WO2006106139A1 - Solar collector - Google Patents

Abstract

The invention relates to a solar collector with a high operational safety. Said solar collector comprises a shading unit (7), which is at least partially situated in the collector housing (1). This prevents the shading unit (7) from being attacked by gusts of wind. Preferably, the entire shading unit (7) is situated in the sealed collector housing (1). The solar collector can be assembled as one piece and there is no further assembly work required for the shading unit. The latter (7) comprises a film, which if necessary can be stretched over the front face (3a) of the absorber, thus shading the absorber (3) and preventing overheating. The film can also be configured as a continuous film.

Description

Sonnenkollektor solar panel

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor zur Umwandlung der Strah- lungsenergie der Sonne in Wärme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a solar collector for converting the radiation energy of the sun into heat according to the preamble of claim 1.

Bekannte Sonnenkollektoren werden im Rahmen üblicher solarthermischer Systeme zur Warmwasserbereitung im Wohnbereich eingesetzt. Ein solches System besteht gewöhnlich aus Kollektor(en), Wärmeträgermedium, Rohrleitungssystem, Umwälzpumpe, Wärmetauscher, Ausdehnungsgefäß und Wärmespeicher. Bei fehlender oder nur geringer Wärmeabnahme und hoher Sonneneinstrahlung (z.B. während einer Urlaubsperiode oder bei Ausfall der Umwälzpumpen) gerät ein solches System in Stillstand, was zu einer Überhitzung des Systems führt. Dabei kann sich die Temperatur an bestimmten Stellen des Systems so erhöhen (bis über 200⁰C), dass irreversible Schäden an einzelnen Komponenten auftreten. Diese sogenannte Stillstandsproblematik ist seit längerem bekannt, hat sich jedoch in den letzten Jahren deutlich verschärft, da die eingesetzten Sonnenkollektoren immer effizienter werden, wodurch sie höhere Stillstandstemperaturen erreichen. Gleichzeitig werden Kollektorsysteme im Zuge einer angestrebten nachhaltigen Energie- Versorgung mit höheren solaren Deckungsanteile (am Gesamtenergiebedarf), verbunden mit größeren Kollektorflächen realisiert. So fördert die Bundesregierung mit ihrem Programm „Solarthermie2000plus" explizit die Errichtung großer thermischer Solaranlagen (ab 100 m²) mit höheren Arbeitstemperaturen und hohem solaren Deckungsanteil von 10-30% für Anlagen ohne, und von 60% für Anlagen mit saisonaler Wärmespeicherung [O].Known solar panels are used in the context of conventional solar thermal systems for domestic hot water in the living area. Such a system usually consists of collector (s), heat transfer medium, piping system, circulation pump, heat exchanger, expansion vessel and heat storage. In the absence or low heat loss and high solar radiation (eg during a vacation period or failure of the circulation pump) such a system comes to a standstill, which leads to overheating of the system. In this case, the temperature at certain points of the system may increase (to over 200 ^° C.) such that irreversible damage to individual components occurs. This so-called standstill problem has long been known, but has become much more acute in recent years, as the solar panels used are becoming more efficient, causing them to reach higher standstill temperatures. At the same time, collector systems are being implemented as part of a targeted sustainable energy supply with higher solar coverage (in terms of total energy requirements), combined with larger collector areas. For example, with its "Solar Thermal 2000plus" program, the Federal Government explicitly promotes the construction of large thermal solar systems (from 100 m ² ) with higher working temperatures and high solar coverage of 10-30% for systems without, and 60% for systems with seasonal heat storage [O]. ,

Mit thermischen Kollektoren werden auch sogenannte Kombianlagen gebaut, die im Winter auch Heizwärme solar bereitstellen. Durch die höhere solare Deckung und die angestrebten höheren Betriebstemperaturen treten bei derartigen Anlagen im Sommer wegen des fehlenden Heizungsbedarfs zwangs- läufig Stillstands- und Überhitzungssituationen gehäuft auf [1]. Diese Pro- blematik tritt auch bei anderen solaren Anlagentypen, insbesondere mit höheren Betriebstemperaturen (Prozesswärmeerzeugung und Klimatisierung) auf. In der Fachliteratur wird hierbei Materialverschleiß bzw. Materialzerstörung an folgenden Komponenten beschrieben:Thermal collectors are also used to build so-called combi plants, which also provide solar thermal heat in winter. As a result of the higher solar coverage and the higher operating temperatures aimed at, such standstill and overheating situations inevitably occur in summer due to the lack of heating demand [1]. These pro- There is also a problem with other solar plant types, especially with higher operating temperatures (process heat generation and air conditioning). In the literature this material wear or material destruction is described in the following components:

1 Wärmetauscher durch Verkalkung [1].1 heat exchanger by calcification [1].

2 Ausdehnungsgefäß durch Zerstörung der Membran [2].2 Expansion vessel by destruction of the membrane [2].

3 Wärmeträgermedium durch chemische Degradation oder Pyrolyse [3,4].3 Heat transfer medium by chemical degradation or pyrolysis [3,4].

4 Umwälzpumpen durch Zerstörung der beweglichen Teile. Eine höhere Temperaturbeständigkeit ist hier mit deutlich höheren Kosten verbunden [5].4 circulating pumps through destruction of moving parts. Higher temperature resistance is associated with significantly higher costs [5].

5 Rohrleitungen und Kollektoren durch Dampfschläge [6,7,9].5 pipelines and collectors by steam blows [6,7,9].

6 Thermische Zerstörung der Wärmedämmung.6 Thermal destruction of the thermal insulation.

Die umfangreiche Literatur belegt die große praktische Bedeutung dieser Problematik. Ihre Lösung ist Voraussetzung für eine Verbreitung von Kombianlagen, die derzeit vom Bundesministerium als sehr effektive Möglichkeit zur angestrebten solaren Substitution konventioneller Energiequellen eingestuft wird, und stellt eine große technische Herausforderung dar. Zwar exi- stieren auf dem Markt sogenannte eigensichere Konzepte, die i.d.R. auf dem Drain-Back-Verfahren beruhen [10] und bei Stillstand eine Entleerung des Wärmeträgers aus dem solaren System mit anschließender Wiederbefüllung beinhalten, und es wurden jüngst im Rahmen einer Dissertation stillstandsichere Verschaltungs- und Regelstrategien entwickelt [1]. Jedoch gibt es bis heute keine ökonomisch und technisch zufriedenstellende Lösung. Wie drängend das Problem in der Praxis angesehen wird, erkennt man daran, dass teilweise immer noch die energetisch sinnlose, nächtliche Auskühlung des Speichers zur Vermeidung einer Überhitzung untertags ernsthaft in Betracht gezogen wird [2].The extensive literature shows the great practical importance of this problem. Their solution is a prerequisite for the dissemination of combined plants, which is currently classified by the Federal Ministry as a very effective option for the intended solar substitution of conventional energy sources, and poses a major technical challenge. are based on the drain-back method [10] and at standstill include emptying the heat carrier from the solar system with subsequent refilling, and recently in a dissertation standstill-safe interconnection and control strategies have been developed [1]. However, there is still no economically and technically satisfactory solution. How urgently the problem is considered in practice, can be seen from the fact that sometimes still the energetically senseless, nocturnal cooling of the memory to avoid overheating during the day seriously considered [2].

