WO2013098283A2 - Vorrichtung und verfahren zum photovoltaischen absorbieren von einfallendem licht - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum photovoltaischen absorbieren von einfallendem licht Download PDF

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WO2013098283A2
WO2013098283A2 PCT/EP2012/076891 EP2012076891W WO2013098283A2 WO 2013098283 A2 WO2013098283 A2 WO 2013098283A2 EP 2012076891 W EP2012076891 W EP 2012076891W WO 2013098283 A2 WO2013098283 A2 WO 2013098283A2
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absorber
carrier
incident light
photovoltaic
optical information
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PCT/EP2012/076891
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Peter Draheim
Robert Draheim
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Kaustik-Solar Gmbh
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    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • E06B9/26—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds
    • E06B9/264—Combinations of lamellar blinds with roller shutters, screen windows, windows, or double panes; Lamellar blinds with special devices
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a device for photovoltaic absorption of incident light, in particular the light of the sun, arranged between at least two panes of a glass unit device, comprising at least one photovoltaic absorber, in particular at least one solar cell array, for example at least one solar cell plate or at least one solar cell latch, as well as a corresponding procedure.
  • Photovoltaic systems in which the absorbers are mounted between two glass panes of a window, for example a thermal window, are well known (cf., for example, document WO 2009/121180 A1). It is also known that a partial transparency is sought and achieved here. Even photovoltaic systems, which are constructed with concentrators and with the concentrators between the panes of a glass unit, either with or without insulating function, mounted, belong to the prior art.
  • the document WO 2011/048595 A2 uses an absorber lying horizontally between the disks, above which there is a prism, with which the incident sunlight is concentrated on the absorber, wherein the total reflection at the oblique edge of the prism is utilized.
  • the optical information from the outside can pass approximately unhindered through the prism, is hardly affected, in particular not deflected by the prism, and thus provides a high transparency of the system.
  • the operation of the prism with total reflection relates only to the incident sunlight, which is redirected to the absorber, but not to the optical information.
  • the present invention has the object, a device of the type mentioned and a method of the type mentioned in such a way that increases the transparency of the optical information from the outside without significantly affecting the performance and performance of the photovoltaic absorber, optionally including the carrier.
  • the present invention is fundamentally based on a so-called photovoltaic with a view, that is, that the incident light, in particular the optical information of the incident light, at least partially by at least one optical deflection or diverting around the at least one absorber means around and / or around is directed.
  • this deflecting or diverting element in a preferred manner of glass or of polymethyl methacrylate (PMMA, also referred to as acrylic glass or Plexiglas).
  • the basic elements for the light deflection of the optical information are according to an advantageous embodiment of the present invention triangular base elements, in particular triangular in cross-section triangles, which can be combined to rhomboids or together with mirror surfaces can take over the same function as rhomboids.
  • the at least one optical element in particular the at least one right-angled prism, for example the at least one rhomboid prism or the at least one double rhomboid prism, can preferably be arranged between the concentrators (mirror caps with photovoltaic absorbers on absorber carriers) in, for example, windows or for partially transparent facades provided glass unit with multiple panes are installed.
  • two Einzelrhomboidprismen can be used in an expedient embodiment to achieve the same effect as with a Doppelrhomboidprisma with modified absorber size.
  • the rhomboids can in turn be decomposed in a suitable embodiment in rectangular, triangular cross-section base elements (prisms);
  • the individual rhomboids can also be formed from two right-angled triangles.
  • the entrance surface for the optical information and exit surface for the optical information can be at least approximately the same size; in particular, the upper corner of the entrance surface for single rhomboid prisms can be at least approximately at the same height as the lower corner of the exit surface, which also applies to angles other than 45 degrees.
  • the present invention aims primarily at the optimization of the optical path for the optical information from the outside, but not on the beam path of the sunlight to the absorber. In this way, the present invention differs from the arrangements known from the prior art, in which the main focus is usually on the steering of the light on the photovoltaic element.
  • the present invention aims to direct the optical information from the outside around the concentrator located in the path of the optical information (for example, mirror mount with photovoltaic absorber on absorber carrier) without the concentration of sunlight on the Absorber significantly affect.
  • the present invention makes use of the total reflection from the optically denser to the optically thinner material in order to forward the beam path of the optical information from the outside around the concentrator or around the absorber.
  • the concentrators be it planar concentrators or concentrators with spherical mirrors, can be mounted between the deflecting or diverting elements become.
  • the right-angled triangles, but also the rhomboid prisms, can thus at the same time also represent the mounting base for the absorber, absorber carrier and reflection mirror.
  • the combination of the deflecting or diverting element, such as the right-angled triangular prism in cross section, with the absorber and / or with the absorber carrier results in a high mechanical stability of the overall composite. This mechanical stability makes it possible to produce elements for windows greater than about one meter, in particular greater than about 1.30 meters.
  • the installation angle of the absorber can be determined by the positioning of the absorber to the incident light (sunlight) and / or by the geometry of the deflecting element.
  • the size of the concentrators or absorbers in the case of planar concentrators
  • their distance from each other can be selected so that no shading of the adjacent concentrators and absorbers takes place through the concentrators or absorbers.
  • the advantage of this solution according to the invention lies in the increase of the optical transparency of the photovoltaic system at very low cost.
  • the rhomboid prisms are made, for example, of glass or of polymethyl methacrylate (PMMA, also referred to as acrylic glass or Plexiglas) very simply and inexpensively and thus hardly increase the overall system between the panes of a glass unit comprising several panes, for example window or façade elements without or with insulating function.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the geometric data of such a total system are advantageously scalable, in particular linearly scalable, that is, the geometric data can be made larger or smaller, with the scaling factor changing neither the concentration factor nor the degree of transparency for the optical information.
  • the system according to the present invention can be adapted to different applications via its geometry and provides a high degree of freedom.
  • this, in particular linear, scalability is independent of the absorber material.
  • the present invention is based on the fact that optical (visible) information is directed around or guided around at least one photovoltaic concentrator and / or around at least one absorber including absorber carrier by means of one or more prisms.
  • this includes all prism shapes that are made up of one or more right triangles, optionally in combination with at least one mirrored surface.
  • the incident light in particular the optical information of the incident light, at least partially by means of at least one disposed between two Kalotten redesignn optical element, in particular by means of at least one prism, for example by means of at least one rhomboid prism or by at least one, in particular two, double Rhomboid prisms, such as glass or polymethyl methacrylate (PMMA), around the Kalottenmaschine (concentrator and / or absorber on absorber carrier) are directed around.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the upper side of the rhomboid prisms on which, for example, the planar absorbers are mounted with absorber carrier be mirrored towards the inside of the prisms to ensure the highest possible degree of transport of optical information located in the beam path in the interior of the building ,
  • this silicon strip may be applied to at least one carrier, the heat-conductive material, in particular aluminum , is formed.
  • the heat-conductive material in particular aluminum
  • a support made of non-thermally conductive material, for example of glass, can also be implemented.
  • At least one compensation geometry in particular in the form of at least one recess, for example in the form of at least one slot, such as in the form of at least one transverse to the longitudinal extent of the absorber carrier in this incorporated slot provided.
  • the different coefficients of thermal expansion of the material (for example silicon) of the photovoltaic absorber means and of the material (for example aluminum) of the absorber carrier are taken into account;
  • such a compensating geometry compensates for a mechanical stress occurring between the different materials when heated and thus prevents destruction, distortion or other damage to the photovoltaic absorber means. So that the carrier does not lose stability by introducing such a compensating geometry, the carrier can
  • - Be formed as at least one angle element or at least one angled element, in particular with at least one angle.
  • the carrier which can be structured by the compensation geometry and / or by the fold and / or by the web and / or by the angled design can serve as spacers for the deflecting or diverting elements, in particular for the prisms.
  • This is useful in addition to the purely mechanical structure also in relation to the optical properties of the overall system, because a transition between the material of the deflection or diverting, in particular the material of the prisms to air causes total reflection at the edges of the Umlenkoder diverting, in particular the prisms .
  • the function of the structured carrier as a spacer between the deflecting or diverting elements, in particular between the prisms allows stacking of the deflection or diverting without touching the deflecting or diverting and arranged below the photovoltaic absorber. As a result, the total reflection at the edge of the deflection or diverting element, in particular at the prism edge, guaranteed, and the light can be directed around the absorber elements around or passed around.
  • the present invention is particularly for multi-pane glass units
  • facade elements for example of glass facade elements, or
  • roof elements for example, flat roof elements, such as pitched roofs or conservatories, applicable, with complete integration of the photovoltaic modules and without Aufstelzitch would be required.
