WO2012031640A1 - Solarkonzentrator und herstellungsverfahren - Google Patents

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WO2012031640A1
WO2012031640A1 PCT/EP2011/001847 EP2011001847W WO2012031640A1 WO 2012031640 A1 WO2012031640 A1 WO 2012031640A1 EP 2011001847 W EP2011001847 W EP 2011001847W WO 2012031640 A1 WO2012031640 A1 WO 2012031640A1
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convex
light
light output
output surface
solar concentrator
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PCT/EP2011/001847
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Wolfram Wintzer
Peter Mühle
Lars Arnold
Alois Wilke
Hagen Goldammer
Andreas Baatzsch
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Docter Optics Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the invention relates to a solar concentrator made of a transparent material, wherein the solar concentrator comprises a light incoupling surface, a light outcoupling surface and a light guide part which is arranged between the light incoupling surface and the light outcoupling surface and tapers in the direction of the light outcoupling surface.
  • the invention also relates to a method for producing such a solar concentrator.
  • the solar concentrator 101 comprises a light incoupling surface 102 and a ground light outcoupling surface 103 and a light guide 104 which tapers in the direction of the light outcoupling surface 103 between the light incoupling surface 102 and the light outcoupling surface 103.
  • Reference numeral 105 denotes a waveguide section surface which intersects the light guide section 104 between the light incoupling surface 102 and the light output surface 103 limited.
  • EP 1 396 035 B1 discloses a solar concentrator module comprising a front lens on its front side and a receiver cell on its rear side and a reflector between the front lens and the receiver cell, the reflector having inclined side walls at least along two opposite sides of the receiver cell, and a flat vertical one Reflector in the center of the module, wherein the side wall reflectors are shortened so that the ratio between the Konzentrator Abu H and the focal length F of the lens is between 0.6 and 0.9.
  • US 2006/0016448 A1 discloses a device for focusing light. It is the object of the invention to reduce the costs for the production of solar concentrators. It is a further object of the invention to produce particularly high quality solar concentrators within a limited cost range.
  • the aforementioned object is achieved by a method for producing a solar concentrator of a transparent material, wherein the solar concentrator a Lichteinkoppel reactions, a convex Lichtauskoppel structures and between the light input surface and the convex Lichtauskoppel response tapered in the direction of the light output surface (linear or non-linear) tapered Fiber optic portion which is advantageously delimited between the light incoupling surface and the convex Lichtauskoppel requirements by a Lichtleiterteil- surface, and wherein the transparent material between a first mold for forming the Lichteinkoppel composition and at least one second mold with a concave part for forming the convex Lichtauskoppel composition to the solar concentrator , in particular two-sided, bright-pressed, wherein the transparent material, in particular with the beginning of exerting a pressing pressure on the transparent material, by means of a negative pressure in the second form is pulled.
  • a solar concentrator is in particular a secondary concentrator.
  • Transparent material is in the sense of the invention, in particular glass.
  • blank presses are to be understood in particular to press an optically active surface in such a way that a subsequent reworking of the contour of this optically effective surface can be dispensed with or is omitted or not provided for. It is thus provided in particular that the light output surface is not ground after the press molding.
  • a light guide part surface according to the invention is inclined in particular with respect to the optical axis of the solar concentrator by at least 0.1 °.
  • An optical waveguide part surface according to the invention is inclined in particular with respect to the optical axis of the solar concentrator by not more than 3 °.
  • An optical axis of the solar concentrator is in particular one or the Orthogonal of the light output surface.
  • the light guide part surface may be coated.
  • a light output surface is in the context of the invention, in particular convex, if it is convex over its entire range.
  • a light outcoupling surface is in the sense of the invention, in particular convex, if it is convex over substantially its entire area.
  • a light coupling-out surface is in the sense of the invention, in particular convex, if it is convex, at least in a partial region.
  • the transparent material is cut as liquid glass and positioned in the second mold so that the cut scar lies outside the optical region.
  • the first mold and the second mold are positioned relative to one another and fed toward one another.
  • the solar concentrator is cooled on a suitable surface on a cooling belt.
  • the solar concentrator on a support frame.
  • a hot working operation is provided in which a part of excess glass is taken up and then (after demolding), in particular in the case of a very hot flame, is heated at the edge until this part falls off.
  • the transparent material in particular in its outer region, at least partially drawn during the blank pressing by means of the negative pressure in the second mold.
  • the negative pressure is at least 0.5 bar.
  • the negative pressure corresponds in a further advantageous embodiment of the invention, in particular vacuum.
  • the transparent material has a viscosity of not more than 10 4.5 dPas immediately before pressing.
  • the concave part is curved to form the convex Lichtauskoppel constitutional with a radius of curvature of less than 30mm.
  • the concave part for shaping the convex light output surface is curved such that the (maximum) contour deviation from the ideal plane of form is less than 100 ⁇ .
  • An ideal shaping plane in the sense of the invention is in particular a plane through the transition of the part intended for shaping the part of the light guide part (in particular the second shape) into the part for shaping the convex light outcoupling surface.
  • the concave part for shaping the convex Lichtauskoppel preparation is curved such that the (maximum) contour deviation from the ideal plane of shape is more than 1 ⁇ .
  • the first mold is heated and / or cooled.
  • the second mold is heated and / or cooled.
  • the second form is at least two parts.
  • the second shape in the region which forms the transition between the light output surface and the light guide part surface, a gap, in particular a circumferential gap, in particular an annular gap, on. It is provided in particular that the gap is or is formed between a first part of the second mold and a second part of the second mold.