Zudem ist eine Schädigung der Anlage unter Stillstandbedingungen meist auch mit langwierigen rechtlichen Auseinandersetzungen verbunden und steht im Gegensatz zu dem in Solarthermie2000plus formulierten Förderziel der „weiteren Verbreitung von Solaranlagen durch den Abbau rechtlicher und organisatorischer Barrieren" [O].In addition, damage to the plant under standstill conditions is usually This is also associated with lengthy legal disputes and is in contrast to the promotion goal formulated in Solarthermie 2000plus of "further spreading of solar plants by the dismantling of legal and organizational barriers" [O].

Anstatt die einzelnen Anlagenkomponenten bzw. die gesamte Anlage stillstandssicher zu machen wurde auch vorgeschlagen, den Kollektor selbst in geeigneter Weise zu kühlen, durch Erniedrigung der inneren Transmission für Sonnenlicht (thermotrope Beschichtung und Verwendung von transparenter Honigwabenisolation) [8], oder die Unterbrechung der Wärmeübertragung auf den Absorber durch mechanisches Abheben der absorbierenden Schicht [13]. Die vorgeschlagenen Lösungen erscheinen jedoch zu aufwändig und kostenintensiv. Bis heute gibt es auch noch keine kommerzielle Umsetzung.Instead of making the individual plant components or the entire plant stationary, it has also been proposed to cool the collector itself by lowering the internal transmission for sunlight (thermotropic coating and use of transparent honeycomb insulation) [8] or interrupting the heat transfer on the absorber by mechanical lifting of the absorbing layer [13]. However, the proposed solutions seem too complex and costly. To date there is no commercial implementation.

Aus [16] ist ein Sonnenkollektor bekannt, der eine auf der Außenseite des Kollektors angeordnete Abschatteinrichtung in Form einer Klappe aufweist, mittels der Sonnenstrahlung auf den Kollektor reflektiert werden kann und mittels der sich der Kollektor mehr oder weniger abdecken und somit abschatten läßt. Nachteilig ist hierbei, dass die Abschatteinrichtung mechanisch aufwendig ist und Windböen eine große Angriffsfläche bietet.From [16] a solar collector is known, which has a arranged on the outside of the collector Abschatteinrichtung in the form of a flap, can be reflected by means of solar radiation on the collector and by means of which the collector more or less cover and thus can shadow. The disadvantage here is that the Abschatteinrichtung is mechanically complex and wind gusts offers a large attack surface.

Aus [17] ist ein Sonnenkollektor bekannt, der eine außerhalb des Kollektors angeordnete Abschatteinrichtung in Form einer zwischen zwei Rollen auf- und abwickelbaren Folie aufweist. Bei Bedarf wird die abschattende Folie über den Kollektor gezogen. Die Folie kann nicht nur Licht absorbierend sein, sondern auch Licht reflektierend oder Licht fokussierend sein. Nachteilig ist hierbei, dass die Abschatteinrichtung Windböen eine große Angriffsfläche bietet und durch Wind und sonstige Witterungseinflüsse leicht beschädigt werden kann.From [17] a solar collector is known, which has a Abschatteinrichtung arranged outside the collector in the form of a roll between two roles and developable. If necessary, the shading film is pulled over the collector. The film can not only be light-absorbing, but also light-reflecting or light-focusing. The disadvantage here is that the Abschatteinrichtung wind gusts offers a large attack surface and can be easily damaged by wind and other weather conditions.

Aus [18] und [19] ist jeweils ein Sonnenkollektor bekannt, bei der über demFrom [18] and [19] a solar collector is known, in which above the

Kollektor eine Abschatteinrichtung nach Art eines Fensterrollladens gefahren werden kann. Eine derartige Abschatteinrichtung ist mechanisch aufwendig und besitzt schon aus Stabilitätsgründen ein erhebliches Eigengewicht. Zu- - A -Collector a Abschatteinrichtung can be driven in the manner of a window roller shutter. Such a Abschatteinrichtung is mechanically complex and has a considerable weight for stability reasons. To- - A -

sätzlich bietet der abschattende Rollladen insbesondere in halb geschlossenen Zustand eine erhebliche Windangriffsfläche.In addition, the shading roller shutter offers a considerable wind attack surface, especially in the semi-closed state.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Sonnenkollektor anzugeben, der eine höhere Betriebssicherheit bietet.In contrast, it is an object of the present invention to provide a solar collector, which offers a higher reliability.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.The solution of this object is achieved by the features of claim 1.

Dadurch, dass die Abschatteinrichtung wenigstens teilweise in dem Kollektorgehäuse angeordnet ist, weist die Abschatteinrichtung keine überstehenden Teile auf, die Angriffsflächen für Windböen bieten. Vorzugsweise ist die die Abschatteinrichtung vollständig in dem geschlossenen Kollektorgehäuse angeordnet. Damit kann der Sonnenkollektor als ein Teil montiert werden. Es sind keine zusätzlichen Montagearbeiten für die Abschatteinrichtung notwendig.Characterized in that the Abschatteinrichtung is at least partially disposed in the collector housing, the Abschatteinrichtung no protruding parts, which provide attack surfaces for gusts of wind. Preferably, the Abschatteinrichtung is completely disposed in the closed collector housing. Thus, the solar collector can be mounted as a part. There are no additional installation work for the Abschatteinrichtung necessary.

Durch die Anordnung einer Folie als abschattendes Element im Inneren des Kollektorgehäuses zwischen Kollektorfenster und Absorbervorderseite ergibt sich eine einfache und leichte Konstruktion, die zudem eine geringe Bauhöhe aufweist- Anspruch 2 und 3.The arrangement of a film as a shading element in the interior of the collector housing between the collector window and absorber front side results in a simple and lightweight construction, which also has a low height claim 2 and 3.

Zwar ist die Verwendung von beschichteten Kunststofffolien zur Solarenergiegewinnung allgemein bekannt [12]. Ebenso gilt dies für die Folieneinbringung in Sonnenkollektoren zur Reduzierung der thermischen Verluste des Absorbers, die seit den 80er Jahren von der Fa. Viessmann patentiert und kommerziell umgesetzt wurde [11]. Obwohl physikalisch sehr effizient, wurde die Technik allerdings aufgrund von Materialproblemen (Trübung, Reißen der Folie) seit einigen Jahren nicht mehr weiter verfolgt. Zudem ist die Folie in diesen Erfindungen optisch einheitlich ausgebildet und nicht durch optisch unterschiedliche Teilstücke zur Abschattung des Absorbers vorgesehen.Although the use of coated plastic films for solar energy production is well known [12]. This also applies to the film insertion in solar panels to reduce the thermal losses of the absorber, which has been patented by the company Viessmann since the 80s and commercialized [11]. Although physically very efficient, the technique has not been pursued for some years due to material problems (haze, tearing of the film). In addition, the film is optically uniform in these inventions and not provided by optically different sections for shading the absorber.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 erfolgt die Aktivierung der Abschatteinrichtung bzw. das Einbringen der Folie in den Raum zwischen Absorber und Fenster mittels einer vorzugsweise energieautarken - Anspruch 28 - motorischen Antriebseinrichtung, da Son- nenkollektoren häufig an Standorten montiert sind, die nicht ohne weiteres zugänglich sind. Auch ist damit eine Regelung möglich - Anspruch 27 - durch die die Abschatteinrichtung bei Erreichen einer Grenztemperatur aktiviert wird. Hierbei wird die Temperatur durch einen Temperaturfühler in der Wärmetauschereinrichtung oder im Absorber gemessen. Fällt die Temperatur wieder unter eine weitere Grenztemperatur, wird die Abschatteinrichtung wieder deaktiviert.According to an advantageous embodiment of the invention according to claim 4, the activation of the Abschatteinrichtung or the introduction of the film in the space between the absorber and window by means of a preferably energy-self-sufficient - claim 28 - motor drive means takes place, as Son- commonly installed in locations that are not easily accessible. Also, a regulation is possible - claim 27 - by the Abschatteinrichtung is activated when reaching a limit temperature. In this case, the temperature is measured by a temperature sensor in the heat exchanger device or in the absorber. If the temperature falls below another limit temperature, the Abschatteinrichtung is deactivated again.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 5 besteht die Folie aus wenigstens zwei Folienabschnitten mit unterschiedlichen optischen Ei- genschaften. Die Folie ist auf zwei gegenüberliegenden Rollen aufgewickelt und überspannt die gesamte Absorbervorderseite. Der Folienabschnitt, der nicht zwischen Fenster und Absorbervorderseite eingebracht ist, ist auf einer der beiden Rollen aufgerollt ist.According to an advantageous embodiment according to claim 5, the film consists of at least two film sections with different optical properties. The film is wound on two opposite rollers and spans the entire absorber front. The film section, which is not inserted between the window and the absorber front side, is rolled up on one of the two rollers.

