DE102022121760A1 - Solar power generation device and motor vehicle with such a solar power generation device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solarstromerzeugungsvorrichtung (10), umfassend mehrere flächige Solarmodule (12) mit zumindest einer jeweiligen Solarzellenoberfläche (14), wobei die Solarmodule (12) hintereinander angeordnet sind, so dass die jeweiligen Solarzellenoberflächen (14) der Solarmodule (12) schichtweise gestapelt sind, wobei zwischen den jeweiligen hintereinander angeordneten Solarmodulen (12) zumindest eine lichtleitende Folie und/oder ein optisch leitender Klebstoff (16) bereitgestellt sind, die dazu ausgebildet sind, Licht, das auf zumindest eine Schmalseite (18) der lichtleitenden Folie und/oder des optische leitenden Klebstoffs (16) fällt, flächig auf die Solarzellenoberflächen (14) zu verteilen, wobei die Solarmodule (12) in einem Gehäuse (24) angeordnet sind, das eine Lichteintrittsöffnung (26) aufweist, wobei die Lichteintrittsöffnung (26) einen Lichtzugang auf die Schmalseite (18) der lichtleitenden Folie und/oder des optische leitenden Klebstoffs (16) bereitstellt.

Figure DE102022121760A1_0000
The invention relates to a solar power generation device (10), comprising a plurality of flat solar modules (12) with at least one respective solar cell surface (14), wherein the solar modules (12) are arranged one behind the other so that the respective solar cell surfaces (14) of the solar modules (12) are stacked in layers are, wherein between the respective solar modules (12) arranged one behind the other at least one light-conducting film and / or an optically conductive adhesive (16) are provided, which are designed to transmit light onto at least one narrow side (18) of the light-conducting film and / or of the optically conductive adhesive (16) is distributed over the surface of the solar cell surfaces (14), the solar modules (12) being arranged in a housing (24) which has a light inlet opening (26), the light inlet opening (26) providing light access on the narrow side (18) of the light-conducting film and / or the optically conductive adhesive (16).
Figure DE102022121760A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarstromerzeugungsvorrichtung und ein Kraftfahrzeug, das eine solche Solarstromerzeugungsvorrichtung aufweist.The invention relates to a solar power generation device and a motor vehicle that has such a solar power generation device.

Um elektrische Energie aus Sonneneinstrahlung zu erzeugen, weisen Solarmodule große Solarzellenoberflächen zum Einsammeln der Sonnenstrahlung auf. Bei vielen Vorrichtungen ist der Platz an dem die Solarmodule angebracht werden können aber limitiert, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, an denen nur bestimmte Oberflächen mit Solarmodulen ausgestattet werden können. Des Weiteren sind die Solarzellenoberflächen der Witterung ausgesetzt und müssen dadurch oft gereinigt oder repariert werden, um die Energie optimal umzusetzen. Das Aufbereiten der Solarzellenoberflächen ist aufwendig und teuer.In order to generate electrical energy from solar radiation, solar modules have large solar cell surfaces to collect solar radiation. In many devices, however, the space where the solar modules can be attached is limited, especially in motor vehicles where only certain surfaces can be equipped with solar modules. Furthermore, the solar cell surfaces are exposed to the weather and therefore often have to be cleaned or repaired in order to optimally convert the energy. Preparing the solar cell surfaces is complex and expensive.

Aus der EP 3 627 038 A1 ist eine Solarstromerzeugungseinheit bekannt, umfassend einen Transporter, der so konfiguriert ist, dass er Lichtwellen von der Sonne durch eine Vielzahl von Lichtleitfasern transportiert, und einen Stromgenerator, der so konfiguriert ist, dass er unter Verwendung der Lichtwellen, die von dem Transporter auf die Vielzahl von Lichtleitfasern einfallen, Elektrizität erzeugt, wobei der Stromgenerator einen Lichtwellenleiter umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Vielzahl von Lichtleitfasern auf einer Ebene oder einem Blatt anordnet und einer Lichteinfallsfläche eines Solarpanels zugewandt ist, wobei eine Vielzahl von Fenster in einer äußeren Umfangsfläche der mehreren optischen Fasern ausgebildet sind, wobei die mehreren Fenster so konfiguriert sind, dass sie die Lichtwellen brechen, die durch sie hindurchgehen, sodass die Lichtwellen an das Solarpanel weitergeleitet werden.From the EP 3 627 038 A1 is known a solar power generation unit comprising a transporter configured to transport light waves from the sun through a plurality of optical fibers, and a power generator configured to transmit light waves from the transporter to the plurality using the light waves of optical fibers, generates electricity, the power generator comprising an optical fiber configured to arrange the plurality of optical fibers on a plane or a sheet and facing a light incident surface of a solar panel, a plurality of windows in an outer peripheral surface of the a plurality of optical fibers, wherein the plurality of windows are configured to refract the light waves passing through them so that the light waves are transmitted to the solar panel.

Aus der WO 2017/208478 A1 ist eine photovoltaische Stromerzeugungs-/Speichervorrichtung bekannt, umfassend einen Abschnitt zur Umwandlung von Solarwellenlängen, einen Abschnitt zur automatischen Nachführung/Sammlung von Sonnenlicht, einen Abschnitt zur Führung des Sonnenlichts, einen Abschnitt zur Polarisation/Reflexion und Abschnitte zur Erzeugung von Strom mit Lichtleitern.From the WO 2017/208478 A1 A photovoltaic power generation/storage device is known, comprising a solar wavelength conversion section, a sunlight automatic tracking/collection section, a sunlight guidance section, a polarization/reflection section and power generation sections with optical fibers.