  • the used, in cross-section spherical concentrators or planar absorber of the present invention are applicable as slats in window, facade or roof structures.
  • the present invention finally relates to the use of at least one device according to the type and / or method set out above for glare, visual and / or solar protection in the interior and / or exterior of buildings, in particular
  • a facade for example on a glass facade, or
  • FIG. 1 in conceptual schematic sectional view of an example of a device of the prior art, which operates according to a method of the prior art;
  • Fig. 2 is a conceptual-schematic sectional view of a first embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention;
  • FIG. 3 in conceptual-schematic sectional view of an alternative to Doppelrhomboidprismas of Fig. 2;
  • Fig. 4 is a conceptual schematic sectional view of a second embodiment of an apparatus according to the present invention operating according to the method of the present invention
  • Fig. 5 is a conceptual-schematic sectional view of a third embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention
  • FIG. 6 in conceptual-schematic sectional view of a fourth embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention
  • FIG. 7 in conceptual-schematic sectional view of an alternative to the fourth embodiment of Fig. 6;
  • Fig. 8 is a conceptual schematic sectional view of an embodiment of the geometric structure of a Einzelrhomboidprismas
  • FIG. 9 is a conceptual-schematic sectional view of a fifth embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention.
  • Fig. 10 is a conceptual-schematic sectional view of a sixth embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention
  • Fig. 11 is a conceptual schematic sectional view of a seventh embodiment of a device according to the present invention operating according to the method of the present invention
  • Fig. 12 is a conceptual schematic sectional view of an eighth embodiment of an apparatus according to the present invention operating according to the method of the present invention
  • Fig. 13 is a conceptual-schematic sectional view of a ninth embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention
  • Fig. 14 is a conceptual-schematic sectional view of a tenth embodiment of an apparatus according to the present invention operating according to the method of the present invention
  • Fig. 15 is a conceptual schematic sectional view showing an embodiment of the geometric structure of a single rhomboid by two right triangles;
  • Fig. 16 is a conceptual-schematic sectional view of an eleventh embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention;
  • Fig. 17 is a conceptual-schematic sectional view of a twelfth embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention
  • Fig. 18 is a conceptual-schematic sectional view of a thirteenth embodiment of a device according to the present invention, which operates according to the method according to the present invention
  • 19A is a plan view of an embodiment of a provided for a photovoltaic absorber means provided with a compensating geometry carrier, which is part of the device according to the present invention
  • FIG. 19B shows a plan view of the carrier from FIG. 19A with a photovoltaic absorption means applied;
  • FIG. 19C in a rotated sectional view three embodiments of a provided for a photovoltaic absorber means provided with respective fold carrier which is part of the device according to the present invention
  • Fig. 19D in a rotated sectional view of the three carriers of Figure 19C, each additionally provided with a (middle) bridge;
  • 19E shows in plan view an exemplary embodiment of a photovoltaic absorber provided with a compensating geometry and with a beveled carrier, which is part of the device according to the present invention
  • FIG. 19F shows a plan view of the carrier from FIG. 19E with a photovoltaic absorption means applied; FIG. and
  • Fig. 19G is a conceptual-schematic sectional view of a fourteenth embodiment of a device according to the present invention operating according to the method of the present invention.
  • FIGS. 1 to 19G Identical or similar configurations, elements or features are provided with identical reference symbols in FIGS. 1 to 19G.
  • FIG. 1 shows a concentric cross-section concentrator, which has a channel-shaped, mirrored circle segment 10 of ninety degrees, in which an absorber carrier with a photovoltaic absorber 20 is arranged in the mid-perpendicular.
  • the concentrator with the absorber 20 is arranged between two panes 40, 42 of a glass unit, be it without or with insulating function, or a facade, in particular a glass facade.
  • the transparency range for the optical information is increased from the outside (-> high light transmission) while ensuring an unimpaired high energy density on the absorber, this light deflection of the optical information from the outside causes a transparency of more than about fifty percent, without that a reduction of the efficiency and / or the energy release must be accepted.
  • rhomboid prisms interposed between the spherical concentrators or the absorbers mounted obliquely, for example at an angle of 45 degrees.
  • the prisms may, for example, be made of glass or of polymethyl methacrylate (PMMA, also referred to as acrylic glass or plexiglass).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the deflecting or diverting elements can have an air gap relative to each other, so that their oblique fronts (for example, 45 degrees) cause total reflection.
  • the thus arranged rhomboid prisms or Doppelrhomboidprismen act here only on the optical path of the optical information from the outside and not on the beam path of the incident sunlight to the absorber.
  • the assembly of the deflecting or diverting element together with the absorber or with the absorber carrier can be done for example with optical adhesive on the window or façade front.
  • Fig. 2 shows the arrangement of a Doppelrhomboidprismas 30 between two concentrators 10.
  • This is the total reflection to the internal reflection at Impact of light from the optically denser medium (with refractive index n2, given in Fig.
  • a c arcsin (ni / n2).
  • at least one triangular element 32 in particular at least, is provided between the underside of the spherical body 10, in particular spherical in cross-section, and the rhomboid 30 a triangular prism, arranged.
  • FIG. 3 illustrates the possibility of constructing the Doppelrhomboidprisma of FIG. 2 of two Einzelrhomboidprismen, which represents a manufacturing simplification.
  • a photovoltaic system is shown with a planar concentrator 20 and with an absorber carrier which has a slope of 45 percent and is thus well aligned with the incident sunlight L.
  • the optical information P is deflected around the planar absorber 20 inclined by 45 degrees by a double rhomboid prism 30, and the ratio of transparency T to shading A (given as H / cosa) is increased to even more than eighty percent with respect to the optical information.
  • Fig. 5 shows in principle the same arrangement as in Fig. 4, but with two Doppelrhomboidprismen 30 instead of a Doppelrhomboidprismas.
  • FIG. 6 again shows a spherical concentrator 10 with two superimposed single-prism molds 30.
  • This arrangement is simple to manufacture and easy to assemble, and allows smaller distances of the window glass panes 40, 42 in comparison to the exemplary embodiment according to FIG. 4.
  • Kalotten stresses 10 and the rhomboid 30 at least one Triangular element 32, in particular at least one triangular prism arranged.
  • FIG. 7 shows an arrangement of identical construction in principle to FIG. 6 with two single-prismatic prisms 30 and with a planar absorber 20 inclined for example by 45 degrees on an absorber carrier. Again, the beam path to the absorber 20 is substantially unaffected, and the beam path for the optical information P is guided around the absorber 20 by the prisms 30.
  • an air gap 34 is located between successive rhomboid prisms 30.
  • this air gap 34 between the individual rhomboid prisms 30 on the window glass panes 40, 42 can be designed to be variable for determining the thickness of the pane composite.
  • Fig. 8 the geometric structure of a single romboid prism 30 is illustrated.
  • the two heights H1 and H2 are identical, which ensures that the entire optical information P, which enters the prism 30 on the front side, also emerges unadulterated on the rear side of the prism 30.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment with only a single rhomboid prism 30 and a half-reduced planar absorber 20 on an absorber carrier.
  • the height H is small compared to the shading A, wherein the Lichtumlenkungs- or light redirecting effect is greater, the flatter the deflected element 20 is with the corresponding carrier.
  • the ratio to the light (aperture) and the surface of the absorber 20 is unchanged, that is, the same photovoltaic performance is achieved.
  • Fig. 10 the rays of incident sunlight L and the beam path of the optical information P are exemplified as being passed through the rhomboid prism 30 around the absorber 20 with the absorber carrier.
  • FIG. 11 shows an arrangement with a double rhomboid prism 30 with a reduced planar absorber surface 20 and the associated possibility of reducing the distance between the absorbers 20. This is evident from the embodiment according to FIG. 5, when the absorber geometry is halved.
  • FIG. 12 illustrates an arrangement constructed of single rhomboidal prisms 30 located on both sides of the window glass panes 40, 42.
  • the omission of the center pieces of the double rhomboid prisms of FIG. 11 results in a thermal insulation space of width X between the glass sheets 40, 42 and the individual rhomboid prisms 30.
  • This distance X is variable, so that the distance between the two glass sheets 40, 42 can be adjusted, whereby a high flexibility is ensured even for the window manufacturer.
  • Fig. 13 it is shown how the individual rhomboids 30 shown in Fig. 12 can not only be disposed in the space between two glass sheets 40, 42 but, for example, mounted on the adjacent disk cavities in a triple glazing 40, 42, 44.
  • Fig. 14 shows a similar arrangement in which the prisms are also arranged in both cavities, but on an outer side and on an inner side.
