DE202011102438U1

DE202011102438U1 - Isolierglasscheibe mit beweglichen photovoltaischen Zellen

Info

Publication number: DE202011102438U1
Application number: DE202011102438U
Authority: DE
Original assignee: GNAN KARL HEINZ
Current assignee: GNAN KARL HEINZ
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: DE102012012920A1

Abstract

Isolierglasscheibe aus – mindestens zwei Scheiben, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, – einem hermetisch abgeschlossenen Zwischenraum zwischen den mindestens zwei Scheiben, der ganz oder teilweise mit vorzugsweise Luft, Gas oder Gasgemisch gefüllt oder luftleer ist und – mindestens einen umlaufenden Abstandhalter oder vakuumtauglichen Randabschluss, der jeweils zwei Scheiben miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass – sich im Scheibenzwischenraum einer Isolierglasscheibe mindestens eine vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) befindet, welche z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt und diese vorzugsweise in einer Batterie speichert und/oder weiterleitet.

Description

Bereich der Erfindung:
Die Erfindung betrifft die Bereiche „Isolierglas für das Bauwesen” und „Energiegewinnung mittels Fotovoltaik”.
Stand der Technik:
Isolierglasscheiben bestehen immer aus mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Scheiben, die umlaufend mit einem Abstandhalter verklebt und hermetisch abgedichtet sind. Der Abstandhalter besteht meist aus Aluminium, Edelstahl oder Kunststoff, ein neuer Zweig der Abstandhaltersysteme besteht aus einer Kautschukbutylmasse. Im Scheibenzwischenraum befindet sich meist Luft oder Gas. Seit einiger Zeit beschäftigt man sich auch mit Vakuum-Isolierglasscheiben.
Nahezu alle Isolierglasscheiben haben neben dem Witterungsschutz (Schutz vor Wind und Regen) noch weitere Aufgaben zu erfüllen. Dies können z. B. Wärmeschutz-, Sonnenschutz-, Brandschutz-, Schallschutz- oder Sichtschutzmaßnahmen sein. Es gibt auch einbruchhemmende oder beschußhemmende Isoliergläser, sowie Isoliergläser mit innenliegenden Rollos oder Jalousien bzw. Beleuchtungen. Die Ausführungsvarianten von modernen Isoliergläsern sind sehr vielfältig.
Im Bereich der Fotovoltaik wird kein Isolierglas, sondern meist Verbundglas verwendet. Der Unterschied besteht darin, dass, im Vergleich zum Isolierglas, beim Verbundglas die einzelnen Glastafeln untrennbar miteinander verklebt werden. Die einzelnen Solarzellen werden auf Trägerplatten aufgetragen und mit einer Glasscheibe abgedeckt. Die einzelne Solarzelle/-modul befindet sich immer planparallel zur Glastafel und ist unbeweglich.
Darstellung der Erfindung:
Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Nutzung des Raums zwischen den mindestens zwei Glasscheiben einer Isolierglasscheibe mit dem Ziel mittels vorzugsweise Solarzellen/photovoltaische Zellen (1), welche die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie durch Fotovoltaik umwandelt.
Die Ausgestaltung der Erfindung wird gegebenenfalls so ausgeführt, dass die Solarzelle/-modul dem Sonnenstand, zeit- und/oder teilweise, nachgeführt werden kann, ohne dass dazu die Isolierglasscheibe bewegt werden muss.
Auch wenn der zur Verfügung stehende Platz in einer Isolierglasscheibe verhältnismäßig gering ist, wird die darin platzierte Solarzelle/-modul zur Energiegewinnung beitragen. Im Regelfall beträgt der Scheibenzwischenraum einer Standard-Isolierglasscheibe 12–16 mm und während der Sommermonate ist der zu erwartende Energiegewinn naturgemäß höher als in den Wintermonaten.
Die Erfindung bringt in z. B. Fenster- und Türverglasungen angebracht einen Energiegewinn. Je nach Ausführungsvariante besteht nicht nur bei Einfamilienhäusern, sondern auch bei geeigneten Großobjekten (wie z. B. bei Schulen und Behörden) die Möglichkeit, die vorhandenen Fensterflächen als zeitweise Energiequelle zu nutzen, wenn z. B. nach Schließung oder an Wochenenden die beweglichen Solarmodule ausgefahren werden.
Die beschriebene Technik, bewegliche Solarzellen in Isolierglasscheiben zu platzieren, kann auch auf Hausdächern oder senkrechten Fassaden zum Einsatz kommen.
Im Inneren einer Isolierglasscheibe angeordnet, können diverse Fotovoltaiksysteme, beispielsweise Solarzellen/photovoltaische Zellen (1), Dickschicht- oder Dünnschichtzellen, aber auch diverse Halbleitermaterialien, organische Solarzellen oder Farbstoffsolarzellen o. ä. zur Energiegewinnung herangezogen werden.