Aus der DE 10 2020 115 378 A1 ist eine Anordnung zum Umwandeln von Licht in elektrische Energie bekannt. Die Anordnung umfasst mehrere flache Elemente und mindestens eine Photovoltaikzelle, wobei die flachen Elemente übereinander geschichtet sind und einen Schichtkörper bilden, der von einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche und mindestens einer Außenfläche als Grenzfläche begrenzt ist, wobei eine Hauptrichtung definiert ist, die von der Eintrittsfläche hin zu der Austrittsfläche orientiert ist, wobei der Schichtkörper mindestens ein Lichtleitelement und mindestens ein erstes Lichtschaltelement als Elemente aufweist, wobei das mindestens eine Lichtleitelement in der Hauptrichtung vor dem mindestens einen ersten Lichtschaltelement angeordnet ist, wobei die mindestens eine Photovoltaikzelle an mindestens einer Grenzfläche des Schichtkörpers angeordnet ist, wobei das mindestens eine erste Lichtschaltelement entweder lichtdurchlässig oder lichthemmend einstellbar ist, wobei für den Fall, dass das mindestens eine erste Lichtschaltelement lichtdurchlässig eingestellt ist, das mindestens eine erste Lichtschaltelement dazu ausgebildet ist, Licht zu transportieren, und wobei für den Fall, dass das mindestens eine erste Lichtschaltelement lichthemmend eingestellt ist, das mindestens eine erste Lichtschaltelement dazu ausgebildet ist, Licht in das mindestens eine Lichtelement einzukoppeln.From the DE 10 2020 115 378 A1 an arrangement for converting light into electrical energy is known. The arrangement comprises a plurality of flat elements and at least one photovoltaic cell, the flat elements being layered one on top of the other and forming a layered body which is delimited by an entry surface and an exit surface and at least one outer surface as a boundary surface, with a main direction being defined, which is towards the entrance surface is oriented towards the exit surface, wherein the laminated body has at least one light-guiding element and at least one first light-switching element as elements, wherein the at least one light-guiding element is arranged in the main direction in front of the at least one first light-switching element, wherein the at least one photovoltaic cell is arranged on at least one interface of the laminate is, wherein the at least one first light switching element can be adjusted to be either translucent or light-inhibiting, wherein in the event that the at least one first light switching element is set to be translucent, the at least one first light switching element is designed to transport light, and in the event that the at least one first light switching element is set to inhibit light, the at least one first light switching element is designed to couple light into the at least one light element.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Solarstromerzeugungsvorrichtung zu verbessern, insbesondere hinsichtlich einer Wartungsintensität und eines Platzbedarfs.The object of the invention is to improve a solar power generation device, particularly with regard to maintenance intensity and space requirements.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.This task is solved by the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed in the dependent claims, the following description and the figures.

Die Erfindung basiert auf der Idee, dass mithilfe von Lichtleitern ein mehrschichtiges Solarpanel aufgebaut wird, wobei die Lichtleiter das Sonnenlicht auf die Solarzellenoberflächen leiten. Als Lichtleiter werden hierbei Folien und/oder ein Klebstoff, der Lichtwellen leiten kann, verwendet, um durch die kompakte Bauweise eine Stabilität zu verbessern und mehr Solarzellenoberflächen auf einen kleineren Raum unterzubringen. Somit kann ein Verschleiß der Solarzellenoberflächen verringert werden, wobei eine Wartung an den schmalen Lichtleiterkanten viel geringer und somit kostensparender ist als an freiliegenden Solarzellenoberflächen.The invention is based on the idea that a multi-layer solar panel is constructed using light guides, with the light guides directing sunlight onto the solar cell surfaces. Films and/or an adhesive that can conduct light waves are used as light guides in order to improve stability through the compact design and to accommodate more solar cell surfaces in a smaller space. This means that wear on the solar cell surfaces can be reduced, with maintenance on the narrow light guide edges being much less and therefore more cost-saving than on exposed solar cell surfaces.

Die Erfindung betrifft eine Solarstromerzeugungsvorrichtung, umfassend mehrere flächige Solarmodule mit zumindest einer jeweiligen Solarzellenoberfläche, wobei die Solarmodule hintereinander angeordnet sind, sodass die jeweiligen Solarzellenoberflächen der Solarmodule schichtweise gestapelt sind, wobei zwischen den jeweiligen hintereinander angeordneten Solarmodulen zumindest eine lichtleitende Folie und/oder ein optisch leitender Klebstoff bereitgestellt ist, die dazu ausgebildet sind, Licht, das auf zumindest eine Schmalseite der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs fällt, flächig auf die Solarzellenoberflächen zu verteilen, wobei die Solarmodule in einem Gehäuse angeordnet sind, das eine Lichteintrittsöffnung aufweist, wobei die Lichteintrittsöffnung einen Lichtzugang auf die Schmalseite der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs bereitstellt.The invention relates to a solar power generation device, comprising a plurality of flat solar modules with at least one respective solar cell surface, wherein the solar modules are arranged one behind the other, so that the respective solar cell surfaces of the solar modules are stacked in layers, with at least one light-conducting film and/or an optically conductive film between the respective solar modules arranged one behind the other Adhesive is provided, which are designed to distribute light that falls on at least one narrow side of the light-conducting film and / or the optically conductive adhesive over the solar cell surfaces, wherein the solar modules are arranged in a housing that has a light inlet opening, wherein the light entry opening provides light access on the narrow side of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive.

Mit anderen Worten sind in einem Gehäuse der Solarstromerzeugungsvorrichtung mehrere Solarmodule angeordnet, deren Solarzellenoberflächen parallel zueinander und hintereinander beziehungsweise übereinander angeordnet sind, sodass sich ein Stapel von Solarmodulen ergibt. Zwischen den jeweiligen Solarmodulen beziehungsweise Solarzellenoberflächen sind als Lichtleiter eine lichtleitende Folie und/oder ein optisch leitender Klebstoff eingefügt. Somit ergibt sich ein Schichtaufbau, der zunächst ein Solarmodul vorsieht, gefolgt von einer Schicht mit lichtleitender Folie und/oder einem optisch leitenden Klebstoff, gefolgt von einem weiteren Solarmodul, wobei diese Reihenfolge weiter fortgeführt werden kann. Vorzugsweise sind somit die Solarmodule über die lichtleitende Folie miteinander verbunden, wobei die lichtleitende Folie mittels eines optisch leitenden Klebstoffs mit den jeweiligen Solarzellenoberflächen verklebt sein kann. Alternativ können die Solarmodule auch nur mit dem optisch leitenden Klebstoff miteinander verbunden sein oder es kann nur die zumindest eine lichtleitende Folie ohne Klebstoff zwischen den Solarmodulen bereitgestellt sein. Durch diesen Aufbau sind die Solarzellenoberflächen durch das Gehäuse geschützt und/oder schirmen sich gegenseitig von äußeren Umwelteinflüssen ab, wobei der Lichtzugang zu den Solarzellenoberflächen an einer Schmalseite beziehungsweise Seitenfläche dieses Schichtaufbaus erfolgt, wobei Licht seitlich auf die lichtleitende Folie und/oder den optisch leitenden Klebstoff fällt und dann von der Folie und/oder den Klebstoff zwischen die Solarmodule weitergeleitet wird und sich somit flächig auf den Solarzellenoberflächen verteilt. Das heißt, dass Licht seitlich in die als Lichtleiter dienende Folie und/oder den Klebstoff eintreten kann und auf die Oberfläche der Solarmodule verteilt wird.In other words, a plurality of solar modules are arranged in a housing of the solar power generation device, the solar cell surfaces of which are arranged parallel to one another and one behind the other or one above the other, so that a stack of solar modules results. A light-conducting film and/or an optically conductive adhesive are inserted as light guides between the respective solar modules or solar cell surfaces. This results in a layer structure that initially provides a solar module, followed by a layer with a light-conducting film and/or an optically conductive adhesive, followed by another solar module, whereby this sequence can be continued. Preferably, the solar modules are connected to one another via the light-conducting film, whereby the light-conducting film can be glued to the respective solar cell surfaces using an optically conductive adhesive. Alternatively, the solar modules can also be connected to one another only with the optically conductive adhesive or only the at least one light-conducting film can be provided between the solar modules without adhesive. Through this structure, the solar cell surfaces are protected by the housing and/or shield each other from external environmental influences, with light access to the solar cell surfaces taking place on a narrow side or side surface of this layer structure, with light passing laterally onto the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive falls and is then passed on by the film and/or the adhesive between the solar modules and is thus distributed over the surface of the solar cell surfaces. This means that light can enter the film and/or the adhesive serving as a light guide from the side and is distributed onto the surface of the solar modules.

