CZ300813B6

CZ300813B6 - Solární kolektor, deskovitého typu s teplonosnou kapalinou a ochranou pri zamrzání

Info

Publication number: CZ300813B6
Application number: CZ20080181A
Authority: CZ
Inventors: Kulhavý@Stanislav
Original assignee: Kulhavý@Stanislav
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2009-08-12
Also published as: CZ2008181A3

Abstract

Solární kolektor sestavený ze snadno vymenitelných solárních panelu (1) deskovitého typu sestává z vymenitelných solárních bunek (2) s teplonosnou kapalinou. Každá solární bunka (2) je vybavena prvkem (4) z teplo absorbujícího materiálu, který je zároven vratne roztažitelný a stlacitelný dilatacní prvek (4) elastomerního materiálu k ochrane pred poškozením solární bunky (2) pri zamrzání teplonosné kapaliny, napr. vody, a navíc je vytvarovaný pro vedení teplonosné kapaliny. Dilatacní prvek (4) s vysokou emisivitou má svuj horní povrch vytvarován pro vedení teplonosné kapaliny v solární bunce (2). Solární bunky (2) jsou navzájem spojeny variabilními a vymenitelnými spojovacími prvky (10, 10a, 10b) nejen s montážními otvory (11) a kotvicími otvory (12), ale též s otvory (6, 7) pro rozvod teplonosné kapaliny. Solární bunky (2) mohou být prekryty vymenitelným transparentním krytem (8). Transparentní deska (3) a nosná deska (5) solární bunky (2), spojovací prvky (10, 10a, 10b), kryt (8), jsou zhotoveny z technických plastu, dilatacní prvky (4) jsou zhotoveny z elastomerních materiálu. Solární bunka (2) muže být vybavena jednou výztuží mezi transparentní deskou (3) a nosnou deskou (5), která muže být opatrena povlakem stríbra ci medi.

Description

Solární kolektor, deskovitého typu s teplonosnou kapalinou a ochranou při zamrzání

Oblast techniky

Vynález se týká solárního kolektoru deskovitého typu s teplonosnou kapalinou a ochranou při zamrzáni. Solární kolektor sestává ze solárních panelů, vytvořených ze solárních buněk, uchycených na nosné konstrukci. Každá solární buňka se skládá z nosné desky, zhotovené z černého absorpčního materiálu pohlcujícího solární světlo a teplo případně s černým absorpčním povri o chem, nebo zhotovené z transparentního světlo a teplo propouštějícího materiálu. Ze strany solárního panelu směrem ke Slunci je uspořádána světlo a teplo propouštějící transparentní deska.

Teplonosná kapalina je vedena mezi touto transparentní deskou a protilehle uspořádanou druhou deskou s povrchem pohlcujícím sluneční záření. Obě desky jsou spojeny spojovacími prostředky. Každá solární buňka má pod transparentní deskou situován nejméně jeden prvek, zhotovený z černého absorpčního materiálu nebo s černým absorpčním povrchem, absorbující světelné a tepelné infračervené záření. Dále solární panel zahrnuje elastomemí prvek jakožto ochranu před poškozením během mrazivého období.

Dosavadní stav techniky

Je známa celá řada vynálezů, řešících zamrzání teplonosné kapaliny v solárních kolektorech, např. se do teplonosné kapaliny přidávají chemické prostředky proti zamrzání.

Jiné řešení solární buňky, zejména trubkových systémů, je opatřeno dalším okruhem s horkou proudící kapalinou, která je přiváděna do systému a je většinou ohřívána mimo něj, např. elektricky, nebo i pomocnými elektrickými prostředky, ponorným vedením, topným vedením atp.

Další řešení je vytvořeno ze dvou typů trubkových kovových materiálů, z nichž jeden je roztaži30 telný, např. vlnovec, který se při zamrzání roztahuje.

Existují také řešení trubkových systémů, kde zamrzající teplonosná kapalina je chráněna v podstatě dalším odděleným systémem, vytvořeným z elastomemího materiálu.

