DE4343577A1 - Solardach und Solarfassade mit den Funktionen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung

Der Gegenstand der Erfindung sind Teile einer Dach- oder Fassadenkonstruktion, bestehend aus einer herkömmlichen üblichen tragenden Konstruktion, bei der gemäß der nachfolgenden Erfindung Eindeckelemente zum Einsatz kommen, die neben den üblichen Dachfunktionen, die Funktionen Wärmeerzeugung, Wärmespeicherung, Wärmeisolierung, Kälteisolierung, Stromgewinnung und je nach Aussgestaltung der Erfindung Lichtdurchlässigkeit in einem Eindeckelement vereinen und je nach Ausgestaltung der Konstruktion einzelne oder alle Funktionen beinhalten können.

Zum Gegenstand der Erfindung gehört auch die Aufbereitung und Ableitung der anfallenden überschüssigen Energie, soweit diese zum Zeitpunkt des Anfalles im Dachbereich nicht verbraucht oder eingespeichert werden kann.

Ein besonderes Merkmal dieser Erfindung ist, daß verschiedene Funktionen parallel gleichzeitig betrieben werden können. So beinhaltet das entsprechend der Erfindung konstruierte Dach oder die Fassade, sowohl eine Latentspeicherfunktion als auch eine photovoltaische Stromerzeugung, die in Abhängigkeit vom Wunsch des Anlagenbetreibers im Rahmen der allgemeinen Leistungsgrenzen und dem Sonnenangebot variabel angepaßt werden kann.

Sofern in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung von Paraffinen als Speichermedium gesprochen wird, sind hiermit paraffinische Kohlenwasserstoffe gemeint. Insbesondere gehören hierzu Makroparaffine, Intermediate-Paraffine, n-Paraffine und mikrokristalline Wachse.

Stand der Technik

Zum Stand der Technik wird folgendes ausgeführt:
Die Wärmespeicherfähigkeit von den im Rahmen der Erfindung zum Einsatz kommenden Paraffinen in unterschiedlicher Zusammensetzung ist bekannt.

Hierzu gehört auch, daß die sogenannten n-Alkane (geradzahlige normale C-Ketten) bei Phasenwechsel ein höheres Wärmeaufnahmevermögen besitzen als andere Paraffinzusammensetzungen. Diesbezüglich wird auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen. Insbesondere für die Erhöhung der Wärmespeicherfähigkeit der Paraffine hat es sich schon früher erwiesen, daß durch eine möglichst enge Schnittlegung, die Paraffine gezielt eingestellt werden können. Eine enge Schnittlegung in diesem Zusammenhang heißt, daß nur Kettenlängen weniger Zahlen umfaßt sein dürfen. Das heißt maximal eine Bandbreite von 3 bis 4 Zahlen. Hierbei reicht es, daß diese Schnittlegung im Rahmen einer Häufigkeitsverteilung erreicht wird, um unvertretbar hohe Investitionen im Raffinationsprozeß zu vermeiden. Maßgebend für die Schnittlegung ist in diesem Zusammenhang die gewünschte Schmelztemperatur. Als besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist bekannt, daß vorzugsweise die geradzahligen normalen C-Ketten (N-Alkane) zu verwenden sind, da diese ein besonders hohes Wärmespeichervermögen haben.

Schwierigkeiten bereitete bisher die Wärmeeinspeicherung bzw. die Wärmeentnahme, da Paraffine bei Wärmeentzug z. B. durch Wärmetauscher auskristallisieren und den weiteren Transport der Wärme zum Wärmetauscher durch die hohe Isolierfähigkeit des Paraffins verhindern oder stark verlangsamen. Dies führt in der Praxis dazu, daß durch Auskristallisieren des Paraffins die Wärmetauschervorgänge im wesentlichen zum Stillstand kamen und die Wärme nicht im gewünschten Ausmaß entnommen werden konnte. Analog lief auch der Einspeisevorgang bei der Zufuhr von Wärme über Wärmetauscher ab. Die Isolierfähigkeit des flüssigen Paraffins führte schon in geringer Entfernung von der Wärmetauscherfläche dazu, daß der Wärmetransport vom Wärmetauscher durch das flüssige Paraffin zum festen noch nicht erhitzten Paraffin zum Erliegen kam. Obwohl die Isolierfähigkeit des Paraffins beim Phasenwechsel durch Verflüssigung abnimmt, reicht das Isoliervermögen aus, um den Einspeisevorgang kurzfristig zu unterbinden.

