WO2014114286A1

WO2014114286A1 - Reflexionsflächeneinrichtung für photovoltaikanlagen

Info

Publication number: WO2014114286A1
Application number: PCT/DE2014/000025
Authority: WO
Inventors: Johannes SPREIER
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2014-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-28
Also published as: DE102013001363A1; DE112014000580A5; EP2976789A1

Abstract

Eine Reflexionsflächeneinrichtung (10.1, 10.2, 10.3) als Bestandteil von Photovoltaikanlagen (80) oder Photovoltaikeinheiten (60) mit einer Tragschicht (12.1, 12.2, 12.3) und einer lichtreflektierenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Tragschicht (12.1, 12.2, 12.3) oberseitig eine Vielzahl von Reflexionsformelementen (20.1, 20.2, 20.3) vorhanden sind, die zumindest oberseitig eine konvex geformte Oberflächenstruktur aufweisen, sodass einfallendes Licht (L) diffus (D) reflektiert wird.

Description

BESCHREIBUNG

Reflexionsflächeneinrichtung für Photovoltaikanlagen

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reflexionsflächeneinrichtung als Bestandteil von Photovoltaikanlagen und eine Photovoltaik- einrichtung mit einer Tragschicht und einer lichtreflektierenden Oberfläche und eine Photovoltaikanlage mit derartigen Reflexionsflächeneinrichtungen.

STAND DER TECHNIK

Es ist bekannt, bei Photovoltaikanlagen, die Photovoltaikeinheiten aufweisen, die in einem vorgegebenen Raster geneigt und zur Sonne hin ausgerichtet vorhanden sind, im Zwischenbereich zwischen einzelnen Photovoltaikeinheiten Reflexionsflächeneinrichtungen einzusetzen, die den Wirkungsgrad der Photovoltaikeinheiten aufgrund der Reflexion der einfallenden Lichtstrahlen erhöhen. Die Erhöhung des Wirkungsgrades ist jedoch bei den bekannten

Reflexionsflächeneinrichtungen nicht optimal.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem beziehungsweise die Aufgabe zugrunde, eine Reflexionsflächeneinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die den Wirkungsgrad der Photovoltaikanlage und / oder der Photovoltaikeinheit deutlich erhöht, die wirtschaftlich hergestellt werden kann, die einfach montiert beziehungsweise eingesetzt werden kann und die eine dauerhaft zuverlässige Erhöhung des Wirkungsgrades von Photovoltaikanlagen und/oder Elementen ermöglicht. Da derartige Reflexionsflächeneinrichtungen in sehr großer

Bestätigungskopie| Stückzahl im Rahmen von Photovoltaikanlagen und /oder -einheiten eingesetzt werden sollen ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, derartige Reflexionsflächeneinrichtungen anzugeben, die äußerst wirtschaftlich in Massenproduktion hergestellt werden kann, einfach montiert werden kann und damit die Effizienz von Photovoltaikanlagen weiter gesteigert werden kann.

Die erfindungsgemäße Reflexionsflächeneinrichtung ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Photovoltaikeinrichtung mit Photovoltaik- elementen und einem Gehäuse ist durch die Merkmale des Anspruchs 13 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung sind

Gegenstand der von dem Anspruch 13 abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Photovoltaikanlage ist durch die Merkmale des Anspruchs 15 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung sind Gegenstand der von dem Anspruch 15 abhängigen Ansprüche.

Die erfindungsgemäße Reflexionsflächeneinrichtung der eingangs genannten Art zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass auf der Tragschicht oberseitig eine Vielzahl von Reflexionsformelementen vorhanden sind, die zumindest oberseitig eine konvex geformte Oberflächenstruktur aufweisen, sodass einfallendes Licht diffus reflektiert wird.

Durch den Einsatz von Reflexionselementen mit konvex geformter Oberflächenstruktur wird eine Reflexion der einfallenden Lichtstrahlen in diffuser Art und Weise erzeugt, sodass die einzelnen Photovoltaik- elemente der Anlage oder der Einheit optimiert mit Lichtenergie beaufschlagt werden, wodurch der Wirkungsgrad der gesamten Photovoltaikanlage beziehungsweise der einzelnen Photovoltaikeinrichtung deutlich angehoben werden kann. Es können auch Photo- voltaikeinheiten mit zusätzlichen untergeordneten Photovoltaik- elementen eingesetzt werden, was die Effizienz weiter steigert.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reflexionsflächeneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Reflexionsformelemente in zufälliger oder gerasteter Anordnung vorhanden sind.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Reflexionsflächeneinrichtung, die einen erhöhten Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass die diffus reflektierenden Oberflächeneigenschaften durch einen weißen Farbanstrich mit Pigmenten beziehungsweise Kristallen beziehungsweise Partikeln als Refelxionsformelemente und/oder durch diffus reflektierende Eigenschaften der Reflexionsformelemente selbst gebildet wird.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reflexionsflächeneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die konvex geformte Oberflächenstruktur der Reflexionsformelemente zumindest bereichsweise jeweils durch eine kugelförmige oder ellipsoide Oberfläche gebildet wird.

