DE4307705A1 - Solarzellenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzellenanordnung, wobei die Solarzellen mit einem Fluid zur Abführung von Wärme zusammengeschaltet sind.

Derartige Solarzellenanordnungen sind an sich bekannt. Es wird bspw. auf die nicht vorveröffentlichte Patentan­ meldung P 42 40 616.1 verwiesen.

Hintergrund einer solchen Technik ist eine möglichst effektive Nutzung sowohl der elektrischen Energie, wel­ che die Solarzellen erzeugen, wie auch der thermischen Energie, welche bei der Umwandlung von Sonnenstrahlung in Strom von den Solarzellen freigesetzt wird, und dies ist ja bis zu 90° der eingestrahlten Energie der Fall. Die bei der Elektroenergieumwandlung freiwerdende thermi­ sche Energie an den Oberflächen der Solarzellen wird zugunsten der Elektroenergieausbeute vermindert bzw. effektiver genutzt. Solche Solarzellenanordnungen können genutzt werden bei Ein- und Mehrfamilienhäuser, mobilen Objekten wie Booten und Zügen, bei kommunalen, landwirt­ schaftlichen und industriellen Objekten und dgl. mehr. Überall dort jedenfalls, wo sowohl elektrische Energie wie auch Wärme, z. B. zur Warmwasserbereitung benötigt wird bzw. verwertet werden kann.

Es ist bekannt, nicht zuletzt aus der eingangs genannten Patentanmeldung, Solarzellen auf einem von Flüssigkeit oder Gas durchströmten wärmetauscherartigen Element aufzubringen und über die Wandung dieses Elementes die bei der Erzeugung elektrischer Energie freiwerdende Wärme abzuführen und einer Nutzung zuzuführen. Durch die Wärmeabgabe erhöht sich der Wirkungsgrad der Umwandlung von Solarenergie in Elektroenergie und somit bei Nutzung des erwärmten Wärmeträgermediums der Gesamtwirkungsgrad der Solarenergieumsetzung. Die bislang vorgeschlagenen Verbundlösungen sind zwar hinsichtlich bestimmter Anwen­ dungsfälle sehr vorteilhaft, jedoch ist zu beachten, daß die Herstellung eines solchen Verbundes technologisch wie auch ökonomisch aufwendig ist, und eine Vielzahl von Einzelproblemen insbesondere hinsichtlich unterschiedli­ cher Ausdehnungsquotienten, unterschiedlicher Kurz- und Langzeitbelastbarkeiten der Solarzellen bzw. der Be­ schichtungsmaterialien und Elementmaterialien zu beach­ ten ist. Zudem sind aufwendige Kapselungen der Solarzel­ len erforderlich, um einen zuverlässigen Schutz der empfindlichen Solarzellen vor äußeren Einflüssen wie Korrosion, Staub, Hagelschlag usw. zu ermöglichen.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik wird ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin gesehen, eine Solarzellenanordnung anzugeben, mit welcher mög­ lichst vorteilhaft sowohl thermische wie auch elektri­ sche Energie aus Solarstrahlung nutzbar gemacht werden kann.

