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DE29813325U1 - Device for converting solar energy into electrical energy and / or thermal energy - Google Patents

Device for converting solar energy into electrical energy and / or thermal energy

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Publication number
DE29813325U1
DE29813325U1 DE29813325U DE29813325U DE29813325U1 DE 29813325 U1 DE29813325 U1 DE 29813325U1 DE 29813325 U DE29813325 U DE 29813325U DE 29813325 U DE29813325 U DE 29813325U DE 29813325 U1 DE29813325 U1 DE 29813325U1
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DE
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energy converter
energy
cooling
heat transfer
transfer fluid
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DE29813325U
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German (de)
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Autokuehler GmbH and Co KG
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Autokuehler GmbH and Co KG
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Publication of DE29813325U1 publication Critical patent/DE29813325U1/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/60Arrangements for cooling, heating, ventilating or compensating for temperature fluctuations
    • H10F77/63Arrangements for cooling directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. heat sinks directly associated with the photovoltaic cells or integrated Peltier elements for active cooling
    • H10F77/68Arrangements for cooling directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. heat sinks directly associated with the photovoltaic cells or integrated Peltier elements for active cooling using gaseous or liquid coolants, e.g. air flow ventilation or water circulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60Thermal-PV hybrids

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  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

Vorrichtung zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und/oder Wärmeenergie Device for converting solar energy into electrical energy and/or thermal energy

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a device of the type specified in the preamble of claim 1.

Vorrichtungen dieser Art sind in zahlreichen Varianten bekannt (z.B. DE 34 19 797 Al, DE 41 20 943 Al, DE 42 06 931 Al, DE 296 05 277 Ul). Dabei kann der Energiewandler eine photovoltaische Solarzellenanordnung zur Erzeugung von elektrischer Energie, eine von einem Wärmeträgerfluid durchflossene Strömungsleitung, auch Kollektor genannt, zur Erzeugung von Wärmeenergie durch Erwärmung des Wärmeträgerfluids oder eine Kombination von beidem enthalten.Devices of this type are known in numerous variants (e.g. DE 34 19 797 Al, DE 41 20 943 Al, DE 42 06 931 Al, DE 296 05 277 Ul). The energy converter can contain a photovoltaic solar cell arrangement for generating electrical energy, a flow line through which a heat transfer fluid flows, also called a collector, for generating thermal energy by heating the heat transfer fluid or a combination of both.

Bei reinen Solarzellenanlagen kann dem Energiewandler eine Kühleinrichtung zugeordnet werden, die z.B. aus einer ein Wärmeträgerfluid führenden Kühlleitung besteht, in die eine Förderpumpe eingeschaltet ist. Das Wärmeträgerfluid wird dabei bevorzugt im Kreislauf geführt. Dagegen ist bei einer ausschließlich Kollektoren aufweisenden Anlage der Energiewandler Bestandteil eines Hauptkreislaufs. Dieser enthält zusätzlich zum Energiewandler einen Speicher zur Speicherung der durch Umwandlung von Solarenergie in Wärmeenergie erhaltenen Wärme und außer im Fall von sogenannten Thermosiphonanlagen auch eine die Zwangsumwälzung des Wärmeträgerfluids bewirkende Umwälzpumpe. Die Strömungsleitungen sind dabei oft hinter flächigen Absorbern angeordnet, die fürIn pure solar cell systems, a cooling device can be assigned to the energy converter, which consists, for example, of a cooling line carrying a heat transfer fluid into which a feed pump is connected. The heat transfer fluid is preferably circulated. In contrast, in a system with only collectors, the energy converter is part of a main circuit. In addition to the energy converter, this contains a storage unit for storing the heat obtained by converting solar energy into thermal energy and, except in the case of so-called thermosiphon systems, a circulation pump that causes the forced circulation of the heat transfer fluid. The flow lines are often arranged behind flat absorbers, which are used for

&khgr;. &Ogr;;&khgr;. &Ogr;;

eine verbesserte Umwandlung der einfallenden Solarstrahlen in thermische Energie sorgen. Bei kombinierten Anlagen schließlich kann der Energiewandler aus einer Solarzellenanordnung bestehen, wobei dem Energiewandler einerseits über die ihm zugeordnete, von einem Wärmeträgerfluid durchflossene Kühlleitung Wärme entzogen wird, während gleichzeitig das erwärmte Wärmeträgerfluid wie bei reinen Kollektoranlagen durch einen Speicher geleitet wird. Derartige Hybridmodule dienen somit zur gleichzeitigen Erzeugung von Wärmeenergie und elektrischer Energie. Das Wärmeträgerfluid ist meistens eine Flüssigkeit, z.B. Wasser oder ein Wasser/Glykol-Gemisch, kann aber auch ein Gas wie z.B. Luft sein.ensure an improved conversion of the incoming solar rays into thermal energy. Finally, in combined systems, the energy converter can consist of a solar cell arrangement, whereby heat is extracted from the energy converter via the cooling line assigned to it, through which a heat transfer fluid flows, while at the same time the heated heat transfer fluid is passed through a storage unit, as in pure collector systems. Such hybrid modules are thus used to simultaneously generate thermal energy and electrical energy. The heat transfer fluid is usually a liquid, e.g. water or a water/glycol mixture, but can also be a gas such as air.

Bei Vorrichtungen dieser Art ergibt sich das Problem, daß die Temperatur des Energiewandlers und des Wärmeträgerfluids in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen stark ansteigen kann. Das gilt z.B. für den Fall, daß die in den Hauptkreislauf geschaltete Umwälzpumpe ausfällt oder ausgeschaltet wird, um z.B. eine zu starke Erwärmung bzw. Aufladung des Speichers zu vermeiden, oder daß dem Speicher keine Energie entnommen wird, was z.B. bei einer an einem Gebäude montierten Vorrichtung in Ferienzeiten unvermeidbar ist. Erfolgt die Energiewandlung mit Hilfe von Kollektoren, führen diese bei derartigen Stillstandzeiten höchstens auftretenden Temperaturen von z.B. 150 0C und mehr zu starken thermischen Belastungen, z.B. durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der den Energiewandler bildenden Materialien, was eine reduzierte Lebensdauer zur Folge haben kann.The problem with devices of this type is that the temperature of the energy converter and the heat transfer fluid can rise sharply depending on the operating conditions. This applies, for example, if the circulation pump connected to the main circuit fails or is switched off in order to prevent the storage tank from heating up or charging too much, or if no energy is drawn from the storage tank, which is unavoidable, for example, with a device mounted on a building during holiday periods. If the energy conversion takes place with the help of collectors, the maximum temperatures of 150 0 C and more that occur during such downtimes lead to strong thermal stress, e.g. due to the different thermal expansions of the materials forming the energy converter, which can result in a reduced service life.