Mit einer lichtleitenden Folie ist eine transparente Folie gemeint, wobei eingekoppeltes Licht an Außenflächen der Folie, an denen ein Brechzahlsprung auftritt, aufgrund des Reflexionsgesetzes zurückreflektiert wird und somit innerhalb der Folie weitertransportiert wird. Aufgrund der Struktur der Folie tritt dabei vorzugsweise keine Totalreflexion auf, sondern bei jeder Reflexion wird ein Anteil des Lichts aus der Folie ausgekoppelt und somit auf die Solarzellenoberfläche gelenkt. Hierbei kann die lichtleitende Folie beispielsweise aus Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) ausgebildet sein. Mit einem optisch leitenden Klebstoff ist ein transparenter Klebstoff gemeint, insbesondere ein optisch klarer Klebstoff (optically clear adhesive), der insbesondere aus Touchscreenanwendungen für eine Kontaktverklebung bekannt ist. Dieser kann beispielsweise auch alleine zwischen den jeweiligen Solarmodulen eingefügt sein oder die Folie mit den Solarmodulen verkleben.By a light-conducting film is meant a transparent film, whereby coupled light on outer surfaces of the film, on which a jump in refractive index occurs, is reflected back due to the law of reflection and is thus transported further within the film. Due to the structure of the film, total reflection preferably does not occur, but with each reflection a portion of the light is coupled out of the film and thus directed onto the solar cell surface. The light-conducting film can be made, for example, from polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA) or acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS). An optically conductive adhesive means a transparent adhesive, in particular an optically clear adhesive, which is known in particular from touchscreen applications for contact bonding. This can, for example, be inserted alone between the respective solar modules or glue the film to the solar modules.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Solarzellenoberflächen nicht mehr direkt den Umwelteinflüssen ausgeliefert sind und somit weniger Wartungsintensiv sind. Die Schmalseite, auf die das Licht eintritt, ist dabei viel kostengünstiger zu warten, da diese keine Solarzellen aufweist, die beschädigt werden könnten. Der Schichtaufbau mittels der Verwendung von Folien und/oder einem optisch leitenden Klebstoff als Lichtleiter ermöglicht einerseits einen effizienten Platzbedarf und erhöht durch die kompakte Bauweise eine Stabilität, was insbesondere für die Anwendung in einem Fahrzeug vorteilhaft ist. Außerdem ergibt sich durch die Folie und/oder den Klebstoff im Vergleich zu Lichtleitern aus Glas der Vorteil, dass diese sich besser an dreidimensionale Konturen anpassen können und somit auch gebogene Formen von Solarzellenoberflächen leichter erreicht werden. Außerdem muss eine solche Solarstromerzeugungsvorrichtung nicht mehr an einer Außenfläche angeordnet werden, sondern kann in einem Gehäuse, vorzugsweise in einer Fahrzeugkarosserie, angeordnet sein.The invention has the advantage that the solar cell surfaces are no longer directly exposed to environmental influences and are therefore less maintenance-intensive. The narrow side where the light enters is much cheaper to maintain because it has no solar cells that could be damaged. The layer structure by using films and/or an optically conductive adhesive as a light guide enables, on the one hand, an efficient space requirement and, thanks to the compact design, increases stability, which is particularly advantageous for use in a vehicle. In addition, the film and/or the adhesive has the advantage compared to glass light guides that they can adapt better to three-dimensional contours and therefore curved shapes of solar cell surfaces can be achieved more easily. In addition, such a solar power generating device no longer needs to be arranged on an external surface, but can be arranged in a housing, preferably in a vehicle body.

Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that provide additional advantages.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass an oder in der Lichteintrittsöffnung eine Lichtbündelungseinrichtung bereitgestellt ist, die zum Bündeln des Lichts auf die Schmalseiten der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs ausgebildet ist. So können eine oder mehrere Sammellinsen in der Lichteintrittsöffnung als Lichtbündelungseinrichtung bereitgestellt sein, die das Licht auf die Schmalseiten der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs bündeln. Vorzugsweise ist die Lichtbündelungseinrichtung ein Einwegspiegel beziehungsweise halbdurchlässiger Spiegel in dem eine Linsenoptik integriert ist. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere Hohlspiegel vorgesehen sein, der Lichtstrahlen auf die jeweiligen Schmalseiten bündelt. Des Weiteren kann an oder in der Lichteintrittsöffnung ein Umlenkelement vorgesehen sein, das Licht, das in die Lichteintrittsöffnung eintritt, auf die Schmalseite der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs umlenkt, wie beispielsweise Spiegel oder Lichtleiter. Alternativ kann die Folie selber gebogen sein, um Licht an der Lichteintrittsöffnung aufzunehmen und dann zwischen die Solarzellenoberflächen einzuleiten. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass mehr Licht in die Folien und/oder den optisch leitenden Klebstoff eingekoppelt werden kann und somit mehr Strom erzeugt wird.One embodiment provides that a light concentrating device is provided on or in the light inlet opening, which is designed to concentrate the light onto the narrow sides of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive. One or more converging lenses can be provided in the light entry opening as a light focusing device, which focus the light onto the narrow sides of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive. Preferably, the light focusing device is a one-way mirror or semi-transparent mirror in which lens optics are integrated. Alternatively or additionally, one or more concave mirrors can be provided, which concentrates light rays onto the respective narrow sides. Furthermore, a deflection element can be provided on or in the light inlet opening, which deflects light that enters the light inlet opening onto the narrow side of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive, such as mirrors or light guides. Alternatively, the film itself can be bent to absorb light at the light entry opening and then introduce it between the solar cell surfaces. This embodiment has the advantage that more light can be coupled into the films and/or the optically conductive adhesive and thus more electricity is generated.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Lichteintrittsöffnung ein Fenster mit einer Beschichtung aus einem nichtlinearen optischen Medium aufweist, das dazu ausgebildet ist, infrarotes Licht in einen sichtbaren Spektralbereich umzuwandeln. Mit anderen Worten wird durch das nichtlineare optische Medium infrarotes Licht, insbesondere durch Frequenzverdopplung, in einen sichtbaren Spektralbereich umgewandelt, der durch die Solarzellen verbessert zu elektrischer Energiegewinnung genutzt werden kann. Der sichtbare Spektralbereich kann insbesondere Wellenlängen zwischen 400 Nanometern und 750 Nanometern umfassen. Als nichtlineares optisches Medium kann beispielsweise ein Molekülcluster auf Halbleiterbasis, insbesondere Zinn und Sulfid, verwendet werden, auf deren Oberfläche organische Moleküle aufgebracht sind. Ein solches nichtlineares optisches Medium wurde beispielsweise von Rosemann et al. („A highly efficient directional molecular white-light emitter driven by a continuouswave laser diode; Science, Vol. 352, issue 6291, Seiten 1301 bis 1304 ) beschrieben. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass auch infrarotes Licht, aufgrund der Umwandlung in den sichtbaren Spektralbereich zur Energiegewinn genutzt werden kann.A further embodiment provides that the light entry opening is a window with a Coating made of a nonlinear optical medium that is designed to convert infrared light into a visible spectral range. In other words, infrared light is converted by the nonlinear optical medium, in particular by frequency doubling, into a visible spectral range, which can be used in an improved manner to generate electrical energy by the solar cells. The visible spectral range can in particular include wavelengths between 400 nanometers and 750 nanometers. A semiconductor-based molecule cluster, in particular tin and sulfide, can be used as a nonlinear optical medium, for example, with organic molecules applied to the surface. Such a nonlinear optical medium was developed, for example, by Roseman et al. (“A highly efficient directional molecular white-light emitter driven by a continuouswave laser diode; Science, Vol. 352, issue 6291, pages 1301 to 1304 ). This embodiment has the advantage that infrared light can also be used to generate energy due to the conversion into the visible spectral range.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Solarmodule auf einer Frontseite und einer Rückseite Solarzellenoberflächen aufweisen. Mit anderen Worten sind die Solarmodule doppelseitig ausgebildet, sodass die Vorderseite und Rückseite jeweils eine Solarzellenoberfläche umfasst. Somit sind Solarzellenoberflächen jeweils gegenüberliegend, wobei dazwischen die lichtleitende Folie und/oder der optisch leitende Klebstoff bereitgestellt ist, der die jeweiligen Solarzellenoberflächen vorzugsweise miteinander verbindet. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine höhere Effizienz erzielt werden kann.A further embodiment provides that the solar modules have solar cell surfaces on a front and a back. In other words, the solar modules are double-sided, so that the front and back each comprise a solar cell surface. Solar cell surfaces are therefore each opposite one another, with the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive being provided between them, which preferably connects the respective solar cell surfaces to one another. This embodiment has the advantage that higher efficiency can be achieved.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die lichtleitende Folie eine Streulichtfolie ist oder dass mehrere lichtleitende Folien zu einem Folienstapel verbunden sind, insbesondere mittels des optisch leitenden Klebstoffs. Das bedeutet, dass die lichtleitende Folie eine Mikrostruktur aufweisen kann, durch die eine Lichtstreuung und somit eine Auskopplung des Lichts aus der Folie erfolgt. Somit kann vermieden werden, dass ein größerer Anteil des eingekoppelten Lichts durch Totalreflexion durch die Folie hindurchtritt, ohne auf die Solarzellenoberfläche zu treffen. Alternativ können mehrere Folien zu einem Folienstapel verbunden werden, beispielsweise indem die Folien mittels des optisch leitenden Klebstoffs zusammengeklebt werden. Durch das Verbinden mehrerer Folien verändert sich der Brechungsindex in dem Folienstapel und erzeugt Streuzentren, durch die das Licht ausgekoppelt werden kann. Somit erfolgt eine Lichtleitung innerhalb des Folienstapels mit einer zusätzlichen Struktur zur Auskopplung des Lichts auf die Solarzellenoberflächen, wodurch eine besonders geeignete flächige Verteilung erreicht werden kann.A further embodiment provides that the light-conducting film is a scattered light film or that several light-conducting films are connected to form a film stack, in particular by means of the optically conductive adhesive. This means that the light-conducting film can have a microstructure through which light is scattered and thus the light is coupled out of the film. This means that it can be avoided that a larger proportion of the coupled-in light passes through the film due to total reflection without hitting the solar cell surface. Alternatively, several films can be connected to form a film stack, for example by gluing the films together using the optically conductive adhesive. By connecting several films, the refractive index in the film stack changes and creates scattering centers through which the light can be coupled out. This means that light is guided within the film stack with an additional structure for coupling out the light onto the solar cell surfaces, whereby a particularly suitable areal distribution can be achieved.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der optisch leitende Klebstoff Mikrosphären, insbesondere aus Glas oder Kunststoff, aufweist. Durch diese Mikrosphären, die beispielsweise Glaskugeln im Mikrometerbereich oder Kunststoffkugeln im Mikrometerbereich sein können, werden Streuzentren im Klebstoff bereitgestellt, die zur Auskopplung des Lichts aus dem optisch leitenden Klebstoff auf die Solarzellenoberflächen dienen. Somit kann eine bessere Lichtumlenkung erreicht werden.A further embodiment provides that the optically conductive adhesive has microspheres, in particular made of glass or plastic. These microspheres, which can be, for example, glass balls in the micrometer range or plastic balls in the micrometer range, provide scattering centers in the adhesive that serve to couple out the light from the optically conductive adhesive onto the solar cell surfaces. This means that better light deflection can be achieved.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Gehäuse auf der gegenüberliegenden Seite der Lichteintrittsöffnung einen Spiegel aufweist. Mit anderen Worten kann auf einer ersten Seite des Gehäuses die Lichteintrittsöffnung angeordnet sein, die vorzugsweise einen Einwegspiegel aufweist, sodass Licht auf die Schmalseiten der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs fällt, wobei am anderen Ende des Gehäuses, nach Durchtritt durch die lichtleitende Folie und/oder den optisch leitenden Klebstoff, ein Spiegel angeordnet ist, der Licht, der durch die Lichtleiter hindurchtritt, wieder zurück reflektiert und somit erneut in die Lichtleiter einkoppelt. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Effizienz weiter gesteigert werden kann.A further embodiment provides that the housing has a mirror on the opposite side of the light inlet opening. In other words, the light entry opening can be arranged on a first side of the housing, which preferably has a one-way mirror, so that light falls on the narrow sides of the light-conducting film and / or the optically conductive adhesive, at the other end of the housing, after passing through the light-conducting Film and / or the optically conductive adhesive, a mirror is arranged, which reflects light that passes through the light guides back and thus couples it again into the light guides. This embodiment has the advantage that efficiency can be further increased.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Solarstromerzeugungsvorrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere als elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie ausgebildet sein, wobei die Solarstromerzeugungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs zu laden. Des Weiteren kann die Solarstromerzeugungsvorrichtung für einen Anhänger eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines LKWs, bereitgestellt werden, wobei das Gehäuse der Solarstromerzeugungsvorrichtung vorzugsweise gleichzeitig ein Karosseriegehäuse des Kraftfahrzeugs sein kann.A further aspect of the invention relates to a motor vehicle with a solar power generating device according to one of the preceding embodiments. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus. The motor vehicle can in particular be designed as an electrically operated motor vehicle with a traction battery, with the solar power generating device being designed to charge the traction battery of the motor vehicle. Furthermore, the solar power generation device can be provided for a trailer of a motor vehicle, in particular a truck, wherein the housing of the solar power generation device can preferably simultaneously be a body housing of the motor vehicle.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Solarstromerzeugungsvorrichtung in einem Fahrzeugdach angeordnet ist. Durch den Schichtaufbau der Solarmodule kann die Solarstromerzeugungsvorrichtung platzsparend im Fahrzeugdach angeordnet werden, wobei das Fahrzeugdach eine Lichteintrittsöffnung aufweisen kann, durch die Licht auf die Schmalseite der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs fallen kann.It is preferably provided that the solar power generating device is arranged in a vehicle roof. Due to the layered structure of the solar modules, the solar power generating device can be arranged in the vehicle roof in a space-saving manner, wherein the vehicle roof can have a light entry opening through which light can fall onto the narrow side of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive.