  • the exemplary embodiments in FIG. 12, in FIG. 13 and in FIG. 14 aim at a good thermal insulation, without impairing the optical properties.
  • Fig. 15 shows the structure of a single-action trombone 30 by two right-angled triangles. If the absorber 20 is not arranged in a 45 degree position, the triangles are at right angles, but not necessarily isosceles.
  • a triangular prism 30 is inserted between the planar absorber 20 arranged here at 45 degrees and mounted on a respective absorber carrier 22. At other placement angles, for example, of fifty degrees, the prism 30 is not isosceles. It should be noted here that the internal total reflection of the optical information P is ensured as a function of the refractive index n 2 of the prism material and the arrangement angle ⁇ of the absorber 20.
  • FIG. 17 shows an arrangement with a reduced triangular prism 30, which is not disposed over the entire absorber carrier 22, but only above the absorber 20.
  • the opposite underside of the absorber carrier 22 is in turn mirrored (reference numeral 36), and also the top of the absorber carrier 22 not covered by the absorber 20.
  • planar absorbers 20 are selected in FIG. 16 and in FIG. 17. To document the general validity of the concept, these are also applicable to concentric spherical concentrins 10, so that the arrangements according to FIG. 2 and according to FIG. 6 can be supplemented by FIG. 18:
  • FIG. 18 shows a triangular prism 30 and a mirror 36 for deflecting the optical information P around the concentrator 10.
  • Concentrator 10 and mirror 36 are here in one piece, that is formed as a body. This arrangement results in overall optical information transparency of up to about 65 percent.
  • one or more LEDs 38 are arranged to increase the design options, preferably in or on the mirror calotte 10 and the triangular prism 30 directed mirror surface 36 constituent one-piece aluminum casting.
  • One or more such LEDs lead to an increase in design options.
  • the deflection of the beam path of the optical information P can also take place by means of at least one triangular prism which lies above the absorber 20 with absorber carrier, is rectangular and extends at the right angle to the next absorber carrier.
  • this constellation compared to a rhomboid prism, only about half of the space is filled, and the other half is free.
  • the overlying absorber carrier is mirrored in this constellation bottom side (reference numeral 36).
  • the triangular prism is arranged only over the surface of the planar absorber 20 and the rest of the absorber carrier is mirrored. This prism fills only about one eighth of the space compared to a rhomboid prism.
  • the system of deflecting or diverting elements 30, in particular the prism system is constructed with photovoltaic absorber means 20 formed from planar silicon strips
  • this silicon strip can be applied to at least one carrier 22, which is formed of thermally conductive material, in particular of aluminum ,
  • a carrier 22 made of non-heat-conductive material, for example made of glass, can also be implemented.
  • thermally conductive material for the absorber carrier 22 may according to FIG. 19A, 19B in the absorber carrier 22 at least one compensation geometry 24, in particular in the form of at least one recess, for example in the form of at least one slot, such as in the form of at least one transverse to the longitudinal extent the absorber carrier 22 in this incorporated slot, be provided.
  • such a compensation geometry 24 By such a compensation geometry 24, the different coefficients of thermal expansion of the material (for example silicon) of the photovoltaic absorber means 20 and the material (for example aluminum) of the absorber carrier 22 is taken into account; In particular, such a compensating geometry 24 compensates for a mechanical stress occurring between the different materials when heated and thus prevents destruction, distortion or other damage to the photovoltaic absorber means 20.
  • the carrier 22 does not lose stability as a result of the introduction of such a compensation geometry 24, the carrier 22
  • - Be formed as at least one angle element or at least one angled element, in particular with at least one angle.
  • the carrier 22 as a spacer for the deflecting or diverting elements 30, in particular for Prisms, corresponding to Fig. 19G serve.
  • This is useful in addition to the purely mechanical structure also in relation to the optical properties of the overall system, because a transition between the material of the deflection or diverting 30, in particular the material of the prisms to air causes total reflection at the edges of the Umlenkoder diverting 30, in particular the prisms.
  • the function of the support 22 structured by the compensation geometry 24 and / or by the fold 26 and / or by the web 28 and / or by the angled design as a spacer between the deflection or diverting elements 30, in particular between the prisms, according to FIG. 19G allows stacking of the redirecting or diverting elements 30 without the deflection or diverting elements 30 and the arranged underneath touch photovoltaic absorber 20.
  • the total reflection at the edge of the deflecting or diverting element 30, in particular at the prism edge guaranteed, and the light can be directed around the absorber elements 20 around or passed around.
  • the glare effect is removed by the incident sunlight L because it is absorbed on the absorber 20 and the transparency T for the non-glaring optical information P from the outside is substantially increased.
  • optical deflecting or diverting elements 30, such as the rhomboids as well as the triangular prisms, increase the mechanical stability of the absorber carrier.
  • FIGS. 1 to 19G are schematic diagrams. Here, dimensions, dimensions and dimensions are to be understood as exemplary and not necessarily to scale. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • photovoltaic absorber means in particular photovoltaic array or solar cell array, for example solar cell plate or solar cell latch
  • H1 first height, in particular entry height, of the optical deflecting or diverting element 30

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Abstract

Um eine zum photovoltaischen Absorbieren von einfallendem Licht (L), insbesondere des Lichts der Sonne, vorgesehene, zwischen mindestens zwei Scheiben (40, 42, 44) einer Glaseinheit angeordnete Vorrichtung, aufweisend mindestens ein photovoltaisches Absorbermittel (20), insbesondere mindestens eine Solarzellenanordnung, zum Beispiel mindestens eine Solarzellenplatte oder mindestens einen Solarzellenriegel, sowie ein entsprechendes Verfahren so weiterzubilden, dass die Transparenz für die optische Information (P) von außen erhöht wird, ohne die Wirkungsweise und die Leistungsfähigkeit des photovoltaischen Absorbermittels (20) wesentlich zu beeinflussen, wird mindestens ein, insbesondere aus Glas oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA) gebildetes, optisches Umlenk- oder Umleitelement (30) vorgeschlagen, mittels dessen das einfallende Licht (L), insbesondere die optische Information (P) des einfallenden Lichts (L), zumindest partiell um das Absorbermittel (20) herum lenkbar und/oder herum leitbar ist.

Description

V O R R I C H T U N G U N D V E R F A H R E N Z U M P H O T O V O L T A I S C H E N
A B S O R B I E R E N V O N E I N F A L L E N D E M L I C H T
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zum photovoltaischen Absorbieren von einfallendem Licht, insbesondere des Lichts der Sonne, vorgesehene, zwischen mindestens zwei Scheiben einer Glaseinheit angeordnete Vorrichtung, aufweisend mindestens ein photovoltaisches Absorbermittel, insbesondere mindestens eine Solarzellenanordnung, zum Beispiel mindestens eine Solarzellenplatte oder mindestens einen Solarzellenriegel, sowie ein entsprechendes Verfahren.
Stand der Technik
Photovoltaiksysteme, bei denen die Absorber zwischen zwei Glasscheiben eines Fensters, zum Beispiel eines Thermofensters, montiert sind, sind hinlänglich bekannt (vgl. zum Beispiel Druckschrift WO 2009/121180 A1 ). Ebenso ist bekannt, dass hierbei eine Teiltransparenz angestrebt und erreicht wird. Auch Photovoltaiksysteme, die mit Konzentratoren aufgebaut sind und mit den Konzentratoren zwischen die Scheiben einer Glaseinheit, sei es ohne oder mit Isolierfunktion, montiert werden, gehören zum Stand der Technik. So nutzt zum Beispiel die Druckschrift WO 2011/048595 A2 einen horizontal zwischen den Scheiben liegenden Absorber, über dem sich ein Prisma befindet, mit dem das einfallende Sonnenlicht auf den Absorber konzentriert wird, wobei die Totalreflexion an der schrägen Prismenkante ausgenutzt wird.
Die optische Information von außen kann annähernd ungehindert durch das Prisma hindurch treten, wird kaum beeinträchtigt, insbesondere nicht durch das Prisma abgelenkt, und liefert damit eine hohe Transparenz des Systems. Die Wirkungsweise des Prismas mit Totalreflexion bezieht sich nur auf das einfallende Sonnenlicht, das zum Absorber umgeleitet wird, nicht jedoch auf die optische Information.
Zum technologischen Hintergrund der vorliegenden Erfindung sei noch auf die Druckschriften DE 37 18 844 A1 , EP 2 113 947 A1 , US 2004/0000106 A1 und WO 00/77458 A1 aufmerksam gemacht.
