DE102009032797A1 - Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals - Google Patents

Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals Download PDF

Info

Publication number
DE102009032797A1
DE102009032797A1 DE102009032797A DE102009032797A DE102009032797A1 DE 102009032797 A1 DE102009032797 A1 DE 102009032797A1 DE 102009032797 A DE102009032797 A DE 102009032797A DE 102009032797 A DE102009032797 A DE 102009032797A DE 102009032797 A1 DE102009032797 A1 DE 102009032797A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reservoir
photovoltaic modules
water
storage container
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009032797A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102009032797A priority Critical patent/DE102009032797A1/en
Publication of DE102009032797A1 publication Critical patent/DE102009032797A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/052—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells
    • H01L31/0521—Cooling means directly associated or integrated with the PV cell, e.g. integrated Peltier elements for active cooling or heat sinks directly associated with the PV cells using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/60—Solar heat collectors using working fluids the working fluids trickling freely over absorbing elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

The device has one or more photovoltaic modules (3), which are inclined opposite to the horizontals. A cooling medium is drained off for cooling at the irradiation side (4) of the photovoltaic modules. The liquid cooling medium is guided into an open circuit. The rain water is used as liquid cooling medium primarily. The rain water is absorbed and is guided to a stationary central collection reservoir (9) by the opposite photo voltaic modules inclined horizontally.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Steigerung des Wirkungsgrades einer Solaranlage mit einem oder mehreren Photovoltaikmodulen, welche gegenüber der Horizontalen geneigt und mit ihrer Bestrahlungsseite der Sonne zugewandt sind, wobei zur Kühlung bei Bedarf ein flüssiges Kühlmedium auf der Bestrahlungsseite der Photovoltaikmodule offen herabfließt.The Invention is directed to a device for increasing the efficiency a solar system with one or more photovoltaic modules, which inclined with respect to the horizontal and with their irradiation side facing the sun, being used for cooling when needed a liquid cooling medium on the irradiation side the photovoltaic module flows down openly.

Ständig steigende Preise fossiler Energieträger wie bspw. Erdöl und Erdgas machen es erforderlich, die Energieversorgung auf alternative Energien umzustellen. Zu diesem Zweck werden bspw. beständig größer werdende Solaranlagen gebaut, insbesondere photovolatische Solaranlagen, deren Strom direkt in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.constantly rising prices of fossil fuels such as petroleum and natural gas make it necessary to change the energy supply to alternative Convert energy. For this purpose, for example, be resistant growing solar systems built, in particular photovoltaic solar systems, whose electricity directly into the public Power supply can be fed.

Da die hierbei verwendeten Photovoltaik-Module vergleichsweise teuer sind, muß für eine optimale Energieausbeute Sorge getragen werden. Eine Maßnahme hierzu ist die optimale Ausrichtung der Photovoltaik-Module zur Sonne, bspw. durch Justierung der Photovoltaik-Module in südlicher Richtung und Montage derselben in geneigter Stellung, ggf. auch zusammen mit einer Nachführung in vertikaler Richtung entsprechend der jahreszeitlich bedingt schwankenden Sonnenhöchststände, oder gar im Rahmen einer Nachführung gemäß dem täglichen Lauf der Sonne.There the photovoltaic modules used here are comparatively expensive are, must care for optimum energy yield be worn. A measure for this is the optimal one Alignment of the photovoltaic modules to the sun, for example by adjustment the photovoltaic modules to the south and mounting the same in an inclined position, possibly also together with a tracking in the vertical direction according to the seasonally fluctuating Sunshine highs, or even as part of a tracking according to the daily course of the sun.

Obwohl derartige Nachführungen vergleichsweise aufwendig und daher teuer sind, läßt sich damit allein jedoch eine optimale Energieumwandlung noch nicht gewährleisten. Es hat sich gezeigt, dass die Temperatur der Halbleiterbauelemente eines Photovoltaikelements maßgeblichen Einfluß auf den Energieertrag hat, denn bei steigender Temperatur nimmt die abgreifbare, elektrische Energie rasch ab, so dass oftmals gerade an heißen Sommertagen, wo die Photovoltaik-Module theoretisch etwa 100 Prozent ihrer Nennleistung in Strom umwandeln könnten, vergleichsweise wenig Strom liefern. Man hat bereits erkannt, dass in diesen Fällen durch eine Kühlung der Photovoltaik-Module eine ganz entscheidende Steigerung der Stromausbeute möglich ist. Zur Kühlung sind bereits flüssige, zirkulierende Kühlmittel vorgeschlagen worden. Bspw. zeigt die WO 2008/025461 A1 eine gattungsgemäße Anordnung. Diese offenbart eine Solaranlage mit einer Anordnung von schräg zur Horizontalen ausgerichteten photovoltaischen Solarmodulen, die mit einer Bestrahlungsseite der Sonne zugewandt sind, wobei die Solaranlage eine Befließungsanlage aufweist, die zur Erzeugung eines sich auf der Bestrahlungsseite der Solarmodule ausbildenden, zur Umgebung hin offenen, fließenden Flüssigkeitsfilmes insbesondere aus Wasser vorgesehen ist. Bei der vorbekannten Anordnung zirkuliert jedoch das Kühlmedium in einem – abgesehen von der Oberseite der Solarmodule – geschlossenen Kreislauf, so dass verdunstetes Wasser nicht sofort nachgespeist wird. Da andererseits ein Speicherbehälter nicht vorgesehen ist, muß die Zirkulation in dem Kreislauf ständig aufrecht erhalten werden, weil sonst die an den Modulen herabfließende Flüssigkeit nicht mehr aufgefangen und zurückgehalten werden kann. Die ständige Zirkulation hat jedoch einen erheblichen Energieverlust zur Folge, weil eine Umwälzpumpe ohne Unterlaß betrieben werden muß.Although such readjustments are comparatively complicated and therefore expensive, optimal energy conversion can not yet be guaranteed on their own. It has been shown that the temperature of the semiconductor components of a photovoltaic element has a significant influence on the energy yield, because with increasing temperature, the tappable electrical energy decreases rapidly, so that often just on hot summer days, where the photovoltaic modules theoretically about 100 percent of their Convert nominal power into electricity, providing comparatively little power. It has already been recognized that in these cases cooling of the photovoltaic modules makes a very decisive increase in the current efficiency possible. For cooling, liquid, circulating coolants have already been proposed. For example. show the WO 2008/025461 A1 a generic arrangement. This discloses a solar system with an array of diagonally aligned to the horizontal photovoltaic solar modules, which are facing with an irradiation side of the sun, wherein the solar system comprises a Befließungsanlage, which forms a generating on the irradiation side of the solar modules, the environment open, flowing liquid film is provided in particular from water. In the prior art arrangement, however, circulates the cooling medium in a - apart from the top of the solar modules - closed circuit, so that evaporated water is not immediately fed. On the other hand, since a storage container is not provided, the circulation in the circuit must be constantly maintained, otherwise the liquid flowing down the modules can not be collected and retained. However, the constant circulation results in a considerable loss of energy because a circulation pump must be operated without ceasing.

Aus den Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Photovoltaik-Solaranlage mit geringstem Aufwand derart weiterzubilden, dass dieselbe stets mit einem optimalen Wirkungsgrad betrieben werden kann.Out the disadvantages of the described prior art results the problem initiating the invention, a photovoltaic solar system with the least effort in such a way that the same always can be operated with optimum efficiency.

Die Lösung dieses Problems gelingt im Rahmen einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Steigerung der Effizienz einer Solaranlage dadurch, dass das flüssige Kühlmedium in einem offenen Kreislauf geführt ist, wobei als flüssiges Kühlmedium primär, d. h. so lange vorhanden, Regenwasser verwendet wird, welches von den gegenüber der Horizontalen geneigten Photovoltaikmodulen aufgefangen, zu einem ortsfesten, zentralen Sammelreservoir geleitet und dort gesammelt und gespeichert wird.The Solution to this problem succeeds in the context of a generic Device for increasing the efficiency of a solar system thereby, that the liquid cooling medium in an open Circulation is performed, being used as a liquid cooling medium primary, d. H. as long as there is rainwater used, which is caught by the photovoltaic modules tilted in relation to the horizontal, directed to a stationary, central reservoir and there collected and stored.

