[发明专利]太阳能利用

说明书

技术领域

本发明涉及如权利要求1所述的太阳能联用面板的实施形式，该面板一方面被用来最大化电能的获得，同时使得大部分入射到模块上的能量在热学上得到利用，还涉及权利要求16所述的用于此的方法。

背景技术

太阳能如今主要以两种方式在技术上被利用，亦即热和电方面。在最简单的情况下，热利用在于，入射到暗体上的太阳辐射将该暗体加热，该热能借助于热传递媒质被输送到热消耗器上。因此在辐射强度为1kW/m²的情况下，利用简单装置可以利用该能量的40％，利用昂贵的太阳能收集器可以利用该能量高达80％。在电利用方面，目的在于把整个太阳能辐射的尽可能多的部分转化为电流。这通过使用太阳能电池来实现。当前由硅构成的整合在所谓的太阳能面板上的大面积太阳能电池，可以根据设计将整个辐射的约5％至20％转换成直流，也即约50W/m²至200W/m²。整个辐射的其余95％至80％以不理想的方式对面板和包含在面板内的太阳能电池进行加热，由此将其效率降低高达约0.5％/℃。没有被电利用的能量由周围环境吸收，因此没有被广泛利用。如果利用两种能量类型，电太阳能面板和热收集器还通常并排布置和分开使用。

近些年来，各个企业尝试将面板组合到联用面板(也称PVT面板-光伏热面板)。这里，在表面典型地约为1m²的共用的、通常被特殊隔离的外壳中，既有按照常规面板的太阳能电池装置，也有空气热交换器或水热交换器，由此节省构造面积和相应地还节省建造材料。为此，建造特殊的面板外壳，该外壳更重、庞大和昂贵，因此该技术还少为推广。

发明内容

本发明的任务在于建议一种新颖的构造形式，其基于标准模块并利用以下方面来实现：

-采用不同模块制造商的商用模块，其中具有基础设施的太阳能电池通常被建造到作为支撑体的玻璃板上，

-减少模块的热部分的比重和体积，

-由于给所需的热交换器使用标准材料而具有低的制造成本，

-自由选择冷却剂，尤其是可以用工业水冷却(或加热)，

-模块的冷运行，用于提高太阳能转换的效率，

-加热模式下的运行，用于融化雪和冰覆盖层以便提高电流产出。

该任务通过一种太阳能联用面板来实现，利用该太阳能面板，一方面最大化电能的获得，同时还使入射到模块上的能量的大部分得到利用。在此，并不主要注意热效率，譬如通过对面板表面去冰和由此实现更长久地曝晒于太阳辐射来改善电效率或电流产出是处在突出地位。由于面板的相对差的电效率，通常反正有非常大的面积用于热利用。

附图说明

下面借助于附图来详细阐述本发明。

图1示出了具有热交换器和隔离的无框架太阳能联用面板的背视图。

图2示出了图1的侧视图。

图3示出了具有热接触管的铝粘结板的截面图。

图4示出了具有锯齿形布置的金属管的太阳能联用面板的背视图的一部分。

图5示出了作为第二实施例的太阳能联用面板的背视图。

具体实施方式

借助于图1所示的无框太阳能面板来展示结构原理，其中该附图同时还用作为第一实施例。具有约1m*1.3m尺寸的无框太阳能面板10表现为按照标准实施为屋顶集成的大砖瓦。为搭在上面的砖瓦设置条形的重叠区1(＝遮蔽区)。在太阳能面板的背面迂回地设有金属管2，优选为铝管，其流有冷却液体、优选为水，并构成热交换器。在重叠区，在管末端4、4’上设有端子3、3’，太阳能面板通过该端子与冷却回路相连接。在重叠区1中另外还有电连接箱7。在重叠区1的外部，太阳能面板具有大致正方形或矩形的铝制热分配片或热收集片5，它们几乎无缝地覆盖了整个剩余的、需要冷却的面板面积。在热收集片5上有铝粘结板6，在该铝粘结板内粘结了铝管2。铝粘结板6用于将铝管2与热收集片5进行热接触，并在稍后作详细说明。

图2示出了图1的侧视图。可以看到无框太阳能面板10、位于重叠区的端子3、以及铝管2。在铝粘结板上方可以选择性地装设热学的背面绝缘8，利用它阻止过度的热损失。替代管子的铝，考虑其他良好导热的金属。可以想见，除了铝外还可以采用铜、铁、钢及其合金。除了导热性外，延性、固定性和可加工性具有重要的意义。

图3用截面示出了具有热接触的管2的铝粘结板。铝粘结板6具有0.5-2mm的厚度并且在中心具有沟道9。

图4示出了具有锯齿形布置的金属管的太阳能联用面板的背视图的一部分。可以看到金属管2、端子3、3’、电连接箱7和铝粘结板6。在铝粘结板6上对角地布置金属管，其中利用约90度的管弯度产生金属管的锯齿形布置。