DE4117650A1 - Solarzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Solarzelle mit einer Wanne, einer Deckscheibe, mittels der die Wanne nach oben geschlossen ist, Glaszylindern, die sich zwischen stirn­ seitigen Seitenwänden der Wanne erstrecken und in denen Unterdruck herrscht, und einer Innenleitung, die koaxial in Längsrichtung durch die Glaszylinder verläuft und in der das Heizmedium strömt.

Derartige Solarzellen werden für aus einer größeren Anzahl von Solarzellen bestehende Solaranlagen verwendet. Während des Betriebs aus derartigen Solarzellen bestehender Solar­ anlagen hat sich herausgestellt, daß die Temperatur des Heiz­ mediums, das aus unterschiedlichen Solarzellen ein und der­ selben Solaranlage stammt, je nach Solarzelle Temperatur­ unterschiede bis zu 50 Grad C aufweisen kann. Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß jeweils sämtliche Solarzellen der Solaranlage voll funktionstüchtig waren.

Des weiteren haben die bekannten Solarzellen den Nachteil, daß eine über die gesamte Umfangsfläche gleichmäßige Auf­ heizung der durch die Glaszylinder verlaufenden Innenlei­ tung nicht erreicht werden konnte. Ferner werden bei den bekannten Solarzellen einzeln unter Unterdruck gesetzte Glas­ zylinder verwendet. Bei einer Störung muß diejenige Solar­ zelle, bei der die Störung aufgetreten ist, abgeschaltet werden, um den betreffenden Glaszylinder auszuwechseln od. dgl. Auch im Normalbetrieb der Solarzelle, d. h. bei einem stö­ rungsfreien Betrieb, ist in regelmäßigen Zeitabständen ein Austausch der Glaszylinder erforderlich, da der in den Glas­ zylindern herrschende Unterdruck mit der Zeit unweigerlich abgebaut wird. Bei der erforderlichen Auswechselung der Glas­ zylinder ergeben sich Stillstandszeiten der Solaranlage, wel­ che den Gesamtwirkungsgrad der Solaranlage erheblich beein­ trächtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Solarzelle derart weiterzubilden, daß ihr Wirkungsgrad er­ heblich erhöht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Glaszylinder im unteren Bereich ihrer Umfangsfläche halbschalig mit einem Spiegel ausgebildet sind. Aufgrund dieser Ausgestal­ tung und Anordnung des Spiegels innerhalb des Glaszylinders wird in die Solarzelle bzw. in den Glaszylinder einfallendes Licht vom Spiegel auf den unteren Bereich der Umfangsfläche der Innenleitung reflektiert, wodurch sich eine über den gesamten Umfang der Innenleitung weitgehend gleichmäßige Strahlungs­ beaufschlagung der Innenleitung ergibt. Irgendwelche abge­ schatteten Bereiche treten somit an der Innenleitung nicht mehr auf. Hierdurch wird eine erhebliche Steigerung des Wirkungs­ grads der Solarzelle erreicht.

Der Spiegel kann auf der Innenumfangsfläche des Glaszylinders angebracht sein, wobei er dann gut gegen äußere Einflüsse ge­ schützt ist. In einfacher Weise kann der Spiegel hergestellt werden, wenn er auf die Außenumfangsfläche des Glaszylinders aufgebracht wird.

Besonders günstige Reflexionseigenschaften des Spiegels er­ geben sich, wenn er in der angegebenen Reihenfolge aus einer ca. um 0,3 Nanometer dicken Silberschicht, einer ca. 1,0 Na­ nometer dicken ersten Nickelschicht, einer 2,0 Nanometer dicken Kupferschicht, einer 5 Nanometer dicken zweiten Nic­ kelschicht und einer Versiegelungs- bzw. Schutzschicht be­ steht.

Wenn die Längsachsen der Glaszylinder parabolisch angeordnet sind, wobei der mittlere Glaszylinder den größten Abstand zur Deckscheibe aufweist und die seitlich auf den mittleren Glas­ zylinder folgenden Glaszylinder jeweils näher an der Deck­ scheibe angeordnet sind, ergeben sich für das aus unterschied­ lichen Solarzellen einer Solaranlage stammende aufgeheizte Heizmedium max. Temperaturunterschiede von 10 Grad C, was zu einer erheblichen Vergleichmäßigung des Betriebs der Solar­ anlage und damit zu einer erheblichen Steigerung des Wirkungs­ grads der Solaranlage führt.

