-
Anwendungsgebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonnenschutzvorrichtung mit Solarelement zur Erzeugung von elektrischer Energie. Solche Sonnenschutzvorrichtungen, auch Louver genannt, sind in der Gebäudetechnik hinreichend bekannt und werden in der Gebäudetechnik als Verschattungselemente eingesetzt. Louver bieten einen guten äußeren Sonnenschutz und sind sowohl einzeln an Fassaden, als auch in übereinander angeordneter Weise an Gebäuden bzw. Fassaden zu finden. Im Zuge der immer fortschreitenden Rohstoffverknappung und des steigenden Energiebedarfs sind alternative Energiequellen immer mehr auf dem Vormarsch, die auch als sogenannte „Erneuerbaren Energien” bekannt sind. Ein Teilbereich dieser erneuerbaren Energien ist die Solartechnik, die den auf die Erde abgestrahlten Energiestrom der Sonne in andere Energieformen, wie elektrischen Strom und Wärme, umwandeln kann. Um diese Energie in weitem Maße zu nutzen, sind Installationen mit Solarmodulen auf Dachflächen und/oder Fassadenflächen hinreichend bekannt. Um den Energiebedarf eines Gebäudes zumindest anteilig regenerativ zu decken, können neu geplante Gebäude oder zu modernisierende Gebäude mit einer oder mehreren Sonnenschutzvorrichtungen mit Solarelementen ausgestattet werden. Eine derartige Sonnenschutzvorrichtung mit einem Solarelement kann somit entscheidend zur Energiegewinnung beitragen, sowohl autark als Einzelinstallation, als auch in Verbindung mit bereits installierten Solarmodulen auf dem Dach bzw. an der Wand.
-
Stand der Technik
-
Eine Ausführungsform eines Verschattungselements ist aus der
DE 4302883 bekannt, die eine photovoltaische Verschattungsvorrichtung mit Glaslamellen beschreibt, wobei die ebenen Glaslamellen mit transluziden Photovoltaikmodulen versehen sind. Die Glaslamellen, die hier auch als Verschattungselement eingesetzt werden, weisen einen Transmissionswert von 10–20% auf, um einen Teil des Lichts in das Rauminnere zu lassen, hier werden jedoch Sonnenstrahlen reflektiert, so dass nicht die volle Strahlungsenergie für die Solarzellen bereitsteht. Eine aufwändige Motorsteuerung führt die Lamellen dem Sonnenstand nach, um Abschattung zu vermeiden.
-
Eine weitere Ausführungsform ist aus der
DE 10 2008 014 561 A1 bekannt, in der ein Anschlusselement für eine Sonnenschutzlamelle beschrieben ist, das mit einem flexiblen Solarmodul versehen ist. Das Anschlusselement ist hierbei monolithisch mit dem Trägerelement ausgebildet und hält das Solarmodul mit einer das Solarmodul übergreifenden Profilleiste. Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch die Ausbildung eines Absatzes zwischen der Oberseite des Solarmoduls und dem Profilteil, so dass es an diesem Absatz zu Feuchtigkeits- bzw. Schmutzablagerungen kommen kann. Schmutzablagerungen vermindern die aktive Fläche des Solarmoduls und damit auch die zu Verfügung stehende Leistung, da Teilbereiche der Solarzellen durch solche Feuchtigkeits- bzw. Schmutzablagerungen abgeschattet werden. Desweiteren können Feuchtigkeitsansammlungen auf dem Solarmodul ein Eindiffundieren der Feuchtigkeit durch die Randbereiche begünstigen. Eingedrungene Feuchtigkeit kann die Leistungsausbeute der Solarmodule vermindern und sogar einen Totalausfall des Solarmoduls mit sich ziehen. Die elektrische Verbindung ist bei dieser Anordnung in einem Hohlraum im Bereich des Absatzes angeordnet, daher müssen aufwendige Schutzmaßnahmen ergriffen werden, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Hohlraum zu verhindern.
-
Aus der
DE 10 2004 025 954 A1 ist eine Sonnenschutzeinrichtung bekannt die als Jalousie ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung sind flexible Solarfolien auf den Lamellen der Jalousie angebracht. Alternativ bilden die Solarzellen die Lamelle aus. Die Lamellen mit den darauf angebrachten Solarfolien werden hierbei lediglich mit Hilfe einer Kunststofffolie geschützt, so dass nur ein geringer Schutz gegen äußere Witterungseinflüsse gegeben ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sonnenschutzvorrichtung mit Solarelement, im Folgenden auch Louver mit Solarelement genannt, der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem ein hohes Maß an elektrischer Energie zur Verfügung gestellt werden kann und das gegen äußere Witterungseinflüsse und Schmutz wirkungsvoll geschützt ist.