  • the gap has a width between 10 ⁇ and 40 ⁇ .
  • the negative pressure is generated in the gap.
  • the aforementioned object is also achieved by a method for producing a solar module, wherein a solar concentrator manufactured according to a method according to one of the preceding features with its light output surface with a photovoltaic element (for generating electrical energy from sunlight) connected, in particular glued, and / or fixed to one Photovoltaic element (for generating electrical energy from sunlight) is aligned.
  • the aforementioned object is also achieved by a, in particular according to a method according to one of the preceding features, produced solar concentrator with a solid body of a transparent material comprising a light input surface and a convex light outcoupling surface, wherein the solid body between the light input surface and the convex light outcoupling a comprises in the direction of the convex light output surface (linear or non-linear) tapered light guide portion, which is advantageously limited or arranged between the light input surface and the convex light outcoupling surface by a light guide member surface, and wherein the convex light outcoupling surface
  • - is curved with a radius of curvature of more than 30mm and / or
  • the aforementioned object is also achieved by a, in particular according to a method according to one of the preceding features, produced solar concentrator of a transparent material, wherein the solar concentrator a Lichteinkoppel composition, a convex Lichtauskoppel structures and arranged between the Lichteinkoppel reactions and the convex Lichtauskoppel composition in the direction of the convex Lichtauskoppel composition Includes (linear or non-linear) tapered light guide portion, which is advantageously limited or arranged between the light input surface and the convex light output surface by a light guide part surface, and wherein the convex light output surface
  • - is curved with a radius of curvature of more than 30mm and / or
  • An ideal plane in the sense of the invention is in particular a plane through the transition of the light guide part surface into the light output surface.
  • a Lichtauskoppelebene in the context of the invention is in particular a plane through the transition of the light guide part surface in the Lichtauskoppel composition.
  • a Lichtauskoppelebene in the sense of the invention is in particular a plane parallel to the plane through the transition of the light guide part surface in the Lichtauskoppel composition by the vertex (the curvature) of the light outcoupling surface.
  • a light extraction plane in the sense of the invention is, in particular, a plane orthogonal to the tapering light guide part through the vertex (the curvature) of the light outcoupling surface.
  • a Lichtauskoppelebene in the sense of the invention is in particular a plane orthogonal to the optical axis of the solar concentrator by the apex (the curvature) of the light outcoupling surface.
  • the convex light output surface is curved such that its (maximum) contour deviation from the ideal plane or the Lichtauskoppelebene is more than 1 pm.
  • the Lichtleiterteil- surface goes over with a steady first derivative in the convex light output surface.
  • the light guide part surface merges with a curvature in the Lichtauskoppel formula whose (the curvature) curvature radius is not greater than 0.25 mm, in particular not greater than 0.15 mm, advantageously not greater than 0 ,1 mm.
  • the radius of curvature is greater than 0.04 mm.
  • the convex Lichtauskoppel structure is bright pressed.
  • the, in particular curved, transition from the Lichtleiterteil- surface in the Lichtauskoppel structure bright.
  • the light input surface is bright-pressed.
  • the light incidence surface is convex or planar.
  • the light coupling surface can be aspherical or spherical be shaped. It can also be provided that the light incoupling surface is designed as a free form.
  • the light output surface may be aspherical or spherical. It can also be provided that the light output surface is designed as a free form.
  • a solar module comprising an aforementioned solar concentrator or a solar concentrator made of a transparent material according to an aforementioned method, wherein solar concentrator is connected with its convex light outcoupling surface with a photovoltaic element.
  • the solar module comprises a heat sink on which the photovoltaic element is arranged.
  • a holder for the solar concentrator is arranged on the heat sink.
  • the solar module comprises a holder for the solar concentrator.
  • the holder fixes the solar concentrator on a support frame of the solar concentrator.
  • the solar module has a lens for directing sunlight onto the light coupling surface of the solar concentrator.
  • a solar module comprising a solar concentrator, in particular produced according to a method according to one of the preceding features, with a solid body made of a transparent material comprising a light incoupling surface and a convex light outcoupling surface, wherein the solid body between the light incoupling surface and the Convex Lichtauskoppel composition a in the direction of the convex Lichtauskoppel structure (linear or non-linear) tapered light guide portion advantageously between the light input surface and the convex Lichtauskoppel constitutional by a light guide part surface is limited or arranged, wherein the solar concentrator with its convex Lichtauskoppel structures with a photovoltaic element connected is.
  • a solar module comprising a solar concentrator, in particular produced according to a method according to one of the preceding features, of a transparent material, wherein the solar concentrator a Lichteinkoppel reactions, a convex Lichtauskoppel structures and arranged between the Lichteinkoppel reactions and the convex Lichtauskoppel composition in the direction the convex Lichtauskoppel sequence (linear or non-linear) tapered light guide part summarizes, which is advantageously limited or arranged between the light input surface and the convex Lichtauskoppel reactions by a light guide part surface, wherein the solar concentrator is connected with its convex light output surface with a photovoltaic element.
  • the light guide part surface merges with a continuous first derivative in the convex light output surface.
  • the Lichtleiterteil- surface passes with a curvature in the Lichtauskoppel configuration whose (the curvature) radius of curvature is not greater than 0.25 mm, in particular not greater than 0.15 mm, advantageously not greater than 0 ,1 mm.
  • the radius of curvature is greater than 0.04 mm.
  • the solar module comprises a heat sink on which the photovoltaic element is arranged.
  • a holder for the solar concentrator is arranged on the heat sink.