Die vorstehend geschilderte Anordnung der Glaszylinder läßt sich in einfacher Weise erreichen, wenn die seitlich auf den mittleren Glaszylinder folgenden Glaszylinder jeweils um den gleichen Abstand in Richtung auf die Deckscheibe versetzt sind.

Bei Glaszylindern, welche einen Außendurchmesser von 60 mm und eine Wandstärke von 2,2-2,5 mm aufweisen, hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der vorstehend geschilderte Abstand 10 mm beträgt.

Wenn die unter Unterdruck stehenden Glaszylinder über Vakuum­ kanäle miteinander verbunden sind, von denen jeweils einer an einer Stirnseite der Wanne angeordnet ist, ergibt sich für jede Solarzelle lediglich ein unter Unterdruck stehender Be­ reich, in dem die Druckverhältnisse in einfacher Weise steuer­ bar sind. Somit ist es möglich, in diesem unter Unterdruck stehenden Bereich mit einfachen Mitteln einen Unterdruck auf­ recht zu erhalten, der in beliebiger Weise an die übrigen, für den Betrieb der Solarzelle wesentlichen Parameter anpaßbar ist.

Eine besonders dichte Verbindung zwischen den Glaszylindern und den Vakuumkanälen ergibt sich, wenn jeder Glaszylinder mittels Anschlußbuchsen an die beiden Vakuumkanäle angeschlos­ sen ist, wobei jede Anschlußbuchse auf ihrer Innenmantel­ fläche an ihrem vakuumkanalseitigen Endabschnitt eine Ring­ dichtung und an ihrem äußeren Endabschnitt ein Gewinde auf­ weist, in das eine Hohlschraubmutter einschraubbar ist, mit­ tels der die Ringdichtung in Axialrichtung quetschbar ist und die auf der Innenfläche ihres vakuumkanalfernen Endabschnitts einen mit der Außenfläche des Glaszylinders in dichtende An­ lage bringbaren O-Ring aufweist. In einer solchen Ausgestal­ tung des Unterdruckbereichs der Solarzelle lassen sich Unter­ drücke bis zu 10^-4 bzw. 10^-8 bar dauerhaft aufrecht erhalten.

In besonders einfacher und wenig aufwendiger Weise lassen sich die Unterdruckverhältnisse innerhalb des Unterdruck­ bereichs einer Solarzelle steuern, wenn zumindest ein Vakuum­ kanal der Solarzelle mittels einer öffen- und schließbaren Anschlußleitung mit einer Unterdruckpumpe verbunden ist.

Die Unterdruckverhältnisse innerhalb der Solarzellen einer Solaranlage lassen sich in wenig aufwendiger und zuverlässi­ ger Weise regeln und überwachen, wenn die unter Unterdruck stehenden Vakuumkanäle und Glaszylinder einer Solarzelle an eine Vakuumkontrolleiste angeschlossen sind, die jeweils einen Anschluß für jede Solarzelle der Solaranlage aufweist.

Wenn die Deckscheibe der Solarzelle eine Heizeinrichtung auf­ weist, kann mittels dieser Heizeinrichtung eine Vereisung oder eine Schneeüberdeckung der Deckscheibe in einfacher Weise beseitigt werden; auch an der Deckscheibe kondensier­ tes Wasser ist mittels einer solchen Heizeinrichtung in ein­ facher Weise beseitigbar. Für die Beseitigung einer Ver­ eisung bzw. einer Schneebedeckung sind 15-20 Minuten er­ forderlich, wohingegen das natürliche Abtauen durch die Son­ ne einen Zeitraum von Stunden benötigen würde und während dessen zu Leistungseinbußen der Solarzellen von ca. 80% führen würde.

Wenn die Heizeinrichtung in der Deckscheibe integriert ist, kann sie in einfacher Weise gegen Witterungseinflüsse ud. dgl. geschützt werden.

Wirtschaftlich besonders sinnvoll können z. B. die Heizeinrich­ tung oder auch andere elektrische Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden, wenn die Solarzelle über Photovoltaik- Elemente verfügt, die an die Heizeinrichtung angeschlossen sind. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß die Solaranlage an einem Standort ohne elektrischen Netzanschluß steht.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Photovoltaik- Elemente ergibt sich, wenn diese als Paneele ausgebildet sind, die an den Stirnseiten der Solarzelle angeordnet sind und sich in Längsrichtung der Solarzelle jeweils von deren stirnseiti­ gen Seitenwänden bis zum Spiegel der Glaszylinder erstrecken. Bei dieser Ausführungsform bedecken die Photovoltaik-Paneele lediglich solche Abschnitte der Solarzelle, welche zur Be­ strahlung der Innenleitung im wesentlichen nicht beitragen.