Darstellung der vorliegenden Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten sowie unter Würdigung des umrissenen Stands der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Transparenz für die optische Information von außen erhöht wird, ohne die Wirkungsweise und die Leistungsfähigkeit des photovoltaischen Absorbermittels, gegebenenfalls einschließlich des Trägers, wesentlich zu beeinflussen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß beruht die vorliegende Erfindung grundsätzlich auf einer sogenannten Photovoltaik mit Durchblick, also darauf, dass das einfallende Licht, insbesondere die optische Information des einfallenden Lichts, zumindest partiell mittels mindestens eines optischen Umlenk- oder Umleitelements um das mindestens eine Absorbermittel herum gelenkt und/oder herum geleitet wird. Hierbei kann dieses Umlenk- oder Umleitelement in bevorzugter Weise aus Glas oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA, auch als Acrylglas oder als Plexiglas bezeichnet) sein.
In zweckmäßiger Weise wird die Umlenkung oder Umleitung der optischen Information um den sich in ihrem Strahlengang befindlichen Konzentrator (= planarer Konzentrator oder Konzentrator mit im Querschnitt insbesondere sphärischer Spiegelkalotte, mittels derer das einfallende Licht auf den, insbesondere auf mindestens einem Absorberträger angeordneten, Photovoltaik-Absorber, richtbar ist) mittels mindestens eines Prismas, insbesondere mittels mindestens eines im Querschnitt dreieckigen Prismas oder mittels mindestens eines im Querschnitt rhomboiden Prismas, bewerkstelligt. Die Grundelemente für die Lichtumlenkung der optischen Information sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dreieckförmige Basiselemente, insbesondere im Querschnitt rechtwinklige Dreiecke, die sich zu Rhomboiden kombinieren lassen oder zusammen mit Spiegelflächen die gleiche Funktion wie Rhomboiden übernehmen können. Das mindestens eine optische Element, insbesondere das mindestens eine rechtwinklige Prisma, zum Beispiel das mindestens eine Rhomboidprisma oder das mindestens eine Doppelrhomboidprisma, kann in bevorzugter Weise zwischen den Konzentratoren (Spiegelkalotten mit Photovoltaik-Absorbern auf Absorberträgern) in einer beispielsweise für Fenster oder für teiltransparente Fassaden vorgesehenen Glaseinheit mit mehreren Scheiben eingebaut werden. Anstelle eines Doppelrhomboidprismas können in zweckmäßiger Ausgestaltung auch zwei Einzelrhomboidprismen eingesetzt werden, um mit veränderter Absorbergröße den gleichen Effekt wie bei einem Doppelrhomboidprisma zu erzielen. Hierbei können die Rhomboide wiederum in zweckmäßiger Ausgestaltung in rechtwinklige, im Querschnitt dreieckige Basiselemente (Prismen) zerlegt werden; so können etwa die Einzelrhomboide auch aus zwei rechtwinkligen Dreiecken gebildet sein.
In Bezug auf die geometrische Ausgestaltung der Prismen können gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung die Eintrittsfläche für die optische Information und Austrittsfläche für die optische Information zumindest in etwa gleich groß sein; insbesondere kann die obere Ecke der Eintrittsfläche für Einzel-Rhomboidprismen zumindest in etwa auf gleicher Höhe wie die untere Ecke der Austrittsfläche sein, was auch für Winkel abweichend von 45 Grad gilt.
Dies ermöglicht zum einen eine deutliche Vereinfachung der Umlenkung und zum anderen einen hohen Gestaltungsspielraum bei der Lichtumlenkung um das Photovoltaikelement. Die vorliegende Erfindung zielt hierbei in erster Linie auf die Optimierung des Strahlengangs für die optische Information von außen ab, nicht jedoch auf den Strahlengang des Sonnenlichts zum Absorber. Hierdurch unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen, bei denen das Hauptaugenmerk üblicherweise auf der Lenkung des Lichts auf das Photovoltaikelement liegt.
Im Gegensatz dazu zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, die optische Information von außen um den im Strahlengang der optischen Information liegenden Konzentrator (zum Beispiel Spiegelkalotte mit Photovoltaik-Absorber auf Absorberträger) herum zu lenken / herum zu leiten, ohne die Konzentration des Sonnenlichts auf den Absorber wesentlich zu beeinträchtigen. In diesem Zusammenhang macht sich die vorliegende Erfindung die Totalreflexion vom optisch dichteren zum optisch dünneren Material zunutze, um den Strahlengang der optischen Information von außen um den Konzentrator bzw. um den Absorber herumzuleiten.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Konzentratoren, seien es planare Konzentratoren oder Konzentratoren mit sphärischen Spiegeln zwischen den Umlenk- oder Umleitelementen montiert werden. Die rechtwinkligen Dreiecke, aber auch die Rhomboidprismen können also gleichzeitig auch die Montagebasis für Absorber, Absorberträger und Reflexionsspiegel darstellen.
Durch die Kombination des Umlenk- oder Umleitelements, wie etwa des im Querschnitt dreieckigen rechtwinkligen Prismas, mit dem Absorber und/oder mit dem Absorberträger ergibt sich eine hohe mechanische Stabilität des Gesamtverbunds. Diese mechanische Stabilität ermöglicht es, Elemente für Fenster größer als etwa ein Meter, insbesondere größer als etwa 1 ,30 Meter, herzustellen.
Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit kann der Einbauwinkel des Absorbers durch die Positionierung des Absorbers zum einfallenden Licht (Sonnenlicht) und/oder durch die Geometrie des Umlenkelements bestimmt werden.
Die Größe der Konzentratoren bzw. Absorber (im Falle planarer Konzentratoren) und ihr Abstand zueinander kann so gewählt werden, dass durch die Konzentratoren bzw. Absorber keine Abschattung der benachbarten Konzentratoren und Absorber erfolgt. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt in der Erhöhung der optischen Transparenz des photovoltaischen Systems bei nur sehr geringen Kosten. Die Rhomboidprismen sind zum Beispiel aus Glas oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA; wird auch als Acrylglas oder als Plexiglas bezeichnet) sehr einfach sowie kostengünstig herzustellen und verteuern damit kaum das Gesamtsystem zwischen den Scheiben einer mehrere Scheiben aufweisenden Glaseinheit für beispielsweise Fenster- oder Fassadenelemente, sei es ohne oder mit Isolierfunktion.
Darüber hinaus sind keine mechanischen Teile für eine Transparenzerhöhung notwendig, was den Aufbau des Gesamtsystems sehr einfach sowie kostengünstig ermöglicht.
Die geometrischen Daten eines derartigen Gesamtsystems sind vorteilhafterweise skalierbar, insbesondere linear skalierbar, das heißt die geometrischen Daten können größer oder kleiner ausgebildet werden, wobei sich mit dem Skalierungsfaktor weder der Konzentrationsfaktor noch der Grad an Transparenz für die optische Information ändert. Damit kann das System gemäß der vorliegenden Erfindung über seine Geometrie an verschiedene Applikationen angepasst werden und stellt einen hohen Freiheitsgrad zur Verfügung. In besonders vorteilhafter Weise ist diese, insbesondere lineare, Skalierbarkeit unabhängig vom Absorbermaterial. Das Absorbermaterial kann hierbei zweckmäßigerweise durch Silizium, durch Polysilizium, durch amorphes Silizium oder durch Dünnschichtelemente, insbesondere durch CIS-Elemente (CIS bedeutet CulnS2 = Kupfer-Indium-Disulfid), gebildet sein. Bei einer derartigen Skalierung können die folgenden Parameter, insbesondere im Zusammenhang, angepasst werden:
- die Abmessungen des optischen Umlenk- oder Umleitelements;
- die Breite des Absorbers;
- die Dicke und/oder die Breite des Absorberträgers,
und bei Verwendung eines im Querschnitt sphärischen Konzentrators
- der Radius der Konzentratorkalotte;
- der Abstand des Absorbers vom Boden oder vom unteren Rand der Konzentratorkalotte.
Verfahrensgemäß basiert die vorliegende Erfindung darauf, dass mittels eines oder mehrerer Prismen optische (sichtbare) Information um mindestens einen Photovoltaik-Konzentrator und/oder um mindestens einen Absorber einschließlich Absorberträger herum gelenkt oder herum geleitet wird. Dies schließt insbesondere alle Prismenformen ein, die sich aus einem oder mehreren rechtwinkligen Dreiecken herstellen bzw. bilden lassen, optionalerweise in Kombination mit mindestens einer verspiegelten Fläche. Im Spezielleren kann das einfallende Licht, insbesondere die optische Information des einfallenden Lichts, zumindest partiell mittels mindestens eines zwischen zwei Kalottenkörpern angeordneten optischen Elements, insbesondere mittels mindestens eines Prismas, zum Beispiel mittels mindestens eines Rhomboidprismas oder mittels mindestens eines, insbesondere auch zweier, Doppel-Rhomboidprismen, etwa aus Glas oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA), um die Kalottenkörper (Konzentrator und/oder Absorber auf Absorberträger) herum gelenkt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Oberseite der Rhomboidprismen, auf die zum Beispiel die planaren Absorber mit Absorberträger montiert werden, zur Innenseite der Prismen hin verspiegelt sein, um einen möglichst hohen Transportgrad der sich im Strahlengang befindlichen optischen Information in das Gebäudeinnere zu gewährleisten.