Die Verwendung von Regenwasser bringt eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich: Einerseits enthält Regenwasser im Gegensatz zu Leitungswasser nur wenig oder gar keinen Kalk, ist also vergleichsweise weich, und hinterläßt daher an den Photovoltaik-Modulen keine Verkalkungen, welche ansonsten deren Wirkungsgrad nicht unerheblich reduzieren würden. Dies ist besonders deshalb wichtig, weil infolge einer – beabsichtigten – teilweisen Verdunstung der kühlenden Flüssigkeit auf der Bestrahlungsfläche der Photovoltaik-Module sich die Konzentration eines ggf. vorhandenen Kalkanteils erheblich steigern würde und daher zu einer vermehrten Ablagerung des Kalkes gerade auf der strahlungssensitiven Fläche der Photovoltaik-Module führen würde. Damit würde der durch die Kühlung der Module erzielte Effekt durch die Verminderung der Lichtdurchlässigkeit infolge abgelagerter Kalkpartikel wieder zunichte gemacht. Dieser nachteilige Effekt wird durch die Verwendung von besonders weichem, kalkarmen oder sogar kalkfreien Regenwassers vermieden. Deshalb überwiegt bei der Erfindung sogar der reinigende Effekt, indem zuvor auf der Bestrahlungsfläche abgelagerte Staubpartikel weggewaschen werden. Ferner hat normales Glas etwa einen Brechungsindex von n = 1,50, woraus ein Grenzwinkel für die Totalreflexion von 41,8° resultiert; in einem flacheren Winkel auftreffende Lichtstrahlen werden reflektiert und tragen daher nicht zur Stromerzeugung bei. Anders bei Regenwasser, was einen Brechungsindex von etwa n = 1,33 hat und daher den Grenzwinkel für eine Totalreflexion auf einen Wert von 62,5° verschiebt; also gelangt deutlich mehr Licht – nämlich auch unter einem flachen Winkel zwischen 41,8° und 62,5° auftreffendes Licht – auf die wirksame Halbleiterschicht der Photovoltaik-Module. Eine höhere Lichtausbeute führt zu einem weiter gesteigerten Wirkungsgrad. Ferner ist die Verwendung von selbst gesammeltem Regenwasser kostenfrei, im Gegensatz zu Leitungswasser. Schließlich steht Regenwasser zumindest in unseren Breitengraden überall zur Verfügung, so dass sich auch entlegene Solaranlagen mit einer erfindungsgemäßen Kühlung ausrüsten lassen, selbst wenn ein Anschluß an ein Wasserleitungsnetz nicht möglich ist. Der Betrieb eines offenen Kreislaufs erlaubt eine beständige Nachspeisung mit Regenwasser, selbst während des Betriebs der Solaranlage, da hierzu die geneigten Flächen der Photovoltaikmodule verwendet werden, ohne dass diese dazu bspw. in eine besondere Auffangposition verschwenkt werden. In dem zentralen Sammelreservoir läßt sich eine größere Regenwassermenge bevorraten, so dass ein verdunstender Teil des Kühlwassers nicht unverzüglich nachgefüllt werden muß. Deshalb lassen sich längere Hitzephasen ohne Beeinträchtigung des Kühlbetriebs überstehen, insbesondere auch ohne dass dazu eine Nachspeisung mit teurem Leitungswasser erforderlich wäre. Die Verwendung eines einzigen zentralen Sammelreservoirs bietet den Vorteil, dass das gesamte Kühlwasser in allen Bereichen einer ggf. sehr umfangreichen Solaranlage zur Verfügung steht; erst wenn der gesamte Regenwasservorrat einer gesamten Solaranlage zur Neige geht, ist eine Nachspeisung aus der Wasserleitung erforderlich; das gesammelte Regenwasser kann optimal ausgenutzt werden. Dies ist ein ganz entscheidender Vorteil gegenüber einer Lösung mit mehreren, dezentralen Sammelreservoirs. Eine ortsfeste Installation des zentralen Sammelreservoirs wiederum hat den weiteren Vorteil, dass das zentrale Sammelreservoir mit geringem Aufwand vergleichsweise groß gestaltet werden kann, bspw. in Form eines Teichs oder einer unterirdischen Zisterne.The use of rainwater has a number of advantages: on the one hand rainwater contains little or no lime, unlike tap water, so it is comparatively soft, and therefore leaves no calcifications on the photovoltaic modules, which otherwise reduce their efficiency significantly would. This is particularly important because due to - intended - partial evaporation of the cooling liquid on the irradiation surface of the photovoltaic modules, the concentration of any existing lime would increase significantly and therefore to an increased deposition of lime just on the radiation-sensitive surface of the photovoltaic Modules would lead. Thus, the effect achieved by the cooling of the modules would be nullified by the reduction in light transmission due to deposited lime particles. This adverse effect is avoided by the use of particularly soft, low-lime or even lime-free rainwater. Therefore, even in the invention, the purifying effect outweighs by previously washed away on the irradiation surface dust particles are washed away. Further, normal glass has about a refractive index of n = 1.50, resulting in a critical angle of total reflection of 41.8 °; At a shallower angle incident light rays are reflected and therefore do not contribute to Stromerzeu at. Unlike rainwater, which has a refractive index of about n = 1.33 and therefore shifts the critical angle for total reflection to a value of 62.5 °; Thus, significantly more light - namely even at a shallow angle between 41.8 ° and 62.5 ° incident light - reaches the effective semiconductor layer of the photovoltaic modules. A higher light output leads to a further increased efficiency. Furthermore, the use of self-collected rainwater is free, unlike tap water. Finally, rainwater is available everywhere, at least in our latitudes, so that even remote solar panels can be equipped with cooling according to the invention, even if a connection to a water mains is not possible. The operation of an open circuit allows a constant supply of rain water, even during operation of the solar system, since this purpose, the inclined surfaces of the photovoltaic modules are used without these, for example, are pivoted to a particular collection position. In the central reservoir a larger amount of rainwater can be stored, so that a vaporizing part of the cooling water does not need to be refilled immediately. Therefore, prolonged heat phases can be overcome without affecting the cooling operation, especially without the need for a refilling with expensive tap water would be required. The use of a single central reservoir has the advantage that the entire cooling water is available in all areas of a possibly very extensive solar system; only when the entire rainwater reservoir of an entire solar system is running low, a supply from the water pipe is required; The collected rainwater can be optimally utilized. This is a very decisive advantage over a solution with multiple, decentralized collection reservoirs. A stationary installation of the central collecting reservoir in turn has the further advantage that the central collecting reservoir can be made comparatively large with little effort, for example in the form of a pond or an underground cistern.

Es hat sich als günstig erwiesen, eine(n) oder mehrere Rinnen, Gräben und/oder Kanäle vorzusehen, welche das zirkulierende Kühlwasser und/oder das aufgefangene Regenwasser dem zentralen Sammelreservoir zuleiten. Diese Rinnen und Gräben führen allesamt zu dem zentralen Sammelreservoir. Sie können miteinander verbunden sein, bspw. in Form eines oder weniger größerer Sammelkanäle, von welchen sodann kleinere Rinnen oder Gräben abzweigen und zu den einzelnen Photovoltaik-Modulen hin führen. Alle Rinnen, Gräben und/oder Kanäle sollten ein (kleines) Gefälle zum Sammelreservoir hin aufweisen, damit das gesammelte Regenwasser möglichst restlos dem zentralen Sammelreservoir zugeleitet wird.It has proved favorable, one or more gutters, To provide trenches and / or channels, which the circulating cooling water and / or the collected rainwater to the central collection reservoir. These gullies and trenches all lead to the central collection reservoir. You can be connected to each other, for example, in the form of one or less larger Collection channels, from which then smaller gutters or trenches branch off and lead to the individual photovoltaic modules. All gutters, trenches and / or channels should be one (Small) slope to the collection reservoir back so The collected rainwater as completely as possible to the central Collection reservoir is forwarded.

