 ein Metallblech/eine Metallplatte 13 oder ein Wärmeleitprofil angeordnet. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit die eingestrahlte thenrmische Solarener gie direkt auf die metallische Unterkonstruktion (Wärmeleiteinrichtung 2) abgeleitet wird. Gemäß der Erfin dung ist das Metallblech/die Metallplatte 13 oder das Wärmeleitprofil 12 an den seitlichen Kanten i flach ausgebildet. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Ausführung die einfachste und somit am kostengünstigsten herzu stellende Bauart ist. Durch Aufbringung einer oberen Solarzellenabdeckung 5.1 eignet sie sich zur Montage beispielsweise in einem Pfosten- und Riegel- Befestigungssystem 35.1. Gemäß der Erfindung ist das Metall blech/die Metallplatte 13, oder das Wärmeleitprofil 12 an den seitlichen Kanten i nach oben hin umgefalzt.

Vorteilhaft hierbei ist, daß sich, durch diese einfache und kostengünstige Formveränderung, die Konstruktion zur Montage mittels Befestigungssystemen eignet, wie sie bei Blechdächern 35.2, beispielsweise Zinkfalzdä chern üblicherweise verwendet werden.

Gemäß der Erfindung ist das Metallblech/die Metallplatte 13 oder das Wärmeleitprofil 12 an den Kanten i, l, m in ein Gehäuse eingefaßt, welches auch die obere Solarzellenabdeckung 5.1 mit einer Überlappung 14.1 von mehreren Millimetern einfaßt. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit eine gute und dauerhafte Abdichtung und Witterungsbeständigkeit erreicht wird. Durch die Verwendung eines Gehäuses 14 eignen sich die Dünn schichthybridmodule 11 auch zum Einsatz ohne Gebäudeintegration. Beispielsweise können sie mittels einer Gerüstkonstruktion auf Flachdächern 67 oder dem Erdboden aufgeständert werden, oder auch auf Dachkon struktionen verwendet werden, welche bauseitig über keine eigene Wärmedämmung 44 verfügen.

Gemäß der Erfindung ist an der Unterseite h des metallischen Solarzellenträgers 4 ein metallisches Profil zur Wärmeableitung 12 mittels einer dauerhaltbaren, wärmeleitenden Verbindung 78 angebracht. Vorteilhaft hier bei ist, daß insbesondere bestehende, handelsübliche Dünnschichtsolarmodule mit metallischer Unterseite (auf welcher die Solarzelle aufgebracht, beispielsweise auflaminiert ist) verwendet werden können, und durch An bringen einer zusätzlichen Wärmeleiteinrichtung 2 zum Dünnschichthybridmodul 11 umgerüstet oder aufgerü stet werden können. Beispielsweise können Dachbauteile die aus einem Stahlblech 13 mit einer aufgebrachten amorphen Siliziumsolarzelle 1 bestehen dadurch aufgerüstet werden, daß an der Unterseite h Aluminiumpro filleisten mittels einer gut wärmeleitenden Verbindung 78 beispielsweise einer Wärmeleitpaste angebracht werden. Gemäß der Erfindung ist das Wärmeleitprofil 12 als Luftwärmetauscher 12.1 ausgebildet. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit auf konstruktiv einfache Weise die Wärmeenergie an das Wärmeträgermedium Luft 41 übergeben werden kann. Gemäß der Erfindung ist die Wärmeleiteinrichtung 2 als Wasserwärmetauscher 12.2 ausgebildet. Daß somit die solar eingestrahlte thermische Energie auf konstruktiv einfache Weise auf das Wärmeträgermedium Wasser 40 übertragen werden kann. Gemäß der Erfindung ist das Wärmeleitprofll 12 als Kastenprofils, Rippenprofil 16, Rohrprofil 12.1.1 oder in einer, durch Faltung eines Metallblechs entstande nen Profilform 12.1.2 ausgebildet. Vorteilhaft hierbei ist, daß Metallprofile dieser Ausführung kostengünstig als industrielle Halbzeuge erhältlich sind. Durch die große Oberfläche des Profils wird ein guter Wärmeüber gang auf das Wärmeträgermedium Luft 40 erreicht. Gemäß der Erfindung ist das Wärmeleitprofil 12 in einer oder zwei oder mehreren Reihen k untereinander angeordnet. Vorteilhaft hierbei ist, daß eine einreihige An ordnung den konstruktiv geringsten Aufwand darstellt und somit ein Kosten- und Gewichtsvorteil hat. Vorteil haft ist auch, daß das Dünnschichthybridmodul 11 hierdurch mit einer relativ geringen Bauhöhe auskommt, was die Gebäudeintegration begünstigt. Die Ausführung in zwei oder mehreren untereinanderliegenden Profil reihen k hat den Vorteil, daß die Oberfläche des Luftwärmetauschers 12.1 hierdurch vergrößert wird und somit die Wärmeübertragungsleistung erhöht wird. Eine Luftführung nach dem Gegenstromprinzip, wobei, bei einem beispielsweise zweireihigen Aufbau, die einfließende kühlere Luft 41 in der unteren Profilreihe k.1 zur unteren Kante m hin fließt und dabei vorerwärmt wird. Nach einem Richtungswechsel, welche an der unteren Kante m des Wärmeleitprofils 12 geschieht, fließt die vorerwärmte Luft 41 in der oberen Profilkammerreihe k zur obe ren Kante 1 des Wärmeleitprofils 12 hin zurück, wobei sie nacherwärmt wird und somit ein hohes Tempera turniveau erreicht. Die Wärmeverteilung innerhalb der Hybridmodulfläche ist hierdurch homogener, wodurch bauliche Schäden durch Überlützung der Bauteile vermieden werden können. Am unteren Ende des Wärme leitprofils 12 ist hierzu erfindungsgemäß ein Bauteil 25 zu verwenden, welche die Profilkammern 26 des Wär meleitprofils 12 zur Außenumgebung hin luftdicht abschließt und zugleich durch eine strömungsgünstige inne re Formgebung Druckverluste sowie Geräuschemission gering hält. Durch eine mehrreihige Ausführung des Wärmeleitprofils 12 kann aufgrund der höheren Wärmeübertragungsleistung die Strömungsgeschwindigkeit der Luft 41 verringert werden, wodurch Druckverluste im Quadrat zur Luftgeschwindigkeit reduziert werden können. Gemäß der Erfindung ist die unterste Reihe k.1 des Wärmeleitprofils 12 nach zur Unterseite h hin offen. Dies kann beispielsweise durch ein Rippenprofil 16 erreicht werden. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Luft strömung oberhalb der Unterspannbalm 6 der Dachkonstruktion gleichzeitig die Funktion der Hinterlüftung wahrnimmt. Diese ist bauphysikalisch günstig, da somit Feuchteschäden durch Undichtigkeiten in der Dacheindeckung oder austretendes Kondenswasser verhindert werden. Gemäß der Erfindung weist das Rippen profil 16 Zinken 19 auf, die sich nach unten hin im Querschnitt verjüngen. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit diese Bauform eine optimale Wärmeleitung bei gleichzeitig relativ geringem Materialbedarf ermöglicht, da der Bauteilquerschnitt, dort wo relativ höhere Wärmeströme weitergeleitet werden müssen dicker ist, als bei spielsweise an der unteren Spitze des Zinken, wo die zu transportierende Wärme gering ist. Es wird hiermit einem sogenannten Wärmestau vorgebeugt. Gemäß der Erfindung verläuft die Strömungsrichtung der Luft 41 in zwei benachbarten Profilkammern 26 in entgegengesetzte Richtung. Vorteilhaft bei diesem Prinzip eines Gegenstrom- Luftwärmetauschers ist, daß durch die direkte Nachbarschaft eines relativ kühlen und einen rela tiv warmen Luftstroms die Wärmeübertragungsleistung erhöht wird. Gemäß der Erfindung ist an der Unterseite h des Wärmeleitprofils 12 eine Wärmedämmschicht 20 angebracht. Vorteilhaft hierbei, daß somit ungewollte Wärmeverluste nach unten, also beispielsweise zur Gebäudeinnenseite hin vermieden werden können. Somit kann auch einer sommerlichen Überhitzung der Innenräume vorgebeugt werden und der thermische Wirkungs grad des Systems wird erhöht. Durch ein direktes Anbringen einer Wärmedämmschicht 20 an der Unterseite h des Wärmeleitprofils 12 können auch Anwendungsbereiche erschlossen werden, wo keine bauseitig vorhandene Wärmedämmschicht 44 mitgenutzt werden kann. Beispielsweise ist dies in ungedämmten Dachstühlen vorteil haft oder auch zur Aufbringung direkt auf die Außenfassade eines Gebäudes 70, wodurch durch die Wärme dämmschicht 20 zusätzlich der Transmissionswärmeverlust durch die Außenwandflächen reduziert wird. Ge mäß der Erfindung ist die Wärmedämmung 20 eine Wärmedämmplatte 66 aus Polystyrol oder Polyurethan hartschaum. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Dämmplatten 66 kostengünstig leicht und hoch wärmeisolierend sind, sich leicht verarbeiten lassen. Gemäß der Erfindung ist an einem oder beiden offen Enden des Wärmeleit profils 12 ein oder mehrere Lüftungskanäle 21, 22 angebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit auf konstruktiv einfache Weise das Wärmeträgermedium Luft 41 zu- und abgeführt werden kann. Beispielsweise ist es ausrei chend lediglich einen Lüftungskanal 21 zum Abtransport der warmen Luft 41 an der oberen Kante 1 des Wär meleitprofils 12 vorzusehen, wenn die Außenluft 73 an der unteren Kante m des Wärmeleitprofils 12 frei in das Wärmeleitprofil 12 einströmen kann. Hierbei ist es günstig einen Außenluftfilter 51 zur Vermeidung grober Verschmutzung und zur Verhinderung des Eindringens von Insekten und anderen Tieren anzubringen.

Gemäß der Erfindung ist oder sind der Lüftungskanal oder die Lüftungskanäle 21, 22 zur Ableitung der war men Luft 41 an der oberen Kante 1 des Wärmeleitprofils 12 angebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß die warme Luft 41 physikalisch bedingt leichter ist als kalte Luft 41 und ein thermischer Auftrieb zur oberen Kante 1 hin stattfindet. Dadurch verringert sich die notwendige Antriebsleistung der Ventilatoren 80 und der luftableitende obere Lüftungskanal 21 kann zweckmäßig unterhalb des Dachfirstes 69, beispielsweise im Spitzboden des Da ches, platzsparend untergebracht werden.