Werden dagegen zur Energiewandlung auch oder nur photovolatische Solarzellen verwendet, tritt außer der Gefahr von thermischen Belastungen noch der bekannte Nachteil hinzu, daß der Wirkungsgrad von Solarzellen mit geringer werdender Kühlwirkung stark abnimmt. Allgemein wird bei Anwendung moderner Solarzellenmodule damit gerechnet, daß ein Leistungsverlust von ca. 0,45 % pro 1 0C Temperaturerhöhung (durchschnittlicher Wert bei Verwendung von kristallinen Solarzellen) eintritt, so daß sich die Leistung bei einer Modultemperatur von 70 0C um ca. 20 % gegenüber den Herstellerangaben reduziert, die in der Regel auf eine Betriebstemperatur von 25 0C bezogen sind. Soll daher die mit den Solarzellenmodulen erhaltene elektrische Energie in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden, ergeben sich für den Betreiber der Vorrichtung in den genannten Fällen beträchtliche Verluste aufgrund mangelnder Kühlleistung.If, however, photovoltaic solar cells are also or only used for energy conversion, there is not only the risk of thermal stress but also the well-known disadvantage that the efficiency of solar cells decreases sharply as the cooling effect decreases. In general, when using modern solar cell modules, it is expected that there will be a loss of performance of around 0.45 % for every 1 0 C increase in temperature (average value when using crystalline solar cells), so that at a module temperature of 70 0 C the performance is reduced by around 20% compared to the manufacturer's specifications, which are usually based on an operating temperature of 25 0 C. If the electrical energy obtained with the solar cell modules is therefore to be fed into the public power grid, the operator of the device will incur considerable losses in the cases mentioned due to insufficient cooling performance.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß ungewünschte Temperaturerhöhungen im Bereich des Energiewandlers nicht eintreten oder zumindest wirkungsvoll reduziert werden können.
5
In contrast, the invention is based on the object of designing the device of the type described at the outset in such a way that undesirable temperature increases in the area of the energy converter do not occur or can at least be effectively reduced.
5

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des AnspruchsTo solve this problem, the characterizing features of the claim

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß beim Erreichen einer vorgewählten Temperatur automatisch die Förderpumpe in der Kühlleitung eingeschaltet und dadurch eine Kühlung des Energiewandlers bewirkt wird. Der Energiewandler kann dadurch wirksam vor hohen thermischen Belastungen geschützt werden.The invention has the advantage that when a preselected temperature is reached, the feed pump in the cooling line is automatically switched on, thereby cooling the energy converter. The energy converter can thus be effectively protected from high thermal loads.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous features of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below in conjunction with the accompanying drawings using exemplary embodiments. They show:

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung von Solarenergie in Wärmeenergie und/oder elektrische Energie gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 shows schematically a device according to the invention for converting solar energy into thermal energy and/or electrical energy according to a first embodiment of the invention;

Fig. 2 und 3 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung; undFig. 2 and 3 further embodiments of the device according to the invention; and

Fig. 4 eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solarzellenanordnung im Querschnitt.Fig. 4 shows a particularly preferred embodiment of a solar cell arrangement according to the invention in cross section.

Nach der grob schematischen Darstellung in Fig. 1 enthält eine Vorrichtung zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und Wärmeenergie z.B. einen Energiewandler 1, der einer durch Pfeile angedeuteten Solarstrahlung ausgesetzt ist, einen Speicher 2 und eine Umwälzpumpe 3, die durch Strömungsleitungen hintereinander geschaltet und zu einem geschlossenen Hauptkreislauf miteinander verbunden sind, in dem ein Wärmeträgerfluid, z.B. Wasser, in Richtung der eingezeichneten Pfeile zirkuliert. DerAccording to the rough schematic representation in Fig. 1, a device for converting solar energy into electrical energy and thermal energy contains, for example, an energy converter 1, which is exposed to solar radiation indicated by arrows, a storage tank 2 and a circulation pump 3, which are connected in series by flow lines and connected to one another to form a closed main circuit in which a heat transfer fluid, e.g. water, circulates in the direction of the arrows shown. The

&KHgr;-&KHgr;-

Energiewandler 1 besteht z.B. aus einem der Solarstrahlung ausgesetzten oberen Abschnitt la, der mit nicht näher dargestellten Solarzellen belegt ist, und einem unteren Abschnitt Ib, der eine nicht näher dargestellte, einen Einlaß 4 und einen Auslaß 5 aufweisende, in einem Kühlkörper ausgebildete Kühlleitung Ic aufweist, die zur Kühlung der Solarzellen von dem auch im Hauptkreislauf strömenden Wärmeträgermedium durchströmt wird. Die in den Photovoltaikkreis eingesetzten Verbindungen und Bauteile sind bekannt und daher nicht dargestellt. Der Speicher 2 ist z.B. ein üblicher Warmwasserspeicher, der durch das im Energiewandler 1 erwärmte Wärmeträgerfluid aufgeheizt wird und die ihm zugeführte thermische Energie speichert, bis sie von einem Verbraucher, z.B. einem Haushalt, entnommen wird.Energy converter 1 consists, for example, of an upper section la exposed to solar radiation, which is covered with solar cells (not shown in detail), and a lower section Ib, which has a cooling line Ic (not shown in detail), which has an inlet 4 and an outlet 5 and is formed in a cooling body, through which the heat transfer medium, which also flows in the main circuit, flows to cool the solar cells. The connections and components used in the photovoltaic circuit are known and are therefore not shown. The storage tank 2 is, for example, a conventional hot water storage tank, which is heated by the heat transfer fluid heated in the energy converter 1 and stores the thermal energy supplied to it until it is used by a consumer, e.g. a household.