Indem wenigstens eine Rinne und/oder ein Graben und/oder das zentrale Sammelreservoir oben offen ist, können diese selbst auch zum Auffangen von Regenwasser dienen.By doing at least one gutter and / or trench and / or the central Collection reservoir is open at the top, these can themselves to catch rainwater.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass wenigstens eine Rinne oder wenigstens ein Graben in die umgebende Erdoberfläche vertieft ist. Solchenfalls lassen sie sich einfach durch Ausstechen oder mittels eines Baggers anlegen.The The invention further provides that at least one channel or at least a ditch is recessed into the surrounding earth's surface. In such cases, they can be easily cut out or by means of create an excavator.

Der Boden des zentralen Sammelreservoirs sollte unterhalb der umgebenden Erdoberfläche liegen, damit kein Rückstau des gesammelten Wassers in die zuleitenden Rinnen, Gräben oder Kanäle hinein zu befürchten ist. Demzufolge ist die Wasseroberfläche minimiert und etwaige Verdunstungsverluste bleiben niedrig.Of the Bottom of the central reservoir should be below the surrounding Earth surface lie, so that no backwater of the collected water into the feeding channels, ditches or Channels is to be feared. As a result, is minimizes the water surface and any evaporation losses remain low.

Bevorzugt ist das zentrale Sammelreservoir als Sammelbecken ausgebildet, insbesondere in Form eines Teichs, einer Zisterne, eines Fasses od. dgl. Sofern der Boden und die Ränder ausreichend wasserdicht sind – bspw. bei lehmigen Böden – ist eine Ausmauerung oder eine Verwendung von dichten Fertigbauteilen wie beim Bau einer Zisterne nicht unbedingt erforderlich. Ggf. genügt das Ausschachten mit einem Bagger.Prefers the central collection reservoir is designed as a reservoir, in particular in the form of a pond, a cistern, a barrel or the like. Unless the bottom and the edges are sufficiently waterproof - eg. in loamy soils - is a lining or a use of dense prefabricated components as in the construction of a cistern not necessarily required. Possibly. is enough for the excavation with an excavator.

Insbesondere bei einem nicht abgedeckten Sammelreservoir wie bspw. einem Teich ist es zu empfehlen, eine vergleichsweise große Tiefe vorzusehen und nur eine möglichst geringe Grundfläche, damit möglichst wenig des gesammelten Regenwassers verdunstet. Eine optimale Gestalt weist ein Sammelreservoir bspw. dann auf, wenn die maximale Tiefe t gleich oder größer ist als die maximale Horizontalerstreckung, bspw. der Durchmesser d eines der Grundfläche umbeschriebenen Kreises: t ≥ d. Natürlich können dadurch ggf. Maßnahmen veranlaßt sein, um auszuschließen, dass jemand in ein solches Sammelreservoir hineinfallen kann, bspw. durch eine Einzäunung.Especially at an uncovered collection reservoir such as a pond It is recommended to provide a comparatively large depth and only a small footprint so that as little as possible of the collected rainwater evaporates. An optimal shape has a collection reservoir, for example, then, when the maximum depth t is equal to or greater as the maximum horizontal extent, for example. The diameter d one of the bases of the circumscribed circle: t ≥ d. Of course, if necessary, measures can be taken be prompted to rule out that someone can fall into such a collection reservoir, for example. By a fencing.

Weitere Vorteile bietet ein Vorratsbehälter für das Kühlwasser, der sich auf einem Niveau oberhalb des zentralen Sammelreservoirs befindet. Bspw. läßt sich ein solcher Vorratsbehälter auf einem Gerüst anordnen, so dass kaum zusätzlicher Platz benötigt wird. Außerdem kann ein derartiger Vorratsbehälter auf kürzestem Weg aus dem Sammelreservoir gespeist werden. Der Vorratsbehälter könnte sich zwar direkt über dem Sammelreservoir befinden; bevorzugt steht er jedoch seitlich neben diesem, so dass ein leichter Zugang zum Vorratsbehälter möglich ist, bspw. zu Kontroll-, Wartungs- und/oder Reparaturzwecken.Further Advantages of a reservoir for the cooling water, located at a level above the central reservoir located. For example. can be such a reservoir Arrange on a scaffold, leaving little additional Space is needed. In addition, such a Reservoir by the shortest route from the collection reservoir be fed. The reservoir could become although located directly above the collection reservoir; prefers However, he stands sideways beside this, allowing easy access to the reservoir is possible, for example, to control, Maintenance and / or repair purposes.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin aus durch eine Hubvorrichtung, um das gesammelte Wasser von dem Sammelreservoir in den Vorratsbehälter anzuheben. Diese umfaßt bspw. eine eine Wasserleitung von dem Sammelreservoir zu dem Vorratsbehälter, sowie eine in die Wasserleitung eingeschaltete Pumpe zum Anheben des Wassers von dem Sammelreservoir auf das Niveau des Vorratsbehälters.The invention is further characterized by a lifting device to the collected Raise water from the collection reservoir into the reservoir. This includes, for example, a water pipe from the collecting reservoir to the reservoir, and a pump connected to the water line for lifting the water from the collecting reservoir to the level of the reservoir.

Eine weitere Konstruktionsvorschrift sieht vor, dass sich die Ansaugöffnung der Wasserleitung im Bereich des Bodens des Sammelreservoirs befindet, so dass ein Trockenlauf der Pumpe erst dann zu befürchten wäre, wenn das Sammelreservoir nahezu restlos leer ist.A Another design rule provides that the suction opening the water pipe is located in the area of the bottom of the collecting reservoir, so that a dry run of the pump only then to be feared would be if the collection reservoir is almost completely empty.

Andererseits sollte sich die Auslaßöffnung der Wasserleitung im Bereich der Überlaufkante des Vorratsbehälters befinden, damit der Vorratsbehälter vollständig befüllt werden kann.on the other hand should be the outlet of the water pipe in the area of the overflow edge of the storage container be located so that the reservoir completely can be filled.

In oder an dieser Hub-Leitung könnte bspw. auch ein Filter angeschlossen sein, damit nur sauberes Wasser in den Vorratsbehälter gelangt.In or at this hub line could, for example, a filter be connected so that only clean water in the reservoir arrives.

Ein Füllstandssensor in oder an dem Sammelreservoir zur Erfassung des Wasserstandes in demselben ermöglicht es, bei Unterschreiten eines minimalen Füllstandes die Pumpe abzuschalten, um einen Trockenlauf derselben zu vermeiden.One Level sensor in or at the collection reservoir for detection the water level in the same allows it to fall below a minimum level to shut off the pump by one To avoid dry running of the same.

Für den Fall, dass der Vorratsbehälter aus dem Sammelreservoir nicht mehr nachgespeist werden kann, ist eine Einrichtung zur Nachspeisung des Vorratsbehälters aus dem Wasserleitungsnetz vorgesehen.For the case that the reservoir from the collection reservoir can not be refilled, is a means of replenishment the reservoir provided from the water network.

In oder an dem Vorratsbehälter sollte ein Füllstandssensor angeordnet sein, um bei Unterschreiten eines minimalen Füllstandes eine Wassernachspeisung auszulösen und/oder bei Überschreiten eines maximalen Füllstandes die weitere Einspeisung – aus dem Wasserleitungsnetz und/oder aus dem Sammelreservoir – abzubrechen.In or at the reservoir should a level sensor be arranged to fall below a minimum level trigger a water supply and / or when exceeded a maximum fill level the further feed - off the water supply network and / or from the collection reservoir - cancel.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Vorratsbehälter eine Auslaßöffnung aufweist, welche sich im Bereich von dessen Boden befindet, so dass bei Bedarf nahezu der vollständige Inhalt des Vorratsbehälters entnommen werden kann.It is within the scope of the invention that the reservoir having an outlet opening which extends in the area from its bottom, so that when needed almost the complete Contents of the reservoir can be removed.

Die Erfindung empfiehlt, dass die Auslaßöffnung des Vorratsbehälters auf einem Niveau oberhalb der Oberkante der Photovoltaik-Module angeordnet ist, so dass von dem Vorratsbehälter zu den Photovoltaik-Modulen ein Gefälle besteht.The Invention recommends that the outlet of the Reservoir at a level above the top the photovoltaic modules is arranged so that from the reservoir to the photovoltaic modules a gradient exists.