Eine bevorzugte alternative Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass oberseitig auf der Tragschicht eine Klebeschicht angeordnet ist, in die die Reflexionsformelemente zumindest bereichsweise unterseitig eingebettet vorhanden sind.

Bei dieser Ausführungsvariante wird zunächst auf die unterseitige Tragschicht beziehungsweise den Boden eine Klebeschicht aufgebracht und solange diese noch nicht ausgetrocknet ist werden die Reflexionsformelemente aufgebracht beziehungsweise eingebettet, derart, sodass sie einerseits zuverlässig in der Klebeschicht haften und andererseits eine optimale diffuse Reflexion erzeugen. Das Einbringen der Reflexionsformelemente kann dabei durch Einstreuen, Aufstreuen oder Aufspritzen erfolgen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die eine besonders wirtschaftliche Herstellung ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass die Tragschicht und die Reflexionsformelemente einstückig ausgebildet sind/wobei die konvexe Oberflächenstruktur der Reflexionsformelemente durch Prägung, Pressen, Walzen, Kalt-/ Warmverformen der Oberseite der Tragschicht hergestellt ist oder die Reflexionsflächeneinrichtung mit ihren Reflexionsformelementen als Kunststoffformteil, insbesondere Kunststoffspritzteil, ausgebildet ist.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, die wirtschaftlich vorteilhaft und in großer Stückzahl, bei gleichzeitiger Gewährleistung hoher Fertigungsqualitäten, herstellbar ist zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung aus Bitumenpappe oder Kunststoff besteht, insbesondere mit einem reflektierenden Anstrich, wobei auch denkbar ist, dass die erfindungsgemäße Reflexionsflächeneinrichtung in der Summe folienhafte Eigenschaften aufweist, dass heißt sie in einem gewissen Grade in ihrer Ebene auch flexibel ausgebildet ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, die hinsichtlich einer optimalen Erzeugung eines diffusen Reflexionsbildes der einfallenden Lichtstrahlen Vorteile aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Reflexionsformelemente in einem orthogonalen Raster angeordnet sind.

In diesem Zusammenhang hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Reflexionsformelemente derart anzuordnen, dass in einer Reihe benachbart angeordnete Reflexionsformelemente beabstandet angeordnet sind, wobei es noch besonders vorteilhafter ist, die

Anordnung so vorzusehen, dass benachbarte Reihen der Reflexionsformelemente um das halbe Rastermaß alternierend versetzt zueinander angeordnet sind. Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Reflexionsflächeneinrichtung, die eine wirtschaftliche industrielle Fertigung ermöglicht, sehr gute diffuse Refelxionseigenschaften aufweist und dadurch eine Erhöhung der Stromproduktion der Gesamtphotovoltaikanlage ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass der Farbanstrich als weißer Farbanstrich mit Titandioxidkristallen beziehungsweis -pigementen beziehungsweise -partikeln ausgebildet ist, die die diffuse Reflexion bewirken.

Um die diffusen Reflexionseigenschaften weiter zu erhöhen, zeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch aus, dass der

Farbanstrich/die Titandioxidkristalle, -pigmente oder -partikel zur Erzeugung der konvexen Oberflächeneigenschaften zur Erzeugung der diffusen Reflexion mit einem ein- oder mehrstufigen Mahlprozess behandelt ist/ sind.

Grundsätzlich gibt es viele Möglichkeiten, einen weißen Reflexionsanstrich mit Pigmenten beziehungsweise Kristallen herzustellen.

Erfindungsgemäß wird bevorzugt Titandioxid als Pigment verwendet. Titandioxid ist in großen Mengen wirtschaftlich herstellbar. Bei diesem Rohstoff handelt es sich um ein Pigment, dass sehr hohe Reflexionseigenschaften aufweist und je nach Korngröße eine sehr gute diffuse Reflexion bewirkt. Mikroskopisch betrachtet bildet dieses Pigment immer eine kugelförmige oder elipsoide Oberflächenstruktur, die man von der Haptik der Oberfläche als glatt bezeichnen würde, da die konvexen Oberflächenstrukturen der einzelnen Pigmente mikroskopisch klein sind.

