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"Dachabdeckung, sowie dazugehörige Anlage bzw.
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Anordnung" Die Erfindung betrifft eine Dachabdeckung mit eingebauten
Elementen, welche zur Umwandlung der eingestrahlten Sonnemstirme oder des eingestrahlten
Sonnenlichtes in elektorische Energie geeignet sind. werner bezieht sich die Erfindung
auf dazugehörige Anordnungen, bzw. eine dazugehörige Anlage. wIür die Ausnützung
der Sonnenenergie zur Stromerzeugung mittels einer Dachabdeckung sind verschiedene
Vorschläge bekannt, die jedoch zum Teil in der baulichen Ausrührung anfällig und
außerdem kompliziert sind. Insbesondere sind diese Vorschläge für die Baugestaltung,
bzw. die architektonische Gestaltung nicht tragbar. Sie sehen relativ große Platten
vor, in denen sichstromerzeugende Elemente befinden. Solche Platten lassen sich
aber in herkömmliche Dächer nicht integrieren und wirken daher störend. Sie werden
sogar von den Baubehörden wegen dieses unschönen und störenden Aussehens oft nicht
zugelassen.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dachabdeckung
der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß sie mit relativ geringen Kosten
herstellbar ist, eine gute und effektive Umsetzung der Sonnenenergie in Strom erreicht
und dabei eine
weitgehende Anpassung an die übliche architektonische
Gestaltung und das Aussehen von Ziegeldächern ermöglicht, wobei zugleich die dazugehörige
Anordnung und der Einbau der Dachabdeckung mit geringen Kosten durchführbar sein
soll und zwar auch bei der nachträglichen Anbringung an schon vorhandene Dächer.
Schließlich wird auch die Kombination von IIitteln zur Umsetzung der Sonnenenergie
in elektrischen Strom mit Mitteln zur Umsetzung der Sonnenenergie in die Erwärmung
eines Mediums angestrebt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung zunächst vorgeschlagen,
daß die Dachabdeckung als Dachziegel ausgebildet ist, daß der Dachziegel eines oder
mehrere der genannten Elemente und Mittel zur ßbertra gung der Sonrienwärme und/oder
des Sonnenlichtes au1 claus oder die Elemente aufweist und daß Mittel zur elektrischen
Zusammenschaltung der Elemente einer Gruppe von Dachziegeln vorgesehen sind. Das
oder die stromerzeugende Elemente, z.B. polykristallines Silizium, besitzen eine
elektrische I.eitung von z.B. 3V und 1 A pro Ziegel. Mit 1 m² Ziegelfläche können
also etwa 100 W elektrischer Leistung geschaffen werden, die zui Antrieb eines Motors
einer Pumpe, zum Aufladen einer Batterie, zum Erwärmen eines Boilers und dergleichen
mehr dienen können. Illit besonderem Vorteil sind derartige Dachziegeln bei Häusern
oder Hausanlagen einsetzbar, die über keinen Anschluß an das Stromnetz verfügen,
oder bei denen für den Ausfall des Stromnetzes eine Ersatzstromquelle zur Verfügung
stehen soll. Wie es aus den spateren
Ausführungen noch näher hervorgelen
wird, ist der e-rfindungsgemäße Dachziegel mit relativ geringen Kosten herstellbar.
Der Dachziegel ist vom Dachdecker in üblicher w7eise verlegbar und zwar auch auf
die Verlattung schon vorhandener Dächer. Die Verbindung der elektrischen Elemente
der Ziegel. untereinander ist in einfacher Weise vom j)achstuhl her möglich. Das
gleiche gilt für den Anschluß an eine Sammelschiene oder dergleichen, die zu einer
Batterie, Pumpe oder dergleichen führt. Die vorgenaInten Vorteile sind nun mit einer
Dachabdekkung erreicht, die in Ziegelform ausgebildet ist, wobei sie die ganze Fläche
oder auch nur die Teilfläche eines Daches bedecken kann. Sie unterscheidet sich
insoweit nicht von den herkömmlichen Dachabdeckungsarten und passt sich vollkommen
der architektonischen Gestaltung des Hauses, bzw. von Nachbarhäusern an. Sie ist
insbesondere auch mit Erfolg bei kleineren Häusern einsetzbar. Die Verlegearbeit
des Dachdeckers weicht von der ihm vertrauten Verlegearbeit herkömmlicher Ziegel
nicht oder nur unwesentlich ab, was ebenfalls kostenmindernd ist. Der Dachziegel
kann in den üblichen Ziegelformen wie Biberschwanz-, alz-, Strang-, Pfannen- und
Pressziegel, sowie "Mönch und Nonne" ausgeführt sein. Es könnten auch mehrere Ziegel,
z. P. arei Ziegel,zu einem gröberen, in sich einstückigen Teil vereinigt sein, der
also als ein Stück verlegbar ist jedoch das Aussehen von mehreren, hier drei, Ziegeln
hat.