Erfindungsgemäß ist dem Energiewandler 1 ein zu seiner Kühlung bestimmter Kühlkreislauf nach Art eines Bypasses parallel geschaltet. Dieser Kühlkreislauf enthält die Kühlleitung Ic und eine Förderpumpe 6 und ist so ausgebildet, daß er automatisch eingeschaltet wird, wenn an einer vorgewählten Stelle des Hauptkreislaufs eine unerwünscht hohe Temperatur festgestellt wird. Der Kühlkreislauf ist außerdem so eingerichtet, daß ein in ihm geführtes Wärmeträgermedium beim Einschalten der Umwälzpumpe 6 in Pfeilrichtung umgewälzt wird und dabei den Energiewandler 1 in ähnlicher Weise durchströmt, wie dies für das Wärmeträgerfluid des Hauptkreislaufes gilt. Der Kühlkreislauf ist vorzugsweise mit einem vom Wärmeträgerfluid durchströmten Wärmetauscher 7 versehen, der z.B. ein Luft/Flüssigkeit-Wärmetauscher ist, dessen Flüssigkeitspassagen vom Wärmeträgerfluid durchströmt werden, während ein Ventilator 8 Kühlluft durch die Luftpassagen drückt.According to the invention, a cooling circuit intended for cooling the energy converter 1 is connected in parallel in the manner of a bypass. This cooling circuit contains the cooling line Ic and a feed pump 6 and is designed so that it is automatically switched on when an undesirably high temperature is detected at a preselected point in the main circuit. The cooling circuit is also designed so that a heat transfer medium guided in it is circulated in the direction of the arrow when the circulation pump 6 is switched on and thereby flows through the energy converter 1 in a similar way to the heat transfer fluid in the main circuit. The cooling circuit is preferably provided with a heat exchanger 7 through which the heat transfer fluid flows, which is, for example, an air/liquid heat exchanger, the liquid passages of which are flowed through by the heat transfer fluid, while a fan 8 pushes cooling air through the air passages.

Besonders zweckmäßig und einfach ist eine Anordnung, bei der das Wäxmeträgerfluid in beiden Kreisläufen dasselbe ist, d.h. die beiden Kreisläufe an die Kühlleitung Ic angeschlossen sind. Zu diesem Zweck sind der Einlaß 4 und der Auslaß 5 z.B. mit je einem elektrisch, pneumatisch oder sonstwie steuerbaren Umschaltventil 9 bzw. 10 verbunden, wobei das Umschaltventil 9 zwei wahlweise mit den beiden Kreisläufen verbindbare Ausgänge und das Umschaltventil 10 zwei wahlweise mit den beiden Kreisläufen verbindbare Eingänge aufweist. Beide Umschaltventile 9,10 sind außerdem über Steuerleitungen 11,12 mit einer Schalteinrichtung 14 verbunden. Diese kann über weitere Steuerleitungen mit an vorgewählten Stellen angeordneten Temperaturfühlern verbunden sein, wobei einA particularly practical and simple arrangement is one in which the heat transfer fluid is the same in both circuits, i.e. the two circuits are connected to the cooling line Ic. For this purpose, the inlet 4 and the outlet 5 are each connected, for example, to an electrically, pneumatically or otherwise controllable switching valve 9 or 10, whereby the switching valve 9 has two outputs that can be optionally connected to the two circuits and the switching valve 10 has two inputs that can be optionally connected to the two circuits. Both switching valves 9, 10 are also connected to a switching device 14 via control lines 11, 12. This can be connected via further control lines to temperature sensors arranged at preselected locations, whereby a

•-5·- •-5·-

Temperaturfühler 15 z.B. die Temperatur des Wärmeträgerfluids am Auslaß 5 der Kühlleitung Ic und ein anderer Temperaturfühler 16 z.B. die Temperatur im Speicher 2 abtastet. Weitere Steuerleitungen 17,18 und 19 sind mit der Umwälzpumpe 3, der Förderpumpe 6 und dem Ventilator 8 verbunden. Alternativ kann der Temperaturfühler auch an einer vorgewählten Stelle des Energiewandlers 1 angeordnet sein und dessen Temperatur direkt abtasten.Temperature sensor 15, for example, measures the temperature of the heat transfer fluid at the outlet 5 of the cooling line Ic and another temperature sensor 16, for example, measures the temperature in the storage tank 2. Additional control lines 17, 18 and 19 are connected to the circulation pump 3, the feed pump 6 and the fan 8. Alternatively, the temperature sensor can also be arranged at a preselected location on the energy converter 1 and measure its temperature directly.

Die Schalteinrichtung 14 ist z.B. mit Mitteln der Mikroprozessorsteuerung so eingerichtet, daß für den Fall, daß einer der Temperaturfühler 15,16 eine ungewünscht hohe Temperatür von z.B. 70 0C anzeigt, die beiden Umschaltventile 9,10 über die Steuerleitungen 11,12 so geschaltet werden, daß der Energiewandler 1 bzw. die Kühlleitung Ic mit dem Kühlkreislauf, aber nicht mehr mit dem Hauptkreislauf verbunden ist. Gleichzeitig wird über die Steuerleitungen 17,18 und 19 einerseits die Umwälzpumpe 3 ausgeschaltet, während andererseits die Förderpumpe 6 und der Ventilator 8 eingeschaltet werden.The switching device 14 is set up, for example, using microprocessor control means, so that if one of the temperature sensors 15, 16 indicates an undesirably high temperature of, for example, 70 0 C, the two changeover valves 9, 10 are switched via the control lines 11, 12 so that the energy converter 1 or the cooling line Ic is connected to the cooling circuit but no longer to the main circuit. At the same time, the circulation pump 3 is switched off via the control lines 17, 18 and 19, while the feed pump 6 and the fan 8 are switched on.

Dadurch ist der Kühlkreislauf aktiviert, der jetzt so lange eingeschaltet bleibt, bis die Temperatur am Ort des betreffenden, Temperaturfühlers 15,16 wieder unter einen kritischen Wert abgesunken ist, worauf die Umschaltventile 9,10 wieder auf den Hauptkreislauf umgeschaltet, die Umwälzpumpe 3 eingeschaltet und die Förderpumpe 6 und der Ventilator 8 ausgeschaltet werden.This activates the cooling circuit, which now remains switched on until the temperature at the location of the relevant temperature sensor 15, 16 has fallen below a critical value, whereupon the changeover valves 9, 10 are switched back to the main circuit, the circulation pump 3 is switched on and the feed pump 6 and the fan 8 are switched off.

Handelt es sich bei den beiden Kreisläufen um separate Kreisläufe, dann genügt es, bei Bedarf die Förderpumpe 6 und den Ventilator 8 einzuschalten und die Umwälzpumpe 3 auszuschalten bzw. umgekehrt, d.h. die Umschaltventile 9,10 werden in diesem Fall nicht benötigt.If the two circuits are separate circuits, it is sufficient to switch on the feed pump 6 and the fan 8 and switch off the circulation pump 3 or vice versa, i.e. the changeover valves 9, 10 are not required in this case.