Ein Vorteil der Erfindung ist der Umstand, dass die sich im Inneren der Isolierglasscheibe befindliche Solarzelle/-modul, nicht starr ist, sondern bewegt werden kann. Je nach Ausführung kann sie insbesondere vertikale und/oder horizontale angeordnet werden. Die beschriebenen Ausführungen können alle an/in einer Isolierglasscheibe in beliebiger Anzahl, Form, Ausführung und Größe zur Anwendung kommen.
Bei der Ausführungsvariante A (A) ist der Abstandhalter einer Isolierglasscheibe ganz oder teilweise als vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) bzw. Solarmodul konzipiert. Es können insbesondere Dünnschichtzellen oder Dickschichtzellen sein. Für den Fall, dass sich die Solarmodule im Inneren des Abstandhalters befinden, ist dieser an den entsprechenden Stellen mit einem transparenten Material zu versehen. Der Abstandhalter kann auch als Trägerelement (B) für die eigentliche Solarzelle/-modul dienen. In diesem Fall ist der Abstandhalter, ganz oder teliweise, mit mindestens einer Solarzelle/-modul, bestückt. Das Modul ist vorzugsweise klappbar ausgebildet, wobei die Befestigung insbesondere über eine Verklebung erfolgen kann.
Die Ausführung B zeigt mindestens eine vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) als Adapter-/Steckvariante, welche in einen herkömmlichen Abstandhalter vorzugsweise gesteckt wird oder z. B. einrastet. Die Adapter-/Steckvariante ist so konzipiert, dass sie entweder die eigentliche Solarzelle selbst darstellt oder sich in ihr mindestens eine Solarzelle/-modul befindet (C), die sich gegebenenfalls austauschen lässt, ohne dass die Isolierglasscheibe geöffnet bzw. beschädigt werden muss. Die spezielle Ausgestaltung des Steckmoduls (U-förmig hohl und mit Deckel) erlaubt eine Bestückung von der Rückseite aus.
Die Ausführungsvariante C betrifft eine in den Scheibenzwischenraum einer Isolierglasscheibe ragende Solarzelle/photovoltaische Zelle (1), die beispielsweise mindestens eine längliche Form aufweist, vorzugsweise hohl, rund, neumondförmig, gewellt oder korkenzieherförmig ist und horizontal oder vertikal positioniert werden kann. Die Solarzelle/-modul kann sich mit Abstand oder direkt auf dem Abstandhalter befinden oder sich, wie in der Ausführungsvariante B beschrieben, in oder auf einer Adapter/Steckvariante befinden.
Bei der Ausführung D handelt es sich um mindestens eine fest installierte aber bewegliche vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1), welche vorzugsweise jalousien- oder gardinenartig bzw. aufroll- oder faltbar ist, sich im Scheibenzwischenraum einer Isolierglasscheibe befindet und den vorhandenen Raum ganz oder teilweise ausfüllt. Auch eine fächerartige Anordnung ist möglich. Die Befestigung kann z. B. über Halterungen, Seile oder Distanzstücke, zum umlaufenden Abstandhalter oder Scheibenrand oder zu den Glastafeln, erfolgen.
Bei E handelt es sich um eine Variante, wobei sich die Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) vorzugsweise auf einer netz- oder gitterartigen Ausführung, ähnlich einem Fliegengitter, welches ein hohes Maß an Lichtdurchlässigkeit und/oder Durchsicht gewährleistet, befindet, wobei die Vorrichtung fest oder beweglich sein kann und den Raum zwischen den mindestens zwei Glasscheiben ganz oder teilweise ausfüllt.
Bei F handelt es sich um eine Variante, wobei sich die Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) vorzugsweise auf einem licht- und/oder blickdichten Material befindet und die Vorrichtung fest oder beweglich sein kann und den Raum zwischen den mindestens zwei Glasscheiben ganz oder teilweise ausfüllt.
Alle vorgenannten Ausführungsvarianten können auch ganz oder teilweise aus verschiedenen Materialien bestehen, wenn z. B. glastechnisch relevante Maßnahmen mit spezifischen Maßnahmen im Bereich der Fotovoltaik kombiniert werden.
Die erforderlichen Stromanschlüsse/Verkabelungen werden in bekannter Art und Weise aus der Isolierglasscheibe bzw. der Rahmung geführt und zu den entsprechenden elektrischen Anschlussverbindungen geleitet. Die Einspeisung des Stroms in das öffentliche Stromnetz oder in z. B. Batterien erfolgt ebenfalls in bekannter Art und Weise.
Zusammenfassung:
Die Anmeldung betrifft eine Isolierglasscheibe mit im Scheibenzwischenraum befindlichen Fotovoltaikvorrichtungen. Die Maßnahmen befinden sich direkt auf oder im umlaufenden Abstandshalter oder sie befinden sind im Inneren der Isolierglasscheibe, wobei die Vorrichtungen vorzugsweise beweglich sind.

