WO2011080169A2 - Bauelement - Google Patents

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WO2011080169A2
WO2011080169A2 PCT/EP2010/070442 EP2010070442W WO2011080169A2 WO 2011080169 A2 WO2011080169 A2 WO 2011080169A2 EP 2010070442 W EP2010070442 W EP 2010070442W WO 2011080169 A2 WO2011080169 A2 WO 2011080169A2
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heat exchanger
component according
photovoltaic cell
component
insulating layer
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PCT/EP2010/070442
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Gerd Hauser
Peter Schiffke
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Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
SCHWENK DÄMMTECHNIK GMBH & Co KG
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    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
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    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Definitions

  • the invention relates to a component which can be used for roofing or as a facade element and which has at least one DämmstoffSchicht having a first side and a second side, at least one heat exchanger, which has a first side and a second side, and at least one photovoltaic cell , which has a first side and a second side, wherein the first side of the heat exchanger is arranged on the second side of the insulating material layer and the first side of the photovoltaic cell is arranged on the second side of the heat exchanger.
  • the object of the present invention is therefore to provide a photovoltaic element, which has a
  • the object of the invention is to reduce the assembly costs for a photovoltaic element, a solar thermal energy production and thermal insulation.
  • the object is achieved by a device according to claim 1 or a device according to claim 2.
  • a device according to claim 2 it is proposed to combine a photovoltaic cell with a heat exchanger, so that the photovoltaic cell is less strongly heated during operation and the waste of the efficiency caused by the heating is at least attenuated.
  • the heat exchanger may include a phase change material that receives the heat emitted by the photovoltaic cell at approximately constant temperature.
  • the heat exchanger may be a plate heat exchanger or a capillary tube mat in which a fluid circulates. If a fluid circulates in the heat exchanger, the amount of heat provided by this fluid can be used as useful heat, for example, for space heating, for domestic water heating or for industrial drying processes.
  • the photovoltaic cell may completely cover the heat exchanger or the surface of the photovoltaic cell facing the solar radiation may be greater than or equal to the area of the heat exchanger facing the solar radiation. In this way, optimal cooling of the photovoltaic cell is achieved.
  • the photovoltaic cell in the infrared spectral region may be at least partially transparent, such that infrared
  • the heat exchanger may include or consist of a capillary tube mat. This will be a compact design with
  • the proposed device includes an insulating layer, which on the one hand prevents the escape of heat energy over the roof surface of the building and on the other hand, the unwanted heating of the building interior reduced by sunlight.
  • the insulating layer can contribute to the mechanical stabilization of the component.
  • the DämmstoffSchicht can be a mineral wool
  • a dimensionally stable insulating material is understood to mean an insulating material which can absorb tensile and / or compressive stresses, the deformations remaining below a predefinable limit value.
  • the limit value can be less than 20%, less than 10%, less than 5% or less than 2% of the extent in the corresponding spatial direction.
  • At least the insulating layer, the heat exchanger and the photovoltaic cell are combined in a single component. Between the mentioned elements can further
  • Layers be arranged, for example, to improve the heat transfer or adhesive layers for non-positive connection of the insulating layer and / or the heat exchanger and / or the photovoltaic cell.
  • said components of the component may be surrounded by a housing.
  • Component can thus be used for roofing without conventional roof tiles or concrete roof tiles are needed.
  • a thermal insulation of the roof, a waterproof outer skin, a Photovoltaic power generation and solar thermal heat recovery can be obtained.
  • the component may have on at least one edge a first connection element with which a first component and a second component can be connected to one another.
  • the first connecting element may include a sealing element with which a watertight connection of the joint can be realized.
  • the first connection element can mediate a mechanical connection between the components, so that a frictional connection between the components is made possible.
  • the first connection element may include an electrical connection with which electrical power can be transmitted.
  • the first connection element can mediate a connection of a fluid circuit, so that the fluid and thus thermal energy can be transmitted.
  • a component may have a second connecting element, with which the component can be mounted on a rafter or on a facade.
  • the connecting element may comprise a Studentsblattung and / or a tongue and groove connection and / or an oblique shock.
  • the said fasteners ensure easy
  • the said connecting elements can be designed so that the described structure of insulation layer, heat exchanger and photovoltaic cell is largely maintained at the connecting element or at the junction of two components.
  • the connecting element, the insulating layer and / or the heat exchanger and / or the photovoltaic cell does not contain or that in the region of the connecting element, the DämmstoffSchicht and / or the
  • Heat exchanger and / or the photovoltaic cell offset from one another may have a width of about 0.6 m to about 1.5 m and / or a length of about 3 m to about 8 m.
  • the device may further include a support structure having a first side and a second side, wherein the second side of the support structure is connected to the first side of the insulating material layer.
  • the first side of the support structure facing the interior of the building may have a decorative design, for example with a wooden surface or a paint coat, so as to provide a finished ceiling surface of the interior. As a result, the assembly effort is further reduced.
  • FIG. 1 shows the top view of a device according to the invention according to a first embodiment.
  • Figure 2 shows the cross section through a device according to the invention according to the first embodiment.
  • Figure 3 shows the top view of a device according to the invention according to a second embodiment.
  • Figure 4 shows the cross section through a device according to the invention according to the second embodiment.
  • Figure 5 shows a cross section through an inventive
  • Figure 6 shows the cross section through a device according to the invention according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 shows the cross section through a component according to the invention in accordance with a fifth embodiment.
  • FIG. 1 shows the plan view of a component according to a first embodiment of the invention.
  • the component 1 contains at least one insulating material layer 10, at least one heat exchanger 20 and at least one photovoltaic cell 30.
  • both the heat exchanger 20 and the photovoltaic cell 30 each have a light entry surface, through which solar energy can penetrate into the heat exchanger and the photovoltaic cell.
  • the solar energy acting on the heat exchanger 20 leads to heating of the circulating in the heat exchanger fluid. In this way, a heating energy can be provided, which can be used to heat the building and / or solar water heating.
  • the incident on the photovoltaic cell 30 light leads to the generation of a photovoltaic current, which in Building itself can be used directly and / or fed into a public grid. Due to the finite efficiency of the photovoltaic cell 30, heat energy is likewise generated in the latter, which heat energy can be released at least partially to the heat exchanger 20 through the contact of the photovoltaic cell 30 with the heat exchanger 20. In this way, the photovoltaic cell is cooled, so that the deterioration of the efficiency due to the heating of the photovoltaic cell 30 is at least reduced. The heat energy is also available via the heat exchanger 20 as useful heat available.