Jeder der beiden Folienabschnitte ist für sich groß genug, die Absorbervor- derseite vollständig zu überdecken. Damit lassen sich für die gesamte Absorbervorderseite definierte Bedingungen einstellen - Anspruch 6.Each of the two film sections is large enough for itself to completely cover the absorber front side. This allows defined conditions to be set for the entire absorber front - Claim 6.

Durch die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der zwei Folienabschnitte kann zum einen durch Abschattung die Überhitzung des Absorbers vermieden und zum anderen können Wärmeverluste des Absorbers nach außen durch das Kollektorfenster vermindert werden. Ein erster Folienabschnitt ist für Sonnenstrahlung durchlässig (Transmissiongrad > 80%) und seine der Absorbervorderseite zugewandte Seite ist für Wärme- oder IR- Strahlung möglichst nicht gut durchlässig, also zumindest teilweise absorbierend, idealerweise sogar hauptsächlich reflektierend.. Wird dieser erste FoIi- enabschnitt durch die beiden Rollen zwischen Absorbervorderseite und Fenster eingeführt werden Wärmeverluste des Absorbers nach außen durch das Kollektorfenster vermindert, bei gleichzeitig hoher Transmission für das Sonnenlicht. Die Kombination aus Kollektorfenster und erstem Folienabschnitt wirkt wie ein Doppelscheibenfenster. Ein zweiter Folienabschnitt ist für die durch das Fenster hindurch tretenden und auf die Absorbervorderseite einfal- lende Sonnenstrahlung dämpfend oder reflektierend und weist einen Transmissionsgrad von weniger als 20% und vorzugsweise von weniger als 10% auf. Diese reflektierende Wirkung wird beispielsweise durch metallische Bedampfung des zweiten Folienabschnittes erreicht. Wird dieser zweite Folien- abschnitt mittels der beiden Rollen in den Bereich zwischen Absorbervorderseite und Fenster eingefahren, wird der Absorber abgeschattet und eine Überhitzung wird vermieden - Ansprüche 7, 8 und 9.Due to the different optical properties of the two film sections can be avoided by shading the overheating of the absorber on the one hand and on the other hand, heat losses of the absorber can be reduced to the outside through the collector window. A first film section is permeable to solar radiation (transmittance> 80%) and its side facing the absorber front side is as far as possible not well permeable to heat or IR radiation, ie at least partially absorbing, ideally even mainly reflective. If this first film section passes through the two rollers inserted between absorber front and window heat losses of the absorber are reduced to the outside through the collector window, while high transmission for sunlight. The combination of collector window and first foil section acts like a double pane window. A second film section is for the passing through the window and on the absorber front side sunscreen is attenuating or reflective and has a transmittance of less than 20% and preferably less than 10%. This reflective effect is achieved, for example, by metallic vapor deposition of the second film section. If this second film section is retracted by means of the two rollers into the region between the absorber front side and the window, the absorber is shaded and overheating is avoided - claims 7, 8 and 9.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 10 oder 11 wird verhindert, dass Anwohner sich durch Reflexionen beeinträchtigt füh- len. Dies wird dadurch erreicht, dass von dem zur Abschattung verwendeten Folienteilstück bzw. Folienabschnitt durch geeignete Kombination optischer Eigenschaften wie diffuse (Teil)-Reflexion und/oder (Teil-)Absorption keine Blendung für einen Beobachter außerhalb des Kollektors ausgeht.The advantageous embodiment of the invention according to claim 10 or 11 prevents residents feel impaired by reflections len. This is achieved in that no glare for an observer outside of the collector emanates from the film section or film section used for shading by suitable combination of optical properties such as diffuse (partial) reflection and / or (partial) absorption.

Durch die vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 8, 12, 12a, 13, 14, 15 oder 16 werden Wärmeverluste des Absorbers weiter vermindert.Due to the advantageous embodiments of the invention according to claims 8, 12, 12a, 13, 14, 15 or 16 heat losses of the absorber are further reduced.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 13 spart Gewicht und Bauhöhe und führt damit zu geldwerten Vorteilen bei Montage und Transport, da Isolationsfolien im Vergleich zu herkömmlicher Isolation eine geringer Bauhöhe und geringeres Gewicht bedingen.The advantageous embodiment of the invention according to claim 13 saves weight and height and thus leads to monetary advantages in assembly and transport, since insulation films in comparison to conventional insulation require a lower overall height and lower weight.

Durch den Abschattungsmechanismus wird die Effizienz des Kollektors im Normalbetrieb durch Reduzierung der thermischen Verluste des Absorbers gesteigert: Das Einbringen der Folienteilstücke unterdrückt nämlich die Ausbildung der Konvektion und verringert die Wärmestrahlung zwischen Absor- ber und Abdeckung bzw. Gehäuserückwand. Die Konvektionsverluste haben je nach verwendetem Füllgas bei einem bestimmten Abstand zwischen Folie und Fenster und zwischen Folie und plattenförmigem Absorber ein lokales Minimum. Bei Luft als Füllgas liegt dieser Abstand im Bereich zwischen 8 und 12 mm und vorzugsweise bei 9 mm. Zur weiteren Unterdrückung der thermischen Verluste des Absorbers können auch transparente inerte Gase mit Wärmeleitfähigkeiten niedriger als die von Luft in den Kollektor eingefüllt werden, z.B. Ar, Kr, Xe, SF₆ ,UF₆ oder CO2. Für diese anderen Gase sowie auch für andere Absorber-Geometrien und Betriebsbedingungen (Kollektorneigung und Temperatur) errechnet man entsprechende Werte für die optimalen Abstände nach der Konvektionstheorie.The shading mechanism increases the efficiency of the collector in normal operation by reducing the thermal losses of the absorber: the introduction of the film sections suppresses the formation of convection and reduces the heat radiation between the absorber and the cover or housing rear wall. Depending on the fill gas used, the convective losses have a local minimum at a certain distance between the foil and the window and between the foil and the plate-shaped absorber. With air as the filling gas, this distance is in the range between 8 and 12 mm, and preferably at 9 mm. To further suppress the thermal losses of the absorber and transparent inert gases with thermal conductivities lower than that of air can be filled in the collector, for example, Ar, Kr, Xe, SF ₆ , UF ₆ or CO2. For these other gases as well as for other absorber geometries and operating conditions (collector inclination and temperature), corresponding values for the optimum distances according to the convection theory are calculated.

Zur noch stärkeren Reduktion der Wärmeabstrahlung des Absorbers kann der transparente Folienabschnitt absorberseitig zusätzlich als selektive Abdeckung ausgebildet sein, das heißt, er weist im infraroten Strahlungsbereich einen hohen Reflexionsgrad durch eine geeignete Beschichtung auf.For even greater reduction of the heat radiation of the absorber, the transparent film section on the absorber side can additionally be designed as a selective covering, that is to say it has a high degree of reflection in the infrared radiation area by means of a suitable coating.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 18 eignet sich zum Nachrüsten bestehender Sonnenkollektoren.The advantageous embodiment of the invention according to claim 18 is suitable for retrofitting existing solar panels.

Die gesamte Folienaufhängung und Abwicklungsmechanik kann entweder zur Gänze in das Kollektorgehäuse - Anspruch 19 - integriert werden, bei- spielsweise über ein auswechselbares Einschubteil - Anspruch 20 - für eine eventuelle Wartung. Oder es werden, vergleichbar mit der Einbringung eines Filmes in frühere analoge Fotoapparate die Rollen/Wellen, der Motor, und die Regelung außen am Kollektorgehäuse, z.B. unter der bei Flachkollektoren üblichen seitlichen Verblendung, angebracht und die Folie über Schlitze in den Raum zwischen Absorber und Abdeckung eingeführt - Anspruch 18.The entire film suspension and handling mechanism can either be completely integrated into the collector housing - claim 19 - for example via an exchangeable insertion part - claim 20 - for a possible maintenance. Or, similar to the introduction of a film into prior analog cameras, the rollers / shafts, the motor, and the control on the outside of the collector housing, e.g. under the usual in flat plate side facing, mounted and the film introduced through slots in the space between the absorber and cover - claim 18.

Zur leichteren Wartung ist es vorteilhaft Folie, Wellen-/Rollensystem, Antrieb, Regelung und Energieversorgung in eine Kassette zu integrieren, die in den Kollektor als ganzes eingeschoben und leicht wieder ausgetauscht werden kann - Anspruch 20.For ease of maintenance, it is advantageous to integrate foil, shaft / roller system, drive, control and power supply in a cassette which can be inserted into the collector as a whole and easily replaced again - claim 20.

Nach der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 21 und 22 ist die Folie als Endlosfolie ausgestaltet und wird über ein Rollen/Wellen- Umlenksystem geführt. Das jeweils nicht zwischen Absorber und Fenster eingebrachte Folienteilstück ist/wird durch Umlenkung über Rollen/Wellen hinter den Absorber zwischen Absorber und Wärmeisolierung geführt. Im normalen Betrieb befindet sich dadurch also das abschattende Teilstück zwischen Absorber und Gehäuserückwand/Isolation und trägt so zur Verminderung der rückseitigen Konvektion wie auch der rückseitigen Wärmestrahlungsverluste bei.According to the advantageous embodiment of the invention according to claim 21 and 22, the film is configured as a continuous foil and is guided over a roller / wave deflection system. The respectively not inserted between absorber and window part of the film is / is guided by deflection over rollers / waves behind the absorber between the absorber and heat insulation. in the Normal operation is thus the shading section between the absorber and the housing rear wall / insulation and thus contributes to the reduction of the back convection as well as the rear heat radiation losses.

Damit die Folie bei der im Kollektor stattfindenden Erwärmung und der damit verbundenen thermischen Ausdehnung nicht durchhängt und das Gehäuse bzw. den Absorber nicht berührt, ist eine oder beide der Rollen/Wellen mit einem Spannmechanismus versehen. Beispielsweise eignet sich hiefür ein Mechanismus mit einer angepassten inneren Feder, wie er bei einem Schnapprollo zu finden ist - Anspruch 24. Alternativ können auch Kunststoffe verwendet werden, die sich bei höherer Temperatur reversibel zusammenziehen - Anspruch 25.Thus, the film does not sag at the taking place in the collector heating and the associated thermal expansion and the housing or the absorber does not touch, one or both of the rollers / shafts is provided with a clamping mechanism. For example, suitable for this purpose is a mechanism with an adapted inner spring, as can be found in a snap-on - claim 24. Alternatively, plastics can be used which contract reversibly at a higher temperature - claim 25th

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht zusätzlich in dem Vorhalten mehrerer Kollektorlängen transparenter und verschattender TeN- stücke auf den Rollen/Wellen bzw. im Bereich der beschriebenen Rollen/Wellen, wodurch bei nachlassenden mechanischen und optischen Eigenschaften des Folienteilstücks über die Lebensdauer durch z.B. Bestrahlung, Feuchte oder Staub stattdessen auf einfache Weise ein unverbrauchtes Folienstück mit noch neuwertigen optischen Eigenschaften in den Kollektor ein- gebracht werden kann - Anspruch 23.A further advantageous embodiment of the invention additionally consists in the provision of several collector lengths of transparent and shading TeN- pieces on the rollers / waves or in the range of roles / waves described, whereby with decreasing mechanical and optical properties of the film section over the life of e.g. Irradiation, moisture or dust can instead easily be brought into the collector an unused piece of film with still new optical properties - claim 23.

Mittlerweile stehen im Zuge der nanotechnologischen Revolution neuartige Folien zur Verfügung, die z.B. mit Hilfe eingelagerter Nanopartikel - Anspruch 35 - für die jeweilige Anwendung quasi maßgeschneidert werden können, Beispiele hierfür sind:Meanwhile, in the wake of the nanotechnology revolution, novel films are available, e.g. with the help of embedded nanoparticles - claim 35 - can be tailored for the respective application, examples of which are:

1 Die Interferenz-pigmentierte Solarflair-Folie von Merck zur Reflexion des IR-Anteils des Sonnenlichts bei gleichzeitiger Transmission des sichtbaren Bereichs. Sie wird in Gewächshäusern als sogenannte Agrarfolie eingesetzt.1 Merck's interference-pigmented solar flair film for reflecting the IR component of sunlight while transmitting the visible range. It is used in greenhouses as so-called agricultural foil.

2 eine Antireflexfolie der Fa. Merck, in die mittels Sol-Gel-Verfahren transparenzerhöhende Nanopartikel eingebettet sind.2 an antireflection film from. Merck, in the sol-gel method transparency-enhancing nanoparticles are embedded.

3 Die nano-dotierte Durethan-Folie von Bayer für höchste Gasdichtigkeit bei Lebensmittelverpackungen.3 Bayer's nano-doped Durethan film for highest gastightness in food packaging.

