WO2010099880A2 - Hybrid collector - Google Patents

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WO2010099880A2
WO2010099880A2 PCT/EP2010/001094 EP2010001094W WO2010099880A2 WO 2010099880 A2 WO2010099880 A2 WO 2010099880A2 EP 2010001094 W EP2010001094 W EP 2010001094W WO 2010099880 A2 WO2010099880 A2 WO 2010099880A2
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WO
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module
hybrid collector
absorption
regions
cold
Prior art date
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PCT/EP2010/001094
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German (de)
French (fr)
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WO2010099880A3 (en
Inventor
Olaf Krückemeier
Original Assignee
Solarhybrid Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Solarhybrid Ag filed Critical Solarhybrid Ag
Publication of WO2010099880A2 publication Critical patent/WO2010099880A2/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • F24S10/753Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being parallel to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10Solar modules layout; Modular arrangements
    • F24S2020/16Preventing shading effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10Solar modules layout; Modular arrangements
    • F24S2020/17Arrangements of solar thermal modules combined with solar PV modules
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60Thermal-PV hybrids

Definitions

  • the following invention relates to a hybrid collector.
  • the published patent application DE 102 07 852 A1 describes a solar collector with a photovoltaic element for obtaining electrical energy and a thermal absorber for obtaining thermal energy, in which the photovoltaic element is arranged on a side of the solar collector facing the light and in that the thermal absorber rises the side facing away from the light.
  • the published patent application DE 100 64 164 A1 describes a roof covering and / or roof structure made of elements for utilizing the solar energy as a combination of collector heat recovery and photovoltaics, constructed in a common housing.
  • WO 2008/125264 Al a collector for generating electrical and thermal energy.
  • the photovoltaic module and the solar thermal module are arranged with an insulation space in between.
  • a disadvantage of the prior art is that the known arrangements of solar collectors and photovoltaic elements do not result in optimal utilization of the electrical and thermal energy to be obtained.
  • the arrangements have a reduced efficiency for the solar collector and for the photovoltaic element by their random combination.
  • Object of the present invention is to provide an arrangement between see photovoltaic modules and absorber modules to find, so that an optimal yield of thermally generated energy or electrically generated energy takes place and the efficiency of the entire hybrid collector is increased. This object is achieved by the device according to the invention according to the independent claims.
  • a hybrid collector having a PV module (20) comprising transparent regions (21) and non-non-transparent regions (22).
  • the hybrid collector further provides an absorber module (30) comprising an absorption plate (35) having high-absorption cold regions (31) and low-absorption warm regions (32).
  • the PV module (20) of the hybrid collector is arranged with respect to incident radiation (50) above the absorber module (30), wherein on the PV module (20) from above vertically incident radiation (50) shadow areas (52) corresponding to the non-transparent Areas (22) of the PV module on the absorber module (30) images.
  • absorption regions (51) corresponding to the transparent regions (21) of the PV module are imaged on the absorber module (30), the absorption regions (51) being at least 70% into the cold regions (31) of the absorber module (30). be projected.
  • the hybrid collector according to the invention has a special construction in order to optimize the overall efficiency of hybrid collectors.
  • the overall efficiency of the hybrid collector is the ratio of emitted energy to supplied energy.
  • the energy supplied is the wave energy of the incident radiation and the energy delivered is the combination of the electrical and thermal energy gained.
  • the inventive arrangement of PV module to absorber module is achieved over the prior art increased overall efficiency.
  • the overall efficiency is preferably at least 40%, more preferably at least 45%, most preferably at least 50%, further preferably at least 55%.
  • the hybrid collector according to the invention is preferably a cell in a composite of many hybrid collectors. These cells (hybrid collectors) are preferably arranged on rooftops or office roofs or roofs in general.
  • the hybrid collector according to the invention is particularly preferably part of an industrial plant or a hybrid collector park or a facade.
  • the hybrid collector according to the invention is a combination of PV module (photovoltaic module) and an absorber module (solar thermal module).
  • PV module photovoltaic module
  • absorber module solar thermal module
  • semitransparent cells or thin layers can also be used.
  • the hybrid collector is composed of different layers. These layers are preferably arranged parallel in a frame, more preferably in a housing, most preferably in a housing with only one open side surface.
  • the preferably superimposed or parallel layers are preferably the following:
  • the first layer is a PV module
  • the second layer is an insulation layer
  • the third layer is an absorber module.
  • the hybrid collector also includes other layers, such as additional insulation materials.
  • the first layer (PV module) is the closest to the incident radiation (sun). In the irradiation direction of the incident radiation, the various layers are preferably superimposed in the following order: PV module, insulation layer, absorber module or alternatively PV module, absorber module.
  • a hybrid collector cell (the hybrid collector) has an area of up to 50 m 2 , more preferably up to 10 m 2 , most preferably up to 2.5 m 2 .
  • the hybrid collector has a depth of 0.5 mm to 150 mm, more preferably from 50 mm to 120 mm, most preferably from 80 mm to 120 mm.
  • the shape of a hybrid cell is preferably square or rectangular. Also conceivable are honeycomb arrangements (hexagonal), ie also polygonal shapes. The forms described relate to the top view (in the viewing direction is the incident radiation). It is preferably possible for the layers (PV module, insulation layer and absorber module) to be displaceable relative to one another. Preferably, the PV module and the absorber module are displaceable relative to each other in all three translational directions x, y and z. Particularly preferably, the PV module is also rotatable about the axes x, y and z in relation to the absorber module. That is, an angle is preferably adjustable between the PV module and the absorber module.
  • the degree of inclination or position (in the direction of translation relative to one another) can be set as a function of the position of the sun.
  • the position of the PV module relative to the absorber module is preferably dependent on the angle of incidence of the incident radiation.
  • Various actuators such as, for example, rotary motors or cylinders or engine spouts, are conceivable for moving the layers.
  • the PV module is arranged in front of the absorber module with respect to the direction of incidence of the incident radiation. That The incident radiation would first have to pass through the PV module to hit the absorber module.
  • the PV module is preferably constructed of several layers.
  • the layer structure in the direction of incidence is as follows: glass - ethylene vinyl acetate / polyvinyl acetate - solar cells - EVA / PVB - Tedlar (polyvinyl fluoride, PVF for short) - plastic / aluminum - Tedlar.
  • the layers can be connected to each other in any stratification.
  • the glass preferably forms the uppermost layer, that is to say the layer which faces the incident radiation (sun) or the weather.
  • thick-film cells or thin-film cells can be used.
  • the PV module preferably includes transparent areas and non-transparent areas.
  • the transparent areas are preferably made of glass and / or EVA.
  • the non-transparent regions preferably consist of solar cells and / or PVB and / or Tedlar and / or PET and / or aluminum.
  • the non-transparent regions preferably also include layers of glass and / or EVA.
  • the glass sheet is the base of the PV module on its surface one or more Building layers (EVA, PVB, Tedlar, PET, plastisols, plastics, aluminum) can be applied in combination with solar cells.
  • These build-up layers are preferably only in the areas on the glass pane in which solar cells are also applied.
  • the application of build-up layers to the glass pane or to the surface of the glass pane means that these building layers are preferably applied to the side of the glass pane which faces away from the incident radiation or the weather.
  • the area on the glass panel with solar cells occupied areas which may include all build-up layers as previously mentioned, called non-transparent areas.
  • the non-transparent areas absorb the incident radiation and convert most of it into electrical energy.
  • the efficiency of the non-transparent regions is preferably between 5% and 35%, more preferably between 10 and 25%, most preferably between 12 and 18%.
  • the build-up layers overlap the solar cell or cells in the edge areas by a few millimeters.
  • the Ü overlap is between 2 mm and 25 mm, more preferably between 7 mm and 20 mm, most preferably between 10 mm and 17 mm.
  • the non-transparent regions are preferably between 125-225 mm wide, more preferably between 140-200 mm wide, most preferably between 170-190 mm wide.
  • the non-transparent regions are preferably the regions on the glass pane which preferably have less than 80% light transmission, more preferably less than 70% light transmission, most preferably less than 60% light transmission.
  • the solar cells, or the non-transparent regions are preferably arranged in a strip-shaped or circular or spiral-shaped on the glass plate of the PV module.
  • the distance between the non-transparent regions is preferably between 10 mm and 1000 mm, more preferably between 100 mm and 500 mm, most preferably between 200 mm and 400 mm.
  • the area of the PV module or the surface of the glass pane is preferably covered with 35 to 60% solar cells or non-transparent areas. Furthermore, the area of the glass pane is preferably occupied by 40% to 55%, particularly preferably by 45% to 50% solar cells or non-transparent areas.
  • the non-transparent regions or the solar cells preferably have a strip arrangement, the strips being arranged parallel to one another. Preferably, 3 or 4 strips of solar cells or non-transparent regions are occupied per PV module.
  • a strip (non-transparent region) preferably has between 10 and 14, more preferably between, 11 and 13, most preferably 12 solar cells.
  • one or two stripes run centrally over the glass sheet and two stripes parallel to the central stripes on the glass sheet edge.
  • the strips of solar cells or non-transparent regions preferably run parallel.
  • Particularly preferred is also a variant of the PV module is conceivable, which comprises only two strips of non-transparent regions or solar cells.
  • the distribution of the transparent areas, or the solar cells on the glass is variable depending on the desired electrical power.
  • a cross arrangement of the solar cells or non-transparent regions on the glass pane is also conceivable.
  • the solar cells or non-transparent regions are placed in the edge region of the glass pane, that is, the solar cells or the non-transparent areas run along the frame, which encloses the disc.
  • a rim is preferably formed in the edge region of the glass pane.
  • a thin-film cell is formed over the entire surface of the glass pane, or attached.
  • the absorber module is a solar collector, or a solar collector.
  • the absorber module preferably consists of an absorption plate and of a heat transfer system lying on the absorption plate.
  • the heat transport system is based on the incident radiation preferably above the absorption plate, more preferably below the absorption plate, most preferably above and below the Absorptionsplat- te.
  • the absorption plate preferably consists of one or more absorber sheets of, for example, aluminum or copper or stainless steel or plastic.
  • the absorption panel further preferably comprises a selective coating to achieve an absorbance of between 85 and 98%.
  • the absorption plate is provided with known coatings such as EthaPlus or Tinox or Sunselect or other coatings.
  • the absorption plate preferably has a ribbed or corrugated or curved surface, particularly preferably a smooth, planar surface.
  • the absorption plate is preferably via a welded joint (weld), particularly preferably via a joint connection (gluing, soldering, welding, pressing, kraft- and form-locking and material-connecting compound) connected to the heat transport system.
  • the absorption plate is preferably part of the heat transport system. If the heat transport system is connected to the absorption panel via a welded joint, the width of the welded joint is preferably between 0.5 mm and 10 mm, more preferably between 1 mm and 6 mm, most preferably between 2 mm
  • the heat transport system preferably comprises at least one pipe or a pipe system or a harp.
  • a pipe or several tubes are connected over the entire pipe run with the absorption plate via a weld.
  • tubes of the heat transport system it is preferable for tubes of the heat transport system to extend only below the cold regions of the absorption plate.
  • only one tube per cold area more preferably extending several tubes parallel below a cold area, more preferably two or three or four or five or six or seven or eight tubes.
  • a cold region preferably consists of a tube bundle, more preferably of two or three or four tube bundles.
  • a tube bundle preferably has three to eight, particularly preferably five to six parallel running tubes.
  • the individual tubes of a tube bundle preferably have the same distance from each other.
  • the distance between the individual tube bundles is preferably greater than the distance between the individual tubes within a tube bundle.
  • the tubes are preferably harfen- me selected- or circular arranged as a heat transport system. This means that a cold area can consist of several cold areas arranged next to each other.
  • the absorber module or the absorption plate comprises cold areas and warm areas.
  • the cold areas are the areas of high absorption performance in contrast to the warm areas which have low absorption performance.