Lösungsansätze zur Überwindung dieser Probleme wurden dergestalt gefunden, daß z. B. in herkömmlichen Wasserspeichern mit Paraffin gefüllte Kunststoffkugeln eingebracht werden und das Paraffin durch das über Wärmetauscher erhitzte Wasser durch die Außenwand der Kugeln erhitzt wird.

Auf dem umgekehrten Weg wird die im Paraffin eingespeicherte Wärme wieder an das umgebende Wasser für Heizzwecke abgegeben. Im einzelnen wird diesbezüglich auf die Patentanmeldung DE-A1 27 41 829 verwiesen.

Hinsichtlich der parallelen Nutzung von thermischer und photovoltaischer Energie aus dem einfallenden Sonnenlicht gibt es diverse Entwicklungsansätze und u. U. auch Patentanmeldungen, die dergestalt begründet werden, daß man auf eine glatte Kollektorfläche, die durch ein unterhalb dieser Fläche umlaufendes Wärmeträgermedium gekühlt wird, zusätzlich Siliziumzellen plaziert werden, um damit sowohl Strom als auch Wärme zu gewinnen. Diese Entwicklungen haben den entscheidenden technisch/physikalischen Nachteil, daß die Siliziumzellen bei einer Temperatur von 50°C und mehr keinen oder nur noch unwesentliche Mengen Strom produzieren. Die thermische Nutzung der einstrahlenden Sonnenenergie wird hingegen erst wirtschaftlich interessant, wenn an der Kollektorfläche Temperaturen größer 90°C auftreten. Das bedeutet im Ergebnis, daß nach diesen Verfahren die beabsichtigte parallele Gewinnung von thermischer und photovoltaischer Energie technisch unmöglich bzw. von zweifelhaftem wirtschaftlichen Wert ist.

Eine weitere bekannte Lösung beschäftigte sich mit dem Ansatz, daß man Siliziumzellen auch flüssig umhüllt, gleichsam zwischen zwei z. B. mit Paraffinen oder Siliconölen gefüllte Scheiben einbringen und damit sowohl thermische als auch photovoltaisch gewonnene Energie erhält.

Entscheidender Nachteil dieses Denkansatzes war, daß die genannten flüssigen Siliconöle oder die unter Wärmeeinfluß flüssig werdenden Paraffine für die Stromgewinnung eine derart ungünstige Lichtdurchlässigkeit haben, daß von einer Stromgewinnung nichts oder nicht viel zu erwarten ist.

Da sich die Lichtdurchlässigkeit dieser Stoffe nicht entscheidend erhöhen läßt, kann der Weg der flüssigen Siliziumumhüllung als ein technischer Irrweg abgehandelt werden. Bei der gleichzeitig gewollten thermischen Energiegewinnung durch Einfüllung eines wärmespeichernden Mediums gilt, daß die Ableitungsmöglichkeiten der Wärme bisher nicht gelöst sind.

Die gedachte Wärmeabgabe über natürliche Abstrahlung, z. B. in den Nachtstunden hat den entscheidenden Nachteil, daß die meiste Wärme zur kalten Seite entweicht und nur relativ wenig Wärmeenergie in den Innenraum abstrahlt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die Wärmeabstrahlung parallel mit der Wärmeaufnahme auch tagsüber erfolgt. Dies führt dazu, daß im Regelfall an sonnenreichen Tagen, die in den meisten bekannten Anwendungsfällen ungewünschte Wärmeeinstrahlung noch zusätzlich zunimmt, oder zumindest nicht gebremst wird. Hinzu kommt, daß z. B. solche Scheiben in den von den Erfindern gedachten Anwendungsgebieten (Gewächshausbau) wegen zu geringer Lichtdurchlässigkeit nicht anwendbar sind. Ungelöst ist bisher auch, wie die Erfinder das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten der verschiedenen vorgesehenen Stoffe beherrschen wollen, so daß insgesamt von einer technisch noch nicht ausgereiften Lösung gesprochen werden kann.