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Mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß der Dachziegel hohl ausgebildet ist und daß die im Einbauzustand oben liegende
Wand des Dachziegels zumindest auf einem Teil ihrer
Fläche durchsichtig
ist und daß das oder die Elemente sich innerhalb des Ilohlraumes und unterhalb der
durchsichtigen Fläche befinden. Die nahezu ungehindert durch den durchsichtigen
oberen Wandteil durchströmende Sonnenenergie wird hierbei in einem sehr hohen Wirkungsgrad
von den stromerzeugenden Elementen aufgefangen und in elektrische Energie umgesetzt.
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Es liegt aber auch gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich
der Erfindung, daß Element, bzw. die Elemente in das Material des Dachziegels einzubetten,
z. B. vcm Material des Dachziegels zu umgießen, wobei dnr Dachziegel als Absorber
wirkt. Auch ist es möglich,das oder die Elemente in oder an einer Absorberschicht
vorzusehen, die sich auf dem Dachziegel befindet.
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Die Dachziegel bestehen in der Regel aus einem starren Werkstoff wie
Ton, Kunststoff, Keramik oder dergl. und müssen aufgrund ihrer unterschiedlichen
Wärmedehnungen so auf der Lattung verlegt werden, daß sie sich nach oben und zur
Seite relativ dazu bewegen können. Daher empfehlen sich gemäß einem weiteren Vorschlag
der Erfindung zur elektrischen Verbindung der elektrischen Elemente eines Ziegels
mit deneßes anderen Ziegels flexible Anschlußleitungen. Das gleiche gilt für die
elektrische Verbindung zu einer Sammelschiene oder zu einer Batterie, einem anzutreibenden
Motor und dergleichen.
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Weiter wird mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen,
daß der Dachziegel zusätzlich Mittel zum Hindurchführen und Erwärmen eines gasförmigen
oder flüssigen Mediums aufweist. Hierdurch hat man die Möglichkeit,mittels des Mediums
die Sonnenwärme auLzunehmen und einem Speicher, z. B. einem Boller zuzuführen und
mittels der stromerzeugenden Elemente sich die gewünschte elektrische Energie zu
schaffen, z. B. für den Antrieb einer elektrischen Pumpe für den Umlauf oder Transport
des Mediums. Eine solche Kombination empfiehlt sich besonders in Fällen, bei denen
ein Stromnetzanschluß nicht vorliegt, oder ausfallen kann. Soweit das Medium flüssig
ist,kann es drucklos im freien Fall durch die Ziegel hindurchfließen. Es kann aber
auch mit Druck innerhalb eines geschlossenen Systemes umfließen, wobei sich in oder
an den Ziegeln jeweils der Wärme ausgesetzte, das Medium führende Leitungsabschnitte
befinden und die Enden dieser Leitungsabschnitte Anschlüsse, bzw. Z schlußmöglichkeiten
zu den weiteren Teilen des o. g. Systemes bilden. Das Medium kann flüssig, also
Wasser oder eine Salzlösung und dergleichen mehr sein. Das Medium kann auch gasförmig
sein, z. B. zu erwä.rmende Luft einer Warmluftheizung. Statt Luft könnte aber auch
ein anderes Gas, z. B. ein Gas von hoher Wärmespeicherfähigkeit vorgesehen werden.
Trotz dieser Vortelle der Führung des Mediums in einem geschlossenen System (wie
ein Leitungs- oder Rohrsystem), sind die hierdurch entstehenden Mehrkosten veriiältnismäßig
gering. Dies wird sich aus den späteren Ausführungen im einzelnen ergeben. In einem
geschlossenen Rohr- oder Leitungssystem kann das Medium unter Druck umlaufen. Dies
ist z. 13. bei höheren Häuseru notwendig. Der Umlauf des Mediums erfolgt praktisch
verlustfrei.
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Auch ein Dachziegel der zuletzt beschriebenen Art ist einschließlich
der stromerzeugenden Elemente mit einem fabrikatorisch verhältnismäßigen einfachen
Aufwand und in den genannten üblichen Ziegelformen (Biberschwanz-Ziegel usw.) herstellbar.