  • the cold areas are preferably divided into a central area and into two edge areas.
  • the middle area of the cold area is the area on the absorption plate provided with the weld.
  • the edge areas of the cold area are the areas to the right and left of the middle area. They adjoin directly to the middle area.
  • the edge regions preferably have an area (width by length) of 2 mm by 150 mm or 2 mm by 300 mm.
  • the middle area preferably has an area of 1 mm by 300 mm or 3 mm by 150 mm.
  • the cold areas are areas on the absorption plate that run along the bite seam or along the heat transfer path. portsystems, or run along the heat transfer fluid, or along the tubes or the pipe system.
  • the heat transfer fluid is introduced at a temperature of about -20 0 C in the heat transport system 34 and discharged at a temperature of about 15O 0 C.
  • the temperature delta (outlet temperature of the cooling liquid minus the inlet temperature of the cooling liquid) is up to 200 ° C., more preferably up to 170 ° C., most preferably up to 140 ° C.
  • the tube of the heat transport system forms in cross section preferably a circle or a semicircle, more preferably a square or a polygon or a trapezoid. If the heat transport system is designed as a pipe system with a circular pipe cross-section, then the pipe or the pipes have a diameter d of about 2 mm to 30 mm, preferably about 5 mm to 25 mm, particularly preferably about 8 mm to 18 mm ,
  • the PV module Due to the radiation incident from above, the PV module forms shadow regions or absorption regions through its non-transparent or transparent regions on the absorber module.
  • the shadow areas and absorption areas on the absorber module or the absorption panel are areas projected by the incident radiation.
  • the length and width, or area and shape of the shadow areas or the absorption areas are directly dependent on the transparent or the non-transparent areas of the PV module.
  • the shadow areas on the absorption plate represent a one-to-one image of the non-transparent areas and the absorption areas are a one-to-one illustration of the transparent areas. Consequently, the absorption areas and shadow areas vary according to the angle of incidence of the incident radiation in area and shape.
  • the absorption regions are preferably introduced into the cold regions of the absorber module or the absorptive projected onsplatte.
  • the absorption regions are preferably projected into the cold regions by at least 70%, preferably by at least 80%, particularly preferably by at least 90%.
  • the absorption areas are 70% in the cold areas of the absorption panel, it is assumed that 70% of the areas (area) illuminated by the incident radiation fall into the cold areas. Consequently, an intersection is formed in the form of a surface which has an area size of, for example, 70% of the projected absorption area.
  • each cold region of the absorber module is assigned a transparent region of the PV module, preferably facing it. From the top view, the transparent areas are preferably within the boundaries of the cold areas. That is, with perpendicularly incident radiation, the area of the transparent areas would be projected into the area of the cold areas. This would have the advantage that, even with incident angle variations of the incident radiation, the projected absorption range would be within the cold range.
  • the transparent areas are particularly preferably congruent with the cold areas. That is, with perpendicularly incident radiation, the area of the transparent areas would be projected congruently onto the area of the cold areas.
  • the width of the transparent region is between 0.5 ⁇ the width of the cold region and 3 ⁇ the width of the cold region.
  • the width of the cold region is preferably measured perpendicular to the course of the possible weld on the absorption plate, or perpendicular to the course of the tubes. In other preferred attachments, such as laser or soldering, there is no weld between the absorption plate and the tube.
  • the PV module preferably has an underside.
  • the underside of the PV module is defined as the side facing away from the incident radiation.
  • the underside is the side of the PV module facing the absorption plate.
  • the underside is a smooth surface, which includes the build-up layers on the glass plate.
  • the distance between the bottom of the PV module and the top of the absorption plate is referred to as the length of the normal, which is perpendicular to the top of the absorption plate or on the bottom of the PV module. In this case, the smallest distance is to be assumed as a distance at parallel underside to top. This is important, for example, in a corrugated sheet-like top of the absorption plate.
  • the distance between the upper side of the absorption plate and the underside of the PV module is preferably between 10 to 28 mm, more preferably between 20 and 27 mm, particularly preferably between 24 and 26 mm. Most preferably, the distance between the bottom of the PV module and the top of the absorption plate is 25 mm.
  • the PV module (20) is displaceable relative to the absorber module (30) with at least one actuator (60).
  • the actuator can preferably be attached to the PV module, particularly preferably to the absorber module, most preferably to both modules (that is to say the PV module and the absorber module).
  • the actuator preferably has the task of influencing the absorption range.
  • the absorption region is moved on the absorption plate so that the absorption region is always projected into the cold region of the absorption plate.
  • the entire hybrid collector moves with the course of the incident radiation or the sun's rays.
  • the PV module always aligns perpendicular to the incident radiation, that is, the incident radiation is permanently a normal on the PV module.
  • the actuator preferably aligns the non-transparent regions with respect to the cold regions.
  • the hybrid collector further comprises a tracking system (70) and a controller (80), wherein the controller (80) controls the actuator (60).
  • the tracking system preferably comprises a sensor which can determine the direction of the incident radiation.
  • This sensor of the tracking system is preferably an optical sensor, particularly preferably the tracking system comprises a plurality of optical sensors.
  • the sensors of the tracking system collect information about the location of the origin of the incident radiation.
  • the tracking system tracks the source of incident radiation and passes this data to the controller of the hybrid collector.
  • the PV module is moved relative to the absorber module or the entire hybrid collector.
  • the hybrid collector (10) comprises optical elements (90) which deflect incident radiation (50) onto the cold regions (31).
  • optical element for example, lenses, prisms, parabolic mirrors, mirrors, optical systems in general come into question.
  • the incident radiation is concentrated or focused on the cold areas via one or more of said optical elements.
  • Figure 1 is a schematic drawing of a hybrid collector.
  • Figure 2 The absorption power distribution over a cross section of a tube of the absorption module.
  • FIG. 1 shows a section through a hybrid collector 10 according to the invention.
  • the hybrid collector 10 is shown in a section through the XY plane.
  • the absorber module 30 is arranged parallel to the PV module 20.
  • the distance between absorber module 30 and PV module 20 is 25 mm.
  • the PV module 20 is arranged above the absorber module 30.
  • the PV module 20 has transparent areas 21 and non-transparent areas 22.
  • the transparent areas 21 alternate with the non-transparent areas in strips. That is, the non-transparent areas consisting of EVA / PVB, solar cells 23, Tedlar, PET / aluminum and occupy the glass pane from the bottom in strips.
  • the non-transparent strips are each 150 mm wide.
  • the non-transparent strips extend over the entire length of the PV module 20.
  • the absorber module 30 has a surface of the absorption plate 35, which lies opposite the underside of the PV module 20.
  • the top of the absorption plate 35 and the bottom of the PV module 20 include an isolation space.
  • the absorption module has cold areas 31 which are located on the absorption plate 35.
  • the cold areas 31 have a width bl of about 6 mm.
  • the cold region or the cold regions 31 are again divided into a central cold region 31.1 and into a left edge region 31.3 and a right edge region 31.2.
  • the central region 31. 1 of the cold region 31 has exactly the width of the weld seam 36 which connects the absorption plate to the tube 34.
  • Each cold area faces a transparent area 21 of the PV module 20.
  • the area, that is, the length and width of each cold area is identical to the opposite transparent area 21.
  • the hybrid collector 10 is irradiated by the incident radiation 50, then about 60% of the incident rays are intercepted by the non-transparent areas and converted into electrical energy. converted into energy.
  • About 40% of the vertically incident radiation 50 impinge on the cold regions 31 as the absorption region. The absorption region is thus congruent with the cold region.
  • the vertically incident radiation is absorbed by the cold region 31, converted into thermal energy and forwarded via the weld 36 to the tubes 34, which are filled with heat transfer fluid 37.
  • the heat transfer fluid is introduced at a temperature of about -20 0 C in the heat transport system 34 and discharged at a temperature of about 15O 0 C.
  • a tube leads into the hybrid collector and is fanned out harp-shaped there, the tubes 34 then running parallel over the surface of the hybrid collector.
  • the heat transfer fluid 37 heats up via the parallel pipe run in the hybrid collector.
  • the transparent regions are located above the cold regions of the absorption plate or of the absorber module, the particularly high absorption capacity in the cold regions can be exploited in order to achieve a particularly high efficiency of the solar collectors.
  • the inherently low absorption power of the warm areas 32 is disregarded and replaced by a much higher electrical power, by shading the warm areas of solar cells 23.
  • the incident of the incident radiation 50 on the solar cell 23 electrical energy is obtained.
  • the hybrid collector 10 according to the invention fulfills an optimal utilization of the falling radiation, that is, the incident energy through a combined conversion of wave energy into thermal and electrical energy.
  • FIG. 2 shows an enlarged cross section through the absorber module 30. Furthermore, FIG. 2 shows the weld seam 36 as a connection between the tube 34 and the absorption plate 35. Above the absorption plate 35, the incident radiation 50 is illustrated by arrows pointing downwards. This incident radiation 50 strikes the cold region 31 of the absorption plate 35.
  • the XY diagram below tube 34 shows the absorption performance curve in the form of a Gaussian bell curve. In the y-direction, the height of the absorption power can be read off. In the x-direction, the course of the absorption power is shown with increasing width bl of the cold region. It can clearly be seen that the absorption power Pmax is thus the maximum power on the absorption plate where the weld seam connects the absorption plate 35 to the tube 34.
  • a left point Bl and a right point Br on the absorption power curve F (x) mark the width bl of the cold region, respectively, define the width of the cold region.
  • the points Bl and Br indicate the identical absorption power in the opposite direction.
  • the points Bl and Br are on the absorption power function where the absorption power is 25% of the maximum absorption power Pmax.
  • the points Bl and Br are preferably also there on the absorption curve F (x), where the absorption capacity has between 10% and 70% of the maximum absorption capacity, preferably between 20% and 50% of the maximum absorption capacity, most preferably between 25 % and 30% of the maximum absorption capacity.
  • the figure shows how the cold region 31 can be defined in its width by the absorption power function. It can make a distinction between warm and cold area become.
  • the boundary between warm and cold areas can be determined by means of the absorption power function.
  • the absorption capacity between the individual welded connections 36 does not fall below the limit of 25% Pmax. This means that there is no warm area between two pipes, so that an area of parallel running pipes or welds can be spanned, which contains no hot areas.
  • FIG. 3 shows a harp of a heat transport system with 2 ⁇ 6 parallel-running tubes. Perpendicular to the 2 x 6 parallel running pipes runs an inflow or a drain pipe, which connects the 12 parallel pipes together. Via the influence tube 34.1 cold heat transfer fluid 37 is introduced. This heat transfer fluid is divided on the 12 parallel tubes 34, heats up there and is discharged via the drain pipe 34.2 from the harp.
  • the harp has a first tube bundle 34.3 and a second tube bundle 34.4. Each tube bundle comprises 6 parallel tubes. Each tube of each tube bundle is connected to the absorption plate 35 of the absorber module 30.
  • the distance between the tubes of each individual tube bundle is so small that no warm area can form on the surface of a tube bundle.
  • the absorption power while traveling undulating up and down, that is, going down between the tubes, never reaches the critical point of 25% Pmax absorption power, which would define a warm region.
  • the absorption power between the individual tube bundles 34.1 and 34.2 drops so much that a warm area forms there.
  • a non-transparent area 22 is located in the area of the PV module.
  • two solar cell strips are glued in strips under the glass pane of the PV module 20.
  • the areas to the right of the right-hand tube bundle and to the left of the left-hand tube bundle are each equipped with a strip of solar cells at the level of the PV module 20.