Besonders günstige Energieübergangswerte für die Innenleitung ergeben sich, wenn diese als Kupferlamellenrohrleitung ausge­ bildet ist, die mittels radialer Federlager in Axialrichtung verschieblich in den Glaszylindern gelagert ist.

Wenn die Kupferlamellenrohrleitung aus koaxial in den Glas­ zylindern sich erstreckenden Lamellenrohren und die einzelnen Lamellenrohre mit einander verbindenden Rohrbögen zusammen­ gesetzt ist, die an den Enden der Lamellenrohre eingelötet sind, ist die Oberfläche der Kupferlamellenrohrleitung an denjenigen Abschnitten, an denen sie unmittelbar der Be­ strahlung ausgesetzt ist, in vorteilhafter Weise erhöht, was zu einer beträchtlichen Verbesserung des Energieübergangs führt.

Eine weitere Verbesserung der Übertragung der Strahlungsener­ gie ergibt sich, wenn die Lamellenrohre auf ihrem Außenman­ tel mit Schwarzchrom, Schwarzkeramik od. dgl. beschichtet sind. Bei einer Solarzelle mit einer wie vorstehend beschrieben aus­ gebildeten und isolierten Innenleitung kann das Heiz- bzw. Übertragungsmedium eine Temperatur bis zu 260 Grad C bis 320 Grad C aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungs­ gemäßen Solarzelle;

Fig. 2 eine Querschnittdarstellung der Solarzelle;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Solarzelle;

Fig. 4 die Anschlußseite eines Vakuumkanals der Solar­ zelle;

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines verspiegelten Glas­ zylinders;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Anschlußbuchse; und

Fig. 7 eine Darstellung einer Vakuumkontrolleiste.

Eine in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Solarzelle 1 bildet einen Teil einer im übrigen nicht dargestellten Solar­ anlage, zu der mehrere Solarzellen 1 gehören. Jede Solarzelle 1 besteht im wesentlichen aus einer Wanne 2, einer Deckschei­ be 3, Photovoltaik-Paneelen 4, 5, Vakuumkanälen 6, 7, Glas­ zylindern 8 und einer Innenleitung 9. Bei der Darstellung in Fig. 1 ist im rechten Teil der Figur ein mittlerer Abschnitt der Solarzelle 1 und im linken Teil der Figur ein äußerer Ab­ schnitt der Solarzelle 1 dargestellt. Wie sich hieraus er­ gibt, ist der im mittleren Abschnitt der Solarzelle 1 angeord­ nete mittlere Glaszylinder 8a nahe dem Boden der Wanne 2 an­ geordnet, während der im äußeren Abschnitt der Solarzelle 1 angeordnete äußere Glaszylinder 8 nahe der die Wanne 2 schließenden Deckscheibe 3 angeordnet ist.

Die Wanne 2 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ebenen Boden 20, von dessen Kanten aus sich Seitenwände in Vertikalrichtung nach oben erstrecken, von denen in Fig. 1 lediglich die beiden stirnseitigen Seitenwände 21, 22 dar­ gestellt sind. Somit ist die Wanne 2 ein nach oben offener Quader. Sie besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, der zwischen minus 40 Grad C und plus 160 Grad C temperatur­ beständig ist.

Die offene Oberseite der Wanne 2 ist durch die Deckscheibe 3 geschlossen, welche durch eine in Einzelheiten nicht dar­ gestellte Halteeinrichtung an den oberen Endabschnitten der stirnseitigen Seitenwände 21, 22 sowie der längsseitigen Seitenwände der Wanne 2 gehaltert ist.

Die Deckscheibe ist aus einem speziellen Glas hergestellt und hat z. B. eine Wandstärke von ca. 5 mm. Innerhalb der Deckscheibe 3 ist eine als Heizfeld 25 ausgebildete Heiz­ einrichtung angeordnet. Das Heizfeld 25 besteht aus einzel­ nen Heizleitern, wobei im Falle des dargestellten Ausführungs­ beispiels einunddreißig Heizleiter vorgesehen sind, die je­ weils 1 mm breit sind und 24 Volt Gleichstrom benötigen. Das Heizfeld 25 hat eine elektrische Leistung von 912 Watt.

