[go: up one dir, main page]

WO2003007387A1 - Solareinheit - Google Patents

Solareinheit Download PDF

Info

Publication number
WO2003007387A1
WO2003007387A1 PCT/CH2002/000356 CH0200356W WO03007387A1 WO 2003007387 A1 WO2003007387 A1 WO 2003007387A1 CH 0200356 W CH0200356 W CH 0200356W WO 03007387 A1 WO03007387 A1 WO 03007387A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solar
light
plate
unit according
solar unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH2002/000356
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Gerteis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2003007387A1 publication Critical patent/WO2003007387A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements
    • H10F77/42—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H10F77/488—Reflecting light-concentrating means, e.g. parabolic mirrors or concentrators using total internal reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • Such a solar unit is known from practice.
  • individual solar units which may be connected to a photovoltaic module, also called a solar module, can be connected to each other in the usual way, so positioned for sunlight that the light strikes approximately perpendicular to the transparent surface of the solar cell.
  • WO 00/02256 discloses frames made of profiles with which plate-like elements and in particular also solar modules or solar cells can be gripped and supported laterally. Such an arrangement of plate-like elements and frames made of profiles should, inter alia, allow the use as roof elements.
  • the invention has for its object to provide a solar unit of the type specified, which is more economical, especially space-saving, operable. This object is achieved by a solar unit with the features of claim 1.
  • At least two solar cells in the form of a photovoltaic module are connected from their respective transparent side to the plate made of light-conducting material, wherein preferably both in the light incidence direction and q he has several solar cells behind or next to each other on the same plate are arranged.
  • a photovoltaic module also called solar module, has a specific power, which can be set exactly by the serial and / or parallel connection of the individual solar cells.
  • the solar cells are arranged on opposite sides of the same plate.
  • one and the same plate can accommodate solar cells on both sides, whereby the cost-effectiveness of the solar unit according to the invention can be further increased.
  • a plurality of plates are connected together with the or each associated solar cell parallel to each other aligned to form a module package.
  • a module package is extremely compact and offers the user a high performance per available base area.
  • the solar cells located between two plates are arranged back to back with an insulating layer provided therebetween.
  • the performance of a module package is increased again, so that the available base area can be used to a large extent for power generation.
  • the other narrow sides of the respective plate are provided with a light-reflecting layer, preferably a mirror layer.
  • a light-reflecting layer preferably a mirror layer.
  • the respective plate is made of glass or acrylic glass, preferably made of Plexiglas.
  • Acrylic glass has a high light transmittance, transparency and scratch resistance.
  • the translucency of Plexiglas (this term is a registered trademark) is about 93%.
  • Plexiglas is deformable, provided that it is heated to about 140 to 160 ° C, polishable, cuttable, sandable. It is also possible to saw, punch, file and drill Plexiglas. It can also be glued to certain adhesives, namely polyacrylate and polymethacrylate adhesives. Plexiglas can thus be easily processed and used for the solar unit according to the invention.
  • the respective plate is structured in such a way that the light is conducted uniformly to the transparent side of the at least one solar cell such that the incoming light with greater penetration depth also reaches those regions of each transparent side which are of the at least one narrow side of the respective plate, through which the light enters, are remote.
  • a plate constructed in this way also conducts the light into greater penetration depths so that the areas of the transparent side of each solar cell or solar cell, which are further remote from the narrow side of the plate through which the light enters, are well supplied with light.
  • the latter areas or the latter solar cells have a good or at least adequate efficiency.
  • a collector which is arranged above the solar unit, which collects incident light and then passes bundled to at least one narrow side of the respective plate of light-conducting material.
  • the collector has an outer, circumferential, large reflector and an inner, central, small reflector and the light is preferably conducted via the large reflector to the small reflector and from there to at least one narrow side of the respective plate.
  • Such a collector is compact and able to guide the light bundled to the respective narrow sides of the individual plates, so that they are supplied with light to an increased extent.
  • Fig. 3 is a schematic cross section through part of the photovoltaic module.
  • a solar unit 1 in the form of a photovoltaic module 2 is shown schematically in a perspective, slightly exploded view in Fig. 1.
  • the solar unit 1 has at least one solar cell 3, which is connected from its transparent side 4 (see Fig. 3) ago with a plate 5 made of non-conductive material.
  • the plate 5 made of nonconducting material is arranged and designed in such a way that the light (see arrows A in FIGS. 1 and 3) is led via at least one of its narrow sides 6 into the plate 5 to the transparent side 4 of the at least one solar cell 3.
