DE19804469A1

DE19804469A1 - Photovoltaic solar module with solar cells

Info

Publication number: DE19804469A1
Application number: DE19804469A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Koebler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-05
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 1999-08-12

Abstract

Four planar mirrors (2) are directly allocated to a quadratic photovoltaic cell (1) for concentrating direct solar radiation onto the element. Several such cells are combined to form the module, which can follow the motion of the sun. Typically the mirrors are set at an angle of 60 degrees but a differently dimensioned structure is possible. The individual cells may be used to provide a flat structure. The cells may be cooled by metal members, or by a liquid cooling system, forming a combined photovoltaic-thermo module.

Description

Die Erfindung betrifft ein photovoltaisches Solarmodul, zusammengesetzt aus Solarzellen- Spiegel-Elementen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a photovoltaic solar module, composed of solar cells Mirror elements, according to the preamble of claim 1.

Üblich sind Solarmodule mit direkt nebeneinander angeordneten Zellen, die hinter einer durchsichtigen Scheibe gegen Umwelteinflüsse geschützt (vergossen) sind.Solar modules with cells arranged directly next to each other behind a transparent pane are protected (potted) against environmental influences.

Gelegentlich sind solche Module auch mit Spiegeln zur Erhöhung der Einstrahlung versehen. Eine Reihe von Patentanmeldungen versucht, die Einstrahlung auf Solarzellen durch Konzentratoren zu erhöhen, ohne das System der Sonne nachzuführen.Occasionally, such modules are also provided with mirrors to increase the radiation. A number of patent applications attempted to irradiate solar cells Increase concentrators without tracking the sun's system.

Ohne Konzentratoren benötigt man viele Solarzellen. Systeme mit Konzentratoren sind meistens unhandlich und es besteht die Gefahr der thermischen Überlastung.Without concentrators, you need a lot of solar cells. Systems with concentrators are mostly unwieldy and there is a risk of thermal overload.

Aufgabe der Erfindung ist ein Solarmodul-Aufbau, der der Sonne nachgeführt wird, kostengünstig ist, kompakte Abmessungen besitzt und die Anzahl der benötigten Solarzellen vermindert. Außerdem soll ein Auswechseln beschädigter Zellen möglich sein.The object of the invention is a solar module structure that tracks the sun, is inexpensive, has compact dimensions and the number of solar cells required reduced. It should also be possible to replace damaged cells.

Diese Aufgabe wird durch ein Solarmodul mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a solar module with the features of claim 1.

Ein beispielhaftes Photovoltaik-Solarmodul ist in Fig. 3 dargestellt.An exemplary photovoltaic solar module is shown in FIG. 3.

Einer einzelnen quadratischen Solarzelle werden vier Spiegelflächen derart zugeordnet, daß die Direkteinstrahlung der Sonne auf die Solarzelle reflektiert wird (Solar zellen-Spiegel-Element, Fig. 2). Die Elemente werden der Sonne nachgeführt. A single square solar cell four mirror surfaces are assigned so that the direct sunlight is reflected on the solar cell (solar cell-mirror element, Fig. 2). The elements track the sun.

Bei einem Winkel von α = 60° (Fig. 1) ergibt sich damit eine 4-fache Einstrahlung auf die Zelle. Die Spiegelgröße wurde auf den Spiegelwinkel abgestimmt, so daß die Sonnenstrahlen gleichmäßig auf die ganze Solarzelle abgebildet werden. Mehrere Solarzellen-Spiegel-Elemente werden zu einem Modul angeordnet.At an angle of α = 60 ° ( Fig. 1), this results in a 4-fold irradiation on the cell. The mirror size was matched to the mirror angle, so that the sun's rays are evenly imaged on the entire solar cell. Several solar cell mirror elements are arranged in a module.

Bei angegebener Dimensionierung wird bei fast gleicher Leistung (außer Spiegelverluste) die Anzahl der benötigten teuren Siliziumzellen um den Faktor 4 reduziert.If the dimensions are given, the output will be almost the same (except for mirror losses) Number of expensive silicon cells required reduced by a factor of 4.

Das Gesamtmodul wird frontseitig sinnvollerweise mit einer durchsichtigen Scheibe abgedeckt. Damit kann u. U. eine separate Abdeckung der Solarzellen gegen Umwelteinflüsse entfallen. Durch Kühlkörper bzw. Kühlbleche an den Zellen oder Flüssigkeitskühlung kann die Temperatur erniedrigt werden. Die Zellen können einzeln an den Spiegeln befestigt werden, wodurch sich eine leichte Reparaturmöglichkeit ergibt. The entire module makes sense with a transparent pane on the front covered. So u. U. a separate cover against the solar cells Environmental influences are eliminated. With heat sinks or cooling plates on the cells or Liquid cooling, the temperature can be lowered. The cells can individually the mirrors are attached, which makes it easy to repair.

Ein Beispiel für solch ein Photovoltaik-Solarmodul ist in den Zeichnungen dargestellt. In diesen Zeichnungen ist eine Dimensionierung nach Anspruch 4 gewählt.An example of such a photovoltaic solar module is shown in the drawings. In these drawings a dimensioning according to claim 4 is selected.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Prinzip der Reflexion der Sonnenstrahlen (3) mittels der Spiegel (2) auf die Solarzelle (1) Fig. 1 principle of reflection of the sun's rays ( 3 ) by means of the mirror ( 2 ) on the solar cell ( 1 )

Fig. 2 ein beispielhaftes Solarzellen-Spiegel-Element, bei dem 4 Spiegel (2) das Sonnenlicht auf die Solarzelle (1) reflektieren. Fig. 2 shows an exemplary solar cell mirror element, in which 4 mirrors ( 2 ) reflect the sunlight onto the solar cell ( 1 ).

Fig. 3 ein Beispiel für ein Solarmodul aus den Solarzellen-Spiegel-Elementen (Fig. 2). Fig. 3 shows an example of a solar module from the solar cell mirror elements ( Fig. 2).

Claims

1. Integrated solar cell mirror element ( Fig. 2), characterized in that 4 planar mirrors are assigned directly to a preferably square photovoltaic cell in order to concentrate the direct radiation of the sun on the element.

2. Element according to claim 1, characterized in that several cells can be combined to form a module ( Fig. 3).

3 Element according to claim 1 or 2, characterized in that the module usually is tracking the sun.

4. Element according to one of the preceding claims, characterized in that the mirrors are arranged at an angle of α = 60 ° ( Fig. 1).

5. Element according to any one of the preceding claims, characterized in that a other dimensions than in claim 4 is possible.

6. Element according to any one of the preceding claims, characterized in that with kinked planar mirrors a further increase in radiation is possible.

7. Element according to any one of the preceding claims, characterized in that a relatively flat design can be achieved by using individual solar cells.

8. Element according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature through heat sinks or heat sinks on the solar cell mirror elements can be lowered.

9. Element according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature is lowered by liquid cooling on the solar cell mirror elements can be and a combined photovoltaic thermal module is created.