Grundsätzlich ist der Rohstoff Titandioxid vor dem Mahlprozess eher kristallartig. Die durch Zusatz des Titandioxids hergestellte weiße Farbe wird dahingehend bearbeitet, dass das Pigment Titandioxid in der strukturellen Form verändert und dadurch das Pigment abgerundet wird und eine konvexe kugelförmige oder elipsoide Oberflächenstruktur entsteht. Als fertiger Reflexionsanstrich wird die weiße Farbe auf ein Untergrund auf gestrichen und trocknet ab. In der Abtrocknungsphase verdunstet die Verdünnung der Farbe und die Titandioxidpigmente bilden eine im Wesentlichen halbkugelförmige Oberflächenstruktur. Je größer das Pigment desto diffuser wird das Licht reflektiert. Bei dem Mahlvorgang ist darauf zu achten, dass die Pigmente nicht zu klein werden und somit bei dem Abtrocknungs- vorgang in der Farbe verschwinden würden, denn das würde zur Folge haben, dass die Refelxionswerte geringer werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die diffuse Reflexionswirkung allein durch das Aufbringen der beschriebenen Farbe auf die Tragschicht bewirkt. Es besteht jedoch zudem die Möglichkeit, die Farbe auf einer vorstrukturierten Oberflächentragstruktur aufzubringen, die selbst wiederum durch entsprechende Oberflächenausgestaltungen diffuse Reflexionseigenschaften aufweist, so dass eine derartig reflektierte diffuse Oberfläche, die zusätzlich mit einem diffus refektierten Farbanstrich versehen ist, im Ergebnis einen höheren Reflexionsgrad aufweist als die einzelnen strukturellen Merkmale als solche.

Durch das Vorsehen der Reflexionsformelemente mit ihrer konvexen Oberflächenstruktur wird insgesamt ein diffuses Reflexionsverhalten der Fläche erzeugt, die bezüglich der die Reflexionsflächeneinrichtung umgebenden Photovoltaikeinheiten zur Erhöhung des Wirkungsgrades besonders vorteilhaft ist.

Die erfindungsgemäße Photovoltaikeinrichtung mit einem Gehäuse und innerhalb des Gehäuses angeordneten Photovoltaikelementen zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb des Gehäuses eine

lichtdurchlässige Trägerschicht vorhanden ist, auf der oberseitig und unterseitig Photovoltaikelemente angeordnet sind, zwischen den Photovoltaikelementen lichtdurchlässige Bereiche vorhanden sind und beabstandet zur Trägerschicht unterseitig eine Reflexionsflächeneinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche angeordnet ist. Derartige Photovoltaikeinrichtungen können problemlos bei schrägen Dächern eingesetzt werden, wobei eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Photovoltaikelemente durch die unterseitig angeordnete

Reflexionsflächeneinrichtung gewährleistet ist.

Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die bezüglich ihrer Effizienz sehr gute Werte liefert zeichnet sich dadurch aus, dass die Photovoltaikeinheiten und die lichtdurchlässigen Bereiche schachbrettartig angeordnet sind.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass die schachbrettartig angeordneten Photovoltaikelemente und lichtdurchlässigen Bereiche außenumfangsmäßig in dem Randbereich umlaufend von direkt nebeneinander angeordneten Photovoltaikelementen umgeben ist.

Eine erfindungsgemäße Photovoltaikanlage mit in einem vorgegebenen Raster geneigt aufgestellten Photovoltaikeinheiten mit Ober-/ und/ oder unterseitig angeordneten Photovoltaikelementen zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich zwischen den Photovoltaikeinheiten jeweils eine Reflexionsflächeneinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche unterhalb und /oder oberhalb vor einer Photovoltaikeinheit angeordnet ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung einer Photovoltaikeinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die vor einer geneigten Photovoltaikeinheit angeordnete Reflexionsflächeneinrichtung eine gegensinnige Flächenneigung aufweist, was zu einer erhöhten Lichtbeaufschlagung der Photovoltaikeinheit führt. Die gegensinnige Flächenneigung liegt hierbei bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 bis 40 °.