Nahe den stirnseitigen Seitenwänden 21 bzw. 22 der Wanne 2 ist der Vakuumkanal 6 bzw. der Vakuumkanal 7 angeordnet. Die Vakuumkanäle 6 bzw. 7 erstrecken sich in der Richtung der Wanne 2 bzw. der Solarzelle 1 praktisch über deren gesamte Quererstreckung. Da die Vakuumkanäle 6 und 7 hinsichtlich ihrer Ausgestaltung sowie hinsichtlich ihrer Funktion über­ einstimmen, wird im folgenden lediglich der Vakuumkanal 6 beschrieben.

Der Vakuumkanal 6 hat einen rechteckigen Querschnitt. An sei­ ner von der stirnseitigen Seitenwand 21 der Wanne 2 abgewandten Innenseite 10, die im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist, sind Anschlußbuchsen 11 ausgebildet, wobei bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel dreizehn Anschlußbuchsen vor­ handen sind, da die Solarzelle 1, wie sie in den Zeichnun­ gen dargestellt ist, dreizehn Glaszylinder 8 aufweist.

Die Anschlußbuchsen 11 dienen zur Aufnahme und Lagerung der Glaszylinder 8. Sie sind zum Innenraum des Vakuumkanals 6 hin offen, so daß der Innenraum der Glaszylinder 8 und der Vakuumkanal 6 miteinander verbunden sind. Wie sich aus der gemeinsamen Betrachtung der Fig. 1 und 4 ergibt, ist die mittlere Anschlußbuchse 11a so angeordnet, daß sie dem Bo­ den 20 der Wanne 2 am nächsten liegt. Jede nach außen hin folgende weitere Anschlußbuchse 11 ist um einen bestimmten Abstand, der z. B. 10 mm betragen kann, entfernter vom Bo­ den 20 der Wanne 2 angeordnet als die ihr innen benachbarte Anschlußbuchse 11. Die äußeren Anschlußbuchsen 11 sind dem­ gemäß der Deckscheibe 3 am nächsten angeordnet.

Der Vakuumkanal 6 ist aus einem hochthermoplastischen Kunst­ stoff hergestellt, er kann jedoch auch aus speziell legier­ tem Aluminium oder aus einer entsprechenden speziellen Ke­ ramiklegierung hergestellt sein.

An der Rückwand des Vakuumkanals 6 ist ein nicht dargestellter Montagedeckel vorgesehen, der verschraubt und mittels eines O-Rings abgedichtet ist.

An jeder Anschlußbuchse 11 ist eine Dichtungsvorrichtung vor­ gesehen, mittels der eine dichte Verbindung zwischen einem Glaszylinder 8 und der ihm zugeordneten Anschlußbuchse 11 gewährleistet ist. Eine solche Dichtungsverbindung wird im folgenden im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert.

Auf der zylindrischen Innenmantelfläche der Anschlußbuchse 11 ist eine Ringdichtung 12 angeordnet, welche von einem von der Innenmantelfläche der Anschlußbuchse 11 vorragenden Absatz 13 gegen ein Herauswandern aus der Anschlußbuchse 11 gesichert ist. Am vom Vakuumkanal 6 entfernten Endabschnitt der Innen­ mantelfläche der Buchse 11 ist ein Innengewinde 14 ausgebildet. In dieses Innengewinde 14 ist eine Hohlschraubmutter 15, die ein Außengewinde aufweist, einschraubbar, welche im einge­ schraubten Zustand mit ihrem freien Ende außerhalb der Anschlußbuchse 11 verbleibt. Mit ihrem innerhalb der Anschluß­ buchse 11 sich befindlichen Ende drückt die Hohlschraubmut­ ter 15 beim Zusammenschrauben von Hohlschraubmutter 15 und Anschlußbuchse 11 die Ringdichtung 12 in Richtung auf den von der Innenmantelfläche der Anschlußbuchse 11 vorragenden Absatz 13, so daß infolge der Zusammenquetschung der Ring­ dichtung 12 eine besonders gute Abdichtung zwischen dem Glas­ zylinder 8 und der Anschlußbuchse 11 entsteht. Darüber hinaus ist die Hohlschraubmutter 15 nahe ihrem freien Ende auf ihrer Innenmantelfläche mit einem O-Ring 16 versehen, der ebenfalls in dichtende Anlage an die Außenfläche des Glaszylinders 8 gerät und die Abdichteigenschaften der in Fig. 6 dargestell­ ten Dichtungsvorrichtung weiter verbessert.