-
Darüber hinaus ist eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung des Selbstreinigungseffekts eines Louver zu erzielen.
-
Desweiteren besteht eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Louver mit Solarelement bereitzustellen, das eine gute Wärmeableitung und eine verbesserte Kühlung des Solarelements gewährleistet.
-
Desweiteren ist es eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sonnenschutzvorrichtung mit Solarelementen bereitzustellen, welches kostengünstig herzustellen und leicht zu montieren ist.
-
Die oben angeführten Aufgaben und weitere der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmenden Aufgaben werden durch eine Sonnenschutzvorrichtung mit Solarelement gemäß Anspruch 1 erfüllt. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
In einer ersten Ausführungsform ist der Louver mit Solarelement, hierbei in einem flügelähnlichen Trägerelement auf der sonnenzugewandten Seite mit Photovoltaik-Elementen, oder PV-Elementen, versehen. Die PV-Elemente befinden sich zwischen einem hochtransparenten, elastisch formbarem Material auf der sonnenzugewandten Seite und einem elastisch formbaren Material auf der Rückseite des Solarmoduls und sind in einem wärmeaktivierbaren, transparenten Kunststoff, z. B. EVA, allseitig eingebettet. Der Kunststoff ist ebenfalls biegsam und kann zusammen mit dem hochtransparenten, formbarem Material auf der sonnenzugewandten Seite und dem formbaren Material auf der Rückseite des Solarmoduls gebogen werden. In der vorliegenden Beschreibung wird die Erfindung beispielhaft an einem Glas/Glas Solarmodul veranschaulicht, wobei die Solarzellen zwischen einer Frontglasscheibe und einer rückseitigen Glasscheibe eingebettet sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von Glas als Front- und Rückseitenelement für ein Solarmodul eingeschränkt. So können auch andere elastisch formbare Materialien, z. B. spezielle Kunststoffe, die die gleichen Anforderungen an hohe Transparenz und Verformbarkeit auf der sonnenzugewandten Seite und an Verformbarkeit der Rückseite des Solarmoduls erfüllen, eingesetzt werden. Das Material auf der Rückseite erhebt jedoch keinen Anspruch auf Transparenz. Die PV-Elemente sind bevorzugt als sogenannte Zellstrings ausgeführt, wobei eine Vielzahl von streifenförmigen Dünnschichtsolarzellen in einem Verbund zusammengeschaltet ist. Das Solarmodul ist unterteilt in einen oberen und einen unteren Teil. Der obere Teil des Solarmoduls umfasst ein Frontelement, das aus einem hochtransparenten, elastisch formbaren Material besteht, z. B. eine flexible Frontglasscheibe, und die in dem wärmeaktivierbaren Kunststoff eingebetteten PV-Elemente, z. B. Zellstrings. Der untere Teil umfasst das rückseitige Element aus einem elastisch formbaren Material, z. B. eine flexible Glasscheibe. Die Glasscheibe im unteren Teil des Solarmoduls hat eine größere Fläche als der obere Bereich des Solarmoduls, so dass die hervorstehenden Bereiche als Befestigungselemente am Trägerelement genutzt werden können.
-
Insbesondere bevorzugt ist das Solarmodul flexibel und umfasst neben einem oder mehreren flexiblen PV-Elementen, beispielsweise Dünnschicht-PV-Elemente, auch flexible Front- und Rückseitenelemente, beispielsweise aus biegsamen Glas oder einem transparenten Kunststoff.
-
Der Louver ist als hohles Trägerelement ausgeführt. Auf der sonnenzugewandten Seite des Louver hat das Trägerelement eine Aussparung in der ein Solarmodul auf der im Wesentlichen gesamten konvexen Oberfläche angeordnet ist. Die Oberfläche des Solarmoduls schließt sich dabei im Wesentlichen flächenbündig an die Oberfläche des Louvers an. Die bedeutet jedoch nicht, dass keine Beabstandung oder Rille zwischen der Oberfläche des Louvers und des Solarmoduls vorhanden ist. Vielmehr ist zum Ausgleich von thermischen Bewegungen der Elemente, ein Spalt vorgesehen, der mit einem geeigneten Füllmaterial ausgefüllt ist, wie Butylmaterial oder Silikon, so dass dann eine glatte Oberfläche ohne Spalt entsteht.
