DE2935985A1 - Solar heating system using silicon plates - has each plate electrically insulated from circulating water by glass outer layer - Google Patents

Solar heating system using silicon plates - has each plate electrically insulated from circulating water by glass outer layer

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Abstract

The solar heating system has silicon plates (4) which can be mounted at an angle or parallel to vertical walls or balconies. The plates are enclosed by housings (6) through which water (8) is circulated. The water falls from an upper level to a lower level without pumping, and turbulence can be increased by horizontal projections (9) inside the housing. These plates can be electrically insulated from the circulating water by a glass covering plate (10). In another design, each plate (4) can be enclosed between an inner plate (13) and an outer plate (12) forming a chamber separate from the water circulating chamber. Further heat can be extracted from the unit by a suction device such as an extractor fan (14).

Description

"Verkleidung, Platte oder dergleichen zur Nutzbarmachung"Cladding, panel or the like for utilization

der Solarenergie" Die Erfindung betrifft eine Verkleidung, eine Platte oder dergleichen, die für eine Anordnung zur Nutzbarmachung der Solarenergie vorgesehen und insbesondere für Dächer oder Wände bestimmt ist, sowie mit durch Licht- oder Wärmestrahlung stromerzeugenden Elementen oder Zellen versehen ist. of solar energy "The invention relates to a cladding, a panel or the like intended for an arrangement for harnessing solar energy and especially intended for roofs or walls, as well as with through light or Thermal radiation electricity-generating elements or cells is provided.

Nachteilig ist hierbei, daß mit der Erwärmung dieser Elemente oder Zellen auf bzw. über eine gewisse Temperatur sich deren elektrischer Widerstand erheblich erhöht, wodurch sich aber der Wirkungsgrad und damit die Ausbeute an elektrischer Energie in einer solchen Anlage merklich reduziert. Die Erwärmung der Elemente oder Zellen erfolgt nicht nur durch die Sonneneinstrahlung, sondern auch durch den von ihnen erzeugten und damit in ihnen fließenden Strom. Hierdurch wird die pro Zelle oder Element abgegebene Spannung verringert, mit der oben genannten Konsequenz des Leistungsabfalls.The disadvantage here is that with the heating of these elements or Cells at or above a certain temperature, their electrical resistance increases significantly increased, but this increases the efficiency and thus the yield of electrical Noticeably reduced energy in such a system. The heating of the elements or Cells takes place not only through solar radiation, but also through that of electricity generated in them and thus flowing in them. This will increase the per cell or element output voltage is reduced, with the consequence of the above Performance degradation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine energiewirtschaftlich sinnvolle Lösung des vorgenannten Problems zu schaffen, insbesondere in einer technisch einfachen und problemlosen Bauweise.The invention is based on the object of an energy-efficient to create a sensible solution to the aforementioned problem, especially in a technical one simple and problem-free construction.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung in erster Linie vor, daß die Verkleidungen, Platten oder dergleichen eine Kühlung der Elemente oder Zellen durch ein Fluid aufweisen, wobei das Fluid sich in einem Thermokreislauf der zugehörigen Anordnung befindet und von dessen kühlen Ausgangsseite zu den Elementen, Platten oder dergleichen geleitet ist. Hiermit werden zugleich zwei Vorteile erreicht.To solve this problem, the invention primarily provides that the linings, panels or the like a cooling of the elements or cells have by a fluid, wherein the fluid is in a thermal circuit of the associated Arrangement is located and from its cool exit side to the elements, plates or the like is directed. This achieves two advantages at the same time.

Zum einen werden die Elemente oder Zellen gekühlt, so daß sich ihr elektrischer Widerstand nicht in schädlicher Weise erhöht. Zum anderen wird diese Wärme der Gesamtanordnung zugeführt, z. B. einem Wärmetauscher. Man erhält also eine zweifache Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades.For one, the elements or cells are cooled so that you can electrical resistance does not increase in a detrimental way. On the other hand, this is Heat supplied to the overall arrangement, e.g. B. a heat exchanger. So you get a two-fold increase in thermal efficiency.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Fluid im freien Fall und drucklos durch Hohl- oder Innenräume der Verkleidungen, Platten oder dergleichen hindurch fließt. Dadurch werden Dichtungsprobleme vermieden, die bei einem in einem geschlossenen System unter Druck hindurch geführten Fluid auftreten würden. Insbesondere ist hierdurch die Gefahr vermieden, daß sich unter Druck stehender Dampf bildet, der bei einem unter Druck stehenden geschlossenen System unter ungünstigen Umständen zur Explosion führen kann.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the fluid in free fall and without pressure through cavities or interiors of the cladding, Plates or the like flows through it. This avoids sealing problems, that of a fluid passed through under pressure in a closed system would occur. In particular, this avoids the risk of getting under Forms pressurized steam, that of a pressurized closed System can lead to an explosion under unfavorable conditions.