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Abstract

The invention relates to a hybrid collector (10) having a PV module (20), comprising transparent regions (21) and non-transparent regions (22). Furthermore, the hybrid collector provides an absorber module (30), comprising an absorption plate (35) which has cold regions (31) with high absorption capacity and warm regions (32) with low absorption capacity. The PV module (20) of the hybrid collector is arranged above the absorber module (30) in relation to incident radiation (50); radiation (50) shining in perpendicularly from above on the PV module (20) projects shaded regions (52) on the absorber module (30) corresponding to the non-transparent regions (22) of the PV module. Furthermore, absorption regions (51) corresponding to the transparent regions (21) of the PV module are projected onto the absorber module (30), at least 70% of the absorption regions (51) being projected into the cold regions (31) of the absorber module (30).

Description

Hybridkollektor hybrid collector
Die folgende Erfindung betrifft einen Hybridkollektor.The following invention relates to a hybrid collector.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedne Arten von Hybridkollektoren bereits bekannt.Various types of hybrid collectors are already known from the prior art.
Die Offenlegungsschrift DE 102 07 852 Al beschreibt einen Solar- kollektor mit einem Photovoltaikelement zur Gewinnung von elektrischer Energie und einem thermischen Absorber zur Gewinnung thermischer Energie, bei dem das Photovoltaikelement auf einer dem Licht zugewandten Seite des Solarkollektors angeordnet ist und dass der thermische Absorber sich auf der dem Licht abge- wandten Seite befindet.The published patent application DE 102 07 852 A1 describes a solar collector with a photovoltaic element for obtaining electrical energy and a thermal absorber for obtaining thermal energy, in which the photovoltaic element is arranged on a side of the solar collector facing the light and in that the thermal absorber rises the side facing away from the light.
Die Offenlegungsschrift DE 100 64 164 Al beschreibt eine Dacheindeckung und/oder Dachaufbau aus Elementen zur Nutzung der Solarenergie als Kombination von Kollektor-Wärmegewinnung und Pho- tovoltaik, aufgebaut in einem gemeinsamen Gehäuse.The published patent application DE 100 64 164 A1 describes a roof covering and / or roof structure made of elements for utilizing the solar energy as a combination of collector heat recovery and photovoltaics, constructed in a common housing.
Die WO 2008/125264 Al einen Kollektor zur Generierung elektrischer und thermischer Energie. Dabei sind das photovoltaische Modul und das solarthermische Modul mit einem dazwischen liegen- den Isolationsraum angeordnet.WO 2008/125264 Al a collector for generating electrical and thermal energy. In this case, the photovoltaic module and the solar thermal module are arranged with an insulation space in between.
Nachteil des Standes der Technik ist, dass die bekannten Anordnungen von Solarkollektoren und Photovoltaikelementen zu keiner optimalen Ausnutzung der zu gewinnenden elektrischen und thermi- sehen Energie führen. Die Anordnungen weisen für den Solarkollektor sowie für das Photovoltaikelement durch ihre zufällige Kombination einen reduzierten Wirkungsgrad auf.A disadvantage of the prior art is that the known arrangements of solar collectors and photovoltaic elements do not result in optimal utilization of the electrical and thermal energy to be obtained. The arrangements have a reduced efficiency for the solar collector and for the photovoltaic element by their random combination.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zwi- sehen photovoltaischen Modulen und Absorbermodulen zu finden, damit eine optimale Ausbeute von thermisch generierter Energie beziehungsweise elektrisch generierter Energie stattfindet und der Wirkungsgrad des gesamten Hybridkollektors erhöht wird. Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.Object of the present invention is to provide an arrangement between see photovoltaic modules and absorber modules to find, so that an optimal yield of thermally generated energy or electrically generated energy takes place and the efficiency of the entire hybrid collector is increased. This object is achieved by the device according to the invention according to the independent claims.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Further advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Hybridkollektor (10) mit einem PV-Modul (20), umfassend transparente Bereiche (21) und nicht nicht-transparente Bereiche (22) bereitgestellt. Der Hybridkollektor stellt des Weiteren ein Absorbermodul (30), umfassend eine Absorptionsplatte (35) die kalte Bereiche (31) mit hoher Absorptionsleistung und warme Bereiche (32) mit geringer Absorptionsleistung aufweist bereit. Das PV-Modul (20) des Hybridkollektors ist in Bezug auf einfallende Strahlung (50) oberhalb des Absorbermoduls (30) angeordnet, wobei auf das PV-Modul (20) von oben senkrecht einfallende Strahlung (50) Schattenbereiche (52) entsprechend der nichttransparenten Bereiche (22) des PV-Moduls auf dem Absorbermodul (30) abbildet. Des Weiteren werden Absorptionsbereiche (51) ent- sprechend der transparenten Bereiche (21) des PV-Moduls auf dem Absorbermodul (30) abgebildet, wobei die Absorptionsbereiche (51) zu mindestens 70% in die kalten Bereiche (31) des Absorbermoduls (30) projiziert werden.According to a first aspect of the present invention, there is provided a hybrid collector (10) having a PV module (20) comprising transparent regions (21) and non-non-transparent regions (22). The hybrid collector further provides an absorber module (30) comprising an absorption plate (35) having high-absorption cold regions (31) and low-absorption warm regions (32). The PV module (20) of the hybrid collector is arranged with respect to incident radiation (50) above the absorber module (30), wherein on the PV module (20) from above vertically incident radiation (50) shadow areas (52) corresponding to the non-transparent Areas (22) of the PV module on the absorber module (30) images. Furthermore, absorption regions (51) corresponding to the transparent regions (21) of the PV module are imaged on the absorber module (30), the absorption regions (51) being at least 70% into the cold regions (31) of the absorber module (30). be projected.
Der erfindungsgemäße Hybridkollektor weist einen speziellen Aufbau auf, um den Gesamtwirkungsgrad von Hybridkollektoren zu optimieren. Der Gesamtwirkungsgrad des Hybridkollektors ist das Verhältnis von abgegebener Energie zu zugeführter Energie. Die zugeführte Energie ist die Wellenenergie der einfallenden Strah- lung und die abgegebene Energie ist die Kombination aus der gewonnenen elektrischen und thermischen Energie. Durch die erfindungsgemäße Anordnung von PV-Modul zu Absorbermodul wird ein gegenüber dem Stand der Technik erhöhter Gesamtwirkungsgrad erreicht. Der Gesamtwirkungsgrad liegt bei bevorzugt mindestens 40%, besonders bevorzugt bei mindestens 45%, am meisten bevorzugt bei mindestens 50%, des Weiteren bevorzugt bei mindestens 55%. Der erfindungsgemäße Hybridkollektor ist bevorzugt eine Zelle in einem Verbund aus vielen Hybridkollektoren. Diese Zellen (Hybridkollektoren) sind bevorzugt auf Hausdächern oder Bürodächern oder Dächern im Allgemeinen angeordnet. Besonders bevorzugt ist der erfindungsgemäße Hybridkollektor Teil einer Industrieanlage oder eines Hybridkollektorparks oder einer Fassade.The hybrid collector according to the invention has a special construction in order to optimize the overall efficiency of hybrid collectors. The overall efficiency of the hybrid collector is the ratio of emitted energy to supplied energy. The energy supplied is the wave energy of the incident radiation and the energy delivered is the combination of the electrical and thermal energy gained. The inventive arrangement of PV module to absorber module is achieved over the prior art increased overall efficiency. The overall efficiency is preferably at least 40%, more preferably at least 45%, most preferably at least 50%, further preferably at least 55%. The hybrid collector according to the invention is preferably a cell in a composite of many hybrid collectors. These cells (hybrid collectors) are preferably arranged on rooftops or office roofs or roofs in general. The hybrid collector according to the invention is particularly preferably part of an industrial plant or a hybrid collector park or a facade.
Der erfindungsgemäße Hybridkollektor ist eine Kombination aus PV-Modul (Photovoltaikmodul) und einem Absorbermodul (solarther- mischen Modul). Anstatt des PV-Moduls können auch semitransparente Zellen oder Dünnschichten zum Einsatz kommen.The hybrid collector according to the invention is a combination of PV module (photovoltaic module) and an absorber module (solar thermal module). Instead of the PV module, semitransparent cells or thin layers can also be used.
Bevorzugt ist der Hybridkollektor aus verschiedenen Schichten zusammengesetzt. Diese Schichten sind bevorzugt parallel in ei- nem Rahmen, besonders bevorzugt in einem Gehäuse, am meisten bevorzugt in einem Gehäuse mit nur einer offenen Seitenfläche angeordnet. Die bevorzugt übereinander liegenden beziehungsweise parallel liegenden Schichten sind bevorzugt die Folgenden: Die erste Schicht ist ein PV-Modul, die zweite Schicht ist eine Iso- lationsschicht, die dritte Schicht ist ein Absorbermodul. Bevorzugt umfasst der Hybridkollektor auch weitere Schichten, wie beispielsweise zusätzliche Isolationsmaterialien. Dabei ist die erste Schicht (PV-Modul) der einfallenden Strahlung (Sonne) am nahesten. In Einstrahlungsrichtung der einfallenden Strahlung liegen die verschiedenen Schichten bevorzugt in folgender Reihenfolge übereinander: PV-Modul, Isolationsschicht, Absorbermodul oder alternativ PV-Modul, Absorbermodul.Preferably, the hybrid collector is composed of different layers. These layers are preferably arranged parallel in a frame, more preferably in a housing, most preferably in a housing with only one open side surface. The preferably superimposed or parallel layers are preferably the following: The first layer is a PV module, the second layer is an insulation layer, the third layer is an absorber module. Preferably, the hybrid collector also includes other layers, such as additional insulation materials. The first layer (PV module) is the closest to the incident radiation (sun). In the irradiation direction of the incident radiation, the various layers are preferably superimposed in the following order: PV module, insulation layer, absorber module or alternatively PV module, absorber module.
Bevorzugt hat eine Hybridkollektorzelle ( der Hybridkollektor) eine Fläche von bis zu 50 m2, besonders bevorzugt bis zu 10 m2, am meisten bevorzugt bis zu 2,5 m2. Bevorzugt hat der Hybridkollektor eine Bautiefe von 0,5 mm bis 150 mm, besonders bevorzugt von 50 mm bis 120 mm, am meisten bevorzugt von 80 mm bis 120 mm.Preferably, a hybrid collector cell (the hybrid collector) has an area of up to 50 m 2 , more preferably up to 10 m 2 , most preferably up to 2.5 m 2 . Preferably, the hybrid collector has a depth of 0.5 mm to 150 mm, more preferably from 50 mm to 120 mm, most preferably from 80 mm to 120 mm.
Die Form einer Hybridzelle ist bevorzugt quadratisch oder rechteckig. Denkbar sind des Weiteren wabenförmige Anordnungen (sechseckig), d.h. auch vieleckige Formen. Die beschriebenen Formen beziehen sich auf die Draufsicht (in Blickrichtung ist die einfallende Strahlung). Bevorzugt ist es möglich, dass die Schichten (PV-Modul, Isolationsschicht und Absorbermodul) zueinander verschiebbar sind. Bevorzugt sind PV-Modul und Absorbermodul zueinander in allen drei translatorischen Richtungen x, y und z zueinander verschiebbar. Besonders bevorzugt ist das PV-Modul gegenüber dem Absorbermodul auch um die Achsen x, y und z herum rotatorisch schwenkbar. Das heißt, ein Winkel ist zwischen dem PV-Modul und dem Absorbermodul bevorzugt einstellbar. Insbesondere bevorzugt sind Neigungs- grad, beziehungsweise Position (in translatorischer Richtung zueinander) in Abhängigkeit des Sonnenstands einstellbar. Bevorzugt ist die Position des PV-Moduls zum Absorbermodul abhängig vom Einfallwinkel der einfallenden Strahlung. Verschiedenste Aktoren wie beispielsweise Drehmotoren oder Zylinder oder Motor- schütten sind für das Bewegen der Schichten denkbar.The shape of a hybrid cell is preferably square or rectangular. Also conceivable are honeycomb arrangements (hexagonal), ie also polygonal shapes. The forms described relate to the top view (in the viewing direction is the incident radiation). It is preferably possible for the layers (PV module, insulation layer and absorber module) to be displaceable relative to one another. Preferably, the PV module and the absorber module are displaceable relative to each other in all three translational directions x, y and z. Particularly preferably, the PV module is also rotatable about the axes x, y and z in relation to the absorber module. That is, an angle is preferably adjustable between the PV module and the absorber module. In particular, the degree of inclination or position (in the direction of translation relative to one another) can be set as a function of the position of the sun. The position of the PV module relative to the absorber module is preferably dependent on the angle of incidence of the incident radiation. Various actuators, such as, for example, rotary motors or cylinders or engine spouts, are conceivable for moving the layers.