Ferner bietet sich die Möglichkeit, stromabwärts des Sammelreservoirs, insbesondere an die Auslaßöffnung des Vorratsbehälters, ein Leitungssystem anzuschließen, worin das Kühlwasser zu dem jeweils höchsten Punkt der Photovoltaik-Module geleitet wird.Further offers the possibility of downstream of the Collection reservoir, in particular to the outlet opening of the reservoir to connect a piping system, wherein the cooling water to the highest point the photovoltaic modules is passed.

Die Erfindung erlaubt eine Weiterbildung durch ein Verteilersystem, um das Kühlwasser aus dem zentralen Vorratsbehälter zu den verschiedenen Photovoltaik-Modulen hin zu leiten. Bevorzugt handelt es sich hierbei um ein System von Rohren und/oder Schläuchen.The Invention allows a development by a distribution system, to the cooling water from the central reservoir lead to the different photovoltaic modules. Prefers this is a system of pipes and / or hoses.

Das Verteilersystem verläuft jeweils bis zu den obersten Kanten der Photovoltaik-Module sowie entlang derselben. Im Bereich der obersten Kanten der Photovoltaik-Module weisen die Verteilerrohre eine Vielzahl von Austrittsöffnungen auf, um das Kühlwasser nach Art eines Wasserfilms auf die gesamte Bestrahlungsfläche der betreffenden Photovoltaik-Module zu verteilen. Dabei genügen vergleichsweise kleine Öffnungen, bspw. mit einem Durchmesser von 1 mm oder darunter, da bereits eine geringe Wassermenge – ggf. in Verbindung mit der durch Verdunstung hervorgerufenen Abkühlung – bereits zu einer nachhaltigen Kühlung der befeuchteten Photovoltaik-Module führt.The Distribution system runs up to the top edges the photovoltaic modules and along the same. Around top edges of the photovoltaic modules have the distribution pipes a Variety of outlet openings on to the cooling water in the manner of a water film on the entire irradiation surface of the relevant photovoltaic modules. Suffice it comparatively small openings, for example. With a diameter 1 mm or less, since already a small amount of water - possibly in connection with the evaporation caused by cooling - already for a sustainable cooling of the moistened photovoltaic modules leads.

Besondere Vorteile ergeben sich dadurch, dass in den Zuleitungen zu den Verteilerrohren oberhalb der obersten Kanten der Photovoltaik-Module ein oder mehrere Ventile zur Steuerung oder Regelung der (jeweiligen) Wasseraustrittsmenge vorgesehen sind. Mittels dieser Ventile kann der Wasserfluß über bzw. entlang der betreffenden Photovoltaik-Module individuell gesteuert werden, so dass der Wasserverbrauch minimiert ist.Special Advantages result from the fact that in the supply lines to the distribution pipes above the top edges of the photovoltaic modules one or more Valves for controlling or regulating the (respective) water outlet quantity are provided. By means of these valves, the flow of water over or individually controlled along the relevant photovoltaic modules so that water consumption is minimized.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass im Bereich eines oder mehrerer Photovoltaik-Module ein oder mehrere Temperatursensoren angeordnet ist/sind, um zu erkennen, ob eine Kühlung erforderlich ist, und bei Bedarf an dem/den betreffenden Photovoltaik-Modulen Kühlflüssigkeit freizusetzen, insbesondere durch Öffnen der betreffenden Ventile.After all it is the teaching of the invention that in the range of one or a plurality of photovoltaic modules arranged one or more temperature sensors is / are to detect if cooling is required and, if necessary, the photovoltaic module (s) concerned Release coolant, in particular by opening the relevant valves.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Deren einzige Figur zeigt einen Verrohrungsplan einer Solaranlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Optimierung des Wirkungsgrades.Further Features, details, benefits and effects based on the Invention will become apparent from the following description of a preferred Embodiment of the invention and with reference to the drawing. Their only figure shows a piping plan of a solar system with an inventive device for optimization the efficiency.

Die Anlage 1 gemäß dem Verrohrungsplan dient der optimalen Umwandlung der Strahlungsleistung der Sonne 2 in elektrischen Strom, der bspw. in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Die primäre Umwandlung leisten eine Vielzahl von Photovoltaik-Modulen 3, deren Bestrahlungsflächen 4 allesamt zur Sonne 2 ausgerichtet sind.The attachment 1 According to the piping plan, the optimum conversion of the radiant power of the sun is used 2 in electrical power that can be fed, for example, in the public grid. The primary conversion afford a variety of photovoltaic modules 3 , their irradiation surfaces 4 all to the sun 2 are aligned.

Die Photovoltaik-Module 3 sind Bestandteil eines größeren Solarfeldes, von welchem in der Zeichnung nur ein kleiner Ausschnitt wiedergegeben ist. Das gesamte Solarfeld besteht aus einer großen Anzahl von Reihen 5 von jeweils mehreren, nebeneinander angeordneten Photovoltaik-Modulen 3. Die Reihen 5 verlaufen bspw. in Ost-West-Richtung, und die Bestrahlungsflächen 4 der einzelnen Photovoltaik-Module 3 weisen jeweils nach Süden. Außerdem sind die Bestrahlungsflächen 4 geneigt, bspw. um etwa 45°, so dass die Strahlen der Sonne 2 stets möglichst lotrecht auf die Bestrahlungsflächen 4 der Photovoltaik-Module 3 auftreffen.The photovoltaic modules 3 are part of a larger solar field, of which only a small section is reproduced in the drawing. The entire solar field consists of a large number of rows 5 each of a plurality of juxtaposed photovoltaic modules 3 , The rows 5 extend, for example, in east-west direction, and the irradiation surfaces 4 the individual photovoltaic modules 3 each facing south. In addition, the irradiation surfaces 4 inclined, for example, by about 45 °, so that the rays of the sun 2 always as perpendicular as possible to the irradiation surfaces 4 the photovoltaic modules 3 incident.

Die Photovoltaik-Module 3 können auf mannigfaltige Art festgelegt sein, bspw. aufgeständert mittels einer Rahmenkonstruktion, oder – wie in der Zeichnung wiedergegeben – an aufgeschobenen Erdwällen 6 befestigt, bspw. mittels ins Erdreich eingesteckter Spieße. Auch eine Befestigung an anders gearteten Punktfundamenten ist möglich.The photovoltaic modules 3 can be set in a variety of ways, for example, elevated by means of a frame construction, or - as shown in the drawing - on deferred earthen ramparts 6 attached, for example by means of spits inserted into the ground. An attachment to other types of point foundations is possible.

Zwischen zwei benachbarten Reihen 5 von Photovoltaik-Modulen 3 befindet sich je ein in Längsrichtung der Reihen 5 verlaufender Graben 7. Sofern das Erdreich wenig wasserdurchlässig ist wie bspw. Lehm, kann der Graben 7 einfach naturbelassen sein; anderen falls ist es möglich, diesen an seiner Innenseite mit einer Folie od. dgl. auszukleiden, um zu verhindern, dass darin gesammeltes Wasser versickert. Die Gräben 7 haben jeweils ein leichtes Gefälle zu einem Ende hin – oder auch von beiden Enden her zu ihrer Mitte – und an ihrem jeweils tiefsten Punkt münden sie in einen zentralen Kanal 8, der wiederum ein Gefälle aufweist und an seinem tiefsten Punkt in ein Sammelbecken 9 mündet. Bei dem Sammelbecken 9 kann es sich im einfachsten Fall um einen Teich handeln, der ggf. extra für die Anlage 1 angelegt wurde; es wäre jedoch auch denkbar, stattdessen eine Zisterne zu verwenden od. dgl. Das Sammelbecken 9 und alle darin mündenden Kanäle 8 können – wie die einzelnen Gräben 7 auch – wahlweise naturbelassen sein oder mit einer wasserundurchlässigen Folie oder sonstigen Schicht ausgekleidet sein.Between two adjacent rows 5 of photovoltaic modules 3 is located one each in the longitudinal direction of the rows 5 running ditch 7 , If the soil is less permeable to water, such as loam, the ditch can 7 just be natural; otherwise, if it is possible to decorate it on its inner side with a film or the like, in order to prevent the water collected therein from seeping. The trenches 7 each have a slight slope to one end - or from both ends to their center - and at their respective lowest point they open into a central channel 8th which in turn has a slope and at its lowest point in a reservoir 9 empties. At the reservoir 9 In the simplest case, it can be a pond, possibly extra for the plant 1 was created; However, it would also be possible to use instead a cistern od. Like. The reservoir 9 and all channels opening in it 8th can - like the individual trenches 7 also - be either natural or be lined with a waterproof film or other layer.