Gemäß der Erfindung ist oder sind der Lüftungskanal oder die Lüftungskanäle 21, 22 zur Zuleitung der zu erwärmenden Luft 41 an der unteren Kante m oder an der oberen Kante 1 des Wärmeleitproflls 12 angebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß eine untere Anordnung des Luftkanals 22 die konstruktiv einfachste Lösung dar stellt, da lediglich ein Wärmeleitprofil 12 mit nur einer Reihe k benötigt wird, und der untere Luftkanal 22 günstig unterhalb des Traufbereichs 69 des Daches angebracht werden kann, was sich insbesondere eignet, wenn die Vorrichtung zur Erwärmung der Zuluft 71 eines Gebäudes 70 eingesetzt wird. Eine direkte Außen luftansaugung über einen vorgeschalteten Außenluftfilter 51 kann somit relativ einfach und kostengünstig realisiert werden. Die Anbringung eines luftzuführenden Kanals 22 an der oberen Kante 1 des Wärmeleitprofils 12 hat den Vorteil, daß somit das Gegenstromprinzip im Luftwärmetauscher 12.1 der Vorrichtung realisiert werden kann und der luftzuführende Kanal 22 ebenfalls günstig im Spitzboden eines Daches untergebracht werden kann. Somit kann die gesamte mechanische Lüftungsanlage vorteilhaft im obersten Dachbereich unter gebracht werden. Es wird kein Wohn- oder Nutzraum beansprucht, Installationsaufwand und Leitungswege werden minimiert.

Gemäß der Erfindung sind die Lüftungskanäle 21, 22 mit einer Wärmedämmschicht 23 ummantelt. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit Wärmeverluste reduziert werden und eine unerwünschte Aufheizung von Gebäudeberei chen verhindert wird.

Gemäß der Erfindung schließt die zusammenhängende Fläche der Dünnschichthybridmodule 11, der Großmo dule 36 oder der Dachtafeln 36.1 mittels einer geeigneten Anordnung 24 nach den Seiten i.1 hin mit der baus eitigen Dachfläche 61 oder Fassadenfläche 62 luftdicht ab. Vorteilhaft hierbei ist, daß dadurch keine uner wünschte Außenluft 73 seitlich in die Vorrichtung eindringen kann, wodurch die energetische Effizienz des Vorrichtung gemindert werden würde.

Gemäß der Erfindung ist das Wärmeleitprofll 12 des Luftwärmetauschers 12.1 an der unteren Kante m, mittels eines, nach außen hin luftdicht abschließenden, luftumlenkenden Endstücks 25, verschlossen. Vorteilhaft hier bei ist, daß somit strömungsgünstig und mit relativ geringen Druckverlusten die Strömungsrichtung der, in den Profilkammern 26 strömenden, Luft 41 umgelenkt werden kann, das Gegenstromprinzip des Luftwärmetau schers 12,1 verwirklicht werden kann, und ein Verlust von warmer Luft 41 oder ein Eindringen von Außenluft 73 auf konstruktiv einfache, wirkungsvolle und kostengünstige Weise verhindert wird. Notwendig ist lediglich eine Wärmedämmung 20 zur Außenumgebung hin.

Gemäß der Erfindung beträgt die Höhe a der Profilkammern 26 15-100 mm, die Breite b der Profilkammern 26 20-75 mm und ist, wie auch die Wandstärke c des Wärmeleitprofils 12, abhängig von der Stärke der solaren Einstrahlung, der Luftgeschwindigkeit im Wärmeleitprofil 12, der Länge e in Strömungsrichtung der Luft 41, und der gewünschten, zu erreichenden Temperaturdifferenz der Luft 41 dimensioniert. Die Temperaturdiffe renz bezeichnet hierbei die Differenz der Temperatur der erwärmten Luft 41, abzüglich der Temperatur der zuströmenden Luft. Vorteilhaft hierbei ist, daß durch die Verwendung verschiedener Höhen a, Breiten b und Wandstärken c der Profilkammern 26 die Leistungsdaten der Anlage an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden können. Beispielsweise kann für große Lagerhallen mit relativ geringer Innentemperatur eine große Menge an erwärmter Zuluft 71 geringen Temperaturniveaus durch hohe und breite Profilkarrunern 26 sowie hohe Luftgeschwindigkeiten günstig realisiert werden. Die Wärmeübertragungsleistung kann somit variiert werden. Die angegebenen Maße stellen die, bei üblichen Einsatzzwecken, günstigen Bereiche dar.

Gemäß der Erfindung ist das Wärmeleitprofil 12) des Luftwärmetauschers 12.1 aus einzelnen U- 27, L- Profi len 28 oder Rohrprofilen 12.1.1 zusammengesetzt. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese kostengünstig als industri elle Halbzeuge erhältlich sind und insbesondere bei Rohrprofilen 12.1.1 die Anpassung eine ein wellenförmiges Solarzellenträgerblech möglich ist.

Gemäß der Erfindung besteht das Wärmeleitprofil 12 aus einer durchgehenden Wärmeleitprofilplatte 29 mit mehreren Profilkammern 26. Vorteilhaft hierbei ist, daß durch diese großflächige und konstruktiv einfachere Bauweise Dünnschichthybridmodule 11 auf kostengünstige Weise herzustellen sind. Verbindungs- und Mon tagesysteme 35 werden vermieden und eine rationelle Serienfertigung ermöglicht. Zudem bietet sie eine hohe statische Stabilität.

Gemäß der Erfindung ist die Dünnschichtsolarzelle 1 direkt auf der Wärmeleitprofilplatte 26 aufgebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß der Wärmeübergang von der Dünnschichtsolarzelle 1 auf das Wärmeleitprofil 12 und durch Wärmeübertragung von diesem auf das Wärmeträgermedium 39, besonders effizient ist. Zudem werden Material, Gewicht, Arbeitsaufwand und der Aufwand für Verbindungstechniken mit einem zusätzli chen Solarzellenträgerblech 13 eingespart, wodurch ein erheblicher Kostenvorteil entsteht.

Gemäß der Erfindung ist die Dünnschichtsolarzelle 1 auf einem Metallblech/einer Metallplatte 13 aufge bracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese kostengünstig, leicht, einfach zu bearbeiten und zu transportieren sind. Besonders vorteilhaft ist, daß sich diese Anordnung, wie sie bereits am Markt erhältlich ist, durch das nach trägliche Anbringen eines Wärmeleitprofils 12 sowie einer oberen, wärmeisolierenden Abdeckung 5.1, gemäß der Erfindung zu einem Dünnschichthybridmodul 11 ergänzt werden kann.

Gemäß der Erfindung besteht das Metallblech/die Metallplatte 13 aus beidseitig aluverzinktem Stahlblech und hat eine Dicke von 0,4 bis 2 mm. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Oberfläche dauerhaft korrosionsbeständig ist und die angegebene Dicke eine ausreichende Stabilität bei relativ geringem Material- und Kosteneinsatz dar stellt.

Gemäß der Erfindung hat das Dünnschichthybridmodul 11, das Großmodul 36 oder die Dachtafel 36.1 eine Länge e von einem bis zu acht Metern. Vorteilhaft hierbei ist, daß sich die Dünnschichthybridmodule 11 in der Länge e nach den individuellen Kundenwünschen richten können und die Dachfläche in vertikaler Richtung somit optimal ausgenutzt werden kann. Durch die entfallenden horizontalen Verbindungen der einzelnen Dünnschichthybridmodule 11 werden Kosten gespart, Undichtigkeiten vermieden, Verschmutzungen verhin dert und ein einheitliches, ästhetisches Aussehen erreicht. Die Länge e von bis zu acht Metern ist für die mei sten Dachabmessungen vom First 68 bis zur Traufe 69 ausreichend und stellt eine noch händelbare Transpor teinheit dar.

Gemäß der Erfindung hat das Dünnschichthybridmodul 11, das Großmodul 36 oder die Dachtafel 36.1 eine Breite f von 40-50 cm oder auch bis zu mehreren Metern. Vorteilhaft hierbei ist, daß Dünnschichthybridmodule 11 geringer Breite f einfach im Transport und der Montage, und variabel an die horizontale Abmessungen des Daches sind. Hingegen können Großmodule 36 oder Dachtafeln 36.1 mit einer Breite f von bis zu mehreren Metern mit nur einem oder wenigen Bauteilen eine komplette Dachfläche bilden. Dadurch wird ein besonders schneller Baufortschritt erreicht, eine kostengünstige, qualitativ hochwertige, herstellerseitige Vorfertigung und Integration der technischen Installationen wird möglich. Beispielsweise kann eine per LKW angelieferte Dachtafel 36.1 mit einem Kran auf den bauseits errichteten Dachstuhl eines Hauses aufgesetzt werden und bildet nach der Befestigung sofort einen vollständigen Witterungsschutz.

Gemäß der Erfindung ist die Oberflächenfarbe des Metallblechs/der Metallplatte 13 an die Farbe der Dünn schichtsolarzellen 1 angepaßt. Vorteilhaft hierbei ist, daß dadurch ein einheitliches, optisches Erscheinungsbild geschaffen wird.

Gemäß der Erfindung ist das Dünnschichthybridmodul 11 an den Kanten i, l, m in ein Gehäuse 14 eingefaßt. Vorteilhaft hierbei ist, daß das Gehäusemodul somit auch beispielsweise zur Aufständerung auf Dächern oder Freiflächen geeignet ist und sich somit weitere Einsatzmöglichkeiten ergeben.

Gemäß der Erfindung hat das Gehäuse 14 die Grundform einer zur Unterseite h hin geschlossenen, rechtecki gen Wanne mit Auslässen oder Anschlüssen 14.2 für die Wärmeleitprofile 12. Vorteilhaft hierbei ist, daß eine rechteckige Wanne einfach und kostengünstig in verschiedenen Größen herstellbar ist und durch die Auslässe oder Anschlüsse für die Wärmeleitprofile 12 eine Zu- und Ableitung der Wärmeträgermedien 39 möglich ist. Hieran können weitere Dünnschichthybridmodule 11 oder beispielsweise Lüftungskanäle 21, 22 angeschlossen werden.

