WO2017001485A1 - Kühlelement zum aufrüsten eines pv-moduls und verfahren zum aufrüsten eines solchen - Google Patents

Kühlelement zum aufrüsten eines pv-moduls und verfahren zum aufrüsten eines solchen Download PDF

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Markus Lehmann
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Ats Advanced Thermo Solutions Ag
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Definitions

  • the invention relates to a cooling element with a fastening device for retrofitting any commercially available, provided with a bottom and a connection device PV module, to increase the efficiency of the PV module.
  • the invention also relates to a method for upgrading such a PV module.
  • PV photovoltaic
  • a solar roofing element is described, which is provided on the bottom with tubes and with an insulation which surrounds these tubes. This element is finished at the factory and thus bound to a specific solar laminate, manufactured according to the thin-film technology.
  • PV module in the substructure of a plurality of tubes is incorporated, some of which are traversed by water and others with air. These modules are referred to as "solar roof tile” and have connecting devices which can be hooked into each other. All these devices are not suitable for upgrading any existing or newly selected PV module without changing the mounting structure of the PV modules.
  • solar roof tile From DE 202011109473 Ul a solar module is known, which is deposited with a plurality of thin cooling tubes. This arrangement of tubes is covered on both sides with metal foils and back occupied only with a resilient leveling mat and then with a thermal insulation material. The complete structure is pressed flat on the back by means of a stable construction with uniform pressure to the PV module.
  • the second metal foil which faces away from the PV module, has to lay around the cooling tubes, it is exposed to strong stresses when it is pressed by the leveling mat. Because this film is also made thinner than the other, flat applied to the PV module film, there is a risk of breakage of the film, whereby the heat dissipation is again interrupted. Also, this solar module is already finished with its cooling structure with all its incorporated therein thin cooling tubes factory. Connections on the underside of the solar module ensure the inflow and outflow of a cooling medium to the cooling tubes.
  • the cooling element according to the invention comprises a heat-insulating mat with an upper surface, into which mutually parallel pipe channels are incorporated, wherein the edges of the pipe channels and the upper surface of the heat-insulating mat are designed with one or more bathleitblechen, which are preferably aluminum sheets.
  • the cooling element according to the invention comprises a tube which is routed in loops in all of the tube channels designed with the heat-conducting plates such that the largest area of the tube is within the heat-insulating mat.
  • the outline of the thermal insulation mat with the tube inserted therein is designed such that the cooling element, if his or her jacketleitbleche the bottom of the PV module are facing completely fits under the selected PV module.
  • the cooling element can be fastened to the PV module with the aid of the fastening device.
  • Such a cooling element can be produced very inexpensively because building services already supply all major components in this form to large suppliers, for example as components of underfloor heating systems.
  • the respective dimensions of the PV modules to be upgraded must be known. This includes knowing the exact positioning of your connection device, which on most models is mounted on the underside of the PV module.
  • PV modules are also mounted in a frame, which can finally be mounted to the desired location, for example on a roof.
  • the available space within the frame can usually be used.
  • such an additional can be attached according to the proposed installation suggestions of the manufacturers of the PV modules.
  • the attachment of the cooling element to the PV module is preferably carried out by gluing or clamping.
  • the cooling element is attached to the PV module without gaps before it is fixed together with the PV module on a roof or other construction in its ready-to-use location. This ensures good contact with the PV module and thus good heat conduction.
  • a cooling element according to the invention with the side of his or her jacketleitbleche the bottom of the PV module to be upgraded accordingly, so that it can be completely covered by this, wherein the connection device is recessed.
  • the cooling element is placed in this position on the underside of the PV module and the cooling element with the fastening device attached to the PV module.
  • This attachment is preferably again by gluing or clamping. It is important that the cooling element can be attached flat and gap-free to the PV module. This ensures good heat conduction.
  • the various tubes of all cooling elements are connected together and completed with inlets and outlets to a circuit in which a heat exchanger is installed. This ensures that a circulating coolant is cooled down again, so that it can absorb heat from the PV modules again.
  • the heat thus obtained can be used, for example for generating hot water or for heating the water of a swimming pool. Further preferred devices and methods are described in the subclaims of the respective categories of claims.
  • Fig. 1 is an exploded view in section of a partial view of an inventive
  • Fig. 2 is the view of Figure 1 in an assembled form.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a cooling element according to the invention mounted on a PV module
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a cooling element according to the invention with an alternative fastening device mounted on a PV module;
  • FIG. 5 shows the schematic interaction of a cooling element according to the invention arranged on the underside of a PV module
  • Fig. 6 is a schematic perspective view of a cooling element according to the invention mounted under a finished PV module;
  • Fig. 7 is a schematic representation of a cooling circuit. Ways to carry out the invention
  • PV module 1 shows a detail of an inventive cooling element 5 with a PV module 1 in an exploded view, in section.
  • Any commercially available PV module 1 can be upgraded by being mounted with a cooling element 5 according to the invention with a fastening device 16.
  • the PV module 1 has a lower side 2, to which, as a rule, a connecting device 3 for the electrical installation is attached, as shown in FIG. 5.
  • this connection device 3 can also be designed as an electronic module with lines that are not attached to the underside 2 but, for example, are arranged laterally next to the PV module 1.
  • the underside 2 faces an upper surface which is exposed in use of the sun, so that the PV module 1 can produce electricity.
  • the PV module 1 as shown in Fig.
  • the frame 4 is used for attachment to a substrate, for example on a roof or a rack, as shown in Fig. 6.
  • the frame 4 provides space for the electrical connection device 3, if this is arranged as in Fig. 5 on the underside 2 of the PV module 1.
  • the efficiency of the PV module 1 can be increased by being cooled. The efficiency decreases with increasing temperatures, so that the power of a PV module 1 in high summer, especially in hot areas, is greatly decimated.
  • the heat absorbed in the cooling module 5 can also be used. In winter, with the help of the cooling module 5, which then works as a heat module, the snowmelt can be supported on the PV module 1, which in turn the benefits of the PV module 1 can be increased.
  • Cooling elements 5 according to the invention are of simple design and can be fitted in the respectively appropriate resp. required masses of the upgraded PV modules 1 are completed, especially on site. With the aid of the fastening device 16, they are fastened to the PV modules 1, which can then be mounted at the desired positions for their future use. Important here is the good and direct contact between the PV module 1 and the cooling element 5.
  • the cooling element 5 comprises a thermal insulation mat 6 with an upper surface 7, which faces the PV module 1 during assembly.
  • this surface 7 parallel aligned pipe channels 8 are incorporated.