-
Die großflächige Anordnung der Solarzellen auf der sonnenzugewandten Seite des Louvers ermöglicht eine hohe Flächenausnutzung bei der Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie. Die Frontglasscheibe des Solarmoduls wird in der Aussparung auf der sonnenzugewandten Seite des Trägerelements so angeordnet, dass sich eine im Wesentlichen glatte Oberfläche bildet, die der Wölbung der sonnenzugewandten Seite des Trägerelements angeglichen ist und dadurch auch ein optisch homogenes und ästhetisches Gesamtbild entsteht, das dem der ursprünglichen Louverform entspricht. Das Solarmodul wird dabei im ebenen Zustand, i. e. im nicht gebogenen Zustand, in das Trägerelement eingesetzt oder eingeschoben, so dass der obere Teil des Solarmoduls in der Aussparung des Trägerelements positioniert ist. Das Solarmodul wird dann unter Spannung auf den Biegeradius des Trägerelements gebogen und der untere Teil des Solarmoduls wird auf der Innenseite des Trägerelements fixiert, vorzugsweise mit einer Klebeverbindung. Zum Stabilisieren des Solarmoduls kann zusätzlich noch eine Stützkonstruktion zwischen die Unterseite des Solarmoduls und der Innenseite des Trägerelements vorhanden sein. Besonders bevorzugt hintergreift das Solarmodul auf dessen sonnenabgewandter Seite an wenigstens zwei Stellen das Trägerelement in der Form, dass dieses beispielsweise mittels einer Klebeverbindung an der Innenseite des Trägerelements befestigt werden kann.
-
Die Frontglasscheibe hat bevorzugt einen Transmissionswert von > 92%, um eine gute Absorption der Sonnenstrahlung auf das Solarelement zu erzielen. Zusätzlich kann die Frontglasscheibe noch mit einer Antireflexschicht versehen sein, um die Absorption der Sonneneinstrahlung auf das Solarelement zu erhöhen.
-
Das Solarmodul ist so ein integraler Bestandteil der sonnenzugewandten Oberfläche des Trägerelementes. Die Frontglasscheibe kann, um ästhetischen Gesichtspunkten zu entsprechen oder zur Anpassung an ein Gebäude, auch eingefärbt sein oder mit einer Bedruckung versehen sein. Die verwendeten PV-Elemente bestehen bevorzugt aus Dünnschichtsolarzellen, die in einem Rolle-zu-Rolle Verfahren hergestellt sind, wobei die einzelnen Bandsolarzellen in sogenannten Zellstrings in verschiedenen Größen hergestellt werden können. Die Zellstrings bestehen aus einer Mehrzahl von zugeschnittenen, einzelnen miteinander verbundenen Bandsolarzellen. Jedoch können auch andere geeignete, flexible Solarmodule eingesetzt werden.
-
Der Querschnitt des Louvers ist bevorzugt linsenförmig, insbesondere bikonvex linsenförmig, kann jedoch auch rechteckig, dreieckig, halbkreisförmig oder in jeder anderen geeigneten Form ausgestaltet sein.
-
Die glatte, sonnenzugewandte Oberfläche des Louver mit Solarelement verhindert wirkungsvoll die Ansammlung von Feuchtigkeit, Schmutz bzw. eine Moosbildung auf der Oberfläche des Louver und verhindert somit eine Leistungsverminderung bei Teilabschattung durch Schmutz bzw. Moosbildung. Die konvexe, sonnenzugewandte Oberfläche des Louver ermöglicht vorteilhaft ein rasches Abfließen von Regen, Schnee und Schmutz und bietet so ein hohes Maß an Selbstreinigung im Betrieb, wodurch kostenintensive Reinigungen des Louver nicht so häufig durchgeführt werden müssen.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird das Solarmodul z. B. als Glas/Glas Modul zuerst plan gemäß dem Stand der Technik vorgefertigt. Hierbei wird als Einbettungsmaterial für die Solarzellen ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere ein Ionomer, verwendet. Das plan vorgefertigte Solarmodul wird in einem zweiten Schritt in eine der Oberflächengeometrie der sonnenzugewandten Seite des Louver angepasste Form gebracht, indem es zunächst erwärmt wird und bis zur Abkühlung in dieser Form gehalten, so dass die erzielte Form dauerhaft beibehalten werden kann. Das Solarmodul kann anschließend einfach in die Aussparung im Louver eingesetzt werden. Der untere Teil des Solarmoduls wird auf der Innenseite des Trägerelements, vorzugsweise mit einer Klebeverbindung fixiert.