Die Gräben 7 sind derart angeordnet, dass das an den Bestrahlungsflächen 4 der Photovoltaik-Module 3 herabfließende Regenwasser aufgefangen wird. Zu diesem Zweck untergreifen die Gräben 7 entweder die Unterkanten der Photovoltaik-Module 3, oder es gibt ein Gefälle von diesen Unterkanten zu dem jeweils nächstgelegenen Graben 7 hin.The trenches 7 are arranged such that at the irradiation surfaces 4 the photovoltaic modules 3 falling rainwater is caught. For this purpose, the trenches underpin 7 either the lower edges of the photovoltaic modules 3 , or there is a gradient from these lower edges to the nearest trench 7 out.

Die Gräben 7 können außerdem so ausgebildet sein, dass auch das auf den Nordseiten 10 der Erdwälle 6 auftreffende Regenwasser aufnehmen. Zu diesem Zweck können auch die Nordseiten 10 der Erdwälle 6 eine Neigung aufweisen, bspw. etwa 45° wie an der Südseite. Ferner ist es möglich, die Nordseiten 10 der Erdwälle 6 mit einer Folie abzudecken, so dass kein Regenwasser an den Nordseiten 10 der Erdwälle 6 versickern kann, sondern vollständig zu dem Sammelbecken 9 geleitet wird. Die Folien oder sonstigen Beschichtungen an/in den Gräben 7 und/oder an den Nordseiten 10 der Erdwälle 6 können reflektierend oder gar spiegelnd ausgestaltet sein, damit dort auftreffendes, ggf. diffuses Sonnenlicht zu dem nördlich davon anschließenden Photovoltaik-Modul 3 reflektiert und dort zusätzlich in Strom umgewandelt wird. Zu diesem Zweck kann der Querschnitt der Gräben 7 und/oder die Steigung der Nordseiten 10 der Erdwälle 6 geeignet gewählt werden, bspw. ähnlich einem Querschnitt durch eine Parabolantenne, um möglichst viel aufgefangenes Licht auf benachbarte Photovoltaik-Module 3 zu werfen.The trenches 7 can also be designed so that even on the north side 10 the earth ramparts 6 absorb incident rainwater. For this purpose, also the north sides 10 the earth ramparts 6 have a slope, for example, about 45 ° as on the south side. Furthermore, it is possible the north sides 10 the earth ramparts 6 cover with a foil, so that no rainwater on the north sides 10 the earth ramparts 6 but can completely seep to the reservoir 9 is directed. The films or other coatings on / in the trenches 7 and / or on the north sides 10 the earth ramparts 6 can be designed reflective or even mirroring, so there incident, possibly diffused sunlight to the north of it adjoining photovoltaic module 3 reflected and there is additionally converted into electricity. For this purpose, the cross section of the trenches 7 and / or the slope of the north sides 10 the earth ramparts 6 be suitably chosen, for example, similar to a cross section through a parabolic antenna to as much collected light on adjacent photovoltaic modules 3 to throw.

Die Photovoltaik-Module 3 des Solarfeldes sind vorzugsweise etwa in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Gelingt dies nicht – bspw. wegen eines stark unebenen Untergrundes – so gibt es einen „höchsten Punkt des Solarfeldes”, nämlich im Bereich der Oberkante des höchstgelegenen Photovoltaik-Moduls 3, und einen „tiefsten Punkt des Solarfeldes”, nämlich im Bereich der Unterkante des tiefstgelegenen Photovoltaik-Moduls 3.The photovoltaic modules 3 the solar field are preferably arranged approximately in a common plane. If this does not succeed - for example, because of a very uneven surface - there is a "highest point of the solar field", namely in the area of the upper edge of the highest photovoltaic module 3 , and a "lowest point of the solar field", namely in the area of the lower edge of the lowest-lying photovoltaic module 3 ,

Die Böschung 11 des Sammelbeckens 9 liegt auf einem tieferen Niveau als der tiefste Punkt des Solarfeldes, damit das Wasser entlang eines Gefälles von diesem tiefsten Punkt zu dem Sammelbecken 9 gelangen kann.The embankment 11 of the collecting basin 9 is at a lower level than the lowest point of the solar field, so that the water travels along a slope from this lowest point to the reservoir 9 can get.

Andererseits gibt es auf einem Niveau oberhalb des höchsten Punktes des Solarfeldes einen Vorratsbehälter 12. Dieser Vorratsbehälter 12 kann bspw. auf einem Gerüst aufgestellt sein oder auf einem nahegelegenen Hügel oder Berg. Wie das Sammelbecken 9, so kann auch der Vorratsbehälter 12 oben offen oder geschlossen sein.On the other hand, there is a reservoir at a level above the highest point of the solar field 12 , This reservoir 12 For example, it can be set up on a scaffold or on a nearby hill or mountain. Like the reservoir 9 , so can the reservoir 12 be open or closed at the top.

Eine Wasserleitung 13 führt vom Boden bzw. von einem Punkt im Bereich der tiefsten Stelle des Sammelbeckens 9 bis zu der Oberkante 14 des Vorratsbehälters 12 und übergreift diese Oberkante 14, um innerhalb des Vorratsbehälters 12 zu münden.A water pipe 13 leads from the ground or from a point in the area of the lowest point of the collecting basin 9 up to the top edge 14 of the storage container 12 and overlaps this top edge 14 to get inside the reservoir 12 to flow into.

Mittels dieser Wasserleitung 13 kann der Vorratsbehälter 12 aus dem Sammelbecken 9 gespeist werden. Die notwendige Hubenergie liefert dabei eine in die Wasserleitung 13 eingeschaltete Pumpe 15. Um einen Trockenlauf der Pumpe 15 zu vermeiden, ist in dem Sammelbecken 9 ein Füllstandssensor 16 angeordnet, knapp oberhalb der Ansaugöffnung 17 der Wasserleitung 13. Das Ausgangssignal des Füllstandssensors 16 wird von einer Steuerung 18 ausgewertet und verursacht dort das rechtzeitige Abschalten der Pumpe 15 mittels einer Steuerleitung oder gesteuerten Stromleitung 19.By means of this water pipe 13 can the reservoir 12 from the reservoir 9 be fed. The necessary Hubenergie supplies one in the water pipe 13 switched on pump 15 , To dry run the pump 15 to avoid is in the reservoir 9 a level sensor 16 arranged, just above the intake 17 the water pipe 13 , The output signal of the level sensor 16 is from a controller 18 evaluated and caused there the timely shutdown of the pump 15 by means of a control line or controlled power line 19 ,

Auch in dem Vorratsbehälter 12 ist ein Füllstandssensor 20 angeordnet, dessen Ausgangssignal ebenfalls von der Steuerung 18 ausgewertet wird. Ist der Füllstand in dem Vorratsbehälter 12 unterhalb einer unteren Füllstandsgrenze, wird die Pumpe 15 eingeschalten, erreicht der Füllstand in dem Vorratsbehälter 12 eine obere Füllstandsgrenze, wird die Pumpe 15 augeschalten. Falls die Pumpe 15 vorzeitig abgeschalten wird – bspw. zur Vermeidung eines Trockenlaufs der Pumpe 15, so wird stattdessen ein Ventil 21 geöffnet und eine Nachspeisung des Vorratsbehälters 12 aus der Wasserleitung 22 bewirkt. Das Ventil 21 wird bei Überschreiten einer oberen Füllstandsgrenze in dem Vorratsbehälter 12 wieder geschlossen.Also in the reservoir 12 is a level sensor 20 arranged, whose output signal also from the controller 18 is evaluated. Is the level in the reservoir 12 below a lower level limit, the pump becomes 15 turned on, reaches the level in the reservoir 12 an upper level limit becomes the pump 15 eye turn. If the pump 15 is switched off prematurely - for example, to avoid running dry the pump 15 , so instead a valve 21 opened and a refill of the reservoir 12 from the water pipe 22 causes. The valve 21 becomes when an upper level limit in the reservoir 12 closed again.