Weitere Patentbeschreibung

In der weiteren Beschreibung wird nachgewiesen, daß durch diese Erfindung, konkret für diesen Anwendungszweck, die nach dem vorstehend erläuterten Stand der Technik vorhandenen Schwierigkeiten gelöst sind.

Die Eindeckplatten bestehen aus einer zwei- oder mehrschaligen transparenten Kunststoff- und/oder Glasplatten mit dazwischen liegenden, tragenden, statisch hinreichenden, in Abhängigkeit von der gewollten Spannweite dimensionierten Elementen. Alternativ bestehen diese begrenzenden Außenplatten bei nicht erforderlicher Lichtdurchlässigkait aus anderen Materialien wie z. B. Blech oder jeweils unterschiedlichen Materialien, die auch so aussehen können, daß die vorgesehene Außenplatte aus einer herkömmlichen Natursteinplatte besteht und dahinter im nichtsichtbaren Bereich eine Blechplatte mit umlaufendem Rahmen den Abschluß bildet. Diese Eindeckplatten sind umlaufend durch eine Rahmenkonstruktion öldicht abgeschlossen, die je nach Ausgestaltung der Erfindung auch zum Transport des Wärmeträgermediums genutzt werden kann. Innerhalb der Eindeckplatten sind zussätzlich in einem Abstand von 0,5 bis 3 cm von der transparenten oberen und unteren Kunststoff- oder Glasscheibe, parallel zu diesen Scheiben Rohrgitter oder rohrähnliche Gitter positioniert, die je nach Ausgestaltung statische, und/oder thermische Funktionen haben. Der gesamte Hohlraum zwischen den Außenscheiben wird mit Paraffinen in unterschiedlicher Zusammensetzung gefüllt.

Wobei vorzugsweise Paraffine eingesetzt werden, die ein möglichst hohes Wärmespeichervermögen haben. Insbesondere sind dies die sogenannten n-Alkane (geradzahlige normale C-Ketten). Denkbar sind aber auch andere Paraffinzusammensetzungen, um der großen Bandbreite der Einsatzmöglichkeit solcher Eindeckplatten gerecht zu werden.

In einer anderen Ausgestaltung auf Basis des Grundgedankens der Erfindung ist vorgesehen, diese Eindeckplatten mit vergleichbaren Funktionen vollständig aus Kunststoff z. B. Acrylharz zu konstruieren, die äußerlich ähnlich aussehen, wie die seit Jahrzehnten gefertigten Doppelstegplatten. Grundlegend für diese Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch, daß diese Platten im Innenbereich vollständig anders konstruiert sind, als die gängigen vorgenannten Doppelstegplatten.

Ein besonderes Merkmal dieser Konstruktion ist, daß diese Kunststoffeindeckplatten innerhalb der einzelnen Stege zwei oder je nach Ausgestaltung drei durchgehende speziell geformte Rohrverbindungen haben, die hinsichtlich der Formgebung eine möglichst große Außenfläche bei geringstem möglichen Innenvolumen haben.

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß, wie in den anderen Konstruktionen, die Stege sowohl der Wärmehin-, -ab-, als auch -umleitung dienen. Gleichzeitig haben die Stege statisch tragende Funktionen, die in Abhängigkeit vom Verwendungszweck hinsichtlich der Steghöhe und Stegquerschnitt ausgelegt werden müssen. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung sind die großen Hohlräume zwischen den Stegen mit Paraffin unterschiedlicher Zusammensetzung, wie weiter unten beschrieben, gefüllt, während die in den Stegen einkonstruierten Rohrverbindungen mit dem gewollten Wärmeträgermedium gefüllt sind.

Innerhalb der Stege hat sich in Abhängigkeit von der verlangten statischen Tragfähigkeit herausgestellt, daß durch eine spezielle Rohrform ein hinreichendes Ausdehnungsverhalten gegeben ist, um die Unterschiede im Ausdehnungsverhalten der verwandten Stoffe bei der Aufnahme thermischer Energie auszugleichen.