-
In einer weiteren Ausführungsform sind die PV-Elemente im Solarmodul auf der sonnenzugewandten Seite des Louver als einzelne separate PV-Elemente auf der im Wesentlichen gesamten Oberfläche entweder parallel oder orthogonal zur Körperachse des Louver oder in einer Mischung aus allen vorher genannten Anordnungen angeordnet. Bei einer Teilabschattung von einer oder mehreren der separaten PV-Elemente in einer Serienschaltung kann es zum Ausfall des gesamten Solarmoduls kommen, so dass keine elektrische Energie mehr produziert wird. Die separaten PV-Elemente werden zur Verhinderung eines Ausfalls in Parallelschaltung und/oder in einer Kombination von Serien- und Parallelschaltung elektrisch verbunden, um so eine hohe Effizienz und Ausfallsicherheit der Solarmodule zu gewährleisteten. Eine Anordnung mit 2, 4, 6, 8, 10 oder mehr PV-Elementen kann so auch bei Teilverschattung noch einen hohen Anteil der Sonnenenergie auf den nichtverschatteten PV-Elementen in elektrische Energie umwandeln.
-
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Material des Trägerelements selbst oder eine besondere Beschichtung des Trägerelements eine Teilreflexion ermöglichen, um so auch gebäudenahe Bereiche des Solarmoduls mit Sonnenenergie zu versorgen, die abgeschattet sind. Die Oberfläche ist dabei auf der Unterseite des Louver-Trägerelements mit einer reflektierenden Oberfläche versehen, die das auf die Unterseite einfallende Sonnenlicht des Louver-Trägerelements reflektiert und an einen benachbarten, darunter liegenden Louver ablenkt, so dass eine homogenere Auslastung des Solarmoduls auch in z. B. teilverschatteten Bereichen erreicht wird. Bei dieser Anordnung kann auch rückreflektiertes Licht, das z. B. von Wolken oder vom Boden reflektiert wird, durch die Reflexion an der Rückseite eines Louver auf das Solarelement eines darunterliegenden Louver genutzt werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform der Sonnenschutzeinrichtung mit Solarmodul ist das Trägerelement mit Belüftungsöffnungen versehen, um die im Betrieb der Sonnenschutzvorrichtung mit Solarelement auftretende Wärme aus dem Inneren des Louver mit Solarelement abzuleiten und kühlere Außenluft in das Innere des Louver mit Solarelement zu leiten. Da bekanntlich die Leistung eines Solarmoduls mit steigender Temperatur des Solarmoduls abnimmt, kann so ein verbessertes Leistungsverhalten bei hohen Außentemperaturen bzw. hohen Einstrahlungsleistungen erreicht werden. In einer ersten Ausführungsform sind die Belüftungsöffnungen auf der Oberseite und der Unterseite des Louver mit Solarelement angeordnet, damit kühle Außenluft in den Innenbereich des Louver einströmen kann und die wärmere Luft durch Konvektion durch die Belüftungsöffnungen an der Oberseite des Trägerelements ausströmen kann. Die Stirnseiten können auch mit Belüftungsöffnungen ausgestattet werden, um zusätzlich kühle Umgebungsluft in den Innenraum des Louver einströmen zu lassen und die am Solarmodul vorbeiströmende erwärmte Luft nach außen zu transportieren. Auch können die Belüftungsöffnungen in einzelne Bereiche aufgeteilt sein, z. B. keine Belüftungsöffnungen im Bereich des Stützelements.
-
Als vorteilhaft haben sich Belüftungsöffnungen erwiesen, die etwa 5 cm beabstandet sind, andere Abstände wie 3 cm oder 1 cm voneinander sind denkbar. Für architektonische bzw. ästhetische Zwecke sind auch anders angeordnete Belüftungsöffnungen denkbar. Dadurch sind solche Louver mit Solarelement sehr flexibel und lassen z. B. einem Architekten einen grollen Freiraum bei der Gestaltung und bei der Integration in ein Gebäude. Die Belüftungsöffnungen können hierbei aus einer Vielzahl von geometrischen Formen ausgebildet sein. So haben sich als vorteilhaft ovale, quadratische, rechteckige, und rautenförmige Öffnungen erwiesen. Andere Ausführungsformen des Louver mit Solarelement mit Belüftungsöffnungen nur im gebäudenahen Bereich sind ebenfalls denkbar. Auf der Rückseite des Trägerelements und/oder am Stützelement können zusätzlich noch Kühlrippen angebracht sein, um so eine weitere Wärmeableitung zu erreichen.