In der Wasserleitung 13 kann ggf. ein in der Zeichnung nicht dargestellter Filter angeordnet sein, um sicherzustellen, dass der Vorratsbehälter 12 nur mit sauberem Wasser nachgespeist wird.In the water pipe 13 Optionally, a filter not shown in the drawing may be arranged to ensure that the reservoir 12 only with clean water is fed.

Der Vorratsbehälter 12 weist knapp oberhalb seines Bodens 23 einen Auslaß 24 auf. Dieser Auslaß 24 liegt auf einem Niveau oberhalb des höchsten Punktes des Solarfeldes. Dadurch ist es möglich, einem dort zur Verteilung des gesammelten Regenwassers angeschlossenen Leitungssystem 25 ein kontinuierliches Gefälle zu erteilen, von dem zentral aufgestellten Vorratsbehälter 12 bis hin zu den denzentralen Photovoltaik-Modulen 3. Das Leitungssystem 25 kann aus Rohren und/oder Schläuchen bestehen. Es mündet in einer Vielzahl von Leitungen 26, welche jeweils oberhalb der Oberkanten 27 einer Reihe 5 von Photovoltaik-Modulen 3 entlanglaufen. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Leitungen 26 um Rohre. Zur Befeuchtung der jeweils unterhalb gelegenen Photovoltaik-Module 3 sind die Leitungen 26 mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen versehen, bspw. mit einem Querschnitt von jeweils nur einem Quadratmillimeter od. dgl. Jedoch reihen sich diese Öffnungen linienförmig entlang der Leitungslängsachse dicht aneinander, bspw. mit einem Abstand von nur 0,5 cm bis 2,0 cm. Das gesammelte und bevorratete Regenwasser kann daher direkt auf die Bestrahlungsflächen 4 der Photovoltaik-Module 3 austreten, und zwar im Bereich ihrer Oberkanten 27, um beim Herabfließen die gesamten Bestrahlungsflächen 4 zu befeuchten und dabei zu kühlen.The storage tank 12 has just above its bottom 23 an outlet 24 on. This outlet 24 is at a level above the highest point of the solar field. This makes it possible, a connected there to distribute the collected rainwater management system 25 to give a continuous gradient, from the centrally positioned reservoir 12 to the central photovoltaic modules 3 , The pipe system 25 can consist of pipes and / or hoses. It flows into a variety of lines 26 , which in each case above the upper edges 27 a row 5 of photovoltaic modules 3 walk along. Preferably, these lines are 26 around pipes. For moistening the respectively below located photovoltaic modules 3 are the wires 26 provided with a plurality of small openings, for example. With a cross section of only one square millimeter od. Like. However, these openings line lined along the pipe longitudinal axis close together, for example. With a distance of only 0.5 cm to 2.0 cm. The collected and stored rainwater can therefore directly on the irradiation surfaces 4 the photovoltaic modules 3 emerge, in the area of their upper edges 27 to drain down the entire irradiation surfaces 4 to moisten and thereby cool.

Jenseits der Unterkanten 28 der Photovoltaik-Module 3 gelangt das Wasser sodann in den dortigen Graben 7 und wird von diesem wieder dem Sammelbecken 9 zugeleitet. Der Wasserkreislauf schließt sich dadurch, ist jedoch gleichzeitig auch offen, weil einerseits Kühlwasser an heißen Tagen verdunsten kann, andererseits Regenfälle sofort aufgenommen werden und die entstandenen Wasserverluste wieder ergänzen. Es kann daher ein bidirektionaler Wasseraustausch mit der Umgebung stattfinden.Beyond the lower edges 28 the photovoltaic modules 3 The water then enters the local ditch 7 and is from this again the reservoir 9 fed. The water cycle closes thereby, but at the same time also open, because on the one hand cooling water can evaporate on hot days, on the other hand, rainfalls are absorbed immediately and supplement the water losses incurred again. It can therefore take place a bidirectional water exchange with the environment.

Damit andererseits nicht zu viel Wasser aus dem Vorratsbehälter 12 entnommen wird, welches ja nur durch Einschalten der Pumpe 15 nachgespeist werden kann, was Strom und damit Energie verbraucht, sind an bestimmten Abschnitten des Leitungssystems 25 Ventile 29 eingeschalten, welche von einer Steuerung 30 aktiv ein- und ausgeschalten werden können. Bspw. könnte jeder Reihe 5 von Photovoltaik-Modulen 3 ein eigenes Ventil 29 zugeordnet sein, wie aus der Zeichnung ersichtlich.On the other hand, not too much water from the reservoir 12 is removed, which yes only by switching on the pump 15 It is possible to re-feed what electricity and therefore energy are consumed at certain sections of the pipeline system 25 valves 29 turned on, which by a controller 30 can be actively switched on and off. For example. could each row 5 of photovoltaic modules 3 a separate valve 29 be assigned, as shown in the drawing.

Zur richtigen Ansteuerung der Ventile 29 sind an einigen oder allen Photovoltaik-Modulen 3 jeweils Temperatursensoren 31 angeordnet. Deren Ausgangssignale werden zu der Steuerung 30 geleitet und dort ausgewertet. Signalisieren ein oder mehrere Temperatursensoren 31 zu hohe Temperaturen an den betreffenden Photovoltaik-Modulen, so läßt deren elektrische Leistung rapide nach, wenn nicht unverzüglich eine Kühlung erfolgt. Deshalb wird in diesem Fall das zugeordnete Ventil 29 geöffnet, um das Kühlwasser zu dem/den betreffenden Photovoltaik-Modul(en) 3 zu leiten. Die Abschaltung des betreffenden Ventils 29 kann entweder zeitgesteuert erfolgen oder in Abhängigkeit von gesunkenen Temperaturen des betreffenden Temperatursensors 31. Ggf. können auch die Steuerungen 18, 30 miteinander gekoppelt sein oder einem gemeinsamen Steuerbaustein bzw. Mikroprozessor oder Microcontroller übertragen werden.For the correct control of the valves 29 are on some or all photovoltaic modules 3 each temperature sensors 31 arranged. Their output signals become the controller 30 conducted and evaluated there. Signaling one or more temperature sensors 31 Too high temperatures on the relevant photovoltaic modules, so their electrical power decreases rapidly, if not done immediately cooling. Therefore, in this case, the associated valve 29 opened to supply the cooling water to the relevant photovoltaic module (s) 3 to lead. The shutdown of the relevant valve 29 This can be either time-controlled or depending on the lower temperatures of the relevant temperature sensor 31 , Possibly. can also use the controls 18 . 30 be coupled together or transferred to a common control block or microprocessor or microcontroller.

Das erfindungsgemäße Prinzip ist nicht auf ebene Solarfelder beschränkt. Es läßt sich bspw. auch bei Photovoltaik-Anlagen auf ebenen Hausdächern oder Fassaden einsetzen sowie auch bei Photovoltaik-Anlagen auf geneigten Hausdächern bzw. Satteldächern. Hier könnte bspw. die Dachrinne – ähnlich wie die Gräben 7 – zum Auffangen des Regen- bzw. Kühlwassers verwendet werden. Das Sammelbecken 9 könnte bspw. auf dem Fußboden des Dachbodens aufgestellt sein, und der Vorratsbehälter 12 knapp unterhalb des Dachfirsts. Falls nicht anders möglich, könnte eine fehlende Höhe des Vorratsbehälters 12 gegenüber den Photovoltaik-Modulen 3 dadurch kompensiert werden, dass der Vorratsbehälter 12 unter Druck gesetzt wird, bspw. mittels eines daran angekoppelten, federbelasteten Ausgleichsbehälters. Zwar wird in diesem Fall die Pumpe 15 zum Füllen des Vorratsbehälters 12 mehr Energie verbrauchen, weil sie gleichzeitig das Luftvolumen in dem Vorratsbehälter 12 und/oder in dem Ausgleichsbehälter komprimieren muß; jedoch muß sie nur selten eingeschalten werden, was wiederum Strom spart.The principle of the invention is not limited to even solar fields. It can be used, for example, in photovoltaic systems on flat roofs or facades as well as in photovoltaic systems on sloping rooftops or pitched roofs. Here could, for example, the gutter - similar to the trenches 7 - be used to catch the rain or cooling water. The reservoir 9 could, for example, be placed on the floor of the attic, and the reservoir 12 just below the roof ridge. Unless otherwise possible, there could be a lack of height of the reservoir 12 opposite the photovoltaic modules 3 be compensated by the fact that the reservoir 12 is pressurized, for example. By means of a coupled thereto, spring-loaded surge tank. Although in this case the pump 15 for filling the storage container 12 consume more energy because they simultaneously increase the volume of air in the reservoir 12 and / or in the expansion tank must be compressed; however, it rarely needs to be turned on, which in turn saves power.