Die Schalteinrichtung 14 kann im übrigen zusätzlich mit weiteren Sensoren versehen sein, die ungewünschte Zustände signalisieren und ein Umschalten der Pumpen 3,6 und/oder der Umschaltventile 9,10 bewirken.The switching device 14 can also be provided with additional sensors, which signal undesirable states and cause the pumps 3, 6 and/or the changeover valves 9, 10 to switch over.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß für den Fall, daß der Energiewandler mit Solarzellen arbeitet, im Normalfall mit Hilfe des permanent zugeschalteten Hauptkreislaufs eine Beladung des Speichers 2 bis zu einer maximalen Speichertemperatur von z.B. 70 0C sichergestellt wird, während darüber hinaus mit Hilfe des KühlkreislaufsThe invention provides the advantage that, in the event that the energy converter operates with solar cells, a loading of the storage tank 2 up to a maximum storage temperature of e.g. 70 0 C is ensured in the normal case with the help of the permanently connected main circuit, while in addition with the help of the cooling circuit

vermieden werden kann, daß der Energiewandler 1 oder Teile davon, wie z.B. die Solarzellen, aufgrund einer sehr hohen thermischen Belastung beschädigt oder zerstört werden. Außerdem stellt der Kühlkreislauf sicher, daß der Energiewandler 1 auch bei veränderten Bedingungen stets mit einem günstigeren Wirkungsgrad arbeitet. Dagegen dient der Kühlkreislauf bei einer Vorrichtung, die ausschließlich mit der Wärmeerzeugung dienenden Solarkollektoren arbeitet, überwiegend dem Schutz der Vorrichtung vor thermischer Belastung. Dabei ist die vom Kühlkreislauf bewirkte Kühl- bzw. Schutzwirkung im allgemeinen um so besser, je näher der Wärmetauscher 7 am Energiewandler 1 liegt, d.h. je kürzer die Verbindungsleitungen sind.it can be avoided that the energy converter 1 or parts thereof, such as the solar cells, are damaged or destroyed due to very high thermal loads. In addition, the cooling circuit ensures that the energy converter 1 always works with a more favorable efficiency even under changed conditions. In contrast, in a device that works exclusively with solar collectors used to generate heat, the cooling circuit mainly serves to protect the device from thermal loads. The cooling or protective effect caused by the cooling circuit is generally better the closer the heat exchanger 7 is to the energy converter 1, i.e. the shorter the connecting lines are.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgen die von der Schalteinrichtung 14 bewirkten Schaltungen unter Berücksichtigung vorgewählter Temperaturzustände. Wird beispielsweise am Ort des Temperaturfühlers 15 eine Temperatur T1 und am Ort des Temperaturfühlers 16 eine Temperatur T2 gemessen, kann z.B. der Temperatur T2 ein Maximalwert T2max zugeordnet und z.B. gefordert werden, daß die Umwälzpumpe 3 ausgeschaltet wird bzw. ausgeschaltet bleibt, wenn und solange T2 > T2max ist, um ein Entladen des Speichers 2 mit Sicherheit zu vermeiden. Gleichzeitig könnte der Temperatur T1 ein Maximalwert Tlmax zugeordnet und gefordert werden, daß die Förderpumpe 6 und ggf. auch der Ventilator 8 eingeschaltet wird, wenn bei T2 > T2max gleichzeitig T1 > Tlmax ist, um sicherzustellen, daß der Energiewandler 1 gekühlt wird, sobald seine Temperatur T1 eine vorgewählte Maximaltemperatur übersteigt. Weiter könnte festgelegt werden, daß bei T2 < T2max die Förderpumpe 6 immer ausgeschaltet ist oder bleibt, um einer möglichen Beladung des Speichers 2 in jedem Fall Vorrang zu geben, und die Umwälzpumpe 3 eingeschaltet wird, wenn gleichzeitig T1 - T2 > TB ist.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the switching operations effected by the switching device 14 take preselected temperature conditions into account. If, for example, a temperature T 1 is measured at the location of the temperature sensor 15 and a temperature T 2 is measured at the location of the temperature sensor 16, a maximum value T 2max can be assigned to the temperature T 2 and it can be required, for example, that the circulation pump 3 is switched off or remains switched off if and as long as T 2 > T 2max in order to avoid discharging the storage tank 2 with certainty. At the same time, a maximum value T lmax could be assigned to the temperature T 1 and it can be required that the feed pump 6 and possibly also the fan 8 are switched on if T 2 > T 2max and at the same time T 1 > T lmax in order to ensure that the energy converter 1 is cooled as soon as its temperature T 1 exceeds a preselected maximum temperature. Furthermore, it could be specified that when T 2 < T 2max the feed pump 6 is or remains always switched off in order to give priority to a possible loading of the storage tank 2 in any case, and the circulation pump 3 is switched on if at the same time T 1 - T 2 > T B.

Ein besonders vorteilhafter Schaltplan ergibt sich aus der nachfolgenden Tabelle:A particularly advantageous circuit diagram is shown in the following table:

Laufende
Nummer
Ongoing
number
Temperatur
gefälle
temperature
gradient
Temperatur T2 Temperature T 2 Temperatur T1 Temperature T 1 Umwälzpumpe
3
Circulation pump
3
Förderpumpe
6
Feed pump
6
11 T1-T2ST8 T 1 -T 2 ST 8 T2ST2^T 2 ST 2 ^ T1^T1n,T 1 ^T 1n , AUSOUT OF EINA 22 T1-T2ST8 T 1 -T 2 ST 8 T2ST2n^T 2 ST 2n ^ t^t,^t^t,^ AUSOUT OF AUSOUT OF 33 T1-T2ST8 T 1 -T 2 ST 8 T2 < T2n^T 2 < T 2n ^ T1ST1n^T 1 ST 1n ^ EINA AUSOUT OF 44 T1-T2ST8 T 1 -T 2 ST 8 Tj<T2mi Tj<T 2mi Ti<Tla«Ti<T la « EINA AUSOUT OF 55 T1-T2 < T8 T1 -T2 < T8 T2ST2n^T 2 ST 2n ^ T,STlmt T,ST lmt AUSOUT OF EINA 66 T1-T2 < T8 T1 -T2 < T8 T2ST2n^x T 2 ST 2n ^ x &tgr;,<&tgr;11&Igr;&Bgr;&Igr; &tgr;,<&tgr;11&Igr;&Bgr;&Igr; AUSOUT OF AUSOUT OF 77 T1-T2 < T8 T1 -T2 < T8 T2 < T2n^T 2 < T 2n ^ T1ST11111x T 1 ST 11111x AUSOUT OF AUSOUT OF 88th &Tgr;&Ggr;&Tgr;2<&Tgr;&Bgr; ΔΓΔΔ2 < Δβ T2 < T^ T2 < T^ T^T^T^T^ AUSOUT OF AUSOUT OF 99 T2 < T2^1
Aufgrund von
Pumpenausfall
oder manueller
Abschaltung
keine Einspei
cherung
T2 < T2 ^ 1
Due to
Pump failure
or manual
Shutdown
no feed
securing
T1 STlmax+ T 1 ST lmax+ AUS, z.B.
Ausfall/manu
elle Abschal
tung
OFF, e.g.
Failure/manu
elle switch
tung
ETNETN

Darin bedeuten:This means:

T1 = Temperatur am Ort des Temperaturfühlers 15; T2 = Temperatur am Ort des Temperaturfühlers 16; = maximale gewünschte Temperatur am Ort des Temperaturfühlers 15;T 1 = temperature at the location of the temperature sensor 15; T 2 = temperature at the location of the temperature sensor 16; = maximum desired temperature at the location of the temperature sensor 15;

= maximale gewünschte Temperatur am Ort des Temperaturfühlers 16; TB = vorgewählte Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2.= maximum desired temperature at the location of the temperature sensor 16; T B = preselected temperature difference between T 1 and T 2 .