  • FIG. 1 also shows an oblique joint 140 with which two adjacent components 1 abut one another. In this way, a larger roof area with a plurality of components 1 can be fully occupied.
  • FIG. 2 shows a cross section through the components according to FIG. 1.
  • FIG. 2 shows that the plurality of insulation layers 10, heat exchangers 20 and photovoltaic cells 30 are arranged inclined to the surface normal of the component 1.
  • the inclination angle corresponds approximately to the inclination angle of the end face 141, which forms the oblique joint 140.
  • the arrangement of insulation layers 10, heat exchangers 20 and photovoltaic cells 30 is surrounded by a housing 40.
  • the housing 40 has a light entry surface 42, which simultaneously forms the outer roof skin. Through the light entry surface, which for example made of glass or transparent plastic can be formed, solar energy can impinge on the photovoltaic cells 30 and the heat exchanger 20.
  • the housing 40 defines an interior space 43 in which the insulation layers, the heat exchangers and the photovoltaic cells are arranged. Furthermore, the interior space 43 may be insulated to produce an isolation vacuum. In other embodiments of the invention, the interior space 43 can receive holding elements with which the heat exchangers, the photovoltaic cells and the insulation layers can be fixed. For mechanical fixation, in some embodiments, a hard foam or mineral fibers may be used, which at least partially fill the cavity 43.
  • the light entry surface 42 opposite surface 41 may be formed as a support surface with which the component rests on the facade or on a roof structure.
  • the support surface 41 may occasionally have fastening elements which allow a mechanical fixation of the component 1 on the building.
  • an oblique joint 140 is formed in the region of the joint between a first component la and a second component lb. This means that the end faces 141 of the components 1a and 1b are inclined at approximately the same angle to the surface normal of the light entry surface 42. In this way, the sequence of Dämmstoff Anlagenen, heat exchangers and photovoltaic cells can run almost undisturbed through the joint. Due to the oblique impact 140, rainwater can run along the light entry surface 42, without entering the
  • the oblique joint 140 may have a sealing strip or a sealing surface, which the resulting gap on the end faces 141 additionally seals.
  • FIG. 3 shows the plan view of a component according to a second embodiment of the invention.
  • the component according to FIG. 3 comprises a plurality of insulating elements which form an insulating layer 10.
  • the insulating layer 10 is created by juxtaposing the individual insulating elements.
  • the longitudinal extent of the rectangular insulating elements extends in a first direction.
  • the length of the insulating elements may in some embodiments of the
  • the joints of the insulating elements in the insulating layer 10 come to lie at different locations, similar to a parquet or glued wood.
  • the DämmstoffSchicht 10 is arranged so that the second side 12 facing upward, ie in the direction of the outside of the roof skin.
  • a plurality of heat exchangers 20 is arranged with the first side 21.
  • the plurality of heat exchangers which are also rectangular in plan, may be arranged so that their longitudinal extent is in a second direction different from the first direction.
  • the second direction may be orthogonal to the first direction.
  • the heat exchangers can be adhesively bonded to the entire surface of the insulating material layer.
  • the entire surface of the heat exchanger can correspond to the surface of the insulation layer, which in turn corresponds to the surface of the component, so that no thermal bridges form.
  • the photovoltaic cells 30 are arranged with the first side 31.
  • the photovoltaic cells 30 may also have a rectangular plan, the longitudinal extent of which, in some embodiments of the invention, may be in a third direction, which is different from the first and / or the second direction. In some embodiments, the third direction may be the same as the first direction.
  • the entire surface of the photovoltaic cells may correspond to the surface of the heat exchanger, which in turn corresponds to the surface of the component, so that a full-surface coverage of the component with photovoltaic
  • the heat exchanger is then fed heat from the environment and waste heat of the photovoltaic cells.
  • Direct solar radiation incident on the photovoltaic cells can be at least partially converted into electrical energy by the photovoltaic cells.
  • the portion transmitted by the photovoltaic cells can be at least partially absorbed by the underlying heat exchangers.
  • FIG. 4 shows the component according to FIG. 3 in cross section.
  • the component 1 may have a housing 40.
  • the housing 40 may include an inner side 41, with which the component 1 rests against a facade or on a roof construction.
  • the access of solar energy to the second side 32 of the photovoltaic cell 30 is mediated by the top 42 of the housing.
  • the top 42 may be made at least partially transparent.
  • first side 21 of the heat exchanger 20 is arranged on the second side 12 of the insulating material layer 10, and the first side 31 of the photovoltaic cell 30 on the second side 22 of FIG
  • Heat exchanger is arranged. Between the surfaces 21 and 12 or between the surfaces 31 and 22 adhesives and / or thermal compounds may be arranged to a mechanical
  • Heat exchanger and / or the Dämmstoff est to enable or to reduce the heat transfer resistance between the photovoltaic cell 30 and the heat exchanger 20.
  • each of the components 1a and 1b has a projection 121 and 122.
  • the corresponding component has a recess, so that the respective projections 121 and 122 can engage in the associated recesses. In this way, results between the projection 121 of the device la and the device lb an upper joint 124th Der
  • Projection 122 of the component lb forms a lower joint 123 on the underside 41 with the component la.
  • projection 122 only one insulating layer 10 is arranged.
  • a heat exchanger 20 and / or a photovoltaic cell is omitted in this longitudinal section of the component 1b.
  • FIG. 5 shows a cross section through a third embodiment of the component according to the invention.
  • FIG. 5 also shows a housing 40, which surrounds a heat exchanger 20 and at least one photovoltaic cell 30 arranged thereon.
  • the interior 43 of the housing 40 can, as already described above, filled with an insulating material or evacuated or filled with a protective gas.
  • the insulating layer 10 is not an integral part of the device.
  • the component 1 shown in FIG. 5 can be combined with a thermal insulation provided by the customer.
  • the complete structure of insulating layer, heat exchanger and photovoltaic cell only after the final assembly of the component 1 results in the building.
  • an oblique impact 140 is provided in the embodiment according to FIG.
  • the oblique joint 140 does not extend over the entire cross-section of the housing 40 or of the component 1, but has two in the edge region
  • End faces 142 which are arranged approximately orthogonal to the light entrance surface 42 of the housing 40.
  • the end face 142 can be used in a particularly simple manner for receiving a sealing material which provides a watertight and weatherproof connection of the two components 1. Furthermore, a shift of Components avoided when a force acting parallel to the surface 42 on the connection.
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment of the invention.
  • the component 1 in turn has a housing 40.