Eine weitere Ausführungsform des Kraftfahrzeugs sieht vor, dass die Lichteintrittsöffnung am Ende einer Fahrzeugscheibe angeordnet ist, wobei die Fahrzeugscheibe dazu ausgebildet ist, auf die Fahrzeugscheibe einfallendes Licht zu sammeln und zum Ende der Fahrzeugscheibe in die Lichteintrittsöffnung zu leiten. So kann beispielsweise Licht, das auf eine Scheibe trifft, in die Scheibe eingekoppelt und zu den Enden der Scheibe weitergeleitet werden, wo sich vorzugsweise die Lichteintrittsöffnung der Solarstromerzeugungsvorrichtung befindet. Dieser Effekt kann weiter verstärkt werden, indem beispielsweise auf einer Innenseite der Scheibe eine Spiegelschicht bereitgestellt ist, die Licht in Richtung der Lichteintrittsöffnung ablenkt. Auch weitere optische Strukturen, wie beispielsweise Gitter, insbesondere holografisch-optische Elemente, können zur Lichtlenkung des auf die Scheibe eintreffenden Lichts bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine ähnliche Vorgehensweise auch bei einem Sonnendach des Kraftfahrzeugs angewendet werden und/oder weiteren Anbaukomponenten des Fahrzeugs. So kann als weitere Anbaukomponente beispielsweise eine Dachreling, Gepäckträger, insbesondere eine Skibox, oder Fahrradträgermit Lichtleitern ausgebildet sein, die Licht zu der Lichteintrittsöffnung der Solarstromerzeugungsvorrichtung leiten. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass Licht von einem größeren Bereich zur Stromerzeugung genutzt werden kann und somit die Effizienz gesteigert werden kann.A further embodiment of the motor vehicle provides that the light entry opening is arranged at the end of a vehicle window, the vehicle window being designed to collect light incident on the vehicle window and to direct it into the light entry opening at the end of the vehicle window. For example, light that hits a pane can be coupled into the pane and forwarded to the ends of the pane, where the light entry opening of the solar power generating device is preferably located. This effect can be further enhanced by, for example, providing a mirror layer on the inside of the pane, which deflects light in the direction of the light entry opening. Other optical structures, such as gratings, in particular holographic-optical elements, can also be provided to direct the light incident on the pane. Additionally or alternatively, a similar procedure can also be used for a sunroof of the motor vehicle and/or other add-on components of the vehicle. For example, a roof rail, luggage rack, in particular a ski box, or bicycle rack with light guides can be designed as a further add-on component, which guide light to the light inlet opening of the solar power generating device. This embodiment has the advantage that light from a larger area can be used to generate electricity and thus efficiency can be increased.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Solarstromerzeugungsvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the motor vehicle according to the invention, which have features as have already been described in connection with the further developments of the solar power generation device according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 eine schematisch dargestellte Solarstromerzeugungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
  • 2 eine schematisch dargestellte Solarstromerzeugungsvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform;
  • 3 ein Kraftfahrzeug mit einer Solarstromerzeugungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Examples of embodiments of the invention are described below. This shows:
  • 1 a schematically illustrated solar power generation device according to an exemplary embodiment;
  • 2 a schematically illustrated solar power generation device according to a further exemplary embodiment;
  • 3 a motor vehicle with a solar power generation device according to an exemplary embodiment.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also further develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference numerals designate functionally identical elements.