Zwischen zwei einander zugeordneten Anschlußbuchsen 11 der beiden Vakuumkanäle 6, 7 erstreckt sich jeweils ein Glas­ zylinder 8. Der Glaszylinder 8 ist aus einem hierfür geeig­ neten Spezialglas hergestellt. Bei denjenigen Abmessungen, wie sie dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Solarzelle 1 entsprechen, hat der Glaszylinder 8 eine Länge von 1500 mm und einen Außendurchmesser von 60 mm. Seine Wandstärke beträgt 2,2 bis 2,5 mm.

Aufgrund der aus Fig. 4 hervorgehenden Anordnung der an den Vakuumkanälen 6, 7 ausgebildeten Anschlußbuchsen 11 ist der mittlere Glaszylinder 8a, der zwischen den Anschlußbuchsen 11a sitzt, dem Boden 20 der Wanne 2 am nächsten angeordnet. Die Achsen der sich nach außen anschließenden Glaszylinder 8 sind jeweils um einen bestimmten Abstand weiter vom Boden 20 der Wanne 2 entfernt angeordnet. Somit ergibt sich die im Prinzip in Fig. 2 dargestellte Anordnung der Glaszylinder 8 innerhalb der Solarzelle 1. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand, um den sich jeder weiter außen angeordnete Glas­ zylinder 8 vom Boden 20 der Wanne 2 entfernt, 10 mm. Zwischen der Achse des mittleren Glaszylinders 8a und dem Boden 20 der Wanne 2 beträgt der Abstand 45 mm. Die Abstände zwischen den Achsen der weiter außen angeordneten Glaszylinder 8 und dem Boden 20 der Wanne 2 betragen demgemäß 55 mm, 65 mm usw., wobei der Abstand zwischen den am weitesten außen angeordne­ ten Glaszylindern 8 und dem Boden 20 der Wanne 2 105 mm be­ trägt.

Der in Fig. 5 im Prinzip dargestellte Glaszylinder 8 ist an seiner unteren Umfangsschale mit einem Spiegel 17 ver­ sehen, der sich in Längsrichtung des Glaszylinders 8 über den gesamten, von den Anschlußbuchsen 11 der Vakuumkanäle 6, 7 freien Abschnitt des Glaszylinders 8 erstreckt. Dieser Spiegel 17 besteht aus einer ca. 0,3 Nanometer dicken Sil­ berschicht, einer ca. 1,0 Nanometer dicken ersten Nickel­ schicht, einer 2,0 Nanometer dicken Kupferschicht, einer 5 Nanometer dicken zweiten Nickelschicht und einer Ver­ siegelungs- bzw. Schutzschicht. Die einzelnen Schichten des Spiegels 17 werden in der angegebenen Reihenfolge auf­ gedampft und durch die Versiegelungs- bzw. Schutzschicht witterungsbeständig versiegelt.

Durch den Spiegel 17 wird erreicht, daß die innerhalb der Glaszylinder 8 verlaufende Innenleitung 9 intensiver und gleichmäßiger aufgeheizt wird, wodurch eine erhebliche Stei­ gerung des Wirkungsgrads der Solarzelle 1 erzielbar ist.