In vorteilhafter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann im Falle, dass das System aus Umlenk- oder Umleitelementen, insbesondere das Prismensystem, mit aus planaren Siliziumstreifen gebildeten photovoltaischen Absorbermitteln aufgebaut ist, dieser Siliziumstreifen auf mindestens einem Träger aufgebracht sein, der aus wärmeleitfähigem Material, insbesondere aus Aluminium, gebildet ist. Realisierbar ist aber auch ein Träger aus nicht- wärmeleitfähigem Material, zum Beispiel aus Glas.
Bei Einsatz eines wärmeleitfähigen Materials für den Absorberträger kann im Absorberträger mindestens eine Ausgleichsgeometrie, insbesondere in Form mindestens einer Ausnehmung, zum Beispiel in Form mindestens eines Schlitzes, wie etwa in Form mindestens eines quer zur Längserstreckung des Absorberträgers in diesen eingearbeiteten Schlitzes, vorgesehen sein.
Durch eine derartige Ausgleichsgeometrie wird den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials (zum Beispiel Silizium) des photovoltaischen Absorbermittels und des Materials (zum Beispiel Aluminium) des Absorberträgers Rechnung getragen; insbesondere kann durch eine derartige Ausgleichsgeometrie eine zwischen den unterschiedlichen Materialien bei Erwärmung auftretende mechanische Spannung kompensiert und somit eine Zerstörung, Verziehung oder anderweitige Beschädigung des photovoltaischen Absorbermittels verhindert werden. Damit der Träger durch das Einbringen einer derartigen Ausgleichsgeometrie nicht an Stabilität verliert, kann der Träger
- mindestens eine, insbesondere lateral oder seitlich angeordnete, Abkantung aufweisen und/oder
- mindestens einen, insbesondere mittig angeordneten und/oder insbesondere unilateral oder bilateral angeordneten, Steg aufweisen und/oder
- als mindestens ein Winkelelement oder als mindestens ein gewinkeltes Element, insbesondere mit mindestens einem Winkel, ausgebildet sein.
Durch die Ausgestaltung mit Abkantung und/oder mit Steg bzw. durch die Ausbildung als Winkelelement oder gewinkeltes Element wird verhindert, dass sich der Träger durch sein Eigengewicht durchbiegt. Ein derartiges Durchbiegen könnte ebenfalls zu einer Zerstörung, Verziehung oder anderweitigen Beschädigung des auf dem Träger aufgebrachten photovoltaischen Absorbermittels führen.
Der durch die Ausgleichsgeometrie und/oder durch die Abkantung und/oder durch den Steg und/oder durch die gewinkelte Ausführung strukturierbare Träger kann als Abstandshalter für die Umlenk- oder Umleitelemente, insbesondere für die Prismen, dienen. Dies ist neben dem rein mechanischen Aufbau auch in Bezug auf die optischen Eigenschaften des Gesamtsystems nützlich, denn ein Übergang zwischen dem Material der Umlenk- oder Umleitelemente, insbesondere dem Material der Prismen, zu Luft bewirkt Totalreflexion an den Kanten der Umlenkoder Umleitelemente, insbesondere der Prismen. Die Funktion des strukturierten Trägers als Abstandhalter zwischen den Umlenk- oder Umleitelementen, insbesondere zwischen den Prismen, ermöglicht eine Stapelung der Umlenk- oder Umleitelemente, ohne dass sich die Umlenk- oder Umleitelemente und die darunter angeordneten photovoltaischen Absorber berühren. Hierdurch ist die Totalreflexion an der Kante des Umlenk- oder Umleitelements, insbesondere an der Prismenkante, gewährleistet, und das Licht kann um die Absorberelemente herum gelenkt oder herum geleitet werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für mehrere Scheiben aufweisende Glaseinheiten
- von Fensterelementen,
- von Fassadenelementen, zum Beispiel von Glasfassadenelementen, oder
- von Dachelementen, zum Beispiel von Flachdachelementen, wie etwa an Pultdächern oder an Wintergärten, anwendbar, und zwar bei vollständiger Integrierbarkeit der Photovoltaikmodule und ohne dass Aufstelzungen erforderlich wären. Insbesondere sind die eingesetzten, im Querschnitt sphärischen Konzentratoren oder planaren Absorber der vorliegenden Erfindung als Lamellen in Fenster-, Fassaden- oder Dachstrukturen anwendbar.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung schließlich die Verwendung mindestens einer Vorrichtung gemäß der vorstehend dargelegten Art und/oder des Verfahrens gemäß der vorstehend dargelegten Art zum Blend-, Sicht- und/oder Sonnenschutz im Innen- und/oder Außenbereich von Gebäuden, insbesondere
- in Fenstern,
- an einer Fassade, zum Beispiel an einer Glasfassade, oder
- auf einem Dach, zum Beispiel auf einem Flachdach, wie etwa auf einem Pultdach oder an einem Wintergarten. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1 sowie dem Anspruch 13 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend unter Anderem anhand der durch Fig. 2 bis Fig. 19G veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein Beispiel einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik, die nach einem Verfahren aus dem Stand der Technik arbeitet;
Fig. 2 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 3 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht eine Alternative zum Doppelrhomboidprismas aus Fig. 2;
Fig. 4 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 5 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 6 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein viertes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 7 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht eine Alternative zum vierten Ausführungsbeispiel aus Fig. 6;
Fig. 8 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel der geometrischen Struktur eines Einzelrhomboidprismas;
Fig. 9 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 10 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 1 1 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 12 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein achtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet; Fig. 13 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein neuntes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 14 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein zehntes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 15 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel der geometrischen Struktur eines Einfachrhomboids durch zwei rechtwinklige Dreiecke;
Fig. 16 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein elftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 17 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein zwölftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet; Fig. 18 in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein dreizehntes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet;
Fig. 19A in Aufsicht ein Ausführungsbeispiel eines für ein photovoltaisches Absorbermittel vorgesehenen, mit einer Ausgleichsgeometrie versehenen Trägers, der Bestandteil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 19B in Aufsicht den Träger aus Fig. 19A mit aufgebrachtem photovoltaischem Absorbermittel;
Fig. 19C in gedrehter Schnittansicht drei Ausführungsbeispiele eines für ein photovoltaisches Absorbermittel vorgesehenen, mit jeweiliger Abkantung versehenen Trägers, der Bestandteil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; Fig. 19D in gedrehter Schnittansicht die drei Träger aus Fig. 19C, jeweils zusätzlich mit einem (Mittel-)Steg versehen;
Fig. 19E in Aufsicht ein Ausführungsbeispiel eines für ein photovoltaisches Absorbermittel vorgesehenen, mit einer Ausgleichsgeometrie sowie mit einer Abkantung versehenen Trägers, der Bestandteil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 19F in Aufsicht den Träger aus Fig. 19E mit aufgebrachtem photovoltaischem Absorbermittel; und
Fig. 19G in konzeptuell-schematischer Schnittansicht ein vierzehntes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet.
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in Fig. 1 bis Fig. 19G mit identischen Bezugszeichen versehen.
Bester Weg zur Ausführung der vorliegenden Erfindung
Zur Vermeidung überflüssiger Wiederholungen beziehen sich die nachfolgenden Erläuterungen hinsichtlich der Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung - soweit nicht anderweitig angegeben - auf alle anhand Fig. 2 bis Fig. 19G veranschaulichten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Diesen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, dass bei Anordnen eines Konzentrators mit sphärischen Spiegeln oder eines planaren Absorbers mit einem Winkel von zum Beispiel 45 Grad Neigung zwischen den Glasscheiben dieser Konzentrator bzw. dieser Absorber im Strahlengang der optischen Information von außen liegt und die Transparenz des Systems reduziert.
So zeigt Fig. 1 (= Darstellung aus dem Stand der Technik) einen im Querschnitt sphärischen Konzentrator, der ein rinnenförmiges, verspiegeltes Kreissegment 10 von neunzig Grad aufweist, in dem in der Mittelsenkrechten ein Absorberträger mit einem photovoltaischen Absorber 20 angeordnet ist. Der Konzentrator mit dem Absorber 20 ist zwischen zwei Scheiben 40, 42 einer Glaseinheit, sei es ohne oder mit Isolierfunktion, bzw. einer Fassade, insbesondere einer Glasfassade, angeordnet. Für die optische Information P von außen sind nur fünfzig Prozent transparent und fünfzig Prozent intransparent, nämlich durch den Konzentrator im Strahlengang der Information P.