Diese Aufgabe ist zunächst und im wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abge­ stellt ist, daß die Solarzellen unmittelbar vor- und rückseitig von dem Fluid umströmbar sind. Erfindungsge­ mäß ist erkannt worden, daß ein strahlungstransparentes Fluid, dies kann ein Gas, aber auch, wie weiter unten noch im einzelnen ausgeführt, bevorzugt eine Flüssigkeit sein, aufgrund der wesentlichen besseren Wärmeübergangs­ bedingungen, auch vorderseitig vor Solarzellen vorbeige­ führt werden kann, wobei die erreichten Vorteile durch Abführung der entstehenden Abstrahlungswärme der Solar­ zellen die etwas, jedoch nicht wesentlich beeinträchtig­ te, auf die Vorderseite der Solarzellen nach Durchgang durch das Fluid noch auftreffende Strahlung mehr als ausgleicht. Die Solarzellen können bei dieser Anordnung jedoch, da sie nicht unmittelbar äußeren Einflüssen ausgesetzt sind, wesentlich "abgemagert" werden, d. h. für ihren mechanischen Schutz ist nicht viel Aufwand zu treiben. In Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Solar­ zellen selbst ungekapselt sind. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, die kompletten, kontaktierten Solarzel­ len unmittelbar in der Form, in der sie hergestellt werden, einzusetzen. Weiterhin ist vorgesehen, daß die Solarzellen aufgrund natürlicher Konvektion von dem Fluid umströmt werden. Die Strömungswege vor und hinter den Solarzellen sind entsprechend derart ausgestaltet, daß sich eine deutliche natürliche Konvektion ergibt und aufrechterhalten bleibt. Dies wird bspw. bevorzugt da­ durch erreicht, daß die Tiefe der Strömungswege, d. h. eine Dicke einer Fluidschicht auf der Vorder- bzw. der Rückseite einer Solarzelle unterschiedlich ist. Es emp­ fiehlt sich, die Fluiddicke auf der Vorderseite der Solarzelle relativ klein vorzusehen, auf der Rückseite der Solarzelle dagegen relativ groß. Bspw. kann eine Tiefe des Strömungsweges auf der Vorderseite 2 bis 5 mm betragen, auf der Rückseite dagegen ein Mehrfaches, bspw. das Zwei- bis Vierfache. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß das Fluid elektrisch nicht leitend ist. Dies ermöglicht es, auch hinsichtlich der elektrischen Anschlüsse die Solarzellen gleichsam im Rohzustand zu belassen. Eine aufwendige Isolierung der Anschlüsse oder anderer Teile der Solarzellen ist nicht erforderlich. Weiter ist bevorzugt, daß das Fluid eine transparente Flüssigkeit ist, wobei sich in diesem Zusammenhang ein Öl, bspw. ein Silikonöl empfiehlt. Silikonöl ist toxiko­ logisch unbedenklich, chemisch inaktiv in bezug auf Solarzellen und zudem auch recycelbar. Darüber hinaus noch besonders bevorzugt ist aber auch ein Fluid auf Paraffin-Basis, wie es für Latentwärmespeicher an sich bekannt ist (siehe weiter unten). In Anpassung an die von dem Fluid in vorliegendem Zusammenhang auszuübende Funktion ist gewünscht, daß das Fluid über ein breites Temperaturspektrum flüssig ist, wozu vorzugsweise ein C14-Paraffin zur Anwendung kommt. In weiterer Ausgestal­ tung ist vorgesehen, daß das Fluid, welches die Solarzel­ len unmittelbar umströmt, in einem geschlossenen System strömt. Vorzugsweise besteht das System im wesentlichen nur aus einem Strömungsweg auf der Vorder- und einem Strömungsweg auf der Rückseite der Solarzellen. Darüber hinaus können aber auch noch kurzschlußartige Strömungs­ wege, über die Höhe verteilt, zwischen den Solarzellen vorgesehen sein. Dies bekommt bspw. einen Sinn, wenn die Solarzellenanordnung teilweise beschattet ist. Es kann sich dann eine gewisse Umlaufströmung auch nur in einem (unteren) Teil der Solarzellenanordnung ausbilden. Die Aufheizung des Fluids erfolgt auf der Vorderseite, wäh­ rend der rückseitige Strömungsweg des Fluids wiederum im Wärmetausch zu einem zweiten Fluid geführt ist. Ein Strömungsweg für das zweite Fluid ist entsprechend in Form einer weiteren Schicht unterhalb bzw. ebenenmäßig benachbart des bezüglich