DE29811199U1 - Gas-tight housing for accommodating solar-electric converters - Google Patents
Gas-tight housing for accommodating solar-electric convertersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein gasdichtes Gehäuse zur Aufnahme von solarelektrischen Wandlern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a gas-tight housing for accommodating solar-electric converters, according to the preamble of claim 1.
Bekanntlich versteht man unter solarelektrischen Wandlern Generatoren die sich aus photovoltaischen Elementen, sogenannten Solarzellen, zusammensetzen. Diese wandeln gemäß dem photovoltaischen Effekt kurzwellige Strahlung in elektrische Energie um. Hierzu wird ein Grundmaterial, in den meisten Fällen Silizium, zunächst dotiert, anschließend durch mehrfache Beschichtungsprozesse mit einer Oberfläche versehen, die dem Spektralbereich der Solarstrahlung angepaßt ist, d. h. im kurzwelligen Spektrum (400 bis 800 nm) die Reflexionsverluste möglichst gering hält. Dies wird im wesentlichen durch Aufbringung einer Antireflexschicht mit angepaßtem Brechungsindex erreicht. Der Umsetzungswirkungsgrad kann somit bis nahezu an den physikalisch möglichen Wirkungsgrad, bestimmt durch die Bandlücke des Substrats, optimiert werden.As is well known, solar-electric converters are generators made up of photovoltaic elements, so-called solar cells. These convert short-wave radiation into electrical energy using the photovoltaic effect. To do this, a base material, in most cases silicon, is first doped and then provided with a surface through multiple coating processes that is adapted to the spectral range of solar radiation, i.e. keeps reflection losses as low as possible in the short-wave spectrum (400 to 800 nm). This is essentially achieved by applying an anti-reflective layer with an adapted refractive index. The conversion efficiency can thus be optimized to almost the physically possible efficiency, determined by the band gap of the substrate.
Da Solarzellen nur eine Spannung von weniger als 1 Volt (bei Silizium als Grundmaterial ca. 0,5V) liefern, werden je nach Anwendung 5 bis 200 Zellen in einem Modul in Reihe geschaltet um zu gebräuchlichen Spannungen zu gelangen. Als Zellenmaterial dient für terrestrische Anwendungen fast ausnahmslos Silizium. Während amorphe Zellen hauptsächlich bei Kleingeräten eingesetzt werden, finden in mittleren und größeren Anlagen Zellen mit mono.- bzw. polykristalliner Struktur Verwendung. Gegen Witterungseinflüsse wird eine solche Einheit (Solar- oder PV- Modul) mit Kunststoff vergossen und die Frontseite mit einer Glasscheibe versehen. Wird die Rückseite ebenfalls mit einer Glasscheibe versehen, so spricht man von einem gekapselten Modul. Wir die Rückseite mit einer Folie (z.B. Tedlar) geschützt, so spricht man von einem laminierten Modul. Durch die Kapselung bzw. !.aminierung der Solarzellen erreicht man weiterhin eine Erhöhung der Stabilität des Moduls.Since solar cells only deliver a voltage of less than 1 volt (approx. 0.5V if silicon is the base material), depending on the application, 5 to 200 cells are connected in series in a module to achieve common voltages. Silicon is almost always used as the cell material for terrestrial applications. While amorphous cells are mainly used in small devices, cells with a monocrystalline or polycrystalline structure are used in medium and larger systems. To protect against the effects of the weather, such a unit (solar or PV module) is encapsulated with plastic and the front is provided with a glass pane. If the back is also provided with a glass pane, this is referred to as an encapsulated module. If the back is protected with a film (e.g. Tedlar), this is referred to as a laminated module. By encapsulating or laminating the solar cells, the stability of the module is also increased.
