DE202014009788U1 - Device system for generating electricity on a window with a reversible OPV film - Google Patents

Device system for generating electricity on a window with a reversible OPV film Download PDF

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Abstract

Gerätesystem dadurch gekennzeichnet, dass ein Photovoltaik-Modul, vorzugsweise unter der Verwendung organischer Photovoltaik, bevorzugt unter der Verwendung einer Adhäsionsfolie auf der Oberfläche eines Fensters befestigt werden kann.Device system characterized in that a photovoltaic module, preferably with the use of organic photovoltaic, preferably with the use of an adhesive film on the surface of a window can be attached.

Description

Kurztextshort text

Ein Gerätesystem auf Basis einer Folie mit organischer Photovoltaik, das schmückend, reversibel und nachträglich auf die Glasfläche eines Fensters aufgebracht werden kann, um Strom zu speichern und mobile Endgeräte aufzuladen.A device system based on a film with organic photovoltaic, which can be decoratively, reversibly and subsequently applied to the glass surface of a window to store electricity and charge mobile devices.

Beschreibung des Gerätesystems ”eTattoo”Description of the device system "eTattoo"

Eine Element, bevorzugt eine Folie die vorrangig eine organische Photovoltaik nutzt, die z. B. auf eine Fensterscheibe aufgebracht werden kann, um aus den darauf einstrahlenden Sonnenlicht elektrischen Strom zu erzeugen. Es handelt sich hierbei um die Verschmelzung von zwei konträren Konzepten: einer mobilen- und einer stationären Photovoltaik-Anwendung.An element, preferably a film which primarily uses an organic photovoltaic, the z. B. can be applied to a window pane to generate electric current from the sun light irradiating thereon. This is the merger of two contrary concepts: a mobile and a stationary photovoltaic application.

Diese Folie wird vorzugsweise mit einer Adhäsionsfolie auf der Glasoberfläche des Fensters befestigt. Das Modul besteht aus gedruckten Strukturen, wobei vorzugsweise organische Photovoltaik Verwendung findet. Es werden hier beispielsweise Blumenmuster, Tierfellmuster oder fraktale Strukturen verwendet. Das Modul setzt sich üblicher Weise aus folgenden Komponenten zusammen: dem Foliensubstrat, den aktiven organischen Schichten, Anode und Kathode, Leiterbahnen, die die elektrische Energie zu einer Schnittstelle führen. Diese Schnittstelle wird vorzugsweise am Fensterrahmen, bzw. am Rand des Fensterrahmens platziert und ermöglicht den Anschluss von Kabel(n), Geräten und/oder Speichermedien.This film is preferably attached with an adhesive film on the glass surface of the window. The module consists of printed structures, organic photovoltaic preferably being used. For example, flower patterns, animal skin patterns or fractal structures are used here. The module is usually composed of the following components: the film substrate, the active organic layers, anode and cathode, tracks that lead the electrical energy to an interface. This interface is preferably placed on the window frame or on the edge of the window frame and allows the connection of cable (s), devices and / or storage media.

Es können an die Schnittstelle vorzugsweise mobile Endgeräte wie ein Mobiltelefon / Smartphone, ein Musikplayer, eine Spielkonsole, mobiler Zubehör und Komponenten, ein Fotoapparat oder ein GPS-Gerät aufgeladen werden.Mobile terminals such as a mobile phone / smartphone, a music player, a game console, mobile accessories and components, a camera, or a GPS device may preferably be charged to the interface.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Photovoltaik Module werden heute vornehmlich auf einem Glasträger, also mit einer oder zwei Glasscheiben hergestellt. Diese werden vorzugsweise auf Dächern oder Freiflächen eingesetzt. Daneben existieren mobile Systeme, die zur Aufladung von mobilen Geräten dienen, aber auch Module mit Glas verwenden.Today, photovoltaic modules are mainly produced on a glass carrier, ie with one or two glass panes. These are preferably used on roofs or open spaces. There are also mobile systems that charge mobile devices but also use modules with glass.