der Solarzellen rückseitigen Strömungsweges des Fluids ausgebildet. Bevorzugt ist der Strömungsweg für das zweite Fluid über die gesamte Länge (und entsprechend auch Breite) des Strömungsweges des ersten Fluids auf der Rückseite der Solarzellen. In diesem Zusammenhang ist es ganz besonderes bevorzugt, wenn das zweite Fluid ein Latentspeichermedium eines Latentwärmespeichers ist oder mit einem solchen Latentw­ ärmespeicher im Wärmetausch steht. Bezüglich der Latentw­ ärmespeicher ist auf einen umfangreichen Stand der Tech­ nik zu verweisen, wozu hier der Einfachheit halber auf die Patentanmeldung 42 43.202.2 und die dort angezogene weitere Literatur verwiesen wird. Die genannte Patentan­ meldung wird hiermit hinsichtlich ihres Offenbarungsge­ haltes vollinhaltlich in die vorliegende Anmeldung mit eingeschlossen. Weitere vorteilhafte Maßnahmen betreffen die Halterung der Solarzellen bezüglich der vorder- und rückseitigen Strömungswege des ersten Fluids. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, daß die Solarzellen mit­ tels vorder- und rückseitiger Abstandsnoppen gehaltert sind. Bspw. kann der Aufbau im einzelnen so gestaltet sein, daß auf einer Gehäusewand (transparenten Vorder­ wand) rasterartig Noppen angeordnet sind, auf welche die Solarzellen aufgelegt werden können. Auf einer weiteren Gehäusewand (Rückwand) sind in gleicher Weise Noppen angeordnet. Durch Zusammenlegen der Noppenseiten dieser beiden Gehäusewände ergibt sich ein Gesamtgehäuse, das aus einer ersten Gehäusewand, Noppen, den zischengeleg­ ten Solarzellen, weiteren Noppen der zweiten Gehäusewand und der zweiten Gehäusewand besteht. Hierbei ist entspre­ chend die erste Gehäusewand strahlungstransparent ausge­ bildet, um die Solarstrahlung zu den Solarzellen durch­ treten zu lassen. Die Noppenlängen sind entsprechend den weiter oben stehenden Ausführungen unterschiedlich vorge­ sehen, so daß sich auf der Vorderseite der Solarzellen, welche der Sonnenstrahlung zugewandt ist, ein in seiner Tiefe (Dicke) kleinerer Strömungsweg als auf der Rücksei­ te der Solarzellen ergibt. In diesem Zusammenhang kann es sich auch empfehlen, eine Wand, bspw. die vordere Wand, flexibel auszugestalten. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn es gewünscht ist, die Aufteilung der Ausbeutung zwischen elektrischer und thermischer Energie zu verändern. Durch eine Veränderung der Tiefe des Strömungsweges auf der Vorderseite der Solarzellen ändert sich auch die relative Ausbeute an elektrischer Energie. Eine Vergrößerung der Dicke dieses Strömungsweges führt zu einer Verminderung an Ausbeute an elektrischer Energie, umgekehrt eine Verkleinerung der Dicke zu einer Erhöhung der Ausbeute an elektrischer Energie. Soweit eine oder beide Gehäusewände flexibel ausgebildet sind, kann mittels einer Pumpe oder dgl. der Systemdruck des Fluids erhöht oder abgesenkt werden. Wenn auch, wie weiter vorstehend im einzelnen beschrie­ ben, ein Naturumlauf des ersten Fluids bevorzugt ist, kann gleichwohl auch ein Zwangsumlauf mittels einer Pumpe oder dgl. sich empfehlen, nicht zuletzt im Hin­ blick auf die zuletzt angesprochene Steuerung der Auftei­ lung der Energieausbeute.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anordnung zur Wärmedämmung, mit einer vorderen und einer rückwärtigen Gehäusewand, wobei die Gehäusewände transparent sind und ein zu einer Ebene der Gehäusewände senkrechter Abstand zwischen den Gehäusewänden gering ist, bspw. 5 bis 10 mm beträgt. Für eine solche Anordnung, die grundsätzlich einem gewöhnlichen Zweischeibenfenster entspricht, be­ steht ein Bedürfnis, eine effektive Wärmedämmung zu erreichen. Hierzu ist vorgesehen, daß der Zwischenraum mit einem Latentwärmespeichermaterial, insbesondere auf Basis Paraffin, gefüllt ist. Es finden die vorstehenden Ausführungen zu dem Paraffinmateril auch hier vollständi­ ge Anwendung. Bevorzugt ist noch weiter vorgesehen, daß