Gemäß den vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprü- che 29 bis 35 werden im erfindungsgemäßen Kollektor beschichtete oder dotierte Kunststoffe oder Metalle als Folienmaterialien eingesetzt, die hochtransparent, reißfest, alterungs- und lichtstabil (alle diese Eigenschaften idealerweise jeweils über die Kollektorlebensdauer von ca. 15 - 20 Jahren) sowie temperaturbeständig (bis zur gewählten Grenztemperatur für die Abschat- tung) sind und die gewünschten optischen Eigenschaften aufweisen.According to the advantageous embodiments of the invention according to claims 29 to 35 coated or doped plastics or metals are used as film materials in the collector according to the invention, the highly transparent, tear resistant, aging and light stable (all these properties ideally over the collector life of about 15 - 20 years) and temperature resistant (up to the selected limit temperature for the shading) and have the desired optical properties.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die abschattende Folie aus Teflon oder einem Kopolymer von Ethylen und Tetrafluorethylen (ETFE), z. B. von der Fa. Nowoflon, als Grundmaterial aufgebaut - Anspruch 36. Alternativ kann die Folie auch aus einem TPU-Kunststoff, z. B. Desmopan der Fa. Bayer, oder einem UV-stabilisierten Polyesterfilm, z. B. der Fa. Mitsubishi, oder aus einem weiterentwickelten Polyethylenteraphthalat (PET), z. B. Hostafan von der Fa. Hoechst, als Grundmaterial aufgebaut sein - Anspruch 37. Diese Materialien sind reißfest, hochtransparent, alterungs- und lichtstabil und besitzen daher die geforderten Eigenschaften.According to a preferred embodiment, the shadowing film of Teflon or a copolymer of ethylene and tetrafluoroethylene (ETFE), z. B. of the company. Nowoflon, constructed as a base material - claim 36. Alternatively, the film can also be made of a TPU plastic, for. B. Desmopan Fa. Bayer, or a UV-stabilized polyester film, z. As the Fa. Mitsubishi, or from an advanced polyethylene terephthalate (PET), z. B. Hostafan from the company Hoechst, be constructed as a base material - claim 37. These materials are tear-resistant, highly transparent, resistant to aging and light and therefore have the required properties.

Durch Antifreflexbeschichtung des Fensters und/oder der abschattenden Folie erhöht sich die Transmission für das Sonnenlicht und es können dadurch auftretende Transmissionsverluste des transparenten Folienteils zumindest teilweise ausgeglichen werden - Anspruch 38.By antifreflection coating of the window and / or shading film, the transmission increases for the sunlight and thereby occurring transmission losses of the transparent film part can be at least partially compensated - claim 38th

Damit stößt der erfindungsgemäße Sonnenkollektor, bei wesentlich geringe- rem technischen und ökonomischen Aufwand und integriertem Überhit- zungsschutz, nahezu bis in den Leistungsbereich von evakuierten Flachkollektoren vor. Er ist somit besonders gut für Anwendungen mit höheren Temperaturen und höheren solaren Deckungsgraden, wie z.B. Kombianlagen, solare Klimatisierung und solare Prozesswärmeerzeugung, geeignet. Das Fenster besteht aus Glas oder für Sonnenstrahlung durchlässigen Kunststoff. Die durch das Fenster hindurch tretende Sonnenstrahlung liegt im Bereich zwischen 0,3 und 4,0 μm und insbesondere im Bereich zwischen 0,4 und 2,5 μm.Thus, the solar collector according to the invention, with substantially lower technical and economic expenditure and integrated overheating protection, projects almost into the power range of evacuated flat-plate collectors. It is therefore particularly well suited for applications with higher temperatures and higher solar degrees of coverage, such as combined systems, solar air conditioning and solar process heat generation. The window is made of glass or solar permeable plastic. The solar radiation passing through the window lies in the range between 0.3 and 4.0 μm and in particular in the range between 0.4 and 2.5 μm.

Die übrigen Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The remaining subclaims relate to further advantageous embodiments of the invention.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung.Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of advantageous embodiments of the invention with reference to the drawing.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the invention,

Fig. 2 die Ausgestaltung der Folie bei der ersten Ausführungsform,2 shows the configuration of the film in the first embodiment,

Fig. 3 eine Detaildarstellung der ersten Ausführungsform, undFig. 3 is a detail view of the first embodiment, and

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Endlosfolie, undFig. 4 is a schematic sectional view of a second embodiment of the invention with endless film, and

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit Endlosfolie.Fig. 5 is a schematic sectional view of a third embodiment of the invention with endless foil.