Die Leitungsabschnitte können entweder in die Ziegel eingelegte Rohre oder auch
Kanäle, Bohrungen, Hohlräume oder dergleichen des Ziegels selber sein, wobei der
Ziegel selber als Absorber wirken kann. Wie erwähnt, kann das Iledium drucklos oder
mit Druck von einem Ziegel in den anderen und von dort in das gesamte Rohr- oder
Leitungssystem fließen. Auch diese erfindungsgemäßen Ziegel können au? eine schon
bestehende oder neu geschaffene Verlattung verlegt werden und zwar nach den üblichen
handwerklichen Regeln. Damit ist die Erfindung auch in dieser Ausführungsform insbesondere
für die Ausgestaltung schon vorhandener häuser und dabei vor allem auch kleinerer
Häuser einsetzbar und bildet sowohl die übliche Ziegelabdeckung, die sich architektonisch
nicht oder nur unwesentlich von den üblichen Ziegelabdeckungen unterscheidet, als
auch den Wärmeumsetzer von der Sonnenwärme in das Medium. Es ist ein Charakteristikum
dieser Erfindung, daß der Ziegel in seiner herkömmlichen Form beibehalten wird,
man also die olleKtortechnik an die Dachziegeltechnik anpasst, so daß der Dachdecker
im wesentlichen wie bisher arbeiten kann.
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Die Erfindung kann ferner dazu dienen, Grundwarme in der Wasserversorgung
und dergleichen zu schaffen.
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Flexible Anschlußleitungen mit einfach herzustellenden Anschlüssen,
z. B. Steckanschlüssen, gewährleisten gemäf) einem weiteren Vorschlag der Erfindung
nicht nur eine schnelle und einfache Verbindung der Leitungsabschnitte von einem
Ziegel zun anderen, bzw. von den Ziegeln zum Leitungs- oder Rohrsystem. Sie ermöglichen
auch die Durchführung dieser Anschlußarbeiten von Inneren des Dachstuhles her, da
sich die Leitungen des Systemes und die Anschlüsse der Ziegel an den 1Iandteilen
oder Stirnkanten der Ziegel befinden können, die vom Dachstuhl her zugängig sind.
Das gleiche gilt für den Anschluß der zuvor erwähnten elektrischen Verbindungsleitungen.
Damit sind diese Arbeiten insgesamt gefahrlos und mit relativ geringcn Kosten durchführbar.
Die Flexibilität der Leitungen ermöglicht ein Verschieben der Ziegel zueinander,
bzw. zum Dachstuhl, ohne daß hierdurch Teile der Ziegel oder des Leitungssystemes
beschädigt werden.
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Die Anordnung von Dachziegeln auf einem Hause kann mit der Erfindung
daher so sein, daß die Sonnenenergie entweder nur in elektrische Energie umgesetzt
wird, oder aber in elektrische Energie und zugleich in thermische Energie eines
Mediums, wobei dann beide Energiearten zusammenwirkend eine Anlage des Elauses betreiben
können.
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Es liegt daher auch im Uereich der Erfindung, mehrere Gruppen unterschiedlicher
Dachziegel vorzusehen, wobei die eine Gruppe nur elektrische Elemente aufweist und
die andere Gruppe elektrische Elemente und Mittel für eine Umsetzung der Sonnenenergie
in die Erwärmung eines Mediums besitzt. Schließlich könnte man auch eine Gruppe
von Ziegeln vorsehen, in der nur ein Umsatz der Sonnernqärme in Erwärmung eines
Mediums erfolgt. Die vorhandenen Dachziegelgruppen können
dann
entsprechend funktionsmäßig auf eine Anlage geschaltet werden, bzw. wirken, wobei
auch in diesem prall die durch die elektrischen elemente gegebene Möglichkeit der
Eigenstromerzeugung eine Unabhängigkeit vom Stromnetz schafft.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen,
sowie der nachfolgenden Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen von erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In den Zeichnungen, die im wesentlichen schematisch
sind, zeigt: Fig. 1: Perspektivisch eine Teilfläche eines mit Ziegel nach der Erfindung
bedeckten Daches, Fig. 2: ebenfalls perspektivisch eine Innenansicht eines Dachstuhl
es mit Ziegeln und Schaltanordnung nach der Erfindung, Fig. 3: in einem Längsschnitt
ein Ausführungsbeispiel eines Ziegels nach der Erfindung, Fig. 4: und 5 weitere
Ausgestaltungsmöglichkeiten eines Ziegels im Längsschnitt, Fig. 6: eine Ausführungsmöglichkeit
der Zuleitung im Ziegel gemäß einem Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 1,
Fig.