Die erfindungsgemäße Grundidee besteht darin, im Bereich von Photovoltaikanlagen und/oder Photovoltaikeinheiten Reflexionsflächeneinrichtungen der oben beschriebenen Art einzusetzen, die bezüglich des einfallenden Lichts eine diffuse Reflexion erzeugen und damit die innerhalb der Photovoltaikanlage beziehungsweise

Photovoltaikeinheit vorhandenen Photovoltaikelemente optimal mit Licht zu beaufschlagen, was zu einer deutlichen Erhöhung der

Stromproduktion führt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den in den

Ansprüchen ferner angegebenen Merkmalen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematischer Querschnitt durch eine Photovoltaikanlage mit in einem Rastermaß angeordneten Photovoltaikeinheiten, wobei zwischen den Einheiten eine Reflexionsflächeneinrichtung vorhanden ist, die das einfallende Licht diffus reflektiert,

Fig. 2 schematischer Schnitt durch eine Reflexionsflächeneinrichtung mit einer Trägerschicht und einer oberseitigen Klebeschicht, in der Reflexionsformelemente zur Erzeugung einer diffusen Reflexion bereichsweise unterseitig eingebettet vorhanden sind,

Fig. 3 schematischer Schnitt durch eine Reflexionsflächeneinrichtung mit einer Trägerschicht, bei der die Reflexionsformelemente einstückig mit der Trägerschicht vorhanden sind, wobei deren konvexe Ausbildung durch Formgebung erfolgt ist, schematischer Querschnitt durch eine Photovoltaikeinheit mit einer Trägerschicht, die oberseitig und unterseitig mit Photovoltaikelementen bestückt ist, lichtdurchlässige Bereiche aufweist und unterseitig beabstandet eine Reflexionsflächeneinrichtung zur Erzeugung eines diffusen Reflexionslichtes aufweist,

Fig. 5 schematische Draufsicht auf die Photovoltaikeinheit gemäß

Fig. 4,

Fig. 6a schematische Draufsicht auf eine Reflexionsflächeneinrichtung mit in Zufallsanordnung aufgestreuten Reflexionsformelementen,

Fig. 6b Schematischer Schnitt durch die Reflexionsflächeneinrichtung gemäß Fig. 6a entlang Schnittform I-I,

Fig. 7a schematische Draufsicht auf eine Reflexionsflächeneinrichtung mit diagonal orthogonal eingeprägten Reflexionsformelementen in einstückiger Ausführung,

Fig. 7b schematischer Schnitt durch die Reflexionsflächeneinrichtung gemäß Fig. 7 entlang Schnittform ΙΙ-Π,

Fig. 8a Draufsicht auf eine Reflexionsflächeneinrichtung mit

eingeprägten Reflexionsformelementen, die eine ellipsorale Oberflächenstruktur aufweisen, angeordnet in einem orthogonalen Raster beabstandet in einer Reihe und alternierend versetzt bezüglich benachbarter Reihen,

Fig. 8b schematischer Schnitt durch die Reflexionsflächeneinrichtung gemäß Fig. 8a entlang Schnittform ΙΙΙ-ΠΙ,

Fig. 9 schematischer Schnitt durch eine Photovoltaikanlage mit in einem vorgegebenen Rastermaß geneigt angeordneten Photovoltaikeinheiten, wobei zwischen den Photovoltaikeinheiten an deren Tragstruktur jeweils eine Reflexionsflächeneinrichtung angeordnet ist,

Fig. 10a,

b, c, d schematischer Schnitt durch eine Photovoltaikanlage mit in einem vorgegebenen Rastermaß geneigt angeordneten Photovoltaikeinheiten, mit beispielhafter, jeweils unterschiedlicher geometrischer Anordnung einer Reflexionsflächeneinrichtung innerhalb der Anlage und

Fig. 11 schematischer Schnitt durch eine Reflexionsflächeneinrichtung mit einer Tragschicht, bei der oberseitig konvexe Reflexionsformelemente eingeformt sind, die wiederum oberseitig mit einem weißen Anstrich mit diffusen Reflexionseigenschaften versehen sind.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist stark schematisiert in einer schematischen Schnittdarstellung eine Photovoltaikanlage 80 dargestellt mit mehreren, geneigt zu einem Untergrund 82 in einem Rastermaß R beabstandet angeordneten Photovoltaikeinheiten 60 dargestellt. Der Untergrund 82 kann beispielsweise ein natürlich gewachsener Boden oder ein Flachdach eines Gebäudes sein.

Zwischen den Photovoltaikeinheiten 60 ist auf dem Untergrund 82 eine Reflexionsflächeneinrichtung 10.1 angeordnet, die die Eigenschaft besitzt, dass einfallende Lichtstrahlen L bei deren auftreffen auf die Reflexionsflächeneinrichtung 10 diffus D reflektiert werden, dass heißt die einfallenden Lichtstrahlen L sowohl auf die Oberseite der Photovoltaikeinheiten 60 als auch auf die Unterseite der Photovoltaikeinheiten 60 reflektiert werden. Die Photovoltaikeinheiten 60 weisen sowohl auf ihrer Oberseite als auch auf ihrer Unterseite Photovoltaik- elemente 62 auf. Dadurch das durch die Reflexionsflächeneinrichtung 10.1 eine diffuse Reflexion D der einfallenden Lichtstrahlen L erzeugt wird, wird zusätzlich Lichtenergie auf die Photovoltaikeinheiten 60 aufgebracht, die die Effizienz der Photovoltaikanlage 80 insgesamt erhöhen.