Der Sonnenkollektor gemäß der ersten Ausführungsform, wie er in den Figu- ren 1 bis 3 dargestellt ist, umfasst ein quaderförmiges Gehäuse 1 dessen großflächige Oberseite von einem für Sonnenstrahlung durchlässigen Fenster 2, z. B. aus Glas, abgeschlossen wird. Hinter dem Fenster 2 ist ein Absorber 3 angeordnet, der eine dem Fenster 2 zugewandte Absorbervorderseite 3a und eine von dem Fenster 2 abgewandte Absorberrückseite 3b auf- weist. Die rechteckige Fläche der Absorbervorderseite 3a entspricht in etwa der Fläche des Fensters 2. Der Absorber 3 ist thermisch mit einer Wärmetauschereinrichtung 4 in Form von den Absorber durchsetztenden Wärme- tauscherschlangen gekoppelt in denen eine Wärmeträgermedium fließt. Unter dem Absorber 3 auf der Absorberrückseite 3b zwischen Gehäuse 1 und Absorber 3 ist eine Wärmeisolierung 5 vorgesehen. Zwischen Fenster 2 und Absorber 3 ist im Inneren des Gehäuses 1 eine Abschatteinrichtung 6 vorge- sehen. Die Abschatteinrichtung 6 umfasst eine dünne, elastische Folie 7, die die gesamte Absorbervorderseite 3a überspannt. Im seitlichen Randbereich ist die Folie 7 links und rechts neben dem Absorber 3 auf eine erste und eine zweite Rolle 8a und 8b aufgewickelt (siehe Fig. 2). Die einstückige Folie 7 weist einen ersten Folienabschnitt 9 und einen zweiten Folienabschnitt 10 auf. Die dem Fenster 2 zugewandte Seite des ersten Folienabschnitts 9 ist für die durch das Fenster eintretende Sonnenstrahlung transparent bzw. transluzent. Die dem Fenster 2 zugewandte Seite des zweiten Folienabschnitts 10 ist in diesem Wellenlängebereich reflektierend. Die beiden Folienabschnitte 9 und 10 sind jeweils so dimensioniert, dass sie Absorbervor- derseite 3a vollständig überspannen können.The solar collector according to the first embodiment, as shown in Figures 1 to 3, comprises a cuboid housing 1 whose large top surface of a permeable to solar radiation window 2, z. B. made of glass, is completed. Behind the window 2, an absorber 3 is arranged, which has an absorber front side 3a facing the window 2 and an absorber rear side 3b facing away from the window 2. The rectangular area of the absorber front side 3 a corresponds approximately to the area of the window 2. The absorber 3 is thermally connected to a heat exchanger device 4 in the form of heat exchanging the absorber. exchanger coils coupled in which a heat transfer medium flows. Under the absorber 3 on the absorber rear side 3b between the housing 1 and absorber 3, a heat insulation 5 is provided. Between window 2 and absorber 3, a shading device 6 is provided inside the housing 1. The Abschatteinrichtung 6 comprises a thin elastic film 7, which spans the entire absorber front 3a. In the lateral edge region, the film 7 is wound on the left and right next to the absorber 3 onto a first and a second roller 8a and 8b (see FIG. 2). The one-piece film 7 has a first film section 9 and a second film section 10. The side of the first film section 9 facing the window 2 is transparent or translucent for the solar radiation entering through the window. The side of the second film section 10 facing the window 2 is reflective in this wavelength range. The two film sections 9 and 10 are each dimensioned such that they can completely span the absorber front side 3a.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, umfasst der Sonnenkollektor bzw. die Abschatteinrichtung 6 eine motorische Antriebseinrichtung 11 mittels der sich die Folie 7 von der ersten Rolle 8a ab und auf die zweite Rolle 8b aufwickeln läßt. Um die Folie 7 auch in der anderen Richtung von der zweiten Rolle 8b auf die erste Rolle 8a wickeln zu können, ist die erste Rolle 8a mit einem Spannmechanismus nach Art eines Schnapprollos versehen. Je nachdem, ob der Absorber 3 abgeschattet werden soll oder nicht, wird entweder der zweite oder der erste Folienabschnitt 9, 10 mittels der motorischen Antriebseinrichtung 11 in den Bereich zwischen Fenster 2 und Absorber 3 eingeführt, während der nicht benötigte Folienabschnitt 9 oder 10 auf einer der Rollen 8 aufgewickelt ist. Die motorische Antriebseinrichtung 11 umfasst ein Schnek- kengetriebe 12, das über ein Zahnrad 13 die zweite Rolle 8b antreibt. Das Schneckengetriebe 12 wird durch einen Elektromotor 14 angetrieben. Die Stromversorgung des Elektromotors 14 erfolgt über ein Photovoltaikelement 15, das im Randbereich des Gehäuses 1 an der Unterseite des Fensters 2 angeordnet ist. Das Photovoltaikelement 15 und der Elektromotor 14 sind über eine Regelung 16 miteinander verbunden. Die Regelung 16 ist auch mit einem Temperaturfühler 17 verbunden, der thermisch mit dem Absorber 3 gekoppelt ist und dessen Temperatur erfasst.As can be seen from Fig. 3, the solar collector and the Abschatteinrichtung 6 comprises a motor drive means 11 by means of which leaves the film 7 from the first roller 8a and on the second roller 8b wind up. In order to be able to wind the film 7 in the other direction from the second roller 8b to the first roller 8a, the first roller 8a is provided with a snap mechanism in the manner of a snap-action roller. Depending on whether the absorber 3 is to be shaded or not, either the second or the first film section 9, 10 is introduced by means of the motor drive device 11 in the area between the window 2 and absorber 3, while the non-required film section 9 or 10 on a the rollers 8 is wound up. The motor drive device 11 comprises a worm gear 12 which drives the second roller 8b via a gearwheel 13. The worm gear 12 is driven by an electric motor 14. The power supply of the electric motor 14 via a photovoltaic element 15, which is arranged in the edge region of the housing 1 at the bottom of the window 2. The photovoltaic element 15 and the electric motor 14 are connected via a regulation 16 with each other. The controller 16 is also connected to a temperature sensor 17, which is thermally coupled to the absorber 3 and detects its temperature.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der er- sten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Folie 7 als Endlosfolie ausgebildet ist. Die Endlosfolie 7 weist ebenfalls einen ersten Folienabschnitt 9 und einen zweiten Folienabschnitt 10 auf. D. h. der jeweils nicht zwischen Fenster 2 und Absorbervorderseite 3a befindliche Folienabschnitt 9 oder 10 ist durch Umlenkung über die erste Rolle 8a auf der Absorberrückseite 3b geführt. Im normalen Betrieb befindet sich dadurch also der der Abschattung dienende zweite Folienabschnitt 10 zwischen der Absorberrückseite 3b und der Rückwand des Gehäuses 1 und trägt so zur Verminderung der rückseitigen Konvektion wie auch der rückseitigen Wärmestrahlungsverluste bei. Aufgrund der Endlosfolie 7 erübrigt sich ein Spannmechanismus in der er- sten Rolle 8a.4 shows a second embodiment of the invention, which differs from the first embodiment in that the film 7 is formed as an endless film. The endless film 7 likewise has a first film section 9 and a second film section 10. Ie. each not located between the window 2 and absorber front side 3a film section 9 or 10 is guided by deflection over the first roller 8a on the absorber rear side 3b. In normal operation, therefore, the second film section 10 serving for the shading is located between the absorber rear side 3b and the rear wall of the housing 1 and thus contributes to reducing the back convection as well as the rear heat radiation losses. Due to the endless foil 7, a tensioning mechanism in the first roller 8a is unnecessary.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der zweiten Ausführungsform nach Fig. 4 lediglich hinsichtlich der Ausgestaltung der Wärmeisolierung auf der Absorberrückseite 3b unterscheidet; alle übrigen Komponenten entsprechen denen der zweiten Ausführungsform, so dass auf eine Beschreibung verzichtet werden kann. Die Wärmeisolierung 5 besteht aus einer oder mehreren festen, metallisch beschichteten Wärmeisolationsfolien 18, die in dem Gehäuse zwischen der Rückwand und dem sich auf der Absorberrückseite 3b befindlichen Folienabschnitt der Endlosfolie 7 aufgespannt ist. Die Verwendung von Wärmeisolationsfolien 18 anstelle herkömm- licher Wärmeisolierungen ermöglicht eine geringere Bauhöhe und geringeres Gewicht.Fig. 5 shows a third embodiment of the invention, which differs from the second embodiment of Figure 4 only in terms of the design of the heat insulation on the absorber back 3b; All other components are the same as those of the second embodiment, so that a description can be omitted. The heat insulation 5 consists of one or more solid, metallically coated heat insulating films 18, which is spanned in the housing between the rear wall and located on the absorber backside 3b film portion of the continuous film 7. The use of heat insulating films 18 instead of conventional thermal insulation allows a lower height and lower weight.

Die Wärmeisolationsfolie 18 und auch die motorische Antriebseinrichtung 11 mit Regeleinrichtung 16, Temperaturfühler 17 und Photovoltaikelement 15 kann auch bei der ersten Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden. Bei allen Ausführungsformen kann die Außenseite des Fensters 2 mit einer Antireflexbeschichtung versehen sein, um den Transmissionsgrad des Fensters 2 zu erhöhen.The heat insulating film 18 and also the motor drive device 11 with control device 16, temperature sensor 17 and photovoltaic element 15 can also be used in the first embodiment of the invention. In all embodiments, the outside of the window 2 with a Antireflection coating be provided to increase the transmittance of the window 2.

Der Betrieb erfolgt bei allen Ausführungsformen der Erfindung entsprechend. Überschreitet die durch den Temperaturfühler 14, z. B. in Form eines Bime- tal Istreifens, am Absorber gemessene Absorbertemperatur einen vorgegebenen Wert, wird die Absorbervorderseite 3a in der Art eines Rollos temporär durch Einbringen des abschattenden Folienabschnitts 10 zwischen Fenster 2 und Absorber 3 mittels der motorischen Antriebseinrichtung 11 verschattet, bis die Temperatur des Absorbers 3 unter einen vorgegebenen Wert fällt und/oder wieder Wärme abgenommen wird und/oder die solare Einstrahlung nachgelassen hat. Wenn die Abschatteinrichtung 6 aktiv ist, ist der transparente Folienabschnitt auf einer der der beiden Rollen 8 aufgewickelt oder im Falle des Umlenksystems - Fig. 4 - zwischen der Absorberrückseite und der Rückwand des Gehäuses 1 positioniert. Die Regelung der motorischen An- triebseinrichtung 11 erfolgt mittels einer Regeleinrichtung 16, die mit dem auf dem Absorber 3 montierten Temperaturfühler 14 verbunden ist. Der Temperaturfühler 14 kann alternativ auch an der Wärmetauschereinrichtung 4 oder außerhalb des Sonnenkollektors angebracht sein.The operation takes place in accordance with all embodiments of the invention. Exceeds the by the temperature sensor 14, z. B. in the form of a Bimetal Istreifens, absorber temperature measured at the absorber a predetermined value, the absorber front 3a is shaded in the manner of a blind temporarily by introducing the shadowing film section 10 between the window 2 and absorber 3 by means of the motor drive device 11 until the temperature of the absorber 3 falls below a predetermined value and / or heat is removed again and / or the solar radiation has decreased. When the shading device 6 is active, the transparent film section is wound on one of the two rollers 8 or, in the case of the deflection system - FIG. 4 - positioned between the absorber rear side and the rear wall of the housing 1. The regulation of the motor drive device 11 takes place by means of a control device 16, which is connected to the temperature sensor 14 mounted on the absorber 3. The temperature sensor 14 may alternatively be attached to the heat exchanger device 4 or outside of the solar collector.