  • Within the housing 40 is at least one photovoltaic cell 30, an insulating layer 10, a heat exchanger 20 and a further photovoltaic cell 30.
  • a tongue and groove connection 130 is provided in the embodiment according to FIG. This is formed by means of a groove 132, which is formed in the housing 40b of a first component lb.
  • a complementarily shaped spring 131 of the second component In the illustrated embodiment, the spring is designed approximately triangular. Of course, any other cross sections can be selected as far as the spring 131 has the complementary shape of the groove 132. As a result, both components can interlock positively.
  • On the front side of the housing 40b and 40a is further formed an approximately vertical end face 133, which may be provided for receiving a sealing element.
  • FIG. 7 shows a cross section through a fifth embodiment of the component according to the invention.
  • the embodiments according to FIG. 7 contain an insulating layer 10, which may be made of a foam glass, a hard foam or any other insulating material known per se.
  • the insulating material layer 10 only as a single, im
  • Substantially homogeneous layer is shown, it may in some embodiments of the invention consists of several
  • Single layers of the insulating layer 10 can be made of identical or different material.
  • the insulating layer 10 may contain load-bearing structures in order to increase the mechanical stability of the component 1.
  • On the second side 12 of the DämmstoffSchicht 10 is a
  • Heat exchanger 20 arranged with the first side 21.
  • a frictional connection between the heat exchanger 20 and the insulating layer 10 can be achieved, for example, by bonding and / or by positive locking or ribbing.
  • the heat exchanger 20 serves, on the one hand, for cooling the photovoltaic cells 30 arranged on its second side 22 and, optionally, for the thermal solar energy use in the component 1 provided with the component
  • the photovoltaic cell 30 has approximately the same base area as the heat exchanger 20, so that the heat exchanger 20 completely or at least almost
  • the photovoltaic cells may have a rectangular cross-section, so that they have only a small size
  • Joint widths can be joined together.
  • the second side 32 of the photovoltaic cell 30 is provided in this embodiment of the invention as a light entry surface through which sunlight strikes the photovoltaic cells 30.
  • the heat exchanger 20 has no surface which
  • the heat exchanger 20 can make available the infrared portion of the solar spectrum as useful heat in the building when the photovoltaic cells 30 for the infrared
  • Radiation are at least partially transparent.
  • the photovoltaic cells 30 contain or consist of silicon, electromagnetic radiation meets with one
  • the second side 32 of the photovoltaic cell 30 may be provided with a coating and / or a transparent cover to provide a weatherproof outside of the device , which withstands the weather conditions during the lifetime of the roof.
  • the lifetime may be more than 20 years, more than 40 years or more than 50 years in some embodiments of the invention.
  • a support structure 50 may be disposed on the first side 11 of the thermal barrier coating 10.
  • the support structure 50 may be made of wood, a wood material or a plastic.
  • Supporting structure 50 may in turn be a multilayered one Have structure. Multiple individual layers of the support structure 50 may be of identical or different material
  • the load-bearing structure may consist of a metal and / or an alloy and / or of glass fibers and / or aramid fibers and / or carbon fibers and / or a wood material.
  • the support structure 50 may contribute to mechanical stabilization of the device 1 in some embodiments of the invention.
  • the component 1 by disposing load-bearing structures in the insulation layer 10 and / or the support structure 50 and / or by the presence of the support structure 50, the component 1 can be stabilized such that the component can be used for the sole roofing.
  • roof battens and / or a roof formwork and / or rafters can be completely eliminated.
  • the inventively proposed device thus allows the simple and cost-effective production of a roof with a thermal insulation, a thermal solar use and a photovoltaic solar use in one operation.
  • the support structure 50 may further include or consist of a vapor barrier so that moisture penetration of the insulation layer 10 is reliably avoided.
  • the first side 51 of the support structure 50 may further include or consist of a vapor barrier so that moisture penetration of the insulation layer 10 is reliably avoided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauelement, enthaltend zumindest eine Dämmstoffschicht, welche eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, zumindest einen Wärmetauscher, welcher eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, und zumindest eine photovoltaische Zelle, welche eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei die erste Seite des Wärmetauschers auf der zweiten Seite der Dämmstoffschicht angeordnet ist und die erste Seite der photovoltaischen Zelle auf der zweiten Seite des Wärmetauschers angeordnet ist und die der Sonneneinstrahlung zugewandte Fläche der photovoltaischen Zelle größer oder gleich der der Sonneneinstrahlung zugewandten Fläche des Wärmetauschers ist und/oder die photovoltaische Zelle den Wärmetauscher vollständig bedeckt.

Description

Bauelement
Die Erfindung betrifft ein Bauelement, welches zur Dacheindeckung oder als Fassadenelement verwendet werden kann und welches zumindest eine DämmstoffSchicht , welche eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, zumindest einen Wärmetauscher, welcher eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, und zumindest eine photovoltaische Zelle, welche eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, enthält, wobei die erste Seite des Wärmetauschers auf der zweiten Seite der Dämm- Stoffschicht angeordnet ist und die erste Seite der photo- voltaischen Zelle auf der zweiten Seite des Wärmetauschers angeordnet ist.
Aus der WO 01/69688 AI ist bekannt, Photovoltaikelemente mittels einer Haltevorrichtung auf der Außenseite der Dachhaut eines Gebäudes anzubringen. Auf diese Weise kann die auf die Dachfläche eintreffende Sonnenenergie in elektrischen Strom gewandelt werden. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, dass die Photovoltaikelemente aufgrund der eintreffenden Sonnenstrahlung stark erwärmt werden. Dies führt zu einer Ver- ringerung des Wirkungsgrades und daher zu einer geringeren Ausbeute an elektrischer Energie.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Photovoltaikelement bereitzustellen, welches einen
gegenüber dem Stand der Technik vergrößerten Wirkungsgrad auf- weist. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den Montageaufwand für ein Photovoltaikelement, eine solarthermische Energiegewinnung und eine Wärmedämmung zu reduzieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bauelement gemäß Anspruch 1 oder ein Bauelement gemäß Anspruch 2. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine photovoltaische Zelle mit einem Wärmetauscher zu kombinieren, so dass die photovoltaische Zelle während des Betriebes weniger stark erwärmt wird und der durch die Erwärmung bedingte Abfall des Wirkungs- grades zumindest abgeschwächt wird. Der Wärmetauscher kann ein Phasenwechselmaterial enthalten, welches die von der photovoltaischen Zelle abgegebene Wärme bei annähernd konstanter Temperatur aufnimmt. In anderen Ausführungsformen der
Erfindung kann der Wärmetauscher ein Plattenwärmetauscher oder eine Kapillarrohrmatte sein, in welchem ein Fluid zirkuliert. Sofern im Wärmetauscher ein Fluid zirkuliert, kann die von diesem Fluid bereitgestellte Wärmemenge als Nutzwärme verwendet werden, beispielsweise zur Raumheizung, zur Brauchwassererwärmung oder für industrielle Trockenprozesse. Die photovoltaische Zelle kann den Wärmetauscher vollständig bedecken bzw. die der Sonneneinstrahlung zugewandte Fläche der photovoltaischen Zelle kann größer oder gleich der der Sonneneinstrahlung zugewandten Fläche des Wärmetauschers sein. Auf diese Weise wird eine optimale Kühlung der photovoltaischen Zelle erreicht. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die photovoltaische Zelle im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise transparent sein, so dass infrarote
Strahlung die photovoltaische Zelle durchdringt und das im Wärmetauscher zirkulierende Fluid zusätzlich heizt. Der Wärmetauscher kann eine Kapillarrohrmatte enthalten oder daraus bestehen. Dadurch wird ein kompakter Aufbau mit
geringer Bauhöhe ermöglicht.