In 1 ist eine Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Die Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 weist mehrere flächige Solarmodule 12 auf, die jeweils mindestens eine Solarzellenoberfläche 14 aufweisen, wobei die Solarmodule 12 vorzugsweise doppelseitig mit Solarzellenoberflächen 14 ausgebildet sind, sodass diese auf einer Frontseite und einer Rückseite Solarzellen aufweisen, die dazu ausgebildet sind, elektrischen Strom mittels Licht zu erzeugen.In 1 a solar power generation device 10 is shown according to an exemplary embodiment. The solar power generation device 10 has a plurality of flat solar modules 12, each of which has at least one solar cell surface 14, wherein the solar modules 12 are preferably formed on both sides with solar cell surfaces 14, so that they have solar cells on a front side and a back side, which are designed to generate electrical current by means of light to create.

Die Solarmodule 12 sind in der Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 derart hintereinander angeordnet, dass die Solarzellenoberflächen 14 parallel zueinander ausgerichtet sind und somit gestapelt sind. In den Zwischenräumen, zwischen den jeweiligen Solarzellenoberflächen 14, sind Lichtleiter 16 angeordnet, wobei als Lichtleiter 16 eine lichtleitende Folie und/oder ein optisch leitender Klebstoff bereitgestellt sind. Die lichtleitende Folie und/oder der optisch leitende Klebstoff sind dazu ausgebildet, Licht, das auf eine Schmalseite 18 beziehungsweise Seitenfläche dieser Lichtleiter 16 fällt, flächig auf die Solarzellenoberflächen 14 zu verteilen. So können beispielsweise Lichtstrahlen 20, die von der Sonne 22 abgestrahlt werden, auf die Schmalseite 18 der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs fallen und dort in diese eingekoppelt werden. Die in den Lichtleiter 16 eingekoppelten Lichtstrahlen 20 werden dann in die Zwischenräume weitergeleitet und vorzugsweise auf die gesamte Fläche der Solarzellenoberfläche verteilt.The solar modules 12 are arranged one behind the other in the solar power generation device 10 in such a way that the solar cell surfaces 14 are aligned parallel to one another and are therefore stacked. Light guides 16 are arranged in the spaces between the respective solar cell surfaces 14, with a light-conducting film and/or an optically conductive adhesive being provided as light guide 16. The light-conducting film and/or the optically conductive adhesive are designed to distribute light that falls on a narrow side 18 or side surface of these light guides 16 over the surface of the solar cell surfaces 14. For example, light rays 20 that are emitted by the sun 22 can fall on the narrow side 18 of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive and be coupled into them there. The light beams 20 coupled into the light guide 16 are then passed on into the gaps and preferably distributed over the entire area of the solar cell surface.

Die lichtleitende Folie kann beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff ausgebildet sein, der einen Lichttransport ermöglicht. Damit eine geeignete Auskopplung auf die Solarzellenoberflächen 14 stattfindet, kann die Folie Mikrostrukturen aufweisen, die die Folie als Streulichtfolie ausbilden. Alternativ können auch mehrere Folien zu einem Folienstapel verbunden werden, der ebenfalls Streuzentren aufweist, um das Licht auf die Solarzellenoberflächen 14 auszukoppeln. Der optisch leitende Klebstoff (optically clear resin/adhesive) kann ein transparenter Klebstoff sein, der in die Zwischenräume eingebracht eine lichtleidende Fläche bildet, in der Lichtstrahlen mittels Reflexion transportiert werden können. Der optisch leitende Klebstoff weist vorzugsweise Mikrosphären, beispielsweise Glaskugeln, auf, die Lichtstreuzentren bilden, um das eingekoppelte Licht auf die Solarzellenoberflächen 14 auszukoppeln. Der optisch leitende Klebstoff kann beispielsweise alleine, d.h. ohne Folie, verwendet werden, um die Solarmodule 12 miteinander zu verbinden oder der optisch leitende Klebstoff kann die in den Zwischenräumen liegenden lichtleitenden Folien mit den Solarmodulen 12 verbinden.The light-conducting film can, for example, be made of a transparent plastic that enables light to be transported. This ensures suitable coupling to the solar cells surfaces 14 takes place, the film can have microstructures that form the film as a scattered light film. Alternatively, several films can be connected to form a film stack, which also has scattering centers in order to couple out the light onto the solar cell surfaces 14. The optically conductive adhesive (optically clear resin/adhesive) can be a transparent adhesive which, when introduced into the gaps, forms a light-sustaining surface in which light rays can be transported by means of reflection. The optically conductive adhesive preferably has microspheres, for example glass spheres, which form light scattering centers in order to couple out the coupled light onto the solar cell surfaces 14. The optically conductive adhesive can, for example, be used alone, ie without a film, to connect the solar modules 12 to one another, or the optically conductive adhesive can connect the light-conducting films located in the gaps to the solar modules 12.

Des Weiteren kann die Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 ein Gehäuse 24 aufweisen, das zumindest die Solarzellenoberflächen 14 vor äußeren Umwelteinflüssen schützt. Des Weiteren kann das Gehäuse 24 eine Lichteintrittsöffnung 26 aufweisen, die vorzugsweise an der Schmalseite der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs bereitgestellt ist. Vorzugsweise kann eine Lichtbündelungseinrichtung 28, beispielsweise eine oder mehrere Sammellinsen, an oder in der Lichteintrittsöffnung 26 bereitgestellt sein, die die Lichtstrahlen 20 der Sonne 22 auf die Schmalseiten 18 der Lichtleiter 16 bündelt. Besonders bevorzugt ist die Lichtbündelungseinrichtung 28 als Einwegspiegel, insbesondere mit Linsenstruktur, ausgebildet, der Lichtstrahlen 20, die von außerhalb kommen, in das Gehäuse passieren lässt und Lichtstrahlen, die von innerhalb des Gehäuses auf den Einwegspiegel treffen, zurückreflektiert. Des Weiteren kann die Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 auf der gegenüberliegenden Seite der Lichteintrittsöffnung 26 einen Spiegel 30 aufweisen, der das Licht, das durch die Lichtleiter 16 vollständig hindurch getreten ist, wieder zurück auf die Lichtleiter 16 reflektiert und somit eine Effizienz gesteigert wird.Furthermore, the solar power generating device 10 can have a housing 24 that protects at least the solar cell surfaces 14 from external environmental influences. Furthermore, the housing 24 can have a light entry opening 26, which is preferably provided on the narrow side of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive. Preferably, a light bundling device 28, for example one or more converging lenses, can be provided on or in the light entry opening 26, which bundles the light rays 20 of the sun 22 onto the narrow sides 18 of the light guides 16. Particularly preferably, the light focusing device 28 is designed as a one-way mirror, in particular with a lens structure, which allows light rays 20 that come from outside to pass into the housing and reflects back light rays that hit the one-way mirror from inside the housing. Furthermore, the solar power generating device 10 can have a mirror 30 on the opposite side of the light inlet opening 26, which reflects the light that has completely passed through the light guides 16 back onto the light guides 16 and thus increases efficiency.