Aus diesem Grunde wird bei den nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 2 bis Fig. 19G ohne mechanische Veränderung der Lage des Konzentrators bzw. des Absorbers die Transparenz erhöht, indem der Strahlengang der optischen Information von außen um den Konzentrator bzw. um den Absorber herumgeleitet wird.
Auf diese Weise wird der Transparenzbereich für die optische Information von außen erhöht (--> hoher Lichtdurchlass) bei gleichzeitiger Gewährleistung einer unbeeinträchtigten hohen Energiedichte auf dem Absorber, wobei diese Lichtumlenkung der optischen Information von außen eine Transparenz von mehr als etwa fünfzig Prozent bewirkt, ohne dass eine Reduktion des Wirkungsgrads und/oder der Energieabgabe in Kauf genommen werden muss.
Im Speziellen wird dies bei den nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen durch Rhomboidprismen erreicht, die zwischen den sphärischen Konzentratoren oder den schräg, zum Beispiel unter einem Winkel von 45 Grad, angestellten Absorbern eingefügt sind. Die Prismen können zum Beispiel aus Glas oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA; wird auch als Acrylglas oder als Plexiglas bezeichnet) aufgebaut sein. Die Umlenk- oder Umleitelemente können gegeneinander einen Luftspalt aufweisen, damit es an ihren schrägen Fronten (zum Beispiel 45 Grad) zu einer Totalreflexion kommt. Die so angeordneten Rhomboidprismen oder Doppelrhomboidprismen wirken hierbei nur auf den Strahlengang der optischen Information von außen und nicht auf den Strahlengang des einfallenden Sonnenlichts auf die Absorber.
Die Montage des Umlenk- oder Umleitelements zusammen mit dem Absorber bzw. mit dem Absorberträger kann zum Beispiel mit optischem Kleber an der Fenster- oder Fassadenfront erfolgen.
Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Doppelrhomboidprismas 30 zwischen zwei Konzentratoren 10. Der Einfall des Sonnenlichts L bleibt unverändert, und der Strahlengang der optischen Information P wird infolge Totalreflexion an den schrägen Kanten des Doppelrhomboids 30 um den Konzentrator 10 herumgeleitet, wobei a > ac in Fig. 2 gilt (mit ac = sogenannter Grenzwinkel oder kritischer Winkel der Totalreflexion, bei dem der gebrochene Strahl parallel zur Grenzfläche zwischen dem optisch dichteren Medium und dem optisch dünneren Medium verläuft): Hierbei handelt es bei der Totalreflexion um die interne Reflexion beim Auftreffen von Licht vom optisch dichteren Medium (mit Brechungsindex n2, in Fig. 2 durch das Doppelrhomboidprisma 30 gegeben) auf ein optisch dünneres Medium (Brechungsindex n-i, in Fig. 1 durch Luft gegeben), wobei der Grenzwinkel oder kritische Winkel ac der Totalreflexion gemäß dem Snelliusschen Brechungsgesetz gegeben ist durch ac = arcsin(n-i/n2). Um Überlagerungen im Strahlengang der optischen Information P von außen zwischen direkt durchgehenden Informationen (Licht) im oberen Bereich und umgelenkten Informationen zu vermeiden, ist zwischen der Unterseite des, insbesondere im Querschnitt sphärischen, Kalottenkörpers 10 und dem Rhomboid 30 mindestens ein Dreieckselement 32, insbesondere mindestens ein Dreiecksprisma, angeordnet. Hierdurch erhöht sich das Verhältnis des transparenten Bereichs T zum intransparenten Bereich N bezüglich der optischen Information P sehr wesentlich, nämlich auf etwa 65 Prozent, ohne dass die Leistungsfähigkeit des Photovoltaiksystems 10, 20 insgesamt wesentlich beeinträchtigt wird.
Fig. 3 veranschaulicht die Möglichkeit, das Doppelrhomboidprisma gemäß Fig. 2 aus zwei Einzelrhomboidprismen aufzubauen, was eine fertigungstechnische Vereinfachung darstellt.
In Fig. 4 ist ein photovoltaisches System mit einem planaren Konzentrator 20 und mit einem Absorberträger dargestellt, der eine Neigung von 45 Prozent hat und damit gut zum einfallenden Sonnenlicht L ausgerichtet ist. Auch hier wird die optische Information P um den um 45 Grad geneigten planaren Absorber 20 herum durch ein Doppelrhomboidprisma 30 umgelenkt und das Verhältnis von Transparenz T zur (als H/cosa gegebenen) Abschattung A bezüglich der optischen Information auf sogar mehr als achtzig Prozent erhöht.
Fig. 5 zeigt prinzipiell die gleiche Anordnung wie in Fig. 4, jedoch mit zwei Doppelrhomboidprismen 30 anstelle eines Doppelrhomboidprismas.
Fig. 6 wiederum zeigt einen sphärischen Konzentrator 10 mit zwei übereinander angeordneten Einfachrhomboidprismen 30. Diese Anordnung ist einfach herzustellen sowie einfach zu montieren und erlaubt im Vergleich zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 geringere Abstände der Fensterglasscheiben 40, 42. Um Überlagerungen im Strahlengang der optischen Information P von außen zwischen direkt durchgehenden Informationen (Licht) im oberen Bereich und umgelenkten Informationen zu vermeiden, ist zwischen der Unterseite des, insbesondere im Querschnitt sphärischen, Kalottenkörpers 10 und dem Rhomboid 30 mindestens ein Dreieckselement 32, insbesondere mindestens ein Dreiecksprisma, angeordnet.
Fig. 7 zeigt eine im Prinzip baugleiche Anordnung wie Fig. 6 mit zwei Einfachrhomboidprismen 30 und mit einem zum Beispiel um 45 Grad geneigten planaren Absorber 20 auf einem Absorberträger. Auch hier ist der Strahlengang auf den Absorber 20 im Wesentlichen unberührt, und der Strahlengang für die optische Information P wird durch die Prismen 30 um den Absorber 20 herumgeführt.
Zur Gewährleistung der Totalreflexion ist zwischen aufeinander folgenden Rhomboidprismen 30 ein Luftspalt 34. Hierbei kann dieser Luftspalt 34 zwischen den Einzel-Rhomboidprismen 30 an den Fensterglasscheiben 40, 42 zur Festlegung der Dicke des Scheibenverbunds variabel ausgelegt sein.
Anhand Fig. 8 ist die geometrische Struktur eines Einzelrhomboidprismas 30 veranschaulicht. Die beiden Höhen H1 und H2 sind identisch, wodurch gewährleistet ist, dass die gesamte optische Information P, die an der Frontseite in das Prisma 30 eintritt, auch unverfälscht an der Rückseite des Prismas 30 austritt.
Insgesamt ist zu bemerken, dass mit Doppelrhomboiden eine 1 :1-Darstellung der optischen Information P von außen erfolgt und mit Einzelrhomboiden ein Versatz um H1/H2 vorliegt, was bei einer Betrachtung durch ein ganzes Fenster 40, 42 nicht auffällt, denn der Versatz ist kleiner als etwa zehn Millimeter. Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit nur einem Einfachrhomboidprisma 30 und einem auf die Hälfte reduzierten planaren Absorber 20 auf einem Absorberträger. Grundsätzlich ist die Höhe H klein gegenüber der Verschattung A, wobei der Lichtumlenkungs- bzw. Lichtumleitungseffekt umso größer ist, je flacher das umlenkte Element 20 mit dem entsprechenden Träger ist. Durch diese Reduktion werden Effekte der Abschattung A vermieden, denn auch die Abstände zwischen den Absorbern 20 sind reduziert. Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist das Verhältnis zum Lichteinfall (Apertur) und zur Fläche des Absorbers 20 unverändert, das heißt die gleiche photovoltaische Leistung wird erreicht.
In Fig. 10 sind die Strahlen des einfallenden Sonnenlichts L und der Strahlengang der optischen Information P exemplifiziert, wie dieser durch das Rhomboidprisma 30 um den Absorber 20 mit dem Absorberträger herumgeleitet wird.
Fig. 11 zeigt eine Anordnung mit einem Doppelrhomboidprisma 30 mit reduzierter planarer Absorberfläche 20 und der damit verbundenen Möglichkeit, den Abstand zwischen den Absorbern 20 zu reduzieren. Dies ergibt sich aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, wenn die Absorbergeometrie halbiert wird.