Obwohl die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform sich auf ein Solarfeld bezieht, kann die Erfindung auch bei kleineren Photovoltaik-Anlagen auf Hausdächern angewandt werden, wo sich die vorhandenen Dachrinnen optimal in den Wasserkreislauf einbinden lassen.Although the embodiment shown in the drawing refers to a solar field, the invention can also be applied to smaller photovoltaic systems on rooftops, where the existing gutters optimally in the water to incorporate a circuit.

Auch bei diesem Anwendungsfall – wie bei Solarfeldern auch – kann der vorteilhafte Effekt der adiabaten Kühlung infolge Evaporation nutzbar gemacht werden.Also in this case of application - as with solar panels too - can the beneficial effect of adiabatic cooling due to evaporation be made usable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Solaranlagesolar system
22
SonneSun
33
Photovoltaik-ModulPhotovoltaic module
44
Bestrahlungsflächeirradiation area
55
Reiheline
66
Erdwallearthwork
77
Grabendig
88th
Kanalchannel
99
Sammelbeckenmelting pot
1010
Nordseitenorth side
1111
Böschungembankment
1212
Vorratsbehälterreservoir
1313
Wasserleitungwater pipe
1414
Oberkantetop edge
1515
Pumpepump
1616
Füllstandssensorlevel sensor
1717
Ansaugöffnungsuction
1818
Steuerungcontrol
1919
Stromleitungpower line
2020
Füllstandssensorlevel sensor
2121
VentilValve
2222
Wasserleitungwater pipe
2323
Bodenground
2424
Auslaßoutlet
2525
Leitungssystemline system
2626
Leitungmanagement
2727
Oberkantetop edge
2828
Unterkantelower edge
2929
VentilValve
3030
Steuerungcontrol
3131
Temperatursensortemperature sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2008/025461 A1 [0004] - WO 2008/025461 A1 [0004]

Claims (25)

Vorrichtung zur Steigerung des Wirkungsgrades einer Solaranlage (1) mit einem oder mehreren Photovoltaikmodulen (3), welche gegenüber der Horizontalen geneigt und mit ihrer Bestrahlungsseite (4) der Sonne (2) zugewandt sind, wobei zur Kühlung bei Bedarf ein flüssiges Kühlmedium auf der Bestrahlungsseite (4) der Photovoltaikmodule (3) offen herabfließt, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Kühlmedium in einem offenen Kreislauf geführt ist, wobei als flüssiges Kühlmedium primär, d. h. so lange vorhanden, Regenwasser verwendet wird, welches von den gegenüber der Horizontalen geneigten Photovoltaikmodulen (3) aufgefangen, zu einem ortsfesten, zentralen Sammelreservoir (9) geleitet und dort gesammelt und gespeichert wird.Device for increasing the efficiency of a solar system ( 1 ) with one or more photovoltaic modules ( 3 ) which are inclined with respect to the horizontal and with their irradiation side ( 4 ) the sun ( 2 ), wherein for cooling, if necessary, a liquid cooling medium on the irradiation side ( 4 ) of the photovoltaic modules ( 3 ) flows down, characterized in that the liquid cooling medium is guided in an open circuit, wherein as a liquid cooling medium primarily, ie so long available, rainwater is used, which is from the inclined relative to the horizontal photovoltaic modules ( 3 ), to a fixed central collection reservoir ( 9 ) and collected and stored there. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine(n) oder mehrere Rinnen, Gräben (7) und/oder Kanäle (8), welche das zirkulierende Kühlwasser und/oder das aufgefangene Regenwasser dem zentralen Sammelreservoir (9) zuleiten.Apparatus according to claim 1, characterized by one or more gutters, trenches ( 7 ) and / or channels ( 8th ), which the circulating cooling water and / or the collected rainwater the central collecting reservoir ( 9 ). Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Rinne oder wenigstens ein Graben (7) in die umgebende Erdoberfläche vertieft ist.Device according to claim 2, characterized in that at least one channel or at least one trench ( 7 ) is recessed into the surrounding earth's surface. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Rinne und/oder ein Graben (7) und/oder das zentrale Sammelreservoir (9) oben offen ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one channel and / or a trench ( 7 ) and / or the central collection reservoir ( 9 ) is open at the top. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des zentralen Sammelreservoirs (9) unterhalb der umgebenden Erdoberfläche liegt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom of the central collecting reservoir ( 9 ) lies below the surrounding earth's surface. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Sammelreservoir (9) als Sammelbecken ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Teichs, einer Zisterne, eines Fasses od. dgl.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the central collecting reservoir ( 9 ) is designed as a reservoir, in particular in the form of a pond, a cistern, a barrel od. Like. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf einem Niveau oberhalb des zentralen Sammelreservoirs (9) ein Vorratsbehälter (12) befindet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at a level above the central collecting reservoir ( 9 ) a storage container ( 12 ) is located. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (12) auf einem Gerüst angeordnet ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the storage container ( 12 ) is arranged on a scaffold. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (12) aus dem Sammelreservoir (9) gespeist wird.Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the storage container ( 12 ) from the collection reservoir ( 9 ) is fed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine Hubvorrichtung, um das gesammelte Wasser von dem Sammelreservoir (9) in den Vorratsbehälter (12) anzuheben.Device according to one of claims 7 to 9, characterized by a lifting device for collecting the collected water from the collecting reservoir ( 9 ) in the reservoir ( 12 ). Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Wasserleitung (13) von dem Sammelreservoir (9) zu dem Vorratsbehälter (12).Apparatus according to claim 10, characterized by a water pipe ( 13 ) from the collection reservoir ( 9 ) to the reservoir ( 12 ). Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine in die Wasserleitung (13) eingeschaltete Pumpe (15) zum Anheben des Wassers von dem Sammelreservoir (9) auf das Niveau des Vorratsbehälters (12).Apparatus according to claim 11, characterized by a in the water line ( 13 ) switched on pump ( 15 ) for lifting the water from the collecting reservoir ( 9 ) to the level of the reservoir ( 12 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ansaugöffnung (17) der Wasserleitung (13) im Bereich des Bodens des Sammelreservoirs (9) befindet.Device according to one of claims 11 or 12, characterized in that the suction opening ( 17 ) of the water pipe ( 13 ) in the area of the bottom of the collecting reservoir ( 9 ) is located. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auslaßöffnung der Wasserleitung (13) im Bereich der Überlaufkante (14) des Vorratsbehälters (12) befindet.Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the outlet opening of the water pipe ( 13 ) in the area of the overflow edge ( 14 ) of the storage container ( 12 ) is located. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch einen Sensor (16) zur Erfassung des Wasserstandes in dem Sammelreservoir (9), der bei Unterschreiten eines minimalen Füllstandes die Pumpe (15) abschaltet, um einen Trockenlauf derselben zu vermeiden.Device according to one of claims 11 to 14, characterized by a sensor ( 16 ) for detecting the water level in the collecting reservoir ( 9 ), which falls below a minimum level, the pump ( 15 ) turns off to avoid running dry. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Nachspeisung des Vorratsbehälters (12) aus dem Wasserleitungsnetz (22).Device according to one of claims 7 to 15, characterized by a device for feeding the storage container ( 12 ) from the water supply network ( 22 ). Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Vorratsbehälter (12) ein Füllstandssensor (20) angeordnet ist, um bei Unterschreiten eines minimalen Füllstandes eine Wassernachspeisung auszulösen und/oder bei Überschreiten eines maximalen Füllstandes die weitere Einspeisung – aus dem Wasserleitungsnetz (22) und/oder aus dem Sammelreservoir (9) – abzubrechen.Apparatus according to claim 16, characterized in that in or on the reservoir ( 12 ) a level sensor ( 20 ) is arranged to trigger a Wassernachspeisung falls below a minimum level and / or when a maximum level is exceeded, the further feed - from the water network ( 22 ) and / or from the collection reservoir ( 9 ) - cancel. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (12) eine Auslaßöffnung (24) aufweist, welche sich auf einem Niveau oberhalb der Photovoltaikmodule (3) befindet.Device according to one of claims 7 to 17, characterized in that the storage container ( 12 ) an outlet opening ( 24 ), which are at a level above the photovoltaic modules ( 3 ) is located. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaßöffnung (24) des Vorratsbehälters (12) im Bereich von dessen Boden (23) angeordnet ist.Apparatus according to claim 18, characterized in that the outlet opening ( 24 ) of the storage container ( 12 ) in the area of its bottom ( 23 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein stromabwärts des Sammelreservoirs (9), insbesondere an die Auslaßöffnung (24) des Vorratsbehälters (12), angeschlossenes Leitungssystem (25), um das Kühlwasser zu dem jeweils höchsten Punkt der Photovoltaikmodule (3) zu leiten.Device according to one of the preceding claims, characterized by a downstream of the collecting reservoir ( 9 ), in particular to the outlet ( 24 ) of the storage container ( 12 ) closed line system ( 25 ) to transfer the cooling water to the highest point of the photovoltaic modules ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch ein Verteilersystem (25), um das Kühlwasser aus dem Vorratsbehälter (12) zu den verschiedenen Photovoltaikmodulen (3) hin zu leiten.Apparatus according to claim 20, characterized by a distribution system ( 25 ) to remove the cooling water from the reservoir ( 12 ) to the various photovoltaic modules ( 3 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, gekennzeichnet durch Verteilerrohre (26), welche jeweils entlang der obersten Kanten (27) der Photovoltaikmodule (3) verlaufen.Device according to one of claims 20 or 21, characterized by distributor pipes ( 26 ), each along the uppermost edges ( 27 ) of the photovoltaic modules ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerrohre (26) im Bereich der obersten Kanten (27) der Photovoltaikmodule (3) eine Vielzahl von Austrittsöffnungen aufweisen, um das Kühlwasser nach Art eines Wasserfilms auf die gesamte Bestrahlungsfläche (4) der betreffenden Photovoltaikmodule (3) zu verteilen.Apparatus according to claim 22, characterized in that the distributor pipes ( 26 ) in the area of the uppermost edges ( 27 ) of the photovoltaic modules ( 3 ) have a plurality of outlet openings to the cooling water in the manner of a water film on the entire irradiation surface ( 4 ) of the relevant photovoltaic modules ( 3 ) to distribute. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zuleitungen (25) zu den Verteilerrohren (26) oberhalb der obersten Kanten (27) der Photovoltaikmodule (3) ein oder mehrere Ventile (29) zur Steuerung oder Regelung der (jeweiligen) Wasseraustrittsmenge vorgesehen sind.Device according to claim 23, characterized in that in the supply lines ( 25 ) to the distribution pipes ( 26 ) above the uppermost edges ( 27 ) of the photovoltaic modules ( 3 ) one or more valves ( 29 ) are provided for controlling or regulating the (respective) water outlet amount. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines oder mehrerer Photovoltaikmoduls (-e) ein oder mehrere Temperatursensoren (31) angeordnet ist/sind, um zu erkennen, ob eine Kühlung erforderlich ist, und bei Bedarf an dem/den betreffenden Photovoltaikmodulen (3) Kühlflüssigkeit freizusetzen, insbesondere durch Öffnen der betreffenden Ventile (29). Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of one or more photovoltaic module (s) one or more temperature sensors ( 31 ) is arranged to detect whether cooling is required and, if necessary, to the respective photovoltaic module (s) ( 3 ) Liberate coolant, in particular by opening the relevant valves ( 29 ).
DE102009032797A 2009-07-10 2009-07-10 Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals Withdrawn DE102009032797A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009032797A DE102009032797A1 (en) 2009-07-10 2009-07-10 Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009032797A DE102009032797A1 (en) 2009-07-10 2009-07-10 Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009032797A1 true DE102009032797A1 (en) 2011-01-13