Eine konstruktive Ausgestaltung einer Reflexionsflächeneinrichtung

10.2 ist in Fig. 2 dargestellt. Auf einer Tragschicht 12 ist eine Klebeschicht 14 vorhanden, wobei oberseitig auf der Klebeschicht 14

Reflexionsformelemente 20.1, 20.2, 20.3 vorhanden sind, die oberseitig zumindest bereichsweise eine konvexe Oberflächenkontur aufweisen. Durch die konvexe Oberflächenkontur der Reflexionsformelemente 20.1, 20.2 wird eine diffuse Lichtreflexion erzeugt.

Die Reflexionsformelemente 20.1, 20.2 sind unterseitig in die Klebeschicht 14 eingebettet und beispielsweise durch Aufstreuen oder Aufspritzen auf die Klebeschicht aufgebracht.

Die Oberflächenkontur der Reflexionsformelemente 20.1, 20.2 weist bevorzugt eine keilkugelförmige oder ellipsoide Oberflächenstruktur auf.

Die Reflexionsformelemente 20.1, 20.2 können selbst lichtreflektierende Eigenschaften aufweisen oder auf diesen Reflexionsformelementen 20.1, 20.2 ist ein lichtreflektierender Anstrich aufgebracht.

In Fig. 3 ist ein weiteres konstruktives Ausführungsbeispiel einer Reflexionsflächeneinrichtung 10.3 dargestellt, die eine Tragschicht 12.3 besitzt, auf der die Reflexionsformelemente 20.3 eingeprägt vorhanden sind. Somit bilden die Reflexionsformelemente 20.3 und die Tragschicht

12.3 eine einstückige Einheit. Das Formen der Reflexionsformelemente 20.3 kann durch Pressung, Walzen oder allgemein durch Kalt- oder Warmverformung erfolgen. Auch diese Reflexionsformelemente besitzen eine konvex gekrümmte Oberseite und erzeugen bei Lichteinfall eine diffuse Reflexion. Bevorzugt ist die Reflexionsflächeneinrichtung 10.3 materialmäßig als Bitumenpappe ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, die Reflexionsflächeneinrichtung 10.3 mit anderen Materialien zum Beispiel Kunststoff, als einstückiges Bauteil herzustellen. Als Herstellverfahren kommt in diesem Fall ein Kunststoffspritzverfahren oder ein Tiefziehverfahren in vorteilhafter Art und Weise in Betracht.

Fig. 6a und b zeigen ein konstruktives Ausführungsbeispiel der Reflexionsflächeneinrichtung 10.2, bei der die Reflexionsformelemente

20.1 in einer Zufallsanordnung oberseitig auf der Tragschicht 12.1 vorhanden sind.

Fig. 7a und b zeigt eine weitere konstruktive Ausgestaltung einer Reflexionsflächeneinrichtung 10.2, bei der die Reflexionsformelemente

20.2 in einem orthogonalen Diagonalraster oberseitig auf der

Tragschicht 12.2 eingeformt vorhanden sind.

Fig. 8a und b zeigt eine besonders bevorzugte dritte Ausführungsvariante einer Reflexionsflächeneinrichtung 10.3, bei der auf der Tragschicht 12.3 oberseitig ellipsoidförmige Reflexionsformelemente

20.3 eingeprägt vorhanden sind, wobei die Reflexionsformelemente 20.3 in einem orthogonalen Raster mit den Rastermaßen Rl in Längsrichtung und den Rastermaßen R2 in Querrichtung angeordnet sind und die Reflexionsformelemente 20.3 in einer Reihe einen Abstand A untereinander aufweisen und die Reflexionsformelemente 20.3 benachbarter Reihen um das halbe Rastermaß Rl versetzt Versatzmaß V gegeneinander vorhanden sind. Durch diese beabstandete Anordnung der Reflexionsformelemente 20.3 wird eine besonders effiziente diffuse Reflexion erzeugt, die insgesamt den Wirkungsgrad der die Reflexionsflächeneinrichtung 10.3 umgebenden Photovoltaikeinheiten deutlich erhöht.

In Fig. 9 ist schließlich eine Photovoltaikanlage 80 dargestellt, bei der die oberseitig und unterseitig mit Photovoltaikelementen 62 bestückten Photovoltaikeinheiten 60 jeweils auf einer Tragstruktur 70 gelagert sind, wobei zwischen den Tragstrukturen 70 beabstandet zu dem Untergrund 82 Reflexionsflächeneinrichtungen 10.2, 10.3 angeordnet sind.