Die in dieser Erfindung vorgetragene Neuerung ist es, unter der Nutzung der neuesten Generation der Photovoltaik (OPV), eine reversible und gebäudeintegrierter Verwendung (BIPV) von Photovoltaik herzustellen, die kein Glas verwendet. Hierbei sind folgende Faktoren als Abgrenzung zusätzlich relevant: das eTattoo ist im Gegensatz zu anderer BIPV genehmigungsfrei und kann vom Nutzer selber und sehr einfach montiert werden.The innovation recited in this invention is, using the latest generation of photovoltaic (OPV), to produce a reversible and building-integrated use (BIPV) of photovoltaics that does not use glass. In this case, the following factors are additionally relevant as delineation: unlike other BIPVs, the eTattoo is without authorization and can be mounted by the user himself and very easily.

Als BIPV im Bereich der Fenster wurden bisher nur anorganische Module eingesetzt, die fester Bestandteil des Systems Fenster sind. Die erfinderische Leistung besteht darin, dass OPV als BIPV verwendet werden kann, um Systeme zu laden, die nicht mit dem Versorgernetzen verbunden sein müssen.As BIPV in the field of windows, only inorganic modules have been used, which are an integral part of the window system. The inventive feat is that OPV can be used as BIPV to charge systems that do not need to be connected to the utility grid.

Die Erfindung löst folgende Probleme:The invention solves the following problems:

  • 1. Photovoltaik ist technisch nüchtern (unansehnlich) und stört häufig im Erscheinungsbild von Bauwerken. Die Erfindung hingegen hat hohe gestalterische Qualität, die als Schmuck verwendet werden kann. Auf Grund des variablen Konzeptes können vielfältige gestalterische Variationen hergestellt werden, um unterschiedlichsten Geschmäckern zu entsprechen.1. Photovoltaic is technically sober (unsightly) and often disturbs the appearance of buildings. The invention, however, has high design quality that can be used as jewelry. Due to the variable concept a variety of design variations can be produced to suit a wide variety of tastes.
  • 2. Das eTattoo kann gleichzeitig als Sichtschutz verwendet werden, was Einblicke verhindert und/oder die Erwärmung des Raums reduziert.2. The eTattoo can be used as a screen at the same time, which avoids insights and / or reduces the warming of the room.
  • 3. Mobile Geräte sind weit verbreitet und werden im Gebäude über die Stromnetze geladen. Die Erfindung bietet die Möglichkeit, ”Sonnenstrom” nutzen zu können und somit nicht auf den Stromverbrauch aus den Netzen angewiesen zu sein.3. Mobile devices are widely used and are charged in the building via the power grids. The invention offers the possibility of being able to use "solar power" and thus does not rely on the power consumption from the networks.
  • 4. Die Erfindung bietet die Möglichkeit unkompliziert und nachträglich auf den Glasflächen eines Fensters eine Solaranlage zu installieren. Es werden weder Facharbeiter noch eine Genehmigung benötigt. Die Fenster müssen weder verändert noch ausgebaut werden. Wenn die Anwendung nicht mehr gewollt wird, kann sie einfach wieder rückstandsfrei entfernt werden.4. The invention offers the possibility to install a solar system uncomplicated and subsequently on the glass surfaces of a window. There is no need for skilled workers or a permit. The windows do not have to be changed or removed. If the application is no longer wanted, it can easily be removed without residue.
  • 5. PV, die in Fenster integriert wird, ist sehr teuer, technologisch sehr aufwendig und hat auch aus diesen Gründen bisher nur eine sehr geringe Verbreitung erreicht. Die Erfindung ist hingegen einfach, preiswert und reversibel.5. PV, which is integrated into windows, is very expensive, technologically very complex and has also achieved only a very small spread for these reasons. The invention, however, is simple, inexpensive and reversible.

Das OPV Modul bestehend aus der Folie der Unter- und Oberseite, die miteinander verbunden ”laminiert” sind. Zwischen diesen beiden Folien befinden sich die aktiven Schichten. Der Aufbau und die Herstellung eines OPV Moduls auf einem Foliensubstrat ist nicht Bestandteil dieser Anmeldung. Die Herstellung des OPV-Moduls erfolgt vorzugsweise in einem Druckverfahren.The OPV module consisting of the film of the bottom and top, which are "laminated" together. Between these two films are the active layers. The construction and production of an OPV module on a film substrate is not part of this application. The production of the OPV module is preferably carried out in a printing process.