Die Innenleitung 9 der Solarzelle 1 ist als Kupferlamellen­ rohrleitung ausgebildet, die aus Lamellenrohren 18 und Rohr­ bögen 19 besteht. Die Lamellenrohre 18 erstrecken sich ko­ axial durch die Glaszylinder 8, und zwar jeweils bis in einen Bereich, in dem sich die Glaszylinder 8 und die Anschluß­ buchsen 11 überlagern. Durch die Ausgestaltung als Lamellen­ rohr 18 ergibt sich im Vergleich zu zylindrischen Rohren eine erhebliche Oberflächenvergrößerung, was zur Verbesserung der Wärmeübertragungseigenschaften der Lamellenrohre 18 erheblich beiträgt. Zur weiteren Verbesserung dieser Wärmeübertragungs­ eigenschaften ist das Lamellenrohr 18 mit Schwarzchrom, Schwarzkeramik oder einem ähnlichen Material beschichtet, wo­ bei die Schichtdicke max. 1 Mikrometer beträgt. Die Lagerung der koaxial innerhalb der Glaszylinder 8 angeordneten Lamellen­ rohre erfolgt jeweils an deren Endbereichen mittels eines ra­ dialen Federlagers. Dieses Federlager ist sowohl auf der In­ nenfläche des Glaszylinders 8 als auch auf der Außenfläche des Lamellenrohres 18 lose angebracht, da sich die Lamellen­ rohre 18 bei hohen Temperaturen sehr stark ausdehnen, wobei diese Ausdehnung bis zu 12 oder 15 mm betragen kann. Demgemäß muß die Lagerung, d. h. das radiale Federlager, zwischen Glas­ zylinder 8 und Lamellenrohr 18 als Verschiebelagerung ausge­ bildet sein. Sofern, wie vorstehend angegeben, der Außendurch­ messer des Glaszylinders 8 60 mm beträgt, kann der Durchmes­ ser des zylindrischen Rohrabschnitts des Lamellenrohres 12 mm und der Durchmesser der Lamellen 25 mm betragen. An den bei­ den Enden des Lamellenrohres 18 ist jeweils ein Rohrbogen 19 eingelötet, mittels dem das Lamellenrohr mit demjenigen eines benachbarten Glaszylinders 8 verbunden ist, wie sich am besten aus Fig. 3 ergibt. Die Rohrbögen 19 sind innerhalb der Va­ kuumkanäle 6 bzw. 7 angeordnet. Die aus den Lamellenrohren 18 und den Rohrbögen 19 bestehende Innenleitung 9 ist auf ihrem gesamten, sich durch die Solarzelle 1 erstreckenden Verlauf entweder innerhalb der Glaszylinder 8 oder innerhalb der Vakuumkanäle 6, 7 angeordnet, so daß sie überall von Unter­ druck umgeben ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders gute Isolierung, wodurch der Wirkungsgrad der Solarzelle 1 weiter erhöht wird.

Die eingangs bereits erwähnten Photovoltaik-Paneele er­ strecken sich nahe den stirnseitigen Seitenwänden 21 und 22 der Wanne 2 der Solarzelle 1 in demjenigen Abschnitt der So­ larzelle 1, der etwa von den freien Enden der Anschlußbuchsen 11 bis zu den stirnseitigen Seitenwänden 21 bzw. 22 reicht, so daß die Bestrahlung der mit dem Spiegel 17 versehenen Ab­ schnitte der Glaszylinder 8 nicht beeinträchtigt ist. Die Photovoltaik-Paneele 4, 5 können beispielsweise auf den Ober­ seiten der Vakuumkanäle 6 bzw. 7 gelagert sein. Die in den Photovoltaik-Paneele 4, 5 gewonnene Energie dient zunächst dazu, das vorstehend beschriebene Heizfeld 25 mit Strom zu versorgen. Dies ist insbesondere in den Wintermonaten sinn­ voll, da mit der so gewonnenen Energie Vereisungen und eine Schneebedeckung der Deckscheibe 3 der Solarzelle 1 inner­ halb von 15 bis 20 Minuten freigeschmelzt werden kann, wobei das natürliche Abtauen durch die Sonne Stunden dauern und mit Leistungseinbußen von ca. 80% einhergehen würde. Darüber hinaus kann durch das Heizfeld 25 evtl. anfallendes Kondens­ wasser an der Deckscheibe 3 abgetrocknet werden. Derjenige in den Photovoltaik-Paneele 4, 5 gewonnene Strom, der zum Abtauen bzw. zum Abtrocknen der Deckscheibe 3 nicht benötigt wird, kann z. B. für die Steuerung der Solaranlage verwendet werden.

Bei der vorstehend geschilderten Ausgestaltung der Solar­ zelle 1 ist es möglich, den unter Unterdruck gehaltenen Be­ reich der Solarzelle 1, nämlich die Vakuumkanäle 6, 7 und die Glaszylinder 8, durch einen einzigen entsprechenden An­ schluß über eine öffen- und schließbare Anschlußleitung mit einer nicht dargestellten Unterdruckpumpe zu verbinden. Mit Hilfe dieser Unterdruckpumpe kann der Unterdruckbereich der Solarzelle 1 nach einer etwaigen Undichtigkeit od. dgl. er­ neut unter Unterdruck bzw. Vakuum gesetzt werden.