In den Figuren 4 und 5 ist eine erfindungsgemäße Photovoltaikeinheit 60 dargestellt, bei der eine Reflexionsflächeneinrichtung 10.2, 10.3 der oben beschriebenen Art eingesetzt wird. Die Photovoltaikeinheit 60 weist ein Gehäuse 64 auf, wobei innerhalb des Gehäuses 64 eine lichtdurchlässige Trägerschicht 66 vorhanden ist, auf der oberseitig und unterseitig Photovoltaikelemente 62 angeordnet sind. Unterhalb der Trägerschicht 66 ist innerhalb des Gehäuses 64, beabstandet zur Trägerschicht 66 eine Reflexionsflächeneinrichtung 10.2, 10.3 angeordnet. Die Photovoltaikelemente 62 sind schachbrettartig angeordnet, wobei zwischen den Photovoltaikelementen 62 schachbrettartig lichtdurchlässige Bereiche 68 vorhanden sind, durch die hindurch das einfallende Licht L auf die Reflexionsflächeneinrichtung 10.2, 10.3 trifft, die dann eine diffuse Reflexion D erzeugt und auch die unterseitig angeordneten Photovoltaikelemente 62 mit Lichtenergie beaufschlagt.

Beabstandet zur Trägerschicht 66 ist oberseitig eine lichtdurchlässige Oberschicht 72 vorhanden, die die Eigenschaft aufweist, dass von außen einfallende Lichtstrahlen L ungehindert hindurchgehen können, jedoch vom Inneren des Gehäuses beziehungsweise der Reflexionsflächeneinrichtung 10.2, 10.3 reflektierte Lichtstrahlen wiederum nach innen reflektiert werden.

Ein derartiges Photovolatikelement 62 ist insbesondere geeignet, bei Schrägdächern eingesetzt zu werden und besitzt eine besonders hohe Effizienz.

Schließlich weist die Photovoltaikeinheit 60 noch zusätzliche Photovoltaikelemente 62 auf, die die Schachbrettstruktur der übrigen

Photovoltaikelemente 62 und der lichtdurchlässigen Bereiche 68 außenumfangsmäßig ohne Zwischenabstand umgibt. Mit der dargestellten erfindungs gemäßen Photovoltaikeinheit 60 lässt sich bezüglich der verbrauchten Dachflächeneinheit ein besonders hoher Effizienzgrad im Vergleich zu den üblichen bekannten Photovoltaikeinheiten umsetzen. Dadurch, dass unterhalb der Trägerschicht 66 eine Reflexionsflächeneinrichtung 10.2, 10.3 vorhanden ist, die ein diffuses reflektiertes Licht erzeugt, werden auch die unterseitig angeordneten Photovoltaikelemente 62 mit ausreichend Lichtenergie beaufschlagt, was insgesamt die Energieausbeute erhöht. Praktische Versuche haben gezeigt, dass eine Effizienzsteigerung von über 30% in Vergleich zu den bekannten Photovoltaikeinheiten erzielt werden kann.

Die Reflexionseigenschaften der Reflexionsflächeneinrichtungen 10.1, 10.2, 10.3 kann entweder durch das Aufbringen eines Reflexionsanstriches gewährleistet werden oder die Relfexionseigenschaften werden dadurch gewährleistet, dass für die Reflexionsformelemente 20.1, 20.2, 20.3 Materialien eingesetzt werden, die als solche selbst Lichtreflexionseigenschaften aufweisen.

Die geometrischen Maximalmaße der einzelnen Reflexionselemente 20.1, 20.2, 20.3 liegen bevorzugt in einem Bereich von l-10mm.

Die dargestellten Ausführungsbeispiele einer Reflexionsflächeneinrichtung 10.1, 10.2, 10.3 stellen konstruktive Ausführungsvarianten dar. Es sind auch andere Konstruktionsvarianten möglich, die den

erfindungsgemäßen Grundgedanken, nämlich Erzeugung eines diffusen Reflexionsbildes bei auftreffenden Lichtstrahlen erzeugen.

Eine besonders wirtschaftliche Ausführungsform kann dadurch umgesetzt werden, dass für die Trägerschicht als Material Bitumenpappe gewählt wird, wobei die Reflexionsformelemente 20.1, 20.2, 20.3 durch Formprägung aufgebracht werden und anschließend ein

Reflexionsanstrich oberseitig aufgebracht wird. Es ist jedoch auch möglich, die Reflexionsflächeneinrichtung 10.1, 10.2, 10.3 mit

Reflexionsformelementen 20.1, 20.2, 20.3 einstückig als Kunststoff- bauteil, insbesondere Kunststoffspritzbauteil mit einem oberseitigen

Reflexionsanstrich auszubilden.