  • the edges of the tube channels 8 and the upper surface 7 of the heat insulation mat 6 are with one or more
  • the tube channels 8 comprise a tube 10 which is laid in loops 11 in such a way that it passes through all the tube channels 8 laid out with the heat conducting plates 9, the largest portion of the tube 10 inside the thermal insulation mat 6 is.
  • the arcs of the loops 11 may be outside the thermal insulation mats 6, but should be kept as small as possible, since they can not absorb the heat of the PV module 1 so well.
  • heat insulation mats 6 with tubular ducts 8 in arched form can additionally be used on the sides, which are lined with corresponding heat conducting sheets 9 in which the arcs of the loops 11 run.
  • FIG. 5 A schematic representation of this is shown in FIG. 5.
  • the outline of the thermal insulation mat 6 with the inserted tube 10 is designed such that the cooling element 5, when his or her zonaleitbleche 9 of the bottom 2 of the PV module 1 faces completely under the selected PV module 1 fits.
  • the area of the electrical connection device 3, if it is mounted on the underside 2 of the PV module 1, is recessed, as can also be seen in FIG. 5.
  • Fig. 5 shows no real arrangement, since the heat conducting plates 9, designed here as jacketleitplatten 12, are visible in this view. In reality, these would be covered by a cover plate 13 and finally by the PV module 1. 5 only serves the arrangement and the size ratios of the cooling element 5, PV module 1, connection device 3 and the loops 11 of the tube 10.
  • both or only one tube end can be provided with a connection point 15.
  • a further tube 10 can be connected to a connection point 15.
  • the tube ends can optionally be arranged on the same side or, as shown in Fig. 5, on different sides of the cooling element 5.
  • the assembly of the cooling elements 5 is preferably carried out directly on site, where the PV modules are delivered for assembly, respectively. where they are dismantled from their sites for upgrades. Thus, it can be ensured that the connections 15 are in each case in the correct positions in order to optimally make pipe connections 10, 10 '.
  • already pre-assembled cooling elements 5 can be angeleifert when the mass and the arrangement of the PV modules are already known in advance. In any case, the cooling elements 5 are attached to the PV modules in situ and assembled together at their final locations.
  • the tube 10 is preferably sold by the meter and is made of flexible or bendable material so that it can be bent at the desired locations, such as tubes used for floor heating. These also have the advantage that they are very inexpensive and bez. Heat conduction are already optimized, so that a circulating coolant has a good heat transfer to the lateral surface.
  • the heat-insulating mat 6 is made of polystyrene, polyurethane or a similar material.
  • the sauceleitbleche 9 preferably comprise a plurality of individual sheets.
  • they comprise profiled heat conducting plates 12, which surround the surrounding fertilize the pipe channels 8 and adjoin adjacent partial surfaces of the thermal insulation mat 6.
  • These are standardized components, which are therefore very inexpensive. They can simply be cut to the desired length.
  • the tube 19 can be laid in these borders of the tube channels 8.
  • the heat conducting plates 9 in this preferred arrangement, a cover plate 13 with the dimensions of the upper surface 7 of the heat insulation mat 6. This is disposed in the manufacture of the cooling element 5 on the heat conducting plates 12 and covers the tube 10 from which in the heat conducting 12th designed pipe channels 8 runs, as well as the profiled heat conducting plates 12 and arranged below the thermal insulation mat. 6
  • the thermal insulation mat 6 with the pipe channels 8, the chiropractorleitbleche 9, the bathleitplat- th 12 and / or the tube 10 may come from the Boden2020ungs station, as well as these commercial semi-finished products have the proper technical and physical conditions for the present use and also very cost are because it is standardized mass-produced goods.
  • the structure described here of a cooling element 5 according to the invention is simple to manufacture and can be manufactured quickly in all desired masses.
  • the individual components can be glued together if necessary.
  • the tube 10 preferably comprises at least one connection point 15 for connecting the tube 10 to another tube 10 "of the same size and type attached, for example, to an adjacent PV module.
  • Modules 1, ⁇ a group for example, be mounted on a roof, retrofitted with inventive cooling elements 5, the tubes 10, 10 "are all connected together so that a fluid 25 can circulate therein. Examples are described in FIGS. 6 and 7.
  • the tubes 10, 10 are copper tubes, but it has been found that plastic tubes or plastic-metal composite tubes, which are much cheaper than copper tubes, also give good results.
  • the inventive device In contrast to devices having a plurality of tubes, as known from the prior art, the inventive device has the advantage that it is easier to produce.
  • Cooling modules with many pipes must either be many have connections or have internal branches. This prevents rapid and cost-effective packaging to desired mass, since the production of branches and corresponding mergers is time-consuming and expensive, since each Y-parts or similar manifolds must be installed. For each distributor and combination, of course, the tightness must be guaranteed.
  • the cooling element 5 can be fixed to the PV module 1 with the aid of the fastening device 16 according to FIG. 3.
  • the fastening device 16 is preferably an adhesive layer 17, which is attached to the outer upper side of the heat conducting plates or 9. Until the assembly, this adhesive layer 17 is preferably provided with a peelable protective film 18. For fastening, this protective film 18 is pulled off the adhesive layer 17 and the cooling element 5 is applied or pressed against the PV module 1.
  • This mounting method can be performed regardless of whether the PV module 1 has a frame 4 or not.
  • fasteners 20 are, for example, rivets and screws, in particular Poppnieten and tapping screws.
  • the cooling element 5 is clamped for attachment between the sheets 19 and the PV module 1 within the frame.
  • the sheets 19 are clamped to two opposite, outer portions of the frame 4 and overlap, so that they can be held together with the one or more fasteners 20.
  • Fig. 5 the process of attachment by the arrows is shown.
  • two rows of fasteners 20 can be attached, whereby the hold is improved.
  • the cooling element 5 is facing with the side of his or her jacketleitbleche 9 of the bottom 2 of the PV module 1, so that it can be completely covered by this, wherein the electrical connection device 3 is recessed; the cooling element 5 is applied in this position to the underside 2 of the PV module 1; the cooling element 5 is fastened to the PV module 1 with the fastening device 16.
  • the fastening device 16 is an adhesive layer 17, the protective film 18 is peeled off before the cooling element 5 is applied to the PV module 1.
  • the cooling element 5 is in last step with its adhesive layer 17 adhered to the bottom 2 of the PV module 1 and preferably pressed.
  • the PV module is now an upgraded PV module 22.