Zur Überwachung der Unterdruckverhältnisse der Solarzellen 1 einer Solaranlage kann eine Vakuumkontrolleiste 23 vor­ gesehen sein, die in Fig. 7 dargestellt ist. Die Vakuum­ kontrolleiste 23 hat Anschlüsse 24, deren Anzahl der in der Solaranlage verwendeten Sektionen bzw. Solarzellen 1 ent­ spricht. Jeder Anschluß 24 ist mit einem Rückschlagventil, einem Unterdruckmesser und einem elektrischen Melder aus­ gerüstet und an je eine Solarzelle 1 der Solaranlage ange­ schlossen. Sollte der Unterdruck in irgendeiner Solarzelle 1 zusammenbrechen, ist der Unterdruckbereich dieser Solarzel­ le 1 gegenüber den Unterdruckbereichen der anderen Solarzellen 1 gesichert. Ein Zusammenbruch sämtlicher Unterdruckbereiche der in der Solaranlage vorhandenen Solarzellen 1 wird somit zuverlässig verhindert. Wird im Unterdruckbereich einer Solar­ zelle 1 eine Störung mittels des Melders angezeigt, kann, so­ fern erforderlich, diese Solarzelle 1 durch eine entsprechende Schaltung von hierfür vorgesehenen Ventilen und Bypassleitun­ gen gebrückt werden. Danach kann dann in der betroffenen So­ larzelle 1 eine Überprüfung durchgeführt und die Ursache für die Unregelmäßigkeiten der Unterdruckverhältnisse beseitigt werden. Nach Beseitigung dieser Störung kann der Unterdruckbe­ reich der betroffenen Solarzelle 1 mittels der vorstehend be­ schriebenen Unterdruckpumpe erneut mit dem erforderlichen Va­ kuum beaufschlagt werden.

Claims (18)

1. Solarzelle (1) mit einer Wanne (2), einer Deckscheibe (3), mittels der die Wanne (2) nach oben geschlossen ist, Glaszylindern (8), die sich zwischen stirnseitigen Seiten­ wänden (21, 22) der Wanne (2) erstrecken und in denen Unter­ druck herrscht, und einer Innenleitung (9), die koaxial in Längsrichtung durch die Glaszylinder (8) verläuft und in der das Heizmedium strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Glas­ zylinder (8) im unteren Bereich ihrer Umfangsfläche halb­ schalig mit einem Spiegel (17) ausgebildet sind.

2. Solarzelle (1) nach Anspruch 1, bei der der Spiegel (17) auf die Innenumfangsfläche des Glaszylinders (8) aufgebracht ist.

3. Solarzelle (1) nach Anspruch 1, bei der der Spiegel (17) auf die Außenumfangsfläche des Glaszylinders (8) aufgebracht ist.

4. Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1-3, bei der der Spiegel (17) in der angegebenen Reihenfolge aus einer ca. 0,3 Nanometer dicken Silberschicht, einer ca. 1,0 Nanometer dicken ersten Nickelschicht, einer 2,0 Nanometer dicken Kupferschicht, einer 5 Nanometer dicken zweiten Nickelschicht und einer Versiegelungs- bzw. Schutzschicht besteht.

5. Solarzelle (1) mit einer Wanne (2), einer Deckscheibe (3), mittels der die Wanne (2) nach oben geschlossen ist, Glaszylindern (8), die sich zwischen stirnseitigen Seiten­ wänden (21, 22) der Wanne (2) erstrecken und in denen Unter­ druck herrscht, und einer Innenleitung (9), die koaxial in Längsrichtung durch die Glaszylinder (8) verläuft und in der das Heizmedium strömt, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Glas­ zylinder (8) parabolisch angeordnet sind, wobei der mittlere Glaszylinder (8a) den größten Abstand zur Deckscheibe (3) aufweist und die seitlich auf den mittleren Glaszylinder (8a) folgenden Glaszylinder (8) jeweils näher an der Deckscheibe (3) angeordnet sind.

6. Solarzelle (1) nach Anspruch 5, bei der die seitlich auf den mittleren Glaszylinder (8a) folgenden Glaszylinder (8) je­ weils um den gleichen Abstand in Richtung auf die Deckscheibe (3) zu versetzt sind.

7. Solarzelle (1) nach Anspruch 6, bei der der Abstand 10 mm beträgt.

8. Solarzelle (1) mit einer Wanne (2), einer Deckscheibe (3), mittels der die Wanne (2) nach oben geschlossen ist, Glaszylindern (8), die sich zwischen stirnseitigen Seiten­ wänden (21, 22) der Wanne (2) erstrecken und in denen Unter­ druck herrscht, und einer Innenleitung (9), die koaxial in Längsrichtung durch die Glaszylinder (8) verläuft und in der das Heizmedium strömt, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaszylinder (8) über Vakuumkanäle (6, 7), von denen jeweils einer an einer stirn­ seitigen Seitenwand (21 bzw. 22) der Wanne (2) angeordnet ist, miteinander verbunden sind.