bei dieser Anordnung zwischen den Gehäusescheiben ein als quasistatisch zu bezeichnender Latentwärmespeicher ausgebildet ist. Zu diesem Begriff ist zunächst auf die DE-A1 27 41 829 zu verweisen. Hieraus ist es bspw. be­ kannt, in einer Kunststoffhülle eingeschlossene Paraffin­ mengen als Wärmespeichermedium in einem Latentwärmespei­ cher zu benutzen. Die Kunststoffhüllen befinden sich wiederum in einem mit Wasser gefüllten Speichergefäß. Bei derartigen Latentwärmespeichern erfolgt der Wärme­ transport lediglich über Wärmeleitung durch die Kunst­ stoffumhüllung an das Paraffin. Man bezeichnet solche Speicher als statische Speicher. Weiterhin sind sogenann­ te dynamische Latentwärmespeicher bekannt, wozu bspw. auf die DD 2 36 862 und die DD 2 80 113 verwiesen wird. Zum Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang weiter auf die DE-A1 41 22 859 zu verweisen. Desgleichen auf die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung 42 43 202 und auch die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung P 43 07 217.8. Der Offenbarungsgehalt vorgenannter nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen wird hiermit vollinhaltlich in den Offenbarungsinhalt vorliegender Anmeldung mit eingeschlossen. Bevorzugt ist bei dieser Anordnung der Zwischenraum zu einem sehr großen Teil, bspw. 95% oder mehr, mit Latentwärmespei­ chermaterial, eben bevorzugt auf Paraffinbasis, gefüllt. Das Restvolumen kann durch bspw. Wasser, gegebenenfalls auch Öl, ausgefüllt sein, wobei letzteres als Wärmeträ­ germedium wirkt. Das Wärmeträgermedium erbringt - in sehr geringem Ausmaß - ein gewisses dynamisches Verhal­ ten, weshalb weiter oben von einem quasistatischen Latentwärmespeicher gesprochen ist, welcher durch die hier beschriebene Anordnung gebildet ist. Der - wenn auch geringfügige - dynamische Charakter des Latentwär­ mespeichers ist dahingehend von besonderer Bedeutung, daß hierdurch eine gewünschte Schaumbildung ganz wesent­ lich gefördert wird. Geschäumtes Paraffin (im Erstar­ rungszustand) oder paraffinischer Kohlenwasserstoff ist hinsichtlich der erreichbaren Wärmedämmwerte noch vor­ teilhafter als homogen erstarrter paraffinischer Kohlen­ wasserstoff. Das Verhältnis von Wärmetransportmedium, also bspw. Öl, zu paraffinischem Kohlenwasserstoff kann sich bspw. in der Größenordnung von 1 : 100 bewegen. Ein Restvolumen in dem Zwischenraum bleibt frei. Im übrigen kann in diesem Zwischenraum ein Über- oder Unterdruck herrschen. Der Überdruck wird sich realistischerweise im Bereich bis etwa 1 atm bewegen, der Unterdruck im Be­ reich von 0,1 bis 0,5 atm bis hin zu fast vollständigem Vakuum. Entsprechend kann das Latentwärmespeichermat­ erial einen Schäumungszusatz, bspw. in Form eines bekann­ ten oberflächenentspannenden Mittels, enthalten. Die Schaumneigung des Latentwärmespeichers ist, wie bereits erwähnt, bewußt unterstützt. Insgesamt ist die Anordnung bevorzugt fensterartig ausgebildet, bzw. soll als Fen­ ster eingesetzt werden. Praktisch kann man ein herkömmli­ ches Isolierglasfenster entsprechend vorstehendem Gedan­ ken dadurch erfindungsgemäß weiterbilden, daß der evaku­ ierte Zwischenraum in der beschriebenen Weise mit Latentwärmespeichermaterial, eben bevorzugt auf Paraffin­ basis, gefüllt wird. In weiterer Ausgestaltung ist auch vorgesehen, daß die Anordnung drei Gehäusewände auf­ weist, jeweils mit geringem senkrechten Abstand zueinan­ der, und daß beide Zwischenräume mit Latentwärmespei­ chermaterial gefüllt sind. In diesem Zusammenhang emp­ fiehlt es sich insbesondere noch, in den beiden so gebil­ deten Zwischenräumen Latentwärmespeichermaterial unter­ schiedlichen Schmelzpunktes einzufüllen. Während das in dem einen Zwischenraum befindliche Latentwärmespei­ chermaterial bspw. einen Schmelzpunkt von 5°C aufweist, kann das in dem anderen Zwischenraum befindliche Latentw­ ärmespeichermaterial einen solchen von 10°C aufweisen.

