DE202011005634U1 - Hybrid-Kollektor-Röhre zur Wärme und Stromerzeugung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung beruht hauptsächlich auf das Zusammenführen von Photovoltaik (Solarzellen) und Solarthermie (Kollektor) in einer einzigen Vakuum-Röhre, um Strom und Wärme zu erzeugen. Durch das Kühlen der Solarzellen, mittels direkt durchströmter Kühlld der Stromerzeugung erhöht und stellt ebenso ein Alleinstellungsmerkmal da. Des weiteren zeichnet sich die Erfindung der CK-Hybrid-Röhre dadurch aus, dass sie gleichzeitig als Wärmesammler für den ST-Betrieb und als Stromerzeuger im PV-Betrieb fungiert. Das Wärmeträgermedium ist in beiden Betriebsarten die gleiche Flüssigkeit (handelsüblich) Durch den Einbau dieser CK-Hybrid-Röhren können Neuinstallationen aber auch handelsübliche Kollektor-Anlagen mit geringem Aufwand zu einer Photovoltaik-Anlage nachträglich umgebaut bzw. erweitert werden. Der Aufwand für den Umbau ist lediglich auf die elektrische Verdrahtung und die Fremdkühlung für den PV-Betrieb begrenzt. Die bereits auf dem Markt erhältlichen Hybrid-Kollektoren sind ausschließlich luftgekühlte Flachkollektoren mit niedrigem Wirkungsgrad und gegenüber dem Sonnenstand nicht ausrichtbar.

Description

  • Die CK-Hybrid-Röhre erzeugt Wärmeenergie zur Heizungsunterstützung bzw. Brauchwassererwärmung und gleichzeitig Strom zur Einsspeisung in das EVU-Netz oder zum Eigenverbrauch aus reiner Sonnenenergie.
  • Die CK-Hybrid-Röhre besteht aus einer Glas-Röhre (a), aus der die Luft weitgehend zwecks Isolierung entfernt wurde. (Vakuum). In dieser Röhre sind auf einem Kühlkörper (b) diverse Solarzellen (c) (in Reihe verschaltet) mittels Wärmeleitpaste aufgebracht. Unter dem Kühlkörper befindet sich eine Kühlleitung (d) welche zum Wärmeabtransport im Solarthermie-Betrieb und gleichzeitig als Kühlung im Photovoltaik-Betrieb dient.
  • Am Röhrensockel (e) wird die Kühlleitung über einen radial angeordneten Stutzen (f) an einer Sammlereinheit wasserdicht angeschlossen. Ebenfalls im Röhrensockel befinden sich zwei Kontaktstifte (g), die den Strom der Solarzellen an eine Sammelstelle zur Verfügung stellen.
  • Durch die radiale Annordung des Wasserstutzens und der Kontaktstifte kann die Hybrid-Röhre um nahezu 360 Grad an der Sammelstelle verdreht und somit optimal dem Sonnenstand angepasst werden.
  • In einem Kollektor-Feld können beliebig viele Hybrid-Röhren zusammen geschaltet werden, um die benötigte Leistung zu erzielen.
  • Die CK-Hybrid-Röhre wird für zwei Betriebsarten genutzt.
  • 1. Solarthermie (ST-Betrieb)
  • Hier wird thermische Energie der Sonne genutzt, in dem sich die Solarzellen (dunkel blau) aufheizen und die gewonnene Wärme über den Kühlkörper an das Wärmeträgermedium an den Kühlkreislauf abgibt. Dies Wärme kann anschließend über handelsübliche Umwälzpumpen an Wasser-Speicher zugeführt werden.
  • 2. Photovoltaik (PV-Betrieb)
  • Bei Anwahl diese Betriebsart, wird das (gekühlte) Wärmeträgermedium durch die Kühlleitungen der CK-Hybrid-Röhre zugeführt und somit der Wirkungsgrad der Solarzellen optimiert. Die Kühlung des Trägermediums ist durch externe Kühlvorrichtungen sicher zustellen. Der gewonnene Strom der Solarzellen wird über die Kontaktstifte zur nächsten Hybrid-Röhre (Reihenschaltung) geführt usw.

Claims (1)

  1. Die Erfindung beruht hauptsächlich auf das Zusammenführen von Photovoltaik (Solarzellen) und Solarthermie (Kollektor) in einer einzigen Vakuum-Röhre, um Strom und Wärme zu erzeugen. Durch das Kühlen der Solarzellen, mittels direkt durchströmter Kühlleitungen, wird der Wirkungsgrad der Solarzellen und der Stromerzeugung erhöht und stellt ebenso ein Alleinstellungsmerkmal da. Des weiteren zeichnet sich die Erfindung der CK-Hybrid-Röhre dadurch aus, dass sie gleichzeitig als Wärmesammler für den ST-Betrieb und als Stromerzeuger im PV-Betrieb fungiert. Das Wärmeträgermedium ist in beiden Betriebsarten die gleiche Flüssigkeit (handelsüblich) Durch den Einbau dieser CK-Hybrid-Röhren können Neuinstallationen aber auch handelsübliche Kollektor-Anlagen mit geringem Aufwand zu einer Photovoltaik-Anlage nachträglich umgebaut bzw. erweitert werden. Der Aufwand für den Umbau ist lediglich auf die elektrische Verdrahtung und die Fremdkühlung für den PV-Betrieb begrenzt. Die bereits auf dem Markt erhältlichen Hybrid-Kollektoren sind ausschließlich luftgekühlte Flachkollektoren mit niedrigem Wirkungsgrad und gegenüber dem Sonnenstand nicht ausrichtbar.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011078220A1 (de) 2011-06-28 2012-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Bereitstellen von zumindest zwei Abwandlungen eines 3-D-Bilddatensatzes zu einer Gefäßstruktur eines Patienten
DE102013201938A1 (de) * 2013-02-06 2014-08-07 Sunoyster Systems Gmbh Receiver für Solaranlagen und Solaranlage

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011078220A1 (de) 2011-06-28 2012-08-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Bereitstellen von zumindest zwei Abwandlungen eines 3-D-Bilddatensatzes zu einer Gefäßstruktur eines Patienten
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