  • a plurality of solar cells 3 in the form of a photovoltaic module are connected from their respective transparent side 4 to the plate 5 of light-conducting material.
  • both in the direction of light according to the arrows A and transverse to several solar cells 3 behind or next to each other on the same plate 5 may be arranged.
  • five solar cells 3 are arranged side by side on the first plate 5 facing the viewer in the direction of incidence according to the arrows A, behind or beneath each other and transversely to the direction of light incidence, so that a total of fifteen solar cells 3 are arranged on the first plate 5 each with its transparent side 4 towards the plate on 'this rest.
  • each plate 5 in the embodiment according to FIG. 1 carries fifteen solar cells on each of its sides 9, 10, ie a total of thirty solar cells 3.
  • the reflective layer 14 is indicated in Fig. 1 for the sake of clarity only in the region of the rear plate 5 at the left upper corner. It is clear that the reflective layer is on the entire narrow side and in particular on the other narrow sides, through which the light does not penetrate into the plate, which are in Fig. 1, the respective right narrow side and the lower narrow side.
  • Each plate 5 is made of glass or acrylic glass, preferably made of Plexiglas.
  • Plexiglas is a polymethyl methacrylate (PMMA)
  • the term Acrylclas is a collective term for organic art glass of polymethacrylates, which are prepared by bulk or bead polymerization and subsequent extrusion or injection molding, for example in the form of sheets or blocks.
  • each plate 5 is structured in such a way that the light is conducted relatively uniformly to the transparent side 4 of each solar cell 3.
  • a collector 15 is arranged above the module package 11 in the form of the photovoltaic module 2. This collects the incident according to the beams 16 light and then passes this bundled to the narrow side 6 each plate 5 of photoconductive material on.
  • the collector 15 has an outer, circumferential, large reflector 17 and an inner, central, small reflector 18, the light, as illustrated by the rays 16, passing through the large reflector 17 to the small reflector 18 Refletor 18 and from there to the respective upper narrow side of each plate is passed.
  • the reflectors 17, 18 may be configured such that the light is distributed as uniformly as possible over the length of the upper narrow side 6 of each plate is introduced into this.
  • collector 15 is adapted to the dimensions and the shape of the underlying photovoltaic module 2, but at least can be adapted.
  • the respective plate for the sake of simplicity is not shown in detail; Rather, only the solar cells 3 are indicated purely schematically in this illustration.
  • the collector 15 may be covered to protect the reflectors 17 and 18 with a protective glass 19.
  • a collector can also be arranged on smaller solar units, if desired also on a solar unit consisting only of a solar cell applied to a plate.
  • a solar cell 3 has, for example, a thickness of 0.5 mm, a height or length in the light incident direction ⁇ IO ⁇ . 100 mm and a width transverse to the direction of light incidence, for example 50 mm.
  • a plate 5 has, for example, a thickness of 2 mm and also a length parallel to the direction of light incidence of 100 mm and a width transverse to the light incident direction of 50 mm.
  • 36 solar cells and 18 plates can now be connected together to form a module package.
  • the module package is as it were standing exposed to the sun so that the light hits the upper narrow side of each plate and then passes through the plates to the transparent sides of each solar cell and thus the absorber layer of each solar cell.
  • a solar unit according to the invention With such a module package, 200 module packages with approximately 7,000 solar cells could be accommodated on a square meter of floor space. The resulting performance is considerably higher than that which can be achieved with conventional solar modules.
  • the production costs of a solar unit according to the invention are approximately one third of that of a known solar unit of the same power.
  • the erfindungsge wet solar unit can be used very compactly.
  • a conventional solar unit requires 20 m 2 to reach a given power.
  • a solar unit according to the invention requires only about 400 cm 2 for the same power and, moreover, only one housing with a collector, whereas numerous housings are to be used in the conventional solar unit. It follows that ultimately the manufacturing price of a solar unit according to the invention, as mentioned above, can be set much lower than that of conventional solar units.
  • the inventive solar unit is therefore relatively inexpensive to produce and also works more economically than conventional solar units.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Solareinheit (1) mit wenigstens einer Solarzelle (3). Erfindungsgemäss ist die wenigstens eine Solarzelle (3) von ihrer transparenten Seite her mit einer Platte (5) aus lichtleitendem Material verbunden, welche Platte derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das Licht (Pfeile A) über eine ihrer Schmalseiten (6) in die Platte (5) eintretend zur transparenten Seite der wenigstens einen Solarzelle (3) geleitet wird. Vorzugsweise sind mehrere Solarzellen auf beiden Seiten (9, 10) jeder Platte (5) angeordnet und mehrere Solarzellen aufweisende Platten (5) zu einem Photovoltaikmodul (2) miteinander verbunden.