Das PV-Modul ist in Bezug auf die Einfallsrichtung der einfallenden Strahlung vor dem Absorbermodul angeordnet. D.h. die einfallende Strahlung müsste zuerst das PV-Modul passieren um auf das Absorber-Modul zu treffen. Das PV-Modul ist bevorzugt aus mehreren Schichten aufgebaut. Beispielsweise ist der Schichten- Aufbau in Einfallsrichtung wie folgt: Glas — Ethylenvinylace- tat/Polyvinylacetat — Solarzellen — EVA/PVB — Tedlar (Polyvi- nylflorid, kurz PVF) — Kunststoff/Aluminum — Tedlar. Die Schich- ten können in beliebiger Aufschichtung miteinander verbunden werden. Bevorzugt bildet das Glas die oberste Schicht, das heißt die Schicht, die der einfallenden Strahlung (Sonne) beziehungsweise der Witterung zugewandt ist. Im PV-Modul können Dickschichtzellen oder Dünnschichtzellen eingesetzt werden.The PV module is arranged in front of the absorber module with respect to the direction of incidence of the incident radiation. That The incident radiation would first have to pass through the PV module to hit the absorber module. The PV module is preferably constructed of several layers. For example, the layer structure in the direction of incidence is as follows: glass - ethylene vinyl acetate / polyvinyl acetate - solar cells - EVA / PVB - Tedlar (polyvinyl fluoride, PVF for short) - plastic / aluminum - Tedlar. The layers can be connected to each other in any stratification. The glass preferably forms the uppermost layer, that is to say the layer which faces the incident radiation (sun) or the weather. In the PV module, thick-film cells or thin-film cells can be used.
Das PV-Modul umfasst bevorzugt transparente Bereiche und nichttransparente Bereiche. Die transparenten Bereiche bestehen bevorzugt aus Glas und/oder EVA.The PV module preferably includes transparent areas and non-transparent areas. The transparent areas are preferably made of glass and / or EVA.
Die nicht-transparenten Bereiche bestehen bevorzugt aus Solarzellen und/oder PVB und/oder Tedlar und/oder PET und/oder Aluminium. Die nicht-transparenten Bereiche umfassen bevorzugt auch Schichten aus Glas und/oder EVA. Bevorzugt ist die Glasscheibe die Basis des PV-Moduls auf dessen Oberfläche eine oder mehrere Aufbauschichten (EVA, PVB, Tedlar, PET, Plastisole, Kunststoffe, Aluminium) in Kombination mit Solarzellen aufgebracht werden. Diese Aufbauschichten befinden sich bevorzugt nur in den Bereichen auf der Glasscheibe, in welchen auch Solarzellen aufge- bracht sind. In diesem Zusammenhang bedeutet das Aufbringen von Aufbauschichten auf die Glasscheibe oder auf die Oberfläche der Glasscheibe, dass diese Aufbauschichten bevorzugt auf der Seite der Glasscheibe aufgebracht sind, die der einfallenden Strahlung, bzw. der Witterung abgewandt ist.The non-transparent regions preferably consist of solar cells and / or PVB and / or Tedlar and / or PET and / or aluminum. The non-transparent regions preferably also include layers of glass and / or EVA. Preferably, the glass sheet is the base of the PV module on its surface one or more Building layers (EVA, PVB, Tedlar, PET, plastisols, plastics, aluminum) can be applied in combination with solar cells. These build-up layers are preferably only in the areas on the glass pane in which solar cells are also applied. In this context, the application of build-up layers to the glass pane or to the surface of the glass pane means that these building layers are preferably applied to the side of the glass pane which faces away from the incident radiation or the weather.
Nur in den Bereichen der Glasscheibe, wo sich Solarzellen befinden, sind die restlichen Aufbauschichten bevorzugt zur Befestigung sowie zum Schutz der Solarzelle (n) aufgebracht. Die auf der Glasscheibe mit Solarzellen flächenmäßig belegten Stellen, die wie vorher erwähnt sämtliche Aufbauschichten umfassen können, nennt man nicht-transparente Bereiche. Die nicht-transparenten Bereiche nehmen die einfallende Strahlung auf und wandeln diese zum Großteil in elektrische Energie um. Der Wirkungsgrad der nicht-transparenten bereiche (Verhältnis von abgegebener Energie - elektrischer Energie zu zugeführter Energie - Wellenenergie) liegt bevorzugt zwischen 5 % und 35 %, besonders bevorzugt zwischen 10 und 25 %, am meisten bevorzugt zwischen 12 und 18 %.Only in the areas of the glass pane where solar cells are located are the remaining build-up layers preferably applied for attachment and protection of the solar cell (s). The area on the glass panel with solar cells occupied areas, which may include all build-up layers as previously mentioned, called non-transparent areas. The non-transparent areas absorb the incident radiation and convert most of it into electrical energy. The efficiency of the non-transparent regions (ratio of emitted energy - electrical energy to supplied energy - wave energy) is preferably between 5% and 35%, more preferably between 10 and 25%, most preferably between 12 and 18%.
Die Aufbauschichten überlappen die Solarzelle oder -zellen in den Randbereichen um einige Millimeter. Bevorzugt liegt die Ü- berlappung zwischen 2 mm und 25 mm, besonders bevorzugt zwischen 7 mm und 20 mm, am meisten bevorzugt zwischen 10 mm und 17 mm.The build-up layers overlap the solar cell or cells in the edge areas by a few millimeters. Preferably, the Ü overlap is between 2 mm and 25 mm, more preferably between 7 mm and 20 mm, most preferably between 10 mm and 17 mm.
Die nicht-transparenten Bereiche sind bevorzugt zwischen 125 - 225 mm breit, besonders bevorzugt zwischen 140 — 200mm breit, am meisten bevorzugt zwischen 170 — 190mm breit.The non-transparent regions are preferably between 125-225 mm wide, more preferably between 140-200 mm wide, most preferably between 170-190 mm wide.
Diese Überlappungsbereiche zählen bevorzugt zu den nichttransparenten Bereichen, obwohl sie nicht zur Generierung von elektrischer Energie beitragen. Die nicht-transparenten Bereiche sind bevorzugt die Bereiche auf der Glasscheibe, die bevorzugt unter 80% Lichtdurchlässigkeit aufweisen, besonders bevorzugt unter 70% Lichtdurchlässigkeit aufweisen, am meisten bevorzugt unter 60% Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Die Solarzellen, beziehungsweise die nicht-transparenten Bereiche sind bevorzugt streifenförmig oder kreisförmig oder spira- lenförmig auf der Glasplatte des PV-Moduls angeordnet. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen den nicht-transparenten Bereichen bevorzugt zwischen 10 mm und 1000 mm, besonders bevorzugt zwischen 100 mm und 500 mm, am meisten bevorzugt zwischen 200 mm und 400 mm.These overlapping areas are preferably non-transparent areas, although they do not contribute to the generation of electrical energy. The non-transparent regions are preferably the regions on the glass pane which preferably have less than 80% light transmission, more preferably less than 70% light transmission, most preferably less than 60% light transmission. The solar cells, or the non-transparent regions are preferably arranged in a strip-shaped or circular or spiral-shaped on the glass plate of the PV module. Preferably, the distance between the non-transparent regions is preferably between 10 mm and 1000 mm, more preferably between 100 mm and 500 mm, most preferably between 200 mm and 400 mm.
Bevorzugt ist die Fläche des PV-Moduls beziehungsweise die Fläche der Glasscheibe mit 35 bis 60% Solarzellen, beziehungsweise nicht-transparenten Bereichen belegt. Des Weiteren bevorzugt ist die Fläche der Glasscheibe mit 40% bis 55%, besonders bevorzugt mit 45% bis 50% Solarzellen, beziehungsweise nicht-transparenten Bereichen belegt.The area of the PV module or the surface of the glass pane is preferably covered with 35 to 60% solar cells or non-transparent areas. Furthermore, the area of the glass pane is preferably occupied by 40% to 55%, particularly preferably by 45% to 50% solar cells or non-transparent areas.
Bevorzugt weisen die nicht-transparenten Bereiche beziehungsweise die Solarzellen eine Streifenanordnung auf, wobei die Streifen parallel zueinander angeordnet sind. Bevorzugt sind pro PV- Modul 3 oder 4 Streifen von Solarzellen, beziehungsweise nichttransparenten Bereichen belegt.The non-transparent regions or the solar cells preferably have a strip arrangement, the strips being arranged parallel to one another. Preferably, 3 or 4 strips of solar cells or non-transparent regions are occupied per PV module.
Ein Streifen (nicht-transparenter Bereich) weist bevorzugt zwischen 10 und 14, besonders bevorzugt zwischen, 11 und 13, am meisten bevorzugt 12 Solarzellen auf.A strip (non-transparent region) preferably has between 10 and 14, more preferably between, 11 and 13, most preferably 12 solar cells.
Bevorzugt verlaufen ein oder zwei Streifen mittig über die Glasscheibe und zwei Streifen parallel zu den mittigen Streifen am Glasscheibenrand. Die Streifen von Solarzellen, beziehungsweise nicht-transparenten Bereichen laufen bevorzugt parallel. Besonders bevorzugt ist auch eine Variante des PV-Moduls denkbar, welches nur zwei Streifen aus nicht-transparenten Bereichen bzw. Solarzellen umfasst. Die Verteilung der transparenten Bereiche, beziehungsweise der Solarzellen über die Glasscheibe ist je nach Wunsch der elektrischen Leistung variierbar. Des Weiteren ist auch eine Kreuzanordnung der Solarzellen, beziehungsweise nichttransparenten Bereiche auf der Glasscheibe denkbar. Am meisten bevorzugt werden die Solarzellen beziehungsweise nichttransparenten Bereiche im Randbereich der Glasscheibe gelegt, das heißt die Solarzellen beziehungsweise die nichttransparenten Bereiche verlaufen entlang des Rahmens, welcher die Scheibe einfasst. Dadurch wird bevorzugt ein Kranz im Randbereich der Glasscheibe gebildet. Bevorzugt ist eine Dünn- schichtzelle vollflächig auf der Glasscheibe ausgebildet, beziehungsweise angebracht.Preferably, one or two stripes run centrally over the glass sheet and two stripes parallel to the central stripes on the glass sheet edge. The strips of solar cells or non-transparent regions preferably run parallel. Particularly preferred is also a variant of the PV module is conceivable, which comprises only two strips of non-transparent regions or solar cells. The distribution of the transparent areas, or the solar cells on the glass is variable depending on the desired electrical power. Furthermore, a cross arrangement of the solar cells or non-transparent regions on the glass pane is also conceivable. Most preferably, the solar cells or non-transparent regions are placed in the edge region of the glass pane, that is, the solar cells or the non-transparent areas run along the frame, which encloses the disc. As a result, a rim is preferably formed in the edge region of the glass pane. Preferably, a thin-film cell is formed over the entire surface of the glass pane, or attached.
Das Absorbermodul ist ein Sonnenkollektor, beziehungsweise ein Solarkollektor. Das Absorbermodul besteht bevorzugt aus einer Absorptionsplatte und aus einem an der Absorptionsplatte liegenden WärmetransportSystem. Das Wärmetransportsystem liegt bezogen auf die einfallende Strahlung bevorzugt oberhalb der Absorptionsplatte, besonders bevorzugt unterhalb der Absorptionsplatte, am meisten bevorzugt oberhalb und unterhalb der Absorptionsplat- te.The absorber module is a solar collector, or a solar collector. The absorber module preferably consists of an absorption plate and of a heat transfer system lying on the absorption plate. The heat transport system is based on the incident radiation preferably above the absorption plate, more preferably below the absorption plate, most preferably above and below the Absorptionsplat- te.