Die Komponenten der Erfindung:The components of the invention:

Das eTattoo besteht aus der aktiven OPV Fläche (4), die im Trägersubstrat (6) des Moduls eingebettet sind.The eTattoo consists of the active OPV area ( 4 ) in the carrier substrate ( 6 ) of the module are embedded.

Zu einer möglichst verlustfreien Ableitung des generierten Stroms befinden sich im Modul dünne und/oder semitransparente Leiterbahnen (5).For a loss-free as possible derivation of the generated current are in the module thin and / or semitransparent interconnects ( 5 ).

Das eTattoo wird vorzugsweise mit einer Adhäsionsfolie (7) in der Nähe des Fensterrahmens (1) auf dem Fensterglas (2) befestigt. Die Befestigung mit Klebestreifen oder anderen Mitteln ist möglich. The eTattoo is preferably coated with an adhesive film ( 7 ) near the window frame ( 1 ) on the window glass ( 2 ) attached. The attachment with tape or other means is possible.

Zwischen dem eTattoo (3) und einem mobilen Gerät (11) oder einem Akku (12) wird die elektrische Verbindung mittels einer Junction Box (8) hergestellt.Between the eTattoo ( 3 ) and a mobile device ( 11 ) or a rechargeable battery ( 12 ) the electrical connection is made by means of a junction box ( 8th ) produced.

Das eTattoo verwendet vorzugsweise die Spannung von 5 V, die üblicher Weise von mobilen Endgeräten zur Ladung verwendet wird.The eTattoo preferably uses the voltage of 5 V conventionally used by mobile terminals for charging.

Diese wird vorzugsweise auf dem eTattoo (3) befestigt. Die Junction Box (8) kann auch mit einem Kabel (9) vom Modul räumlich getrennt werden.This is preferably on the eTattoo ( 3 ) attached. The junction box ( 8th ) can also be used with a cable ( 9 ) are spatially separated from the module.

Die Junction Box (8) hat vorzugsweise nur einen USB-Anschluss (10). Es sind aber auch andere Anschlusssysteme, wie ein Hohlstecker oder kabellose Übertragungstechniken möglich.The junction box ( 8th ) preferably has only one USB port ( 10 ). But there are also other connection systems, such as a hollow connector or wireless transmission techniques possible.

Die Erfindung ist so aufgebaut, dass mehrere Systeme miteinander verbunden werden können, um andere technische Parameter erfüllen zu können. Diese sind vorzugsweise eine höhere Spannung oder ein höherer Strom.The invention is constructed so that multiple systems can be interconnected to meet other technical parameters. These are preferably a higher voltage or a higher current.

Zur Speicherung des elektrischen Stroms wird vorzugsweise ein externes Speichersystem (12) verwendet, dass über einen Akku und eine Ladesteuerung verfügt. Wahlweise können sowohl die Ladesteuerung als auch der Speicher auf dem System integriert werden.For storage of the electrical current is preferably an external storage system ( 12 ) that has a battery and a charge controller. Optionally, both the charge controller and the memory can be integrated on the system.

An dieses Speichersystem (12) kann ein zu ladendes Gerät (11), wie z. B. ein Smartphone, zum elektrischen Aufladen angeschlossen werden. Damit wird der Ladevorgang unabhängig von dem durch die jeweils aktuelle Solarstrahlung generierten Strom. Das direkte elektrische Aufladen des Endgerätes, ohne die Verwendung eines Speichersystems, ist möglich.To this storage system ( 12 ) can be a device to be loaded ( 11 ), such. As a smartphone, be connected for electrical charging. Thus, the charging process is independent of the electricity generated by the current solar radiation. The direct electrical charging of the terminal, without the use of a storage system, is possible.