Die Wirkungsgrade einzelner Solarzellen liegen deutlich über dem Modulwirkungsgrad. Eine Ursache für die Ertragsreduzierung bei Modulen liegt in der Einbettung der Zellen in eine transparente Trägersubstanz, meist ein Kunststofflaminat, und meist in Verbindung mit einer Glasscheibe, die zum einen den transparenten atmosphärischen Abschluß bildet und zum anderen den mechanisch wenig belastbaren PV-Zellen und dem gesamten Modul die mechanische Stabilität liefert. Dieses „Modulsandwich" mitThe efficiency of individual solar cells is significantly higher than the module efficiency. One reason for the reduction in yield in modules is the embedding of the cells in a transparent carrier substance, usually a plastic laminate, and usually in combination with a pane of glass, which on the one hand forms the transparent atmospheric seal and on the other hand provides mechanical stability for the mechanically less resilient PV cells and the entire module. This "module sandwich" with
Gasdichtes Gehäuse zur AufnahrtiWo'n fcolaielektrisbhen Wandfewi Seite 4Gas-tight housing for housing electrical wall units Page 4
den vielen Grenzflächen und den nicht aufeinander optimierten Brechungsindizes der einzelnen transparenten Abdeckungen (Glas, Laminat, Antireflexbeschichtung) erhöht die optischen Verluste des Moduls durch Reflexion und Absorption (Umwandlung von kurzwelliger in langwellige Strahlung und somit in Wärme). Zusätzlich dazu verliert die Antireflexbeschichtung durch das direkte Auflaminieren des Kunststoffes auf die Zellenoberfläche ihre reflexmindernde Eigenschaft.the many interfaces and the non-optimized refractive indices of the individual transparent covers (glass, laminate, anti-reflective coating) increase the optical losses of the module through reflection and absorption (conversion of short-wave radiation into long-wave radiation and thus into heat). In addition, the anti-reflective coating loses its reflection-reducing properties due to the direct lamination of the plastic onto the cell surface.
Man kennt auch PV- Hybrid- Kollektoren (Fa. Solarwerk, Teltow), wobei die Solarzellen auf einen fluidgekühlten Absorber auflaminiert sind, wodurch eine aktive Kühlung der Zellen und damit elektrische sowie thermische Energiegewinne resultieren. Hierbei ist ebenfalls eine Kunststoffschicht zum Schutz der Solarzellen vor Witterungseinflüssen notwendig, wodurch die oben genannten Verluste ebenfalls auftreten.There are also PV hybrid collectors (Solarwerk, Teltow), where the solar cells are laminated onto a fluid-cooled absorber, which results in active cooling of the cells and thus electrical and thermal energy gains. Here, a plastic layer is also necessary to protect the solar cells from the effects of the weather, which also causes the losses mentioned above.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde eine Möglichkeit des Schutzes vor Witterungseinflüssen und der Stabilisierung der solarelektrischen Wandler, die zu einem Modul zusammengeschaltet werden sollen, zu schaffen, die dabei die optischen Verluste minimiert und die Funktion der Antireflexschicht nicht beeinträchtigt, um so hohe elektrische Erträge zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.The invention is therefore based on the object of creating a possibility of protecting against the effects of weather and stabilizing the solar-electric converters that are to be connected to form a module, which minimizes the optical losses and does not impair the function of the anti-reflective layer in order to achieve high electrical yields. This object is achieved according to the invention by the features contained in the characterizing part of claim 1, with expedient further developments of the invention being characterized by the features contained in the subclaims.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Gehäuse für solarelektrische Wandler als gasdichte Einheit wirkt und im Inneren des Gehäuses eine für die Solarzellen und deren Oberflächenbeschichtung unbedenkliche Atmosphäre herrscht, und somit die Solarzellen vor sämtlichen Witterungseinflüssen geschützt sind.According to the invention, the object is achieved in that a housing for solar-electric converters acts as a gas-tight unit and an atmosphere inside the housing that is harmless to the solar cells and their surface coating, and thus the solar cells are protected from all weather influences.
Man erreicht nämlich dadurch, daß das Gehäuse gasdicht ausgeführt ist eine Trennung zwischen äußerer und innerer Atmosphäre am Gehäuse. Das Innere des Gehäuses kann als Vakuum ausgeführt werden, oder mit einer für die Solarzellen und deren Oberflächenbeschichtung unbedenklichen Gasmischung, bzw. einem Inertgas gefüllt sein. Hierdurch entfällt die bei herkömmlichen Modulen stets vorhandene schützende Laminatschicht und somit auch die durch sie verursachten zusätzlichen Verluste. Die Antireflexschicht der Solarzellen bleibt in ihrer Wirkung unbeschädigt.The fact that the housing is gas-tight means that there is a separation between the outside and inside atmospheres. The inside of the housing can be designed as a vacuum or filled with a gas mixture that is harmless to the solar cells and their surface coating, or with an inert gas. This eliminates the protective laminate layer that is always present in conventional modules and thus also the additional losses caused by it. The anti-reflective layer of the solar cells remains undamaged.
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Das Gehäuse kann aus einem Material, vorzugsweise Glas bestehen, oder aus mehreren Materialien z.B. rückseitig und seitlich Kunststoff bzw. Metall und frontseitig einer eingedichteten Glasscheibe bestehen.The housing can be made of one material, preferably glass, or of several materials, e.g. plastic or metal on the back and sides and a sealed glass pane on the front.