Claims

Isolierglasscheibe aus – mindestens zwei Scheiben, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, – einem hermetisch abgeschlossenen Zwischenraum zwischen den mindestens zwei Scheiben, der ganz oder teilweise mit vorzugsweise Luft, Gas oder Gasgemisch gefüllt oder luftleer ist und – mindestens einen umlaufenden Abstandhalter oder vakuumtauglichen Randabschluss, der jeweils zwei Scheiben miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass – sich im Scheibenzwischenraum einer Isolierglasscheibe mindestens eine vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) befindet, welche z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt und diese vorzugsweise in einer Batterie speichert und/oder weiterleitet.
Isolierglasscheibe aus – mindestens zwei Scheiben, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, – einem hermetisch abgeschlossenen Zwischenraum zwischen den mindestens zwei Scheiben, der ganz oder teilweise mit vorzugsweise Luft, Gas oder Gasgemisch gefüllt oder luftleer ist und – mindestens einen umlaufenden Abstandhalter oder vakuumtauglichen Randabschluss, der jeweils zwei Scheiben miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass – sich im Abstandhalter (2) oder im Inneren des Abstandhalters (2) oder auf dem Abstandhalter (2) mindestens eine vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) befindet, welche z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt und diese vorzugsweise in einer Batterie speichert und/oder weiterleitet.
Isolierglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – ein vorzugsweise steckbares, ganz oder teliweise transparentes Adaptermodul (3) den Abstandhalter (2) zumindest an einer Stelle ersetzt und – sich im Adaptermodul (3) zumindest eine vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) befindet, welche z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt und diese vorzugsweise in einer Batterie speichert und/oder weiterleitet, – wobei die im Adaptermodul befindliche Solarzelle gegebenenfalls austauschbar ist, ohne dass die Isolierglasscheibe geöffnet oder auseinander gebaut werden muss.
Isolierglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – ein vorzugsweise steckbares Adaptermodul (3) den Abstandhalter (2) zumindest an einer Stelle ersetzt und sich zumindest eine, insbesondere beweglich/klappbar angebrachte vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) befindet, welche z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt und diese vorzugsweise in einer Batterie speichert und/oder weiterleitet, – wobei sie sich direkt oder mit Abstand auf dem Adaptermodul (3) befindet oder das Adaptermodul (3) selbst die vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1), ganz oder teilweise, darstellt.
Isolierglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – sich in der Isolierglasscheibe mindestens eine vorzugsweise 3-dimensionale Form befindet, welche insbesondere als Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) konzipiert ist, um z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umzuwandeln und diese vorzugsweise in einer Batterie zuspeichern und/oder weiterzuleiten, – wobei die Ausgestaltung der Form beispielsweise länglich sein kann, insbesondere horizontal oder vertikal positioniert sein kann und sich direkt oder mit Abstand, auf einem Abstandhalter (2) oder auf oder in einem Adaptermodul (3) befinden kann.
Isolierglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – sich in der Isolierglasscheibe mindestens eine bewegliche, netz- oder gitterartige, eng- oder weitmaschige, durchscheinende bis durchsichtige Vorrichtung befindet, welche den vorhandenen Raum zwischen den Glasscheiben ganz oder teilweise in vorzugsweise gardinenartiger oder faltbarer Form ausfüllt und – die Vorrichtung als vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) konzipiert ist um z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umzuwandeln und diese vorzugsweise in einer Batterie zuspeichern und/oder weiterzuleiten.
Isolierglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – sich in der Isolierglasscheibe mindestens eine vorzugsweise bewegliche, licht- und/oder blickdichte Vorrichtung aus insbesondere Kunststoff befindet, welche den vorhandenen Raum zwischen den Glasscheiben ganz oder teilweise ausfüllt und – die Vorrichtung als vorzugsweise Solarzelle/photovoltaische Zelle (1) konzipiert ist um z. B. die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umzuwandeln und diese vorzugsweise in einer Batterie zuspeichern und/oder weiterzuleiten.
Isolierglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – sich innerhalb einer Isolierglasscheibe mindestens zwei getrennt voneinander befindliche Vorrichtungen befinden, welche beispielsweise aus Kunststoff bestehen und vorzugsweise nebeneinander versetzt und/oder gegebenenfalls auf verschiedenen Laufebenen vorzugsweise unabhängig voneinander bewegt werden können, um die zur Verfügung stehende Gesamtfläche komplett oder teilweise zu verschließen, – wobei die der Sonne zugewandte Fläche der Vorrichtung insbesondere so ausgebildet ist, dass sie als Solarzelle/photovoltaische Zelle (1), die kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt und diese vorzugsweise in einer Batterie speichert und/oder weiterleitet.