V patentové přihlášce JP 58064449 je popsán solární kolektor, jehož účelem je ochrana proti roztržení trubek při zámraze metodou, v níž elastomer obsahující plyn, např.vzduch, je vkládán do trubkových prvků a zvyšuje nebo snižuje objem trubkových prvků během zamrzání nebo tání vody, která je absorbována elastomerem. Uvnitř trubek jsou vloženy sloupcovité či válcovité elastomemí prvky, např. pěna. Při zámrazu dochází k deformaci těchto elastomemích prvků. Pří40 růstek nebo úbytek objemu každé trubice během zamrzání či tání vody je absorbován těmito elastomemími prvky, což zabraňuje porušení trubek pro vedení teplonosné kapaliny během období mrazů. Nevýhodou je, že tyto elastomemí prvky zvyšují hydraulický odpor trubkového systému.

Ve zveřejněné WO 00/16023 kanadského přihlašovatele je popsána ochrana proti zamrzání kapaliny v trubkovém systému. Dovnitř trubkového systému je upevněna stlačitelná flexibilní membrána z elastomemího materiálu, fixovaná k trubkovému systému. Podélné, převážně trubkové vedení pro odvádění nebo zadržování kapaliny obsahuje pružnou membránu, která je umístěna v podstatě v přilehlém/dotykovém vztahu se stlačitelným elastomemím materiálem, pripad50 ně spojovacím pevným členem propouštějícím protékající kapalinu. Tato membrána v trubkovém systému zaujímá různý průřez, tento průřez může být i takový, že vnější povrch membrány těsně přiléhá ke značné části vnitřního povrchu trubkového systému. Přitom proudící kapalina protéká zbylým prostorem mezi membránou a trubkovým systémem. Membrána pracuje tak, že se při ochlazení nebo zamrznutí teplonosné kapaliny smršťuje. Zamrzlá teplonosná kapalina tak nemůCZ 300813 B6 že porušit trubkový systém, protože při změně teplot zamrzlá teplonosná kapalina roztaje a membrána svůj zmenšený objem zvětší.

Oba vynálezy řeší ochranu proti zamrzání teplonosné kapaliny v trubkovém systému pomocí stlačitelných trubkových systémů, vkládaných do vnějšího trubkového vedení. Tato řešení umožňují při roztávání ledu znovuobnovení funkce solárního systému roztažitelností stlačitelných materiálů, bez poškození trubkového vedení. Nevýhodou je zřejmě relativní nízká účinnost přenosu sluneční energie, způsobená zúžením průřezu v trubkovém systému a vysoké hydraulické ztráty. Řešení podle japonské patentové přihlášky je konstrukčně jednodušší, a tím zřejmě i lev10 nější než kanadské řešení. Kanadské řešení umožňuje velkou variabilitu stlačitelného expansního materiálu, membrány. Toto konstrukční řešení je zřejmě náročné na výrobní náklady. Dá se předpokládat, že životnost membrány bude díky velkému namáhání nízká.

Jsou známy deskovité solární panely, sestávající z horní průhledné desky a ze spodní černé absorpční desky, které jsou navzájem spojeny spojovacími prostředky, např. lepidly, tmely, šrouby atp. Mezi oběma deskami proudí teplonosná kapalina, obvykle voda, vedená většinou labyrintem, vytvořeným buď vytvarováním spodní desky nebo vytvarováním ze tmelů. Nevýhodou tohoto spojení je zřejmě nesnadná výměna a oprava panelů.