Family

ID=43307895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009032797A Withdrawn DE102009032797A1 (en) 2009-07-10 2009-07-10 Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009032797A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011108087A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Peter Schütz Front-side device for cooling and cleaning of solar modules, has water gush-generator to automatically generate gush of water at adjustable water level in tilting container to flow on underlying solar modules
DE102009053322B4 (en) 2009-11-17 2019-10-17 Endo-Technik Wolfgang Griesat Gmbh Device for controlling the flow of a peristaltic pump

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008025461A2 (en) 2006-08-30 2008-03-06 Pleva Ing. Solar+Biotech Solar installation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008025461A2 (en) 2006-08-30 2008-03-06 Pleva Ing. Solar+Biotech Solar installation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009053322B4 (en) 2009-11-17 2019-10-17 Endo-Technik Wolfgang Griesat Gmbh Device for controlling the flow of a peristaltic pump
DE102011108087A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Peter Schütz Front-side device for cooling and cleaning of solar modules, has water gush-generator to automatically generate gush of water at adjustable water level in tilting container to flow on underlying solar modules

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE202009009544U1 (en) Device for increasing the efficiency of a photovoltaic solar system
AT412818B (en) Heating and/or hot water heating system has heat exchanger constructed from row of segments each with feed and return collector interconnected by heat exchanger elements and washed through by cistern water
WO2008025461A2 (en) Solar installation
DE19821659A1 (en) Power station using updraft flowing up tall chimney
CN106718364B (en) Roof rainwater retention multi-arch structure and green roof intelligent irrigation system and method
CH645424A5 (en) Roofing tile for a roof arrangement for the utilisation of solar energy
DE202006011482U1 (en) A heating and hot water system for a building has a solar panel, a brine circulation heat pump and an underground storage complemented by infrared radiation
DE10023424A1 (en) System for generating electrical energy from solar energy has heat storage elements outside collector heated by solar radiation, brought beneath collector to give off heat to air flow to chimney
DE19902587A1 (en) Solar-energy power sourced heating- and hot-water-plant for buildings
DE2715075A1 (en) Energy recovery system e.g. for ice rink - extracts heat by pump from water tank then reheats from surrounding sources
CN112335455B (en) Greening roof rainwater recycling and automatic irrigation control system, method and controller
CN112243738B (en) Roof greening system for energy-saving building
DE102009032797A1 (en) Device for increasing efficiency of solar system, has one or more photovoltaic modules, which are inclined opposite to horizontals
DE3740618C2 (en)
DE102005049930A1 (en) Device for gaining heat via renewable energy has earth heat collector embedded in mud, other renewable energy extracting device(s) whose flowing medium is fed to collector if it exceeds temperature in collector and is not otherwise needed
DE102008052301A1 (en) Discharge device for a solar system
DE102006020535A1 (en) Device for absorbing and storing of solar energy, has construction with low melting point PCM material, and heat pump connected to pipe located on side of panel-form element of PCM material to form heating/cooling system
DE102012102423A1 (en) Solar collector for use on roof for heating system for heating single-family house, has shadowing device e.g. roller shutter and electrochromatic glass, where shutter is provided with drive and reflecting surface
DE102012022096B4 (en) Method for storing electrical energy in a natural memory
CN211172327U (en) Subway vehicle section rainwater regulation pond
DE29507178U1 (en) Device for generating electrical energy and thermal energy
DE102013217289B3 (en) Heat storage device for a greenhouse
DE3224688A1 (en) Solar collector
WO2002021054A9 (en) Well system and method for using geothermal heat and simultaneously obtaining water for use
CN214070790U (en) Integrated rainwater flower box green wall system

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130201