Als Fluid wird in der Regel Wasser zur Verwendung kommen, obgleich die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist. Mit der Erfindung wird nicht nur die erläuterte Eigenwärme der Elemente oder Zellen, sondern auch die hieran entstehende sogenannte Stauwärme abgeführt. Die Beseitigung dieser Stauwärme kann gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung zusätzlich noch dadurch erfolgen, daß eine Absaugvorrichtung für die die Elemente, Zellen oder Platten umgebende Luft vorgesehen ist.As a rule, water will be used as the fluid, although the invention is not limited to this. With the invention, not only that explained intrinsic heat of the elements or cells, but also the resulting heat so-called accumulated heat dissipated. The elimination of this accumulated heat can according to a further ideas of the invention also take place in that a suction device is intended for the air surrounding the elements, cells or plates.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen, sowie der nachstehenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1, 2: zwei Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung, Fig. 3, 4: jeweils im Längsschnitt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail.Further advantages and features of the invention are the remaining subclaims, as well as the following description and the associated drawing of an inventive Referring to the embodiment. The drawing shows: FIGS. 1, 2: two possible applications of the invention, Fig. 3, 4: each in longitudinal section two embodiments of the Invention in detail.

Figur 1 zeigt nach der Erfindung ausgestaltete Platten 1 an einer Balkonbrüstung 2. In Figur 2 ist eine Platte 1' nach der Erfindung an einer Hauswand 3 angebracht. Grundsätzlich empfiehlt es sich die Platten, Verkleidungen oder dergleichen in einer solchen Schräglage anzubringen, daß sie möglichst voll von der Sonnenstrahlung getroffen werden.Figure 1 shows plates 1 designed according to the invention on one Balcony parapet 2. In Figure 2 is a plate 1 'according to the invention on a house wall 3 attached. Basically, it is recommended to use panels, cladding or the like to be installed in such an inclined position that they are as full of solar radiation as possible to be hit.

In den Schnittdarstellungen der Fig. 3, 4 ist jeweils ein durch Lichtstrahlung oder Wärmestrahlung Strom erzeugendes Element oder Zelle 4 gezeigt, das z. B. aus kristallinem Silizium besteht. Solche Elemente oder Zellen sind an und für sich bekannt und werden daher nicht näher erläutert.In the sectional views of FIGS. 3, 4 there is in each case one caused by light radiation or heat radiation power generating element or cell 4 shown, the z. B. off crystalline silicon. Such elements or cells are in and of themselves known and are therefore not explained in more detail.

Das Fluid, bevorzugt Wasser, läuft von der kühlen Seite eines Wärmekreislaufes der dazugehörigen Anlage in das Zuflußohr 5, von dort durch das Plattengehäuse 6 hindurch und bei 7 wieder ab, um von dort der warmen Seite des Wärmekreislaufes, z. B.The fluid, preferably water, runs from the cool side of a heat cycle the associated system into the inflow pipe 5, from there through the plate housing 6 through and off again at 7, from there to the warm side of the heat cycle, z. B.

des Wärmetauschers einer durch Solarenergie betriebenen Anlage, zugeführt zu werden.of the heat exchanger of a solar-powered system to become.

In beiden dargestellten Beispielen fließt das Fluid drucklos und im freien Fall durch das Innere 8 des jeweiligen Gehäuses 6 hindurch, wodurch sich die erläuterten Vorteile ergeben und darüber hinaus hierfür auch keine Pumpe erforderlich ist. Dabei sind im Beispiel der Fig. 3 ins Innere 8 ragende Staustege 9 vorgesehen, die eine Verwirbelung des sie durchfließenden Wassers und damit ein Benetzen der Isolationsschicht 10 der Zelle oder des Elementes 4 zur Folge haben. Im Beispiel der Figur 4 ist dagegen der Innenraum 8 praktisch vollständig mit Wasser erfüllt.In both examples shown, the fluid flows without pressure and in free fall through the interior 8 of the respective housing 6 through, which results in the explained advantages and, moreover, none for them Pump is required. In the example of FIG. 3, there are 8 jam webs protruding into the interior 9 provided that a swirling of the water flowing through it and thus a Wet the insulation layer 10 of the cell or the element 4 result. In the example in FIG. 4, however, the interior space 8 is practically completely filled with water Fulfills.

Die bereits erwähnte Isolation 10 der 7elle oder des Elementes gegen das Fluid kann z. B. eine Silikonschicht sein (Fig. 3), wobei in diesem Beispiel das Element oder die Zelle 4 vorderseitig durch eine bevorzugt durchsichtige Glas- oder Kunststoffscheibe abgedeckt ist.The already mentioned insulation 10 of the cell or the element against the fluid can e.g. B. be a silicone layer (Fig. 3), in this example the element or cell 4 on the front side through a preferably transparent glass or plastic disc is covered.