-
Die Louver können in an sich bekannter Weise an der Fassade oder an jeder anderen gewünschten Position an ein Gebäude angebracht werden.
-
Kurzbeschreibung der Figuren
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie die Wirkungsweise der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
-
Die begleitenden Zeichnungen veranschaulichen die vorliegende Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung weiterhin dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erklären und es einem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden.
-
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung: sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figuren-Beschreibungen Bezug genommen.
-
Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in nachfolgenden Figuren zumeist verzichtet, sofern aus den Zeichnungen eindeutig erkennbar ist, dass es sich um bereits in vorherigen Figuren verwendete Bauteile handelt.
-
Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben, ohne hierauf beschränkt zu sein Es zeigen:
-
1 eine Schnittansicht eines Louver mit Solarelement in montierter Darstellung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
-
2 eine Schnittansicht des Louver mit Solarelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
-
3 eine Schnittansicht des Louver mit Solarelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
-
4 eine Schnittansicht des Louver mit Solarelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
-
5 eine perspektivische Ansicht des Louver mit Solarelement aus 1;
-
6 eine perspektivische Ansicht eines Louver mit Solarelement in montierter Darstellung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
-
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
-
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine derzeit bevorzugte Ausführungsform einer Sonnenschutzvorrichtung mit Solarelement, im Folgenden auch als Louver mit Solarelement bezeichnet, gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, das allgemein mit Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Ein Louver mit Solarelement 1 umfasst ein erstes Trägerelement 2 das im Wesentlichen einem hohlen Flugzeugflügel ähnelt und monolithisch ausgeführt ist. Der sonnenzugewandte Bereich hat eine Aussparung 3 die zur Aufnahme des Solarmoduls 6 dient. Das Solarmodul 6 ist hierbei auf der im Wesentlichen gesamten Oberfläche der sonnenzugewandten Seite des Trägerelements 2 angeordnet und schließt mit diesem flächenbündig ab. Das Solarmodul 6 ist flexibel und bevorzugt in einem Dünnschichtverfahren hergestellt. Der untere Bereich des Trägerelements 2, welches als der im montierten Zustand als sonnenabgewandter Bereich definiert ist, besitzt eine im Wesentlichen konvexe Oberfläche. Das Trägerelement 2 ist innen hohl und ist z. B. aus einem Metall hergestellt, insbesondere Aluminium, das sich durch ein geringes Gewicht auszeichnet, gute mechanische und wärmeableitende Eigenschaften aufweist. Andere Materialien als Trägermaterial sind jedoch ebenfalls denkbar, wie z. B. wetterbeständige Kunststoffe oder Holz. Die Trägerelemente 2 lassen sich aus Aluminium in einem z. B. Strangpressverfahren kostengünstig und wirtschaftlich herstellen. Der untere Bereich des Trägerelements 2 geht an seiner Körperachse 100 an beiden Enden in ein sonnenzugewandtes erstes Teilelement 4 und ein zweites Teilelement 5 über, die jeweils eine gebogene Form aufweisen. Zwischen den offenen Enden des ersten Teilelements 4 und des zweiten Teilelements 5 befindet sich die Aussparung 3, die den oberen Teil des Solarmoduls 6 aufnimmt. Der obere Teil des Solarmoduls ist hierbei als der Teil definiert, der aus dem PV-Element 6A und des darauf laminierten Frontelements 9A, z. B. einer Frontglasscheibe, besteht. Der obere Teil des Solarmoduls 6 hat geringere Abmessungen als der untere Teil des Solarmoduls 6, der von dem rückseitigen Element 9B, z. B. einer Glasscheibe, des Solarmoduls 6 gebildet wird. Die Abmessungen des oberen Teils des Solarmoduls 6, das in die Aussparung 3 eingesetzt werden kann, sind geringer als die Öffnungsweite der Aussparung 3, so dass sich ein Spalt zwischen den Außenkanten des oberen Teils des Solarmoduls 6 und den Kanten 7, 8 des Trägerelements 2 bildet. Dieser Spalt ermöglicht einerseits das einfache Einsetzen des Solarmoduls 6 in die Aussparung 3 und ermöglicht andererseits temperaturbedingte Längenänderungen der Frontglasscheibe 9A und/oder des Trägerelements 2, die Spannung auf die Frontglasscheibe 9A ausüben können, auszugleichen. Der Spalt wird dann mit einem geeigneten Füllmaterial, beispielsweise ein Butylmaterial oder Silikon, zum Schutz gegen Witterungseinflüsse und zur Ausbildung einer glatten Oberfläche ausgefüllt. Das dauerelastische Dichtmaterial ermöglicht vorteilhaft, dass temperaturbedingte Materialausdehnungen des Trägerelements 2 bzw. der Frontglasscheibe 9A ausgeglichen werden. Das Solarmodul 6 ist im Bereich einer ersten Innenseite 10 und einer zweiten Innenseite 12 des Trägerelements 2 befestigt. Die rückseitige Glasscheibe 9B ist mit den überstehenden Enden, die über den Bereich des oberen Teils des Solarmoduls 6 an einer ersten Innenseite 10 an einer ersten Verbindungsstelle 11 und einer zweiten Innenseite 12 an einer zweiten Verbindungsstelle 13 des Trägerelements 2, die der Aussparung 3 benachbart sind, flächig verklebt. In montierter Ausführung entsteht derart eine homogene, gleichmäßig glatte Oberfläche auf der sonnenzugewandten Seite, die sich von der Körperachse 100 konvex über das Teilelement 4, das in der Aussparung 3 eingebetteten gewölbten Solarmoduls 6 und über das Teilelement 5 erstreckt.