  • the frame 4 can be mounted and the assembly can be done as for a non-upgraded PV module. If the PV module 1 comprises a frame and the fastening device 16 comprises two arched metal sheets 19 and one or more fastening means 20, then, according to FIG.
  • one of the arched metal sheets 19 is attached to two for fastening the cooling element 5 to the PV module 1 clamped opposite outer portions of the frame 4, so that free edges 21 of the plates 13 protrude from the cooling element 5. Subsequently, the free edges 21 of the sheets 13 direction cooling element 5 are pressed until they rest against this. So that the sheets 13 remain in this position, they are fastened together with one or more fastening means 20, preferably screws or rivets, in an overlapping region. This results in a PV module according to FIG. 4.
  • a plurality of PV modules 1, 6 are upgraded with cooling elements 5 in the same way.
  • the upgraded PV modules 22 are, after they have been upgraded, brought to their desired position and the tubes 10, 10 "of the individual upgraded PV modules 22 connected to each other and with inlet and outlet pipes 23 to a circuit 24, which with a 6, the supply and discharge pipes 23 are shown diagrammatically by arrows Finally, the upgraded PV modules 22 can be exposed to the sun 26.
  • the fluid 25 circulates in the circuit 24 and thus becomes in the pipes 10, 10 "heated by the sunlight.
  • the heat is withdrawn from the fluid 25 within the circuit 24 in a heat exchanger 27 and thereby cools down, so that it can absorb heat in the tubes 10, 10 "again.
  • FIG. 7 shows a schematic cooling circuit 24.
  • the sun 26 heats the fluid 25 in the PV modules 22 upgraded with cooling elements 5. This circulates in the tubes 10, 10 "and in the supply and discharge pipe 23, which are all connected to a circuit 24 and also have a heat exchanger 27.
  • the extracted heat is preferably used thermally, in particular as support for a heat pump of a building, as a component in a low-temperature system, for hot water treatment, for heating a swimming pool or as process heat in an industrial process.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlelement (5) mit einer Befestigungsvorrichtung (16) zum Nachrüsten eines beliebigen, handelsüblichen, PV-Moduls (1), zur Erhöhung des Wirkungsgrades des PV- Moduls (1). Erfindungsgemäss umfasst es eine Wärmedämmmatte (6) mit einer oberen Oberfläche (7), in welche parallel zueinander ausgerichtete Rohrkanäle (8) eingearbeiteten sind, wobei die Umrandungen der Rohrkanäle (8) sowie die obere Oberfläche (7) der Wärmedämmmatte (6) mit Wärmeleitblechen (9), vorzugsweise Aluminiumblechen, ausgelegt sind. Zudem umfasst es ein Rohr (10), welches in Schleifen (11) in allen mit den Wärmeleitblechen (9) ausgelegten Rohrkanälen (8) verlegt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anbringen eines erfindungsgemässen Kühlelements (5) an ein PV-Modul (1).

Description

KÜHLELEMENT ZUM AUFRÜSTEN EINES PV-MODULS UND VERFAHREN ZUM AUFRÜSTEN EINES SOLCHEN
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Kühlelement mit einer Befestigungsvorrichtung zum Nachrüsten eines beliebigen, handelsüblichen, mit einer Unterseite und einer Anschlussvorrichtung versehenen PV- Moduls, zur Erhöhung des Wirkungsgrades des PV -Moduls. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Aufrüsten eines solchen PV-Moduls.
Stand der Technik
Bei der Stromproduktion mittels Photovoltaik (PV) wird ein grosser Teil der auf das Modul auftre- tenden Solarstrahlung in Wärme umgewandelt. Eine Erwärmung des Moduls reduziert dessen Wirkungsgrad merklich. Messungen ergaben eine Leistungsreduktion von ca. 0.5% pro Grad Erwärmung, sodass Schätzungen von einem Verlust von 10-30% ausgehen. Die kombinierte Nutzung von Strom und Wärme in einem Hybridmodul ist noch nicht sehr verbreitet. Erhältliche Hybridmodule sind bereits an ein bestimmtes Modul angebaut oder weisen fixe Absorbermasse auf. Die an- gebotenen Lösungen sind zudem sehr teuer.
Bekannt ist aus der DE 102012017382 AI eine Einrichtung zur Kühlung von Photo voltaikanlagen, welche in Stauräumen unter den PV-Modulen angeordnet sind, um dort entstandene Wärme an der Oberfläche aufzunehmen, abzuleiten und einer Nutzung zuzuführen. Sie sind stets in einem Abstand zum PV -Modul angeordnet und nehmen die Wärme somit durch Konvektion und Strahlung auf. Nachteilig an diesen Einrichtungen ist, dass ein relativ kompliziertes Rahmensystem mit Querschienen und U- oder L-förmigen Aufnahmen auf dem Dach vorgesehen sein muss, in welches die Einrichtungen eingeschoben werden können. Zudem ist die Wärmeaufnahme durch Konvektion und Strahlung relativ gering.
Aus der EP 1191606 A2 ist ein Solar-Dacheindeckungselement beschrieben, das auf der Unterseite mit Röhren versehen ist sowie mit einer Isolation, welche diese Röhren umgibt. Dieses Element ist werkseitig fertiggestellt und somit an ein spezifisches Solar-Laminat, hergestellt nach der Dünnschicht-Technologie, gebunden.
Auch aus der EP 2352197 A2 ist ein PV -Modul beschrieben, in dessen Unterbau eine Vielzahl von Rohren eingearbeitet ist, von denen einige mit Wasser und andere mit Luft durchströmbar sind. Diese Module sind als„Solar Dach-Ziegel" bezeichnet und weisen Verbindungsvorrichtungen auf, welche sich ineinander einhängen lassen. All diese Vorrichtungen sind nicht geeignet, um ein beliebiges, bereits bestehendes oder neu ausgesuchtes PV -Modul aufzurüsten, ohne die Montagekonstruktion der PV-Module zu ändern. Aus der DE 202011109473 Ul ist ein Solarmodul bekannt, das mit einer Vielzahl von dünnen Kühlrohren hinterlegt ist. Diese Anordnung von Rohren ist beidseitig mit Metallfolien belegt und rückseitig erst mit einer nachgiebigen Ausgleichsmatte und anschliessend mit einem Wärmeisolationsmaterial belegt. Der vollständige Aufbau wird rückseitig mittels einer stabilen Konstruktion mit gleichmässigem Druck flächig an das PV-Modul angepresst. Da sich die zweite Metallfolie, die dem PV-Modul abgewandt ist, um die Kühlrohre herum legen muss, ist sie beim Anpressen durch die Ausgleichsmatte starken Spannungen ausgesetzt. Weil diese Folie zudem dünner ausgestaltet ist als die andere, flächig am PV-Modul anliegende Folie, besteht eine Reissgefahr der Folie, wodurch die Wärmeableitung wiederum unterbrochen ist. Auch dieses Solarmodul ist mit seiner Kühlstruktur mit all seinen darin eingearbeiteten dünnen Kühlrohren bereits werkseitig fertiggestellt. An- Schlüsse auf der Unterseite des Solarmoduls gewähren das Zu- und Abfliessen eines Kühlmediums zu den Kühlrohren.
Der Käufer möchte seinen Vorstellungen und Bedürfnissen entsprechend aus einer Vielzahl von Photovoltaik Modulen auswählen. Diese unterscheiden sich abgesehen von ihren technischen Funktionsweisen und Wirkungsgraden auch durch ihre Verfügbarkeit in der Region, durch Grös- sen, Herkunftsland, äussere Gestaltung, Preisangebote usw. In den wenigsten Fällen wird zu den PV-Modulen in Kombination eine thermische Nutzung angeboten. Zudem besitzen bereits viele Hausbesitzer eine Photovoltaik Anlage und möchten diese gerne aufrüsten, um den Wirkungsgrad zu verbessern und die so gewonnene Wärme thermisch zu nutzen. Diesen steht keine kommerzielle Lösung zur Verfügung. Darstellung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlelement mit einer Befestigungsvorrichtung zum Nachrüsten eines beliebigen, handelsüblichen PV-Moduls zu beschreiben, welches kostengünstig in vorgegebenen Massen angefertigt werden kann. Zudem soll ein Verfahren beschrieben werden zum Nachrüsten eines solchen PV-Moduls. Die Aufgabe wird gelöst durch die Kennzeichen der unabhängigen Patentansprüche. Das erfindungsgemässe Kühlelement umfasst eine Wärmedämmmatte mit einer oberen Oberfläche, in welche parallel zueinander ausgerichtete Rohrkanäle eingearbeiteten sind, wobei die Umrandungen der Rohrkanäle sowie die obere Oberfläche der Wärmedämmmatte mit einem oder mehreren Wärmeleitblechen ausgelegt sind, die vorzugsweise Aluminiumbleche sind. Weiter umfasst das erfindungsgemässe Kühlelement ein Rohr, welches derart in Schleifen in allen mit den Wärmeleitblechen ausgelegten Rohrkanälen verlegt ist, dass der grösste Bereich des Rohres innerhalb der Wärmedämmmatte ist. Zudem ist die Umrissform der Wärmedämmmatte mit dem darin eingelegten Rohr derart ausgestaltet, dass das Kühlelement, wenn sein oder seine Wärmeleitbleche der Unterseite des PV -Moduls zugewandt sind, vollständig unter das gewählte PV-Modul passt. Der Be- reich der Anschlussvorrichtung ist, falls diese auf der Unterseite des PV -Moduls angebracht ist, vorzugsweise ausgespart. Das Kühlelement kann mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung an das PV- Modul befestigt werden.
Ein solches Kühlelement kann sehr kostengünstig hergestellt werden, weil Haustechnik Grosslieferanten bereits alle dafür notendigen Komponenten in dieser Form liefern, beispielsweise als Kom- ponenten von Fussbodenheizungen. Zum Herstellen der Kühlelemente müssen schliesslich die jeweiligen Abmessungen der PV -Module, die aufzurüsten sind, bekannt sein. Dazu gehört auch die Kenntnis der genauen Positionierung ihrer Anschlussvorrichtung, die bei den meisten Modellen auf der Unterseite des PV -Moduls angebracht ist.
Die meisten PV -Module sind zudem in einem Rahmen montiert, der schliesslich an die gewünschte Stelle, beispielsweise auf einem Dach, montiert werden kann. In diesem Fall kann in der Regel der vorhandene Platz innerhalb des Rahmens genutzt werden. Bei den Modellen ohne Rahmen kann ein solcher zusätzlich angebracht werden, entsprechend den vorgesehenen Montagevorschlägen der Hersteller der PV-Module.
Die Befestigung des Kühlelements an das PV-Modul wird vorzugsweise durch Kleben oder Klem- men vorgenommen. Das Kühlelement wird spaltfrei an das PV-Modul angebracht, bevor es zusammen mit dem PV-Modul auf einem Dach oder an einer anderen Konstruktion an seinem gebrauchsfertigen Standort befestigt wird. Dadurch wird ein guter Kontakt zum PV-Modul und somit eine gute Wärmeleitung gewährleistet.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird entsprechend ein erfindungsgemässes Kühlelement mit der Seite seines oder seiner Wärmeleitbleche der Unterseite des aufzurüstenden PV-Moduls zugewandt, sodass es von diesem vollständig abgedeckt werden kann, wobei die Anschlussvorrichtung ausgespart ist. Anschliessend wird das Kühlelement in dieser Lage an die Unterseite des PV- Moduls angelegt und das Kühlelement mit der Befestigungsvorrichtung am PV-Modul befestigt. Diese Befestigung erfolgt vorzugsweise wieder durch Kleben oder Klemmen. Wichtig ist, dass das Kühlelement flächig und spaltfrei am PV-Modul anbringbar ist. Dadurch wird eine gute Wärmeleitung gewährleistet.
In der Folge werden die verschiedenen Rohre aller Kühlelemente miteinander verbunden und mit Zu- und Ableitungen zu einem Kreislauf vervollständigt, in das auch ein Wärmetauscher eingebaut ist. Dieser sorgt dafür, dass eine im Kreislauf zirkulierende Kühlflüssigkeit wieder abgekühlt wird, damit sie erneut Wärme aus den PV -Modulen aufnehmen kann. Zudem kann die so gewonnene Wärme genutzt werden, beispielsweise zum Erzeugen von Warmwasser oder zum Erwärmen des Wassers eines Schwimmbads. Weitere bevorzugte Vorrichtungen und Verfahren sind in den Unteransprüchen der jeweiligen Anspruchskategorien beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen näher erklärt. Es zeigen
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung im Schnitt einer Teilansicht eines erfindungsgemässen
Kühlelements mit einem PV-Modul;
Fig. 2 die Ansicht von Fig. 1 in zusammengesetzter Form;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemässen Kühlelements an einem PV-Modul montiert;
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemässen Kühlelements mit einer alternativen Befestigungsvorrichtung an ein PV-Modul montiert;
Fig. 5 das schematische Zusammenwirken eines erfindungsgemässen Kühlelements an der Unterseite eines PV-Moduls angeordnet;
Fig. 6 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Kühlelements montiert unter einem fertig aufgestellten PV-Modul; Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs. Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen Kühlelements 5 mit einem PV -Modul 1 in Explosionsdarstellung, im Schnitt. Ein beliebiges, handelsübliches PV -Modul 1 kann aufgerüstet werden, indem es mit einem erfindungsgemässen Kühlelement 5 mit einer Befestigungsvorrich- tung 16 montiert wird. Das PV-Modul 1 weist eine Unterseite 2 auf, an der in der Regel eine Anschlussvorrichtung 3 für die Elektroinstallation angebracht ist, wie in Fig. 5 dargestellt. Alternativ kann diese Anschlussvorrichtung 3 auch als Elektronikmodul mit Leitungen ausgestaltet sein, die nicht an der Unterseite 2 angebracht sondern beispielsweise seitlich neben dem PV-Modul 1 angeordnet sind. Die Unterseite 2 liegt einer Oberseite gegenüber, welche im Gebrauch der Sonne aus- gesetzt ist, sodass das PV-Modul 1 Strom produzieren kann. In der Regel ist das PV-Modul 1 , wie in Fig. 3 dargestellt, in einem Rahmen 4 gefasst, der deutlich höher ist als die Höhe des PV-Moduls 1. Der Rahmen 4 dient der Befestigung an einem Untergrund, beispielsweise an einem Dach oder einem Gestell, wie in Fig. 6 dargestellt. Zudem bietet der Rahmen 4 Platz für die elektrische Anschlussvorrichtung 3, wenn diese wie in Fig. 5 an der Unterseite 2 des PV-Moduls 1 angeordnet ist. Nun kann der Wirkungsgrad des PV-Moduls 1 erhöht werden, indem es gekühlt wird. Der Wirkungsgrad nimmt mit steigenden Temperaturen ab, sodass die Leistung eines PV-Moduls 1 im Hochsommer, insbesondere in heissen Gegenden, stark dezimiert ist. Zudem lässt sich die im Kühlmodul 5 aufgenommene Wärme ebenfalls nutzen. Im Winter kann mit Hilfe des Kühlmodul 5, das dann als Wärmemodul arbeitet, die Schneeschmelze auf dem PV-Modul 1 unterstützt werden, wodurch wiederum der Nutzen des PV-Moduls 1 erhöht werden kann.
Erfindungsgemässe Kühlelemente 5 sind einfach aufgebaut und können in den jeweils passenden resp. erforderlichen Massen der aufzurüstenden PV-Modulen 1 fertiggestellt werden, insbesondere auch vor Ort. Mit Hilfe der Befestigungs Vorrichtung 16 werden sie an die PV -Module 1 befestigt, die anschliessend an den gewünschten Positionen montiert werden können für ihren künftigen Ein- satz. Wichtig dabei ist der gute und direkte Kontakt zwischen dem PV-Modul 1 und dem Kühlelement 5.
Wie in Fig. 1-3 dargestellt, umfasst das Kühlelement 5 eine Wärmedämmmatte 6 mit einer oberen Oberfläche 7, welche bei der Montage am PV-Modul 1 diesem zugewandt ist. In diese Oberfläche 7 sind parallel zueinander ausgerichtete Rohrkanäle 8 eingearbeiteten. Die Umrandungen der Rohrkanäle 8 sowie die obere Oberfläche 7 der Wärmedämmmatte 6 sind mit einem oder mehreren
Wärmeleitblechen 9 ausgelegt, vorzugsweise mit Aluminiumblechen. Zudem umfassen die Rohrkanäle 8 ein Rohr 10, welches derart in Schleifen 11 verlegt ist, dass es alle mit den Wärmeleitblechen 9 ausgelegten Rohrkanäle 8 durchläuft, wobei der grösste Bereich des Rohres 10 innerhalb der Wärmedämmmatte 6 ist. Die Bögen der Schleifen 11 können ausserhalb der Wärmedämmmat- ten 6 sein, sollten aber möglichst klein gehalten werden, da sie die Wärme des PV-Moduls 1 nicht so gut aufnehmen können. Andererseits können an den Seiten auch zusätzlich Wärmedämmmatten 6 mit Rohrkanälen 8 in Bogenform verwendet werden, die mit entsprechenden Wärmeleitblechen 9 ausgekleidet sind, in denen die Bögen der Schleifen 11 verlaufen.
Eine schematische Darstellung dazu ist in Fig. 5 dargestellt. Die Umrissform der Wärmedämmmatte 6 mit dem darin eingelegten Rohr 10 ist derart ausgestaltet, dass das Kühlelement 5, wenn sein oder seine Wärmeleitbleche 9 der Unterseite 2 des PV-Moduls 1 zugewandt sind, vollständig unter das gewählte PV-Modul 1 passt. Der Bereich der elektrischen Anschlussvorrichtung 3, falls diese auf der Unterseite 2 des PV-Moduls 1 angebracht ist, ist ausgespart, wie auch aus Fig. 5 ersichtlich ist. Fig. 5 zeigt keine reale Anordnung, da die Wärmeleitbleche 9, hier ausgestaltet als Wärmeleitplatten 12, in dieser Ansicht sichtbar sind. In Wirklichkeit wären diese von einem Abdeckblech 13 und schliesslich vom PV-Modul 1 abgedeckt. Fig. 5 dient nur der Anordnung und den Grössenver- hältnissen von Kühlelement 5, PV-Modul 1, Anschlussvorrichtung 3 und den Schleifen 11 des Rohres 10. Wahlweise können beide oder nur ein Rohrende mit einer Anschlussstelle 15 versehen sein. An eine Anschlussstelle 15 kann ein weiteres Rohr 10" angeschlossen werden. Zudem können die Rohrenden wahlweise auf derselben Seite oder, wie in Fig. 5 dargestellt, auf verschiedenen Seiten des Kühlelements 5 angeordnet sein.
Der Zusammenbau der Kühlelemente 5 wird vorzugsweise direkt vor Ort vorgenommen, wo die PV-Module zur Montage angeliefert werden resp. wo sie zwecks Aufrüstung von ihren Standorten demontiert werden. So kann gewährleistet werden, dass die Anschlüsse 15 jeweils an den richtigen Positionen sind, um Rohrverbindungen 10, 10' optimal vorzunehmen. Alternativ können auch bereits fertig vormontierte Kühlelemente 5 angeleifert werden, wenn die Masse und die Anordnung der PV-Module bereits vorher bekannt sind. In jedem Fall werden die Kühlelemente 5 vor Ort an die PV-Module angebracht und diese zusammen an ihren definitiven Standorten montiert.