Beim Einsatz als gewöhnliches Fenster, etwa in Industrie­ bauten, ergibt sich die Wirkung, daß die Füllung bei Temperaturen, die über dem Schmelzpunkt liegen, also insbesondere im Sommer, vollständig transparent ist. Hierbei stellt sich eine Wärmespeicherung nur über sensi­ ble Wärme ein. Trotzdem ergibt sich ein vergleichsweise schlechter Wärmetransport, d. h. die Wärmeleitzahl ist (in gewünschter Weise) sehr klein. Als Effekt ergibt sich eine Abpufferung von Solarstrahlung im Sommer (Ver­ minderung von Überhitzungen der Räume ohne aufwendige Lüftungssysteme; in Nachtstunden verzögerte Abgabe an die Räume bzw. die Umgebung). Die Wärmedurchgangszahl (verringert) verbessert sich auf mindestens die halben Werte bekannter Konstruktionen (Thermoglas besitzt etwa einen Wert von 2,4 W/qm/grad, während eine hier beschrie­ bene Anordnung einen solchen Wert von 0,8 W/qm/grad bspw. erreichen kann). Und dies selbst bei geringen senk­ rechten Abständen der Gehäusewände, also solchen zwi­ schen 5 und 10 mm. Bei Unterschreiten bestimmter Tempera­ turen ergibt sich aufgrund der Natur des Latentwärmespei­ chermaterials ein Phasenwechsel, das niedrigschmelzende Material erstarrt bei konstanter Temperatur innerhalb einer bestimmten Zeit. Mit der Erstarrung ändert sich aber auch der Wärmedurchgangswert und es stellen sich konstant kleine Wärmeverluste ein. Insbesondere dann, wenn, wie bevorzugt, das Latentwärmespeichermaterial in gewisser Weise aufschäumt. In dieser Zeit und danach ergibt sich eben durch das Aufschäumen eine erhöhte Dämmwirkung. An sonnenscheinreichen Wintertagen kann es sogar zu einem Aufschmelzen und damit auch auf diese Weise zu einer Solarenergienutzung (passiv) kommen, welche dann - zeitverzögert - an auf einer Seite der Fenster befindliche Räume weitergegeben wird. Es läßt sich sogar eine gewisse Steuerung erreichen. Der Heizwär­ mebedarf wird reduziert. Bei Unterschreiten der Solar­ grenzstrahlung wird sich ein erneutes Erstarren einstel­ len, was einen plötzlichen Kälteeinbruch in die Räume über die Fenster verhindert. Der Regelungsaufwand der Heizungsanlage verringert sich. Der erfinderische Gedan­ ke ist im übrigen nicht auf einen Zwischenraum be­ schränkt, sondern kann sich auch noch auf mehrere Zwi­ schenräume, unter Fortsetzung des beschriebenen Systems, erstrecken. Hierbei kann es auch vorteilhaft sein, in den einzelnen Zwischenräumen Latentwärmespeichermaterial mit unterschiedlichem Schmelzpunkt vorzusehen.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine rückseitige Gehäuse­ wand mit einem Noppenraster, teilweise belegt mit Solarzellen;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Solarzellenanord­ nung;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Ausschnitts aus der Darstellung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Anordnung zur Wärmedämmung mit zwei Gehäusewänden;

