[发明专利]用于热调节的聚氨酯层及其用途

说明书

本发明涉及具有管或软管的聚氨酯层(Polyurethanschicht)，藉此，所述聚氨酯本身或与所述聚氨酯毗邻的材料借助于流过所述管/软管的介质通过热交换而热调节，并且涉及该层的用途。

太阳能电池的包封是目前深入研究的重要技术主题。背景尤其为尽可能有效地利用电能和热能。在太阳能电池能量转换期间在太阳能电池表面放出的热能降低了电的产率。这意味着表面越热，特别是在夏天，电流产率越低。因此在大多数情形下太阳能电池在寒冷的阳光充足的冬天比在热的夏天更高效。可以通过散热增加太阳能电池的产率。另外，可以任选使用散出的热。原则上，太阳能电池的冷却已经从DE-A 43 07 705和DE-A 299 13 202获知。然而，在那些情形下冷却在外面进行并且只有伴随着传递的损失才是可行的，因为使用了例如钢冷却管或塑料软管。

本发明的目的是有效地包封太阳能电池和有效地散出产生的热和任选地对其加以利用。

借助于根据本发明的聚氨酯层，可以实现该目的。

本发明提供了聚氨酯层，特征在于优选平行排列的具有≤聚氨酯层厚度的95%，优选≤80%的直径，的管或软管穿过该聚氨酯层，用于热交换的介质流过所述管或软管中。

管或软管可以为圆的或扁平的管或软管的形式。多通路管或软管也可用作管/软管。

在聚氨酯层的大多数应用中，管或软管的优选直径为2－20mm。

特别优选使用玻璃管。然而也可以使用塑料制成的管/软管。

由于它们较高的热容，因此液体优选作为介质。然而也可以使用气体例如空气。特别优选的介质(用于冷却或用于加热的介质)是无腐蚀性、无毒性的介质，例如水或硅油。熔体也可用作介质(由于它们高的热容)。这里同样可以使用烃、氯氟烃、石蜡油和从现有技术已知的其它介质，和它们的共混物。特别优选地，介质是透明介质。

还可以使用侵蚀性介质作为介质，因为聚氨酯被管/软管保护并且介质不可能扩散到聚氨酯中。

通过所述管或软管在聚氨酯中流动的介质还可以用作加热介质，其中所述介质在升高的温度下通过管或软管，并且由此防止例如在特别是透明的聚氨酯上蒙上雾气(Beschlagen)。

在冷却的情形中，通过流过管/软管的介质吸收的热可以通过热交换器散出，并且因此例如用于制得热水。

当用于太阳能模块时，聚氨酯保护太阳能电池和嵌入聚氨酯的管或软管，特别是玻璃管，如果使用了玻璃管的话。太阳能电池可以以技术简单的方式由聚氨酯包封，而不极大削弱太阳能电池效率，因为聚氨酯以及管/软管和介质可以是透明的。聚氨酯、管或软管和介质特别地在它们朝向光源定向时是透明的并且例如在太阳能模块的情形，允许光线尽可能不受阻碍地通过。根据本发明的聚氨酯层另外具有它们可以以简单的方式由透明、可流延、相对耐刮擦和回弹性的聚氨酯制备的优点。

本发明进一步提供含太阳能电池的太阳能模块，该太阳能电池包封在聚氨酯中，所述聚氨酯至少在其朝向光源定向的位置为透明的，该太阳能模块特征在于优选平行排列的管或软管穿过该聚氨酯，用于热交换的介质流过所述管或软管中，其中管和软管以及介质至少在它们朝向光源定向的位置为透明的。

根据本发明的太阳能模块具有太阳能电池的总效率增加的优点，因为通过太阳能电池的主动冷却可以增加效率。

在管/软管中具有冷却介质的透明聚氨酯不仅充当热交换器，然而还保护太阳能电池免于冲击和刮擦。此外，与其它塑料相比聚氨酯具有更高的耐刮擦性和更高的柔性。与玻璃相比，聚氨酯层具有不破裂并且另外高弹性的优点。

优选地，透明聚氨酯层位于面向太阳的太阳能模块一侧。在背向太阳的一侧，透明聚氨酯层不是必需的。在背离太阳的一侧可以使用从现有技术已知的任何聚氨酯材料，但是也可以使用根据本发明的聚氨酯层。

根据本发明的聚氨酯层可用作不仅用于太阳能电池包封而且用于反应器热调节的涂层。

它们可用于制造太阳能收集器以及温室的制造和热调节。该聚氨酯层可用作用于建筑物正面、地板覆盖物等的涂层，以及用作管道绝缘。

该透明聚氨酯层适合于制造透明反应器。这里可以作为例子提及所谓的藻类反应器。藻类在反应器中在光的影响下(光合成)由CO₂产生氧。为了使海藻有效工作，将保持约27℃的温度，其通过反应器壁通过热交换保持恒定。由根据本发明的透明聚氨酯层组成反应器壁，或者例如由玻璃制成的反应器用根据本发明的聚氨酯层涂覆。

根据本发明的聚氨酯层也可用于制造绝热元件。这类绝热元件可以例如用于建筑物绝热。这里，石蜡特别可用作热交换介质。所述的例如窗户或透明外部建筑物正面形式的元件可以由此使建筑物内部热调节。