Description

Solareinheit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Solareinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Solareinheit ist aus der Praxis bekannt. Dabei sind einzelne Solareinheiten, welche zu einem Photovoltaik- Modul, auch Solarmodul genannt, auf übliche Weise miteinander verbunden sein können, derart zum Sonnenlicht aufgestellt, dass das Licht etwa senkrecht auf die transparente Fläche der Solarzelle trifft.
Aus der WO 00/02256 sind beispielsweise Rahmen aus Profilen bekannt, mit welchen plattenartige Elemente und insbesondere auch Solarmodule oder Solarzellen seitlich gefasst und gestützt werden können. Eine solche Anordnung von plattenartigen Elementen und Rahmen aus Profilen soll unter anderem die Verwendung als Dachelemente erlauben.
Aus der DE-Al-43 23 103 ist ein trichterförmiger Reflektor zur Konzentration der Sonnenstrahlen auf Solarzellen oder Sonnenkollektoren bekannt. Dabei wird die Reflexion des Lichtes durch aufgeklebte Aluminiumfolie oder andere spiegelnde Folien erreicht, wobei die Strahlen nur einmal umgelenkt werden.
Aus der EP-A3-0 255 900 ist eine Abdeckung für Photovoltaik- Zellen bekannt, wobei Prismen auf der äusseren Oberfläche der Abdeckung derart ausgebildet sind, dass das einfallende Sonnenlicht durch die Prismen hauptsächlich auf die aktive Zellfläche gebrochen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solareinheit der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welche wirtschaftlicher, insbesondere platzsparender, betreibbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Solareinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Erfindungsgemäss ist die wenigstens eine Solarzelle von ihrer transparenten Seite her mit einer Platte aus lichtleitendem Material verbunden, welche Platte derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das Licht über wenigstens eine ihrer Schmalseiten in die Platte eintretend zur transparenten Seite der wenigstens einen Solarzelle geleitet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solareinheiten bedeutet dies, dass die Solarzelle etwa parallel und nicht wie bisher senkrecht zum eintretenden oder auftreffenden Licht angeordnet ist. Daraus folgt ferner, dass die Solareinheit gewissermassen aufrecht steht und dadurch nur eine geringe Standfläche einnimmt, so dass pro für das Aufstellen von Solareinheiten zu Verfügung stehender, vorgegebener Grundfläche eine sehr viel grössere Solarzellenfläche untergebracht werden kann, wodurch die Wirtschaftlichkeit deutlich verbessert werden kann. Umgekehrt bedeutet dies, dass für eine bestimmte, zu erreichende Leistung der Solareinheit eine sehr viel geringere Grundfläche als bislang benötigt wird. Dies ist, wie zuvor erwähnt, darauf zurückzuführen, dass die einzelnen Solarzellen nicht flach auf der zu Verfügung stehenden Grundfläche aufliegen, sondern sozusagen auf der Grundfläche aufstehend angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, pro zu Verfügung stehender Einheit der Grundfläche eine beträchtlich grössere Solarzellenfläche unterzubringen und damit eine deutlich gesteigerte Leistungsfähigkeit der Solareinheit zu erreichen.
Ge äss einer vorteilhaften Weiterbildung sind wenigstens zwei Solarzellen in Form eines Photovoltaik-Moduls von ihrer jeweiligen transparenten Seite her mit der Platte aus lichtleitendem Material verbunden, wobei vorzugsweise sowohl in Lichteinfallsrichtung als auch q er dazu mehrere Solarzellen hinter- bzw. nebeneinander auf derselben Platte angeordnet sind. Ein solcher Photovoltaik-Modul, auch Solarmodul genannt, hat eine spezifische Leistung, welche durch die serielle und/oder parallele Verschaltung der einzelnen Solarzellen exakt eingestellt werden kann.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Solarzellen auf gegenüberliegenden Seiten derselben Platte angeordnet. Dadurch kann ein und dieselbe Platte auf ihren beiden Seiten Solarzellen aufnehmen, wodurch die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemässen Solareinheit weiter gesteigert werden kann.
Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Platten zusammen mit der oder den jeweils zugeordneten Solarzellen parallel zueinander ausgerichtet zu einem Modulpaket miteinander verbunden. Ein solches Modulpaket ist äusserst kompakt aufgebaut und bietet dem Verwender pro zu Verfügung stehender Grundfläche eine hohe Leistungsfähigkeit.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind die zwischen zwei Platten befindlichen Solarzellen Rücken an Rücken mit einer dazwischen vorgesehenen Isolationsschicht angeordnet. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit eines Modulpakets nochmals gesteigert, so dass die zu Verfügung stehende Grundfläche in hohem Masse zur Stromgewinnung ausgenutzt werden kann.
Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die anderen Schmalseiten der jeweiligen Platte mit einer lichtreflektierenden Schicht, vorzugsweise einer Spiegelschicht, versehen. Damit kann das Licht an diesen Schmalseiten nicht wieder austreten, sondern wird in den Innenraum der Platte zurückgeworfen, so dass es für die vorhandenen Solarzellen nutzbar ist. Vorteilhaf erweise ist die jeweilige Platte aus Glas oder Ac- rylglas, vorzugsweise aus Plexiglas, gefertigt. Acrylglas hat eine hohe Lichtdurchlässigkeit, Transparenz und Kratzfestig- keit. Die Lichtdurchlässigkeit von Plexiglas (dieser Begriff ist eine eingetragene Marke) liegt bei etwa 93 %. Zudem ist Plexiglas verformbar, sofern es auf etwa 140 bis 160 °c erwärmt wird, polierbar, schneidbar, schleifbar. Es ist auch möglich, Plexiglas zu sägen, zu stanzen, zu feilen und zu bohren. Es kann auch mit bestimmten Klebstoffen, nämlich Po- lyacrylat- und Polymethacrylat-Klebstoffen verklebt werden. Damit ist Plexiglas gut verarbeitbar und für die erfindungs- gemässe Solareinheit einsetzbar.
Gemäss einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die jeweilige Platte derart strukturiert, dass das Licht gleichmäs- sig derart zur transparenten Seite der wenigstens einen Solarzelle geleitet wird, dass das eintretende Licht mit grös- serer Eindringtiefe auch in solche Bereiche jeder transparenten Seite gelangt, die von der wenigstens einen Schmalseite der jeweiligen Platte, durch die das Licht eintritt, abgelegen sind. Eine derart aufgebaute Platte leitet das Licht damit auch in grössere Eindringtiefen, so dass auch die Bereiche der transparenten Seite jeder Solarzelle oder Solarzellen, die von der Schmalseite der Platte, durch die das Licht eintritt, weiter abgelegen sind, gut mit Licht versorgt werden. Damit haben auch letztere Bereiche oder letztgenannte Solarzellen einen guten oder zumindest angemessenen Wirkungsgrad.
Vorteilhafterweise ist ein Kollektor vorgesehen, welcher oberhalb der Solareinheit angeordnet ist, das eintreffende Licht sammelt und dann gebündelt zur wenigstens einen Schmalseite der jeweiligen Platte aus lichtleitendem Material weiterleitet. Mit einem solchen Kollektor lässt sich die Ener- gieausbeute und damit der Wirkungsgrad der erfindungsgemässen Solareinheit nochmals deutlich steigern. Letztlich kann damit die Sonnenenergie von einer grösseren Fläche eingefangen werden.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kollektor einen- äusseren, umfangsseitigen, grossen Reflektor und einen inneren, zentralen, kleinen Reflektor auf und wird das Licht vorzugsweise über den grossen Reflektor zum kleinen Reflektor und von dort zur wenigstens einen Schmalseite der jeweiligen Platte geleitet. Ein solcher Kollektor ist kompakt aufgebaut und in der Lage, das Licht gebündelt zu den jeweiligen Schmalseiten der einzelnen Platten zu leiten, so dass diese in gesteigertem Masse mit Licht versorgt werden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend an hand der Zeichnung näher erläutert, wobei alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung insbesondere unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung bilden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische, leicht auseinandergezogene Darstellung einer Solareinheit in Form eines Photovoltaik-Moduls;
Fig. 2 eine perspektivische, schematische Darstellung eines auf einen Photovoltaik-Modul gesetzten Kollektors; und
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch einen Teil des Photovoltaik-Moduls .
Eine Solareinheit 1 in Form eines Photovoltaik-Moduls 2 ist in einer perspektivischen, leicht auseinandergezogenen Darstellung schematisch in Fig. 1 gezeigt.