Das Rohr 10 ist vorzugsweise Meterware und besteht aus flexiblem oder biegbarem Material, sodass es an den gewünschten Stellen gebogen werden kann, wie beispielsweise Rohre, die für Bodenheizungen verwendet werden. Diese haben zudem den Vorteil, dass sie sehr kostengünstig sind und bez. Wärmeleitung bereits optimiert sind, so dass ein darin zirkulierendes Kühlmittel einen guten Wärmeübergang an die Mantelfläche hat.
Vorzugsweise ist die Wärmedämmmatte 6 aus Polystyrol, Polyurethan oder einem vergleichbaren Material. Die Wärmeleitbleche 9 umfassen vorzugsweise mehrere Einzelbleche. Insbesondere umfassen sie, wie in Fig. 1 und Fig. 5 dargestellt, profilierte Wärmeleitplatten 12, welche die Umran- düngen der Rohrkanäle 8 sowie angrenzende Teilflächen der Wärmedämmmatte 6 auslegen. Dies sind standardisierte Bauteile, die daher sehr kostengünstig sind. Sie können einfach auf die gewünschte Länge abgelängt werden. In diesen Umrandungen der Rohrkanäle 8 kann schliesslich das Rohr 19 verlegt werden. Zudem umfassen die Wärmeleitbleche 9 in dieser bevorzugten Anordnung ein Abdeckblech 13 mit den Abmessungen der oberen Oberfläche 7 der Wärmedämmmatte 6. Dieses wird bei der Herstellung des Kühlelements 5 auf den Wärmeleitplatten 12 angeordnet und deckt das Rohr 10 ab, das in den mit den Wärmeleitplatten 12 ausgelegten Rohrkanälen 8 verläuft, sowie die profilierte Wärmeleitplatten 12 und die darunter angeordnete Wärmedämmmatte 6.
Auch die Wärmedämmmatte 6 mit den Rohrkanälen 8, die Wärmeleitbleche 9, die Wärmeleitplat- ten 12 und/oder das Rohr 10 können aus dem Bodenheizungsbedarf stammen, da auch diese handelsübliche Halbzeuge die richtigen technischen und physikalischen Voraussetzungen für den vorliegenden Einsatz aufweisen und zudem sehr kostengünstig sind, da es standardisierte Massenware ist.
Der hier beschriebene Aufbau eines erfindungsgemässen Kühlelements 5 ist einfach herzustellen und kann schnell in allen gewünschten Massen gefertigt werden. Die einzelnen Komponenten können, wenn notwendig, aneinander geklebt werden.
Zur Förderung des Wärmeübergangs zwischen auieinanderliegenden Wärmeleitblechen 9 und/oder zwischen Wärmeleitblechen 9 und dem Rohr 10 kann an diesen Stellen eine Wärmeleitpaste 14 vorgesehen sein. Dadurch wird die Wärme vom PV-Modul 1 besser zum Fluid 25 geleitet, das später im Gebrauch innerhalb des Rohres 10 zirkuliert. Wie in Fig. 5 gezeigt umfasst das Rohr 10 daher vorzugsweise mindestens eine Anschlussstelle 15 zum Verbinden des Rohres 10 mit einem weiteren Rohr 10" derselben Grösse und Art, das beispielsweise an einem benachbarten PV-Modul Γ angebracht ist. In der Regel werden alle PV -Module 1, Γ einer Gruppe, die beispielsweise auf einem Dach angebracht werden, mit erfindungsgemässen Kühlelementen 5 nachgerüstet, deren Rohre 10, 10" alle miteinander verbunden sind, damit ein Fluid 25 darin zirkulieren kann. Beispiele sind in Fig. 6 und 7 beschrieben. Vorzugsweise sind die Rohre 10, 10" Kupferrohre. Es hat sich aber gezeigt, dass Kunststoffrohre oder Kunststoff -Metall-Verbundrohre, die viel günstiger sind als Kupferrohre, auch gute Ergebnisse liefern.
Im Gegensatz zu Vorrichtungen, die mehrere Rohre aufweisen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, hat die erfindungsgemässe Vorrichtung den Vorteil, dass sie einfacher herstellbar ist.
Durch die Verwendung eines einzigen Rohres kann günstige Meterware besorgt und diese in Schlaufen verlegt werden, sodass schlussendlich jedes Modul genau je einen Eingang und einen Ausgang der Kühlflüssigkeit besitzt. Kühlmodule mit vielen Rohren müssen entweder entspre- chend viele Anschlüsse haben oder interne Verzweigungen aufweisen. Dies verhindert eine schnelle und kostengünstige Konfektionierung an gewünschte Masse, da die Herstellung von Verzweigungen und entsprechenden Zusammenschlüssen zeitraubend und teuer ist, da jeweils Y-Teile oder ähnliche Verteiler eingebaut werden müssen. Bei jedem Verteiler und Zusammenschluss muss natürlich die Dichtigkeit gewährleistet sein.
Das Kühlelement 5 kann mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung 16 gemäss Fig. 3 an das PV-Modul 1 befestigt werden. Die Befestigungsvorrichtung 16 ist vorzugsweise eine Klebeschicht 17, welches an der äusseren Oberseite des oder der Wärmeleitbleche 9 angebracht ist. Bis vor der Montage ist diese Klebeschicht 17 vorzugsweise mit einer abziehbaren Schutzfolie 18 versehen. Zur Befes- tigung wird diese Schutzfolie 18 von der Klebeschicht 17 abgezogen und das Kühlelement 5 an das PV-Modul 1 angelegt oder angepresst.