Die Absorptionsplatte besteht bevorzugt aus einem oder mehreren Absorberblechen aus beispielsweise Aluminium oder Kupfer oder Edelstahl oder Kunststoff. Die Absorptionsplatte umfasst des Weiteren bevorzugt eine selektive Beschichtung um einen Absorptionsgrad zwischen 85 und 98% zu erreichen. Bevorzugt ist die Absorptionsplatte mit bekannten Beschichtungen wie beispielsweise EthaPlus oder Tinox oder Sunselect oder anderen Beschichtungen versehen. Die Absorptionsplatte weist bevorzugt eine gerif- feite oder gewellte oder gebogene Oberfläche, besonderes bevorzugt eine glatte, plane Oberfläche auf. Die Absorptionsplatte ist bevorzugt über eine Schweißverbindung (Schweißnaht), besonders bevorzugt über eine Fügeverbindung (Kleben, Löten, Schweißen, Pressen, kraft- und form- und materialschlüssige Verbin- düng) mit dem Wärmetransportsystem verbunden. Des Weiteren bevorzugt ist die Absorptionsplatte Teil des Wärmetransportsystems. Ist das Wärmetransportsystem über eine Schweißverbindung mit der Absorptionsplatte verbunden, so beträgt die Breite der Schweißverbindung bevorzugt zwischen 0,5 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 6 mm, am meisten bevorzugt zwischen 2 mm und 4 mm.The absorption plate preferably consists of one or more absorber sheets of, for example, aluminum or copper or stainless steel or plastic. The absorption panel further preferably comprises a selective coating to achieve an absorbance of between 85 and 98%. Preferably, the absorption plate is provided with known coatings such as EthaPlus or Tinox or Sunselect or other coatings. The absorption plate preferably has a ribbed or corrugated or curved surface, particularly preferably a smooth, planar surface. The absorption plate is preferably via a welded joint (weld), particularly preferably via a joint connection (gluing, soldering, welding, pressing, kraft- and form-locking and material-connecting compound) connected to the heat transport system. Furthermore, the absorption plate is preferably part of the heat transport system. If the heat transport system is connected to the absorption panel via a welded joint, the width of the welded joint is preferably between 0.5 mm and 10 mm, more preferably between 1 mm and 6 mm, most preferably between 2 mm and 4 mm.
Das Wärmetransportsystem umfasst bevorzugt mindestens ein Rohr oder ein Rohrsystem oder eine Harfe. Bevorzugt ist ein Rohr oder sind mehrere Rohre über den gesamten Rohrverlauf mit der Absorptionsplatte über eine Schweißnaht verbunden. Stellt man sich den Hybridkollektor aus der Draufsicht vor (d.h. Blickrichtung gleich Verlauf der senkrecht einfallenden Strahlung) so verlau- fen bevorzugt nur unterhalb der kalten Bereiche der Absorptionsplatte Rohre des Wärmetransportsystems. Bevorzugt verläuft nur ein Rohr pro kaltem Bereich, besonders bevorzugt verlaufen mehrere Rohre parallel unterhalb eines kalten Bereichs, besonders bevorzugt zwei oder drei oder vier oder fünf oder sechs oder sieben oder acht Rohre. Bevorzugt besteht ein kalter Bereich aus einem Rohrbündel, besonders bevorzugt aus zwei oder drei oder vier Rohrbündeln. Ein Rohrbündel weist bevorzugt drei bis acht, besonders bevorzugt fünf bis sechs parallel laufende Rohre auf. Die einzelnen Rohre eines Rohrbündels haben bevorzugt zueinander denselben Abstand. Der Abstand zwischen den einzelnen Rohrbündeln ist bevorzugt größer als der Abstand der einzelnen Rohre innerhalb eines Rohrbündels. Die Rohre sind bevorzugt harfen- meänder- oder kreisförmig als Wärmetransportsystem angeordnet. D.h. ein kalter Bereich kann aus mehreren nebeneinander geordne- ten kalten Bereichen bestehen.The heat transport system preferably comprises at least one pipe or a pipe system or a harp. Preferred is a pipe or several tubes are connected over the entire pipe run with the absorption plate via a weld. If one imagines the hybrid collector from the top view (ie the direction of view equal to the course of the vertically incident radiation), it is preferable for tubes of the heat transport system to extend only below the cold regions of the absorption plate. Preferably, only one tube per cold area, more preferably extending several tubes parallel below a cold area, more preferably two or three or four or five or six or seven or eight tubes. A cold region preferably consists of a tube bundle, more preferably of two or three or four tube bundles. A tube bundle preferably has three to eight, particularly preferably five to six parallel running tubes. The individual tubes of a tube bundle preferably have the same distance from each other. The distance between the individual tube bundles is preferably greater than the distance between the individual tubes within a tube bundle. The tubes are preferably harfen- meänder- or circular arranged as a heat transport system. This means that a cold area can consist of several cold areas arranged next to each other.
Das Absorbermodul, beziehungsweise die Absorptionsplatte umfasst kalte Bereiche und warme Bereiche. Die kalten Bereiche sind die Bereiche mit hoher Absorptionsleistung im Gegensatz zu den war- men Bereichen, welche eine geringe Absorptionsleistung aufweisen. Die kalten Bereiche sind bevorzugt in einen mittleren Bereich und in zwei Randbereiche gegliedert.The absorber module or the absorption plate comprises cold areas and warm areas. The cold areas are the areas of high absorption performance in contrast to the warm areas which have low absorption performance. The cold areas are preferably divided into a central area and into two edge areas.
Der mittlere Bereich des kalten Bereichs ist die Fläche auf der Absorptionsplatte, die mit der Schweißnaht versehen ist. Die Randbereiche des kalten Bereichs sind die Bereiche rechts und links neben dem mittleren Bereich. Sie grenzen direkt an den mittleren Bereich an. Bevorzugt haben die Randbereiche eine Fläche (Breite mal Länge) von 2 mm mal 150 mm oder 2 mm mal 300 mm. Der mittlere Bereich hat bevorzugt eine Fläche von 1 mm mal 300 mm oder 3 mm x 150 mm.The middle area of the cold area is the area on the absorption plate provided with the weld. The edge areas of the cold area are the areas to the right and left of the middle area. They adjoin directly to the middle area. The edge regions preferably have an area (width by length) of 2 mm by 150 mm or 2 mm by 300 mm. The middle area preferably has an area of 1 mm by 300 mm or 3 mm by 150 mm.
Die kalten Bereiche sind Bereiche auf der Absorptionsplatte, die entlang der Scheißnaht, beziehungsweise entlang des Wärmetrans- portsystems, beziehungsweise entlang der Wärmeträgerflüssigkeit, beziehungsweise entlang der Rohre oder des Rohrsystems verlaufen. Bevorzugt wird die Wärmeträgerflüssigkeit mit einer Temperatur von circa -20 0C in das Wärmetransportsystem 34 eingeleitet und mit einer Temperatur von circa 15O0C ausgeschleust. Bevorzugt liegt das Temperatur Delta (Austrittstemperatur der Kühlflüssigkeit minus Eintrittestemperatur der Kühlflüssigkeit) bei bis zu 2000C, besonders bevorzugt bei bis zu 1700C, am meisten bevorzugt bei bis zu 1400C.The cold areas are areas on the absorption plate that run along the bite seam or along the heat transfer path. portsystems, or run along the heat transfer fluid, or along the tubes or the pipe system. Preferably, the heat transfer fluid is introduced at a temperature of about -20 0 C in the heat transport system 34 and discharged at a temperature of about 15O 0 C. Preferably, the temperature delta (outlet temperature of the cooling liquid minus the inlet temperature of the cooling liquid) is up to 200 ° C., more preferably up to 170 ° C., most preferably up to 140 ° C.
Das Rohr des Wärmetransportsystems bildet im Querschnitt bevorzugt einen Kreis oder einen Halbkreis, besonders bevorzugt ein Quadrat oder ein Vieleck oder ein Trapez. Ist das Wärmetransportsystem als ein Rohrsystem mit kreisförmigem Rohrquerschnitt ausgebildet, so weist das Rohr, beziehungsweise weisen die Rohre einen Durchmesser d von circa 2 mm bis 30 mm, bevorzugt ca. 5 mm bis 25 mm, besonders bevorzugt ca. 8 mm bis 18 mm auf.The tube of the heat transport system forms in cross section preferably a circle or a semicircle, more preferably a square or a polygon or a trapezoid. If the heat transport system is designed as a pipe system with a circular pipe cross-section, then the pipe or the pipes have a diameter d of about 2 mm to 30 mm, preferably about 5 mm to 25 mm, particularly preferably about 8 mm to 18 mm ,
Das PV-Modul bildet aufgrund der von oben einfallenden Strahlung durch seine nicht-transparenten, beziehungsweise transparenten Bereiche auf dem Absorbermodul Schattenbereiche, beziehungsweise Absorptionsbereiche ab.Due to the radiation incident from above, the PV module forms shadow regions or absorption regions through its non-transparent or transparent regions on the absorber module.
Die Schattenbereiche und Absorptionsbereiche auf dem Absorbermo- dul, bzw. der Absorptionsplatte sind von der einfallenden Strahlung projizierte Bereiche. Die Länge und Breite, beziehungsweise Fläche und Gestaltungsform der Schattenbereiche beziehungsweise der Absorptionsbereiche sind direkt abhängig von den transparenten beziehungsweise den nicht transparenten Bereichen des PV- Moduls.The shadow areas and absorption areas on the absorber module or the absorption panel are areas projected by the incident radiation. The length and width, or area and shape of the shadow areas or the absorption areas are directly dependent on the transparent or the non-transparent areas of the PV module.
Bei senkrecht von oben einfallender Strahlung stellen die Schattenbereiche auf der Absorptionsplatte eine eins zu eins Abbildung der nicht-transparenten Bereiche dar und die Absorptionsbe- reiche eine eins zu eins Abbildung der transparenten Bereiche dar. Folglich variieren die Absorptionsbereiche und Schattenbereiche je nach Einfallswinkel der einfallenden Strahlung in Fläche und Form. Bevorzugt werden die Absorptionsbereiche in die kalten Bereiche des Absorbermoduls beziehungsweise der Absorpti- onsplatte projiziert. Bevorzugt werden die Absorptionsbereiche zu mindestens 70%, bevorzugt zu mindestens 80%, besonders bevorzugt zu mindestens 90% in die kalten Bereiche projiziert. Für das Beispiel, dass die Absorptionsbereiche zu 70% in dem kalten Bereichen der Absorptionsplatte liegen, wird davon ausgegangen, dass 70% der durch die einfallende Strahlung ausgeleuchteten Bereiche (Fläche) in die kalten Bereiche fallen. Es bildet sich folglich eine Schnittmenge in Form einer Fläche, die eine Flächengröße von bspw. 70% des projizierten Absorptionsbereichs aufweist.In the case of radiation incident from above, the shadow areas on the absorption plate represent a one-to-one image of the non-transparent areas and the absorption areas are a one-to-one illustration of the transparent areas. Consequently, the absorption areas and shadow areas vary according to the angle of incidence of the incident radiation in area and shape. The absorption regions are preferably introduced into the cold regions of the absorber module or the absorptive projected onsplatte. The absorption regions are preferably projected into the cold regions by at least 70%, preferably by at least 80%, particularly preferably by at least 90%. For the example that the absorption areas are 70% in the cold areas of the absorption panel, it is assumed that 70% of the areas (area) illuminated by the incident radiation fall into the cold areas. Consequently, an intersection is formed in the form of a surface which has an area size of, for example, 70% of the projected absorption area.