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

1. stellt das Gesamtsystem des eTattoos mit Fenster dar. Hier ist beispielhaft eine mögliche Größe und ein mögliches Muster dargestellt. Wesentlich an der Figur ist die übersichtliche Darstellung der Komponenten. Das eTattoo (3) wird mit einer Adhäsionsfolie (7) auf dem Fensterglas (2) befestigt. Die aktive Fläche der OPV (4) ist derzeit aus technischen Gründen etwas kleiner als das Gesamtsystem. Der durch die OPV (4) generierte Strom wird über Leiterbahnen (5) zu einer Anschlussdose/Junction Box (8) abgeleitet. Diese befindet sich vorzugsweise am Fensterrahmen (1), der hier als Stütze wirkt. In der Junction Box (8) befindet sich vorzugsweise ein USB-Port, mit einem USB-Kabel (10) kann entweder ein externes Speichermedium (12), wie eine Powerbank geladen werden oder es kann direkt ein entsprechendes Gerät (11) zum Beladen angeschlossen werden. 1 , represents the complete system of the eTattoos with window. Here is an example of a possible size and a possible pattern shown. Essential to the figure is the clear presentation of the components. The eTattoo ( 3 ) is coated with an adhesive film ( 7 ) on the window glass ( 2 ) attached. The active area of the OPV ( 4 ) is currently slightly smaller than the overall system for technical reasons. The one covered by the OPV ( 4 ) generated electricity is via printed circuit traces ( 5 ) to a junction box ( 8th ) derived. This is preferably on the window frame ( 1 ), which acts as a support here. In the junction box ( 8th ) is preferably a USB port, with a USB cable ( 10 ) can either be an external storage medium ( 12 ), how a power bank can be charged or it can directly a corresponding device ( 11 ) are connected for loading.

2. Ist eine Detaildarstellung. Auch hier sind beispielhaft ein Muster und eine mögliche Form des eTattoos dargestellt. Je nach Konfiguration des Musters verändern sich auch die Verschaltung bzw. die dargestellten Leiterbahnen. 2 , Is a detailed representation. Here, too, a sample and a possible form of the eTattoos are shown by way of example. Depending on the configuration of the pattern, the interconnection or the illustrated interconnects also change.

3. stellt insbesondere eine mögliche Junction Box (8) dar. In der Zeichnung ist die bevorzugte Verwendung eines USB-Ports dargestellt. 3 , In particular, a possible junction box ( 8th ). The drawing shows the preferred use of a USB port.

Entgegenhaltungencitations

Das Patent Nr. AT 512 678 A1 , vom 2013.10.15 bezieht sich zwar auch auf ein Photovoltaikmodul auf einem Fenster, das aber im Gegensatz zu dieser Erfindung aus Dünnschichtmodulen besteht und nicht semitransparente Module verwendet.The patent no. AT 512 678 A1 Although from 2013.10.15 refers to a photovoltaic module on a window, but in contrast to this invention consists of thin-film modules and does not use semitransparent modules.

Das Patent Nr. DE 20 2009 013 961 U1 vom 01.04.2010 hat zwar auch den Zweck, mobile Endgeräte zu laden und ist auch für die Verwendung im Gebäude vorgesehen, wird aber weder auf einem Fenster aufgebracht, noch verwendet es OPV. Sowohl das Grundprinzip dieses Gerätes als auch das vorrangige Verwendungsziel unterscheiden sich wesentlich.The patent no. DE 20 2009 013 961 U1 from 01.04.2010 also has the purpose to load mobile devices and is also intended for use in the building, but is not applied to a window, nor uses OPV. Both the basic principle of this device and the primary use target differ significantly.

Das Patent Nr. DE 3903521 A1 zeichnet sich wiederum in Abgrenzung zu dieser Erfindung dadurch aus, dass die hier verwendete PV und das Fenster, auf dem diese montiert wird, eine feste Einheit bilden. Verwendete Nummerierung Nr Beschreibung 1 Rahmen des Fensters 2 Glas des Fensters 3 OPV eTattoo 4 Aktive OPV Fläche 5 Leiterbahn 6 Trägersubstrat Modul 7 Adhäsionsfolie 8 Junction Box 9 Verbindungskabel USB 10 USB Anschluss 11 mobiles Gerät 12 Speichersystem/Akku The patent no. DE 3903521 A1 again distinguished in contrast to this invention in that the PV used here and the window on which it is mounted, form a solid unit. Used numbering No description 1 Frame of the window 2 Glass of the window 3 OPV eTattoo 4 Active OPV area 5 conductor path 6 Carrier substrate module 7 cling 8th Junction box 9 Connection cable USB 10 USB connection 11 mobile device 12 Storage system / battery