  • the solar module comprises a holder for the solar concentrator.
  • the holder fixes the solar concentrator on a support frame of the solar concentrator.
  • the solar module has a lens for directing sunlight onto the light coupling surface of the solar concentrator.
  • the convex Lichtauskoppel configuration is curved with a radius of curvature of more than 30mm.
  • the convex light output surface is curved such that its (maximum) contour deviation from the ideal plane or the Lichtauskoppelebene is less than 100 pm.
  • An ideal plane in the sense of the invention is in particular a plane through the transition of the light guide part surface into the light output surface.
  • a Lichtauskoppelebene in the context of the invention is in particular a plane through the transition of the light guide part surface in the Lichtauskoppel composition.
  • a Lichtauskoppelebene in the sense of the invention is in particular a plane parallel to the plane through the transition of the light guide part surface in the Lichtauskoppel dynamics by the vertex (the curvature) of the light outcoupling surface.
  • a light extraction plane in the sense of the invention is, in particular, a plane orthogonal to the tapering light guide part through the vertex (the curvature) of the light outcoupling surface.
  • a Lichtauskoppelebene in the sense of the invention is in particular a plane orthogonal to the optical axis of the solar concentrator by the apex (the curvature) of the light outcoupling surface.
  • the convex light output surface is curved such that its (maximum) contour deviation from the ideal plane or the Lichtauskoppelebene is more than 1 pm.
  • the convex Lichtauskoppel preparation is bright pressed.
  • the, in particular curved, transition from the Lichtleiterteil- surface in the Lichtauskoppel preparation bright.
  • the Lichteinkoppelfiumblee is bright pressed.
  • the Lichteinkoppelfikiee is convex or plan.
  • the Lichteinkoppelfikiee may be aspherical or spherical shaped. It can also be provided that the Lichteinkoppelfiambae is designed as a free form.
  • the light output surface may be aspherical or spherical. It can also be provided that the light output surface is designed as a free form.
  • a solar module comprising an aforementioned solar concentrator or a solar concentrator made of a transparent material according to an aforementioned method, wherein solar concentrator is connected with its convex light outcoupling surface with a photovoltaic element.
  • the invention also relates to a method for generating electrical energy, wherein sunlight is coupled into the light coupling surface of a solar concentrator of an aforementioned solar module, in particular by means of a primary solar concentrator.
  • FIG. 2 shows the solar concentrator according to FIG. 1 in a cross-sectional illustration
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a solar concentrator according to the invention
  • FIG. 5 shows an enlarged detail of the solar concentrator according to FIG. 3
  • FIG. 6 shows an alternative method for producing a solar concentrator according to FIG. 3 and FIG
  • Fig. 7 shows an embodiment of a solar module with a solar concentrator according to the invention.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a solar concentrator 1 according to the invention in a cross-sectional representation.
  • the solar concentrator 1 comprises a bright pressed light input surface 2 and a bright pressed low convex light output surface 3 and arranged between the light input surface 2 and the light output surface 3 in the direction of the light output surface 3 tapered light guide part 4.
  • Reference numeral 5 denotes a bright pressed fiber optic part surface, the light guide member 4 between the light coupling surface 2 and the light output surface 3 limited.
  • the light guide part surface 5 - as shown in detail in FIG. 5 - merges with a curvature 8 into the light outcoupling surface whose radius of curvature is approximately 0.1 mm.
  • the protruding pressing edge or overpress is removed after pressing (mechanically and / or thermally).
  • FIG. 4 shows a method for producing the solar concentrator 1 according to FIG. 3.
  • liquid glass having a viscosity of not more than 10 4.5 dPas is introduced into a mold 10 and by means of a mold 14 to the solar concentrator 1 blank molded.
  • the mold 10 comprises a part mold 11 and a part mold 12, which is arranged centered in the part mold 11. Between the part mold 11 and the part mold 12, a circumferential gap 15 is provided which has a width between 10 ⁇ and 40 ⁇ .
  • the part mold 12 includes a concave part 16 for molding the convex light outcoupling surface 3.
  • the convex Lichtauskoppel composition 3 is curved with a radius of curvature of more than 30mm or such that the maximum of their contour deviation 31 from the ideal plane or the Lichtauskoppelebene 30 is less than 100 ⁇ .
  • the convex light output surface 3 is curved such that the maximum of its contour deviation 31 from the ideal plane or the Lichtauskoppelebene 30 is less than 100 ⁇ .
  • FIG. 6 shows an alternative method for producing the solar concentrator 1.
  • the mold 14 is replaced by the mold 141, which sits firmly on the part mold 11.
  • the solar module 40 comprises a heat sink 41 on which a photovoltaic element 42 and a holder 44 for the solar concentrator 1 are arranged.
  • the light output surface 3 is by means of an adhesive layer 43 connected to the photovoltaic element 42.
  • the solar module 40 additionally comprises a primary solar concentrator 45 designed as a Fresnel lens for directing sunlight 50 onto the light coupling surface 2 of the solar concentrator 1 arranged or designed as a secondary solar concentrator.
  • the sunlight introduced into the solar concentrator 1 via the light coupling surface 2 exits via the light output surface 3 of the solar concenter 1 and impinges on the photovoltaic element 42.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Solarkonzentrator (1) mit einem massiven Körper aus einem transparenten Material, der eine Lichteinkoppelflache (2) und eine konvexe Lichtauskoppelfläche (3) umfasst, wobei der massive Körper zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) einen sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) verjüngenden Lichtleiterteil (4) umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Herstellungsverfahren, wobei das Material zwischen zwei Formen (10, 14) blankgepresst wird.