Im Beispiel der Figur 4 ist die Zelle oder das Element 4 zwischen zwei Scheiben oder Wänden 12, 13 angeordnet, wobei die Scheibe oder Wand 12 im Prinzip Funktion und Ausgestaltung der Scheibe 11 gemäß Figur 3 und die Scheibe oder Wand 13 die Funktion einer Isolierung hat.In the example of Figure 4, the cell or element 4 is between two disks or walls 12, 13 arranged, the disk or wall 12 in principle Function and configuration of the disk 11 according to FIG. 3 and the disk or wall 13 has the function of insulation.

Ferner kann eine in der Zeichnung nur schematisch durch das Symbol eines Ventilators 14 angedeutete Absaugung der von den Zellen oder Elementen 4 erwärmten Luft, insbesondere der Stauwärme an einer solchen Platte oder dergleichen 1, 1' vorgesehen sein.Furthermore, one in the drawing can only be indicated schematically by the symbol a fan 14 indicated suction of the heated by the cells or elements 4 Air, especially the accumulated heat on such a plate or the like 1, 1 ' be provided.

Die Erfindung ist nicht nur an allen senkrechten oder geneigten Bauteilen, sondern anderweitig zu verwirklichen, z. B.The invention is not only applicable to all vertical or inclined components, but to be realized elsewhere, e.g. B.

dann wenn solche Platten für sich, also ohne zugehörige Bauteile, zwecks Gewinnung der Solarenergie aufgestellt werden.then if such panels in themselves, i.e. without associated components, for the purpose of generating solar energy.

Auch könnten nicht nur Dachplatten, sondern ein komplettes, auf ein Haus aufsetzbares Dach nach der Erfindung ausgestaltet sein.Also, not only roof panels, but a complete one, could be on one House attachable roof designed according to the invention.

Claims (6)

Patent- und Schutzansprüche 1. Für eine Anordnung zur Nutzbarmachung der Solarenergie vorgesehene Verkleidung, Platte oder dergleichen, insbesondere für Dächer oder Wände, die mit durch Licht-oder Wärmestrahlung stromerzeugenden Elementen oder Zellen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, das die Verkleidung. Platte oder dergleichen (1, 1') eine Kühlung der Elemente oder Zellen (4) durch ein Fluid aufweist, wobei das Fluid sich in einem Thermokreislauf der zugehörigen Anordnung befindet und von dessen kühlen Ausgangsseite her den Elementen oder Zellen zugeleitet ist. Patent and protection claims 1. For an arrangement for utilization the solar energy provided cladding, plate or the like, in particular for roofs or walls that generate electricity through light or thermal radiation Elements or cells is provided, characterized in that the cladding. Plate or the like (1, 1 ') cooling the elements or cells (4) having a fluid, the fluid being in a thermal circuit of the associated Arrangement is located and from its cool output side the elements or cells is forwarded. 2. Verkleidung, Platte oder dergleichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid im freien Fall und drucklos durch Hohl- oder Innenräume (8 ) des Gehäuses (6) der Verkleidung, Platte oder dergleichen (1, 1') hindurchfließt.2. cladding, plate or the like according to claim 1, characterized in that that the fluid in free fall and without pressure through cavities or interior spaces (8) of the housing (6) the cladding, panel or the like (1, 1 ') flows through it. 3. Verkleidung, Platte oder dergleichen nach Anspruch 1, oder den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine elektrische Isolierung der Elemente oder Zellen gegenüber dem Fluid.3. cladding, plate or the like according to claim 1, or the Claims 1 and 2, characterized by electrical insulation of the elements or cells versus the fluid. 4. Verkleidung, Platte oder dergleichen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ich die Elemente oder Zellen (4) in einer gesonderten Kammer befinden, wobei das Fluid am Kammerrand entlang läuft.4. cladding, plate or the like according to claim 3, characterized in that that I have the elements or cells (4) in a separate chamber, whereby the fluid runs along the edge of the chamber. 5. Verkleidung, Platte oder dergleichen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element oder die Zelle (4) zwischen zwei Scheiben oder Wänden (12, 13) angeordnet ist.5. cladding, plate or the like according to claim 4, characterized in that that the element or the cell (4) is arranged between two panes or walls (12, 13) is. 6. Verkleidung, Platte oder dergleichen nach einem oder mehreren der Anspräche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer zusätzlichen Kühlung eine Absaugvorrichtung (14) für die an den Elementen oder Zellen (4), bzw. den damit ausgerüsteten Verkleidungen oder Platten (1, 1') entstehende Warmluft vorgesehen ist.6. Cladding, plate or the like according to one or more of the Addresses 1 to 5, characterized in that in order to achieve an additional Cooling a suction device (14) for the elements or cells (4) or the panels or panels (1, 1 ') equipped with them are hot air is provided.
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