Každý solární kolektor ke své funkci nutně potřebuje, pod horním světlo a teplo propouštějícím prvkem nejméně jeden prvek, zhotovený z černého absorpčního materiálu nebo s černým absorpčním povrchem, absorbující světelné a tepelné infračervené záření. Odebrané teplo je přenášeno do teplonosné kapaliny, vedené mezi tímto horním transparentním elementem a protilehle uspořádaným povrchem/povrchy, pohlcujícím sluneční záření a tedy teplo sbírajícím povrchem.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u solárního kolektoru, deskovitého typu s teplonosnou kapalinou a ochranou proti zamrzání, sestávajícího ze solárních panelů, vytvořených ze solárních buněk, podle tohoto vynálezu. Podstata tohoto vynálezu spočívá vtom, že každá solární buňka má pod světlo/teplo propouštějící transparentní deskou na černé nosné desce z materiálu pohlcujícího solární světlo a teplo nebo s černým absorpčním povrchem připevněn nejméně jeden prvek, zhotovený též z černého absorpčního materiálu nebo s černým absorpčním povrchem, absorbující světelné a tepelné infračervené záření, který je zároveň vratně roztažitelný a stlačitelný elastomemí dilatační prvek. Jeho horní povrch, přivrácený k transparentní desce, je vytvarován za účelem vedení teplonosné kapalíny do stlačitelných a roztažitelných útvarů neboje vytvořen navzájem oddělenými reliéfními, stlačitelnými a roztažitelnými útvary a upevněnými na pevné nosné desce s absorpčním povrchem. Celkový absorpční povrch dilatačního prvku, pří40 pádně celkový absorpční povrch oddělených reliéfních útvarů a absorpční plochy nosné desky mezi nimi, je větší, než je plocha světlo/teplo propouštějící transparentní desky. Absorpční povrch dilatačního prvku, případně absorpční povrch nosné desky má emisivitu povrchu 0,9 ~ 0,98 v rozsahu vlnových délek 1 až 7 pm, danou zvoleným materiálem nebo úpravou jeho povrchu, např. zdrsněním.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je, že elastomemí dilatační prvek, zhotovený z černého absorpčního materiálu nebo s černým absorpčním povrchem, nejen že absorbuje světelné a tepelné infračervené záření a slouží jako teplo absorbující plocha, ale navíc je vytvarován pro vedení teplonosné kapaliny mezi tímto dilatačním prvkem/prvky a horním transparentním mate50 riálem, a mimoto zabezpečuje ochranu solárního panelu při zamrznutí teplonosné kapaliny v chladnějším období nebo v zimě. V chladnějším období je elastomemí dilatační prvek stlačován, a tím dochází k ochraně solární buňky s teplonosnou kapalinou před poškozením. Tlaky, které při zamrzání vody vznikají a vedou k navýšení objemu, např. u vody se objem zvětší o 1/10, se absorbují do elastomemího materiálu dilatačního prvku. Do svého původního tvaru se dilatační prvek dostane po rozmrznutí vody. Velkou výhodou konstrukce tohoto solárního kolektoru je, že umožňuje pracovat s tlakovou vodou až do tlaku 6 barů uvnitř solární buňky. Deskovité povrchy světlo propouštějící i absorbující jsou relativně velké ve srovnání s trubkovými solárními panely, takže se sluneční energie předává a absorbuje relativně velkou plochou. Celkový absorpční povrch dilatačních prvků, který je větší, než celkový povrch transparentní desky propouštějící sluneční záření, omezuje ztráty při předávání energie. Předností řešení je vysoká účinnost přenosu infračerveného záření solárního panelu do teplonosného okruhu kapaliny, pří absorpčním povrchu větším než je povrch transparentní desky světlo propouštějící. Konstrukce solárního panelu zajišťuje též vysokou mechanickou pevnost a odolnost.

io Dilatační prvek může být vytvořen ze souvislé vrstvy, připevněné na nosnou desku a opatřené na povrchu, přivráceném k transparentní desce a proudící teplonosné kapalině, reliéfními prvky, např. výstupky, drážkami, atp., sloužícími pro vedení teplonosné kapaliny.

Dilatační prvky mohou být také vytvořeny z jednotlivých oddělených reliéfních útvarů, upevně15 ných na nosné desce, např. oddělených výstupků a drážek, pro vedení teplonosné kapaliny.

Konstrukční a materiálové řešení dilatačního prvku tedy řeší nejen absorpční funkci solárního panelu, navíc zároveň vytváří ochranu systému solárního kolektoru při zamrzání vody nebo jejím tání, a současně vytváří vedení teplonosného okruhu kapaliny v solárním panelu.