Diese Befestigungsmethode kann unabhängig davon durchgeführt werden, ob das PV-Modul 1 einen Rahmen 4 aufweist oder nicht. Das Nachrüsten eines Kühlelements 5 an ein handelsübliches PV-Modul 1 mit einem Rahmen 4 kann aber auch durch eine Befestigungs Vorrichtung 16 umfas- send zwei gewölbte Bleche 19 und ein oder mehrere Befestigungsmittel 20 durchgeführt werden, wie in Fig. 4 illustriert. Als Befestigungsmittel 20 eignen sich beispielsweise Nieten und Schrauben, insbesondere Poppnieten und Blechschrauben. Das Kühlelement 5 wird zur Befestigung zwischen den Blechen 19 und dem PV-Modul 1 innerhalb des Rahmens eingeklemmt. Die Bleche 19 werden dazu an zwei sich gegenüberliegenden, äusseren Abschnitten des Rahmens 4 eingeklemmt und überlappen sich dabei, damit sie mit dem oder den Befestigungsmitteln 20 zusammengehalten werden können. In Fig. 5 ist der Vorgang der Befestigung durch die Pfeile dargestellt. Durch eine grössere Überlappung als in Fig. 5 dargestellt können auch zwei Reihen von Befestigungsmitteln 20 angebracht werden, wodurch der Halt verbessert wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Nachrüsten eines beliebigen, handelsüblichen PV-Moduls 1 mit einem erfindungsgemässen Kühlelement 5 wird durch die folgenden Schritte beschrieben:
Das Kühlelement 5 wird mit der Seite seines oder seiner Wärmeleitbleche 9 der Unterseite 2 des PV-Moduls 1 zugewandt, sodass es von diesem vollständig abgedeckt werden kann, wobei die elektrische Anschlussvorrichtung 3 ausgespart ist; das Kühlelement 5 wird in dieser Lage an die Unterseite 2 des PV-Moduls 1 angelegt; das Kühlelement 5 wird mit der Befestigungsvorrichtung 16 am PV-Moduls 1 befestigt.
Wenn die Befestigungsvorrichtung 16 eine Klebeschicht 17 ist, so wird vor dem Anlegen des Kühlelements 5 an das PV-Moduls 1 die Schutzfolie 18 abgezogen. Somit wird das Kühlelement 5 im letzten Schritt mit seiner Klebeschicht 17 an der Unterseite 2 des PV -Moduls 1 angeklebt und vorzugsweise angepresst. Das PV -Modul ist nun ein aufgerüstetes PV-Modul 22. Anschliessend kann der Rahmen 4 angebracht werden und die Montage kann wie für ein nicht aufgerüstetes PV-Modul erfolgen. Wenn das PV-Modul 1 einen Rahmen und die Befestigungsvorrichtung 16 zwei gewölbte Bleche 19 und ein oder mehrere Befestigungsmittel 20 umfasst, so wird gemäss Fig. 4 zur Befestigung des Kühlelements 5 an das PV-Modul 1 erst je eines der gewölbten Bleche 19 an zwei sich gegenüberliegenden, äusseren Abschnitten des Rahmens 4 eingeklemmt, sodass freie Kanten 21 der Bleche 13 vom Kühlelement 5 abstehen. Anschliessend werden die freien Kanten 21 der Bleche 13 Rich- tung Kühlelement 5 gedrückt, bis sie an diesem anliegen. Damit die Bleche 13 in dieser Position bleiben, werden sie mit einem oder mehreren Befestigungsmitteln 20, vorzugsweise Schrauben oder Nieten, in einem überlappenden Bereich aneinander befestigt. So entsteht ein PV-Modul gemäss Fig. 4.
Vorzugsweise werden gemäss Fig. 6 und Fig. 7 mehrere PV-Module 1, Γ mit Kühlelementen 5 auf die gleiche Art aufgerüstet. Die aufgerüsteten PV-Module 22 werden, nachdem sie fertig aufgerüstet sind, an ihre gewünschte Position gebracht und die Rohre 10, 10" der einzelnen aufgerüsteten PV-Module 22 miteinander und mit Zu- und Ableitungsrohren 23 zu einem Kreislauf 24 verbunden, der mit einem Fluid 25 gefüllt wird. In Fig. 6 sind die Zu- und Ableitungsrohre 23 schematisch durch Pfeile dargestellt. Schliesslich können die aufgerüsteten PV-Module 22 der Sonne 26 ausge- setzt werden. Das Fluid 25 zirkuliert im Kreislauf 24 und wird somit in den Rohren 10, 10" durch die Sonneneinstrahlung erwärmt. Die Wärme wird dem Fluid 25 innerhalb des Kreislaufs 24 in einem Wärmetauscher 27 wieder entzogen und kühlt sich dadurch ab, damit es in den Rohren 10, 10" erneut Wärme aufnehmen kann.
Fig. 7 zeigt einen schematischen Kühlkreislauf 24. Die Sonne 26 wärmt dabei das Fluid 25 in den mit Kühlelementen 5 aufgerüsteten PV -Modulen 22 auf. Dieses zirkuliert in den Rohren 10, 10" sowie im Zu- und Ableitungsrohr 23, die alle zu einem Kreislauf 24 verbunden sind und zudem einen Wärmetauscher 27 aufweisen.
Die entzogene Wärme wird vorzugsweise thermisch genutzt, insbesondere als Unterstützung einer Wärmepumpe eines Gebäudes, als Komponente in einem Niedertemperatursystem, zur Warmwas- seraufbereitung, zur Beheizung eines Schwimmbeckens oder als Prozesswärme in einem Indust- rieprozess. Bezugszeichenliste
1 PV-Modul; 1 ' benachbartes PV-Modul
2 Unterseite
3 Anschlussvorrichtung
4 Rahmen
5 Kühlelement
6 Wärmedämmmatte
7 Obere Oberfläche
8 Rohrkanal
9 Wärmeleitblech
10 1(T Rohr
11 Schleife
12 Wärmeleitplatte
13 Abdeckblech
14 Wärmeleitpaste
15 Anschlussstelle eines Rohrs
16 Befestigungsvorrichtung
17 Klebeschicht
18 Schutzfolie
19 Blech zur Befestigung
20 Befestigungsmittel; Schraube, Blechschraube, Niete, Popniete
21 freie Kante eines Bleches
22 mit einem Kühlelement aufgerüstetes PV-Modul
23 Zu- resp. Ableitungsrohr
24 Kreislauf
25 Fluid
26 Sonne
27 Wärmetauscher

Claims

Kühlelement (5) mit einer Befestigungsvorrichtung (16) zum Nachrüsten eines beliebigen, handelsüblichen, mit einer Unterseite (2) und einer elektrischen Anschlussvorrichtung (3) versehen PV-Moduls (1), zur Erhöhung des Wirkungsgrades des PV-Moduls (1) und allenfalls zur Nutzung der abgeführten Wärme, gekennzeichnet durch eine Wärmedämmmatte (6) mit einer oberen Oberfläche (7), in welche parallel zueinander ausgerichtete Rohrkanäle (8) eingearbeiteten sind, wobei die Umrandungen der Rohrkanäle (8) sowie die obere Oberfläche (7) der Wärmedämmmatte (6) mit einem oder mehreren Wärmeleitblechen (9), vorzugsweise Aluminiumblechen, ausgelegt sind, sowie umfassend ein Rohr (10), welches derart in Schleifen (11) in allen mit den Wärmeleitblechen (9) ausgelegten Rohrkanälen (8) verlegt ist, dass der grösste Bereich des Rohres (10) innerhalb der Wärmedämmmatte (6) ist, und wobei die Umrissform der Wärmedämmmatte (6) mit dem darin eingelegten Rohr (10) derart ausgestaltet ist, dass das Kühlelement (5), wenn sein oder seine Wärmeleitbleche (9) der Unterseite (2) des PV-Moduls (1) zugewandt sind, vollständig unter das gewählte PV- Modul (1) passt, wobei das Kühlelement (5) mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung (16) an das PV -Modul (1) befestigt werden kann.