7: und 8 im Querschnitt weitere Ausführungsmöglich keiten der Erfindung bei anderen
Ziegelarten, Fig. 9: in einem Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
bei der die Sonnenenergie in elektrische Energie und die Wärmeenergie eines Mediums
umgesetzt wird Fig. 10: bis 15 ebenfalls im Längsschnitt Ausführungsformen der Umsetzung
der Sonnenenergie in Wärmeenergie eines Mediums, wobei das Medium innerhalb eines
LeiLungssystemes geführt ist, Fig. 16: in einem Längsschnitt durch den Ziegel eine
weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der elektrische Elemente und eine Erwärmung
eines im freien Fall hindurchfließenden Fluids vorgesehen sind, Fig. 17: schematisch
eine mit Dachziegel nach der Erfindung betriebene Anlage.
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Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 sind Dachziegel 1 in Form
sogenannter Biberschwanz-Ziegel wie übliche Dachziegel auf der Lattung 2 eines Dachstuhles
3 aufgelegt. Um Wärmedehnungen auszugleichen, sind die Ziegel zueinander beweglich.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Teil 1' des Ziegels mit einer durchsichtigen,
z. B. aus Glas bestehenden
Abdeckung 4 versehen, in der sich ein
Luitraum 5 und darunter ein oder mehrere Elemente 6 bei in den, welche das Sonnenlicht
oder die Sonnenwärme in elektrischen Strom umwandeln. Die Elemente 6 können auf
der unteren Wand 7 des Ziegels aufliegen. Es versteht sich, daß die Elemente 6 gegenüber
den Ziegelteilen elektrisch isoliert sind. Dies gilt auch für die weiteren Ausführungsbeispie
In einer Aussparung 8 befindet sich die flexible Zu- oder Ableitung 9, die zu einer
Stromsammelschiene 10 führt. Es liegt im Bereich der Erfindung, mehrere dieser Strorasammelschienen
10 vorzusehen (siehe Fig. 2). Die Schaltung der Elemente 6 der einzelnen Ziegel
in Reihe oder zueinander parallel und die entsprechende elektische Schaltung der
Stromsammelsehienen 10 kann variiert werden, so daß man sich den Anforderungen der
Anlage an Spannungs- und Stromhöhe anpassen kann. So verlangt z. B.
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das Aufladen einer Batterie eine niedrige Spannung, während der unmittelbare
Betrieb einer Pumpe oder eines Motors eine demgegenüber höhere Spannung erfordert.
Die Aussparungen der Schlitze 8, in denen die Leitungen 9 liegen, können oberseitig
mit einer Isoliermasse 11 abgedichtet sein (Fig. 6).
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Gemäß dem AusLührungsbeispiel der Fig. 4 ist auf einem Ziegel 12 eine
dunkle Wärmeabsorberschicht 13 auf gebracht, in oder unter der sich die hier aus
Gründen der zeichnerischen Vereinfachung nicht dargestellte Elemente zum Umsetzen
der Wärme in elektrische Energie befinden. Beim
Ausführungsbeispiel
der Fig. , sind die scheniatisch mit 15 angedeuteten elektrischen Flernente in das
material des Dachziegels 14 eingebettet, z. B. von diesem Material umgossen. In
diesem Fall wirkt der Dachziegel, insbesondere seine obere Wand 16 selber als Wärmeabsorber,
der die auf ihn gestrahlte Sonnenwärme an das Element 15 weitergibt. Die elektrischen
Elemente könnten auch selber als dunkelgefärbte oder beschichtete Wärmeabsorberschicht
ausgebildet sein.
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Aus den genannten Gründen empriehlt sich eine flexible Ausbildung
der elektrischen Zu- und Ableitungen zum, bzw. vo Ziegel. Die elektrischen Verbindungen
sind nicht nur zu den Sammelschienen 10, sondern auch von den stromerzeugenden Elementen
des einen Ziegels zu denen des anderen Ziegels herstellbar. Hierzu können lösbare
Steck- oder Klemmverbindungen dienen, wie z.B.
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die Steckößfnungen 17 in den Ausführungsbeispielen der Figuren 7 und
8, welche die eingesteckten Leitungen 9 elastIsch klemmend halten. Auch könnte man
aus den Öffnungen oder Aussparungen S flexible Leitungen herausführen und an ihren
Enden mit kletrirt- oder Steckmitteln versehen.
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Das vorstehend an Beispiel von Dachziegeln in Form von Biberschwänzen
erläuterte und dargestellte Prinzip der Erfindung kann sinngemäß in der gleichen
Weise auch bei anders geformten Ziegeln verwendet werden.
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So zeigt Fig. 7 Ziegel in Form von "lionne" 18 und
"Mönch"
19. Die obere Wand 20 der "tonne" ist durchsichtig. Unter ihr befindet sich in dem
gebildeten Hohlraum 21 ein stromerzeugendes Element 7. Fig. 8 zeigt sogenannte Falzziegel
23 mit einer oberen durchsichtigen Wand 24. Im JJohlraum 25 sind stromerzeugende
Elemente 26 vorgesehen.
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Auch bei deii zuletzt beschriebenen Ziegeln ist wie bei dem Ausführungsbeispiel
an Hand der Biberschwanz-Ziegel jede Schaltungsmöglichkeit gegeben, z. B. vom oberen
Ziegel zum daruntedgelegenen, als auch zu den benachbarten Ziegeln usw. Auch im
letztgenannten Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Elemente isoliert im Ziegel
gelagert. Sie könnten z. B. in Kunststoff eingefasst und mit diesem Kunststoff in
den Ziegel eingeklebt sein.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 9 zeigt einen Ziegel 27, der auf
einem Teiliseiner im Einbauzustand oben liegenden Fläche durchsichtig ausgebildet
ist. Unter dieser durchsichtigen Abdeckung befinden sich ein oder mehrere Elemente
29, welche das Sonnenlicht oder die Sonnenwärme in elektrische Energie umsetzen.
Mit 9' sind elektr. Zu-oder Ableitungen bezeichnet,die sich in einer Bohrung oder
schlitzförmigen Aussparung 8' befinden, die oberseitig mit einer Masse 11' abgedeckt
sein kann.
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Wie erwähnt betrifft die Erfindung auch die Kombination von die Sonnenenergie
in elektrische Energie umsetzende Elemente mit Mitteln zum Hindurchführen und Erwärmen
eines
gasförmigen oder flüssigen Mediums innerhalb ein und desselben
Ziegels. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist dazu eine Rohrleitung 30 vorgesehen,
die unterhalb der lichtdurchlässigen Abdeckung 29 im Zick-zack oder mäanderförmig
verläuft (Ziff. 31 und siehe auch Fig. 10).
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Unterhalb des Leitungsteiles 31 befindet sich eine Absorberschicht
32, welche die Sonnenwarme auffängt und an die Leitung 31 weitergibt. Die untere
Ziegelxvmnd ist mit 33 bezeichnet. Die Absorberschicht 32 kann auf ihr aufliegen
oder sich davon in einem kleinen Abstand befinden (siehe Zeichnung). In den Figuren
10 und 11 sind Einzelheiten der Mittel zur Führung des Mediums dargestellt. Die
Figuren 12 bis 16 zeigen an Hand von Längsschnitten durch Ziegel nach der Erfindung
weitere Ausführungsmöglichkeiten in der Ausgestaltung des Ziegels zwecks Führung
eines Mediums in einer Leitung bzw. in einem Leitungs- oder Rohrsystem. Dabei sind
aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung in den Figuren 10 bis 15 die Elemente
zur Umsetzung der Sonnenenergie in elektrische Energie nicht dargestellt. Es versteht
sich, daß dabei sinngemäß alle die Elemente verwendet werden können, die in den
Der ich der Erfindung fallen und insbesondere solche Elemente und Elementenordnungen,
die in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dargestellt und erläutert sind.
Es können also Merkmale oder Teile eines Ausführungsbeispieles mit denen eines anderen
Ausführungsbeispieles kombiniert werden.
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Das kalte Medium, z. B. Wasser, wird im Beispiel der Fig. 9, 10 von
einem geschlossenen Leitungs- oder Rohrsystem her bei 34 zugeführt. In diesem Ausführungsbeispiel
befinden sich im Ziegel das o. g. Zuleitungsrohr 34 und ein Ableitungsrohr 35, die
beide in nutförmigen, gegebenenfalls an ihrer Oberseite abgedeckten Aussparungen
36 des Ziegels angeordnet sind. Die Aussparungen 36 können mit den Aussparungen
8 identisch sein und neben den Rohren auch noch die elektrischen Zu- und Ableitungen
9 aufnehmen (siehe auch Fig. 11, welche einen Schnitt gemäß der Linie XI-XI in Fig.
10 darstellt).
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Es versteht sich, daß der Rohrabschnitt 34, 31, 35 bevorzugt ein in
sich einstückiges Rohr ist.
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Die durchsichtigen Abdeckungen in diesem und in den anderen Ausführungsbeispielen
können nicht nur aus Glas, sondern auch aus Kunststoff oder Kunststoffolie sein.
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Auch können zwei solche durchsichtige Scheiben übereinander vorgesehen
werden, die zwischen sich eine isolierende Luftschicht bilden, welche die Abstrahlung
von Wärme nach außen verhindert.
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Mittels einer leicht herzustellenden und zu lösenden Verbindung, z.
B. einer Steckverbindung 37, wird das das warme Medium führende Ableitungsrohr 35
mit einer flexiblen oder biegbaren Verbindungsleitung 38 verbunden. Diese kann wiederum
über eine entsprechende Steckverbindung 37 mit dem Zuleitungsrohr 34 des benachbarten
Ziegels verbunden werden usw. Ebenso ist mittels solcher Steckverbindungen
37
auch der Anschluß an die übrigen, hier nicht dargestellten Leitungen des in sich
geschlossenen Leitungs- oder Rohrsystemes, der Anschluß zu einer Pumpe usw. möglich.
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Das in diesem Ausführungsbeispiel erwarmte Wasser kann einem Wärmespeicher,
dem Boiler einer Heizung, einer Wärmepumpe und dergleichen zugeführt werden und
zwar drucklos oder mit Druck.
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Die untere Wand 33 des Ziegels kann entweder selber den Absorber bilden
oder damit belegt sein. Die letztgenannte Ausführungsmöglichkeit zeigt Fig. 12,
wobei der Absorber 39 mit Hohlräumen 4G versehen ist, durch die das Medium fließt.
die Anschlüsse der hohlräume 40 an das Leitungssystem des Mediums sind in dieser
Figur, ebenso wie in den Ausführungsbeispielen der Fig. 13 bis 15, der Einfachheit
halber nicht gezeichnet.
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der Figuren 9 und 12 ist jeweils zwischen der durchsichtigtn Scheibe
28 und dem Absorber bzw. den das Medium führenden Rohren oder dergleichen ein Hohlraum
41 vorgesehen, der von den Sonnenstrahlen erwärmt wird. Die Scneibe 28 könnte auch
aus einem Glas bestehen, in das Luft- oder Glasblasen eingeschlossen sind.
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Ein Ziegel könnte auch aus zwei Glasscheiben oder -hälften zusammengesetzt
werden, wobei die untere geschwärzt und die oben liegende durchsichtig ist und zwischen
beiden Scheiben sich eine Luftschicht und das Medium führende Leitungen oder dergleichen
befinden. Der Ziegel könnten auch aus einem anderen Material als Ton sein, z.B.
aus Metall.
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Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sich
im Material des Ziegels Bohrungen, Kanäle oder dergleichen 42 befinden, durch welche
das Medium fließt. Ein solcher Ziegel kann in üblicher Weise aus Ton gebrannt sein
oder aus einem anderen, wetterbeständigen material bestehen (z. B. Glas, Metall
oder dergleichen, wie oben erwähnt), An seiner der Sonne zugekehrten Oberseite kaim
der Ziegel mit einer dunklen Absorberschicht 43 belegt sein, z. B.
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V2A-Stahl, welche die Wärme an das gesamte Ziegelmaterial und damit
an den Raum 42 weitergibt. Die Form der Hohlräume oder Aussparungen 42 und deren
Anzahl pro Ziegel kann beliebig gewählt werden. Bei Wegfall der Schicht 43 wirkt
der Ziegel mit seiner Nasse selber als Absorber.
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Gemäß Fig. 14 kann auf dem Ziegel eine Absorberschicht 44 aus einem
dunklen, wetterbeständigen Material, z. B.
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ebenfalls V2A-Stahl aufgebracht sein, in der sich ein oder mehrere
Kanäle oder Hohlräume 45 für den Durchfluß des Mediums befinden. In einer Abwandlung
dieser Ausführungsform können gemäß Fig. 15 entsprechende flohlräume, Rohre oder
dergleichen 45' zwischen der Absorberschicht 44' und dem Ziegel vorgesehen sein.
In beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen erfolgt ein unmittelbarer Wärmeübergang
von der Absorberschicht 44, bzw. 44' auf das in den Rohren, Kanälen oder dergleichen
45, 45' flieeende Medium.
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Es ist bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 12 bis 15 auch möglich,
die Hohlräume, Rohre oder dergleichen für die Führung des Mediums zick-zack- oder
ra;aanderförmig verlaufen zu lassen, wie es im Ausführungsbeispiel der Fig. 9 bis
11 dargestellt ist. In diesem Fall ist ein Transport des Mediums durch eine Pumpe
erforderlich.