Beträgt z.B. die Temperatur T2max = 70 0C, dann könnte der Wert TlmM auf 50 0C und der Wert TB auf 8 0C festgelegt werden.For example, if the temperature T 2max = 70 0 C, then the value T lmM could be set to 50 0 C and the value T B to 8 0 C.

Die laufenden Nummern 1 bis 8 der obigen Tabelle zeigen die verschiedenen Schaltungen.The numbers 1 to 8 in the table above show the different circuits.

Die obigen Schaltungen berücksichtigen z.B. nicht den Fall, daß bei T2 < T2max die Umwälzpumpe 3 unbeabsichtigt oder beabsichtigt ausgeschaltet oder aufgrund eines Defektes ausgefallen ist. Für diesen Fall zeigt die obige Tabelle an, daß die Förderpumpe 6 stets ausgeschaltet ist. Dies könnte wiederum zur Folge haben, daß die Temperatur Tj bei starker Sonneneinstrahlung weit über den gewünschten Wert von Tlmax ansteigt. Erfindungsgemäß ist daher zusätzlich eine übergeordnete Steuerung vorgesehen, die beim Erreichen einer vorgewählten Temperatur Tlmax+ von z.B. 110 0C den Kühlkreislauf auch dann zuschaltet, wenn der Speicher 2 auf einer Temperatur T2 ist, die unter dem Wert T2max liegt (vgl. die lfd. Nummern 3, 4, 7, 8 der obigen Tabelle).The above circuits do not take into account, for example, the case where the circulation pump 3 is switched off accidentally or intentionally or has failed due to a defect when T 2 < T 2max . In this case, the above table shows that the feed pump 6 is always switched off. This could in turn result in the temperature Tj rising far above the desired value of T lmax in strong sunlight. According to the invention, a higher-level control is therefore additionally provided which, when a preselected temperature T lmax+ of e.g. 110 0 C is reached, switches on the cooling circuit even if the storage tank 2 is at a temperature T 2 which is below the value T 2max (cf. serial numbers 3, 4, 7, 8 in the above table).

Schaltungstechnisch kann diese übergeordnete Steuerung durch in Fig. 1 schematisch angedeutete UND- bzw. ODER-Funktionen realisiert werden. Innerhalb der Schalteinrichtung 14 sind z.B. mit dem Ausgang des Temperaturfühlers 15 zwei Vergleicher 20,21 verbunden, während der Ausgang des Temperaturfühlers 16 am Eingang eines Vergleichers 22 liegt. Die Ausgänge der Vergleicher 21 und 22 sind mit zwei Eingängen eines UND-Glieds 23 verbunden, während der Ausgang des Vergleichers 20 und der Ausgang des UND-Glieds 23 mit zwei Eingängen eines ODER-Glieds 24 verbunden sind, dessen Ausgang zur Förderpumpe 6 führt.In terms of circuitry, this higher-level control can be implemented using AND or OR functions, as shown schematically in Fig. 1. Within the switching device 14, for example, two comparators 20, 21 are connected to the output of the temperature sensor 15, while the output of the temperature sensor 16 is connected to the input of a comparator 22. The outputs of the comparators 21 and 22 are connected to two inputs of an AND gate 23, while the output of the comparator 20 and the output of the AND gate 23 are connected to two inputs of an OR gate 24, whose output leads to the feed pump 6.

Der Vergleicher 22 gibt z.B. bei T2 >: T2mM ein Ausgangssignal (z.B. logisch "1") ab. Der Vergleicher 21 gibt ein entsprechendes Signal bei T1 >. Tlmai ab. Dadurch wird der Förderpumpe 6 nur dann ein ihre Einschaltung bewirkendes Signal (z.B. logisch "1") zugeleitet (vgl. obige Tabelle), wenn T2 > T2max und gleichzeitig T1 ^ Tlmax ist. In allen anderen Situationen liegt zumindest an einem Ausgang der Vergleicher 21,22 kein Ausgangssignal an (z.B. logisch "0"), so daß die Förderpumpe 6 ausgeschaltet wird oder bleibt.The comparator 22 gives an output signal (e.g. logic "1") when T 2 >: T 2mM . The comparator 21 gives a corresponding signal when T 1 >: T lmai . As a result, the feed pump 6 is only supplied with a signal that causes it to switch on (e.g. logic "1") (see table above) when T 2 > T 2max and at the same time T 1 ^ T lmax . In all other situations, there is no output signal (e.g. logic "0") at least at one output of the comparators 21, 22, so that the feed pump 6 is or remains switched off.

Der Vergleicher 20 prüft z.B. entsprechend der lfd. Nummer 9 der obigen Tabelle, ob T1 > Tlmax+ gilt. Trifft dies zu, erzeugt er ein Ausgangssignal (z.B. logisch "1"), wodurch über das ODER-Glied 24 die Förderpumpe 6 eingeschaltet wird, obwohl das UND-Glied 23 kein entsprechendes Ausgangssignal abgibt. Gleichzeitig kann das Signal am Ausgang des Vergleichers 20 dazu verwendet werden, ein Alarmgerät einzuschalten, das eine Störung signalisiert.The comparator 20 checks, for example, according to serial number 9 in the table above, whether T 1 > T lmax+ applies. If this is the case, it generates an output signal (e.g. logical "1"), whereby the feed pump 6 is switched on via the OR gate 24, although the AND gate 23 does not emit a corresponding output signal. At the same time, the signal at the output of the comparator 20 can be used to switch on an alarm device that signals a fault.