Description

SOLARKONZENTRATOR UND HERSTELLUNGSVERFAHREN
Die Erfindung betrifft einen Solarkonzentrator aus einem transparenten Material, wobei der Solarkonzentrator eine Lichteinkoppelfläche, eine Lichtauskoppelfläche und einen zwischen der Lichteinkoppelfläche und der Lichtauskoppelfläche angeordneten, sich in Richtung der Lichtauskoppelfläche verjüngenden Lichtleiterteil umfasst. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Solarkonzentrators.
Fig. 1 zeigt einen vorbekannten Solarkonzentrator 101 , der in Fig. 2 in einer Querschnittsdarstellung dargestellt ist. Der Solarkonzentrator 101 umfasst eine Lichteinkoppelfläche 102 und eine geschliffene Lichtauskoppelfläche 103 sowie einen zwischen der Lichteinkoppelfläche 102 und der Lichtauskoppelfläche 103 angeordneten sich in Richtung der Lichtauskoppelfläche 103 verjüngenden Lichtleiterteil 104. Bezugszeichen 105 bezeichnet eine Lichtleiterteil-Oberfläche, die den Lichtleiterteil 104 zwischen der Lichteinkoppelfläche 102 und der Lichtauskoppelfläche 103 begrenzt.
Die EP 1 396 035 B1 offenbart ein Solarkonzentratormodul, umfassend eine Vorderlinse auf seiner Vorderseite und eine Empfängerzelle auf seiner Rückseite und einen Reflektor zwischen der Vorderlinse und der Empfängerzelle, wobei der Reflektor mindestens entlang zwei gegenüberliegenden Seiten der Empfängerzelle geneigte Seitenwände aufweist, und einen flachen senkrechten Reflektor in der Mitte des Moduls, wobei die Seitenwandreflektoren so gekürzt sind, dass das Verhältnis zwischen der Konzentratorhöhe H und der Brennweite F der Linse zwischen 0,6 und 0,9 liegt.
Die US 2006/0016448 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Fokussieren von Licht. Es ist Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung von Solarkonzentra- toren zu senken. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, in einem begrenzten Kostenrahmen besonders hochwertige Solarkonzentratoren herzustellen.
Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Solarkon- zentrators aus einem transparenten Material gelöst, wobei der Solarkonzentrator eine Lichteinkoppelfläche, eine konvexe Lichtauskoppelfläche und einen zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche angeordneten sich in Richtung der Lichtauskoppelfläche (linear oder nicht-linear) verjüngenden Lichtleiterteil umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche durch eine Lichtleiterteil- Oberfläche begrenzt ist, und wobei das transparente Material, zwischen einer ersten Form zum Formen der Lichteinkoppelfläche und zumindest einer zweiten Form mit einem konkave Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche zum Solarkonzentrator, insbesondere zweiseitig, blankgepresst wird, wobei das transparente Material, insbesondere mit Beginn des Ausübens eines Pressdrucks auf das transparente Material, mittels eines Unterdrucks in die zweite Form gezogen wird.
Ein Solarkonzentrator ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Sekundärkon- zentrator. Transparentes Material ist im Sinne der Erfindung insbesondere Glas. Unter Blankpressen soll im Sinne der Erfindung insbesondere verstanden werden, eine optisch wirksame Oberfläche derart zu pressen, dass eine anschließende Nachbearbeitung der Kontur dieser optisch wirksamen Oberfläche entfallen kann bzw. entfällt bzw. nicht vorgesehen ist. Es ist somit insbesondere vorgesehen, dass die Lichtauskoppelfläche nach dem Blankpressen nicht geschliffen wird.
Eine Lichtleiterteil-Oberfläche im Sinne der Erfindung ist insbesondere gegenüber der optischen Achse des Solarkonzentrators um zumindest 0,1 ° geneigt. Eine Lichtleiterteil-Oberfläche im Sinne der Erfindung ist insbesondere gegenüber der optischen Achse des Solarkonzentrators um nicht mehr als 3° geneigt. Eine optische Achse des Solarkonzentrators ist insbesondere eine bzw. die Orthogonale der Lichtauskoppelfläche. Die Lichtleiterteil-Oberfläche kann beschichtet sein.
Eine Lichtauskoppelfläche ist im Sinne der Erfindung insbesondere dann konvex, wenn sie über ihren gesamten Bereich konvex ist. Eine Lichtauskoppelfläche ist im Sinne der Erfindung insbesondere dann konvex, wenn sie im wesentlichen über ihren gesamten Bereich konvex ist. Eine Lichtauskoppelfläche ist im Sinne der Erfindung insbesondere dann konvex, wenn sie zumindest in einem Teilbereich konvex ist.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass das transparente Material als flüssiges Glas geschnitten und so in der zweiten Form positioniert wird, dass die Schnittnarbe außerhalb des optischen Bereichs liegt. Beim Pressen ist insbesondere vorgesehen, dass die erste Form und die zweite Form zueinander positioniert und aufeinander zugefahren werden. Nach dem Pressen ist insbesondere vorgesehen, dass der Solarkonzentrator auf einer geeigneten Unterlage auf einem Kühlband gekühlt wird. In vorteilhafter Ausgestaltung weist der Solarkonzentrator einen Tragrahmen auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass Gewichtsschwankungen des zugeführten Flüssigglases durch eine Variation des Tragrandes aufgenommen werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Heißarbeitsgang vorgesehen ist, bei dem ein Teil überschüssigen Glases aufgenommen und dann (nach der Entformung), insbesondere bei sehr heißer Flamme, am Rand erhitzt wird, bis dieses Teil abfällt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das transparente Material, insbesondere in seinem äußeren Bereich, zumindest teilweise während des Blankpressens mittels des Unterdrucks in die zweite Form gezogen. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Unterdruck zumindest 0,5 bar. Der Unterdruck entspricht in weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung insbesondere Vakuum. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besitzt das transparente Material unmittelbar vor dem Pressen eine Viskosität von nicht mehr als 104,5 dPas. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das konkave Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche mit einem Krümmungsradius von weniger als 30mm gekrümmt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das konkave Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche derart gekrümmt, dass die (maximale) Konturabweichung von der idealen Formebene weniger als 100 μιη beträgt. Eine ideale Formebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Ebene durch den Übergang des zum Formen der der Lichtleiterteil-Oberfläche vorgesehenen Teils (der insbesondere zweiten Form) in den Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das konkave Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche derart gekrümmt, dass die (maximale) Konturabweichung von der idealen Formebene mehr als 1 μιη beträgt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die erste Form beheizt und/oder gekühlt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die zweite Form beheizt und/oder gekühlt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Form zumindest zweiteilig. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Form im Bereich, der den Übergang zwischen der Lichtauskoppelfläche und der Lichtleiterteil-Oberfläche formt, einen Spalt, insbesondere einen umlaufenden Spalt, insbesondere einen Ringspalt, auf. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Spalt zwischen einem ersten Teil der zweiten Form und einem zweiten Teil der zweiten Form gebildet ist bzw. wird. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Spalt eine Breite zwischen 10 μιη und 40 μηι auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Unterdruck in dem Spalt erzeugt.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Herstellen eines Solarmoduls gelöst, wobei ein gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Merkmale hergestellter Solarkonzentrator mit seiner Lichtauskoppelfläche mit einem Fotovoltaikelement (zum Erzeugen elektrischer Energie aus Sonnenlicht) verbunden, insbesondere verklebt, und/oder fest zu einem Fotovoltaikelement (zum Erzeugen elektrischer Energie aus Sonnenlicht) ausgerichtet wird.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch einen, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Merkmale hergestellten, Solarkonzentrator mit einem massiven Körper aus einem transparenten Material gelöst, der eine Lichteinkoppelfläche und eine konvexe Lichtauskoppelfläche umfasst, wobei der massive Körper zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche einen sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (linear oder nicht-linear) verjüngenden Lichtleiterteil umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche begrenzt bzw. angeordnet ist, und wobei die konvexe Lichtauskoppelfläche
- mit einem Krümmungsradius von mehr als 30mm gekrümmt ist und/oder
- derart gekrümmt ist, dass das Maximum ihrer Konturabweichung bzw. ihre (maximale) Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene weniger als 100 pm beträgt.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch einen, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Merkmale hergestellten, Solarkonzentrator aus einem transparenten Material gelöst, wobei der Solarkonzentrator eine Lichteinkoppelfläche, eine konvexen Lichtauskoppelfläche und einen zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche angeordneten sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (linear oder nicht-linear) verjüngenden Lichtleiterteil umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche begrenzt bzw. angeordnet ist, und wobei die konvexe Lichtauskoppelfläche
- mit einem Krümmungsradius von mehr als 30mm gekrümmt ist und/oder
- derart gekrümmt ist, dass das Maximum ihrer Konturabweichung bzw. ihre (maximale) Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene weniger als 100 pm beträgt. Eine ideale Ebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Ebene durch den Übergang der Lichtleiterteil-Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Ebene durch den Übergang der Lichtleiterteil-Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine zur Ebene durch den Übergang der Lichtleiterteil-Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche parallele Ebene durch den Scheitelpunkt (der Krümmung) der Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine zum verjüngenden Lichtleiterteil orthogonale Ebene durch den Scheitelpunkt (der Krümmung) der Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine zur optischen Achse des Solarkonzentrators orthogonale Ebene durch den Scheitelpunkt (der Krümmung) der Lichtauskoppelfläche. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die konvexe Lichtauskoppelfläche derart gekrümmt, dass ihre (maximale) Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene mehr als 1 pm beträgt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung geht die Lichtleiterteil- Oberfläche mit einer stetigen ersten Ableitung in die konvexe Lichtauskoppelfläche über. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung geht die Lichtleiterteil-Oberfläche mit einer Krümmung in die Lichtauskoppelfläche über, deren (der Krümmung) Krümmungsradius nicht größer ist als 0,25 mm, insbesondere nicht größer ist als 0,15 mm, vorteilhafterweise nicht größer ist als 0,1 mm. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Krümmungsradius größer als 0,04 mm.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die konvexe Lichtauskoppelfläche blankgepresst. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der, insbesondere gekrümmte, Übergang von der Lichtleiterteil- Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche blankgepresst. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichteinkoppelfläche blankgepresst. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichteinkoppelfläche konvex oder plan. Die Lichteinkoppelfläche kann asphärisch oder sphärisch geformt sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichteinkoppelfläche als Freiform ausgestaltet ist. Die Lichtauskoppelfläche kann asphärisch oder sphärisch geformt sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtauskoppelfläche als Freiform ausgestaltet ist.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Solarmodul gelöst, das einen vorgenannten Solarkonzentrator bzw. einen gemäß einem vorgenannten Verfahren hergestellten Solarkonzentrator aus einem transparenten Material umfasst, wobei Solarkonzentrator mit seiner konvexen Lichtauskoppelfläche mit einem Fotovoltaikelement verbunden ist.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Solarmodul einen Kühlkörper, auf dem das Fotovoltaikelement angeordnet ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Kühlkörper eine Halterung für den Solarkonzentrator angeordnet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Solarmodul eine Halterung für den Solarkonzentrator. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung fixiert die Halterung den Solarkonzentrator an einem Tragrahmen des Solarkonzentrators. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Solarmodul eine Linse zur Ausrichtung von Sonnenlicht auf die Lichteinkoppelfläche des Solarkonzentrators auf.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Solarmodul umfassend einen, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Merkmale hergestellten, Solarkonzentrator mit einem massiven Körper aus einem transparenten Material gelöst, der eine Lichteinkoppelfläche und eine konvexe Lichtauskoppelfläche umfasst, wobei der massive Körper zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche einen sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (linear oder nicht-linear) verjüngenden Lichtleiterteil umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche begrenzt bzw. angeordnet ist, wobei der Solarkonzentrator mit seiner konvexen Lichtauskoppelfläche mit einem Fotovoltaikelement verbunden ist. Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Solarmodul umfassend einen, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Merkmale hergestellten, Solarkonzentrator aus einem transparenten Material gelöst, wobei der Solarkonzentrator eine Lichteinkoppelfläche, eine konvexen Lichtauskoppelfläche und einen zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche angeordneten sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (linear oder nicht-linear) verjüngenden Lichtleiterteil um- fasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche und der konvexen Lichtauskoppelfläche durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche begrenzt bzw. angeordnet ist, wobei der Solarkonzentrator mit seiner konvexen Lichtauskoppelfläche mit einem Fotovoltaikelement verbunden ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung geht die Lichtleiterteil-Oberfläche mit einer stetigen ersten Ableitung in die konvexe Lichtauskoppelfläche über. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung geht die Lichtleiterteil- Oberfläche mit einer Krümmung in die Lichtauskoppelfläche über, deren (der Krümmung) Krümmungsradius nicht größer ist als 0,25 mm, insbesondere nicht größer ist als 0,15 mm, vorteilhafterweise nicht größer ist als 0,1 mm. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Krümmungsradius größer als 0,04 mm.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Solarmodul einen Kühlkörper, auf dem das Fotovoltaikelement angeordnet ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Kühlkörper eine Halterung für den Solarkonzentrator angeordnet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Solarmodul eine Halterung für den Solarkonzentrator. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung fixiert die Halterung den Solarkonzentrator an einem Tragrahmen des Solarkonzentrators. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Solarmodul eine Linse zur Ausrichtung von Sonnenlicht auf die Lichteinkoppelfläche des Solarkonzentrators auf. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die konvexe Lichtauskoppelfläche mit einem Krümmungsradius von mehr als 30mm gekrümmt. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die konvexe Lichtauskoppelfläche derart gekrümmt, dass ihre (maximale) Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene weniger als 100 pm beträgt. Eine ideale Ebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Ebene durch den Übergang der Lichtleiterteil-Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Ebene durch den Übergang der Lichtleiterteil-Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine zur Ebene durch den Übergang der Lichtleiterteil-Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche parallele Ebene durch den Scheitelpunkt (der Krümmung) der Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine zum verjüngenden Lichtleiterteil orthogonale Ebene durch den Scheitelpunkt (der Krümmung) der Lichtauskoppelfläche. Eine Lichtauskoppelebene im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine zur optischen Achse des Solarkonzentrators orthogonale Ebene durch den Scheitelpunkt (der Krümmung) der Lichtauskoppelfläche. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die konvexe Lichtauskoppelfläche derart gekrümmt, dass ihre (maximale) Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene mehr als 1 pm beträgt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die konvexe Lichtauskoppelfläche blankgepresst. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der, insbesondere gekrümmte, Übergang von der Lichtleiterteil- Oberfläche in die Lichtauskoppelfläche blankgepresst. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichteinkoppelfiäche blankgepresst. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichteinkoppelfiäche konvex oder plan. Die Lichteinkoppelfiäche kann asphärisch oder sphärisch geformt sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichteinkoppelfiäche als Freiform ausgestaltet ist. Die Lichtauskoppelfläche kann asphärisch oder sphärisch geformt sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtauskoppelfläche als Freiform ausgestaltet ist. Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Solarmodul gelöst, das einen vorgenannten Solarkonzentrator bzw. einen gemäß einem vorgenannten Verfahren hergestellten Solarkonzentrator aus einem transparenten Material umfasst, wobei Solarkonzentrator mit seiner konvexen Lichtauskoppelfläche mit einem Fotovoltaikelement verbunden ist.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie, wobei in die Lichteinkoppelfläche eines Solarkonzentrators eines vorgenannten Solarmoduls, insbesondere mittels eines Primär-Solarkonzentrators, Sonnenlicht eingekoppelt wird.