Betrachtet man den Hybridkollektor in der Draufsicht (Blickrichtung ist gleich der senkrecht einfallenden Strahlung auf den Hybridkollektor), so ist jedem kalten Bereich des Absorbermoduls ein transparenter Bereich des PV-Moduls zugeordnet, bevorzugt liegt er diesem gegenüber. Aus der Draufsicht liegen die transparenten Bereiche bevorzugt innerhalb der Grenzen der kalten Bereiche. Das heißt bei senkrecht einfallender Strahlung würde die Fläche der transparenten Bereiche in die Fläche der kalten Be- reiche projiziert werden. Dies hätte den Vorteil, dass selbst bei Einfallswinkelveränderungen der einfallenden Strahlung der projizierte Absorptionsbereich innerhalb des kalten Bereichs liegen würde.If the hybrid collector is viewed in plan view (the viewing direction is equal to the radiation incident perpendicular to the hybrid collector), then each cold region of the absorber module is assigned a transparent region of the PV module, preferably facing it. From the top view, the transparent areas are preferably within the boundaries of the cold areas. That is, with perpendicularly incident radiation, the area of the transparent areas would be projected into the area of the cold areas. This would have the advantage that, even with incident angle variations of the incident radiation, the projected absorption range would be within the cold range.
Aus der Draufsicht sind besonders bevorzugt die transparenten Bereiche deckungsgleich zu den kalten Bereichen. Das heißt bei senkrecht einfallender Strahlung würde die Fläche der transparenten Bereiche deckungsgleich auf die Fläche der kalten Bereiche projiziert werden.From the top view, the transparent areas are particularly preferably congruent with the cold areas. That is, with perpendicularly incident radiation, the area of the transparent areas would be projected congruently onto the area of the cold areas.
Bevorzugt weist die Breite des transparenten Bereichs zwischen 0,5 x die Breite des kalten Bereichs bis 3 x die Breite des kalten Bereichs auf. Die Breite des kalten Bereichs wird bevorzugt senkrecht zum Verlauf der etwaigen Schweißnaht auf der Absorpti- onsplatte, beziehungsweise senkrecht zum Verlauf der Rohre gemessen. Bei anderen bevorzugten Befestigungen, wie zum Beispiel beim Lasern oder Löten entsteht keine Schweißnaht zwischen Absorptionsplatte und Rohr. Bevorzugt weist das PV-Modul eine Unterseite auf. Die Unterseite des PV-Moduls wird definiert als die der einfallenden Strahlung abgewandten Seite. Die Unterseite ist die zur Absorptionsplatte hinzeigende Seite des PV-Moduls. Bevorzugt ist die Unterseite eine glatte Fläche, welche die Aufbauschichten auf der Glasplatte mit einschließt. Der Abstand zwischen der Unterseite des PV- Moduls und der Oberseite der Absorptionsplatte wird als die Länge der Normalen bezeichnet, welche auf der Oberseite der Absorptionsplatte beziehungsweise auf der Unterseite des PV-Moduls senkrecht steht. Dabei ist bei parallel verlaufender Unterseite zu Oberseite der kleinste Abstand als Abstand anzunehmen. Dies ist beispielsweise bei einer wellblechartigen Oberseite der Absorptionsplatte wichtig. Der Abstand zwischen der Oberseite der Absorptionsplatte und der Unterseite des PV-Moduls liegt bevor- zugt zwischen 10 bis 28 mm, besonders bevorzugt zwischen 20 und 27 mm, insbesondere bevorzugt zwischen 24 und 26 mm. Am meisten bevorzugt ist der Abstand zwischen der Unterseite des PV-Moduls und der Oberseite der Absorptionsplatte 25 mm.Preferably, the width of the transparent region is between 0.5 × the width of the cold region and 3 × the width of the cold region. The width of the cold region is preferably measured perpendicular to the course of the possible weld on the absorption plate, or perpendicular to the course of the tubes. In other preferred attachments, such as laser or soldering, there is no weld between the absorption plate and the tube. The PV module preferably has an underside. The underside of the PV module is defined as the side facing away from the incident radiation. The underside is the side of the PV module facing the absorption plate. Preferably, the underside is a smooth surface, which includes the build-up layers on the glass plate. The distance between the bottom of the PV module and the top of the absorption plate is referred to as the length of the normal, which is perpendicular to the top of the absorption plate or on the bottom of the PV module. In this case, the smallest distance is to be assumed as a distance at parallel underside to top. This is important, for example, in a corrugated sheet-like top of the absorption plate. The distance between the upper side of the absorption plate and the underside of the PV module is preferably between 10 to 28 mm, more preferably between 20 and 27 mm, particularly preferably between 24 and 26 mm. Most preferably, the distance between the bottom of the PV module and the top of the absorption plate is 25 mm.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das PV-Modul (20) gegenüber dem Absorbermodul (30) mit mindestens einem Aktor (60) verschiebbar.In a further preferred embodiment, the PV module (20) is displaceable relative to the absorber module (30) with at least one actuator (60).
Diese Verschiebung beinhaltet sowohl translatorische als auch rotatorische Bewegungen des PV-Moduls gegenüber dem Absorbermodul. Dabei kann der Aktor bevorzugt am PV-Modul, besonders bevorzugt am Absorbermodul, am meisten bevorzugt an beiden Modulen (das heißt dem PV-Modul und dem Absorbermodul) angebracht sein. Bevorzugt hat der Aktor die Aufgabe den Absorptionsbereich zu beeinflussen. Bevorzugt wird der Absorptionsbereich so auf der Absorptionsplatte bewegt, dass der Absorptionsbereich immer in den kalten Bereich der Absorptionsplatte projiziert wird. Bevorzugt bewegt sich der gesamte Hybridkollektor mit dem Verlauf der einfallenden Strahlung beziehungsweise den Sonnenstrahlen. Be- sonders bevorzugt richtet sich das PV-Modul immer senkrecht zur eintreffenden Strahlung aus, das heißt die einfallende Strahlung ist permanent eine Normale auf dem PV-Modul. Des Weiteren bevorzugt richtet der Aktor die nicht-transparenten Bereiche gegenüber den kalten Bereichen aus. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Hybridkollektor des Weiteren ein Trackingsystem (70) und eine Steuerung (80), wobei die Steuerung (80) den Aktor (60) steuert.This shift includes both translational and rotational movements of the PV module relative to the absorber module. In this case, the actuator can preferably be attached to the PV module, particularly preferably to the absorber module, most preferably to both modules (that is to say the PV module and the absorber module). The actuator preferably has the task of influencing the absorption range. Preferably, the absorption region is moved on the absorption plate so that the absorption region is always projected into the cold region of the absorption plate. Preferably, the entire hybrid collector moves with the course of the incident radiation or the sun's rays. Particularly preferably, the PV module always aligns perpendicular to the incident radiation, that is, the incident radiation is permanently a normal on the PV module. Furthermore, the actuator preferably aligns the non-transparent regions with respect to the cold regions. In a further preferred embodiment, the hybrid collector further comprises a tracking system (70) and a controller (80), wherein the controller (80) controls the actuator (60).
Das Trackingsystem umfasst bevorzugt einen Sensor, welcher die Richtung der einfallenden Strahlung bestimmen kann. Dieser Sensor des Trackingsystems ist bevorzugt ein optischer Sensor, besonders bevorzugt umfasst das Trackingsystem mehrere optische Sensoren. Bevorzugt sammeln die Sensoren des Trackingsystems Informationen über den Standort des Ursprungs der einfallenden Strahlung. Das Trackingsystem verfolgt die Quelle der einfallenden Strahlung und gibt diese Daten an die Steuerung des Hybridkollektors weiter. In Abhängigkeit der gesammelten Daten des Trackingsystems wird das PV-Modul gegenüber dem Absorbermodul oder der gesamte Hybridkollektor bewegt.The tracking system preferably comprises a sensor which can determine the direction of the incident radiation. This sensor of the tracking system is preferably an optical sensor, particularly preferably the tracking system comprises a plurality of optical sensors. Preferably, the sensors of the tracking system collect information about the location of the origin of the incident radiation. The tracking system tracks the source of incident radiation and passes this data to the controller of the hybrid collector. Depending on the collected data of the tracking system, the PV module is moved relative to the absorber module or the entire hybrid collector.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsforum umfasst der Hybridkollektor (10) optische Elemente (90) welche einfallende Strahlung (50) auf die kalten Bereiche (31) umlenken.In a further preferred embodiment, the hybrid collector (10) comprises optical elements (90) which deflect incident radiation (50) onto the cold regions (31).
Als optisches Element kommen beispielsweise Linsen, Prismen, Parabolspiegel, Spiegel, optische Systeme im Allgemeinen in Frage. Bevorzugt wird über eines oder mehrere der genannten optischen Elemente die einfallende Strahlung auf die kalten Bereiche konzentriert, beziehungsweise fokussiert.As an optical element, for example, lenses, prisms, parabolic mirrors, mirrors, optical systems in general come into question. Preferably, the incident radiation is concentrated or focused on the cold areas via one or more of said optical elements.
In der Figurenbeschreibung werden weitere bevorzugte Ausführungsformen dargestellt. Die Figuren zeigen:In the description of the figures further preferred embodiments are shown. The figures show:
Figur 1 Eine schematische Zeichnung eines Hybridkollektors.Figure 1 is a schematic drawing of a hybrid collector.
Figur 2 Die Absorptionsleistungsverteilung über einen Querschnitt eines Rohres des Absorptionsmoduls .Figure 2 The absorption power distribution over a cross section of a tube of the absorption module.
Figur 3 Schematische Zeichnung einer erfindungsgemäßen Harfe (WärmetransportSystem) . Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Hybridkollektor 10. Der Hybridkollektor 10 ist in einem Schnitt durch die XY-Ebene dargestellt. Das Absorbermodul 30 ist parallel zu dem PV-Modul 20 angeordnet. Der Abstand zwischen Absor- bermodul 30 und PV-Modul 20 beträgt 25 mm. In Y-Richtung ist das PV-Modul 20 oberhalb des Absorbermoduls 30 angeordnet.Figure 3 Schematic drawing of a harp invention (heat transport system). FIG. 1 shows a section through a hybrid collector 10 according to the invention. The hybrid collector 10 is shown in a section through the XY plane. The absorber module 30 is arranged parallel to the PV module 20. The distance between absorber module 30 and PV module 20 is 25 mm. In the Y direction, the PV module 20 is arranged above the absorber module 30.
Das PV-Modul 20 weist transparente Bereiche 21 und nichttransparente Bereiche 22 auf. Die transparenten Bereiche 21 wechseln sich mit den nicht-transparenten Bereichen streifenweise ab. Das heißt die nicht-transparenten Bereiche bestehend aus EVA/PVB, Solarzellen 23, Tedlar, PET/Aluminium und belegen die Glasscheibe von unten streifenweise.The PV module 20 has transparent areas 21 and non-transparent areas 22. The transparent areas 21 alternate with the non-transparent areas in strips. That is, the non-transparent areas consisting of EVA / PVB, solar cells 23, Tedlar, PET / aluminum and occupy the glass pane from the bottom in strips.
Die nicht-transparenten Streifen sind jeweils 150 mm breit.The non-transparent strips are each 150 mm wide.
In Längsrichtung, das heißt in Z-Richtung, verlaufen die nichttransparenten Streifen über die gesamte Länge des PV-Moduls 20. Die transparenten Bereiche 21, welche sich zwischen den nicht- transparenten Bereichen 22 befinden, bestehen nur aus Glas beziehungsweise Solarglas mit oder ohne weiterer Beschichtung.In the longitudinal direction, that is to say in the Z direction, the non-transparent strips extend over the entire length of the PV module 20. The transparent regions 21, which are located between the non-transparent regions 22, consist only of glass or solar glass with or without others coating.