Innerhalb der Rohrgitter oder rohrähnlichen Gitter befindet sich ein Wärmeträgermedium, welches sowohl gewöhnliches Wasser, aber auch Siliconöl sein kann.

Dieses Medium hat in Verbindung mit den großflächigen thermisch leitenden Elementen allein die Funktion, überschüssige oder eingespeicherte vorhandene Wärme einzusammeln, abzugeben und gezielt ab-, hin- oder umzuleiten.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß die Eindeckplatten zwei- oder mehrschalig mit zwischenliegenden tragenden Konstruktionen unterschiedlicher Dimension ausgeführt werden, wobei ein besonderes Merkmal der Erfindung ist, daß die tragenden Konstruktionen parallel die Funktion haben können, die tagsüber durch einfallendes Sonnenlicht anfallende Überschußwärme gesteuert oder nicht gesteuert, mit natürlichem oder mit Pumpen unterstützten Kreislauf ab- oder umzuleiten.

Sofern die tragenden Elemente gleichzeitig das Speichermedium enthalten, sieht die Erfindung vor, daß die vorstehend erwähnten Rohrgitter, durch thermisch leitende Elemente ersetzt werden, die geeignet sind, die Wärme großflächig in das Paraffin einzuspeichern oder Wärme zu entnehmen.

Vorzugsweise bestehen diese Rohrgitter, tragenden und sonstigen wärmeleitenden thermischen Elemente aus Aluminium oder Kupfer. Denkbar sind auch elemente aus anderen metallischen Werkstoffen, wobei die geringere Leitfähigkeit durch eine größere Tauscherfläche ausgeglichen werden muß.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin, daß die thermisch leitenden Elemente in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsszustand die vorhandene Wärme von oben nach unten leiten und somit die an der Oberfläche auftretende Überschußwärme schneller, zwecks Einspeicherung in darunter liegende Paraffinschichten ableiten. Sofern hierdurch das Paraffin an der Oberfläche der Eindeckplatte auskristallisiert und/oder abkühlt, ist dieser Effekt insofern gewollt, als dadurch und insbesondere beim Phasenwechsel des Paraffins von flüssig zu fest, die Isolierfähigkeit des Paraffins deutlich zunimmt und die nicht gewünschte Wärmeabstrahlung nach außen, also der Wärmeverlust deutlich abnimmt.

Umgekehrt läßt sich durch die unten liegenden thermischen Elemente die vorhandene Wärme ab- oder umpumpen, was insofern gewünscht sein kann, weil dadurch die Wärmeabstrahlung nach unten, also in den Raum durch gezielte Abkühlung der zur Raumseite vorhandenen Paraffinmengen, gezielt werden kann. Denkbar sind an besonders sonnenreichen Tagen auch Betriebszustände, bei denen die Wärme sowohl an der Ober- als auch an der Unterfläche der Eindeckelemente über die eingebauten thermischen Elemente abgepumpt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Eindeckelement durch Aufladung keine weitere Wärme mehr aufnehmen kann. Bei einem solchen Fall wird dann die je nach Aufbauhöhe der Eindeckelemente, und somit in Abhängigkeit von der Dicke der Paraffinschicht, diese umlaufend abgekühlt und ein Phasenwechsel von fest zu flüssig im Außenbereich ausgelöst.

Durch die hohe Isolierwirkung des erstarrten Paraffins kann in solchen Fällen gezielt der noch flüssige Paraffinkern eingeschlossen und zur späteren Wärmeabgabe genutzt werden.

Diese Wärmeabgabe wird nach dem Denkansatz dieser Erfindung zeitlich verzögert, bedingt durch die starke Isolierwirkung des Paraffins an die Außenschichten dergestalt abgegeben, daß die Außenschichten vom noch höher temperierten Innenkern her erwärmt werden und diese Außenschichten die Wärme durch Abstrahlung an den darunter oder darüber liegenden Raum abgeben.

Ein besonderes Merkmal dieser Erfindung ist, daß die unerwünschte Wärmeabgabe z. B. zur kalten Außenseite dadurch gebremst oder verhindert wird, daß in den oberen Paraffinschichten Thermofühler eine unerwünschte Temperaturzunahme signalisieren und diese gesteuert in die unteren Paraffinschichten umgeleitet wird.