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen bekannten Solarkonzentrator in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 2 den Solarkonzentrator gemäß Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung, Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Solarkonzentrator,
Fig. 4 ein Verfahren zum Herstellen eines Solarkonzentrators gemäß Fig. 3, Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt des Solarkonzentrators gemäß Fig. 3, Fig. 6 ein alternatives Verfahren zum Herstellen eines Solarkonzentrators gemäß Fig. 3 und
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel für ein Solarmodul mit einem erfindungsgemäßen Solarkonzentrator.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Solarkonzentrator 1 in einer Querschnittsdarstellung. Der Solarkonzentrator 1 umfasst eine blankgepresste Lichteinkoppelfläche 2 und eine blankgepresste gering konvexe Lichtauskoppelfläche 3 sowie einen zwischen der Lichteinkoppelfläche 2 und der Lichtauskoppelfläche 3 angeordneten sich in Richtung der Lichtauskoppelfläche 3 verjüngenden Lichtleiterteil 4. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine blankgepresste Lichtleiterteil-Oberfläche, die den Lichtleiterteil 4 zwischen der Lichteinkoppel- fläche 2 und der Lichtauskoppelfläche 3 begrenzt. Dabei geht die Lichtleiterteil- Oberfläche 5 - wie detailliert in Fig. 5 dargestellt - mit einer Krümmung 8 in die Lichtauskoppelfläche über, deren Krümmungsradius in etwa 0,1 mm beträgt. Der überstehende Pressrand bzw. Überpress wird nach dem Pressen (mechanisch und/oder thermisch) entfernt.
Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Herstellung des Solarkonzentrators 1 gemäß Fig. 3. Dabei wird flüssiges Glas, das eine Viskosität von nicht mehr als 104,5 dPas aufweist, in eine Form 10 gegeben und mittels einer Form 14 zum Solarkonzen- trator 1 blankgepresst. Die Form 10 umfasst eine Teilform 11 und eine Teilform 12, die zentriert in der Teilform 11 angeordnet ist. Zwischen der Teilform 11 und der Teilform 12 ist ein umlaufender Spalt 15 vorgesehen, der eine Breite zwischen 10 μηι und 40 μιη aufweist. Beim Zusammendrücken der Formen 10 und 14 wird in dem umlaufenden Spalt 15 ein Unterdruck im Bereich des Vakuums erzeugt. Die Teilform 12 umfasst einen konkaven Teil 16 zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche 3.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die konvexe Lichtauskoppelfläche 3 mit einem Krümmungsradius von mehr als 30mm bzw. derart gekrümmt, dass das Maximum ihrer Konturabweichung 31 von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene 30 weniger als 100 μιτι beträgt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die konvexe Lichtauskoppelfläche 3 derart gekrümmt, dass das Maximum ihrer Konturabweichung 31 von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene 30 weniger als 100 μιη beträgt.
Fig. 6 zeigt ein alternatives Verfahren zum Herstellen des Solarkonzentrators 1. Dabei wird die Form 14 durch die Form 141 ersetzt, die fest auf die Teilform 11 aufsetzt.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Solarmodul 40 mit einem erfindungsgemäßen Solarkonzentrator 1. Das Solarmodul 40 umfasst einen Kühlkörper 41 auf dem ein Fotovoltaikelement 42 und eine Halterung 44 für den Solarkonzentrator 1 angeordnet sind. Die Lichtauskoppelfläche 3 ist mittels einer Klebeschicht 43 mit dem Fotovoltaikelement 42 verbunden. Das Solarmodul 40 umfasst zudem einen als Fresnelllinse ausgestalteten Primär-Solarkonzentrator 45 zur Ausrichtung von Sonnenlicht 50 auf die Lichteinkoppelfläche 2 des als Sekundär- Solarkonzentrator angeordneten bzw. ausgestalteten bzw. vorgesehenen Solar- konzentrators 1. Das über die Lichteinkoppelfläche 2 in den Solarkonzentrator 1 eingeleitete Sonnenlicht tritt über die Lichtauskoppelfläche 3 des Solarkonzentra- tors 1 aus und trifft auf das Fotovoltaikelement 42.
Die Elemente, Abmaße bzw. Winkel in den Figuren 3 bis 6 sind unter Berücksichtigung von Einfachheit und Klarheit und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet. So sind z. B. die Größenordnungen einiger Elemente, Abmaße bzw. Winkel übertrieben gegenüber anderen Elementen, Abmaßen bzw. Winkeln dargestellt, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu verbessern.

Claims

P AT E N TA N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Herstellen eines Solarkonzentrators (1) aus einem transparenten Material, wobei der Solarkonzentrator (1 ) eine Lichteinkoppelfläche (2), eine konvexe Lichtauskoppelfläche (3) und einen zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) angeordneten sich in Richtung der Lichtauskoppelfläche (3) verjüngenden Lichtleiterteil (4) umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche (5) begrenzt ist, und wobei das transparente Material, zwischen einer ersten Form (14) zum Formen der Lichteinkoppelfläche (2) und zumindest einer zweiten Form (10) mit einem konkave Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) zum Solarkonzentrator (1) blankgepresst wird, wobei das transparente Material mittels eines Unterdrucks in die zweite Form (10) gezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material, insbesondere in seinem äußeren Bereich, zumindest teilweise während des Blankpressens mittels des Unterdrucks in die zweite Form (10) gezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck zumindest 0,5 bar beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material unmittelbar vor dem Pressen eine Viskosität von nicht mehr als 104,5 dPas besitzt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das konkave Teil zum Formen der konvexen Licht- auskoppelfläche (3) mit einem Krümmungsradius von weniger als 30mm gekrümmt ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das konkave Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) derart gekrümmt ist, dass das Maximum der Konturabweichung von der idealen Formebene weniger als 100 pm beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das konkave Teil zum Formen der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) derart gekrümmt ist, dass das Maximum der Konturabweichung von der idealen Formebene mehr als 1 pm beträgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Form ( 0) zumindest zweiteilig ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Form (10) im Bereich, der den Übergang zwischen der Lichtauskoppelfläche (3) und der Lichtleiterteil- Oberfläche (5) formt, einen Spalt aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt eine Breite zwischen 10 pm und 40 pm aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in dem Spalt erzeugt wird.