Gemäss einer einfachen, nicht näher gezeigten Ausführungsform weist die Solareinheit 1 wenigstens eine Solarzelle 3 auf, die von ihrer transparenten Seite 4 (siehe Fig. 3) her mit einer Platte 5 aus nichtleitendem Material verbunden ist. Die Platte 5 aus nichtleitendem Material ist erfindungsgemäss derart angeordnet und ausgebildet, dass das Licht (siehe Pfeile A in Fig. 1 und 3) über wenigstens eine ihrer Schmalseiten 6 in die Platte 5 eintretend zur transparenten Seite 4 der wenigstens einen Solarzelle 3 geleitet wird.
Gemäss einer anderen Ausführungsform sind mehrere Solarzellen 3 in Form eines Photovoltaik-Moduls von ihrer jeweiligen transparenten Seite 4 her mit der Platte 5 aus lichtleitendem Material verbunden. Dabei können, wie dies auf der dem Betrachter zugewandten Vorderseite des Moduls der Fig. 1 gezeigt ist, sowohl in Lichteinfallsrichtung gemäss den Pfeilen A als auch quer dazu mehrere Solarzellen 3 hinter- bzw. nebeneinander auf derselben Platte 5 angeordnet sein. In der Darstellung gemäss Fig. 1 sind auf der dem Betrachter zugewandten ersten Platte 5 in Einfallsrichtung gemäss den Pfeilen A drei Solarzellen 3 hinter- oder untereinander und quer zur Lichteinfallsrichtung fünf Solarzellen 3 nebeneinander angeordnet, so dass auf der ersten Platte 5 insgesamt fünfzehn Solarzellen 3 jeweils mit ihrer transparenten Seite 4 zur Platte hin auf' dieser aufliegen.
Wie in Fig. 1 lediglich im Bereich der linken Ecke 7 oder im Bereich der rechten Ecke 8 des Photovoltaik-Moduls 2 zu sehen, genauer aber in Fig. 3 gezeigt, sind die Solarzellen 3 auf gegenüberliegenden Seiten 9, 10 derselben Platte 5 angeordnet. Dies bedeutet, dass nicht nur auf der Vorderseite 9 in Fig. 1 fünfzehn Solarzellen 3, sondern auch auf der Rückseite 10 derselben Platte 5 fünfzehn Solarzellen 3 angeordnet sind. Damit trägt jede Platte 5 in der Ausführungsform gemäss der Fig. 1 auf jeder ihrer Seiten 9, 10 fünfzehn Solarzellen, insgesamt also dreissig Solarzellen 3.
Wie in Fig. 1 angedeutet, sind mehrere Platten 5, im gezeig¬ ten Ausführungsbeispiel sieben Platten zusammen mit den je- weils zugeordneten Solarzellen 3 parallel zueinander ausgerichtet zu einem Modulpaket 11 miteinander verbunden, wobei diese Verbindung je nach Wunsch des Verwenders eine serielle und/oder parallele Verschaltung der einzelnen Solarzellen aber auch der Platten untereinander hat. Da nun, wie zuvor erwähnt, jede Platte auf ihrer Vorder- und Rückseite Solarzellen aufweist, sind die zwischen zwei Platten 5 befindlichen Solarzellen gewissentlassen Rücken an Rücken angeordnet und mit einer dazwischenliegenden Isolationsschicht 12 versehen. Diese ist in Fig. 1 der besseren Übersicht halber weggelassen und lediglich in der Teilansicht gemäss Fig. 3 angedeutet.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die anderen Schmalseiten 13, d.h. diejenigen Schmalseiten, durch die das Licht nicht in die jeweilige Platte 5 eintritt, mit einer lichtreflektierenden Schicht 14, vorzugsweise einer Spiegelschicht, versehen, so dass das Licht an diesen Stellen nicht vom Inneren der jeweiligen Platte nach aussen dringen kann, sondern vielmehr in die Platte zurückgeworfen wird. Die reflektierende Schicht 14 ist in Fig. 1 der besseren Übersicht halber lediglich im Bereich der hinteren Platte 5 an deren linker, oberer Ecke angedeutet. Es ist klar, dass die reflektierende Schicht sich auf der gesamten Schmalseite und insbesondere auch auf den anderen Schmalseiten, durch die das Licht nicht in die Platte dringt, das sind in Fig. 1 die jeweilige rechte Schmalseite und die untere Schmalseite, befindet.