Eine fertigungstechnisch günstige Methode ist eine Glasröhre, in deren Inneren die solarelektrischen Wandler auf ein Trägersubstrat aufgebracht werden können. Das Innere des Gehäuses kann dabei evakuiert werden. Diese Evakuierung reduziert allerdings die thermischen Verluste der sich in Folge von Absorption aufheizenden Solarzellen. Diese Temperaturerhöhung der Solarzellen führt bei den gebräuchlichen polykristallinen PV-Zellen zur Reduzierung der elektrischen Energieerträge. Um dies zu vermeiden, kann die entstehende Wärme an ein Fluid abgeführt werden, z.B. indem an das Trägersubstrat Fluidkanäle angebracht werden, wodurch eine aktive Kühlung der PV- Zellen mittels eines Wärmeträgerfluids vorgenommen werden kann. Diese abgeführte Wärme kann einer thermischen Nutzung z.B. der Warmwasserbereitung zugeführt werden. Um die thermischen Energiegewinne zu steigern, ist es möglich eine selektive Schicht auf das Trägersubstrat aufzubringen, wodurch weniger Wärmestrahlung durch die transparente Glashülle an die Umgebung abgegeben werden, oder die transparente Abdeckung mit einer selektiv reflektierenden Schicht (Low-E-Beschichtung) zu versehen, wodurch die Strahlungsverluste im IR-Spektralbereich reduziert werden. Das so entstandene Modul liefert sowohl elektrische als auch thermische Energie.A method that is advantageous in terms of production technology is a glass tube, inside which the solar-electric converters can be placed on a carrier substrate. The interior of the housing can be evacuated. This evacuation, however, reduces the thermal losses of the solar cells, which heat up as a result of absorption. This increase in the temperature of the solar cells leads to a reduction in the electrical energy yield in the usual polycrystalline PV cells. To avoid this, the heat generated can be dissipated into a fluid, e.g. by attaching fluid channels to the carrier substrate, which allows active cooling of the PV cells using a heat transfer fluid. This dissipated heat can be used for thermal purposes, e.g. for hot water preparation. In order to increase the thermal energy gains, it is possible to apply a selective layer to the carrier substrate, whereby less heat radiation is emitted through the transparent glass cover to the environment, or to provide the transparent cover with a selectively reflective layer (low-E coating), whereby radiation losses in the IR spectral range are reduced. The resulting module supplies both electrical and thermal energy.
Gasdichtes Gehäuse zur Aufnarjrfife.\/tirfftolatdleWfisfchen JAfejndfSm Seite 6Gas-tight housing for storage.\/tirfftolatdleWfisfchen JAfejndfSm Page 6
Nachführend werden Ausführungen der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Embodiments of the invention are described below using drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine Ausführung der Erfindung als quaderförmiges Gehäuse mit einer frontseitig
eingedichteter Glasscheibe und flächig auf der Gehäuseinnenseite aufgebrachten
Solarzellen.Figure 1 shows an embodiment of the invention as a cuboid-shaped housing with a glass pane sealed on the front and flatly applied on the inside of the housing
solar cells.
Figur 2 eine Ausführung der Erfindung als quaderförmiges Gehäuse mit einer frontseitig
eingedichteten Glasscheibe, einer innenliegenden flächig ausgeführten
Trägerplatte mit aufgebrauchten Solarzellen und rückseitig an der Trägerplatte
montierten Fluidkanälen zur aktiven Kühlung.Figure 2 shows an embodiment of the invention as a cuboid-shaped housing with a front-side sealed glass pane, an internal flat
Carrier plate with used solar cells and back of the carrier plate
mounted fluid channels for active cooling.
Figur 3 eine Ausführung der Erfindung als Glasröhre mit einer innenliegenden
flächig ausgeführter Trägerplatte mit aufgebrachten Solarzellen und rückseitig
angebrachten Fluidkanälen.Figure 3 shows an embodiment of the invention as a glass tube with an internal
flat carrier plate with applied solar cells and rear
attached fluid channels.
Figur 4 eine Ausführung der Erfindung als doppelwandige Glasröhre mit auf der
inneren Röhre aufgebrachten Solarzellen und im Inneren der doppelwandigen
Glasröhre liegenden Fluidkanälen.Figure 4 shows an embodiment of the invention as a double-walled glass tube with
solar cells mounted on the inner tube and inside the double-walled
Fluid channels located in a glass tube.