In der 2 ist eine weitere Ausführungsform der Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 dargestellt. In dieser Ausführungsform kann die Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 einen ähnlichen Schichtaufbau der Solarmodule 12 mit dazwischenliegenden Lichtleitern 16, die als lichtleitende Folie und/oder optisch leitender Klebstoff ausgebildet sind, aufweisen, wobei die Solarzellenoberflächen 14 in dieser Ausführungsform übereinander gestapelt sind, sodass diese parallel zu einer Gehäuseseite 24 sein können, die beispielsweise ein Fahrzeugdach eines Fahrzeugs 32 ist. Die Lichteintrittsöffnung 26 des Gehäuses 24 kann dabei ebenfalls im Fahrzeugdach angeordnet sein, wobei ein Umlenkelement 34 bereitgestellt ist, das das Licht von der Lichteintrittsöffnung 26 zwischen die Solarzellenoberflächen 14 auf die Lichtleiter 16 umlenkt. Das Umlenkelement 34 kann beispielsweise durch Spiegel, Lichtleiter, insbesondere Glasfasern, oder durch die lichtleitende Folie realisiert sein, die entsprechend gebogen ist, um das Licht umzulenken.In the 2 a further embodiment of the solar power generation device 10 is shown. In this embodiment, the solar power generation device 10 can have a similar layer structure of the solar modules 12 with intermediate light guides 16, which are designed as a light-conducting film and / or optically conductive adhesive, the solar cell surfaces 14 in this embodiment being stacked one on top of the other so that they are parallel to a housing side 24 can be, which is, for example, a vehicle roof of a vehicle 32. The light entry opening 26 of the housing 24 can also be arranged in the vehicle roof, with a deflection element 34 being provided which deflects the light from the light entry opening 26 between the solar cell surfaces 14 onto the light guides 16. The deflection element 34 can be realized, for example, by mirrors, light guides, in particular glass fibers, or by the light-conducting film, which is bent accordingly in order to redirect the light.

In 3 ist ein stark schematisiertes Kraftfahrzeug 32 mit einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 dargestellt, wobei in dieser Ausführungsform die Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 in einem Fahrzeugdach 24 des Kraftfahrzeug 32 integriert sein kann. In dieser Ausführungsform sind die Solarmodule 12 und die Lichtleiter 16, die als lichtleitende Folie und/oder optisch leitender Klebstoff ausgebildet sind, parallel zu dem Fahrzeugdach 24 angeordnet, das gleichzeitig das Gehäuse 24 der Solarstromerzeugungsvorrichtung 10 ist.In 3 a highly schematic motor vehicle 32 is shown with a further exemplary embodiment of the solar power generation device 10, in which case the solar power generation device 10 can be integrated in a vehicle roof 24 of the motor vehicle 32 in this embodiment. In this embodiment, the solar modules 12 and the light guides 16, which are designed as a light-conducting film and/or optically conductive adhesive, are arranged parallel to the vehicle roof 24, which is also the housing 24 of the solar power generation device 10.

Die Lichteintrittsöffnung 26 ist in dieser Ausführungsform vorzugsweise am Ende einer Fahrzeugscheibe 36 angeordnet, wobei die Fahrzeugscheibe 36 dazu ausgebildet sein kann, Licht, das auf die Fahrzeugscheibe 36 fällt, zum Ende der Fahrzeugscheibe 36 auf die Lichteintrittsöffnung zu leiten. Hierzu kann die Fahrzeugscheibe 36 beispielsweise Ablenkstrukturen (nicht gezeigt) in oder an der Fahrzeugscheibe 36 aufweisen, die das Licht in Richtung der Lichteintrittsöffnung 26 ablenken. Beispielsweise können als Ablenkstruktur Spiegel, Prismen oder Gitterstrukturen in oder an der Fahrzeugscheibe 36 vorgesehen sein. Des Weiteren kann an der Lichteintrittsöffnung 26 und/oder in der Fahrzeugscheibe 36, vorzugsweise am Ende der Fahrzeugscheibe 36, eine integrierte Linse 38 bereitgestellt sein, die als Lichtbündelungseinrichtung 28 dient, wobei zusätzlich zu der integrierten Linse 38 die Lichtbündelungseinrichtung 28 weitere Sammellinsen aufweisen kann, die das Licht auf einzelne Lichtleiter 16 bündeln können.In this embodiment, the light entry opening 26 is preferably arranged at the end of a vehicle window 36, wherein the vehicle window 36 can be designed to guide light that falls on the vehicle window 36 to the end of the vehicle window 36 onto the light entry opening. For this purpose, the vehicle window 36 can, for example, have deflection structures (not shown) in or on the vehicle window 36, which deflect the light in the direction of the light entry opening 26. For example, mirrors, prisms or lattice structures can be provided in or on the vehicle window 36 as a deflection structure. Furthermore, an integrated lens 38 can be provided at the light inlet opening 26 and/or in the vehicle window 36, preferably at the end of the vehicle window 36, which serves as a light concentrating device 28, wherein in addition to the integrated lens 38, the light condensing device 28 can have further converging lenses, which can bundle the light onto individual light guides 16.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht ein Aspekt darin, dass mithilfe von Lichtleitern 16 ein mehrschichtiges Solarpanel 10 aufgebaut wird, bei dem auch die rückwärtigen Flächen zur Energiegewinnung verwendet werden. Das Solarpanel 10 kann sich unter einem Blechkleid (Gehäuse 24) eines Autodaches oder Anhängers befinden und muss nicht der direkten Sonneneinstrahlung und Umwelteinflüssen ausgesetzt werden. Hierbei ist ein mehrschichtiger Aufbau der Solarpanele möglich. Zudem können Fahrzeugscheiben 36 zum Sammeln von Lichtstrahlen genutzt werden. Ein Linsen- oder Hohlspiegelsystem kann zusätzlich Lichtstrahlen bündeln und das Licht auf die Kanten der Folie reflektieren und die Effizienz weiter verbessern. Somit können ein Verschleiß und eine Wartung der Solarpanele verringert werden, da eine Wartung der schmalen Lichtleiterkanten viel geringer und somit kostensparender ist.In a further exemplary embodiment, one aspect is that a multilayer solar panel 10 is constructed using light guides 16, in which the rear surfaces are also used to generate energy. The solar panel 10 can be located under a sheet metal cover (housing 24) of a car roof or trailer and does not have to be exposed to direct sunlight and environmental influences. A multi-layer structure of the solar panels is possible. In addition, vehicle windows 36 can be used to collect light rays. A lens or concave mirror system can also bundle light rays and reflect the light onto the edges of the film, further improving efficiency sern. This means that wear and maintenance of the solar panels can be reduced, as maintenance of the narrow light guide edges is much less and therefore more cost-effective.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine smarte Energiegewinnung erreicht werden kann.Overall, the examples show how smart energy production can be achieved using the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3627038 A1 [0003]EP 3627038 A1 [0003]
  • WO 2017208478 A1 [0004]WO 2017208478 A1 [0004]
  • DE 102020115378 A1 [0005]DE 102020115378 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • Rosemann et al. („A highly efficient directional molecular white-light emitter driven by a continuouswave laser diode; Science, Vol. 352, issue 6291, Seiten 1301 bis 1304 [0015]Roseman et al. (“A highly efficient directional molecular white-light emitter driven by a continuouswave laser diode; Science, Vol. 352, issue 6291, pages 1301 to 1304 [0015]