Fig. 5 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung des Gegenstandes gemäß Fig. 4;

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Anordnung gemäß Fig. 4, mit drei Gehäusewänden;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung, teilweise geschnitten, des Gegenstandes gemäß Fig. 6.

Mit Bezug zunächst zu Fig. 2 ist eine Solarzellenanord­ nung dargestellt, die aus Solarzellen 1 besteht, die zwischen einer vorderseitigen, transparenten Gehäusewand 2 und einer rückseitigen Gehäusewand 3 angeordnet sind. Ober- und unterseitig bezüglich der dargestellten Anord­ nung sind Strömungsverbindungen 4 bzw. 5 geschaffen, welche eine Umströmung der Solarzellen 1 durch das in dem Gehäuse befindliche Fluid auf Paraffin-Basis von einem vorderseitigen Strömungsweg 6 zu einem rückseiti­ gen Strömungsweg 7 ermöglicht. Insgesamt ist das System der Strömungswege 6, 7 einschließlich der Umleitungen 4, 5 ein geschlossenes Strömungssystem.

Bei den Solarzellen 1 handelt es sich um unverkleidete Solarzellen unmittelbar in der für hergestellte Solarzel­ len üblichen Ausgestaltung. Da das Fluid zudem elek­ trisch isolierend ist, sind auch keine weiteren Isolati­ onsmaßnahmen an den elektrischen Anschlüssen der Solar­ zellen erforderlich. Die Verwendung eines Fluids auf Paraffin-Basis ist auch mit einem wesentlichen weiteren Vorteil verbunden. Sollte die Temperatur des Systems einmal soweit absinken, daß das Fluid erstarrt, wird der Umlauf unterbrochen. Hierbei wirkt das Fluid darüber hinaus auch kälteisolierend, so daß eine Entladung des wärmetechnisch nachgeschalteten Speichers behindert bzw. stark verzögert wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiter rückseitig bzw. unterseitig zu dem hinteren Strömungsweg 7 ein Wärmetauschergehäuse 8 vorgesehen, in welchem ein zweites Fluid als Wärmeträgermedium, bevorzugt im Gegen­ strom zu dem ersten Fluid, strömt. Das in dem zweiten Gehäuse strömende Fluid wird über eine Leitung 9, bspw. zu einem Verbraucher oder einem Wärmespeicher, insbesondere einem Latentwärmespeicher geführt. Der Rück­ lauf ist über die untere Leitung 10 vorgesehen. Bei dem Wärmeträgermedium in dem Gehäuse 8 kann es sich bspw. um gewöhnliches Wasser handeln. Weiter unterhalb des Gehäu­ ses 8 bzw., gemäß der Darstellung in Fig. 2, in einer weiteren Schicht, ist eine Wärmedämmung 13′ vorgesehen.

Die vordere Gehäusewand ist transparent, besteht also bspw. aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff.

Eine Tiefe (Dicke) t1 des vorderen Strömungsweges 6 ist bedeutend kleiner als eine Tiefe (Dicke) t2 des hinteren Strömungsweges 7. Hierdurch läßt sich ein wirkungsvoller Naturumlauf des ersten Fluids erreichen. Beim Durchströ­ men des ersten Strömungsweges 6 wird das Fluid der Son­ neneinstrahlung ausgesetzt und nimmt überdies im Wärme­ tausch von den Solarzellen 1 Wärme auf, so daß es insge­ samt zu einer erheblichen Erwärmung des Fluids, das in dem Strömungsweg 6 strömt, kommt. Hiermit ist eine Aus­ dehnung verbunden, wohingegen auf der Rückseite, in dem Strömungsweg 7, Wärme abgeführt wird und das Fluid sich entsprechend zusammenzieht. Hierdurch wird insgesamt ein wirkungsvoller Naturumlauf erreicht.

Es ist weiter zu erkennen, daß die Solarzellen 1 durch Noppen 11, 12 gehaltert sind, die von der rückwärtigen Gehäusewand 3 bzw. der vorderen Gehäusewand 1 ausgehen. Zusätzlich können die Noppen noch durch Rastmittel gegen­ einander verbunden sein.

Im einzelnen ist dies weiter erläutert in bezug zu Fig. 1. Hier ist die rückwärtige Gehäusewand 3 zu erkennen, auf welcher Noppen 12 rasterartig angeordnet sind. Im oberen Bereich der Gehäusewand 3 ist in der Darstellung gemäß Fig. 1 eine Reihe von Solarzellen 1 bereits auf die Noppen 12 aufgelegt.

Es ist auch noch bevorzugt vorgesehen, daß auf die Nop­ pen 12 ein maskenartiges Kunststoffteil 13 aufgelegt ist, das eine Vielzahl von in der Regel quadratischen Öffnungen 14 aufweist.