Als weiteren Bestandteil enthält das vorgeschlagene Bauelement eine DämmstoffSchicht , welche einerseits das Entweichen von Heizenergie über die Dachfläche des Gebäudes verhindert und andererseits das unerwünschte Aufheizen des Gebäudeinneren durch Sonneneinstrahlung verringert . Daneben kann die Dämmstoffschicht zur mechanischen Stabilisierung des Bauelementes beitragen. Die DämmstoffSchicht kann eine Mineralwolle
und/oder ein Schaumglas und/oder einen Hartschaum und/oder einen anderen formstabilen Dämmstoff enthalten oder daraus bestehen. Daneben kann in der DämmstoffSchicht noch eine lastaufnehmende Struktur enthalten sein, beispielsweise aus einem Metall und/oder einer Legierung und/oder aus Glasfasern, Aramidfasern oder Kohlefasern. Dadurch kann die Stabilität des erfindungsgemäßen Bauelementes erhöht werden. Unter einem formstabilen Dämmstoff wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Dämmstoff verstanden, welcher Zug- und/oder Druckspannungen aufnehmen kann, wobei die Deformationen unterhalb eines vorgebbaren Grenzwertes bleiben. Der Grenzwert kann kleiner als 20%, kleiner als 10 %, kleiner als 5% oder kleiner als 2% der Ausdehnung in der entsprechenden Raumrichtung sein.
Zumindest die DämmstoffSchicht , der Wärmetauscher und die photovoltaische Zelle sind in einem einzigen Bauelement vereint. Zwischen den genannten Elementen können weitere
Schichten angeordnet sein, beispielsweise zur Verbesserung des Wärmeübergangs oder Klebstoffschichten zur kraftschlüssigen Verbindung der DämmstoffSchicht und/oder des Wärmetauschers und/oder der photovoltaischen Zelle.
Fallweise können die genannten Bauteile des Bauelementes von einem Gehäuse umgeben sein. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Bauelement kann somit zur Dacheindeckung verwendet werden, ohne dass konventionelle Dachziegel bzw. Betondachsteine benötigt werden. Durch das Eindecken eines Daches mit dem erfindungsgemäßen Bauelement kann in einem einzigen Arbeitsgang eine Wärmedämmung des Daches, eine wasserfeste Außenhaut, eine photovoltaische Stromerzeugung und eine solarthermische Wärmegewinnung erhalten werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Bauelement an zumindest einer Kante ein erstes Verbindungselement aufweisen, mit welchem ein erstes Bauelement und ein zweites Bauelement miteinander verbindbar ist. Das erste Verbindungselement kann ein Dichtungselement enthalten, mit welchem eine wasserdichte Verbindung der Fügestelle realisierbar ist. Das erste Verbindungselement kann eine mechanische Verbindung zwischen den Bauelementen vermitteln, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Bauelementen ermöglicht wird. Das erste Verbindungselement kann eine elektrische Verbindung enthalten, mit welcher elektrischer Strom übertragen werden kann. Das erste Verbindungselement kann eine Verbindung eines Fluid- kreislaufes vermitteln, so dass das Fluid und damit thermische Energie übertragen werden kann.
Daneben kann ein Bauelement ein zweites Verbindungselement aufweisen, mit welchem das Bauelement auf einem Dachsparren oder an einer Fassade befestigt werden kann.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Verbindungselement eine Überblattung und/oder eine Nut/Feder- Verbindung und/oder einen schrägen Stoß umfassen. Die genannten Verbindungselemente gewährleisten eine leichte
Verarbeitbarkeit der Bauelemente auf der Baustelle. Weiterhin können die genannten Verbindungselemente so ausgestaltet sein, dass am Verbindungselement bzw. an der Verbindungsstelle zweier Bauelemente der beschriebene Aufbau aus Dämmstoffschicht, Wärmetauscher und photovoltaischer Zelle weitgehend erhalten bleibt. Hierzu kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Verbindungselement die Dämmstoffschicht und/oder den Wärmetauscher und/oder die photovoltaische Zelle nicht enthält oder dass im Bereich des Verbindungselementes die DämmstoffSchicht und/oder der
Wärmetauscher und/oder die photovoltaische Zelle versetzt zueinander angeordnet sind. Um eine einfache Handhabung und eine zügige Verarbeitung der erfindungsgemäßen Bauelemente zu ermöglichen, können diese in einigen Ausführungsformen eine Breite von etwa 0,6 m bis etwa 1,5 m und/oder eine Länge von etwa 3 m bis etwa 8 m aufweisen.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Bauelement weiterhin eine Tragstruktur mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite enthalten, wobei die zweite Seite der Tragstruktur mit der ersten Seite der DämmstoffSchicht verbunden ist. Auf diese Weise kann die mechanische Stabilität des Bauelementes weiter erhöht werden, ohne die einfache Verarbeitbarkeit auf der Baustelle einzubüßen. Die dem Innenraum des Gebäudes zugewandte erste Seite der Tragstruktur kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine dekorative Gestaltung aufweisen, beispielsweise mit einer Holzoberfläche oder einem Farbanstrich, um so eine fertig gestaltete Deckenfläche des Innenraumes bereitzustellen. Dadurch wird der Montageaufwand weiter verringert.
Ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens soll die Erfindung nachfolgend anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dabei zeigt Figur 1 die Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Bauelement nach einer ersten Ausführungsform .