9. Solarzelle (1) nach Anspruch 8, bei der jeder Glaszylinder (8) an die Vakuumkanäle (6, 7) mittels Anschlußbuchsen (11) angeschlossen ist, wobei jede Anschlußbuchse (11) auf ihrer Innenmantelfläche an ihrem vakuumkanalseitigen Endabschnitt eine Ringdichtung (12) und an ihrem äußeren Endabschnitt ein Innengewinde (14) aufweist, in das eine Hohlschraub­ mutter (15) einschraubbar ist, mittels der die Ringdichtung (12) in Axialrichtung quetschbar ist und die auf der Innen­ fläche ihres vakuumkanalfernen Endabschnitts einen mit der Außenfläche des Glaszylinders (8) in dichtende Anlage bring­ baren O-Ring (16) aufweist.

10. Solarzelle (1) nach Anspruch 8 oder 9, bei der zumindest ein Vakuumkanal (6, 7) mittels einer öffen- und schließbaren An­ schlußleitung mit einer Unterdruckpumpe verbunden ist.

11. Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 8-10, bei der die unter Unterdruck stehenden Vakuumkanäle (6, 7) und Glaszy­ linder (8) an eine Vakuumkontrolleiste (23) angeschlossen sind, die jeweils einen Anschluß (24) für jede Solarzelle (1) einer Solaranlage aufweist.

12. Solarzelle (1) mit einer Wanne (2), einer Deckscheibe (3), mittels der die Wanne (2) nach oben geschlossen ist, Glaszylindern (8), die sich zwischen stirnseitigen Seiten­ wänden (21, 22) der Wanne (2) erstrecken und in denen Unter­ druck herrscht, und einer Innenleitung (9), die koaxial in Längsrichtung durch die Glaszylinder (8) verläuft und in der das Heizmedium strömt, vorzugsweise nach einem der An­ sprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe (3) eine Heizeinrichtung (25) aufweist.

13. Solarzelle (1) nach Anspruch 5, bei der die Heizein­ richtung als Heizfeld (25) ausgebildet und in der Deck­ scheibe (3) integriert ist.

14. Solarzelle (1) mit einer Wanne (2), einer Deckscheibe (3), mittels der die Wanne (2) nach oben geschlossen ist, Glaszy­ lindern (8), die sich zwischen stirnseitigen Seitenwänden (21, 22) der Wanne (2) erstrecken und in denen Unterdruck herrscht, und einer Innenleitung (9), die koaxial in Längs­ richtung durch die Glaszylinder (8) verläuft und in der das Heizmedium strömt, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß an ihr Photovoltaik-Elemente vorgesehen sind, mittels denen elektrische Energie, z. B. für die Heizeinrichtung (25), erzeugbar ist.

15. Solarzelle (1) nach Anspruch 14, bei der die Photovoltaik- Elemente als Paneele (4, 5) ausgebildet sind, die an den Stirn­ seiten der Solarzelle (1) angeordnet sind und sich in Längs­ richtung der Solarzelle (1) jeweils von deren stirnseitigen Seitenwänden (21, 22) bis zum Spiegel (17) der Glaszylinder (8) erstrecken.

16. Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1-15, bei der die Innenleitung als Kupferlamellenrohrleitung (9) ausgebil­ det ist, die mittels radialer Federlager in Axialrichtung verschieblich in den Glaszylindern (8) gelagert ist.

17. Solarzelle (1) nach Anspruch 16, bei der die Kupferla­ mellenrohrleitung (9) aus koaxial in den Glaszylindern (8) sich erstreckenden Lamellenrohren (18) und die einzelnen Lamellenrohre (18) miteinander verbindenden Rohrbögen (19) zusammengesetzt ist, die an den Enden der Lamellenrohre (18) an die unter Unterdruck stehenden Vakuumkanäle (6, 7) und Glaszylinder angelötet sind.

18. Solarzelle (1) nach Anspruch 17, bei der die Lamellen­ rohre (18) auf ihrem Außenmantel mit Schwarzchrom, Schwarz­ keramik od. dgl. beschichtet sind.