Fig. 12 veranschaulicht eine Anordnung, die aus Einzel-Rhomboidprismen 30 aufgebaut ist, die sich an beiden Seiten der Fensterglasscheiben 40, 42 befinden. Durch das Weglassen der Mittelstücke der Doppel-Rhomboidprismen aus Fig. 11 entsteht ein thermischer Isolationsraum der Breite X zwischen den Glasscheiben 40, 42 und den Einzel- Rhomboidprismen 30.
Dieser Abstand X ist variabel, so dass der Abstand zwischen den beiden Glasscheiben 40, 42 eingestellt werden kann, womit eine hohe Flexibilität auch für den Fensterbauer gewährleistet ist. Anhand Fig. 13 ist dargestellt, wie die in Fig. 12 gezeigten Einzelrhomboiden 30 nicht nur im Raum zwischen zwei Glasscheiben 40, 42 angeordnet sein können, sondern zum Beispiel bei einer Dreifachverglasung 40, 42, 44 in den benachbarten Scheibenhohlräumen montiert sein können. Dies bedeutet, dass Einzelrhomboiden 30 bei Fenstern mit zum Beispiel Dreifachverglasung 40, 42, 44 nicht nur in einer Fensterkammer (= nicht nur in einem Hohlraum), sondern in beiden Fensterkammern (= in beiden Hohlräumen) angeordnet sein können.
Fig. 14 zeigt eine vergleichbare Anordnung, bei der die Prismen ebenfalls in beiden Hohlräumen angeordnet sind, jedoch auf einer Außenseite und auf einer Innenseite.
Die Ausführungsbeispiele in Fig. 12, in Fig. 13 und in Fig. 14 zielen auf eine gute thermische Isolierung, ohne die optischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Fig. 15 zeigt den Aufbau eines Einfachrhomboids 30 durch zwei rechtwinklige Dreiecke. Ist der Absorber 20 nicht in einer 45 Grad-Lage angeordnet, so sind die Dreiecke zwar rechtwinklig, aber nicht notwendigerweise gleichschenklig. In Fig. 16 ist ein Dreiecksprisma 30 zwischen die hier unter 45 Grad angeordneten, auf einem jeweiligen Absorberträger 22 gelagerten planaren Absorber 20 eingebracht. Bei anderen Anordnungswinkeln, zum Beispiel von fünfzig Grad, ist das Prisma 30 nicht gleichschenklig. Es ist hierbei zu berücksichtigen, dass die interne Totalreflexion der optischen Information P in Abhängigkeit vom Brechungsindex n2 des Prismenmaterials und des Anordnungswinkels α des Absorbers 20 gewährleistet ist.
Die Unterseite (= die vom planaren Absorber 20 abgewandte Fläche) des über dem Dreiecksprisma 30 liegenden Absorberträgers 22, im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 16 eine Aluminiumplatte, ist verspiegelt, beispielsweise mittels Spiegelfolie 36. Fig. 17 zeigt eine Anordnung mit einem verkleinerten Dreiecksprisma 30, das nicht über dem ganzen Absorberträger 22, sondern nur über dem Absorber 20 angeordnet ist. Die gegenüber liegende Unterseite des Absorberträgers 22 ist wiederum verspiegelt (Bezugszeichen 36), und ebenso die nicht vom Absorber 20 bedeckte Oberseite der Absorberträger 22. Als Anwendungsbeispiele sind in Fig. 16 und in Fig. 17 planare Absorber 20 gewählt. Zum Dokumentieren der Allgemeingültigkeit des Konzepts sind diese auch auf im Querschnitt sphärische Konzentroren 10 anwendbar, so dass die Anordnungen gemäß Fig. 2 und gemäß Fig. 6 durch Fig. 18 ergänzt werden können:
Fig. 18 zeigt ein Dreiecksprisma 30 und einen Spiegel 36 zur Umlenkung der optischen Information P um den Konzentrator 10 herum. Konzentrator 10 und Spiegel 36 sind hierbei einstückig, das heißt als ein Körper ausgebildet. Diese Anordnung führt zu einer Gesamttransparenz bezüglich der optischen Information von bis zu etwa 65 Prozent.
Darüber hinaus sind zur Erhöhung der Gestaltungsmöglichkeiten eine oder mehrere LEDs 38 (= lichtemittierende Dioden) angeordnet, vorzugsweise im oder am die Spiegelkalotte 10 und die zum Dreiecksprisma 30 gerichtete Spiegelfläche 36 konstituierenden einstückigen Aluminiumstrangguss. Eine oder mehrere derartige LEDs führen zu einer Erhöhung der Gestaltungsmöglichkeiten.
Grundsätzlich kann die Umlenkung des Strahlengangs der optischen Information P auch mittels mindestens eines Dreiecksprismas erfolgen, das über dem Absorber 20 mit Absorberträger liegt, rechtwinklig ist und mit dem rechten Winkel bis zum nächsten Absorberträger reicht. In dieser Konstellation ist im Vergleich zu einem Rhomboidprisma nur etwa die Hälfte des Raums ausgefüllt, und die andere Hälfte ist frei. Der darüber liegende Absorberträger ist in dieser Konstellation unterseitig verspiegelt (Bezugszeichen 36). Der gleiche Effekt ist erzielbar, wenn das Dreiecksprisma nur über der Fläche des planaren Absorbers 20 angeordnet ist und der Rest des Absorberträgers verspiegelt ist. Dieses Prisma füllt im Vergleich zu einem Rhomboidprisma nur etwa ein Achtel des Raums.
Im Falle, dass das System aus Umlenk- oder Umleitelementen 30, insbesondere das Prismensystem, mit aus planaren Siliziumstreifen gebildeten photovoltaischen Absorbermitteln 20 aufgebaut ist, kann dieser Siliziumstreifen auf mindestens einem Träger 22 aufgebracht sein, der aus wärmeleitfähigem Material, insbesondere aus Aluminium, gebildet ist. Realisierbar ist aber auch ein Träger 22 aus nicht-wärmeleitfähigem Material, zum Beispiel aus Glas.
Bei Einsatz eines wärmeleitfähigen Materials für den Absorberträger 22 kann gemäß Fig. 19A, Fig. 19B im Absorberträger 22 mindestens eine Ausgleichsgeometrie 24, insbesondere in Form mindestens einer Ausnehmung, zum Beispiel in Form mindestens eines Schlitzes, wie etwa in Form mindestens eines quer zur Längserstreckung des Absorberträgers 22 in diesen eingearbeiteten Schlitzes, vorgesehen sein.
Durch eine derartige Ausgleichsgeometrie 24 wird den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials (zum Beispiel Silizium) des photovoltaischen Absorbermittels 20 und des Materials (zum Beispiel Aluminium) des Absorberträgers 22 Rechnung getragen; insbesondere kann durch eine derartige Ausgleichsgeometrie 24 eine zwischen den unterschiedlichen Materialien bei Erwärmung auftretende mechanische Spannung kompensiert und somit eine Zerstörung, Verziehung oder anderweitige Beschädigung des photovoltaischen Absorbermittels 20 verhindert werden.
Damit der Träger 22 durch das Einbringen einer derartigen Ausgleichsgeometrie 24 nicht an Stabilität verliert, kann der Träger 22
- mindestens eine, insbesondere lateral oder seitlich angeordnete, Abkantung 26 (vgl. Fig. 19C, Fig. 19D) aufweisen und/oder
- mindestens einen, insbesondere mittig angeordneten und/oder insbesondere unilateral oder bilateral angeordneten, Steg 28 (vgl. Fig. 19 D) aufweisen und/oder
- als mindestens ein Winkelelement oder als mindestens ein gewinkeltes Element, insbesondere mit mindestens einem Winkel, ausgebildet sein.
Durch die Ausgestaltung mit Abkantung 26 und/oder mit Steg 28 bzw. durch die Ausbildung als Winkelelement oder gewinkeltes Element wird verhindert, dass sich der Träger 22 durch sein Eigengewicht durchbiegt. Ein derartiges Durchbiegen könnte ebenfalls zu einer Zerstörung, Verziehung oder anderweitigen Beschädigung des auf dem Träger 22 aufgebrachten photovoltaischen Absorbermittels 20 führen.