Jede Platte 5 ist aus Glas oder Acrylglas, vorzugsweise aus Plexiglas, gefertigt. Plexiglas ist ein Polymethylmethacrylat (PMMA) , wobei die Bezeichnung Acrylclas ein Sammelbegriff für organische Kunstgläser aus Polymethacrylaten ist, die durch Substanz- oder Perlpolymerisation und nachträgliches Extrudieren bzw. Spritzgiessen beispielsweise in Form von Tafeln oder Blöcken hergestellt werden. Gemäss einer anderen, nicht näher gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist jede Platte 5 derart strukturiert, dass das Licht relativ gleichmässig zur transparenten Seite 4 jeder Solarzelle 3 geleitet wird. Das bedeutet, dass das gemäss den Pfeilen A eintretende Licht mit grösserer Eindringtiefe, d.h. mit grösserem Abstand von der oberen Schmalseite 6 jeder Platte auch in solche Bereiche jeder Solarzelle gelangt, die von der oberen Schmalseite 6 der jeweiligen Platte 5 abgelegen sind. Bei dieser Ausführungsform ist es daher möglich, beispielsweise Prismen so vorzusehen, dass das Licht möglichst gleichmässig auf die fünfzehn Module jeder Plattenseite 9, 10 aufgeteilt wird. Eine solche Anordnung kann beispielsweise mit Hilfe sogenannter Katzenaugen erfolgen, wobei die einzelnen Prismen anders als bei im Strassenverkehr verwendeten Katzenaugen so angeordnet sind, dass das Licht nicht wieder in Einfallsrichtung zurückgeworfen, sondern in andere Bereiche umgelenkt wird.
Gemäss der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist oberhalb des Modulpakets 11 in Form des Photovoltaik-Moduls 2 ein Kollektor 15 angeordnet. Dieser sammelt das gemäss den Strahlen 16 eintreffende Licht und leitet dieses dann gebündelt zur Schmalseite 6 jeder Platte 5 aus lichtleitendem Material weiter. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist der Kollektor 15 einen äus- seren, umfangsseitigen, grossen Reflektor 17 und einen inneren, zentralen, kleinen Reflektor 18 auf, wobei das Licht, wie gemäss den Strahlen 16 veranschaulicht, über den grossen Reflektor 17 zum kleinen Refletor 18 und von dort zur jeweiligen oberen Schmalseite jeder Platte geleitet wird. Die Reflektoren 17, 18 können derart ausgestaltet sein, dass das Licht möglichst gleichmässig über die Länge der oberen Schmalseite 6 jeder Platte verteilt in diese eingeleitet wird.
Es ist klar, dass der Kollektor 15 an die Abmessungen und die Form des darunter befindlichen Photovoltaikmoduls 2 angepasst ist, zumindest aber angepasst sein kann. In dem in Fig. 2 dargestellten Modulpaket 11 ist die jeweilige Platte der Einfachheit halber nicht näher eingezeichnet; vielmehr sind rein schematisch lediglich die Solarzellen 3 in dieser Darstellung angedeutet .
Ferner kann der Kollektor 15 zum Schutz der Reflektoren 17 bzw. 18 mit einem Schutzglas 19 abgedeckt sein.
Es ist klar, dass ein Kollektor auch auf kleineren Solareinheiten, falls gewünscht auch auf einer Solareinheit bestehend lediglich aus einer auf eine Platte aufgebrachten Solarzelle, angeordnet sein kann.
Eine Solarzelle 3 hat beispielsweise eine Dicke von 0,5 mm, eine Höhe oder Länge in Lichteinfallsrichtung ΛIOΏ. 100 mm und eine Breite quer zur Lichteinfallsrichtung von beispielsweise 50 mm. Eine Platte 5 hat beispielsweise eine Dicke von 2 mm und ebenfalls eine Länge parallel zur Lichteinfallsrichtung von 100 mm und eine Breite quer zur Lichteinfallsrichtung von 50 mm. Auf diese Art und Weise können nun beipsielsweise 36 Solarzellen und 18 Platten miteinander zu einem Modulpaket verbunden werden. Das Modulpaket wird sozusagen stehend der Sonne derart ausgesetzt, dass das Licht auf die obere Schmalseite jeder Platte trifft und dann durch die Platten zu den transparenten Seiten jeder Solarzelle und damit zur Absorberschicht jeder Solarzelle gelangt.