Verwendete Abkürzungen: Used abbreviations:

  • BIPVBIPV
    – Building Integrated Photovoltaic (Gebäudeintegrierte Photovoltaik)- Building Integrated Photovoltaic
    OPVOPV
    – Organischer Photovoltaik- Organic photovoltaic
    PVPV
    – Photovoltaik- Photovoltaic

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • AT 512678 A1 [0022] AT 512678 A1 [0022]
  • DE 202009013961 U1 [0023] DE 202009013961 U1 [0023]
  • DE 3903521 A1 [0024] DE 3903521 A1 [0024]

Claims (10)

Gerätesystem dadurch gekennzeichnet, dass ein Photovoltaik-Modul, vorzugsweise unter der Verwendung organischer Photovoltaik, bevorzugt unter der Verwendung einer Adhäsionsfolie auf der Oberfläche eines Fensters befestigt werden kann.Device system characterized in that a photovoltaic module, preferably with the use of organic photovoltaic, preferably with the use of an adhesive film on the surface of a window can be attached. Gerät gemäß Anspruch 1 dient vorzugsweise der elektrischen Aufladung von mobilen Geräten.Device according to claim 1 is preferably the electrical charging of mobile devices. Gerät gemäß Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Speichermedien und/oder ein elektrischer Verbraucher, wie ein mobiles Gerät, angeschlossen werden können.Apparatus according to claim 1, characterized in that electrical storage media and / or an electrical consumer, such as a mobile device, can be connected. Gerätesystem gemäß Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichersystem, bestehend aus einer Ladesteuerung und einem Akku, vorzugsweise über ein Kabel angeschlossen wird, wahlweise aber auch auf dem System integriert sein kann.Device system according to claim 3, characterized in that a storage system consisting of a charging controller and a battery, preferably via a cable is connected, but optionally can also be integrated on the system. Gerät gemäß Anspruch 1 hat als Schnittstelle zum Herstellen eines elektrischen Anschlusses bevorzugt eine Junction Box, die auf dem Modul vorzugsweise mit einem USB Anschluss versehen ist. Die Junction Box kann auf dem Modul integriert werden wahlweise auch über ein Kabel angeschlossen werden.Device according to claim 1 has as an interface for making an electrical connection preferably a junction box, which is preferably provided on the module with a USB port. The junction box can be integrated on the module or connected via a cable. Gerät gemäß Anspruch 1 wird vorzugsweise in einem Druckverfahren hergestellt und hat bevorzugt eine assoziative Struktur oder ein Bild oder ein technisch optimiertes Muster.Device according to claim 1 is preferably produced in a printing process and preferably has an associative structure or an image or a technically optimized pattern. Geräte gemäß Anspruch 1 wird vorzugsweise mehrfarbig hergestellt, kann auch wahlweise einfarbig hergestellt werden. Die Farbigkeit wird durch die aktuellen technologischen Möglichkeiten zur Herstellung der OPV bestimmt.Equipment according to claim 1 is preferably made multicolored, can also be produced optionally in one color. The colourfulness is determined by the current technological possibilities for the production of the OPV. Gerät gemäß Anspruch 1 hat vorzugsweise keine integrierte Steuer- oder Ladelektronik, da diese bevorzugt im Speichersystem oder im zu ladenden Endgerät integriert ist. Wahlweise kann das Gerätesystem mit einer Steuerelektronik ausgestattet sein, insbesondere für den Fall, dass ein Speichersystem gemäß Anspruch 4 integriert wird.Device according to claim 1 preferably has no integrated control or charging electronics, since this is preferably integrated in the storage system or in the terminal to be charged. Optionally, the device system may be equipped with control electronics, in particular for the case that a storage system according to claim 4 is integrated. Gerät gemäß Anspruch 1 kann mit anderen gleichen Geräten verbunden werden, um andere technische Anforderungen bedienen zu können.Device according to claim 1 can be connected to other same devices to serve other technical requirements. System gemäß Anspruch 1 kann nachträglich auf einem bestehenden Fenster befestigt werden. Das System kann auch wieder von der Fensterscheibe entfernt werden.System according to claim 1 can be subsequently attached to an existing window. The system can also be removed from the window pane again.
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