Um den heißen Innenkern in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung besser erschließen zu können, ist vorgesehen, daß aufbauend auf den unteren Rohrgittern oder thermisch leitenden Elementen vertikal eine wabenähnliche Struktur aus dünnen Aluminium- oder Kupferblechen aufgebracht wird, die in den Paraffinkern hineinragen. Diese Wärmeleitbleche haben die Funktion Wärme in das metallisch verbundene untere Rohrgitter oder thermisches Element abzuleiten oder hiervon in den Paraffinkern einzuleiten.

Durch spezielle Formgebung dieser Wärmeleitbleche ist vorgesehen, die Oberfläche als wirksame Wärmetauscherfläche maximal auszugestalten und zu vergrößern, wobei durch gewünschte Querströmungen und Querverbindungen diese Wärmeleitbleche in regelmäßigen Abständen gelocht bzw. anderweitig unterbrochen werden. Vorgesehen ist auch, das von der Lochung betroffene Material nicht zu entfernen, sondern durch Ab- und Umkantung am Wärmeleitblech zu belassen und als Wärmetauscherfläche und u. U. Abstandshalter zum nächsten Blech zu nutzen.

Die weiter oben beschriebene Wabenstruktur zur Erhöhung der Wärmetauscherfläche im Paraffin kann je nach Ausgestaltung der Erfindung vorsehen, daß diese Waben zwecks hoher Lichtdurchlässigkeit und optisch ansprechendem Aussehen so gestaltet sind, daß sie mit dem Rohrgitter z. B. quadratische Strukturen bilden, die angepaßt an den Siliziumzellen eine Seitenlänge von 7 bis 11 cm haben.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist auch vorgesehen, daß der Zwischenraum zwischen den Rohrgittern durch besonders verformte Metallstreifen dergestalt verfüllt wird, daß der Metallanteil innerhalb des Hohlraums zwischen den Rohrgittern oder thermischen Elemente einem Volumenanteil von 0,5 bis 3,0% entspricht. Vorgesehen ist, dieses Metallgeflecht thermisch und mit den begrenzenden Rohrgittern oder thermischen Elementen leitend zu verbinden. Diese Metallstreifen bestehen vorzugsweise aus Aluminium oder anderen gut leitenden Metallen und haben in Verbindung mit den Rohrgittern die Funktion, Wärme in das schlecht leitende Paraffin ein- und abzuleiten.

Diese Ausgestaltung der Erfindung ist vorwiegend dort vorgesehen, wo eine Durchsichtigkeit der Scheiben optisch nicht erforderlich ist, wie z. B. bei Produktionshallen oder ähnlichen Verwendungszwecken, bei denen Lichteinfall und nicht Hinaussehen das entscheidende Kriterium ist. Vorgesehen ist je nach Ausgestaltung der Erfindung weiterhin, daß die unteren Rohrgitter durch eine vertikale, ovale Rohrform so verändert werden, daß das Wärmeträgermedium die Wärme möglichst weit in den Paraffinkern hinein oder heraus transportieren kann.

Alternativ ist auch vorgesehen, die Wärme durch ein drittes Rohrgitter oder gitterähnliches thermisches Element gezielt aus dem Innennkern abzuleiten, wobei dieses Element dann so geformt wird, daß in Abhängigkeit von der Aufbauhöhe des Paraffins, die gesamte nutzbare Wärme des Innenkerns abgebaut werden kann. Sofern ein thermisch leitendes Element im Innenbereich vorgesehen wird, erfolgt die Abführung der Wärme durch die in den tragenden Elementen, wie weiter oben beschrieben, laufenden Rohrleitungen. Bei der Ausgestaltung der tragenden Elemente kann vorzugsweise zwecks Erhaltung einer optimierten Wärmesteuerung je nach Ausgestaltung sichergestellt werden, daß diese aber auch die anderen eingebauten metallischen Teile von oben nach unten jeweils thermisch getrennt sind und somit unkontrollierte Wärmeverluste verhindert werden.

Für die Stromgewinnung ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß an der Oberfläche der Eindeckplatte oder oberen Abschlußplatte Vertiefungen von 0,5 bis 2,0 mm eingefräst oder durch Tiefziehen oder vergleichbare Verfahren eingeformt werden. Bezüglich der Fräs- und Verformungsverfahren wird auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen. Diese Vertiefungen müssen so dimensioniert sein, daß sie oberflächenbündig, sowohl die Siliziumzellen als auch die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den Zellen aufnehmen. Weiterhin ist hierbei zu berücksichtigen, daß das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten der verschiedenen Werkstoffe durch hinreichende Dimensionierung ausgeglichen wird, wenn dies auf die unterschiedlichen Werkstoffe zutrifft.

Hinsichtlich der Stromgewinnung aus Siliziumzellen wird auf den Bericht des Deutschen Bundesministeriums für Forschung und Technologie - Forschungsverbund Sonnenenergie unter "Themen 1991/1992 - Photovoltaik" hingewiesen. Weiterhin wird wegen der Funktion einzelner Solarzellen auf die Spezifikation Nr. 5037 Version 2.2/März 1991 der Commission of European Communities (CE) unter dem Titel "Qualification Test Procedures for Christaline Photovoltaik Modules (CEC IRC SPEC, 503) hingewiesen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, unterhalb dieser Siliziumzellen in den Vertiefungen ein Silicon oder eine Glasgewebematte getränkt mit einem Flüssigkunststoff auf Basis ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymerisat) einzubringen, um die Zelle gegen Beschädigung zu schützen.

Die obere Abdeckung besteht vorzugsweise aus einer hagelschlagfesten Glasscheibe oder aus einer hochlichtdurchlässigen Folie aus ETFE, die auch unter dem Handelsnamen "Hostaflon ET" bekannt sind. Diese Folien werden insgesamt unlösbar mit der Unterplatte im Heißverfahren verbunden.

Durch die vorerwähnte hinreichende Dimensionierung der Vertiefungen in der Trägerplatte wird die Silizium-Zelle in Verbindung mit elastischen Einbettstoffen, wie z. B. Silicon einschließlich der elektrischen Verbindungen dauerhaft schwebend eingebettet.

Wie weiter oben beschrieben ist es bei dieser Konstruktion möglich die Unterfläche der Siliziumscheiben auch bei großer Hitzeeinwirkung ständig herunterzukühlen auf ein Temperaturniveau unter oder um ca. 50°C.

Bei diesen Temperaturverhältnissen bringen die Siliziumzellen optimale bis noch wirtschaftlich vertretbare Stromausbeuten. Diesbezüglich wird auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen oder die weiter oben erwähnten Dokumentationen.

Nur an wenigen Tagen im Jahr oder bei zu geringem Verbrauch thermischer Energie kann die Situation eintreten, daß an der Oberfläche Temperaturen von über 60°C auftreten und diese durch fehlende Wärmeaufnahmekapazität des darunter liegenden Paraffins nicht abgeführt werden kann. In diesen Fällen wird eine Zurücknahme der Stromgewinnung bewußt in Kauf genommen, weil das ungenutzte Ableiten der Wärme noch größere wirtschaftliche Nachteile bringt als die Zurücknahme der Stromproduktion. Eine zeitweise Zurücknahme oder Einstellung kann auch in den Fällen sinnvoll sein, wenn ein nicht aufgeladener Speicher bei hohem Anfall von Sonnenenergie gezielt mit einer höheren Temperatur als z. B. 50-60°C aufgeladen werden soll, um damit gezielt längere sonnenlose Zeiträume zu überbrücken.