Mit einem derartigen Modulpaket könnten auf einem Quadratmeter Grundfläche beipsielsweise 200 Modulpakete mit etwa rund 7.000 Solarzellen untergebracht werden. Die daraus resultierende Leistung liegt beträchtlich über derjenigen, welche mit üblichen Solarmodulen erreicht werden kann. Die Herstellungskosten einer erfindungsgemässen Solareinheit liegen etwa bei einem Drittel derjenigen einer bekannten Solareinheit gleicher Leistung. Die erfindungsge ässe Solareinheit ist sehr platzsparend einsetzbar. Beispielsweise benötigt eine herkömmliche Solareinheit zum Erreichen einer bestimmten Leistung 20 m2. Eine er- findungsgemässe Solareinheit benötigt bei gleicher Leistung lediglich etwa 400 cm2 und darüber hinaus auch lediglich ein Gehäuse mit Kollektor, wohingegen bei der herkömmlichen Solareinheit zahlreiche Gehäuse zu verwenden sind. Daraus folgt, dass letztlich der Herstellungspreis einer erfindungsgemässen Solareinheit, wie zuvor erwähnt, deutlich niedriger als derjenige herkömmlicher Solareinheiten angesetzt werden kann.
Die erfindungsgemässe Solareinheit ist daher relativ preiswert herstellbar und arbeitet darüber hinaus wirtschaftlicher als herkömmliche Solareinheiten.

Claims

Patentansprüche
1. Solareinheit mit wenigstens einer Solarzelle (3), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Solarzelle (3) von ihrer Oberseite (4) her mit einer Platte (5) aus lichtleitendem Material verbunden ist, welche Platte derart angeordnet und ausgebildet ist, dass das Licht über wenigstens eine ihrer Schmalseiten (6) in die Platte '(5) eintretend zur Oberseite (4) der wenigstens einen Solarzelle (3) geleitet wird.
2. Solareinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Solarzellen (3) in Form eines Photovoltaik-Moduls (2) von ihrer jeweiligen Oberseite (4) her mit der Platte (5) aus lichtleitendem Material verbunden sind.
3. Solareinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl in Lichteinfallsrichtung als auch quer dazu mehrere Solarzellen (3) hinter- bzw. nebeneinander auf derselben Platte (5) angeordnet sind.
4. Solareinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (3) auf gegenüberliegenden Seiten (9, 10) derselben Platte (5) angeordnet sind.
5. Solareinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Platten (5) zusammen mit der oder den jeweils zugeordneten Solarzellen (3) parallel zueinander ausgerichtet zu einem Modulpaket (11) miteinander verbunden sind.
6. Solareinheit nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen zwei Platten (5) befindlichen Solarzellen (3) Rücken an Rücken mit einer dazwischen vorgesehenen Isolationsschicht (12) angeordnet sind.
7. Solareinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Schmalseiten (13) der jeweiligen Platte (5) mit einer lichtreflektierenden Schicht (14) , vorzugsweise einer Spiegelschicht, versehen sind.
8. Solareinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Platte (5) aus Glas oder Acrylglas, vorzugsweise aus Plexiglas, gefertigt ist.
9. Solareinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Platte (5) derart strukturiert ist, dass das Licht gleichmässig zur Oberseite (4) der wenigstens einen Solarzelle (3) geleitet wird, dass das eintretende Licht mit grösserer Eindringtiefe auch in solche Bereiche jeder Oberseite (4) gelangt, die von der wenigstens einen Schmalseite- (6) der jeweiligen Platte (5), durch die das Licht eintritt, abgelegen sind.
10. Solareinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kollektor (15) , welcher oberhalb der Solareinheit (1) angeordnet ist, das eintreffende Licht sammelt und dann gebündelt zur wenigstens einen Schmalseite (6) der jeweiligen Platte (5) aus lichtleitendem Material weiterleitet.
11. Solareinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor (15) einen äusseren, umfangsseitigen, grossen Reflektor (17) und einen inneren, zentralen, kleinen Reflektor (18) aufweist und dass das Licht vorzugsweise über den grossen Reflektor (17) zum kleinen Reflektor (18) und von dort zur wenigstens einen Schmalseite (6) der jeweiligen Platte (5) geleitet wird.