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Ein l>umpenbetrieb könnte selbstverständlich auch bei einer Ausbildung
der Hohlräume, Kanäle oder dergleichen gemäß den Figuren 12 bis 15 vorgesehen sein.
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Falls die Rohre, Kanäle oder dergleichen von oben nach unten durch
die Ziegel durchlaufen, kann ein flüssiges Medium im freien Fall, also drucklos,
hindurchfließen (siehe auch das Beispiel der Fig. 16).
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Auch diese verschiedenen Möglichkeiten des Durchflußes eines Mediums
können bei allen anderen gebräuchlichen Liegelformen verwirklicht werden. So kann
bei Dachziegeln in Form von " önch und Nonne" zwischen den oberen Kanten der "L.-onne"
eine durchsichtige Wand vorgesehen sein, auf der sich der "Mönch" abstützt, wobei
die nach oben gewandte Fläche der "Nonne" mit einer Absorbtionsschicht versehen
ist, in der oder auf der sich Rohre, Leitungen oder Hohlräume zur Durchleitung des
Mediums befinden. Bei Ausbildung des Dachziegels als Falz- oder Strangfalz-Ziegel,
als Press-Ziegel oder als Pfanne ist eine durchsichtige Wand oder Wandteil vorgesehen,
unter der sich ein Zwischenraum befindet. Die unterhalb die ses Zwischenraumes befindliche,
nach oben gekehrte Seite der unteren Ziegelwand ist mit der Wärmeabsorbtionsschicht
versehen, auf der oder in der sich die Rohre, Leitungen oder Hohlräume zur Durchleitung
des Mediums befinden.
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Die Zu- und Ableitungen der Rohre, Kanäle oder dergleichen in Ziegeln
können sich nicht nur an den Stirnseiten befinden, wie es in den Ausführungsbeispielen
dargestellt ist, sondern auch an den Längsseiten der Ziegel. Entsprechend den jeweiligen
örtlichen Gegebenheiten, Anforderungen und mit Energie zu versorgenden Anlagen können
die Ziegel, bzw. eine bestimmte Anzahl von Ziegeln zusammengeschaltet werden und
für sich den Wärmespender eines bestimmten Medium-Kreislaufes bilden. So kann z.
B. ein Teil einer Dachfläche zur Erwärmung eines Schwimmbades und der andere Teil
zur Erwärmung eines Warmwasserboilers dienen und dergleichen mehr.
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Fig. 16 zeigt eine Anordnung aus Ziegeln, bei denen ein Fluid, z.
B. Wasser, im freien Fall die Ziegel entlangfließt und von der Sonnenstrahlung erwärmt
wird, während zugleich elektrische Elemente zur Umsetzung der Sonnenenergie in elektrische
Energie vorgesehen sind. Der Fluß des Fluids im freien Fall,also ohne Druck vermeidet
Dichtungsprobleme. Die vorgesehene Anordnung erlaubt ein Verschieben der Ziegel
zueinander zwecks Ausgleich von Temperaturschwankungen. Gemäß Fig. 16 ist die obere
Wand 46 des Ziegels, bzw. ein Teil davon mit zwei übereinanderliegenden durchsichtigen
Abdeckungen 47, 48 versehen. Zwischen ihnen befindet sich ein stromerzeugendes Element
49,z. B. eine Dünnschichtzelle aus den Materialien CdS und CuS, oder dergleichen.
Die Teile 47, 48 und 49 können in Abstufungen
der inneren umlaufenden
Wandkante 50 gelagert sein. Eine Zu- oder Ableitung ist mit Ziff. 51 angedeutet.
Im übrigen wird diesbezüglich auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen.
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Auf der unteren Wand 52 des Ziegels liegt eine Absorberschicht 53,
über die gemäß den Pfeilen 54 das Fluid fließt. Die Absorberschicht ist eine dunkle
Schicht, z. 13. geschwärztes Aluminium, das die Hitze der Sonnenstrahlung sammelt.
Es ist ersichtlich, daß der Ziegel mit einem liohlzapfen 55 in den die Flüssigkeit
führenden Raum des nächsten Ziegels mit einem Spiel eingreift, so daß die Ziegel
sich um das notwendige Spiel zueinander verschieben können. Das Fluid kann von einem
in der Zeichnung nicht dargestellten Kaltwasserrohr kommen, sich über mehrere Ziegelreihen
verteilen und dabei in einer dünnen Schicht über die heißen Absorber oder Absorberschiohten
53 laufen und schließlich bei den untersten Ziegeln in ein Warmwassersammelrohr
laufen und von dort zu einem Boiler oder dergleichen.