Claims (10)

Solarstromerzeugungsvorrichtung (10), umfassend mehrere flächige Solarmodule (12) mit zumindest einer jeweiligen Solarzellenoberfläche (14), wobei die Solarmodule (12) hintereinander angeordnet sind, so dass die jeweiligen Solarzellenoberflächen (14) der Solarmodule (12) schichtweise gestapelt sind, wobei zwischen den jeweiligen hintereinander angeordneten Solarmodulen (12) zumindest eine lichtleitende Folie und/oder ein optisch leitender Klebstoff (16) bereitgestellt sind, die dazu ausgebildet sind, Licht, das auf zumindest eine Schmalseite (18) der lichtleitenden Folie und/oder des optische leitenden Klebstoffs (16) fällt, flächig auf die Solarzellenoberflächen(14) zu verteilen, wobei die Solarmodule (12) in einem Gehäuse (24) angeordnet sind, das eine Lichteintrittsöffnung (26) aufweist, wobei die Lichteintrittsöffnung (26) einen Lichtzugang auf die Schmalseite (18) der lichtleitenden Folie und/oder des optische leitenden Klebstoffs (16) bereitstellt.Solar power generation device (10), comprising a plurality of flat solar modules (12) with at least one respective solar cell surface (14), the solar modules (12) being arranged one behind the other, so that the respective solar cell surfaces (14) of the solar modules (12) are stacked in layers, with between the respective solar modules (12) arranged one behind the other are provided with at least one light-conducting film and/or an optically conductive adhesive (16), which are designed to transmit light onto at least one narrow side (18) of the light-conducting film and/or the optically conductive adhesive (16) falls, distributed flatly on the solar cell surfaces (14), the solar modules (12) being arranged in a housing (24) which has a light inlet opening (26), the light inlet opening (26) providing light access to the narrow side ( 18) of the light-conducting film and / or the optically conductive adhesive (16). Solarstromerzeugungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei an oder in der Lichteintrittsöffnung (26) eine Lichtbündelungseinrichtung (28) bereitgestellt ist, die zum Bündeln des Lichts auf die Schmalseiten (18) der lichtleitenden Folie und/oder des optisch leitenden Klebstoffs (16) ausgebildet ist.Solar power generation device (10). Claim 1 , wherein a light bundling device (28) is provided on or in the light inlet opening (26), which is designed to bundle the light onto the narrow sides (18) of the light-conducting film and / or the optically conductive adhesive (16). Solarstromerzeugungsvorrichtung (10), wobei die Lichteintrittsöffnung (26) ein Fenster mit einer Beschichtung aus einem nichtlinearen optischen Medium aufweist, das dazu ausgebildet ist, infrarotes Licht in einen sichtbaren Spektralbereich umzuwandeln.Solar power generating device (10), wherein the light entry opening (26) has a window with a coating made of a non-linear optical medium which is designed to convert infrared light into a visible spectral range. Solarstromerzeugungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Solarmodule (12) auf einer Frontseite und einer Rückseite Solarzellenoberflächen (14) aufweisen.Solar power generation device (10) according to one of the preceding claims, wherein the solar modules (12) have solar cell surfaces (14) on a front side and a back side. Solarstromerzeugungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die lichtleidende Folie eine Streulichtfolie ist oder wobei mehrere lichtleidende Folien zu einem Folienstapel verbunden sind, insbesondere mittels des optisch leitenden Klebstoffs.Solar power generating device (10) according to one of the preceding claims, wherein the light-bearing film is a scattered light film or wherein a plurality of light-bearing films are connected to form a film stack, in particular by means of the optically conductive adhesive. Solarstromerzeugungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optisch leitende Klebstoff Mikrosphären, insbesondere aus Glas oder Kunststoff, aufweist.Solar power generating device (10) according to one of the preceding claims, wherein the optically conductive adhesive has microspheres, in particular made of glass or plastic. Solarstromerzeugungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (24) auf der gegenüberliegenden Seite der Lichteintrittsöffnung (26) einen Spiegel (30) aufweist.Solar power generating device (10) according to one of the preceding claims, wherein the housing (24) has a mirror (30) on the opposite side of the light inlet opening (26). Kraftfahrzeug (32) mit einer Solarstromerzeugungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle (32) with a solar power generating device (10) according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (32) nach Anspruch 8, wobei die Solarstromerzeugungsvorrichtung (10) in einem Fahrzeugdach angeordnet ist.Motor vehicle (32). Claim 8 , wherein the solar power generating device (10) is arranged in a vehicle roof. Kraftfahrzeug (32) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Lichteintrittsöffnung (26) am Ende einer Fahrzeugscheibe (36) angeordnet ist, wobei die Fahrzeugscheibe (36) dazu ausgebildet ist, auf die Fahrzeugscheibe (36) einfallendes Licht zu sammeln und zu dem Ende der Fahrzeugscheibe (36) in die Lichteintrittsöffnung (26) zu leiten.Motor vehicle (32) according to one of the Claims 8 or 9 , wherein the light entry opening (26) is arranged at the end of a vehicle window (36), the vehicle window (36) being designed to collect light incident on the vehicle window (36) and to the end of the vehicle window (36) into the light entry opening ( 26) to direct.
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