Das Absorbermodul 30 weist eine Oberfläche der Absorptionsplatte 35 auf, welche der Unterseite des PV-Moduls 20 gegenüber liegt. Die Oberseite der Absorptionsplatte 35 und die Unterseite des PV-Moduls 20 schließen einen Isolationsraum ein.The absorber module 30 has a surface of the absorption plate 35, which lies opposite the underside of the PV module 20. The top of the absorption plate 35 and the bottom of the PV module 20 include an isolation space.
Das Absorptionsmodul weist kalte Bereiche 31 auf, welche sich auf der Absorptionsplatte 35 befinden. Die kalten Bereiche 31 weisen eine Breite bl von ca.6 mm auf. Der kalte Bereich beziehungsweise die kalten Bereiche 31 sind noch einmal in einen mittleren kalten Bereich 31.1 und in einen linken Randbereich 31.3 und einen rechten Randbereich 31.2 aufgeteilt. Der mittlere Bereich 31.1 des kalten Bereichs 31 weist genau die Breite der Schweißnaht 36 auf, welche die Absorptionsplatte mit dem Rohr 34 verbindet. Jedem kalten Bereich liegt ein transparenter Bereich 21 des PV-Moduls 20 gegenüber. Die Fläche, das heißt die Länge und Breite von jedem kalten Bereich ist identisch mit dem gegenüber liegenden transparenten Bereich 21. Bei senkrecht einfallender Strahlung 50 entgegengesetzt der Y- Achse des kartesischen Koordinatensystems füllt die durch die Strahlung projizierte Fläche des transparenten Bereichs 21 den kalten Bereich 31 flächendeckend aus. Circa 60% der Fläche des PV-Moduls bilden die nicht-transparenten Bereiche 22. Wird nun der Hybridkollektor 10 von der einfallenden Strahlung 50 bestrahlt, so werden ca. 60% der einfallenden Strahlen von den nicht-transparenten Bereichen abgefangen und in elektrische E- nergie umgewandelt. Circa 40% der senkrecht einfallenden Strahlung 50 treffen als Absorptionsbereich auf die kalten Bereiche 31. Der Absorptionsbereich ist damit mit dem kalten Bereich deckungsgleich. Die senkrecht einfallende Strahlung wird von dem kalten Bereich 31 absorbiert, in thermische Energie umgewandelt und über die Schweißnaht 36 an die Rohre 34 weitergeleitet, welche mit Wärmeträgerflüssigkeit 37 gefüllt sind. Die Wärmeträgerflüssigkeit wird mit einer Temperatur von circa -20 0C in das Wärmetransportsystem 34 eingeleitet und mit einer Temperatur von circa 15O0C ausgeschleust.The absorption module has cold areas 31 which are located on the absorption plate 35. The cold areas 31 have a width bl of about 6 mm. The cold region or the cold regions 31 are again divided into a central cold region 31.1 and into a left edge region 31.3 and a right edge region 31.2. The central region 31. 1 of the cold region 31 has exactly the width of the weld seam 36 which connects the absorption plate to the tube 34. Each cold area faces a transparent area 21 of the PV module 20. The area, that is, the length and width of each cold area is identical to the opposite transparent area 21. When the incident radiation 50 is perpendicular to the Y axis of the Cartesian coordinate system, the area of the transparent area 21 projected by the radiation fills the cold area 31 across the surface. About 60% of the area of the PV module forms the non-transparent areas 22. If now the hybrid collector 10 is irradiated by the incident radiation 50, then about 60% of the incident rays are intercepted by the non-transparent areas and converted into electrical energy. converted into energy. About 40% of the vertically incident radiation 50 impinge on the cold regions 31 as the absorption region. The absorption region is thus congruent with the cold region. The vertically incident radiation is absorbed by the cold region 31, converted into thermal energy and forwarded via the weld 36 to the tubes 34, which are filled with heat transfer fluid 37. The heat transfer fluid is introduced at a temperature of about -20 0 C in the heat transport system 34 and discharged at a temperature of about 15O 0 C.
Dabei führt ein Rohr in den Hybridkollektor hinein und wird dort harfenförmig aufgefächert, wobei die Rohre 34 dann über die Fläche des Hybridkollektors parallel verlaufen. Über den parallelen Rohrverlauf im Hybridkollektor erwärmt sich die Wärmeträgerflüs- sigkeit 37.In this case, a tube leads into the hybrid collector and is fanned out harp-shaped there, the tubes 34 then running parallel over the surface of the hybrid collector. The heat transfer fluid 37 heats up via the parallel pipe run in the hybrid collector.
Dadurch, dass die transparenten Bereiche über den kalten Bereichen der Absorptionsplatte, beziehungsweise des Absorbermoduls liegen, kann die besonders hohe Absorptionsleistung in den kal- ten Bereichen ausgenutzt werden, um einen besonderst hohen Wirkungsgrad der Solarkollektoren zu erzielen. Dadurch, dass die warmen Bereiche 32 von den nicht-transparenten Bereichen 23 abgeschattet werden, wird die an sich geringe Absorptionsleistung der warmen Bereiche 32 außer Betracht gelassen und durch eine wesentlich höhere elektrische Leistung ersetzt, dadurch dass die warmen Bereiche von Solarzellen 23 abgeschattet werden. Durch das Auftreffen der einfallenden Strahlung 50 auf die Solarzellen 23 wird elektrische Energie gewonnen. Damit erfüllt der erfindungsgemäße Hybridkollektor 10 eine optimale Ausnutzung der ein- fallenden Strahlung, das heißt der einfallenden Energie durch eine kombinierte Umwandlung von Wellenenergie in thermische und elektrische Energie.Because the transparent regions are located above the cold regions of the absorption plate or of the absorber module, the particularly high absorption capacity in the cold regions can be exploited in order to achieve a particularly high efficiency of the solar collectors. By shielding the warm areas 32 from the non-transparent areas 23, the inherently low absorption power of the warm areas 32 is disregarded and replaced by a much higher electrical power, by shading the warm areas of solar cells 23. By the incident of the incident radiation 50 on the solar cell 23 electrical energy is obtained. Thus, the hybrid collector 10 according to the invention fulfills an optimal utilization of the falling radiation, that is, the incident energy through a combined conversion of wave energy into thermal and electrical energy.
Figur 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch das Absorbermodul 30. Des Weiteren zeigt Figur 2 die Schweißnaht 36 als Verbindung zwischen dem Rohr 34 und der Absorptionsplatte 35. Oberhalb der Absorptionsplatte 35 ist die einfallende Strahlung 50 durch nach unten zeigende Pfeile verdeutlicht. Diese einfallende Strahlung 50 trifft auf den kalten Bereich 31 der Absorptionsplatte 35.FIG. 2 shows an enlarged cross section through the absorber module 30. Furthermore, FIG. 2 shows the weld seam 36 as a connection between the tube 34 and the absorption plate 35. Above the absorption plate 35, the incident radiation 50 is illustrated by arrows pointing downwards. This incident radiation 50 strikes the cold region 31 of the absorption plate 35.
Das unter dem Rohr 34 abgebildete XY-Diagramm zeigt die Absorptionsleistungskurve in Form einer gaußschen Glockenkurve. In y- Richtung ist die Höhe der Absorptionsleistung abzulesen. In x- Richtung wird der Verlauf der Absorptionsleistung mit zunehmender Breite bl des kalten Bereichs aufgezeigt. Es ist deutlich zu sehen, dass die Absorptionsleistung Pmax also die maximale Leistung auf der Absorptionsplatte dort ist, wo die Schweißnaht die Absorptionsplatte 35 mit dem Rohr 34 verbindet.The XY diagram below tube 34 shows the absorption performance curve in the form of a Gaussian bell curve. In the y-direction, the height of the absorption power can be read off. In the x-direction, the course of the absorption power is shown with increasing width bl of the cold region. It can clearly be seen that the absorption power Pmax is thus the maximum power on the absorption plate where the weld seam connects the absorption plate 35 to the tube 34.
Rechts und links von der Schweißnaht 36 fällt die Absorptionsleistung ab. Ein linker Punkt Bl und ein Rechter Punkt Br auf der Absorptionsleistungskurve F(x) markieren die Breite bl des kalten Bereichs, beziehungsweise definieren die Breite des kalten Bereichs. Die Punkte Bl und Br zeigen die identische Absorptionsleistung in entgegen gesetzter Richtung an. Die Punkte Bl und Br liegen auf der Absorptionsleistungsfunktion dort, wo die Absorptionsleistung 25% der maximalen Absorptionsleistung Pmax beträgt. Bevorzugt liegen die Punkte Bl und Br aber auch dort auf der Absoptionskurve F(x), wo die Absorptionsleistung zwischen 10% und 70% der maximalen Absorptionsleistung aufweist, beosnders bevorzugt zwischen 20% und 50% der maximalen Absorptionsleistung aufweist, am meisten bevorzugt zwischen 25% und 30% der maximalen Absorptionsleistung aufweist.Right and left of the weld 36, the absorption power drops. A left point Bl and a right point Br on the absorption power curve F (x) mark the width bl of the cold region, respectively, define the width of the cold region. The points Bl and Br indicate the identical absorption power in the opposite direction. The points Bl and Br are on the absorption power function where the absorption power is 25% of the maximum absorption power Pmax. However, the points Bl and Br are preferably also there on the absorption curve F (x), where the absorption capacity has between 10% and 70% of the maximum absorption capacity, preferably between 20% and 50% of the maximum absorption capacity, most preferably between 25 % and 30% of the maximum absorption capacity.
Die Figur zeigt, wie der kalte Bereich 31 in seiner Breite über die Absorptionsleistungsfunktion definiert werden kann. Es kann so eine Abgrenzung zwischen warmen und kalten Bereich getroffen werden. Die Grenze zwischen warmen und kalten Bereichen ist mit Hilfe der Absorptionsleistungsfunktion bestimmbar. Weist die Absorptionsleistung im kalten Bereich 31 nur noch 25% der maximalen Absorptionsleistung des kalten Bereichs auf. So markiert die 25%-Marke den Rand, beziehungsweise den Übergang zwischen kaltem Bereich 31 und warmen Bereich 32.The figure shows how the cold region 31 can be defined in its width by the absorption power function. It can make a distinction between warm and cold area become. The boundary between warm and cold areas can be determined by means of the absorption power function. Has the absorption capacity in the cold region 31 only 25% of the maximum absorption capacity of the cold area. Thus, the 25% mark marks the edge, or the transition between cold area 31 and warm area 32.
Sind beispielsweise wie in Figur 3 mehrere Rohre 34 dicht aneinander gelegt, fällt die Absorptionsleistung zwischen den einzel- nen Schweißverbindungen 36 nicht unter die Grenze von 25% Pmax. Dies bedeutet, dass sich zwischen zwei Rohren kein warmer Bereich befindet, womit eine Fläche von parallel laufenden Rohren beziehungsweise Schweißnähten aufgespannt werden kann, welche keine warmen Bereiche enthält.If, for example, as shown in FIG. 3, several tubes 34 are placed close to one another, the absorption capacity between the individual welded connections 36 does not fall below the limit of 25% Pmax. This means that there is no warm area between two pipes, so that an area of parallel running pipes or welds can be spanned, which contains no hot areas.