PCT/CH2002/000356 2001-07-09 2002-07-02 Solareinheit Ceased WO2003007387A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH12572001 2001-07-09
CH1257/01 2001-07-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003007387A1 true WO2003007387A1 (de) 2003-01-23

Family

ID=4564960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2002/000356 Ceased WO2003007387A1 (de) 2001-07-09 2002-07-02 Solareinheit

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2003007387A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035965A1 (de) * 2006-08-02 2008-02-07 Kay Itzigehl Solarzellenanordnung
NL2002766C2 (nl) * 2009-04-20 2010-10-22 Stichting Energie Zonnepaneel en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2737847A1 (de) * 1977-08-23 1979-03-08 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung mit lumineszenz-lichtkonzentratoren zur umwandlung von solarenergie
GB1602889A (en) * 1978-05-30 1981-11-18 Lidorenko N S Semiconductor photovoltaic generator and a method of manufacturing same
US4367367A (en) * 1978-07-04 1983-01-04 Renata Reisfeld Collector for solar energy
DE4323103A1 (de) * 1993-07-10 1995-01-19 Karin Gebhard Anordnung von Konzentratoren zur Steigerung des Wirkungsgrades beim Einsatz der Sonnenenergie
FR2792460A1 (fr) * 1999-04-19 2000-10-20 Biocube Generateurs photovoltaiques a cascade lumineuse et variation de flux electromagnetique

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2737847A1 (de) * 1977-08-23 1979-03-08 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung mit lumineszenz-lichtkonzentratoren zur umwandlung von solarenergie
GB1602889A (en) * 1978-05-30 1981-11-18 Lidorenko N S Semiconductor photovoltaic generator and a method of manufacturing same
US4367367A (en) * 1978-07-04 1983-01-04 Renata Reisfeld Collector for solar energy
DE4323103A1 (de) * 1993-07-10 1995-01-19 Karin Gebhard Anordnung von Konzentratoren zur Steigerung des Wirkungsgrades beim Einsatz der Sonnenenergie
FR2792460A1 (fr) * 1999-04-19 2000-10-20 Biocube Generateurs photovoltaiques a cascade lumineuse et variation de flux electromagnetique

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035965A1 (de) * 2006-08-02 2008-02-07 Kay Itzigehl Solarzellenanordnung
NL2002766C2 (nl) * 2009-04-20 2010-10-22 Stichting Energie Zonnepaneel en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
WO2010123352A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-28 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Solar panel and method for the manufacture thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0034211B1 (de) Solarzellenanordnung
DE3741477C2 (de)
AT400592B (de) Bauplatte für lärmschutzwände, sowie lärmschutzwand
AT516194B1 (de) Photovoltaikmodul mit integrierter lichtlenkender Struktur basierend auf interner Totalreflexion
DE102008004771A1 (de) Solarzelle
DE19735281A1 (de) Einrichtung zur Erzeugung von Energie
DE10109643B4 (de) Dünnschicht-Photovoltaikmodul aus mehreren Teilmodulen und Herstellungsverfahren hierfür
DE102012206115B4 (de) Homogenisierender Lichtleitkörper für Solarkonzentratoren und Verfahren zum Erzeugen elektrischer Leistung
EP2294628A2 (de) Vorrichtung und verfahren zum konzentrieren von einfallendem licht
DE20314372U1 (de) Sonnenkonzentrator für lichtbündelnde Photovoltaic-Anlagen
CH684371A5 (de) Solarmodul, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung als Fassadenelement.
WO2009062837A1 (de) Solarzelle mit optischen verstärkungsstrukturen
DE102008010012A1 (de) Photovoltaik-Vorrichtung mit mindestens einem mindestens eine Lichtumwandlerschicht aufweisenden optischen Element
DE102010048730A1 (de) Photovoltaik-Kollektor
DE4016665A1 (de) Fotozellenanordnung zur erzeugung elektrischer energie
DE202017006810U1 (de) Tageslicht-Beleuchtungssystem
WO2003007387A1 (de) Solareinheit
DE2835371A1 (de) Sonnenheizgeraet mit waermefalle
DE19954954A1 (de) Photovoltaische Wandlereinrichtung
WO2011045086A1 (de) Energiewandlervorrichtung zur verwendung als solarkollektor oder als heizkörper
EP2747275A2 (de) Zum Teil transparenter Sonnenkollektor
DE102006028932A1 (de) Photovoltaikmodul
DE9110233U1 (de) Solarpaneele, insbesondere für Solarkollektoren
DE102012102752A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum photovoltaischen Absorbieren von einfallendem Licht
DE102010027779A1 (de) Kollektor und eine den Kollektor umfassende Kollektoranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ CZ DE DE DK DK DM DZ EC EE EE ES FI FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SI SK SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP