PhotovoItaisches Beschattungselement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beschattungselement, insbesondere ein photovoltaisches Beschattungselement, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege- benen Merkmalen.
Einerseits sind aus dem Stand der Technik lamellenförmige Beschattungselemente bekannt, welche das überschüssige, für die Raumausleuchtung nicht erforderliche Licht unge- nutzt reflektieren oder absorbieren.
Andererseits sind aus mehreren kleinen photovoltaischen Zellen mosaikartig zusammengesetzte großflächige photovol- taische Elemente bekannt. Diese weisen den Nachteil auf, daß zwischen den zahlreichen kleinen photovoltaischen Zellen das Sonnenlicht ungehindert hindurchtreten kann. Eine wirkungsvolle Beschattung :n Entsprechung zu der Arbeitsstättenverordnung ist mit derartig mosaikförmigen photovoltaischen Elementen nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines photovoltaischen Beschattungselements, welches das überschüssige, für die Raumausleuchtung nicht er- foderliche Licht nicht ungenutzt reflektiert oder absorbiert, sondern großenteils in elektrische Energie umwandelt und welches darüberhinaus eine besonders wirkungsvolle Beschattung ermöglicht, die selbst den strengen Anforderungen der Arbeitsstättenverordnung entspricht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Beschattungselement durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Ausführungsbeispieie der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
Abbildung 1 eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen photovoltaischen oder photoelektrischen La- mellen-Beschattungselements mit einer gasdicht in den Iso- lierglasabstandshalter-Rahmen integrierten Platine mit elektrisch leitenden Anschlußmöglichkeiten;
Abbildung 2 eine schematische Vorderansicht eines erfin- dungsgemäßen Beschattungselements, dessen Lamellen in quer zur Lamellen-Längsachse ausgerichteten Lamellenträgern feststehend angeordnet sind;
Abbildung 3 einen schematischen Querschnitt durch eine er- findungsge äß verwendete Lamelle, welche auf einem untenliegenden Trägermaterial nach oben hin -zunächst ein erstes großflächiges Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht, anschließend eine gegebenenfalls lackartige Trenn- schicht und abschließend ein zweites großflächiges Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht trägt;
Abbildung 4 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Beschattungselements mit vertikal über einen Seilzugmechanismus bewegbaren Lamellen und einer in den Isolierglasabstandshalter gasdicht integrierten Platine für elektrische Anschlüsse;
Abbildung 5 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß verwendete Lamelle mit einem zentralen Trägermaterial, dessen Oberseite und Unterseite jeweils mit einem Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht beschichtet sind;
Abbildung 6 einen schematischen Querschnitt durch eine er- findungsgemäß verwendete Lamelle ohne Trägerschicht, welche im wesentlichen vollständig aus einem Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht besteht.
Wie bereits aus den Abbildungen hervorgeht, umfaßt das erfindungsgemäße, gegebenenfalls photovoltaische Beschattungselement eine oder mehrere horizontal und/oder vertikal und/oder schräg ausgerichtete Lamellen (1). Diese können - beispielsweise in einem Isolierglasab- standshalter-Rahmen (6)- feststehend oder vertikal und/oder horizontal und/oder schräg bewegbar angebracht sein.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen sind die Lamellen (1) um ihre Längsachse (2) zumindest etwas schwenkbar.
In der Regel sind die Lamellen (1) mittels mindestens einer manuellen, magnetischen, seilzuartigen, zahnstangenar- tigen, drehknopfartigen, mechanischen, elektrischen, hy-
draulischen oder pneumatischen Versteilvorrichtung vertikal und/oder horziontal und/oder schräg bewegbar und/oder um ihre Längsachse (2) schwenkbar.
Selbstverständlich ist es möglich, die Lamellen (1) derart vorzusehen, daß sie nicht um ihre Längsachse (2) schwenkbar sind.
In der Regel sind die Lamellen (1) in der Draufsicht im wesentlichen rechteckig und weisen eine gerade oder zumindest etwas nach unten oder nach oben gewölbte Querschnittsfläche auf.
Der Vorteil insbesondere einer gewölbten Querschnittsflä- ehe der Lamelle (1) besteht darin, daß auf das erfindungsgemäße Beschattungselement auftreffendes Licht, beispielsweise zur Ausleuchtung des Deckenbereichs eines Raumes, umgeleitet werden kann.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen, gegebenenfalls photovoltaischen Beschattungselements besteht darin, daß auf der Lamellenoberseite (3) und/oder auf der Lamellenunterseite (4) ein oder mehrere Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht vorgesehen sind.
Dieses mindestens eine Mittel (5) kann großflächig oder in Form mehrerer nebeneinander und/oder übereinander angeordneter Untereinheiten sowie ein- oder mehrschichtig mit oder ohne zwischengelagerten Trennschichten ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, die mindestens eine Lamelle (1) unter Verzicht auf ein separates Trägermaterial (7) im wesentlichen vollständig aus einem
oder mehreren Mitteln (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht herzustellen.
Die Wirkung des Mittels (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht kann beispielsweise zumindest teilweise auf einem Photo-Volta-Effekt beruhen.
In der Regel tritt bei einem derartigen photovoltaischen Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht eine Spannung über einem p-n Übergang bei Einstrahlung von Licht auf .
Bei einem derartigen Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges photo- voltaisch wirksames Bauelement oder Material handeln.
Vorzugsweise ist ein solches Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht in Form einer vollständigen oder teilweisen Photo- oder Solarzelle ausgebildet, welche in der Regel im wesentlichen aus einem oder mehreren Metallen und/oder aus einem oder mehreren Kunststoffen hergestellt ist, kein oder ein Trägermaterial umfaßt sowie einen ein- oder mehrlagigen Aufbau mit oder ohne Trennschichten besitzt.
Auch der Einsatz einer oder mehrerer Halbleiterdioden, beispielsweise auf Silizium-, Selen- oder Galliumarsenid- Basis, in deren p-n Übergang Licht eingestrahlt wird, ist möglich.
Lichtquanten mit einer Energie großer als die Bandlücke werden dort absorbiert und erzeugen Elektronen-Loch-Paare. Diese werden aufgrund ihrer entgegengesetzten elektrischen Ladungen in dem in der Sprerrschicht herrschenden Feld ge- trennt und führen bei offenen Klemmen zu einer Photospannung, bei -Anschließen eines Verbauchers zu einem Photostrom.
Selbstverständlich ist es möglich, anstelle einer oder mehrerer Halbleiterdioden ein oder mehrere andere Halbleiterbauelemente oder Bauelemente als Mittel (5) zu verwenden, die einen p-n Übergang enthalten, in welchem Licht direkt in elektrische Energie umgewandelt wird.
Grundsätzlich kann jede Materie als Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht zur Anwendung kommen, welche über einen äußeren oder inneren Photoeffekt beziehungsweise über einen photoelektrischen oder lichtelektrischen und/oder über einen Photo-Volta-Effekt verfügt.
Unter Materialien (5) mit Photoeffekt sind insbesondere solche Materialien zu verstehen, welche die Erzeugung von freien beweglichen Ladungsträgern durch Absorption von Lichtquanten (Photonen) gestatten.
Hierunter fallen unter anderem homogene oder inhomogene beziehungsweise heterogene Photoleiter, Halbleiterdioden, Photodioden, Photoelemente und organische oder anorganische Molekülkristalle.
Bei dem Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht kann es sich somit beispielsweise im wesentlichen um dotiertes oder undotiertes, monokristallines oder amorphes
Silizium, Selen oder Galliu arsenid oder um einen photo- voltaisch aktiven Kunststoff oder um eine Mischung hiervon handeln.
Die Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/ oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht auf der Lamellenoberseite (3) und auf der Lamellenunterseite (4^ können im übrigen gleich oder voneinander verschieden sein.
Vorzugsweise wird das mindestens eine Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht auf der Lamellenoberseite (3) und/oder auf der Lamellenunterseite (4) durch Chemi- cal-Vapour-Deposition (CVD) , Aufsprühen, Aufstreichen, Aufspritzen, Aufkleben, Aufstecken, Auflegen, Einrasten, Aufstülpen, Aufspannen, Aufbügeln oder in Form einer selbstklebenden oder aufgeklebten Folie, einer Dünnschicht oder eines Filmes auf dem Lamellen-Trägermaterial (7) auf- gebracht.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Lamelle (1) unter teilweisen oder gänzlichen Verzicht auf ein Trägermaterial (7) im wesentlichen vollständig sowie ein- oder mehrstückig aus dem Mittel (5) zur Erzeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht hergestellt sein.
Grundsätzlich ist es möglich, das erfindungsgemäße Be- schattungselement innerhalb einer zwei- oder mehrscheibi- gen, beschichteten oder unbeschichteten Isolierglasscheibe vorzusehen.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, das erfmdungsgemaße Beschattungselement außerhalb einer bestehenden Verglasungsanordnung zumindest auf einer Seite hiervon anzubringen. Eine derartige Anbringung außerhalb einer bestehenden Verglasungsanordnung kann reversibel oder irreversibel sowie werksseitig oder nachrustbar erfolgen.
In der Regel wird das mindestens eine Mittel (5) zur Er- zeugung elektrischer Spannung und/oder elektrischen Stromes durch Einstrahlung von Licht auf der Lamellenooerseite (3) und/oder auf der La ellenunterseite (4) zur Abnahme einer elektrischen Spannung und/oder zur Abnahme eines elektrischen Stromes einfach oder mehrfach elektrisch lei- tend abgegriffen.
Die hierfür gegebenenfalls erforderlichen Kontakte können m das Mittel (5) zumindest teilweise integriert oder hierauf beispielsweise durch Loten, Schweißen, Laserschweißen, Verkleben, Stecken, Einrasten oder Anschrauben mittelbar oder unmittelbar angebracht sein.
Wie bereits ausgeführt, kann das erfmdungsgemaße Beschattungselement innerhalb eines Isolierglasabstandhalter- Rahmens (6) angeordnet sein. Zur im wesentlichen gasdichten Hmdurchfuhrung der von dem Mittel (5) erzeugten Spannung oder des hiervon erzeugten Stromes durch den Isolierglasabstandshalter-Rahmen (6) können ein oder mehrere durch den Isolierglasabstandshalter (6) gedichtet geführte Kabel verwendet werden.
Werden jedoch besonders hohe Anforderungen an die Gasdichtheit der Durchfuhrung durch den Isolierglasabstandshalter (6) gestellt, hat sich die Verwendung einer oder
mehrerer in den Isolierglasabstandshalter (6) im wesentlichen gasdicht integrierten Leiterbahnen-Platinen (8) als besonders vorteilhaft herausgestellt.
Vorzugsweise weisen diese auf ihrer Innenseite eine oder mehrere Anschlußmöglichkeiten und auf ihrer Außenseite hierzu korrespondierende Anschlußmöglichkeiten auf.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsgemä- ße Beschattungselement das überschüss ge, für die Raumausleuchtung nicht erforderliche Licht nicht ungenutzt reflektiert oder absorbiert, sondern erstmals großenteils in elektrische Energie umwandelt und diese zur Verfügung stellt. Darüberhinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Be- schattungselement eine besonders wirkungsvolle Beschattung, die selbst den strengen Anforderungen der Arbeitsstättenverordnung entspricht.