Kühlelement (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (5) mit Hilfe der Befestigungsvorrichtung (16) spaltfrei und flächig an das PV -Modul (1) befestigt werden kann, um eine gute Wärmeleitung zu gewährleisten.
Kühlelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckblech (13) die Wärmedämmmatte (6) mit dem darin eingelegten Rohr (10) abdeckt.
Kühlelement (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrissform der Wärmedämmmatte (6) mit dem darin eingelegten Rohr (10) einen Bereich der Anschlussvorrichtung (3), der auf der Unterseite (2) des PV-Moduls (1) angebracht ist, ausspart.
Kühlelement (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmmatte (6) aus Polystyrol oder Polyurethan ist.
Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitbleche (9) profilierte Wärmeleitplatten (12) umfassen, welche die Umrandungen der Rohrkanäle (8) sowie angrenzende Teilflächen der Wärmedämmmatte (6) auslegen, sowie ein Abdeckblech (13) mit den Abmessungen der oberen Oberfläche (7) der Wärmedämmmatte (6), welches auf diesen Wärmeleitplatten (12) angeordnet ist und das Rohr (10) in den mit den Wärmeleitplatten (12) ausgelegten Rohrkanälen (8) sowie die Wärmedämmmatte (6) abdeckt.
7. Kühlelement (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen aufeinanderliegenden Wärmeleitblechen (9) und/oder zwischen Wärmeleitblechen (9) und dem Rohr (10) eine Wärmeleitpaste (14) vorgesehen ist, um den Wärmeübergang zu fördern.
8. Kühlelement (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) mindestens eine Anschlussstelle (15) umfasst zum Verbinden des Rohres (10) mit einem Rohr (10 ) derselben Grösse und Art. 9. Kühlelement (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10, 10") ein Kupferrohr, ein Kunststoffrohr oder ein Kunststoff-Metall- Verbundrohr und vorzugsweise flexibel oder biegbar ist.
10. Kühlelement (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (16) eine Klebeschicht (17) ist, welches an der äusseren Ober- seite des oder der Wärmeleitbleche (9) angebracht ist und bis vor der Montage mit einer abziehbaren Schutzfolie (18) versehen ist.
11. Kühlelement (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Nachrüsten eines mit einem Rahmen (4) versehenen, handelsüblichen PV-Moduls (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (16) zwei gewölbte Bleche (19) und ein oder mehrere Befestigungs- mittel (20), vorzugsweise Schrauben oder Nieten, umfasst, zum Einklemmen des Kühlelements (5) zwischen den Blechen (19) und dem PV-Modul (1) innerhalb des Rahmens (4), wobei die Bleche (19) an zwei sich gegenüberliegenden, äusseren Abschnitten des Rahmens (4) eingeklemmt werden können und sich dabei überlappen, damit sie mit dem oder den Befestigungsmitteln (20) zusammengehalten werden können. 12. Kühlelement (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmmatte (6), die Wärmeleitbleche (9) und/oder das Rohr (10) handelsübliche Halbzeuge aus dem Bodenheizungsbedarf sind.
13. Verfahren zum Nachrüsten eines beliebigen, handelsüblichen PV-Moduls (1) umfassend eine Unterseite (2) und eine elektrische Anschlussvorrichtung (3), mit einem Kühlelement (5) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte, a) dass das Kühlelement (5) mit der Seite seines oder seiner Wärmeleitbleche (9) der Unterseite (2) des PV-Moduls (1) zugewandt wird, sodass es von diesem vollständig abgedeckt werden kann, wobei die Anschlussvorrichtung (3) ausgespart ist; b) das Kühlelement (5) in dieser Lage an die Unterseite (2) des PV-Moduls (1) angelegt wird; c) und das Kühlelement (5) mit der Befestigungsvorrichtung (16) am PV -Modul (1) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 unter Verwendung eines Kühlelements (5) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt a) oder b) die Schutzfolie 18) abgezogen wird und im Schritt c) das Kühlelement (5) mit seiner Klebeschicht (17) an der Unterseite (2) des PV-Moduls (1) angeklebt und vorzugsweise angepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 13 unter Verwendung eines Kühlelements (5) nach Anspruch 11 und eines PV-Moduls (1) mit einem Rahmen (4), dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) cl) je eines der gewölbten Bleche (19) an zwei sich gegenüberliegenden, äusseren Abschnitten des Rahmens (4) eingeklemmt wird, sodass freie Kanten (21) der Bleche (13) vom Kühlelement (5) abstehen; c2) die freien Kanten (21) der Bleche (13) Richtung Kühlelement (5) gedrückt werden, bis sie an diesem anliegen; c3) und mit einem oder mehreren Befestigungsmitteln (20), vorzugsweise Schrauben oder Nieten, die beiden Bleche (19) in einem überlappenden Bereich aneinander befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere PV- Module (1) mit Kühlelementen (5) auf gleiche Art aufgerüstet werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgerüsteten PV-Module (22) an ihre gewünschte Position gebracht und die Rohre (10, 10") der einzelnen aufgerüsteten PV-Module (22) miteinander und mit Zu- und Ableitungsrohren (23) zu einem Kreislauf (24) verbunden werden, der mit einem Fluid (25) gefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgerüsteten PV-Module (22) der Sonne (26) ausgesetzt werden, das Fluid (25) im Kreislauf (24) zirkuliert und in den Rohren (10, 10") durch die Sonneneinstrahlung erwärmt wird, und die Wärme dem Fluid (25) innerhalb des Kreislaufs (24) in einem Wärmetauscher (27) wieder entzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die entzogene Wärme thermisch genutzt wird, insbesondere als Unterstützung einer Wärmepumpe eines Gebäudes, als Komponente in einem Niedertemperatur System, zur Warmwasser aufbereitung, zur Beheizung eines Schwimmbeckens oder als Prozesswärme in einem Industrieprozess.
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