Beim Übergang zum normalen Betrieb wird der abschattende Folienabschnitt 10 wieder auf eine der Wellen-/Rollen 8 aufgewickelt, bzw. auf der Sonne abgewandten Seite des Absorbers 3 positioniert und der transparente Folienabschnitt zwischen Absorber 3 und Fenster 2 eingebracht.During the transition to normal operation, the shading film section 10 is again wound onto one of the shaft / rollers 8, or positioned on the side of the absorber 3 facing away from the sun, and the transparent film section is inserted between the absorber 3 and the window 2.

Zur Energieversorgung kann anstelle des Photovoltaikmoduls 15 ein PeI- tierelement eingesetzt werden, das die im Abschattungsfall vorhandene Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Fenster nutzt. Bezugszeichenliste:For energy supply, instead of the photovoltaic module 15, a spacer element can be used, which uses the temperature difference between absorber and window present in the shading case. LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Gehäuse1 housing

2 Fenster2 Windows

3 Absorber3 absorbers

3a Absorbervorderseite3a absorber front

3b Absorberrückseite3b absorber rear side

4 Wärmetauschereinrichtung4 heat exchanger device

5 Wärmeisolierung5 heat insulation

6 Abschatteinrichtung6 shading device

7 Folie7 foil

8a erste Rolle/Welle8a first roll / shaft

8b zweite Rolle/Welle8b second roller / shaft

9 erster Folienabschnitt9 first film section

10 zweiter Folienabschnitt10 second film section

11 motorische Antriebseinrichtung11 motor drive device

12 Schneckengetriebe12 worm gears

13 Zahnrad13 gear

14 Elektromotor14 electric motor

15 Photovoltaikelement15 photovoltaic element

16 Regeleinrichtung16 control device

17 Temperaturfühler17 temperature sensor

18 Wärmeisolationsfolien 18 heat insulation films

Literatur und Stand der Technik:Literature and prior art:

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[16] BRD, Deutsches Patentamt, Offenlegungsschrift 100 32 227 A1 , 2002.[16] FRG, German Patent Office, Laid-Open Publication 100 32 227 A1, 2002.

[17] BRD, Deutsches Patentamt, Patentschrift 199 24 783 C2, 2003. [18] BRD, Deutsches Patentamt, Offenlegungsschrift 10 2005 006 329 A1 ,[17] FRG, German Patent Office, Patent Specification 199 24 783 C2, 2003. [18] FRG, German Patent Office, Laid-Open 10 2005 006 329 A1,

2005.Of 2005.

[19] BRD, Deutsches Patentamt, Gebrauchsmuster 298 12 457 U1 , 1999. [19] FRG, German Patent Office, Utility Model 298 12 457 U1, 1999.

Claims

Ansprüche claims

1. Sonnenkollektor zur Umwandlung von Sonnenstrahlung in Wärme, mit einem geschlossenen Gehäuse (1 ), einem in dem Gehäuse (1 ) vorgesehenen sonnenstrahlungsdurchlässigen Fenster (2), einem in dem Gehäuse (1 ) hinter dem Fenster (2) angeordneten Sonnenstrahlungsabsorber (3), der eine dem Fenster (2) zugewandte Absorbervorderseite (3a) und eine von dem Fenster (2) abge- wandte Absorberrückseite (3b) umfasst, und einer thermisch mit dem Absorber (3) gekoppelt Wärmetauschereinrichtung (4) zur Abfuhr der Wärme aus dem Gehäuse (1 ), einer Abschatteinrichtung (6) mittels der sich der Absorber (3) zumindest teilweise abschatten lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) wenigstens teilweise in dem1. solar collector for converting solar radiation into heat, with a closed housing (1), in the housing (1) provided sonnenstrahlungsdurchlässigen window (2), in the housing (1) behind the window (2) arranged solar radiation absorber (3) comprising an absorber front side (3a) facing the window (2) and an absorber rear side (3b) facing away from the window (2), and a heat exchanger device (4) thermally coupled to the absorber (3) for removing the heat from the absorber Housing (1), a Abschatteinrichtung (6) by means of which the absorber (3) can be at least partially shaded, characterized in that the Abschatteinrichtung (6) at least partially in the

Gehäuse (1 ) angeordnet ist.Housing (1) is arranged.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) eine Folie (7) umfasst, die zwischen Absorber (3) und Fenster (2) einbringbar ist und die wenigstens in einer Teilfläche (10) sonnenstrahlungsdämpfende Eigenschaften besitzt.2. Solar collector according to claim 1, characterized in that the Abschatteinrichtung (6) comprises a film (7) between the absorber (3) and window (2) can be introduced and at least in a partial surface (10) has solar radiation damping properties.

3. Sonnenkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) bei ausgeschalteter Abschatteinrichtung (6) aufgerollt ist.3. Solar collector according to claim 2, characterized in that the film (7) is rolled up when the Abschatteinrichtung (6) is turned off.

4. Sonnenkollektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) mittels einer motorischen Antriebseinrichtung 11 ) über die Absorbervorderseite (3a) bewegbar ist.4. Solar collector according to claim 2 or 3, characterized in that the film (7) by means of a motor drive device 11) via the absorber front side (3a) is movable.

5. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) auf zwei gegenüberliegenden Rollen (8) aufgewickelt ist und zwischen den beiden Rollen (8) die Absorbervorderseite (3a) überspannt, dass die Folie (7) wenigstens einen ersten und einen zweiten5. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the film (7) on two opposite rollers (8) is wound and between the two rollers (8) spans the absorber front side (3a) that the film (7 ) at least a first and a second

Folienabschnitt (9, 10) aufweist, dass die Folienabschnitte (9, 10) unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen, und dass die Folienabschnitte (9, 10) durch Auf- bzw. Abrollen von den beiden Rollen (8) abwechselnd in den Raum zwischen Absorbervorderseite (3a) und Fenster (2) einbringbar sind.Foil section (9, 10), in that the film sections (9, 10) have different optical properties, and that the film sections (9, 10) can be introduced alternately into the space between absorber front side (3a) and window (2) by rolling up or down from the two rollers (8) are.

6. Sonnenkollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Folienabschnitte (9, 10) jeweils so dimen- sioniert sind, dass sie die Absorbervorderseite (3a) vollständig überspannen.6. Solar collector according to claim 5, characterized in that the at least two film sections (9, 10) are each dimensioned so dimensioned that they completely span the absorber front side (3a).

7. Sonnenkollektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Folienabschnitt (9) im durch das Fenster (2) transmit- tierten Wellenlängenbereich transparent und/oder transluzent ist und dass der zweite Folienabschnitt (10) in diesem Wellenlängenbereich reflektierend und/oder absorbierend ist.7. The solar collector as claimed in claim 5 or 6, characterized in that the first film section (9) in the wavelength range transmitted through the window (2) is transparent and / or translucent and that the second film section (10) reflects in this wavelength range and / or or absorbing.

8. Sonnenkollektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Folienabschnitt (9) auf der dem Absorber (3) zugewandten Seite für die von dem Absorber (3) ausgehende Wärmestrahlung reflektierend und/oder absorbierend ausgebildet ist.8. Solar collector according to claim 7, characterized in that the first film section (9) on the absorber (3) side facing for the absorber (3) outgoing heat radiation is reflective and / or absorbent formed.

9. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass der zweite Folienabschnitt (10) eine metallische Be- schichtung aufweist.9. Solar collector according to one of claims 5 to 8, characterized in that the second film section (10) has a metallic coating.

10. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) auf der dem Fenster (2) zugewandten Seite wenigstens teilweise blendfrei ausgestaltet ist.10. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 9, characterized in that the film (7) on the window (2) facing side is at least partially designed glare-free.

11. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) auf der dem Fenster (2) zugewandten Seite wenigstens teilweise diffus reflektierend ausgestal- tet ist. 11. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 10, characterized in that the film (7) on the said window (2) facing side is at least partially designed diffusely reflective.

12. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuse (1 ) und der Absorberrückseite (3b) eine Wärmeisolierung (5) vorgesehen ist.12. Solar collector according to one of the preceding claims, characterized in that between the housing (1) and the absorber rear side (3b), a heat insulation (5) is provided.

13. Sonnenkollektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung (5) aus wenigstens einer metallischen und/oder me- tall-oxidisch beschichteten und/oder einer IR-reflektierenden Folie (18) besteht, die zwischen Absorberrückseite (3b) und Gehäuse (1 ) aufgespannt ist.13. Solar collector according to claim 12, characterized in that the heat insulation (5) consists of at least one metallic and / or metal-oxide coated and / or an IR-reflecting film (18), which between absorber rear side (3b) and housing (1) is spanned.

14. Sonnenkollektor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzliche Wärmeisolation Luft als Füllgase in das Gehäuse (1 ) eingebracht ist.14. Solar collector according to claim 12 or 13, characterized in that for additional heat insulation air is introduced as filling gases in the housing (1).

15. Sonnenkollektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen eingebrachter Folie (7) und Fenster (2) und/oder zwischen eingebrachter Folie (7) und Absorbervorderseite (3a) bei Luft als Füllgas im Bereiche zwischen 8 und 12 mm liegt.15. Solar collector according to claim 14, characterized in that the distance between the introduced film (7) and window (2) and / or inserted foil (7) and absorber front side (3a) is in air as filling gas in the range between 8 and 12 mm ,

16. Sonnenkollektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen Wärmeisolation inerte Gase mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als Luft als Füllgase in das Gehäuse (1 ) eingebracht sind.16. Solar collector according to claim 14, characterized in that for additional heat insulation inert gases are introduced with a lower thermal conductivity than air as filling gases in the housing (1).

17. Sonnenkollektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllgase Krypton, Xenon, Argon SF₆, UF₆ und/oder CO2 eingebracht sind.17. Solar collector according to claim 16, characterized in that as filling gases krypton, xenon, argon SF ₆ , UF ₆ and / or CO2 are introduced.

18. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rollen außerhalb des Gehäuses (1 ) angeordnet sind und dass die Folie (7) über Schlitze das Gehäuse (1 ) durchsetzt.18. Solar collector according to one of the preceding claims 5 to 17, characterized in that the two rollers outside the housing (1) are arranged and that the film (7) passes through slots the housing (1).

19. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rollen (8) in dem Gehäuse19. Solar collector according to one of the preceding claims 5 to 17, characterized in that the two rollers (8) in the housing

(1 ) angeordnet sind. (1) are arranged.

20. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) als auswechselbares Modul ausgebildet ist.20. Solar collector according to one of the preceding claims, characterized in that the Abschatteinrichtung (6) is designed as a replaceable module.

21. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) als Endlosfolie ausgebildet ist.21. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 20, characterized in that the film (7) is formed as an endless foil.

22. Sonnenkollektor nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der nicht zwischen Absorbervorderseite (3a) und Fenster (2) angeordnete Teil der Endlosfolie (7) über eine Umlenkeinrichtung (8) zwischen Gehäuse (1 ) und Absorberrückseite (3b) geführt ist.22. Solar collector according to claim 21, characterized in that the non-absorber front side (3a) and window (2) arranged part of the endless foil (7) via a deflection device (8) between the housing (1) and absorber rear side (3b) is guided.

23. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) die Folie (7) mehrfach enthält.23. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 20, characterized in that the Abschatteinrichtung (6) contains the film (7) several times.

24. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (8) eine Spannvorrichtung zum Spannen der Folie (7) umfasst.24. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 23, characterized in that the Abschatteinrichtung (8) comprises a clamping device for tensioning the film (7).

25. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus einem Material besteht, das sich bei Temperaturerhöhung zusammenzieht.25. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 24, characterized in that the film (7) consists of a material which contracts when the temperature increases.

26. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die motorische Antriebseinrichtung (11 ) ein Schneckengetriebe (12) umfasst.26. Solar collector according to one of the preceding claims 4 to 22, characterized in that the motor drive device (11) comprises a worm gear (12).

27. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) eine Regeleinrichtung (11 , 16, 17) umfasst, um die Abschatteinrichtung (6) bei Erreichen einer bestimmten Grenztemperatur im Absorber (3) oder in der Wärmetauschereinrichtung (4) zu aktivieren.27. Solar collector according to one of the preceding claims, characterized in that the Abschatteinrichtung (6) comprises a control device (11, 16, 17) to the Abschatteinrichtung (6) upon reaching a certain limit temperature in the absorber (3) or in the heat exchanger device ( 4) to activate.

28. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) eine autarke Ener- gieversorgung, insbesondere mittels eines Photovoltaikmoduls (15) oder eines Peltierelements umfasst.28. Solar collector according to one of the preceding claims, characterized in that the Abschatteinrichtung (6) an autarkic energy supply, in particular by means of a photovoltaic module (15) or a Peltier element.

29. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) elastisch ist.29. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 28, characterized in that the film (7) is elastic.

30. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) lichtstabil ist.30. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 29, characterized in that the film (7) is light-stable.

31. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) alterungsstabil ist.31. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 30, characterized in that the film (7) is resistant to aging.

32. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) reißfest ist.32. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 31, characterized in that the film (7) is tear-resistant.

33. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus Kunststoff und/oder aus Metall besteht.33. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 32, characterized in that the film (7) consists of plastic and / or metal.

34. Sonnenkollektor nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus dotiertem Kunststoff und/oder aus dotiertem Metall besteht.34. Solar collector according to claim 33, characterized in that the film (7) consists of doped plastic and / or doped metal.

35. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) Nanopartikel enthält.35. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 34, characterized in that the film (7) contains nanoparticles.

36. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus Teflon oder einem Kopolymer von Ethylen und Tetrafluorethylen als Grundmaterial auf- gebaut ist.36. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 35, characterized in that the film (7) made of Teflon or a copolymer of ethylene and tetrafluoroethylene is constructed as a base material.

37. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus einem TPU-Ku nststoff oder einem UV-stabilisierten Polyesterfilm oder aus einem Polyethy- lenteraphthalat als Grundmaterial aufgebaut ist. 37. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 35, characterized in that the film (7) is made of a TPU Ku nststoff or a UV-stabilized polyester film or of a polyethylene terephthalate as the base material.

38. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) und/oder das Fenster (2) mit einer Antireflexbeschichtung zur Erhöhung der Transmission versehen ist. 38. Solar collector according to one of the preceding claims 2 to 37, characterized in that the film (7) and / or the window (2) is provided with an antireflection coating to increase the transmission.