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Die Schicht 48 schützt die Zellen oder stromerzeugenden Elemente 49
von dem Einfluß des Fluids 54. Zweckmäßigerweise wird man nur den freien, sichtbaren
Ziegelteil, der etwa der Fläche der durchsichtigen Abdeckung 47 entspricht,durchsichtig
ausgestalten, nicht aber den weiteren höher liegenden, vom jeweils darüber befindlichen
Ziegel abgedeckten Ziegelteil. Die Menge der pro Zeiteinheit über die Absorberschicht
fließenden Flüssigkeit kann in Anpassung an die Außentemperatur und das Ausmaß der
jeweiligen Sonneneinstrahlung verändert werden.
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Auch die vorstehend beschriebene Kombination eines Ziegels mit im
freien Fall durchfließenden Fluid und einem stromerzeugenden Element kann bei anderen
Ziegelformen wie "Mönch" und "Nonne" Press-Ziegel usw.
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verwendet werden, die im einzelnen bereits bei anderen Ausführungsbeispielen
genannt, bzw. beschrieben sind.
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Im jeden Fall ist die optische Wirkung eines nach der Erfindung ausgestalteten
Dachziegels und damit diqbptische Wirkung einer mit solchen Ziegeln gebildete Dachfläche
annähernd gleich der Wirkung von normalen Dachziegeln, bzw. hiermit belegten Dachflächen.
Die durchsichtigen Dachziegelteile sind zwar etwas heller als die übrigen, nicht
durchsichtigen Teile. Sie wirken aber nicht so hell oder durchsichtig wie ein üblicher
Glasziegel, da sich unter ihnen in der Regel dunklere Flächen wie der Absorber befinden.
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In Fig. 17 ist das Ausführungsbeispiel einer Anlage dargestellt, in
der mit erfindungsgemäßen Ziegeln die mit dem Pfeil 56 angedeutete Sonnenstrahlung
sowohl in elektrischen Strom, als auch in die Erwärmung eines Mediums, z. B. Wasser,
umgesetzt wird. Ziegel gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 9 bis 16 sind
zu einer Gruppe 57 zusammengefasst, von der über die Leitung 58 erwärmtes Wasser
einem Speicher (Boiler) 59 mit Isolierung zufließt und mittels einer Pumpe 60 über
die Leitung 61 der Oberseite der Ziegelgruppe 57 wieder zugeführt wird. Mit 62 sind
Ausgleichgefäße
bezeichnet. Das im ßoiler erwärmte Brauchwasser 63 wird über die Leitung 64 der
Zapfstelle zugeführt. Bei 65 kann eine ttacherwärmung des Warmwassers vorgesehen
sein. Der Kaltzulauf in den Boiler 59 ist mit 66 und der darin befindliche Wärmetauscher
des von den Ziegeln erwärmten Mediums mit 67 beziffert.
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Der von den Ziegeln erzeugte Strom wird mit den gestrichtelten Leitungen
(z. B. 68) sowohl dem Motor der Pumpe 60, als auch einem Akkumulator 69 zugeführt,
der damit als Ersatz- oder Notstromquelle zur Verfügung steht.
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Von der Batterie führt eine Leitung 70 zu einem Tauchsieder 71, der
zusätzlich zur Erwärmung des Brauchwassers 63 beitragen kann. Elektrische Riickleitlmgen
sind selbstverständlich vorhanden, jedoch aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung
nicht dargestellt.
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Statt eine Ziegelgruppe 57 könnten auch unterschiedliche Ziegelgruppen
vorgesehen sein, wobei eine Ziegelgruppe nur elektrischen Strom erzeugt und die
andere Ziegelgruppe nur der Erwärmung eines Mediums dient.
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Auch wäre eine Kombination möglich, bei der eine Ziegelgruppe nur
Strom erzeugt und die andere Gruppe Strom erzeugt und zugleich ein medium erwärmt.
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Mit einer solchen Anlage ist man in gewissen Grenzen auch vom örtlichen
Stromnetz unabhängig, da für den Betrieb der Anlage, hier vor allen der Pumpe für
den Wasserumlauf, der Akkumulator zur Verfügung steht.
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Fällt viel Sonnenschein an, so kann nach Aufladen des Akkus 69 die
darüberhinaus erzeugte elektrische Energie anderweitig verwendet werden, z. 13.
zum Aufheizen des Boilers 59 mittels des Tauchsieders 71.
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Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen
untereinander, sind erfindungswesentlich.
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- r&nsprüche -