Každý solární panel je snadno vyměnitelný, jeho stavebnicové solární buňky jsou rovněž snadno vyměnitelné. Rovněž snadno jsou vyměnitelné spojovací prvky. Tato snadná vyměnitelnost umožňuje velkou variabilitu a aplikace solárních kolektorů různých rozměrů i typů. Spojovací prvky mohou mít s výhodou tvar krychle nebo kvádru, což je snadné pro výrobu i pro vlastní konstrukci a montáž deskovitého solárního panelu.

Každý spojovací prvek je určen nejen pro montážní a kotvicí účely, ale též pro vedení a rozvod teplonosné kapaliny v solárním panelu. Každý spojovací prvek, je opatřen montážními otvory pro spojení solárních buněk navzájem a kotvícími otvory pro ukotvení solárních buněk k nosné konstrukci. Spojovací prvky tak zajišťují svoji vlastní fixační funkci během montáže i při vlastním použití a aplikaci solárního panelu.

Dále jsou spojovací prvky opatřeny nejméně jedním průchozím vodícím otvorem pro rozvod teplonosné kapaliny, a pro její přívod a odvod do solárního panelu a pro vedení a průtok teplo35 nosné kapaliny v solárním panelu. Vodicí otvory jsou buď přímé a/nebo zahnuté. Vnější spojovací prvek, uspořádaný na okraji solárního kolektoru, je opatřen nejméně jedním vodícím otvorem pro přiváděnou nebo odváděnou tepionosnou kapalinu mezi vnějším a vnitřním solárním panelem. Vnitřní spojovací prvek, uspořádaný ve vnitřní části solárního panelu, je opatřen nejméně dvěma vodícími otvory pro přiváděnou nebo odváděnou tepionosnou kapalinu mezi sousedními solárními buňkami. Spojovací prvky s vodícími otvory jsou součástí konstrukčního vytvoření teplonosného okruhu kapaliny solárního panelu.

Solární buňka může být též vybavena krytem z transparentního, solární světlo propouštějícího materiálu, odolného proti mechanickému poškození. Tento kryt je též snadno vyměnitelný a slouží jako vnější ochrana před mechanickým poškozením. Kryt může být na povrchu vytvarován pro stékání vody, např, jako střešní taška, zejména při použití pro střešní krytiny.

Nosná konstrukce, montážní a kotvicí prvky jsou zhotoveny z kovového materiálu. Transparentní a nosná deska solární buňky, spojovací prvky a kryt jsou zhotoveny z technických plastů. Dila50 tační prvky jsou zhotoveny z elastomemího materiálu.

Další zlepšení solárního panelu představuje alespoň jedna výztuž přednostně kolmo orientovaná mezi transparentní a nosnou deskou solární buňky, která má za účel další zvýšení mechanické pevnosti tam, kde to může být vyžadováno.

Uzavřený okruh teplonosné kapaliny, např. vody se může chránit proti řasám tak, že výztuž, zhotovená s výhodou z kovu, je opatřena povlakem stříbra či médi.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále podrobně popsán na příkladných provedeních, blíže objasněných na přiložených schematických výkresech, z nichž představuje obr. 1 axonometrický pohled na teplonosný solární panel, sestavený z 9 solárních buněk, io obr, 2 pohled shora na solární buňku, obr. 3 axonometrický pohled na rozložené části solárního panelu, obr. 4 axonometrický pohled na dilatační prvek, obr. 5 příčný řez A-A solární buňkou z obr. 2, obr. 6 axonometrický pohled z obr. 1, v částečném pohledu na spojovací prvky, obr. 7 detail B z obr. 6 na spojovací prvek, obr. 8 detailní pohled na spojovací prvek samotný,

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1 (Obr. 1 až 8)

Solární kolektor deskovitého tvaru sestává z vyměnitelných solárních panelů i, v podstatě obdobného či shodného tvaru, vhodného pro stavebnicové uspořádání. Solární panel I v podstatě deskovitého tvaru, axonometrický znázorněný na obr. 1, sestává v příkladném provedení z 9 vyměnitelných solárních buněk 2, jakožto modulárních stavebnicových prvků. Solární buňky 2 jsou vzájemně spojeny do jednoho celku solárního panelu 1, např. o rozměrech 330 x 330 mm, tloušťky cca 25 mm. Sestava solárního panelu 1 může být zhotovena i v jiných rozměrech.