Figur 1 zeigt eine Ausführung der Erfindung, bei der ein Gehäuse (1) rückseitig und seitlich aus gasdichtem Material z.B. Aluminium gefertigt ist und frontseitig eine Glasscheibe (3) angebracht ist. Die Gasdichtigkeit des Gehäuses wird durch eine umlaufende Dichtung (5) gewährleistet. Auf die Rückseite ist im Inneren eine Isolationsschicht (4) z.B. eine Kunststoffolie eingebracht um Kurzschlüsse der Zellen zum Gehäuse zu vermeiden. Diese Isolationsschicht sollte hochreflektierend sein, um die thermische Aufheizung der Solarzellen (2) die auf der Isolationsschicht angebracht sind zu minimieren. Das Innere des Gehäuses (6) ist mit einem Edelgas gefüllt, wodurch die Anforderungen an die Dichtigkeit des Gehäuses nicht so hoch sind wie dies bei einem innenliegenden Vakuum der Fall wäre. Außerdem bringt ein Vakuum infolge von Unterdruck erhöhte Anforderungen an die Stabilität des Gehäuses mit sich.Figure 1 shows an embodiment of the invention in which a housing (1) is made of gas-tight material, e.g. aluminum, on the back and sides and a glass pane (3) is attached to the front. The gas-tightness of the housing is ensured by a circumferential seal (5). An insulation layer (4), e.g. a plastic film, is inserted into the interior of the back to prevent short circuits between the cells and the housing. This insulation layer should be highly reflective in order to minimize the thermal heating of the solar cells (2) that are attached to the insulation layer. The interior of the housing (6) is filled with a noble gas, which means that the requirements for the tightness of the housing are not as high as would be the case with an internal vacuum. In addition, a vacuum due to negative pressure brings with it increased requirements for the stability of the housing.
Dipl.-Ing Bernd Bartelsen Dipl.-Ing. Davorin Pavic Dipl.-Ing. Roland SillmannDipl.-Ing. Bernd Bartelsen Dipl.-Ing. Davorin Pavic Dipl.-Ing. Roland Sillmann
Gasdichtes Gehäuse zur Aufnaryfi&.vbTi*$ola&£lekiiiSthen Wandlern Seite 7Gas-tight housing for storing transducers Page 7
Figur 2 zeigt eine ähnliche Ausführung der Erfindung. Zusätzlich sind hier Fluidkanäle (7) an der Rückseite der Trägerplatte (8) montiert, um so die Solarzellen (2) aktiv zu kühlen. Wird die abgeführte Wärme einer Nutzung zugeführt, kann die Isolierschicht (4) absorbierend ausgeführt sein, oder die Trägerplatte an der Innenseite selektiv beschichtet werden und die darüber liegende Isolierschicht transparent ausgeführt sein, wodurch die thermischen Energiegewinne steigen. In diesem Fall sind auch die Fluidkanäle (7) mittels Wärmeisolationsmaterial thermisch von der Umgebung zu entkoppeln.Figure 2 shows a similar embodiment of the invention. In addition, fluid channels (7) are mounted on the back of the carrier plate (8) in order to actively cool the solar cells (2). If the dissipated heat is used, the insulating layer (4) can be designed to be absorbent, or the carrier plate can be selectively coated on the inside and the insulating layer above it can be made transparent, which increases the thermal energy gains. In this case, the fluid channels (7) must also be thermally decoupled from the environment using thermal insulation material.
Figur 3 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, bei der das Gehäuse als Glasröhre (1) ausgeführt und im Inneren evakuiert ist. Aufgrund der Röhrenform ist das Vakuum im Hinblick auf die Stabilität kein Problem. Auch die erhöhte Dichtigkeit, die ein Vakuum erfordert ist bei einer Glasröhre kein Problem und Stand der Technik. Die Solarzellen (2) sind dabei auf einer flächigen Trägerplatte (8), die rückseitig gekühlt wird (7) aufgebracht.Figure 3 shows another embodiment of the invention, in which the housing is designed as a glass tube (1) and is evacuated inside. Due to the tube shape, the vacuum is not a problem in terms of stability. The increased tightness that a vacuum requires is also not a problem with a glass tube and is state of the art. The solar cells (2) are mounted on a flat carrier plate (8) that is cooled on the back (7).