Gemäß der Erfindung besteht das Gehäuse 14 aus Kunststoff, Kunstharz, Aluminiumblech oder verzinktem Stahlblech. Vorteilhaft hierbei ist, daß gemäß der Erfindung ist in dem Gehäuse 14 an der Unterseite h und an den seitlichen Wandteilen j eine Wär meisolierung 20 angebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese relativ kostengünstigen und einfach zu verarbei tenden Materialien dauerhaft den statischen, korrosions- und witterungsbedingten Anforderungen entsprechen. Gemäß der Erfindung ist in dem Gehäuse 14 an der Unterseite h und an den seitlichen Wandteilen j eine Wär meisolierung 20 angebracht. Vorteilhaft hierbei ist, daß hierdurch auf einfache und kostengünstige Weise un gewollte Wärmeverluste wirkungsvoll reduziert werden und somit die Energieausbeute und die Effizienz der Vorrichtung erhöht werden kann. Die Wärmedämmung 20 ist durch des Gehäuse 14 vor der Witterung und somit vor Durchfeuchtung geschützt.

Gemäß der Erfindung ist oder sind die Wärmeisolierung 20 eine oder mehrere eingelegte, eingeklemmte oder eingeklebte Wärmedämmplatten 66. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese formbeständig und einfach zu be- und verarbeiten sind und keine Fasern absondern.

Gemäß der Erfindung steht die Wärmeleiteinrichtung 2 des Wasserwärmetauschers 12.2 in metallischem Ver bund mit den wasserführenden Rohrleitungen 32. Vorteilhaft hierbei ist, daß dadurch eine gute Wärmeablei tung und damit ein hoher thermischer Wirkungsgrad erreicht werden kann.

Gemäß der Erfindung besteht die Wärmeleiteinrichtung 2 des Wasserwärmetauschers 12.2 aus Kupfer oder Aluminium, ist zur Oberseite g hin flach ausgebildet ist und auf dieser Oberfläche ist die Dünnschichtsolarzelle 1 aufgebracht. Vorteilhaft hierbei ist; daß Kupfer und Aluminium sehr gute Wärmeleiter sind und durch die direkt Aufbringung der Dünnschichtsolarzelle 1 auf der Oberfläche der Oberseite g ein konstruktiv einfacher, wirkungsvoller und kostengünstiger sowie bezüglich der Wärmeleitung hocheffizienter Aufbau erreicht wird.

Gemäß der Erfindung besteht die Wärmeleiteinrichtung 2 des Wasserwärmetauschers 12.2 aus einem metalli schen Träger 4, einer Metallplatte oder einem Metallblech 13 aus Kupfer, an deren Unterseite h Rohrleitungen 32 aus Kupfer angelötet sind. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Wärmeleiteinrichtungen 2 als Wasserwärmetau scher 12.2 üblicherweise zum Bau herkömmlicher Flachkollektoren zur solaren Erzeugung von Warmwasser eingesetzt werden. Sie stellen daher ein bewährtes und kostengünstiges Konstruktionsteil dar, welches sich vorteilhaft auch im erfindungsgemäßen Dünnschichthybridmodul 11 einsetzen läßt.

Gemäß der Erfindung beinhaltet die Wärmeleiteinrichtung 2 des Wasserwärmetauschers 12.2 ein geformtes Blech 34, das die Rohrleitungen 32 einzeln umschließt und mittels einer dauerhaften, wärmeleitenden Verbin dung 78 mit der Unterseite h des Solarzellenträgerblechs/der Solarzellenträgerplatte 13, 4 verbunden ist. Vorteilhaft hierbei ist, daß auch hierdurch ein guter Wärmeübergang auf das Wärmeträgermedium Wasser 40 erreicht wird, und daß das geformte Blech 34, welches die Rohrleitungen 32 umschließt, sich auch zur nach träglichen Anbringung an bereits auf dem Markt erhältlichen Dünnschichtsolarmodulen mit metallischem Träger 4 eignen.

Gemäß der Erfindung besteht das Blech 34, welches die Rohrleitungen 32 des Rohrsystems einzeln umschließt, aus dem gleichen Material wie das Solarzellenträgerblech/die Solarzellenträgerplatte 13, 4. Vorteilhaft hierbei ist, daß keine galvanische Korrosion auftritt und die Bauteile die gleich Ausdehnung bei zunehmender Erwär mung erfahren, wodurch Beschädigungen wie beispielsweise Spannungsrisse vermieden werden.

Gemäß der Erfindung sind mehrere Dünnschichthybridmodule 11 mittels eines wasserdichten Montagesystems 34 zu einem Großmodul 36 verbunden. Vorteilhaft hierbei ist, daß sich somit Großmodule 36 oder beispiels weise als vorgefertigte Dachtafel 36.1 herstellen lassen.

Gemäß der Erfindung sind die Dünnschichtsolarzellen 1 des Großmoduls 36 bereits herstellerseitig elektrisch angeschlossen und in jedem Großmodul 36 jeweils ein eigener Modulwechselrichter 38 integriert. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit bei der Montage keine gleichstromseitigen Installationsarbeiten mehr notwendig sind und die Planung, Auslegung und Installation des elektrischen Systems vom Hersteller optimal aufeinander abge stimmt und eine hohe Qualität erreicht werden kann bei gleichzeitigen Kosteneinsparungen. Die bauseits not wendigen, elektrischen Installationsarbeiten werden somit verringert wodurch eine einfache Montage durch Elektroinstallationsbetriebe oder sogar Heimwerker möglich wird.

Gemäß der Erfindung ist die Wärmeleitprofilplatte 29 oder das Solarzellenträgerblech/die Solarzellenträger platte 13, 4 des Großmoduls 36 über dessen gesamte Größe durchgängig. Vorteilhaft hierbei ist, daß hierdurch Material, Verbindungsteile und damit Herstellungskosten eingespart und eine hohe statische Stabilität erreicht. Die Regendichtigkeit ist somit sichergestellt und der Montageaufwand stark verringert.

Gemäß der Erfindung sind die Länge e und die Breite f des Großmoduls 36 an die bauseitigen Bedingungen oder an die Rohbaurichtmaße angepaßt. Vorteilhaft hierbei ist, daß sich somit eine individuelle oder ein stan dardisierte Anpassung an die bauseits vorgegebenen Maße erreichen läßt, wodurch eine hohe Flächenausnut zung zur solaren Energiegewinnung und somit eine hohe energetische Leistungsausbeute und Kosteneffizienz erreichen läßt. Der Aufwand für die Montage läßt sich durch vermiedene Anpassungsarbeiten verringern, ins besondere auch beim Einsatz als Fassadenbauteile 36.2, da die zusammenhängende Fassadenfläche häufig an vielen Stellen durch Fenster, Nischen oder andere Unregelmäßigkeiten durchbrochen ist.

Gemäß der Erfindung ist die Länge e des Großmoduls 36 gleich der Länge von First 68 bis zur Traufe 69 des zur Installation vorgesehenen Daches. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit die gesamte, zur Verfügung stehende Dachfläche genutzt werden kann und eine gleichmäßige, ästhetische Ansicht erreicht wird und wartungsinten sive horizontale Modulverbindungen vermieden werden.

Gemäß der Erfindung ist die Breite f des Großmoduls 36 gleich dem Abstand von zwei oder mehreren Dach sparren 79, des zur Installation vorgesehenen Daches, zueinander. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Großmodule 36 somit direkt auf den Dachsparren 79 montiert werden können, wodurch eine zusätzliche Dachlattung 42 eingespart wird.

Gemäß der Erfindung enthalten die Großmodule 36 auf Teilen Ihrer Oberfläche Bauteile 48 die den Dünn schichthybridmodulen äußerlich optisch ähneln, jedoch keine Dünnschichtsolarzellen 1 und/oder keine Luft- oder Wasserwärmetauscher 12.1, 12.2 besitzen. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit Teile der Dachfläche, die zeitweise oder ständig verschattet sind, oder aus technischen oder Kostengründen nicht zur solaren Energieer zeugung genutzt werden können, optisch unauffällig an die Dünnschichthybridmodulflächen angepaßt werden können.

Gemäß der Erfindung ist als Verbindung der Wärmeleitprofile 12 der Luftwärmetauscher 12.1 von einzelnen Dünnschichthybridmodule 11 miteinander, ein dauerhaltbares, kontaktsicheres und weitgehend luftdichtes Stecksystem 37 vorgesehen. Vorteilhaft hierbei ist, daß somit eine Reihenschaltung mehrerer Dünnschichthy bridmodule 11 auf schnell und einfach montierbare, kostengünstige, wirkungsvolle und dauerhaltbare Weise erreichbar wird.

Gemäß der Erfindung sind die zur Luftförderung verwendeten Ventilatoren 80 elektronisch kommutierte Gleichstromventilatoren. Vorteilhaft hierbei ist, daß diese Ventilatoren 80 gut in der Drehzahl regelbar sind und einen hohen Wirkungsgrad haben. Dadurch werden elektrische Betriebskosten eingespart und die thermi sche Leistungsabgabe kann gut den Bedürfnissen der Nutzer angepaßt werden. Vorteilhaft ist auch, daß die Gleichstromventilatoren 80 direkt von den Dünnschichtsolarzellen 1 mit elektrischer Energie versorgt werden können, also ohne Umwandlung durch einen Wechselrichter. Dadurch entfallen elektrisch Umwandlungsverlu ste in den Transformatoren und die photovoltaisch erzeugte elektrisch Antriebsenergie steht immer zur glei chen Zeit bereit, wenn die Luftförderleistung zur Abfuhr der gleichzeitig entstehenden warmen Luft 41, benö tigt wird.

Gemäß der Erfindung ist jedes der Dünnschichthybridmodule 11 mit einem eigenen Modulwechselrichter 38 ausgestattet. Vorteilhaft hierbei ist, daß keine gleichstromseitige Installationen der einzelnen Dünnschichthy bridmodule 11 miteinander notwendig ist. Jedes einzelne Dünnschichthybridmodul 11 läßt sich somit direkt als Energielieferant von elektrischem Strom in Netzqualität einsetzen. Der elektrische Planungs- und Installations aufwand wird stark verringert, wodurch sich weitere günstige Einsatzfelder ergeben.