Fig. 10a bis d zeigen eine schematischen Schnitt durch eine in einem vorgegebenen Rastermaß geneigt angeordneten Photovoltaikeinheiten

60 mit unterschiedlichen geometrischen Anordnungen einer

Reflexionsflächeneinrichtung 10. Gemäß Fig. 10a ist die Reflexionsflächeneinrichtung 10 sowohl unterhalb als auch vor der Photovoltaik- einheit 60 angeordnet.

Bei der alternativen Darstellung der Fig. 10b und c ist die

Reflexionsflächeneinrichtung 10 gegensinnig geneigt vor der

Photovoltaikeinheit 60 vorhanden, wobei die Einrichtung 10 in Fig. 10b eine Neigung von circa 10 ° und in Fig. 10c eine Neigung von circa 30 ° aufweist.

Schließlich ist in Fig. lOd noch eine alternative Ausführungsform dargestellt, bei der die Reflexionsflächeneinrichtung 10 parallel beabstandet unterhalb der Photovoltaikeinheit 60 mit derselben Neigung angeordnet ist, was beispielsweise bei Photovoltaikeinheiten denkbar ist, die zumindest bereichsweise lichtdurchlässige Bereiche aufweisen.

Praktische Messungen haben gezeigt, dass beispielsweise mit einer Anordnung gemäß Fig. 10c eine Effizienzsteigerung von über 30 % möglich ist.

Insbesondere bei geneigt angeordneten Reflexionsflächeeinrichtungen 10, wie beispielweise in Fig. 10b, c und d kann erfindungsgemäß sowohl die Oberseite als auch die Unterseite der Reflexionsflächeneinrichtung 10 als Reflexions fläche mit diffusen Reflexionseigenschaften ausgebildet sein.

In Fig. 11 ist stark schematisiert ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Reflexionsflächeneinrichtung 10.31 dargestellt, die ausgeht von der Reflexionsflächeneinrichtung 10.3 gemäß Fig. 2, die eine Tragschicht 12.3 besitzt, auf der die konvexen Reflexionsformelemente 20.3 eingeprägt vorhanden sind. Gleichzeitig ist auf der Oberfläche der Refelxionsformelemente 20.3 ein weißer Farbanstrich aufgetragen, der beispielsweise Titandioxid als Farbpigmente enthält und selbst diffuse Refelxionseigenschaften aufweist. Durch eine derartige Kombination lassen sich die diffusen Reflexionseigenschaften der Reflexionsflächeneinrichtung 10.31 weiter erhöhen.

Auch der Anstrich von oberseitig "glatten" Tragschichten 12 mit einer weißen Farbe mit Titandioxidpigmenten mit entsprechender

Korngröße führen zu einer Oberfläche mit sehr guten diffusen

Reflexionseigenschaften. Die Ausbildung von Reflexionsflächeneinrichtungen mit einem weißen Oberflächenfarbanstrich mit

Titandioxidelementen ist eine besonders wirtschaftlich bevorzugte Ausführunsform der erfindungsgemäßen Reflexionsflächeneinrichtung 10.

Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Reflexionsflächeneinrichtung 10.1, 10.2, 10.3 bezüglich der durch die Photovoltaik- einheiten verbrauchten Flächen eine deutliche Erhöhung der Effizienz ermöglicht, sodass pro Flächeneinheit eine gegenüber den bekannten Photovoltaikanlagen erhöhte Energieausbeutung gewährleistet werden kann.

Claims

Ol ANSPRÜCHE

Reflexionsflächeneinrichtung (10.1, 10.2, 10.3) als Bestandteil von Photovoltaikanlagen (80) oder Photovoltaikeinheiten (60) mit einer Tragschicht (12.1, 12.2, 12.3) und einer lichtreflektierenden Oberfläche,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- auf der Tragschicht (12.1, 12.2, 12.3) oberseitig eine Vielzahl von Reflexionsformelementen (20.1, 20.2, 20.3) vorhanden sind, die zumindest oberseitig eine konvex geformte

Oberflächenstruktur aufweisen, sodass einfallendes Licht (L) diffus (D) reflektiert wird.

Reflexionsflächeneinrichtung nach Anspruch 1,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die Reflexionsformelemente (20.1, 20.2, 20.3) in zufälliger oder gerasteter (Rl, R2) Anordnung vorhanden sind.

Reflexionsflächeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die diffus reflektierenden Oberflächeneigenschaften durch einen weißen Farbanstrich mit Pigmenten beziehungsweise Kristallen beziehungsweise Partikeln als Refelxions- formelemente und /oder durch diffus reflektierende

Eigenschaften der Reflexionsformelemente (12.1, 12.2, 12.3) selbst gebildet wird.

Reflexionsflächenvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die konvex geformte Oberflächenstruktur der Reflexionsformelemente (20.1, 20.2, 20.3) zumindest bereichsweise jeweils durch eine kugelförmige oder ellipsoide Oberfläche gebildet wird. Reflexionsflächenvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberseitig auf der Tragschicht (12.1) eine Klebeschicht (14) angeordnet ist, in die die Reflexionsformelemente (20.1, 20.2, 20.3) zumindest bereichsweise unterseitig eingebettet vorhanden sind.

Reflexionsflächeneinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die Tragschicht (12.3) und die Reflexionsformelemente (20.3) einstückig ausgebildet sind, wobei die konvexe Oberflächenstruktur der Reflexionsformelemente (20.3) durch Prägung, Pressen, Walzen, Kalt-/ Warm verformen der Oberseite der Tragschicht (12) hergestellt ist oder die

Reflexionsflächeneinrichtung (10.3) mit ihren

Reflexionsformelementen (20.3) als Kunststoff formteil, insbesondere Kunststoffspritzteil, ausgebildet ist.

Reflexionsflächeneinrichtung nach Anspruch 6,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die Reflexionsflächeneinrichtung (10.3) aus Bitumenpappe oder Kunststoff besteht.

Reflexionsflächeneinrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die Reflexionsformelemente (20.1, 20.2, 20.3) in einem orthogonalen Raster (Rl, R2) angeordnet sind.

Reflexionsflächeneinrichtung nach Anspruch 8,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- in einer Reihe benachbart angeordnete

Reflexionsformelemente (20.3) beabstandet (A) angeordnet sind. Reflexionsflächeneinrichtung nach Anspruch 9,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- benachbarte Reihen der Reflexionsformelemente (20.3) um das halbe Rastermaß (R) alternierend versetzt zueinander, insbesondere in Reihe, angeordnet sind.

Reflexionsflächeneinrichtung nach Anspruch 3,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- der Farbanstrich als weißer Farbanstrich mit

Titandioxidkristallen beziehungsweis -pigementen

beziehungsweise -partikeln ausgebildet ist, die die diffuse Reflexion bewirken.

Reflexionsflächeneinrichtung nach Anspruch 11,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- der Farbanstrich/die Titandioxidkristalle, -pigmente oder - partikel zur Erzeugung der konvexen Oberflächeneigenschaften zur Erzeugung der diffusen Reflexion mit einem ein- oder mehrstufigen Mahlprozess behandelt ist/sind.

Photovoltaikeinrichtung (60) mit einem Gehäuse (64) und Photovoltaikelementen (62),

- dadurch gekennzeichnet, dass

- innerhalb des Gehäuses eine lichtdurchlässige Trägerschicht (66) vorhanden ist, auf der oberseitig und unterseitig

Photovoltaikelemente (62) angeordnet sind,

- zwischen den Photovoltaikelementen (62) lichtdurchlässige Bereiche (68) vorhanden sind und

- beabstandet zur Trägerschicht (60) unterseitig eine

Reflexionsflächeneinrichtung (10.1, 10.2, 10.3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche angeordnet ist.

35 Photovoltaikeinrichtung nach Anspruch 13,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die Photovoltaikeinheiten (62) und die lichtdurchlässigen Bereiche (68) schachbrettartig angeordnet sind.

Photovoltaikanlage (80) mit in einem vorgegebenen Raster (R) geneigt aufgestellten Photovoltaikeinheiten (50) mit ober-/ und/oder unterseitig angeordneten Photovoltaik- elementen (62),

- dadurch gekennzeichnet, dass

- im Bereich zwischen den Photovoltaikeinheiten (50) jeweils eine Reflexionsflächeneinrichtung (10.1, 10.2, 10.3) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche unterhalb und/oder oberhalb vor einer Photovoltaikanlage (50) angeordnet ist.

Photovoltaikanlage nach Anspruch 15,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die vor einer geneigten Photovoltaikeinheit (50) angeordnete Reflexionsflächeneinrichtung (10) eine gegensinnige Flächenneigung aufweist.

Photovoltaikanlage nach Anspruch 16,

- dadurch gekennzeichnet, dass

- die gegensinnige Flächenneigung im Bereich zwischen 10 bis 40 ° (Altgrad) liegt.