Figur 4 zeigt eine ähnliche Ausführung wie Figur 3, allerdings ist anstatt einer Trägerplatte eine zweite Glasröhre (9) im Inneren der äußeren Röhre vorhanden. Das Vakuum befindet sich nur zwischen den beiden Glasröhren (1) und (9). Auf die innere Glasröhre, die durch die Fluidkanäle (7) aktiv gekühlt wird, ist eine solarelektrische Schicht, z.B. mittels Dünnschichttechnik aufgebrachtes amorphes Silizium, vorhanden. Zur Steigerung der energetischen Erträge können bei dieser Ausführung Reflektoren außerhalb der Röhren angebracht werden, die die solarelektrischen Wandler auch auf den von der Strahlung abgewandten Seiten bestrahlen. Die Reflektoren ermöglichen bei Beibehaltung der aktiven Empfängerfläche eine Reduzierung der eingesetzten Glasröhren mit solarelektrischen Wandlern.Figure 4 shows a similar design to Figure 3, but instead of a carrier plate, there is a second glass tube (9) inside the outer tube. The vacuum is only between the two glass tubes (1) and (9). The inner glass tube, which is actively cooled by the fluid channels (7), has a solar-electric layer, e.g. amorphous silicon applied using thin-film technology. To increase the energy yield, reflectors can be attached outside the tubes in this design, which also irradiate the solar-electric converters on the sides facing away from the radiation. The reflectors enable a reduction in the number of glass tubes used with solar-electric converters while retaining the active receiver surface.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29811199U Expired - Lifetime DE29811199U1 (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Gas-tight housing for accommodating solar-electric converters |
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|---|---|
| DE (1) | DE29811199U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1263039A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Housing for power converter, and for photovoltaic element module and power generator using the same |
| WO2003066993A1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Igor Lvovich Skryabin | Construction products with integrated photovoltaics |
| DE102007008200A1 (en) * | 2007-02-19 | 2008-08-21 | Krah, Brigitte und Wilfried, Dr., als gesetzliche Vertreter des Minderjährigen Krah, Benjamin | Thermal and electrical energy producing method, involves using dissipated heat energy for heating tap water and/or building, and supplying electrical energy into local network and/or regional network |
| WO2010037607A2 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Aeteba Gmbh | Solar refrigeration unit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3010566A1 (en) | 1979-03-20 | 1980-09-25 | Sanyo Electric Co | SOLAR ENERGY CONVERTER |
| DE2950274A1 (en) | 1979-12-14 | 1981-06-19 | Transfer-Electric Gesellschaft für Elektroleitsysteme mbH & Co KG, 2844 Lemförde | COLD CHAMBER HYBRID COLLECTOR |
| FR2548455A1 (en) | 1983-06-18 | 1985-01-04 | Nukem Gmbh | Solar collector with photovoltaic pile |
| US4493940A (en) | 1982-08-13 | 1985-01-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Sunlight-into-energy conversion apparatus |
| DE4117650A1 (en) | 1991-05-29 | 1992-12-03 | Andre Juenemann | Solar heating system |
-
1998
- 1998-06-23 DE DE29811199U patent/DE29811199U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3010566A1 (en) | 1979-03-20 | 1980-09-25 | Sanyo Electric Co | SOLAR ENERGY CONVERTER |
| DE2950274A1 (en) | 1979-12-14 | 1981-06-19 | Transfer-Electric Gesellschaft für Elektroleitsysteme mbH & Co KG, 2844 Lemförde | COLD CHAMBER HYBRID COLLECTOR |
| US4493940A (en) | 1982-08-13 | 1985-01-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Sunlight-into-energy conversion apparatus |
| FR2548455A1 (en) | 1983-06-18 | 1985-01-04 | Nukem Gmbh | Solar collector with photovoltaic pile |
| DE4117650A1 (en) | 1991-05-29 | 1992-12-03 | Andre Juenemann | Solar heating system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KOLTUN,Mark M.: Solar cells and batteries with unusual selective coatings for combined supply of heat and electricity by solar power stations. In: Solar Energy Materials and Solar Cells 33, 1994, S.31-40 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1263039A2 (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Housing for power converter, and for photovoltaic element module and power generator using the same |
| EP1263039A3 (en) * | 2001-05-30 | 2004-03-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Housing for power converter, and for photovoltaic element module and power generator using the same |
| US6791024B2 (en) | 2001-05-30 | 2004-09-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Power converter, and photovoltaic element module and power generator using the same |
| WO2003066993A1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Igor Lvovich Skryabin | Construction products with integrated photovoltaics |
| DE102007008200A1 (en) * | 2007-02-19 | 2008-08-21 | Krah, Brigitte und Wilfried, Dr., als gesetzliche Vertreter des Minderjährigen Krah, Benjamin | Thermal and electrical energy producing method, involves using dissipated heat energy for heating tap water and/or building, and supplying electrical energy into local network and/or regional network |
| WO2010037607A2 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Aeteba Gmbh | Solar refrigeration unit |
| EP2169331A3 (en) * | 2008-09-30 | 2010-07-28 | Aeteba GmbH | Solar cooling unit |
| WO2010037607A3 (en) * | 2008-09-30 | 2010-08-12 | Aeteba Gmbh | Collective collector and solar refrigeration unit |
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