Wie sich insbesondere aus der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 3 ergibt, ist im einzelnen in dem Kunststoff­ teil 13 darüber hinaus eine Stufe 15 ausgebildet, in welche die Solarzellen 1 eingelegt werden können. Sie können dort auch verhaftet werden. Andererseits ist es zur Halterung der Solarzellen 1 im eingebauten Zustand auch möglich, den Fuß eines oberen Noppen 11 zu verbrei­ tern.

In Fig. 1 ist auch angedeutet, daß in einem, bevorzugt unteren, Bereich der Solarzellenanordnung in dem Kunst­ stoffteil 13 Durchgangsöffnungen 16 ausgebildet sind, zwischen zwei eingelegten Solarzellen 1. Hierdurch ist es möglich, daß gleichsam im Kurzschluß bzw. Bypass, wie durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet, sich auch nur eine über einen gewissen Abschnitt begrenzte Umlaufströ­ mung ausbilden kann bzw. zusätzlich ausbildet.

Das Kunststoffteil 13 kann auch - was im einzelnen nicht dargestellt ist - an den Kreuzungspunkten der die Öffnun­ gen 14 bildenden Stege, also im Zusammenbauzustand im Bereich der Noppen 11 bzw. 12, Öffnungen aufweisen, durch welche ein Verbindungsstab zwischen einzelnen Noppen 11 und 12 hindurchgesteckt werden kann, der bspw. mit einem der Noppen 11 oder 12 fest verbunden sein kann und für welchen darüber hinaus in dem anderen Noppen eine Aufnahmebohrung ausgebildet sein kann. Andererseits kann auch das Kunststoffteil 13 solche Fortsätze aufwei­ sen, die in entsprechender Aufnahmebohrungen in den Noppen 11 bzw. 12 nach Zusammenbau aufgenommen sind.

In Fig. 4 ist eine Anordnung zur Wärmedämmung mit einer vorderen Gehäusewand 2 und einer weiteren Gehäusewand 3 dargestellt, deren senkrechter Abstand t2 vergleichweise gering ist, sich im Bereich von etwa 5 bis 10 mm bewegt. Die Gehäusewände 2,3 können hier bspw. aus Fensterglas bestehen. Der Zwischenraum zwischen den beiden Gehäuse­ wänden 2, 3 ist mit einem Wärmespeichermaterial auf Paraffinbasis gefüllt. Es herrscht in dem Zwischenraum 17 im übrigen ein gewisser Über- oder Unterdruck, wie dies weiter vorstehend im einzelnen auch erläutert ist.

In Fig. 5 ist der Gegenstand der Fig. 4 in perspektivi­ scher, teilweise geschnittener Form dargestellt. Es ist ersichtlich, daß es sich hier, mit Ausnahme der Füllung des Zwischenraums 17, um eine übliche Fensterkonstrukti­ on handeln kann.

In Fig. 6 ist im Querschnitt eine vergleichbare Anord­ nung mit drei Gehäusewänden 2, 3, 18 dargestellt. Ent­ sprechend ergeben sich hier Zwischenräume 19 und 20, welche in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben mit einem Latentwärmespeichermaterial gefüllt sind. Hierbei weist das Latentwärmespeichermaterial in dem Zwischen­ raum 20 einen anderen Schmelzpunkt auf als das Latentwär­ mespeichermaterial in dem Zwischenraum 19. Bspw. kann der Schmelzpunkt in dem Zwischenraum 20 bei 10°C und in dem Zwischenraum 19 bei 5°C liegen. Es kann sich auch empfehlen, die Zwischenräume mit unterschiedlichem senk­ rechten Abstand zu den Gehäusewänden auszubilden. Etwa den im Einbauzustand dem Rauminneren zugewandten Zwi­ schenraum mit einem größeren senkrechten Abstand. Ent­ sprechend ist die Menge des darin befindlichen Latentwär­ mespeichermaterials dann größer. Wenn hier zugleich der geringere Schmelzpunkt eingestellt ist, erreicht zu­ nächst, bei einem Temperaturabfall auf der Außenseite, der äußere Zwischenraum die Schmelztemperatur (Erstar­ rungstemperatur). Wenn dann der dem Inneren zugewandte größere Zwischenraum die Schmelztemperatur (Erstarrungs­ temperatur) erreicht, wird die hierbei freiwerdende relativ große Wärmemenge zu einem sehr großen Anteil dem Raum zugute kommen, da die äußere Zwischenschicht mit dem bereits erstarrten Latentwärmespeichermaterial nun­ mehr eine wesentliche Isolationswirkung besitzt.