Im übrigen können, wie es bei Steuerungen der beschriebenen Art üblich ist, unterschiedliche Tlmax-Werte für Ein- und Ausschaltvorgänge definiert und hard- oder softwaremäßig erfaßt werden. Dadurch wird erreicht, daß für Einschaltvorgänge der Pumpen 3,6 z.B. die oben angegebenen Werte Tlmax = 50 0C bzw. Tlmax+ = 110 0C verwendet werden, während für nachfolgende Ausschaltvorgänge z.B. Werte von Tlmax = 45 0C oder = 100 °C zugrunde gelegt werden.Furthermore, as is usual with controls of the type described, different T lmax values can be defined for switching on and off processes and recorded using hardware or software. This means that for switching on the pumps 3,6, for example, the values given above, T lmax = 50 0 C or T lmax+ = 110 0 C, are used, while for subsequent switching off processes, for example, values of T lmax = 45 0 C or = 100 °C are used as a basis.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Kühlkreislauf unmittelbar einem einzelnen Energiewandler 1 zugeordnet oder in diesen integriert ist. Dagegen ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 vorgesehen, mehrere Solarzellenmodule 21 bis 23 in Parallelschaltung mit einem einzigen Kühlkreislauf zu verbinden. Im übrigen sind in Fig. 2 und gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.Fig. 2 shows an embodiment in which the cooling circuit is directly assigned to a single energy converter 1 or is integrated into it. In contrast, in the embodiment according to Fig. 3, several solar cell modules 21 to 23 are connected in parallel to a single cooling circuit. Otherwise, in Fig. 2 and 1, the same parts are provided with the same reference numerals as in Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine besonders bevorzugte Solarzellenanordnung, die wenigstens eine Solarzelle 24 enthält, die z.B. nach einer heute üblichen Technik hergestellt ist und z.B. aus einer im wesentlichen planparallelen Platte mit einer Größe von ca. 120 mm &khgr; 120 mm in der Draufsicht und einer Dicke von wenigen Millimetern besteht. Dabei kann eine an sich beliebige Anzahl derartiger Solarzellen 24 in elektrischer Parallel- und/oder Serienschaltung zu einem sogenannten Modul zusammengefaßt sein. 20Fig. 4 shows a particularly preferred solar cell arrangement which contains at least one solar cell 24 which is manufactured, for example, using a technique that is common today and consists, for example, of an essentially plane-parallel plate with a size of approximately 120 mm x 120 mm in plan view and a thickness of a few millimeters. Any number of such solar cells 24 can be combined in electrical parallel and/or series connection to form a so-called module. 20

An ihrer oberen bzw. vorderen Breitseite sind die Solarzellen 24 mit einer transparenten Abdeckung 25 belegt, die z.B. aus einer planparallelen Glasplatte besteht und alle ggf. vorhandenen Solarzellen 24 abdeckt. Jede Solarzelle 24 ist z.B. mittels einer aus einem elastischen Kleber bestehenden Schicht 26, die die unterschiedlichen Wärmedehnungen der Solarzellen 24 und der Abdeckung 25 ausgleicht, an letzterer befestigt.On their upper or front broad side, the solar cells 24 are covered with a transparent cover 25, which consists, for example, of a plane-parallel glass plate and covers all solar cells 24 that may be present. Each solar cell 24 is attached to the cover 25, for example, by means of a layer 26 consisting of an elastic adhesive that compensates for the different thermal expansions of the solar cells 24 and the cover 25.

An den unteren bzw. hinteren Breitseiten der Solarzellen 24 ist ein erfindungsgemäßer Kühlkörper 27 angebracht, der z.B. in Richtung der in Fig. 1 dargestellten Pfeile vom Wärmeträgerfluid durchströmt werden kann. Der Kühlkörper 27 enthält eine Vielzahl von einzelnen Streifen 28a,28b, die in Strömungsrichtung hintereinander und parallel angeordnet sind und sich quer zur Strömungsrichtung erstrecken. Die Streifen 28a,28b sind quer zur Strömungsrichtung mäanderförmig gewellt, so daß sie untere Abschnitte 29a und 29b, obere Abschnitte 30a und 30b sowie dazwischen liegende Stege 31a und 31b aufweisen.A heat sink 27 according to the invention is attached to the lower or rear broad sides of the solar cells 24, through which the heat transfer fluid can flow, for example in the direction of the arrows shown in Fig. 1. The heat sink 27 contains a large number of individual strips 28a, 28b, which are arranged one behind the other and parallel in the direction of flow and extend transversely to the direction of flow. The strips 28a, 28b are corrugated in a meandering shape transversely to the direction of flow, so that they have lower sections 29a and 29b, upper sections 30a and 30b and webs 31a and 31b located between them.

Die Rückseiten der Abschnitte 29a,29b und die Vorderseiten der Abschnitte 30a,30b liegen dabei vorzugsweise im wesentlichen in Ebenen, die parallel zueinander und in einem der Länge der Stege 3la,3Ib entsprechenden Abstand voneinander angeordnet sind. Die Wellungen von aufeinander folgenden Streifen 28a,28b sind außerdem vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung gegeneinander versetzt.The rear sides of the sections 29a, 29b and the front sides of the sections 30a, 30b are preferably located essentially in planes that are parallel to one another and at a distance from one another that corresponds to the length of the webs 3la, 31b. The corrugations of successive strips 28a, 28b are also preferably offset from one another transversely to the flow direction.

Der Kühlkörper 27 wird vorzugsweise einstückig hergestellt, wobei die Streifen 28a,28b durch einen Walzvorgang mit Hilfe von Profilwalzen oder durch einen Stanzvorgang aus einem Blech gefertigt werden. Das Blech besteht aus einem vorzugsweise dünnen, gut wärmeleitenden Material, insbesondere Metallblechen (z.B. Kupfer, Aluminium). Der Kühlkörper 27 erstreckt sich zweckmäßig über alle vorhandenen Solarzellen 24. Es können jedoch auch mehrere, parallel oder sonstwie angeordnete Kühlkörper 27 der angegebenen Art eingesetzt werden, die z.B. wahlweise dem Hauptkreislauf oder dem Kühlkreislauf nach Fig. 1 zugeordnet sind.The heat sink 27 is preferably manufactured in one piece, with the strips 28a, 28b being made from a sheet metal by a rolling process using profile rollers or by a punching process. The sheet metal consists of a preferably thin, highly heat-conducting material, in particular metal sheets (e.g. copper, aluminum). The heat sink 27 expediently extends over all of the solar cells 24 present. However, several heat sinks 27 of the specified type can also be used, arranged in parallel or in some other way, which are, for example, assigned optionally to the main circuit or the cooling circuit according to Fig. 1.