In einem solchen Fall sieht die Erfindung vor, in den Dach- oder Fassadenbereichen, in denen eine Temperaturerhöhung zu diesem Zweck unvermeidlich ist, die Stromproduktion vollständig einzustellen. Daß dies nicht für die gesamte Anlage gilt, ergibt sich daraus, daß die Erwärmung in dem Bereich, in dem das noch nicht aufgeheizte Wärmeträgermedium zufließt, noch nicht die Temperatur von ca. 50°C überschreitet, sondern diese Temperatur je nach Ausgestaltung erst im weiteren Verlauf durch die Dach- oder Fassadenfläche in Richtung Speicher oder Verbrauchsstelle soweit zunimmt, daß die Stromproduktion, wie weiter oben erläutert, wirtschaftlich nicht sinnvoll ist, bzw. physikalisch bedingt zum Erliegen kommt. Hierzu ist es im Sinne dieser Ausgestaltung der Erfindung sinnvoll, die Plazierung der Siliziumzellen vorzugsweise in selbständige energetisch abgeschlossene Segmente, angepaßt an die Fließrichtung des Wärmeträgermediums aufzuteilen und gesteuert über Temperaturfühler zu- oder abzuschalten. Sinnvoll kann es im Einzelfall auch sein, die Überschußwärme in Langzeitspeicher einzubringen, die sowohl Latentspeicher als auch herkömmliche Speicher sein können.

Bezüglich der Latentspeichertechnologie wird auf die anliegende weitere Patentanmeldung vom 18. 12. 1993 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt im vollen Umfang in diese Patentanmeldung einbezogen wird.

Claims (16)

1. Ein Dach- oder Fassadenelement, welches erfindungsbedingt, insbesondere durch eine spezielle Rohrführung und Führung des Transportmediums sowohl wärmespeichernde, wärmegewinnende und thermisch isolierende Eigenschaften bei Aufrechterhaltung der Lichtdurchlässigkeit und je nach Ausgestaltung der Erfindung gleichzeitig Strom produzieren kann.

2. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Dach- oder Fassadenelemente mit Paraffin als Isolier- und Wärmespeichermedium gefüllt sind.

3. Annordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden zwischen den äußeren Scheiben liegenden tragenden Elemente sowohl statische als auch thermisch leitende Funktionen haben.

4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung der in den Stegen einkonstruierten Rohre das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten der Stoffe ausgleichen.

5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Elemente mit im Parafin liegenden Rohrgittern, thermisch leitenden sonstigen Gittern, thermisch leitend verbunden sind.

6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehenden Rohrgitter in Verbindung mit den thermisch leitenden tragenden und sonstigen Elemente gezielt Wärme einspeisen, entnehmen oder umleiten.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß durch gezielte Umleitung der anfallenden thermischen Sonnenenergie die Abstrahlung nach Außen oder nach Innen gezielt beeinflußt wird.

8. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß durch thermisch leitende, vertikal auf den Rohrgittern oder sonstigen Gittern aufgebrachten Wärmeleitbleche die Wärmeeinspeisung in das Paraffin gezielt erhöht wird.

9. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß durch zwischen zwei Rohrgittern oder andere Gitter eingebrachte speziell gebogene vom Paraffin umgebene thermisch mit den begrenzenden Gittern verbundene leitende Blechteile der Phasenwechsel des Prarafins und damit die Wärmeeinspeisung oder Wärmeentnahme deutlich beschleunigt wird.

10. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß durch gezielte Abkühlung der außenliegenden Paraffinmengen im Innenkern Wärme eingeschlossen und die thermische Isolierung deutlich erhöht wird.

11. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß durch einem verteilten Metallanteil von 0,5 bis 5% im Verhältnis zum Paraffinvolumen der Phasenwechsel des Paraffins beschleunigt wird.

12. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß durch spezielle Anordnung der thermisch leitenden Elemente, die Eindeckplatten eine Latentspeicherfunktion haben.

13. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die einfallende Sonnenenergie über die thermisch leitenden Elemente gezielt in untere Paraffinschichten umgeleitet und eingespeist wird.

14. Anordnung nach einem mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Eindeckplatten durch Umleitung der Wärme in untere Schichten gezielt abgekühlt wird.

15. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohrgittern oder statisch tragenden Elemente Rohre gefüllt mit einem Wärmeträgermedium eingearbeitet sind, die die Wärme gezielt ab-, ein- oder umleiten sollen.

16. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Überschußenergie, die nicht in die Eindeckplatten eingespeist werden kann, durch das Wärmeträgermedium in Latent- oder Langzeitspeicher eingespeichert wird.