In Fig. 7 ist der Gegenstand gemäß Fig. 6 in perspektivi­ scher, teilweise geschnittener Form dargestellt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen.

Claims (24)

1. Solarzellenanordnung, wobei die Solarzellen (1) mit einem Fluid zur Abführung von Wärme zusammengeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (1) unmittelbar vor- und rückseitig von dem Fluid, das trans­ parent ist, umströmbar sind.

2. Solarzellenanordnung nach Anspruch 1 oder insbesonde­ re danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (1) ungekapselt sind.

3. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fluid die Solarzellen (1) aufgrund natürlicher Konvektion umströmt.

4. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fluid elektrisch nicht leitend ist.

5. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fluid eine Flüssigkeit ist.

6. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fluid aus Paraffin besteht.

7. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Öl, bspw. Sili­ konöl ist.

8. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Schichtdicke des Fluids auf einer der Solarstrahlung ausgesetzten Vorderseite der Solarzellen dünn ist, bspw. 2 bis 5 mm beträgt.

9. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Fluid in einem geschlosse­ nen System, das im wesentlichen nur aus den Strömungswe­ gen vor und hinter den Solarzellen (1) besteht, umläuft.

10. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das die Solarzellen (1) umströ­ mende Fluid im Wärmetausch zu einem zweiten Fluid ge­ führt ist.

11. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Strömungsweg des zweiten Fluids entsprechend einer weiteren Schicht unterhalb eines bezüglich der Solarzellen (1) rückseitigen Strö­ mungsweges (7) des ersten Fluides ausgebildet ist.

12. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insgesamt danach, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Fluid ein Latentspei­ chermedium eines Latentwärmespeichers ist oder mit einem solchen in Wärmetausch steht.

13. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (1) mittels vorder- und rückseitiger Abstandsnoppen (11, 12) gehal­ tert sind.

14. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abstandsnoppen (11, 12) die Solarzellen (1) zwischen einer vorderen, transparen­ ten Wand (2) und einer rückwärtigen Wand (3), welche Wände (2, 3) gleichzeitig den vorderen und rückwärtigen Strömungsweg (6, 7) des Fluids begrenzen, haltern.

15. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Wand (2, 3), bspw. die vordere Wand, flexibel ist.

16. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß die Strömung des ersten Flu­ ids, bspw. durch eine zwischengeschaltete Pumpe er­ reicht, eine Zwangsströmung ist.

17. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Fluiddruck des ersten Fluids einstellbar ist.

18. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (1) in einem Öffnungen (14) aufweisenden Kunststoffteil (13) aufgenom­ men sind.

19. Solarzellenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil (13) mit den eingelegten Solarzellen (1) zwischen den Noppen (11, 12) gehaltert ist.

20. Anordnung zur Wärmedämmung mit einer vorderen und rückwärtigen Gehäusewand (2, 3), wobei die Gehäusewände (2, 3) transparent sind und ein zur einer Ebene der Gehäusewände (2, 3) senkrechter Abstand (t2) zwischen den Gehäusewänden (2, 3) gering ist, bspw. 5 bis 10 mm beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (17) mit einem Latentwärmespeichermaterial, insbesondere auf Basis Paraffin, gefüllt ist.

21. Anordnung nach Anspruch 20 oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine fensterartige Ausbildung.

22. Anordnung nach einem der Ansprüche 20 oder 21 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß drei Gehäusewände (2, 3, 18) vorgesehen sind, mit einem je­ weils geringen senkrechten Abstand zueinander, und daß beide Zwischenräume (19, 20) mit Latentwärmespeichermat­ erial gefüllt sind.

23. Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 22 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume (19, 20) mit Latentwärmespeichermaterial unterschiedlichen Schmelzpunktes gefüllt sind.

24. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Schmelzpunkt des Latentwärmespei­ chermaterials vergleichsweise niedrig liegt, bspw. bei 10°C.