Die Verbindung des Kühlkörpers 27 mit den Solarzellen 24 erfolgt zweckmäßig dadurch, daß die vorderen Abschnitte 30a,30b der Streifen 28a,28b mittels einer Schicht 32 aus einem vorzugsweise elastischen und gut wärmeleitenden Kleber, der die unterschiedlichen Wärmedehnungen des Kühlkörpers 27 und der Solarzellen 24 ausgleicht, an letzteren befestigt werden.The connection of the heat sink 27 to the solar cells 24 is expediently carried out by the front sections 30a, 30b of the strips 28a, 28b being attached to the latter by means of a layer 32 made of a preferably elastic and highly heat-conductive adhesive which compensates for the different thermal expansions of the heat sink 27 and the solar cells 24.

Aufgrund der beschriebenen Ausbildung des Kühlkörpers 27 bilden die Abschnitte 29a,29b, 30a,30b und die Stege 31a,31b eine Vielzahl von in Strömungsrichtung verlaufenden Passagen oder Durchgängen, die innerhalb der einzelnen Streifen 28a,28b abwechselnd nach vorn bzw. oben und nach hinten bzw. unten offene Bereiche 33 und begrenzen. Die nach vorn offenen Bereiche 33 stehen dabei unmittelbar den Rückseiten der Solarzellen 24 gegenüber, so daß ein diese Bereiche 33 durchströmendes Wärmeträgerfluid in direkte Berührung mit den Rückwänden der Solarzellen 24 gelangt und eine intensive Wärmeabfuhr bewirkt.Due to the described design of the heat sink 27, the sections 29a, 29b, 30a, 30b and the webs 31a, 31b form a plurality of passages or through-holes running in the direction of flow, which within the individual strips 28a, 28b alternately delimit areas 33 that are open to the front or top and to the back or bottom. The areas 33 that are open to the front are directly opposite the backs of the solar cells 24, so that a heat transfer fluid flowing through these areas 33 comes into direct contact with the back walls of the solar cells 24 and causes intensive heat dissipation.

Die Bereiche 34 sind nach unten bzw. rückwärts offen, liegen aber mit ihren vorderen Abschnitten 30a,30b an den Rückseiten der Solarzellen 24 an, so daß ein sie durchströmendes Wärmeträgerfluid jeweils über diese Abschnitte 30a,30b am Abtransport derThe areas 34 are open downwards or backwards, but their front sections 30a, 30b are adjacent to the rear sides of the solar cells 24, so that a heat transfer fluid flowing through them can be transported away via these sections 30a, 30b.

&bull; &phgr; &phgr;&bull; φ φ

&lgr; m &phgr; · λ m φ ·

&bull; &phgr; &Phi; &phgr; &Phi; &Phi; &Phi;&bull; φ Φ; φ Φ; Φ; Φ; Φ;

Wärme beteiligt ist. Insgesamt ergibt sich aufgrund der Wellungen auch bei kurzen Stegen 3la,3Ib bzw. flachen Kühlkörpern 27 eine sehr große Wärmeaustauschfläche und damit eine gute Kühlwirkung, die durch den Versatz der Streifen 28a,28b und die dadurch bewirkte intensive Verwirbelung des durch den Kühlkörper 27 strömenden Wärmeträgerfluids zusätzlich erhöht wird.Heat is involved. Overall, the corrugations result in a very large heat exchange surface even with short webs 3la, 3Ib or flat heat sinks 27 and thus a good cooling effect, which is further increased by the offset of the strips 28a, 28b and the resulting intensive turbulence of the heat transfer fluid flowing through the heat sink 27.

An der Rückseite des Kühlkörpers 27 bzw. an den Abschnitten 29a,29b ist eine Rückwand 35 befestigt, die z.B. durch Rahmenteile und Dichtungen fest oder lösbar mit der Abdeckung 25 verbunden ist, so daß ein den Kühlkörper 27 umgebendes, insgesamt allseits geschlossenes Gehäuse entsteht, das mit dem Einlaß 4 bzw. dem Auslaß 5 nach Fig. 1 versehen wird. Außerdem könnte das Gehäuse in diesem Fall im Bereich des Einlasses 4 bzw. Auslasses 5 mit vom Kühlkörper 27 freien Abschnitten versehen sein, die Sammelkammem für das Wärmeträgerfluid bilden und dessen Verteilung über die Breite des Kühlkörpers 27 verbessern.A rear wall 35 is attached to the rear of the heat sink 27 or to the sections 29a, 29b, which is connected to the cover 25, for example, by frame parts and seals, so that a housing is created that surrounds the heat sink 27 and is closed on all sides and is provided with the inlet 4 or the outlet 5 according to Fig. 1. In addition, in this case the housing could be provided with sections free of the heat sink 27 in the area of the inlet 4 or outlet 5, which form collecting chambers for the heat transfer fluid and improve its distribution across the width of the heat sink 27.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Dies gilt insbesondere für das aus Fig. 1 ersichtliche Prinzipschaltbüd. Beispielsweise wäre es möglich, in Fig. 1 einen ausschließlich aus Solarzellen bestehenden Energiewandler 1 vorzusehen, dem lediglich der Kühlkreislauf zugeordnet ist, d.h. der Hauptkreislauf würde in diesem Fall völlig entfallen. Bei dieser Variante würde der Kühlkreislauf bei Über- bzw. Unterschreitung vorgewählter Temperaturen am Ort des Temperaturfühlers 15 ein- bzw. ausgeschaltet und allein der Kühlung dienen. Außerdem könnte die Kühlleitung Ic in einem offenen Kreis angeordnet sein, da das in ihr strömende Wärmeträgerfluid jetzt nur der Kühlung, aber nicht auch der Aufheizung eines Speichers dient. Dasselbe gilt für den Fall, daß die Kühlleitung Ic zusätzlich zu einem in den Hauptkreislauf geschalteten Kollektor od. dgl. vorhanden ist. Außerdem kann die Ausbildung der Solarzellenanordnung auch eine andere als die nach Fig. 4 sein. Als Wärmetauscher 7 können insbesondere übliche Platten- oder Schalenwärmetauscher verwendet werden. Weiter braucht der Speicher 2 nicht unbedingt ein üblicher, z.B. in einem Gebäude angeordneter Warmwasserspeicher sein. Alternativ könnte der Speicher 2 z.B. auch ein Schwimmbecken sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sollte die Vorrichtung außerdem so ausgelegt sein, daß die zum Betreiben der Schalteinrichtung 14, der Umwälzpumpen 3,6 und des Ventilators 8The invention is not limited to the described embodiments, which can be modified in many ways. This applies in particular to the basic circuit diagram shown in Fig. 1. For example, it would be possible to provide an energy converter 1 in Fig. 1 consisting exclusively of solar cells, to which only the cooling circuit is assigned, i.e. the main circuit would be completely omitted in this case. In this variant, the cooling circuit would be switched on or off when preselected temperatures at the location of the temperature sensor 15 are exceeded or not reached and would only serve for cooling. In addition, the cooling line Ic could be arranged in an open circuit, since the heat transfer fluid flowing in it now only serves for cooling, but not for heating up a storage tank. The same applies if the cooling line Ic is present in addition to a collector or the like connected to the main circuit. In addition, the design of the solar cell arrangement can also be different from that shown in Fig. 4. Conventional plate or shell heat exchangers can be used in particular as heat exchanger 7. Furthermore, the storage tank 2 does not necessarily have to be a conventional hot water storage tank, e.g. arranged in a building. Alternatively, the storage tank 2 could also be a swimming pool, for example. According to a preferred development of the invention, the device should also be designed in such a way that the for operating the switching device 14, the circulation pumps 3, 6 and the fan 8