In Figur 3 wird eine Harfe eines Wärmetransportsystems mit 2 x 6 parallel laufenden Rohren dargestellt. Senkrecht zu den 2 x 6 parallel laufenden Rohren läuft ein Zufluss beziehungsweise ein Abflussrohr, welches die 12 parallel laufenden Rohre miteinander verbindet. Über das Einflussrohr 34.1 wird kalte Wärmeträgerflüssigkeit 37 eingeleitet. Diese Wärmeträgerflüssigkeit teilt sich auf die 12 parallel laufenden Rohre 34 auf, erwärmt sich dort und wird über das Abflussrohr 34.2 aus der Harfe abgeführt. Die Harfe weist ein erstes Rohrbündel 34.3 und ein zweites Rohr- bündel 34.4 auf. Jedes Rohrbündel umfasst 6 parallel laufende Rohre. Jedes Rohr eines jeden Rohrbündels ist mit der Absorptionsplatte 35 des Absorbermoduls 30 verbunden.FIG. 3 shows a harp of a heat transport system with 2 × 6 parallel-running tubes. Perpendicular to the 2 x 6 parallel running pipes runs an inflow or a drain pipe, which connects the 12 parallel pipes together. Via the influence tube 34.1 cold heat transfer fluid 37 is introduced. This heat transfer fluid is divided on the 12 parallel tubes 34, heats up there and is discharged via the drain pipe 34.2 from the harp. The harp has a first tube bundle 34.3 and a second tube bundle 34.4. Each tube bundle comprises 6 parallel tubes. Each tube of each tube bundle is connected to the absorption plate 35 of the absorber module 30.
Aus der Draufsicht betrachtet ist der Abstand zwischen den Roh- ren jedes einzelnen Rohrbündels so gering, dass sich kein warmer Bereich auf der Fläche eines Rohrbündels ausbilden kann. Die Absorptionsleistung bewegt sich zwar wellenförmig auf und nieder, das heißt geht zwischen den Rohren hinunter, jedoch erreicht niemals den kritischen Punkt der Absorptionsleistung von 25% Pmax, welcher einen warmen Bereich definieren würde. Allerdings fällt die Absorptionsleistung zwischen den einzelnen Rohrbündeln 34.1 und 34.2 so stark ab, dass sich dort ein warmer Bereich bildet. Genau über diesen Bereich befindet sich im Bereich des PV-Moduls ein nicht transparenter Bereich 22. In diesen Bereich zwischen den beiden Rohrbündeln werden streifenartig zwei Solarzellenbänder unter die Glasscheibe des PV-Moduls 20 geklebt. Des Weiteren werden die Bereiche rechts des rechten Rohrbündels und links des linken Rohrbündels mit jeweils einem Streifen Solar- zellen auf Höhe der des PV-Moduls 20 bestückt. Viewed from the top view, the distance between the tubes of each individual tube bundle is so small that no warm area can form on the surface of a tube bundle. The absorption power, while traveling undulating up and down, that is, going down between the tubes, never reaches the critical point of 25% Pmax absorption power, which would define a warm region. However, the absorption power between the individual tube bundles 34.1 and 34.2 drops so much that a warm area forms there. Just above this area is located in the area of the PV module, a non-transparent area 22. In this area Between the two tube bundles, two solar cell strips are glued in strips under the glass pane of the PV module 20. Furthermore, the areas to the right of the right-hand tube bundle and to the left of the left-hand tube bundle are each equipped with a strip of solar cells at the level of the PV module 20.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hybridkollektor (10)1. hybrid collector (10)
mit einem PV-Modul (20), umfassend transparente Bereiche (21) und nicht-transparente Bereiche (22) undwith a PV module (20) comprising transparent areas (21) and non-transparent areas (22) and
mit einem Absorber-Modul (30), umfassend eine Absorptionsplatte (35) die kalte Bereiche (31) mit hoher Absorptionsleistung und warme Bereiche (32) mit geringer Absorptionsleistung aufweist,an absorber module (30) comprising an absorption plate (35) having high-absorption cold regions (31) and low-absorption warm regions (32),
wobei das PV-Modul (20) in Bezug auf einfallende Strahlung (51) oberhalb des Absorber-Moduls (30) angeordnet ist,wherein the PV module (20) is disposed above the absorber module (30) with respect to incident radiation (51),
wobei auf das PV-Modul (20) von oben senkrecht einfallende Strahlung (50) Schattenbereiche (52) entsprechend der nicht-transparenten Bereiche (22) des PV-Moduls auf dem Absorber-Modul (30) abbildet undwherein on the PV module (20) from above vertically incident radiation (50) shadow areas (52) corresponding to the non-transparent areas (22) of the PV module on the absorber module (30) and images
Absorptionsbereiche (51) entsprechend der transparenten Bereiche (21) des PV-Moduls auf dem Absorber-Modul (30) abbildet,Imaging absorption areas (51) corresponding to the transparent areas (21) of the PV module on the absorber module (30),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Absorptionsbereiche (51) zu mindestens 70% in die kalten Bereiche (31) des Absorber-Moduls (30) projiziert werden.at least 70% of the absorption regions (51) are projected into the cold regions (31) of the absorber module (30).
2. Hybridkollektor (10) nach Anspruch 1, wobei das Absorptions-Modul (30), mindestens ein Wärmetransportsystem (34) mit Wärmeträgerflüssigkeit (37) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass2. hybrid collector (10) according to claim 1, wherein the absorption module (30) comprises at least one heat transport system (34) with heat transfer fluid (37), characterized in that
die kalten Bereiche (31) auf der Absorptionsplatte (35) entlang des Wärmetransportsystems (34) liegen, das an der Absorptionsplatte (35) angeordnet ist.the cold regions (31) lie on the absorption plate (35) along the heat transport system (34) which is arranged on the absorption plate (35).
3. Hybridkollektor (10) nach Anspruch 2, wobei das Wärmetransportsystem (34) über eine Schweißverbindung (36), mit einer Schweißverbindungsbreite (b3), mit der Absorptionsplatte verbunden ist.The hybrid collector (10) of claim 2, wherein the heat transport system (34) is connected to the absorption panel via a weld joint (36) having a weld joint width (b3).
4. Hybridkollektor (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Wärmetransportsystem (34) mindestens ein Rohr (34.1) oder ein Rohrsystem (34.2) oder eine Harfe (34.3) umfasst.4. hybrid collector (10) according to claim 2 or 3, wherein the heat transport system (34) comprises at least one pipe (34.1) or a pipe system (34.2) or a harp (34.3).
5. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der kalte Bereich (31) des Absorber-Moduls (30) einen mittleren Bereich (31.1) und Randbereiche (31.2 und 31.3) umfasst.5. Hybrid collector (10) according to one of the preceding claims, wherein the cold region (31) of the absorber module (30) comprises a central region (31.1) and edge regions (31.2 and 31.3).
6. Hybridkollektor (10) nach Anspruch 5, wobei der mittlere Bereich (31.1) eine Breite (b5.1 bzw. b5.2) aufweist und die Randbereiche (31.2 und 31.3)6. hybrid collector (10) according to claim 5, wherein the central region (31.1) has a width (b5.1 or b5.2) and the edge regions (31.2 and 31.3)
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Breite (b4) des mittleren Bereichs (31) der Breite (b3) der Schweißnaht (36) entspricht und die Breite (b5.1 bzw. b5.2) der Randbereiche zwischen 0,5 mal die Breite (b3) der Schweißnaht (36) bis 3 mal die Breite (b3) der Schweißnaht (36) entsprechen. the width (b4) of the central region (31) corresponds to the width (b3) of the weld (36) and the width (b5.1 or b5.2) of the edge regions is between 0.5 times the width (b3) of the weld ( 36) correspond to 3 times the width (b3) of the weld (36).
7. Hybridkollektor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Rohr (34.1) im Querschnitt ein Kreis oder ein Halbkreis ist.7. hybrid collector (10) according to any one of claims 4 to 6, wherein the tube (34.1) in cross section is a circle or a semicircle.
8. Hybridkollektor (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Rohr (34.1) des Wärmetransportsystems (34) einen Durchmesser (d) aufweist, der zwischen 1 mm und 30 mm oder zwischen 5 mm und 20 mm oder zwischen 6 mm und 15 mm liegt.8. Hybrid collector (10) according to any one of claims 4 to 7, wherein the tube (34.1) of the heat transport system (34) has a diameter (d) which is between 1 mm and 30 mm or between 5 mm and 20 mm or between 6 mm and 15 mm.
9. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Strecke (bl) die Breite des kalten Bereichs (31) definiert9. Hybrid collector (10) according to one of the preceding claims, wherein a distance (bl) defines the width of the cold region (31)
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Breite (bl) des kalten Bereichs (31) senkrecht zu ei- ner Flussrichtung der Wärmeträgerflüssigkeit (37) gemessen wird und zwischen 0,5 mal den Durchmesser (d) bis 3 mal den Durchmesser (d) aufweist.the width (bl) of the cold region (31) is measured perpendicular to a flow direction of the heat transfer fluid (37) and has between 0.5 times the diameter (d) and 3 times the diameter (d).
10. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jedem kalten Bereich (31) des Absorber-Moduls (31) ein transparenter Bereich (21) des PV-Moduls gegenüberliegt.10. hybrid collector (10) according to any one of the preceding claims, wherein each cold region (31) of the absorber module (31) opposite to a transparent region (21) of the PV module.
11. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Strecke (b2) die Breite des transparenten Bereichs (21) definiert,11. Hybrid collector (10) according to one of the preceding claims, wherein a distance (b2) defines the width of the transparent area (21),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Breite (b2) des transparenten Bereichs (21) zwischen 0,5 mal die Breite (bl) des kalten Bereichs (31) bis 3 mal die Breite (bl) des kalten Bereichs (31) aufweist. the width (b2) of the transparent area (21) is between 0.5 times the width (bl) of the cold area (31) to 3 times the width (bl) of the cold area (31).
12. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die nichttransparenten Bereiche (22) zwischen 30% und 70% oder zwischen 40% und 60% oder zwischen 45% und 55% der Gesamtfläche des PV-Moduls ausmachen.A hybrid collector (10) according to any one of the preceding claims, wherein the non-transparent regions (22) comprise between 30% and 70% or between 40% and 60% or between 45% and 55% of the total area of the PV module.
13. Hybridkollektor (10) nach einem Ansprüche 4 bis 12, wobei der Abstand zwischen Rohren (34) zwischen 10mm und 150mm oder 25mm und 120mm oder 35mm und 100mm liegt.13. hybrid collector (10) according to any one of claims 4 to 12, wherein the distance between tubes (34) between 10mm and 150mm or 25mm and 120mm or 35mm and 100mm.
14. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das PV-Modul (20) eine Unterseite (24) aufweist,14. Hybrid collector (10) according to one of the preceding claims, wherein the PV module (20) has a lower side (24),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Unterseite (24) des PV-Moduls (20) einen Abstand (a) zu einer Oberseite der Absorptionsplatte (35) von 22m und 28mm, bevorzugt 23mm und 27mm, insbesondere bevorzugt zwischen 24mm und 26 mm aufweist.the underside (24) of the PV module (20) has a distance (a) to an upper side of the absorption plate (35) of 22m and 28mm, preferably 23mm and 27mm, more preferably between 24mm and 26mm.
15. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das PV-Modul (20) gegenüber dem Absorber-Modul (30) mit mindestens einem Aktor (60) verschiebbar ist.15. Hybrid collector (10) according to one of the preceding claims, wherein the PV module (20) relative to the absorber module (30) with at least one actuator (60) is displaceable.
16. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Hybridkollektor (10) des Weiteren ein Tracking- System (70) und eine Steuerung (80) aufweist, wobei die Steuerung (80) den Aktor (60) steuert.The hybrid collector (10) of any one of the preceding claims, wherein the hybrid collector (10) further comprises a tracking system (70) and a controller (80), wherein the controller (80) controls the actuator (60).
17 . Hybridkollektor ( 10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche , wobei optische Elemente ( 90 ) einfallende Strahlung ( 51 ) auf die kalten Bereiche ( 31 ) umlenken. 17. Hybrid collector (10) according to one of the preceding claims, wherein optical elements (90) deflect incident radiation (51) onto the cold regions (31).
18. Hybridkollektor (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das PV-Modul (20) Solarzellen (23) umfasst,18. Hybrid collector (10) according to one of the preceding claims, wherein the PV module (20) comprises solar cells (23),
dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (23) streifenförmig, kreisförmig, spiralenförmig angeordnet sind. characterized in that the solar cells (23) are arranged strip-shaped, circular, spiral-shaped.
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