12. Solarkonzentrator (1) mit einem massiven Körper aus einem transparenten Material, der eine Lichteinkoppelfläche (2) und eine konvexe Lichtauskoppelfläche (3) umfasst, wobei der massive Körper zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) einen sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) verjüngenden Lichtleiterteil (4) umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der üchteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) durch eine Lichtleiterteil- Oberfläche (5) begrenzt ist, und wobei die konvexe Lichtauskoppelfläche (3)
- mit einem Krümmungsradius von mehr als 30mm gekrümmt ist und/oder
- derart gekrümmt ist, dass das Maximum ihrer Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene weniger als 100 pm beträgt.
13. Solarkonzentrator (1 ) aus einem transparenten Material, wobei der Solar- konzentrator (1) eine Lichteinkoppelfläche (2), eine konvexe Lichtauskoppelfläche (3) und einen zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) angeordneten sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) verjüngenden Lichtleiterteil (4) umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche (5) begrenzt ist, und wobei die konvexe Lichtauskoppelfläche (3)
- mit einem Krümmungsradius von mehr als 30mm gekrümmt ist und/oder
- derart gekrümmt ist, dass das Maximum ihrer Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene weniger als 100 pm beträgt.
14. Solarkonzentrator (1 ) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterteil-Oberfläche (5) mit einer stetigen ersten Ableitung in die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) übergeht.
15. Solarkonzentrator (1 ) nach einem der Ansprüche 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterteil-Oberfläche (5) mit einer Krümmung in die Lichtauskoppelfläche (3) übergeht, deren Krümmungsradius nicht größer ist als 0,25 mm, insbesondere nicht größer ist als 0,15 mm, vorteilhafterweise nicht größer ist als 0,1 mm.
16. Solarkonzentrator (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius größer ist als 0,04 mm.
17. Solarkonzentrator (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) derart gekrümmt ist, dass das Maximum ihrer Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene mehr als 1 μηη beträgt.
18. Solarkonzentrator (1 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (3) blankgepresst ist.
19. Solarkonzentrator (1 ) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der, insbesondere gekrümmte, Übergang von der Lichtleiterteil-Oberfläche (5) in die Lichtauskoppelfläche (3) blankgepresst ist.
20. Solarkonzentrator (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (2) blankgepresst ist.
21. Solarkonzentrator (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) blankgepresst ist.
22. Solarmodul, dadurch gekennzeichnet, dass ein Solarkonzentrator (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 21 mit seiner konvexen Lichtauskoppelfläche (3) mit einem Fotovoltaikelement verbunden ist.
23. Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass in die Lichteinkoppelfläche (2) eines Solarkonzentrators (1) eines Solarmoduls gemäß Anspruch 22 Sonnenlicht eingekoppelt wird.
24. Solarmodul umfassend einen Solarkonzentrator (1) mit einem massiven Körper aus einem transparenten Material, der eine Lichteinkoppelfläche (2) und eine konvexe Lichtauskoppelfläche (3) umfasst, wobei der massive Körper zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) einen sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) verjüngenden Lichtleiterteil (4) umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche (5) begrenzt ist, wobei der Solarkonzentrator (1 ) mit seiner konvexen Lichtauskoppelfläche (3) mit einem Fotovoltaikelement verbunden ist.
25. Solarmodul umfassend einen Solarkonzentrator (1 ) aus einem transparenten Material, wobei der Solarkonzentrator (1) eine Lichteinkoppelfläche (2), eine konvexe Lichtauskoppelfläche (3) und einen zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) angeordneten sich in Richtung der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) verjüngenden Lichtleiterteil (4) umfasst, der vorteilhafterweise zwischen der Lichteinkoppelfläche (2) und der konvexen Lichtauskoppelfläche (3) durch eine Lichtleiterteil-Oberfläche (5) begrenzt ist, wobei der Solarkonzentrator (1 ) mit seiner konvexen Lichtauskoppelfläche (3) mit einem Fotovoltaikelement verbunden ist.
26. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterteil-Oberfläche (5) mit einer stetigen ersten Ableitung in die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) übergeht.
27. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterteil-Oberfläche (5) mit einer Krümmung in die Lichtauskoppelfläche (3) übergeht, deren Krümmungsradius nicht größer ist als 0,25 mm, insbesondere nicht größer ist als 0,15 mm, vorteilhafterweise nicht größer ist als 0,1 mm.
28. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius größer ist als 0,04 mm.
29. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) mit einem Krümmungsradius von mehr als 30mm gekrümmt ist.
30. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) derart gekrümmt ist, dass das Maximum ihrer Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene weniger als 100 μηη beträgt.
31. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) derart gekrümmt ist, dass das Maximum ihrer Konturabweichung von der idealen Ebene bzw. der Lichtauskoppelebene mehr als 1 μητι beträgt.
32. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskoppelfläche (3) biankgepresst ist.
33. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der, insbesondere gekrümmte, Übergang von der Lichtleiterteil-Oberfläche (5) in die Lichtauskoppelfläche (3) biankgepresst ist.
34. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinkoppelfläche (2) biankgepresst ist.
35. Solarmodul nach einem der Ansprüche 24 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Lichtauskoppelfläche (3) biankgepresst ist.
36. Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass in die Lichteinkoppelfläche (2) eines Solarkonzentrators (1) eines Solarmoduls nach einem der Ansprüche 24 bis 35 Sonnenlicht eingekoppelt wird.
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