benötigte elektrische Energie ganz oder teilweise von einem in der Vorrichtung enthaltenen Energiewandler 1 in Form einer Solarzellenanordnung aufgebracht wird. Weiterhin könnten die Umschaltventile 9,10 als Thermostatventile ausgebildet sein, die beim Erreichen vorgewählter Temperaturen den Hilfskreislauf öffnen und gleichzeitig den Hauptkreislauf schließen bzw. umgekehrt. Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale der Erfindung auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.The electrical energy required is generated in whole or in part by an energy converter 1 in the form of a solar cell arrangement contained in the device. Furthermore, the changeover valves 9, 10 could be designed as thermostat valves which, when preselected temperatures are reached, open the auxiliary circuit and simultaneously close the main circuit, or vice versa. Finally, it is understood that the various features of the invention can also be used in combinations other than those shown and described.

Claims (12)

&bull;-&bull;13 «· Ansprüche&bull;-&bull;13 «· Claims 1. Vorrichtung zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und/oder Wärmeenergie mit einem Energiewandler (1) und einer diesem zugeordneten, ein Wärmeträgerfluid führenden und eine schaltbare Förderpumpe (6) aufweisenden Kühlleitung (lc), dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Förderpumpe (6) angeschlossene Schalteinrichtung (14) zum selbsttätigen Einschalten der Förderpumpe (6) beim Überschreiten einer vorgewählten Temperatur (T1) im Energiewandler (1) und/oder in der Kühlleitung (Ic) vorgesehen ist.1. Device for converting solar energy into electrical energy and/or thermal energy with an energy converter (1) and a cooling line (lc) associated therewith, carrying a heat transfer fluid and having a switchable feed pump (6), characterized in that a switching device (14) connected to the feed pump (6) is provided for automatically switching on the feed pump (6) when a preselected temperature (T 1 ) is exceeded in the energy converter (1) and/or in the cooling line (lc). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen den Energiewandler (1) und einen Speicher (2) aufweisenden, ein Wärmeträgerfluid führenden Hauptkreislauf enthält und die Kühlleitung (Ic) dem Energiewandler (1) parallel geschaltet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that it contains a main circuit having the energy converter (1) and a storage device (2) and carrying a heat transfer fluid, and the cooling line (Ic) is connected in parallel to the energy converter (1). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleitung (Ic) in einem Kühlkreislauf angeordnet ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling line (Ic) is arranged in a cooling circuit. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalteinrichtung (14) wenigstens ein an einer vorgewählten Stelle des Energiewandlers (1) und/oder der Kühlleitung (Ic) angeordneter Temperatursensor (15) zur Ermittlung der vorgewählten Temperatur (T1) zugeordnet ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the switching device (14) is assigned at least one temperature sensor (15) arranged at a preselected point of the energy converter (1) and/or the cooling line (Ic) for determining the preselected temperature (T 1 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalteinrichtung (14) wenigstens ein weiterer, dem Speicher (2) zugeordneter Temperaturfühler (16) zugeordnet ist und die Schalteinrichtung (14) auch zum Ein- bzw. Ausschalten einer im Hauptkreislauf angeordneten Umwälzpumpe (3) beim Über- bzw. Unterschreiten vorgewählter Temperaturen (T2) im Speicher (2) eingerichtet ist.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the switching device (14) is assigned at least one further temperature sensor (16) assigned to the storage tank (2) and the switching device (14) is also designed to switch a circulation pump (3) arranged in the main circuit on or off when preselected temperatures (T 2 ) in the storage tank (2) are exceeded or not reached. &bull;&Mgr;'&bull;&Mgr;' 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (14) so ausgebildet ist, daß sie die Förderpumpe (6) und/oder die Umwälzpumpe (3) beim Über- bzw. Unterschreiten vorgewählter Temperaturen und/oder Temperaturdifferenzen (T1 - T2) ein- bzw. ausschaltet.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switching device (14) is designed such that it switches the feed pump (6) and/or the circulation pump (3) on or off when preselected temperatures and/or temperature differences (T 1 - T 2 ) are exceeded or not reached. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf einen Wärmetauscher (J) enthält.7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the cooling circuit contains a heat exchanger (J) . 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (7) ein Luft/Flüssigkeit-Wärmetauscher ist.8. Device according to claim 7, characterized in that the heat exchanger (7) is an air/liquid heat exchanger. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleitung (Ic) durch Umschaltventile (9,10) mit dem Hauptkreislauf verbunden ist, mittels derer der Energiewandler (1) wahlweise in den Hauptkreislauf oder in die Kühlleitung schaltbar ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cooling line (Ic) is connected to the main circuit by switching valves (9, 10), by means of which the energy converter (1) can be switched optionally into the main circuit or into the cooling line. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler (1) wenigstens eine Solarzelle (24) enthält.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the energy converter (1) contains at least one solar cell (24). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiewandler (1) eine Solarzellenanordnung mit einem auf der Rückseite der Solarzelle (24) angebrachten, vom Wärmeträgerfluid durchströmten Kühlkörper (27) aufweist.11. Device according to claim 10, characterized in that the energy converter (1) has a solar cell arrangement with a cooling body (27) mounted on the back of the solar cell (24) and through which the heat transfer fluid flows. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (27) aus einer Lamelle mit einer Mehrzahl von Wellungen besteht, die vom Wärmeträgerfluid durchströmte Bereiche (33,34) oder Kanäle bilden, die an parallel zur Strömungsrichtung des Wärmeträgerfluids erstreckten Seiten offen sind und mit diesen offenen Seiten unmittelbar an die Solarzellen (24) grenzen.12. Device according to claim 11, characterized in that the cooling body (27) consists of a lamella with a plurality of corrugations which form regions (33, 34) through which the heat transfer fluid flows or channels which are open on sides extending parallel to the flow direction of the heat transfer fluid and which border directly on the solar cells (24) with these open sides.
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