Figur 2 zeigt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement gemäß der ersten Ausführungsform. Figur 3 zeigt die Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Bauelement gemäß einer zweiten Ausführungsform .
Figur 4 zeigt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement gemäß der zweiten Ausführungsform . Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Bauelement gemäß einer dritten Ausführungsform .
Figur 6 zeigt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement gemäß einer vierten Ausführungsform .
Figur 7 zeigt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bau- element gemäß einer fünften Ausführungsform .
Figur 1 zeigt die Aufsicht auf ein Bauelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Bauelement 1 enthält zumindest eine DämmstoffSchicht 10, zumindest einen Wärmetauscher 20 sowie zumindest eine photovoltaische Zelle 30.
Jede der genannten Elemente, welche in etwa die Form eines
Prismas aufweisen, exponiert eine Stirnseite 14, 24 und 34 in Richtung der Außenfläche der Dachhaut. Auf diese Weise weist sowohl der Wärmetauscher 20 als auch die photovoltaische Zelle 30 jeweils eine Lichteintrittsfläche auf, durch welche Sonnen- energie in den Wärmetauscher und die photovoltaische Zelle eindringen kann.
Die auf den Wärmetauscher 20 einwirkende Sonnenenergie führt zur Erwärmung des im Wärmetauscher zirkulierenden Fluides. Auf diese Weise kann eine Heizenergie bereitgestellt werden, welche zur Erwärmung des Gebäudes und/oder zur solaren Brauchwassererwärmung verwendet werden kann.
Das auf die photovoltaische Zelle 30 eintreffende Licht führt zur Erzeugung eines photovoltaischen Stromes, welcher im Gebäude selbst unmittelbar genutzt und/oder in ein öffentliches Stromnetz eingespeist werden kann. Aufgrund des endlichen Wirkungsgrades der photovoltaischen Zelle 30 entsteht in dieser ebenfalls Wärmeenergie, welche durch den Kontakt der photovoltaischen Zelle 30 mit dem Wärmetauscher 20 zumindest teilweise an den Wärmetauscher 20 abgegeben werden kann. Auf diese Weise wird die photovoltaische Zelle gekühlt, so dass die Verschlechterung des Wirkungsgrades aufgrund der Erwärmung der photovoltaischen Zelle 30 zumindest verringert wird. Die Wärmeenergie steht über den Wärmetauscher 20 zusätzlich als Nutzwärme zur Verfügung.
Figur 1 zeigt weiterhin einen schrägen Stoß 140, mit welchem zwei benachbarte Bauelemente 1 aneinanderstoßen. Auf diese Weise kann eine größere Dachfläche mit einer Mehrzahl von Bau- elementen 1 vollständig belegt werden.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Bauelemente gemäß Figur 1. In Figur 2 ist erkennbar, dass die Mehrzahl von Dämmstoffschichten 10, Wärmetauschern 20 und photovoltaischen Zellen 30 zur Flächennormalen des Bauelementes 1 geneigt angeordnet sind. Der Neigungswinkel entspricht dabei in etwa dem Neigungswinkel der Stirnseite 141, welche den schrägen Stoß 140 ausbildet. Auf diese Weise kann die Anordnung von Dämmstoffschichten, Wärmetauschern und photovoltaischen Zellen über den Stoß 140 hinweg nahezu ungestört beibehalten werden. In Figur 2 ist ebenfalls ersichtlich, dass die Anordnung aus Dämmstoffschichten 10, Wärmetauschern 20 und photovoltaischen Zellen 30 von einem Gehäuse 40 umgeben ist. Das Gehäuse 40 weist eine Lichteintrittsfläche 42 auf, welche gleichzeitig die äußere Dachhaut bildet. Durch die Lichteintrittsfläche, welche beispielsweise aus Glas oder transparentem Kunststoff gebildet sein kann, kann Sonnenenergie auf die photovoltaischen Zellen 30 und die Wärmetauscher 20 auftreffen.
Das Gehäuse 40 umgrenzt einen Innenraum 43, in welchem die Dämmstoffschichten, die Wärmetauscher und die photovoltaischen Zellen angeordnet sind. Weiterhin kann der Innenraum 43 zur Erzeugung eines Isolationsvakuums isoliert sein. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Innnenraum 43 Halteelemente aufnehmen, mit welchen die Wärmetauscher, die photovoltaischen Zellen und die Dämmstoffschichten fixiert werden können. Zur mechanischen Fixierung kann in einigen Ausführungsformen auch ein Hartschaum oder Mineralfasern verwendet werden, welche den Hohlraum 43 zumindest teilweise ausfüllen .
Die der Lichteintrittsfläche 42 entgegen gesetzte Fläche 41 kann als Auflagefläche ausgebildet sein, mit welcher das Bauelement an der Fassade oder auf einer Dachkonstruktion aufliegt. Hierzu kann die Auflagefläche 41 fallweise Befestigungselemente aufweisen, welche eine mechanische Fixierung des Bauelementes 1 am Gebäude ermöglichen. Im Bereich der Fügestelle zwischen einem ersten Bauelement la und einem zweiten Bauelement lb ist ein schräger Stoß 140 ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Stirnflächen 141 der Bauelemente la und lb in etwa im selben Winkel zur Flächennormalen der Lichteintrittsfläche 42 geneigt ist. Auf diese Weise kann die Abfolge von Dämmstoffschichten, Wärmetauschern und photovoltaischen Zellen nahezu ungestört durch die Fügestelle verlaufen. Durch den schrägen Stoß 140 kann Regenwasser entlang der Lichteintrittsfläche 42 ablaufen, ohne in das
Gebäudeinnere einzutreten. Hierzu kann der schräge Stoß 140 einen Dichtstreifen bzw. eine Dichtfläche aufweisen, welche den entstehenden Spalt an den Stirnseiten 141 zusätzlich abdichtet .
Figur 3 zeigt die Aufsicht auf ein Bauelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das Bauelement gemäß Figur 3 umfasst eine Mehrzahl von Dämmstoffelementen, welche eine DämmstoffSchicht 10 bilden. Die DämmstoffSchicht 10 entsteht durch Aneinanderlegen der einzelnen Dämmstoffele- mente . Dabei verläuft die Längserstreckung der rechteckigen Dämmstoffelemente in einer ersten Richtung. Die Länge der Dämmstoffelemente kann in einigen Ausführungsformen der
Erfindung unterschiedlich sein, so dass in einer Richtung orthogonal zur ersten Richtung die Stoßstellen der Dämmstoffelemente in der DämmstoffSchicht 10 an jeweils unterschiedlichen Stellen zu liegen kommen, ähnlich wie bei einem Parkett oder einem Leimholz. Die DämmstoffSchicht 10 ist so angeordnet, dass deren zweite Seite 12 nach oben zeigt, also in Richtung der Außenseite der Dachhaut.
Auf der zweiten Seite 12 der DämmstoffSchicht 10 ist eine Mehrzahl von Wärmetauschern 20 mit deren erster Seite 21 angeordnet. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Mehrzahl von Wärmetauschern mit ebenfalls rechteckigem Grundriss so angeordnet werden, dass deren Längserstreckung in einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung verläuft. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Rich- tung orthogonal zur ersten Richtung verlaufen. Die Wärmetauscher können mit der DämmstoffSchicht vollflächig verklebt sein. Die gesamte Fläche der Wärmetauscher kann der Fläche der Dämmstoffschicht entsprechen, welche wiederum der Fläche des Bauelementes entspricht, so dass sich keine Wärmebrücken aus- bilden. Auf der zweiten Seite 22 der Wärmetauscher 20 werden die photovoltaischen Zellen 30 mit deren erster Seite 31 angeordnet. Auch die photovoltaischen Zellen 30 können einen rechteckigen Grundriss aufweisen, wobei deren Längserstreckung in einigen Ausführungsformen der Erfindung in einer dritten Richtung verlaufen kann, welche von der ersten und/oder der zweiten Richtung verschieden ist. In einigen Ausführungsformen kann die dritte Richtung mit der ersten Richtung übereinstimmen. Die gesamte Fläche der photovoltaischen Zellen kann der Fläche der Wärmetauscher entsprechen, welche wiederum der Fläche des Bauelementes entspricht, so dass sich eine vollflächige Bedeckung des Bauelementes mit Photovoltaischen
Zellen ergibt. Dem Wärmetauscher wird dann Wärme aus der Umgebung und Abwärme der photovoltaischen Zellen zugeführt. Auf die photovoltaischen Zellen eintreffende direkte Sonneneinstrahlung kann von den photovoltaischen Zellen zumindest teilweise in elektrische Energie umgewandelt werden. Der durch die photovoltaischen Zellen transmittierte Anteil kann zumindest teilweise von den darunterliegenden Wärmetauschern absorbiert werden.
An der Verbindungsstelle zwischen einem ersten Bauelement la und einem zweiten Bauelement lb ist eine Überblattung 120 ausgeführt .
Figur 4 zeigt das Bauelement gemäß Figur 3 im Querschnitt. Wie bereits in Zusammenhang mit Figur 2 erläutert, kann das Bauelement 1 ein Gehäuse 40 aufweisen. Das Gehäuse 40 kann eine Innenseite 41 umfassen, mit welcher das Bauelement 1 an einer Fassade oder auf einer Dachkonstruktion anliegt. Der Zutritt von Sonnenenergie auf die zweite Seite 32 der photovoltaischen Zelle 30 wird durch die Oberseite 42 des Gehäuses vermittelt. Hierzu kann die Oberseite 42 zumindest teilweise transparent ausgeführt sein.
Aus Figur 4 ist weiterhin ersichtlich, dass die erste Seite 21 des Wärmetauschers 20 auf der zweiten Seite 12 der Dämmstoff- Schicht 10 angeordnet ist und die erste Seite 31 der photo- voltaischen Zelle 30 auf der zweiten Seite 22 des
Wärmetauschers angeordnet ist. Zwischen den Flächen 21 und 12 bzw. zwischen den Flächen 31 und 22 können Klebstoffe und/oder Wärmeleitpasten angeordnet sein, um eine mechanische
Befestigung der photovoltaischen Zelle und/oder des
Wärmetauschers und/oder der DämmstoffSchicht zu ermöglichen bzw. um den Wärmeübergangswiderstand zwischen der photovoltaischen Zelle 30 und dem Wärmetauscher 20 zu verringern.
Im Bereich der Überblattung 120 weist jedes der Bauelemente la und lb einen Vorsprung 121 und 122 auf. An der Stelle des jeweiligen Vorsprunges weist das korrespondierende Bauelement eine Ausnehmung auf, so dass die jeweiligen Vorsprünge 121 und 122 in die zugeordneten Ausnehmungen eingreifen können. Auf diese Weise ergibt sich zwischen dem Vorsprung 121 des Bauelementes la und dem Bauelement lb eine obere Fuge 124. Der
Vorsprung 122 des Bauelementes lb bildet an der Unterseite 41 mit dem Bauelement la eine untere Fuge 123 aus.
Im Vorsprung 122 ist nur eine DämmstoffSchicht 10 angeordnet. Ein Wärmetauscher 20 und/oder eine photovoltaische Zelle ent- fällt in diesem Längsabschnitt des Bauelementes lb .
Im oberen Vorsprung 121 ist lediglich eine photovoltaische Zelle 30 angeordnet. Ein Wärmetauscher 20 und/oder eine Dämmstoffschicht 10 entfällt in diesem Längsabschnitt des Bauelementes la. Durch Zusammenfügen des ersten Bauelementes la und des zweiten Bauelementes lb ergibt sich im Bereich der Überblattung 120 ein Querschnitt, in welchem ein photovoltaisches Element 30 über einer DämmstoffSchicht 10 zu liegen kommt. Auf diese Weise kann auch im Bereich der Überblattung 120 die Ausbildung einer Wärmebrücke vermieden werden.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelementes. Auch in Figur 5 ist ein Gehäuse 40 dargestellt, welches einen Wärmetauscher 20 und zumindest eine darauf angeordnete photovoltaische Zelle 30 umgibt. Der Innenraum 43 des Gehäuses 40 kann, wie bereits vorstehend beschrieben, mit einem Dämmmaterial ausgefüllt oder evakuiert oder mit einem Schutzgas gefüllt sein. In der
Ausführungsform gemäß Figur 5 ist die DämmstoffSchicht 10 kein fester Bestandteil des Bauelementes. Beispielsweise kann das in Figur 5 dargestellte Bauelement 1 mit einer bauseits vorhandenen Wärmedämmung kombiniert werden. In diesem Fall ergibt sich der vollständige Aufbau aus DämmstoffSchicht , Wärmetauscher und photovoltaischer Zelle erst nach der end- gültigen Montage des Bauelementes 1 am Gebäude.
Zur Verbindung zweier Bauelemente 1 ist in der Ausführungsform gemäß Figur 5 ein schräger Stoß 140 vorgesehen. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 2 verläuft der schräge Stoß 140 jedoch nicht über den gesamten Querschnitt des Gehäuses 40 bzw. des Bauelementes 1, sondern weist im Randbereich zwei
Stirnflächen 142 auf, welche in etwa orthogonal zur Lichteintrittsfläche 42 des Gehäuses 40 angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Stirnfläche 142 in besonders einfacher Weise zur Aufnahme eines Dichtungsmaterials verwendet werden, welches einen wasser- und wetterdichten Anschluss der beiden Bauelemente 1 bietet. Weiterhin wird eine Verschiebung der Bauelemente vermieden, wenn eine Kraft parallel zur Fläche 42 auf die Verbindung einwirkt.
Figur 6 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. Gemäß Figur 6 weist das Bauelement 1 wiederum ein Gehäuse 40 auf. Innerhalb des Gehäuses 40 befindet sich zumindest eine photo- voltaische Zelle 30, eine DämmstoffSchicht 10, ein Wärmetauscher 20 und eine weitere photovoltaische Zelle 30.
Zur Verbindung zweier Bauelemente 1 ist in der Ausführungsform gemäß Figur 6 eine Nut/Feder-Verbindung 130 vorgesehen. Diese wird mittels einer Nut 132 gebildet, welche im Gehäuse 40b eines ersten Bauelementes lb ausgebildet ist. Bei der Verbindung des ersten Bauelementes lb mit dem zweiten Bauelement la greift in die Nut 132 eine komplementär geformte Feder 131 des zweiten Bauelementes ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Feder in etwa dreieckig ausgeführt. Selbstverständlich können auch beliebige andere Querschnitte gewählt werden, soweit die Feder 131 die komplementäre Form der Nut 132 aufweist. Dadurch können beide Bauteile formschlüssig ineinandergreifen. An der Stirnseite des Gehäuses 40b und 40a ist weiterhin eine in etwa senkrechte Stirnfläche 133 ausgebildet, welche zur Aufnahme eines Dichtungselementes vorgesehen sein kann .
Um eine möglichst große stromerzeugende Fläche der photo- voltaischen Zelle 30 sicherzustellen und um Wärmebrücken zu minimieren oder zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die DämmstoffSchicht 10, der Wärmetauscher 20 und die photovoltaische Zelle 30 schräge Stirnflächen 14, 24 und 34 aufweisen, welche in etwa parallel zur Nut 132 bzw. zur Feder 131 angeordnet sind. Auf diese Weise kann der beschriebene Schichtaufbau des Bauelementes auch im Bereich der Nut/Feder-Verbindung 130 aufrechterhalten werden. Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelementes. Die Ausführungsformen gemäß Figur 7 enthält eine DämmstoffSchicht 10, welche aus einem Schaumglas, einem Hartschaum oder jedem anderen, an sich bekannten Isoliermaterial gefertigt sein kann. Auch wenn in Figur 7 die DämmstoffSchicht 10 nur als eine einzige, im
Wesentlichen homogene Schicht dargestellt ist, so kann diese in einigen Ausführungsformen der Erfindung aus mehreren
Einzelschichten zusammengesetzt sein. Unterschiedliche
Einzelschichten der DämmstoffSchicht 10 können aus identischem oder aus unterschiedlichem Material gefertigt werden. Daneben kann die DämmstoffSchicht 10 lastaufnehmende Strukturen enthalten, um die mechanische Stabilität des Bauelementes 1 zu erhöhen . Auf der zweiten Seite 12 der DämmstoffSchicht 10 ist ein
Wärmetauscher 20 mit dessen erster Seite 21 angeordnet. Eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Wärmetauscher 20 und der DämmstoffSchicht 10 kann beispielsweise durch Verklebung und/oder durch Formschluss bzw. Verrippung erzielt werden. Wie bereits im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, dient der Wärmetauscher 20 einerseits zur Kühlung der auf seiner zweiten Seite 22 angeordneten photovoltaischen Zellen 30 als auch optional zur thermischen Solarenergienutzung im mit dem Bauelement 1 versehenen
Gebäude.
Auf der zweiten Seite 22 des Wärmetauschers 20 ist zumindest eine photovoltaische Zelle mit ihrer ersten Seite 31
angeordnet. Die photovoltaische Zelle 30 weist dabei in etwa die gleiche Grundfläche auf, wie der Wärmetauscher 20, sodass der Wärmetauscher 20 vollständig oder zumindest nahezu
vollständig mit photovoltaischen Zellen 30 bedeckt ist. Hierzu können die Photovoltaischen Zellen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, so dass diese mit nur geringen
Fugenbreiten aneinander gefügt werden können.
Die zweite Seite 32 der photovoltaischen Zelle 30 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung als Lichteintrittsfläche vorgesehen, durch welche Sonnenlicht auf die photovoltaische Zellen 30 trifft. Der Wärmetauscher 20 weist in der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform keine Fläche auf, welche
unmittelbar der eintreffenden Sonnenstrahlung zugewandt ist. Vielmehr wird dem Wärmetauscher 20 die beim Betrieb der photovoltaischen Zellen 30 anfallende Abwärme zugeführt.
Weiterhin kann der Wärmetauscher 20 den infraroten Anteil des Sonnenspektrums als Nutzwärme im Gebäude verfügbar machen, wenn die photovoltaischen Zellen 30 für die infrarote
Strahlung zumindest teilweise transparent sind. Wenn die photovoltaischen Zellen 30 Silizium enthalten oder daraus bestehen, trifft elektromagnetische Strahlung mit einer
Photonenenergie von weniger als 1,1 eV im Wesentlichen ohne bzw. mit nur geringer Absorption auf den Wärmetauscher 20. Die zweite Seite 32 der photovoltaischen Zelle 30 kann mit einer Beschichtung und/oder einer transparenten Abdeckung versehen sein, um eine wetterfeste Außenseite des Bauelementes bereitzustellen, welche den Witterungseinflüssen während der Lebensdauer des Daches stand hält. Die Lebensdauer kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung mehr als 20 Jahre, mehr als 40 Jahre oder mehr als 50 Jahre betragen.
Optional kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung auf der ersten Seite 11 der Wärmedämmschicht 10 eine Tragstruktur 50 angeordnet sein. Die Tragstruktur 50 kann aus Holz, einem Holzwerkstoff oder einem Kunststoff gefertigt sein. Die
Tragstruktur 50 kann selbst wiederum einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen. Mehrere Einzelschichten der Tragstruktur 50 können aus identischem oder unterschiedlichem Material
gefertigt sein. Daneben kann die Tragstruktur 50 eine
lastaufnehmende Struktur enthalten. Die lastaufnehmende Struk- tur kann aus einem Metall und/oder einer Legierung und/oder aus Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Kohlefasern und/oder einem Holzwerkstoff bestehen.
Die Tragstruktur 50 kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung zur mechanischen Stabilisierung des Bauelementes 1 beitragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Bauelement 1 durch Anordnen von lastaufnehmenden Strukturen in der DämmstoffSchicht 10 und/oder der Tragstruktur 50 und/oder durch die Anwesenheit der Tragstruktur 50 so stabilisiert werden, dass das Bauelement zur alleinigen Dacheindeckung verwendet werden kann. In diesem Fall können in einigen Ausführungsformen der Erfindung Dachlatten und/oder eine Dachschalung und/oder Dachsparren völlig entfallen. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Bauelement erlaubt somit die einfache und kostengünstige Herstellung eines Daches mit einer Wärmedämmung, einer thermischen Solarnutzung und einer photo- voltaischen Solarnutzung in einem Arbeitsgang.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Tragstruktur 50 weiterhin eine Dampfsperre enthalten oder daraus bestehen, sodass eine Durchfeuchtung der DämmstoffSchicht 10 zuverlässig vermieden wird. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die erste Seite 51 der Tragstruktur 50
dekorativ gestaltet sein, beispielsweise durch einen Farbanstrich, ein Holzfurnier oder einen Innenputz, sodass ohne weitere Bearbeitung der Innenseite eine ansprechende Gestal- tung des Dachgeschosses des Gebäudes erhalten wird. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste" und „zweite" Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine
Rangfolge festzulegen.

Claims

Patentansprüche
Bauelement (1) , enthaltend
• zumindest eine DämmstoffSchicht (10) , welche eine erste Seite (11) und eine zweite Seite (12) aufweist,
• zumindest einen Wärmetauscher (20) , welcher eine erste Seite (21) und eine zweite Seite (22) aufweist, und
• zumindest eine photovoltaische Zelle (30) , welche eine erste Seite (31) und eine zweite Seite (32) aufweist, wobei
• die erste Seite (21) des Wärmetauschers (20) auf der zweiten Seite (12) der DämmstoffSchicht (10) angeordnet ist und die erste Seite (31) der photovoltaischen Zelle (30) auf der zweiten Seite (22) des Wärmetauschers (20) angeordnet ist, wobei die photovoltaische Zelle (30) den Wärmetauscher vollständig bedeckt.
Bauelement (1) , enthaltend
• zumindest eine DämmstoffSchicht (10) , welche eine erste Seite (11) und eine zweite Seite (12) aufweist,
• zumindest einen Wärmetauscher (20) , welcher eine erste Seite (21) und eine zweite Seite (22) aufweist, und
• zumindest eine photovoltaische Zelle (30) , welche eine erste Seite (31) und eine zweite Seite (32) aufweist, wobei
• die erste Seite (21) des Wärmetauschers (20) auf der zweiten Seite (12) der DämmstoffSchicht (10) angeordnet ist und die erste Seite (31) der photovoltaischen Zelle (30) auf der zweiten Seite (22) des Wärmetauschers (20) angeordnet ist, und die der Sonneneinstrahlung
zugewandte Fläche (32) der photovoltaischen Zelle (30) größer oder gleich der der Sonneneinstrahlung
zugewandten Fläche (22) des Wärmetauschers (20) ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (20) zumindest einen Hohlraum (23) enthält, in welchem ein Fluid
zirkulierbar ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Kante (100) ein Verbindungselement (110) ausgebildet ist, mit welchem ein erstes Bauelement (la) und ein zweites Bauelement (lb) miteinander verbindbar ist.
Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (110) eine Überblattung (120) und/oder eine Nut/Federverbindung (130) und/oder einen schrägen Stoß (140) umfasst.
Bauelement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Verbindungselementes die DämmstoffSchicht (10) und/oder der Wärmetauscher (20) und/oder die photovoltaische Zelle (30) versetzt
zueinander angeordnet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaische Zelle (30) im infraroten Spektralbereich zumindest teilweise
transparent oder transluzent ist. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaische Zelle (30) Silizium enthält oder daraus besteht.
9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaische Zelle (30) zumindest im Spektralbereich von etwa 1,5 μπι bis etwa
50 μπι, insbesondere etwa 10 μπι bis etwa 30 μπι, zumindest teilweise transparent ist.
10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Breite von etwa 0,6 m bis etwa 1,5 m und/oder eine Länge von etwa 3 m bis etwa 8 m aufweist.
11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die DämmstoffSchicht (10) einen formstabilen Dämmstoff enthält oder daraus besteht.
12. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die DämmstoffSchicht (10) einen Hartschaum und/oder ein Schaumglas enthält.
13. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die DämmstoffSchicht eine lastaufnehmende Struktur enthält.
14. Bauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die lastaufnehmende Struktur aus einem Metall und/oder einer Legierung und/oder aus Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Kohlefasern besteht .
15. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses weiterhin eine Tragstruktur (50) mit einer ersten Seite (51) und einer zweiten Seite (52) enthält, wobei die zweite Seite (52) der Tragstruktur (50) mit der ersten Seite (11) der Dämmstoffschicht (10) verbunden ist.
16. Bauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (50) aus Holz oder einem
Holzwerkstoff gefertigt ist.
17. Bauelement nach einem der Ansprüche 13 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite (51) der Tragstruktur (50) eine dekorative Gestaltung aufweist.
18. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der zweiten Seite (52) der Tragstruktur (50) und der ersten Seite (11) der DämmstoffSchicht (10) und/oder zwischen der zweiten Seite (12) der DämmstoffSchicht (10) und der ersten Seite (21) des Wärmetauschers (20)
und/oder zwischen der zweiten Seite (22) des
Wärmetauschers (20) und der ersten Seite (31) der photo- voltaische Zelle (30)
ein Klebstoff eingebracht ist.
19. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet dass der Wärmetauscher eine
Kapillarrohrmatte enthält oder daraus besteht.
20. Verwendung eines Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Dacheindeckung und/oder als Fassadenelement
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ITAN20120001A1 (it) * 2012-01-05 2013-07-06 Energy Resources Holding S R L Pannello energetico ibrido, con funzione isolante, acustica, impermeabile, capace di garantire la conversione dell' energia solare in energia elettrica e termica, integrabile su edifici

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