Werden die Abkantungen 26 und/oder die Stege 28 am Träger 22 zum Beispiel gemäß Fig. 19C, Fig. 19D, Fig. 19E, Fig. 19F ausgeführt, kann der Träger 22 als Abstandshalter für die Umlenk- oder Umleitelemente 30, insbesondere für die Prismen, entsprechend Fig. 19G dienen. Dies ist neben dem rein mechanischen Aufbau auch in Bezug auf die optischen Eigenschaften des Gesamtsystems nützlich, denn ein Übergang zwischen dem Material der Umlenk- oder Umleitelemente 30, insbesondere dem Material der Prismen, zu Luft bewirkt Totalreflexion an den Kanten der Umlenkoder Umleitelemente 30, insbesondere der Prismen.
Die Funktion des durch die Ausgleichsgeometrie 24 und/oder durch die Abkantung 26 und/oder durch den Steg 28 und/oder durch die gewinkelte Ausführung strukturierten Trägers 22 als Abstandhalter zwischen den Umlenk- oder Umleitelementen 30, insbesondere zwischen den Prismen, gemäß Fig. 19G ermöglicht eine Stapelung der Umlenkoder Umleitelemente 30, ohne dass sich die Umlenk- oder Umleitelemente 30 und die darunter angeordneten photovoltaischen Absorber 20 berühren. Hierdurch ist die Totalreflexion an der Kante des Umlenk- oder Umleitelements 30, insbesondere an der Prismenkante, gewährleistet, und das Licht kann um die Absorberelemente 20 herum gelenkt oder herum geleitet werden. Mit den vorliegend beschriebenen Systemen gemäß Fig. 2 bis Fig. 19G wird die Blendwirkung durch das einfallende Sonnenlicht L weggenommen, denn dieses wird auf dem Absorber 20 absorbiert, und die Transparenz T für die nicht blendende optische Information P von außen wird wesentlich erhöht.
Darüber hinaus erhöhen die optischen Umlenk- oder Umleitelemente 30, so etwa die Rhomboiden wie auch die Dreiecksprismen, die mechanische Stabilität des Absorberträgers.
Fig. 1 bis Fig. 19G sind prinzipielle Darstellungen. Hierbei sind Abmessungen, Dimensionierungen und Maße exemplarisch zu verstehen und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Bezugszeichenliste
10 Spiegel oder Spiegelkörper, insbesondere Kalotte oder Kalottenkörper
20 photovoltaisches Absorbermittel, insbesondere Photovoltaikanordnung oder Solarzellenanordnung, zum Beispiel Solarzellenplatte oder Solarzellenriegel
22 Träger des photovoltaischen Absorbermittels 20, insbesondere Absorberträger
24 Ausgleichsgeometrie, insbesondere Ausnehmung, zum Beispiel Schlitz, für Träger 22
26 insbesondere laterale oder insbesondere seitliche Abkantung des Trägers 22
28 insbesondere mittiger und/oder insbesondere unilateraler oder bilateraler Steg des Trägers 22
30 optisches Umlenk- oder Umleitelement
32 Dreieckselement, insbesondere Dreiecksprisma
34 Spalt, insbesondere Luftspalt
36 Verspiegelung oder verspiegelter Bereich, insbesondere Spiegelfläche oder Spiegelfolie
38 lichtemittierende Diode oder LED
40 erste Scheibe, insbesondere erste Glasscheibe
42 zweite Scheibe, insbesondere zweite Glasscheibe
44 weitere Scheibe, insbesondere weitere Glasscheibe
A Abschattung oder Verschattung
B Breite des photovoltaischen Absorbermittels 20
D Abstand des photovoltaischen Absorbermittels 20 vom Boden oder unteren Rand des Spiegels oder des Spiegelkörpers 10
H Höhe
H1 erste Höhe, insbesondere Eintrittshöhe, des optischen Umlenk- oder Umleitelements 30
H2 zweite Höhe, insbesondere Austrittshöhe, des optischen Umlenk- oder Umleitelements 30
L Licht, insbesondere einfallendes Licht
N intransparenter Bereich
P optische Information
R Radius des Spiegels oder des Spiegelkörpers 10
T transparenter Bereich
X Breite des thermischen Isolationsraums

Claims

Ansprüche
1. Zum photovoltaischen Absorbieren von einfallendem Licht (L), insbesondere des Lichts der Sonne, vorgesehene, zwischen mindestens zwei Scheiben (40, 42, 44) einer Glaseinheit angeordnete Vorrichtung, aufweisend mindestens ein photovoltaisches Absorbermittel (20), insbesondere mindestens eine Solarzellenanordnung, zum Beispiel mindestens eine Solarzellenplatte oder mindestens einen Solarzellen riegel, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
mindestens ein, insbesondere aus Glas oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA) gebildetes, optisches Umlenk- oder Umleitelement (30), mittels dessen das einfallende Licht (L), insbesondere die optische Information (P) des einfallenden Lichts (L), zumindest partiell um das Absorbermittel (20) herum lenkbar und/oder herum leitbar ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , gekennzeichnet durch mindestens einen, insbesondere im Querschnitt sphärischen, Spiegelkörper (10), mittels dessen das einfallende Licht (L) auf das Absorbermittel (20) richtbar ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenk- oder Umleitelement (30) in Form
mindestens eines im Querschnitt dreieckigen, insbesondere rechtwinkligen, Prismas oder
mindestens eines, insbesondere sich aus mindestens zwei im Querschnitt dreieckigen, zum Beispiel rechtwinkligen, Prismen zusammensetzenden, im Querschnitt rhomboiden Prismas
ausgebildet ist.
4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens einen Träger (22), an, auf oder unter dem das Absorbermittel (20) angeordnet ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (22) mindestens eine Ausgleichsgeometrie (24), insbesondere mindestens eine Ausnehmung, zum Beispiel mindestens einen Schlitz, aufweist.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (22)
mindestens eine, insbesondere lateral oder seitlich angeordnete, Abkantung (26) aufweist und/oder mindestens einen, insbesondere mittig angeordneten und/oder insbesondere unilateral oder bilateral angeordneten, Steg (28) aufweist und/oder
als mindestens ein Winkelelement oder als mindestens ein gewinkeltes Element, insbesondere mit mindestens einem Winkel, ausgebildet ist.
7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorbermittel (20), gegebenenfalls mit dem Träger (22) und/oder gegebenenfalls mit dem Spiegelkörper (10), zwischen mindestens zwei Umlenk- oder Umleitelementen (30) angeordnet ist.
8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6 und/oder gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Träger (22) mindestens ein Abstandshalter für die Umlenk- oder Umleitelemente (30), insbesondere zwischen den Umlenk- oder Umleitelementen (30), gebildet ist.
9. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Umlenk- oder Umleitelement (30) mindestens eine Montagebasis für das Absorbermittel (20) und/oder gegebenenfalls für den Träger (22) und/oder gegebenenfalls für den Spiegelkörper (10) gebildet ist.
10. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenk- oder Umleitelement (30), insbesondere in Verbindung mit dem Absorbermittel (20) und/oder gegebenenfalls mit dem Träger (22) und/oder gegebenenfalls mit dem Spiegelkörper (10), mittels mindestens eines optischen Klebstoffs an mindestens einer der Scheiben (40, 42, 44) der Glaseinheit anbringbar ist.
1 1. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens eine Verspiegelung (36) zum, insbesondere ergänzenden oder weiteren, Umlenken oder Umleiten des Lichts (L).
12. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , gekennzeichnet durch mindestens einen zwischen zwei aneinander angrenzenden Umlenk- oder Umleitelementen (30) vorgesehenen Luftspalt (34), insbesondere von einstellbarer und/oder variabler Breite, zum Beispiel
zum Zwecke der Totalreflexion und/oder
zur Definition der Dicke der Glaseinheit.
13. Verfahren zum photovoltaischen Absorbieren von einfallendem Licht (L) mittels mindestens einer Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das einfallende Licht (L), insbesondere die optische Information (P) des einfallenden Lichts (L), zumindest partiell um das Absorbermittel (20) herum gelenkt und/oder herum geleitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das einfallende Licht (L), insbesondere die optische Information (P) des einfallenden Lichts (L), zumindest partiell um den Träger (22) herum gelenkt und/oder herum geleitet wird, an, auf oder unter dem das Absorbermittel (20) angeordnet ist.
Verwendung mindestens einer Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder des Verfahrens gemäß Anspruch 13 oder 14 zum Blend-, Sicht- und/oder Sonnenschutz im Innen- und/oder Außenbereich von Gebäuden, insbesondere für mindestens eine mehrere Scheiben (40, 42, 44) aufweisende, optionalerweise eine Isolierfunktion aufweisende, Glaseinheit
mindestens eines Fensterelements,
mindestens eines Fassadenelements, zum Beispiel mindestens eines Glasfassadenelements, oder mindestens eines Dachelements, zum Beispiel mindestens eines Flachdachelements, wie etwa eines Pultdachs oder eines Wintergartens.
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