Pohled shora na solární buňku 2, znázorněnou na obr. 2, představuje pohled shora a skrze horní transparentní desku 3, zhotovenou v konkrétním příkladném provedení z technického průhledného plastu, např. typu Lexan BSP s vynikajícími mechanickými, optickými, termickými a elektro35 izolačními vlastnostmi, zajišťujícími vysokou propustnost infračerveného záření. Pod transparentní deskou 3 je situován černý opakní dilatační prvek 4 s drážkami 4a na své horní ploše.

Absorpční povrch dilatačního prvku, případně absorpční povrch nosné desky má emisivitu povrchu 0,9 až 0,98 v rozsahu vlnových délek 1 až 7 pm, danou zvoleným materiálem nebo úpravou jeho povrchu, např. zdrsněním.

Každá solární buňka 2 je vytvořena ze tří desek, znázorněných na obr. 3, a to horní transparentní desky 3 propouštějící solární záření, pod ní situované černé opakní a světlo pohlcující dilatační prvky 4, upevněné na nosné desce 5.

Dilatační prvek 4 je axonometrický znázorněn na obr. 4. Dilatační prvek 4 je v konkrétním příkladném zhotovení vytvořen z elastomemího materiálu, např. z lisovací hmoty obchodního názvu Elastron, u něhož je možno nastavit tvrdost. Dilatační prvek 4 musí být stlačitelný při zamrzání teplonosné kapaliny. V konkrétním příkladném provedení je dilatační prvek 4 na své ploše při50 vrácené transparentní desce 3, opatřen drážkami 4a paralelně uspořádanými za sebou v pravidelných odstupech do labyrintu pro vedení teplonosné kapaliny. Dilatační prvek 4 může mít horní povrch pro vedení teplonosné kapaliny vytvořen i jiným neznázoměným způsobem, např. oddělenými drážkami, oddělenými výstupky atp. upevněnými na nosné desce 5. Každý dilatační prvek

CZ 300813 Bó je opatřen dvěma průchozími otvory 6, 7, jeden otvor slouží pro přívod teplonosné kapaliny, druhý otvor 7 pro odtok teplonosné kapaliny. Tyto dva otvory 6, 7 navazují na průchozí otvory 6, 7 v nosné desce 5 (obr. 3). Při roztávání zamrzlé teplonosné kapaliny nebo ledu se musí dilatační prvek 4 vrátit zpět do původního tvaru, aby umožnil proudění teplonosné kapaliny mezi jejím horním povrchem, např. drážkami 4a, nebo mezi neznázoměnými výstupky na nosné desce 5 a spodním povrchem transparentní desky 3.

Nosná deska 5 je v tomto příkladném konkrétním provedení zhotovena z konstrukčního plastu, např. v konkrétním provedení z materiálu obchodního názvu Forsan ABS s rázovou houževna10 tostí 190 KJ.m'² a tvrdosti 99 N.mm². V případě, že dilatační prvek 4 je vytvořen z oddělených neznázoměných výstupků, upevněných na nosné desce 5, potom jejich povrch musí být též černý a pohlcující sluneční energii.

Absorpční povrch dilatačního prvku 4, a případně absorpční povrch nosné desky 5 má povrch s vysokou emisivitou v rozmezí 0,9 až 0,98 v rozsahu vlnových délek 1 až 7 pm, danou zvoleným materiálem nebo úpravou jeho povrchu, např. zdrsněním. Vysoké emísivíty se může dosáhnout vytvořením mikrodrážek na povrchu absorpčního materiálu s hloubkou větší než je jejich rozteč.

Celkový absorpční povrch dilatačních prvků 4 je vždy větší než je celkový povrch transparentní desky 3, což přispívá k dobrému předávání energie a omezení ztrát předávané energie.