Nachfolgend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, die jedoch lediglich jeweils ein Ausführungsbeispiel darstellen. Hierbei zeigt:

Fig. 1 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei als oberhalb der Dünnschichtsolarzelle liegende transparente Schichten 5 eine obere Abdeckung 5.1 aus Kunststoff und darunter, getrennt von einer einge schlossenen, wärmeisolierenden Luftschicht 6, eine auflaminierte Folie 8 zu sehen ist. Der metallische Träger 4 ist als Metallblech dargestellt, da dessen Unterseite h mittels einer dauerhaften und wärmeleitenden Verbin dung 78 ein Wärmeleitprofil 12 in Gestalt eines Kastenprofils 15 angebracht ist. Durch die Profilkammern 26 strömt das Wärmeträgermedium Luft 41 wodurch eine Wärmeübertragung stattfindet. Das Wärmeleitprofil ist somit in Figur zugleich ein Luftwärmetauscher 12.1.

Fig. 2 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei die obere Abdeckung 5.1 eine Dreifachstegplatte 7 aus Polycarbonat ist und seitlich und unterhalb des Kastenprofil eine Wärmedämmplatte 66 angebracht ist.

Fig. 3 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei die obere Abdeckung 5.1 aus einer Doppelglas scheibe 5.2 besteht, die an den Kanten i auf einem schlecht wärmeleitendem Rahmen ruht, wodurch eine zwei te, eingeschlossene Luftschicht 6 entsteht. Unterhalb des metallischen Trägerblechs ist mittels einer dauerhaf ten und wärmeleitenden Verbindung 78 ein nach unten h hin offenes Rippenprofil 16 angebracht.

Fig. 4 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei die obere Abdeckung 5.1 als Doppelstegplatte 7 ausgeführt ist, eine zusätzliche, auflaminierte Tedlarfolie 8 verwendet wird darunter die Dünnschichtsolarzelle 1, ruhend auf einem aluverzinkten Stahlblech 13 mit seitlich nach oben umgefalzten Kanten. Das Wärmeleit profil ist ein zweireihiges Kastenprofil.

Fig. 5 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt mit der Breite f, wobei die obere Abdeckung 5.1 aus einer transparenten Wärmedämmung 9 besteht und als Wärmeleitprofil ein zweireihiges Kasten-/Rippenprofil 18 verwendet ist.

Fig. 6 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei die obere Abdeckung 5.1 aus zwei einzelnen Schei ben 52 besteht, also insgesamt drei obere, transparente schichten 5 und zwei wärmeisolierende Luft- oder Gas räume 6 entstehen. Als Wärmeleitprofile sind beispielhaft verschiedene Bauformen im Querschnitt dargestellt das aus einzelnen Profilleisten 27, 28 oder auch einem, zum Profil gefaltetem Metallblech 26 bestehen kann.

Fig. 7 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei das Dünnschichthybridmodul 11 von einem wan nenförmigen Gehäuse 14 umschlossen ist, das an Unterseite und den seitlichen Wandflächen wärmegedämmt ist. Zwischen Wärmedämmung 20 und Dünnschichtsolarzelle 1 ist ein Wasserwärmetauscher 12.2, bestehend aus einer Trägerplatte 33 und daran unterseitig angelötete, wasserführender Rohrleitungen 32 aus Kupfer oder Aluminium.

Fig. 8 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei der metallische Träger 4 aus einem Metallblech 13 mit seitlich nach oben gefalzten Kanten besteht, und an dessen Unterseite h ein geformtes Metallblech 34 an gebracht ist, das die wasserführenden Rohrleitungen umgibt und hält. Die Dünnschichtsolarzelle ist von einer Tedlarfolie 8 überzogen und die Anordnung von einem wärmegedämmten Gehäuse 14 umgeben, das von einer blendarm strukturierten, eisenfreien Glasscheibe 5.2 zur Oberseite g hin abgeschlossen ist.

Fig. 9 ein Dünnschichthybridmodul im Querschnitt, wobei die obere Abdeckung 5.1 eine Wellenform 10 auf weist. Mittels einem Montagesystems 35 ist die obere Abdeckung 5.1 mit dem metallische Träger 4, bestehend aus einem Metallblech 13, so verbunden, daß ein wärmeisolierender Zwischenraum 6 entsteht. Ebenso hat der metallische Träger 4 eine Wellenform in deren Mulden ein Luftwärmetauscher aus Rohrprofilen 12.1.1 wär meleitend verbunden 78 sind. Die Dünnschichtsolarzellen 1, die flexibel auf einer Edelstahlfolie 4.1 aufge bracht sind, passen sich der Wellenform an und sind mittels einer Folie 8 auflaminiert.

Fig. 10 zwei horizontale Querschnitte durch dachintegrierte Dünnschichthrybridmodule 11 mit Luftwärmetau scher 12.1 und deren seitliche Montageanordnung. Das Dünnschichthybridmodul 11 ist mittels eines wasser dichten Montagesystems an der vertikalen Dachlattung 42 verschraubt, wobei die oberen Abdeckungen 5.1 zweier Dünnschichthybridmodule 11 durch die Dichtlippe des Montagesystems 35 angedrückt und dauerhaft wasserdicht fixiert ist. Die vertikale Dachlattung 42 liegt auf der Unterspannbahn 45 der Dachkonstruktion und ist, durch diese hindurch, auf die darunterliegenden Dachsparren 79 genagelt oder geschraubt. Zwischen den Dachsparren 79 ist eine bauseitige Wärmedämmung 44 aus Mineralfaserwolle angebracht, die somit gleichzei tig als Wärmeisolation für die warme Luft 41 fungiert, die durch die Profilkammern 26 des Luftwärmetau schers 12.1 fließt. Der Luftwärmetauscher 12.1 besteht aus einem Wärmeleitprofil 12 in der Bauform eines zweireihigen Kasten-/Rippenprofil 18. Das Wärmeträgermedium Luft 41 fließt in der unteren Profilreihe k.1 dachabwärts, wird an der Unterkante des Wärmeleitprofils in die obere Profilreihe k umgelenkt und fließt dachaufwärts einem ableitenden Lüftungskanal 21 zu. Dabei geht Wärme, die von der Sonne auf die Dünn schichtsolarzelle 1 und des metallische Trägerblech 13 eingestrahlt wird, über das Wärmeleitprofil 12 auf das Wärmeträgermedium Luft 41 über. Die Luft, die in der unteren Profilkammerreihe fließt nimmt dabei gleich zeitig die Funktion der Dachhinterlüftung wahr, da die untere Profilkammerreihe zur Unterseite h hin offen ist. Seitlich i.1 ist die Anordnung durch ein luftdichtes Abschlußblech 24 verschlossen.

Fig. 11 einen horizontalen Querschnitt durch dachintegrierte Dünnschichthybridmodule 11 mit Luftwärmetau scher 12.1. Das Dünnschichthybridmodul 11 ist mittels eines wasserdichten Montagesystems in Pfosten und Riegel Konstruktion 35.1 an der vertikalen Dachlattung 42 verschraubt. Diese wiederum ist auf einer hölzernen Unterkonstruktion wie einer horizontalen Konterlattung oder Holzwerkstoffplatte befestigt die ihrerseits auf der Unterspannbahn 45 und den Dachsparren 79 liegt. Das Metallblech 13, das in der gezeigten Anordnung zu gleich metallischer Träger 4 und Bestandteil des Luftwärmetauschers 12.1 ist, trägt an seiner Unterseite h ein Wärmeleitprofil 12 in der Bauform eines trapezförmig gefalteten Metallbleches 12.1.2. Die obere Abdeckung 5.1 in der Ausführung als Doppelstegplatte 7 liegt direkt auf der Solarzelle 1. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Anordnung besonders niedriger Bauhöhe.

Fig. 12 im Querschnitt Aufbau und Verbindungsanordnung von zwei Dünnschichthybridmodulen 11. Hierbei ist als Montagesystem 35 ein Befestigungssystem 35.2 verwendet, wie es zur Montage von Blechdächern, bei spielsweise von Zinkfalzdächern, üblich ist. Das Wärmeleitprofil 12 des Luftwärmetauscher 12.1 ist als einrei higes Rippenprofil ausgeführt, dessen seitliche Kanten nach oben hin umgefalzt sind und gleichzeitig die Funktion des metallischen Trägers 4 wahrnimmt. Das Befestigungssystem 35.2 verbindet die beiden Dünn schichthybridmodule 11 mit der Lattung 42 die wiederum auf einer Holzwerkstoffplatte 65 befestigt ist. Diese Anordnung ist sowohl bauseits herstellbar, als auch eine mögliche Ausführungsform einer weitgehend herstel lerseitig vorgefertigten Dachtafel 36.1 wie sie in der nachfolgend beschriebenen Fig. 13 dargestellt ist, oder eines Fassadenbauteiles 36.2.

Fig. 13 eine Dachtafel 36.1 in Schrägansicht mit rechtsseitigem Längsschnitt, wobei drei Großmodule 36 mit einander verbunden sind und über gemeinsame, durchgehende Wärmedämmung 20, Holzwerkstoffplatte 65 und Lüftungskanäle 21, 22 vertilgen. Jedes der drei Großmodule 36 trägt jeweils eine Bahn Dünnschichtsolar zellen 1. Gegenüber der Detaildarstellung in Fig. 12 ist das Wärmeleitprofil 12 des Luftwärmetauschers 12.1 hier als doppeltes Kastenprofil 17 ausgeführt und zusätzlich eine Wärmedämmung 20 angebracht. Die dem oberen, luftzuführenden Lüftungskanal 22 strömende Luft 41 wird in die untere Reihe k.1 der Profilkammern 26 geleitet, strömt in Richtung der unteren Kante m und wird durch die Wärmeübertragung mittels des Wär meleitprofils 12 vorerwärmt. An der unteren Kante m wird die Strömung der Luft 41 mittels eines luftumlen kenden, nach außen hin luftdicht abschließenden Bauteils 25 in die obere Reihe k der Profilkammern 26 um gelenkt. Dort strömt die Luft 41 der oberen Kante 1 zu, erwärmt sich zunehmend und wird sodann im oberen, luftabführenden Lüftungskanal 21 gesammelt und abgeführt. Der Lufwärmetauscher 12.1, in Gestalt des Wärmeleitprofils 12 das aus dem doppelten Kastenprofil 17 und den endständigen Bauteil 25 besteht, arbeitet somit nach dem Prinzip eines Gegenstrom-Wärmetauschers.

Fig. 14 ein Großmodul 36 in Schrägansicht mit rechtsseitigem Längsschnitt, wobei die obere Abdeckung 5.1 eine einzige, über die gesamte Länge e und Breite f des Großmoduls 36 Doppelstegplatte 7 aus Polycarbonat ist. Das Großmodul 36 trägt drei Bahnen von Dünnschichtsolarzellen 1. Der Luftwärmetauscher 12.1 ist als eine einzige, über die gesamte Länge e und Breite f des Großmoduls 36 reichende, Wärmeleitprofilplatte 29 ausgebildet mit nur einer Profilkammerreihe 26 in der das Wärmeträgermedium Luft 41 auf die obere Kante 1 zuströmt.

Die Luftzuführung erfolgt mittels eines Lüftungskanals 22 im Traufbereich des Großmoduls 36. Die Außenluft 73 wird durch einen Außenluftfilter 51 vorgereinigt. Nach dem Durchströmen des Großmoduls 36 wird die Luft 41 im oberen Lüftungskanal gesammelt und abgeführt.

Fig. 15 eine Ausschnittsvergrößerung im Querschnitt der in Fig. 12 dargestellten Dachtafel 36.1, wobei auf die Darstellung des Montagesystems 35 verzichtet wurde.

Fig. 16 eine Ausschnittsvergrößerung in Schrägansicht mit rechtsseitigem Längsschnitt der in Fig. 13 darge stellten dargestellten Dachtafel 36.1, wobei auf die Darstellung des Montagesystems 35 und der oberen Abdec kung 5.1 verzichtet wurde. Dargestellt ist das luftumlenkende, nach außen hin luftdicht abschließende Bauteil 25, das des Wärmeleitprofil 12 endständig abschließt und von einer Wärmedämmung 20 umgeben ist. Unter halb hiervon ist im Traufbereich 69 der Dachtafel 36.1 unterhalb der Hybridmodulfläche ein Bauteil 48 ange bracht, das keine Dünnschichtsolarzellen 1 oder Wärmeleiteinrichtungen 2 mit Luft- 12.1 oder Wasserwärme tauschern 12.2 besitzen, äußerlich jedoch der Oberfläche der Hybridmodulfläche 11 ähnelt. An dessen Unter seite ist ein Modulwechselrichter 38 angeordnet.

Fig. 17 eine schematische Vergrößerung eines Querschnittes durch den Schichtenaufbau einer Dünnschichtso arzelle 1 in Gestalt einer Tripelzelle sowie der Wärmeleiteinrichtung und weiterer Schichten. Die Dünn schichtsolarzelle 1 besteht aus drei übereinander liegenden Solarzellen aus amorphem Silizium, die auf der Oberseite von einer transparenten Elektrode 77 bedeckt werden. Unterhalb der Dünnschichtsolarzellen 1 ist eine selektive Schicht 3 angeordnet, welche Wärmestrahlung weitgehend absorbiert, Strahlung in photovoltaisch verwertbaren Spektralbereich jedoch weitgehend reflektiert. Diese Schichten sind auf einer Edelstahlfolie 4.1 aufgebracht die ihrerseits auf einem Metallblech ruht. Unterhalb von diesem ist mittels einer wärmeleitenden, dauerhaltbaren Verbindung das Wärmeleitprofil angebracht.

Fig. 18 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein Gebäude 70 als vereinfachte Prinzipskizze. Dar gestellt ist das Prinzip der Zulufterwärmung 54.1. Das Dünnschichthybridmodul 11, das Großmodul 36 oder die Dachtafel 36.1 auf der sonnenexponierten Dachfläche 61 angebracht. Außenluft 73 wird im Traufbereich 69 durch einen Außenluftfilter 51 in einen zuleitenden Lüftungskanal 22 gesaugt, unter solarer Strahlungsein wirkung im Dünnschichthybridmodul 11 erwärmt, im Firstbereich des Daches 68 einem ableitenden Lüftungs kanal 21 zugeführt und von einem Ventilator 80 dem Gebäude 70 als Zuluft 71 zugeführt.

Fig. 19 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein Gebäude 70 als vereinfachte Prinzipskizze, wobei das Prinzip der Zulufterwärmung 54.1 unter zusätzlicher Verwendung eines Abluftwärmetauschers 52 darge stellt ist. Die angesaugte, kühle Außenluft wird im Abluftwärmetauscher 52 von der vorbeistreichenden abge laugten Gebäudeabluft 72 erwärmt und sodann zur weiteren Nacherwärmung durch die Hybridmodulfläche geführt um danach als warme Zuluft 71 in das Gebäude 71 zu gelangen. Im Wärmetauscher vermischen sich die beiden Luftströme nicht, lediglich erfolgt ein Wärmeübergang von der wärmeren Abluft auf die kühlere Außenluft. Die somit abgekühlte Gebäudeabluft wird nach außen hin als Fortluft aus dem Gebäude geblasen.

Fig. 20 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein Gebäude 70 als vereinfachte Prinzipskizze. Hier bei wird die Verwertung der warmen Luft 41 in einer Hypocauste 65 zum Zweck der Raumheizung dargestellt. Bei Durchströmung der Hypocauste wird Wärmeenergie von der Luft auf die Masse der Hypocauste übertragen. Diese besteht aus einem wärmespeicherfähigen Material, wie beispielsweise Ziegelsteinen und nimmt die Wärme auf, um sie mit Zeitverzögerung und größtenteils als Strahlungswärme an die Gebäudeinnenseite abzu geben. Nach durchströmen der Hypocauste wird die Luft, abgetrieben durch einen Ventilator, durch Lüftungs kanäle 22 wieder der Hybridmodulfläche 11, 36, 36.1 zugeführt.

Fig. 21 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein Gebäude 70 als vereinfachte Prinzipskizze. Hier bei wird die erwärmte Luft 41 entweder einem Luft-/Wasserwärmetauscher zugeführt wodurch Wärme auf das Wasser 40 übertragen, und somit eine Brauchwassererwärmung 76.1 erreicht wird. Oder die erwärmte Luft 41 wird einer kompakten Lüftungsanlage 49.1 zugeführt. Diese kompakte Lüftungsanlage 49.1 kann verschiedene technische Komponenten wie eine Wärmepumpe 53, einen Wärmetauscher 52, eine Kältemaschine 58 enthal ten, sowie eine weitere Wärmequelle enthalten (beispielsweise ein Gasheizgerät). Durch eine weitere Wärme quelle kann die kompakte Lüftungsanlage 49.1 als Luftheizung 54 arbeiten. Dabei wird die solar erwärmte Luft 41 bei Bedarf nacherwärmt und dem Gebäude als Zuluft 71 zugeführt. Eine herkömmliche Heizungsanlage kann dadurch vollkommen ersetzt werden.

Enthält die kompakte Lüftungsanlage 49.1 eine Kältemaschine 58, so kann bei Verwendung einer Sorptions kältemaschine 58.1 die Wärmeenergie der solar erwärmten Luft 41 als Antriebsenergie für diese genutzt wer den. Insbesondere im Sommer kann somit Luft angesaugt und durch die Kältemaschine 58 gekühlt werden, so daß die kühle Gebäudezuluft 71 die Funktion der Klimatisierung 54.2 erfüllt. Die solar erwärmte Luft 41, die als Antriebsenergie für die Kältemaschine 58 genutzt wird, wird dabei weiter aufgeheizt und sodann als Fort luft aus dem Gebäude 70 geblasen.

Enthält die kompakte Lüftungsanlage 49.1 eine Wärmepumpe, so kann die Temperatur der solar vorerwärmten Luft 41 dadurch weiter angehoben werden, daß der angesaugten Abluft 72 Wärme von der Wärmepumpe ent zogen wird, auf ein höheres Wärmeniveau "gepumpt" wird und die solar vorerwärmten Luft 41 damit nacher wärmt wird. Die abgekühlte Gebäudeabluft wird dabei als Fortluft aus dem Gebäude 70 geblasen.

Ist die Wärmepumpe eine Sorptionswärmepumpe 58.1 die mit Wärme angetrieben wird, so kann diese den kompletten Restwärmebedarf des Gebäudes decken, da sie gleichzeitig als Zusatzheizung wirkt. Auch kann die gleiche Sorptionswärmepumpe 58.1 an heißen, sonnenreichen Tagen im Umkehrbetrieb, wie vorstehend als Sorptionskältemaschine beschrieben, arbeiten und somit gleichzeitig die Funktion der Klimatisierung 54.2 erfüllen.

In Fig. 22 wird als weitere Wärmequelle ein großer Wärmespeicher 55 verwendet. Diese Anordnung ist sinn gemäß ebenfalls mit einer kompakten Lüftungsanlage 49.1 vorteilhaft zu verwenden, wodurch der Wärmespei cher 55 die Funktion der Zusatzheizung übernehmen kann und somit weitere Heizsysteme vollständig ersetzt werden können.

Fig. 22 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch ein Gebäude 70 als vereinfachte Prinzipskizze. Dabei ist ein Erdwärmetauscher 50 angeordnet der bewirkt, daß die Temperatur der über einen Außenluftfilter 51 angesaugten Außenluft 73 sich dem ganzjährig stabilen Temperaturniveau des Erdreichs annähert. Somit wird die Außenluft im Winter erwärmt und im Sommer gekühlt. Durch im Erdreich 50.1 verlegte Schläuche 50.2 wird Außenluft 73 angesaugt, die dann - im Winterbetrieb - der Hybridmodulfläche 11, 36, 36.1 zur Nacher wärmung zugeführt wird. Im Sommerbetrieb kann die abgekühlte Außenluft 73 direkt in das Gebäude 70 als Zuluft 71, züm Zweck der Klimatisierung 54.2 und der Frischluftzufuhr, eingeblasen werden.

Die solar erwärmte Luft 41 kann bei einem Überangebot an Wärmeenergie (Sommerbetrieb) die Wärme in einem Wärmespeicher 55 an ein darin enthaltenes Wärmespeichermedium 55.1 abgeben (Beladung des Spei chers). Wenn die erwärmte Luft 41 den Bedarf an Wärmeenergie des Gebäudes 70 nicht vollständig deckt, kann gespeicherte Wärme aus dem Wärmespeicher 55 mittels eines Wärmetauschers 52 der solar vorerwärmten Luft 41 zur Nacherwärmung zugeführt werden (Entladung des Speichers).

Fig. 23 einen vergrößerten Ausschnitt eines Wärmeleitprofils 12 in der Bauart eines zweireihigen Kasten-/ Rippenprofils 18. Hierbei ist die Verwendung der Bezeichnungen für die Höhe a und die Breite b sowie der Wanddicke c der Profilkammern 26 dargestellt.

Fig. 23 eine vereinfachte, Prinzipskizze eines Schnittes durch ein Gebäude 70 mit Flachdach 76, bei dem durch die Großmodule 36 oder die Dachtafeln 36.1 eine wasserdichte, raumbildende Außenhülle 46 geschaffen wur de. Die Großmodule 36 oder die Dachtafeln 36.1 sind auf der sonnenexponierten Seite der Dachfläche 61 ange ordnet und werden durch Dachsparren 79 getragen.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung von Solarenergie durch kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie, wobei die Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrische und thermische Energie in einer Solarzelle geschieht dadurch gekennzeichnet, daß als Solarzelle eine Dünn schichtsolarzelle (1) verwendet wird, und daß die thermische Energie mittels eines Luftwärmetau schers (12.1) oder eines Wasserwärmetauschers (12.2) unterhalb der Dünnschichtsolarzelle (1) abge führt wird und daß oberhalb der Dünnschichtsolarzelle (1) eine wärmeisolierende, obere Abdeckung (5.1) verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Dünnschichtsolarzelle (1) amorphes Silizi um, CdTe-, CIS- oder GaAs- Verbindungen verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine polykristalline Silizium-Film Solarzelle verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe der thermischen Energie zur Außenumgebung hin durch eine obere Abdeckung (5.1) aus transparentem, wenig wärmelei tendem Material vermindert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoff oder Glas als obere Abdeckung (5.1) des Dünnschichthybridmoduls (11) verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die solar eingestrahlte Wärmee nergie mittels eines gasförmigen oder flüssigen Wärmeträgermediums (39) abgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeenergie des Wärmeträgermediums (39) zur Zulufterwärmung (54.1), Klimatisierung (54.2), Raumheizung mittels einer Luftheizung (54), Brauchwassererwärmung (76.1), Wärmespeicherung (55), solaren Nahwärmeversorgung (), Kühlung mittels einer Kältemaschine (58), Prozeßwärme beispielsweise zur Trocknung von Biomasse (60), oder für mehrere der genannten Anwendungen in Kombination miteinander, verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe der thermischen Energie der Dünnschichtsolarzelle (1) zur Außenumgebung hin durch einen, von der oberen Abdeckung (5.1) eingeschlossenen, wärmeisolierenden Zwischenraum mit gasförmiger Füllung (6) verringert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Halbleiterschicht der Dünnschichtsolarzelle (1) eine selektive Schicht (3) aufgebracht ist durch welche die auftreffende Sonnenstrahlung im photovoltaisch verwertbaren Bereich weitgehend reflektiert, der Anteil der Wär mestrahlung jedoch weitgehend absorbiert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 dadurch gekennzeichnet, daß für die Wärmeleiteinrichtung (2) unterhalb der Dünnschichtsolarzelle (1) weitgehend metallische Bauteile verwendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeleiteinrichtung (2) verwendet wird, deren Unterseite (h) eine größere Oberfläche aufweist als deren Oberseite (g).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-11 dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang von der Wärmeleiteinrichtung (2) auf das Wärmeträgermedium (39) durch den Kontakt des Wärmeträgermediums (39) beim Vorbeiströmen an der Oberfläche der Wärmeleiteinrichtung (2) erreicht wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 12 dadurch gekennzeichnet, daß die solar eingestrahlte Wärmee nergie mittels eines flüssigen Wärmeträgermediums (39), welches als Hauptbestandteil aus Wasser (40) besteht, abgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 12 dadurch gekennzeichnet, daß die solar eingestrahlte Wärmee nergie mittels des Wärmeträgermediums (39) Luft (41) abgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Luftgeschwindigkeit innerhalb der Wär meleitprofile (12) zwischen einem und acht Metern pro Sekunde beträgt und daß das Wärmeträgermedi um Luft (41) die Profilkammern (26) der Wärmeleitprofile (12) in einer einzigen Richtung oder in be nachbarten Profilkammern (26) in jeweils entgegengesetzten Richtungen durchströmt.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Anspruche 14-15 dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmte Luft (41) gesammelt und abgeleitet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Wärmeträger Wasser (40) in Rohrleitungen (32) geführt, gesammelt und abgeleitet wird.

18. Verfahren nach einem der vorstehenden Anspruche 1-17 dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinnung und Umwandlung der Solarenergie integriert in der äußeren, sonnenexponierten Gebäudehülle () erfolgt.

19. Verfahren nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichthybridmodule zur Gewinnung und Umwandlung der Solarenergie in die äußere, sonnenexponierte Dachfläche (61) integriert werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichthybridmodule zur Gewinnung und Umwandlung der Solarenergie in die äußere, sonnenexponierte Fassadenfläche (62) integriert wer den.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18-20 dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Dünn schichthybridmodule (11) mit einem dauerhaft wasserdichten Befestigungssystem (35) montiert werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, daß hierzu ein Pfosten- und Riegel Befestigungssy stem (35.1) oder ein zur Montage von Blechdächern übliches Befestigungssystem (35.2) verwendet wird.

23. Verfahren nach einem der Anspruche 18-22 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichthybridmodule auf einer vertikalen Lattung (42) auf der Dachfläche (61) oder einer vertikalen Lattung (42) an der Fassa de (62), montiert werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-23 dadurch gekennzeichnet, daß jedes einzelne Dünnschichthy bridmodul (11) durch ein eigenes Gehäuse (14) umschlossen wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-23 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeverluste des Wär meträgermediums (39) nach unten hin durch die bauseitig vorhandene Wärmedämmschicht (44) vermin den wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichthybridmodule (11) direkt oberhalb der bauseitigen Wärmedämmschicht (44) montiert werden.

27. Verfahren nach Anspruch 25 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichthybridmodule (11) oberhalb der bauseitigen Wärmedämmschicht (44) und von dieser durch eine Unterspannbahn (45), einer Dach pappe, einer Holzwerkstoffplatte (65) oder einer anderen diese Funktion erfüllenden Vorrichtung, ge trennt montiert werden.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-24 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeverluste des Wär meträgermediums (39) nach unten hin durch eine unterhalb der Wärmeleiteinrichtung (2) angebrachte Wärmedämmplatte (66) vermindert wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28 dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmedämmplatte (66) ein, für Wasser dampf diffusionsoffenes, Material verwendet wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 17-29 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dünnschichthybrid module (11), miteinander zu weitgehend kompletten Fassadenbauteilen 36.2, Dachtafeln 36.1. oder Großmodulen (36) verbunden, bereits herstellerseitig vorgefertigt werden.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dünnschichthybridmo dule (11), miteinander zu weitgehend kompletten Dachtafeln (36.1) verbunden, bereits herstellerseitig vorgefertigt werden.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-31 dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung der Dünnschichtsolarzellen (1) oder der Dünnschichthybridmodule (11) untereinander bereits herstellerseitig vorgefertigt wird.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-31 dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter (38) bereits herstellerseitig in die Dach- oder Fassadenbauteile oder Großmodule (36) integriert wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-31 dadurch gekennzeichnet, daß die Installationsleitungen, -kanäle und -rohre (21, 22, 32) welche das Wärmeträgermedium zum Dünnschichthybridmodul (11) zu- oder abführen, bereits herstellerseitig in das Bauteil (36) integriert werden.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-31 dadurch gekennzeichnet, daß die untere Wärmedämmschicht (20) bereits herstellerseitig vorgefertigt in das Bauteil (36) integriert wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-35 dadurch gekennzeichnet, daß die Großmodule (36) oder Dachtafeln (36.1) als Dacheindeckungen für Anbauten wie Garagen, Carports, Schuppen, Gerätehäuser oder Wintergärten oder zum Einsatz in netzunabhängigen Systemen (Inselanlagen) verwendet werden.

37. Verfahren nach einem der Anspruche 30-35 dadurch gekennzeichnet, daß die Großmodule (36) oder Dachfertigteile (36.1) als Dacheindeckungen für Niedrigenergiehäuser oder Passivhäuser oder Häuser in Holzbauweise verwendet werden.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-35 dadurch gekennzeichnet, daß die Großmodule (36) oder Dachtafeln (36.1) im wasserdichten, flächendeckenden Verbund auf Flachdächern (67) montiert werden.

39. Verfahren nach Anspruch 38 dadurch gekennzeichnet, daß sich hierdurch eine raumbildende Außenhülle (46) ergibt.

40. Verfahren nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß Dachfenster oder Dachgauben (47) bereits herstellerseitig vorgefertigt in die Dachtafeln (36.1) integriert werden.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-40 dadurch gekennzeichnet, daß die Großmodule (36), die Fas sadenbauteile (36.2) oder die Dachtafeln (36.1) Teilflächen (48) enthalten, die den Dünnschichthybrid modulflächen äußerlich optisch ähneln, jedoch keine Dünnschichtsolarzellen (1) oder keine Wärme leiteinrichtung (2) enthalten.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-41 dadurch gekennzeichnet, daß die Großmodule (36) oder die Dachtafeln (36.1) in verschiedenen Längen (e) hergestellt werden.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 30-42 dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (e) der Großmodule (36) oder der Dachtafeln (36.1) der bauseits geforderten Länge vom First (68) bis zur Traufe (69) ange paßt wird.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 15-17 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (41) einer mechanischen Lüftungsanlage oder einer raumlufttechnischen Anlage (RLTA) (49) zugeführt wird.

45. Verfahren nach Anspruch 44 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (41) an der oberen Kante (1) der Fläche zusammenhängender Dünnschichthybridmodule (11), Großmodule (36) oder der Dachtafeln (36.1), durch einen Lüftungskanal (21, 22) gesammelt und abgeleitet wird.

46. Verfahren nach einem der Ansprüche 44-45 dadurch gekennzeichnet, daß die Luft (41) an der oberen Kante (1) oder an der unteren Kante (m) der Fläche zusammenhängender Dünnschichthybridmodule (11), Großmodule (36) oder der Dachtafeln (36.1), durch einen Lüftungskanal (21, 22) zugeführt wird.

47. Verfahren nach einem der Ansprüche 44-46 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (41) einen Gebäude (70) als Zuluft (71) zugeführt wird.

48. Verfahren nach einem der Ansprüche 44-47 dadurch gekennzeichnet, daß dem Dünnschichthybridmodul (11) Außenluft (73) zwecks Erwärmung zugeführt wird.

49. Verfahren nach Anspruch 48 dadurch gekennzeichnet, daß die Außenluft (73) über im Erdreich (50.1) verlegte Rohre oder Schläuche (50.2) angesaugt wird.

50. Verfahren nach einem der Ansprüche 48-49 dadurch gekennzeichnet, daß die Außenluft (73) durch einen Außenluftfilter (51) angesaugt wird.

51. Verfahren nach einem der Ansprüche 44-49 dadurch gekennzeichnet, daß dem Dünnschichthybridmodul (11) Gebäudeabluft (72) zwecks Nacherwärmung zugeführt wird (Umluft (74)).

52. Verfahren nach einem der Ansprüche 44-51 dadurch gekennzeichnet, daß der Gebäudeabluft (72) Wärme mittels eines Wärmetauschers (52) und/oder einer Wärmepumpe (53) entzogen wird, welche die ange saugte Außenluft (73) vor Eintritt in das Dünnschichthybridmodul (11) vorerwärmt oder nach dem Dünn schichthybridmodul (11) nacherwärmt.

53. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 15-17, 44-52 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (41) einer Luftheizung (54) zugeführt wird.

54. Verfahren nach Anspruch 53 dadurch gekennzeichnet, daß die Luftheizung (54) außer der solar erwärm ten Luft (40) direkt aus den Dünnschichthybridmodulen (11) mindestens eine weitere Wärmequelle ge nutzt wird.

55. Verfahren nach einem der Ansprüche 53-54 dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Wärmequelle ein Wärmespeicher (55), eine Holzfeuerung () oder eine Wärmepumpe (53) verwendet wird.

56. Verfahren nach Anspruch 54 dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmeversorgung kompakte Lüftungsge räte (49.1) mit integrierten Wärmepumpe (53) und/oder integriertem Abluftwärmetauscher (52) in Kom bination mit einem Wärmespeicher (55) verwendet wird.

57. Verfahren nach Anspruch 56 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmepumpe (53) die sensible und die latente Wärmeenergie der Abluft (72) nutzt.

58. Verfahren nach einem der Ansprüche 56-57 dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator der Wärme pumpe (53) der Wassererwärmung (76) dient.

59. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 14-16 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (41) einer Hypocauste (56) (von Warmluft durchströmte Speicherwand oder Speicherboden) zugeführt wird.

60. Verfahren nach Anspruch 7, 15-17 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft (41) mittels eines Wär metauschers (52) zur Wassererwärmung (76) verwendet wird.

61. Verfahren nach Anspruch 60 dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Wasser () zu Brauchwasserer wärmung () verwendet wird.

62. Verfahren nach Anspruch 60 dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Wasser (40) zur Einspeisung in ein Warmwasser-Heizsystem (57) verwendet wird.

63. Verfahren nach Anspruch 60 dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Wasser (40) einem Wärmespei cher (55) zugeführt wird.

64. Verfahren nach Anspruch 63 dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmespeicher (55) das Wärmespeicher medium Wasser (40) verwendet wird.

65. Verfahren nach Anspruch 7, 15-17 dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Energie der warmen Luft (41) an einen Wärmespeicher (55) abgegeben wird.

66. Verfahren nach Anspruch 65 dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermedium (55.1) Stein verwendet wird (Massespeicher).

67. Verfahren nach Anspruch 65 dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmespeicher (55) ein Latentwärmespei cher verwendet werden.

68. Verfahren nach Anspruch 65 dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermedium (55.1) Silikagel verwen det wird.

69. Verfahren nach Anspruch 7, 15-17 dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Energie der warmen Luft (41) zur Kälteerzeugung verwendet wird.

70. Verfahren nach Anspruch 69 dadurch gekennzeichnet, daß die Kälte durch eine Sorptionskältsmaschine (58.1) oder eine DEC-Kältemaschine (58.2) erzeugt wird und hierbei die thermische Energie der warmen Luft (41) als Antriebsenergie genutzt wird.

71. Verfahren nach Anspruch 70 dadurch gekennzeichnet, daß die Sorptionskältemaschine (58.1) eine im Umkehrbetrieb arbeitende Sorptionswärmepumpe (53.1) ist, welche ansonsten Wärme als Nutzenergie be reitstellt.

72. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 15-17 dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Energie der warmen Luft (41) als Prozeßwärme verwendet wird.

73. Verfahren nach Anspruch 72 dadurch gekennzeichnet, daß die warme Luft in Lagerstätten von Lebens mitteln, Agrargütern oder anderer Biomasse (60) wie forstwirtschaftlichen Erzeugnissen beispielsweise Holz, zur Trocknung eingeblasen verwendet wird.

74. Verfahren nach einem der Ansprüche 72-73 dadurch gekennzeichnet, daß das Holz als Festbrennstoff zur thermischen Energiegewinnung verwendet wird.

75. Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie durch kombinierte Umwandlung in elektrische und thermische Energie, wobei die Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrische und thermische Energie in einer Solarzelle geschieht insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-74 und dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzelle eine Dünnschichtsolarzelle (1) ist und daß unterhalb der Dünnschichtsolarzelle ein Luftwärmetauscher (12.1) oder ein Wasser wärmetauscher (12.2) angeordnet ist und daß oberhalb der Dünnschichtsolarzelle (1) eine wärmei solierende, obere Abdeckung (5.1) angeordnet ist.

76. Vorrichtung nach Anspruch 75 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzelle (1) aus amor phem Silizium besteht.

77. Vorrichtung nach Anspruch 75 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzelle (1) aus CdTe, CIS oder GaAs besteht.

78. Vorrichtung nach Anspruch 75 dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzelle aus einem polykristallinen Silizium-Film besteht.

79. Vorrichtung nach Anspruch 76 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzelle (1) aus mehreren übereinanderlegenden Schichten von Dünnschichtsolarzellen (1) aus amorphem Silizium besteht (Tandem-, Tripelzelle):

80. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75-79 dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Halbleiter schicht der Dünnschichtsolarzelle (1) eine selektive Schicht (3) aufgebracht ist, welche die auftreffende Sonnenstrahlung im photovoltaisch verwertbaren Bereich weitgehend reflektiert, den Anteil der Wär mestrahlung jedoch weitgehend absorbiert.

81. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 76-80 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzelle (1) auf einen metallischen Träger (4) aufgebracht ist.

82. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75-81 dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Dünn schichtsolarzelle (1) eine oder mehrere transparente Schichten (5) aufgebracht sind.

83. Vorrichtung nach Anspruch 82 dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Dünnschichtsolarzelle (1) eine transparente Abdeckung (5.1) mit einem wärmeisolierenden Zwischenraum (6), der mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt oder weitgehend evakuiert ist, angeordnet ist.

84. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 82-83 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdec kung (5.1) aus Kunststoff besteht.

85. Vorrichtung nach Anspruch 84 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdeckung (5.1) aus Acryl, Plexiglas oder Makrolon, Polycarbonat besteht.

86. Vorrichtung nach Anspruch 85 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdeckung (5.1) eine Doppel- oder Dreifachstegplatte (7) ist.

87. Vorrichtung nach Anspruch 82 dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Dünnschichtsolarzelle (1) als transparente Schicht (5) eine Folie (8) aufgebracht ist.

88. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 82-83 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdec kung (5.1) aus Glas besteht.

89. Vorrichtung nach Anspruch 88 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdeckung (5.1) ein Scheibe (5.2) aus blendarm strukturiertem, eisenfreiem Glas ist.

90. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 88-89 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdec kung (5.1) eine Scheibe (5.2) aus Einscheibensicherheitsglas ist.

91. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 88-89 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdek kung (5.1) eine Isolierverglasung oder Wärmeschutzverglasung ist oder aus mehreren übereinanderlie genden Scheiben (5.2) mit dazwischen liegender Luft- oder Gasschicht (6) besteht.

92. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 82-83, 88 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenab deckung (5.1) eine transparente Wärmedämmung (9) ist.

93. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 82-92 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdec kung (5.1) einen lichtlenkenden oder lichtbündelnden (konzentrierenden) Effekt hat.

94. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 82-85 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdec kung (5.1) eine Oberfläche aufweist, die größer ist als deren projizierte Grundfläche (die Breite multipli ziert mit der Länge).

95. Vorrichtung nach Anspruch 94 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdeckung (5.1) eine Wellenform (10) hat.

96. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 82-95 dadurch gekennzeichnet, daß die obere Solarzellenabdec kung (5.1) eine geometrische Form hat die nicht die einer flachen Platte ist.

97. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 82-96 dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Platten, Folien und/oder Beschichtungen (77) vorgesehen sind.

98. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75-97 dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Dünn schichtsolarzelle (1) eine Wärmeleiteinrichtung (2) aus Metall angebracht ist.

99. Vorrichtung nach Anspruch 98 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleiteinrichtung (2) aus Alumini um oder verzinkten oder aluminiumbeschichteten oder aluminiumverzinktem Stahlblech besteht.

100. Vorrichtung nach einem der Anspruche 98-99 dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Dünn schichtsolarzelle (1) ein Metallblech 1 eine Metallplatte (13) oder ein Metallprofil (12) angeordnet ist.

101. Vorrichtung nach Anspruch 100 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech/die Metallplatte (13) oder das Metallprofil (12) an den seitlichen Kanten (i) flach ausgebildet ist.

102. Vorrichtung nach Anspruch 100 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech/die Metallplatte (13) oder das Metallprofil (12) an den seitlichen Kanten (i) nach oben hin gefalzt ist.

103. Vorrichtung nach Anspruch 100 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech/die Metallplatte (13) oder das Metallprofil (2) an den Kanten (i, l, m) in ein Gehäuse (14) eingefaßt ist oder in einem Gehäuse ange ordnet ist, das auch die seitlichen Kanten (i, l, m) der oberen Solarzellenabdeckung (5.1) mit einer Über Lappung (14.1) von mehreren Millimetern einfaßt.

104. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 98-103 dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des me tallischen Solarzellenträgers (4) ein Wärmeleitprofil (12) mittels einer dauerhaltbaren, wärmeleitenden Verbindung (78) angebracht ist.

105. Vorrichtung nach einem der Anspruche 98-103 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzelle (1) direkt auf ein metallisches Wärmeleitprofil (12) aufgebracht wird, welches somit zugleich der metalli sche Träger (4) für die Dünnschichtsolarzelle (1) ist.

106. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 98-105 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitprofll (12) als Luftwärmetauscher (12.1) ausgebildet ist.

107. Vorrichtung nach einem der Anspruche 98-105 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleiteinrichtung (2) als Wasserwärmetauscher (12.2) ausgebildet ist.

108. Vorrichtung nach Anspruch 106 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitprofil (12) des Luftwärme tauschers (12.1) als Kastenprofil (15), als Rippenprofil (16), als Rohrprofil (12.1.1) oder in einer, durch Faltung eines Metallblechs entstandenen Profilform (12.1.2), ausgebildet ist.

109. Vorrichtung nach Anspruch 108 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitprofil (12) des Luftwärne tauschers (12.1) in einer oder zwei oder mehreren Reihen (k) untereinander angeordnet ist.

110. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 108-109 dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Reihe (k.1) des Wärmeleitprofils (1.2) des Luftwärmetauschers (12.1) zur Unterseite (h) hin offen ist.

111. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 108-110 dadurch gekennzeichnet, daß das Rippenprofil (16) des Luftwärmetauschers (12.1) Zinken (19) aufweist, die sich nach unten hin in ihrem Querschnitt verjüngen.

112. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 108-111 dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung der Luft (41) in zwei jeweils benachbarten Profilkammern (26) des Wärmeleitprofils (12) in entgegengesetzte Richtung verläuft.

113. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 98-112 dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Wär meleitprofils (12) eine Wärmedämmschicht (20) angebracht ist.

114. Vorrichtung nach Anspruch 113 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (20) eine Wärme dämmplatte (66) aus Polystyrol- oder Polyurethan- Hartschaumplatten ist.

115. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75-112 dadurch gekennzeichnet, daß an einem oder beiden offe nen Enden an der oberen Kante (1) und/oder der unteren Kante (m) des Wärmeleitprofils (12) ein oder mehrere Lüftungskanäle (21, 22) angebracht sind.

116. Vorrichtung nach Anspruch 115 dadurch gekennzeichnet, daß der Lüftungskanal oder die Lüftungskanäle (21, 22) zur Ableitung der warmen Luft (41) an der oberen Kante (1) des Wärmeleitprofils (12) angebracht ist oder sind.

117. Vorrichtung nach Anspruch 115 dadurch gekennzeichnet, daß der Lüftungskanal oder die Lüftungskanäle (21, 22) zur Zuleitung der zu erwärmenden Luft (41) an der unteren oder an der oberen Kante (1) des Wärmeleitprofils (12) angebracht ist oder sind.

118. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 115-117 dadurch gekennzeichnet, daß die Lüftungskanäle (21, 22) mit einer Wärmedämmschicht (23) ummantelt sind.

119. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 98-118 dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenhängende Fläche der Dünnschichthybridmodule (11), der Großmodule (36) oder der Dachtafeln (36.1) mittels einer geeigneten Anordnung (24) nach den Seiten (i. 1) hin mit der bauseitigen Dachfläche (61) oder Fassaden fläche (62) luftdicht abschließt.

120. Vorrichtung nach Anspruch 112 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitprofil (12) des Luftwärme tauschers (12.1) an dessen unteren Kante (m), mittels eines, nach außen hin luftdicht abschließenden, luftumlenkenden Endstücks (25), verschlossen ist.

121. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 104-106, 108-112 dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (a) der Profilkammern (26) 15-100 mm beträgt.

122. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 104-106, 108-112 dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Profilkammern (26) 20-75 nun beträgt.

123. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 104-106, 108-112 dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (a) und Breite (b) der Profilkammern (26) oder die Wandstärke (c) des Wärmeleitprofils (12) abhängig von der Stärke der solaren Einstrahlung, der Luftgeschwindigkeit im Wärmeleitprofil (12), der Länge (e) in Strö mungsrichtung der Luft (41), und der gewünschten, zu erreichenden Temperaturdifferenz der Luft (41) dimensioniert ist.

124. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 104-106, 108-123 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleit profil (12) des Luftwärmetauschers (12.1) aus einzelnen U- (27), L- Profilen (28) oder Rohrprofilen (12.1.1) zusammengesetzt ist.

125. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 104-106, 108-123 dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleit profil (12) aus einer durchgehenden Wärmeleitprofilplatte (29) mit mehreren Profilkammern (26) besteht.

126. Vorrichtung nach Anspruch 125 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzelle (1) direkt auf der Wärmeleitprofilplatte (26) aufgebracht ist.

127. Vorrichtung nach Anspruch 100-102 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzelle (1) auf einem Metallblech/einer Metallplatte (13) aufgebracht ist.

128. Vorrichtung nach Anspruch 127 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech/die Metallplatte (13) aus beidseitig aluverzinktem Stahlblech besteht.

129. Vorrichtung nach Anspruch 128 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech/die Metallplatte (13) eine Dicke von 0,4 bis 2 mm hat.

130. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 127-129 dadurch gekennzeichnet, daß das Dünnschichthybrid modul (11), das Großmodul (36) oder die Dachtafel (36.1) eine Länge (e) von einem bis zu acht Metern hat.

131. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 127-130 dadurch gekennzeichnet, daß das Dünnschichthybrid modul (11), das Großmodul (36) oder die Dachtafel (36.1) eine Breite (f) von 40-50 cm oder auch bis zu mehreren Metern hat.

132. Vorrichtung nach Anspruch 127-131 dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenfarbe des Metallblechs der Metallplatte (13) an die Farbe der Dünnschichtsolarzellen (1) angepaßt ist.

133. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24, 75-132 dadurch gekennzeichnet, daß das Dünnschichthy bridmodul (11) an den seitlichen Kanten (i, l, m) in ein Gehäuse (14) eingefaßt ist.

134. Vorrichtung nach Anspruch 133 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) die Grundform einer zur Unterseite (h) hin geschlossenen, rechteckigen Wanne mit Auslässen oder Anschlüssen (14.2) für die Wärmeleitprofile (12) hat.

135. Vorrichtung nach Anspruch 133-134 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) aus Kunststoff, Kunstharz, Aluminiumblech oder verzinktem Stahlblech besteht.

136. Vorrichtung nach Anspruch 133-135 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (14) an der Unterseite (h) und an den seitlichen Wandteilen (j) eine Wärmeisolierung (20) angebracht ist.

137. Vorrichtung nach Anspruch 136 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (20) eine oder mehre re eingelegte, eingeklemmte oder eingeklebte Wärmedämmplatten (66) sind.

138. Vorrichtung nach Anspruch 107 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleiteinrichtung (2) des Wasser wärmetauschers (12.2) in metallischem Verbund mit den wasserführenden Rohrleitungen (32) steht.

139. Vorrichtung nach Anspruch 138 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleiteinrichtung (2) des Wasser wärmetauschers (12.2) aus Kupfer oder Aluminium besteht, zur Oberseite (g) hin flach ausgebildet ist und auf dieser Oberfläche die Dünnschichtsolarzelle (1) aufgebracht ist.

140. Vorrichtung nach Anspruch 138-139 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleiteinrichtung (2) des Wasserwärmetauschers (12.2) aus einem metallischen Träger (4), einer Metallplatte oder einem Metall blech (13) aus Kupfer besteht und an dessen Unterseite (h) Rohrleitungen (32) aus Kupfer angelötet sind.

141. Vorrichtung nach Anspruch 138-139 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleiteinrichtung (2) des Wasserwärmetauschers (12.2) ein gefonntes Blech (34) beinhaltet, das die Rohrleitungen (32) einzeln umschließt und mittels einer dauerhaften, wärmeleitenden Verbindung (78) mit der Unterseite (h) des Solarzellenträgerblechs/der Solarzellenträgeplatte (13, 4) verbunden ist.

142. Vorrichtung nach Anspruch 141 dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (34) welches die Rohrleitungen (32) des Rohrsystems einzeln umschließt aus dem gleichen Material besteht wie das Solarzellenträger blech/die Solarzellenträgerplatte (13, 4).

143. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30-40, 75-142 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dünn schichthybridmodule (11) mittels eines wasserdichten Montagesystems (34) zu einem Großmodul (36) verbunden sind.

144. Vorrichtung nach Anspruch 143 dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzellen (1) des Groß moduls (36) bereits herstellerseitig elektrisch angeschlossen sind.

145. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 143-144 dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Großmodul (36) jeweils ein eigener Modulwechselrichter (38) integriert ist.

146. Vorrichtung nach einem der Anspruche 143-145 dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitprofilplatte (29) oder das Solarzellenträgerblech/die Solarzellenträgerplatte (13, 4) des Großmoduls (36) über dessen gesamte Größe durchgängig ist.

147. Vorrichtung nach einem der Anspruche 143-146 dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (e) und die Breite (f) des Großmoduls (36) an die bauseitigen Bedingungen oder an die Rohbaurichtmaße angepaßt sind.

148. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 143-147 dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (e) des Großmo duls (36) gleich der Länge von First (68) bis zur Traufe (69) des zur Installation vorgesehenen Daches ist.

149. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 143-147 dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (f) des Großmo duls (36) gleich dem Abstand von zwei oder mehreren Dachsparren (79), des zur Installation vorgesehe nen Daches, zueinander ist.

150. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 143-149 dadurch gekennzeichnet, daß die Großmodule (36) auf Teilen Ihrer Oberfläche Bauteile (48) enthalten die den Dünnschichthybridmodulen äußerlich optisch äh neln, jedoch keine Dünnschichtsolarzellen (1) und/oder keine Luftwärmetauscher (12.1) oder Wasser wärmetauscher (12.2) besitzen.

151. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 143-150 dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung der Wär meleitprofile (12) der Luftwärmetauscher (12.1) von einzelnen Dünnschichthybridmodule (11) miteinan der, ein dauerhaltbares, kontaktsicheres und weitgehend luftdichtes Stecksystem (37) angebracht ist.

152. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75-151 dadurch gekennzeichnet, daß die zur Luftförderung ver wendeten Ventilatoren (80) elektronisch kommutierte Gleichstromventilatoren sind.

153. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75-152 dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Dünnschichthy bridmodule (11) mit einem eigenen Modulwechselrichter (38) ausgestattet ist.