Příčný řez A-A (obr. 5) solární buňkou 2 z obr. 2 znázorňuje uspořádání jednotlivých desek za sebou, a to nosné desky 5, k níž je připevněn dilatační prvek 4, nad ní je přichycena transparentní deska 3, nad níž může být s výhodou uchycen transparentní kryt 8, zajišťující mimo průchodu slunečních paprsků též mechanickou odolnost horní části solárního panelu I. Kryt 8 může být odnímatelný a vyměnitelný. Kryt 8 je zhotoven z technického plastu obchodního názvu Krasten. Jedná se o vysoce houževnatý polystyrénový plast, jehož rázová houževnatost je cca 55K J.m'² a tvrdost měřená vtiskem kuličky je 80 N.mm'². Využití krytu 8 je vhodné v případě využití solárního panelu všude tam, kde může snadno dojít k mechanickému otěru a poškození. Kryt 8 může být, při použití ve střešních solárních kolektorech, vytvarován na vnějším povrchu obdobně jako střešní taška, umožňující stékání vody po jejím povrchu.

Solární panel I, znázorněný na obr. 6, má odkrytou horní Část solárních buněk 2, s pohledem na nosnou konstrukci 9 a spojovací prvky 10. Všechny tyto spojovací prvky K) jsou konstruovány a uspořádány tak, aby byly variabilní při sestavování solárních panelů I ze solárních buněk 2, a aby byly snadno vyměnitelné v případě potřeby. Spojovací prvky K) jsou v tomto konkrétním příkladném provedení přednostně krychlové nebo kvádrovité, mohou mít i jiný tvar, kupř. zaoblený. Spojovací prvky 10 plní více funkcí, a to nejen nutnou funkci kotvicí a montážní, ale též funkci rozvodu teplosměnné kapaliny, jak je patrno z obr. 6. Solární buňky 2 uspořádané na okraji solárního panelu 1 jsou spojeny vnějšími spojovacími prvky 10a s jedním vstupním otvorem 6 pro přívod teplonosné kapaliny nebo s jedním výstupním otvorem 7 pro odtok teplonosné kapaliny. Tyto průchozí otvory 6, 7 v tomto konkrétním příkladném provedení jsou vytvarovány v přímém směru pro vedení kapaliny mezi sousedními solárními buňkami 2, nebo mají průchozí otvory 6, 7 zahnuté, např. do pravého úhlu v případě vstupu/výstupu kapaliny v solární buňce 2.

Uvnitř solárního panelu 1 uspořádané solární buňky 2 jsou mezi sebou navzájem spojeny vnitřními spojovacími prvky 10b, z nichž každý má dva průchozí otvory 6, 7 pro oddělené průtoky teplonosné kapaliny odebírající teplo a předávající teplo. Průchozí spojovací prvky 10, 10a. 10b zahnuté či pravoúhlé, mohou být v „pozici pravé nebo levé“, tj. otvor je vytvořen podle potřeby vedení teplosnosné kapaliny v solárním panelu L

Na obr. 7 je znázorněn detail B spojovacího prvku 10b ze solárního panelu 1. Tento spojovací prvek 10b je opatřen dvěma otvory 6,7 pro vedení teplonosné kapaliny. Spojovací prvek 10b dle obr. 8 je dále opatřen montážními otvory 1_1 pro montáž solárních buněk 2 mezi sebou a dále kotvícími otvory 12 pro ukotvení solární buňky 2 k nosné konstrukci 9.

Spojovací prvky 10, 10a, 10b jsou zhotoveny z technického plastu, např. typu Forsan ABS,

Jedinou kovovou součástí solárního panelu i může být nosná konstrukce 9 a neznázoměné montážní prvky, např. šrouby, pro spojování solárních buněk 2 navzájem a neznázoměné kotvicí prvky, např. šrouby, pro ukotvení solárních buněk 2 k nosné konstrukci 9.

Konstrukce solárního panelu 1 podle tohoto technického řešení při vhodně volených materiálech vykazuje, mimo vynikajících vlastností solárního panelu I jako takového, též mimořádnou mechanickou pevnost. Konstrukce tohoto solárního panelu I umožňuje pracovat s tlakovou io vodou až do tlaku 6 barů uvnitř solární buňky 2. Solární panely 1 lze využít i jako podlahy kolem bazénů, před vjezdem do garáží, před vchodem do domu atp.

Alespoň jedna výztuž mezi transparentní a nosnou deskou solární buňky, zvyšuje mechanickou pevnost v případě, kde to může být vyžadováno.

Uzavřený okruh teplonosné kapaliny, např. vody, se chrání proti řasám postříbřením či poměděním výztuže solární buňky.

Solární panel 1 pracuje následovně:

Infračervené sluneční záření prochází optickou transparentní deskou 3, která propustí téměř všechno dopadající záření. Prošlé záření se na druhém, vnitřním, povrchu transparentní desky 3 absorbuje do protékající teplonosné kapaliny, a ta část záření, která teplonosnou kapalinou projde, se absorbuje do černého, členitého povrchu dilatačních prvků 4. Absorpcí energie stoupá teplota dilatačních prvků 4 a toto teplo se odvádí stále protékající teplonosnou kapalinou ke spotřebě. Záření ohřátých dilatačních prvků 4 je dlouhovlnné, tedy v oblasti, ve které je transparentní deska 3 pro záření nepropustná, takže prakticky všechna energie prošlá zvenčí se zadrží v solárním panelu I a převede do teplonosné kapaliny.

Pokud je vnější povrch solárního panelu X chráněn transparentním krytem 8, i tento kryt 8 musí splňovat podmínky pro dobrou propustnost infračerveného slunečního záření.

Okruh teplonosné kapaliny solárního panelu 1 je vystaven, v případě chladného nebo zimního počasí, nebezpečí, že zamrzající či zamrznutý obsah teplonosné kapaliny, který zůstane v solární buňce 2, zvětšením objemu poškodí nebo i zničí celý solární panel L Tomu se čelí tím, že absorbující vrstva dilatačního prvku 4 je pružná a může tedy dilatovat, či smršťovat se podle měnícího se objemu teplonosné kapaliny.

Předností předloženého řešení je malá tlaková ztráta v solárním panelu X, což umožňuje, že oběh teplonosné kapaliny může být samotížný, bez oběhového čerpadla.

Vysoký stupeň využití solární energie je zajištěn vhodnou volbou materiálu pro světlo propustnou a světlo absorbující desku.

Příkladná provedení nejsou omezující. Jsou možné jiné varianty a kombinace v rámci rozsahu patentových nároků.

Průmyslová využitelnost

Řešení se určeno pro průmysl, stavebnictví a domácností, zejména pro podlahy, střechy, stěny exteriérů, a může být využit též pouze jako designový prvek.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Solární kolektor deskovitého typu s teplonosnou kapalinou a ochranou při zamrzání, sestává ze solárních panelů (1), každý solární panel (1) je sestavený ze solárních buněk (2) uchycených na nosné konstrukci (9), každá solární buňka (2) se skládá z nosné desky (5), zhotovené z černého absorpčního materiálu pohlcujícího solární světlo a teplo případně s černým absorpčním povrio chem, nebo zhotovené z transparentního materiálu světlo a teplo propouštějícího, nad nosnou deskou (5) je protilehle, z vnější strany osvětlené Sluncem, uspořádána světlo a teplo propouštějící transparentní deska (3), přitom mezi oběma deskami (3, 5) navzájem spojenými spojovacími prostředky proudí teplonosná kapalina, přiváděná do solárního panelu (1) a odváděná ze solárního panelu (1), každá solární buňka (2) má pod transparentní deskou (3) situován nejméně jeden

15 prvek, zhotovený z černého absorpčního materiálu nebo s černým absorpčním povrchem, absorbující světelné a tepelné infračervené záření, a dále solární panel (l) zahrnuje elastomemí prvek jakožto ochranu před poškozením během mrazivého období, vyznačující se tím, že každá solární buňka (2) má pod transparentní deskou (3) na černé nosné desce (5) z materiálu pohlcujícího solární světlo a teplo nebo s černým absorpčním povrchem připevněn nejméně jeden

20 prvek (4), zhotovený z černého absorpčního materiálu nebo s černým absorpčním povrchem, absorbující světelné a tepelné infračervené záření, který je zároveň vratně roztažitelný a stlačitelný elastomemí dilatační prvek (4), přičemž dilatační prvek (4) je vytvořen, buď ze souvislé vrstvy, připevněné na nosnou desku (5) a je vytvarován pro vedení teplonosné kapaliny do vratně stlačitelných a roztažitelných reliéfních útvarů, přednostně do drážek (4a) na horním povrchu

25 dilatačního prvku (4) přivráceného k transparentní desce (3), a/nebo jsou dilatační prvky (4) vytvořeny z jednotlivých navzájem oddělených reliéfních, vratně stlačitelných a roztažitelných útvarů, upevněných na pevné nosné desce (5) s černým absorpčním povrchem; a celkový absorpční povrch dilatačního prvku (4), případně celkový absorpční povrch oddělených reliéfních útvarů dilatačního prvku (4) a absorpční plochy nosné desky (5) mezi nimi, je větší, než je plocha

30 transparentní desky (3) a absorpční povrch dilatačního prvku (4) případně absorpční povrch nosné desky (5) má emisivitu povrchu 0,9 až 0,98 v rozsahu vlnových délek 1 až 7 μιη.
2. Solární panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý solární panel (1) je vyměnitelný a je sestavený z vyměnitelných solárních buněk (2), které jsou mezi sebou spojeny

35 variabilními spojovacími prvky (10 ), které jsou vyměnitelné, jsou umístěny na nosné konstrukci (9) a pod nosnou deskou (5), ajsou opatřeny jednak montážními otvory (11) pro montážní prvky ke spojení solárních buněk (2) a jednak kotvícími prvky (12) pro kotvicí prvky k ukotvení solárních buněk (2) k nosné konstrukci (9).

40
3. Solární panel podle nároku2, vyznačující se tím, že spojovací prvky (10) jsou dále opatřeny nejméně jedním průchozím otvorem (6, 7) pro teplonosnou kapalinu, přičemž průchozí otvor (6, 7) je přímý a/nebo zahnutý.
4. Solární panel podle nároku 3, v y z π a č u j í c í se t í m , že solární buňka (2) uspořádaná

45 na okraji solárního panelu (1) má nejméně jeden vnější spojovací prvek (10a) opatřený nejméně jedním otvorem (6, 7) pro přiváděnou nebo odváděnou teplonosnou kapalinu mezi sousedními okrajovými solárními buňkami (2).
5. Solární panel podle nároku 3, vyznačující se t í m, že solární buňka (2) uspořádaná

50 uvnitř solárního panelu (1) má nejméně jeden vnitřní spojovací prvek (10b) opatřený nejméně dvěma otvoiy (6, 7) pro přiváděnou a odváděnou teplonosnou kapalinu mezi sousedními solárními buňkami (2).
6. Solární panel podle nároku3, vyznačující se tím, že spojovací prvky (10, 10a,

55 10b) vykazuj í tvar kiychle nebo kvádru.
7. Solární panel podle nároku I, vyznačující se tím, že každá solární buňka (2) je překryta vyměnitelným a odnímatelným transparentním krytem (8), případně na horním povrchu vytvarovaným pro stékání vody.
8. Solární panel podle nároku 1 nebo některého z předcházejících nároků 2až 7, vyznačují c í se t í m , že transparentní deska (3) a nosná deska (5) solární buňky (2), spojovací prvky (10, 10a, 10b) a kryt (8) jsou zhotoveny z technických plastů, a že dilatační prvky (4) jsou zhotoveny z elastomemích materiálů.

io
9. Solární panel podle nároku 1,vyznačující se tím, že solární buňka (2) je vybavena alespoň jednou výztuží mezi transparentní deskou (3) a nosnou deskou (5).
10. Solární panel podle nároku 9, vyznačující se tím, že výztuž solární buňky (2) je
15 opatřena pov lakem stříbra č i mědi.