-
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Louver mit Solarelement aus 1, bei der ein Stützelement 14 im Innenraum des Trägerelements 2 zwischen einem Teil der Innenfläche des Trägerelements 2 und dem Solarmodul 6 angeordnet ist, um so das Solarmodul 6 in seiner Form dem äußeren Verlauf des Trägerelementes 2 zwischen dem ersten Teilelement 4 und dem zweiten Teilelement 5 anzupassen und es gleichzeitig in seiner Lage und gewölbten Form dauerhaft zu fixieren. Das Stützelement 14 ist im Wesentlichen ein Doppel-T-förmiges Element mit einem Bodenteil 15, das an der Innenseite der Unterseite des Trägerelements 2 anliegt. An dem Bodenteil 15 schließt ein Querelement 16 an, das senkrecht auf dem Bodenteil 15 steht. An das Querelement 16 schließt ein Kopfteil 17 an, das in Einbaulage mit dem Kopfteil 17 großflächig an dem Solarmodul 6 anliegt. Das Bodenteil 15 und das Kopfteil 17 sind im Wesentlichen im gleichen Maße gewölbt wie die Wölbung des Trägerelements 2. Das Stützelement 14 kann vorteilhaft aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, besonders gut geeignet sind z. B. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, oder ähnliche Materialien. Zur besseren Wärmeableitung kann das Stützelement 14 und/oder die sonnenabgewandte Seite des Trägerelements 2 auch zusätzlich noch mit Kühlrippen (nicht dargestellt) versehen sein. Die Kühlrippen sorgen für eine Vergrößerung der Oberfläche und so für einen besseren Wärmeabtransport, da die Leistung eines Solarmoduls bekanntermaßen bei Wärmeerhöhung, z. B. bei hohen Außentemperaturen, sinkt.
-
Das Stützelement 14 kann als monolithisches Element ausgeführt sein, das auf der im Wesentlichen gesamten Länge im Inneren des Trägerelementes 2 zum Abstützen des Solarmoduls 6 dient. Es ist jedoch auch möglich das Solarmodul 6 mit Hilfe von separaten Stützelementen 14, die voneinander beabstandet sind und die zwischen das Solarmodul 6 und der Innenfläche des unteren Teils des Trägerelements 2 eingesetzt werden, zu stützen.
-
3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Louver mit Solarelement 1 aus 1, bei der das Trägerelement 2 Belüftungsöffnungen aufweist. Eine Mehrzahl von ersten Belüftungsöffnungen 18 können auf der sonnenabgewandten Seite des Trägerelementes 2 angeordnet sein, so dass kühle Umgebungsluft eintreten kann und derart das Solarmodul 6 kühlen kann, da im Betrieb des Louver mit Solarelement 1 sehr leicht Temperaturen über 50°C erreicht werden. Bei einer Temperaturerhöhung des Solarmoduls 6 sinkt bekanntlich der Wirkungsgrad der Solarzellen. Eine Kühlung des Solarmoduls 6 ermöglicht so einen höheren Wirkungsgrad, da die Betriebstemperatur des Solarmoduls 6 gesenkt wird. Auf der sonnenzugewandten Seite des Trägerelements 2 können eine Mehrzahl von zweiten Belüftungsöffnungen 19A im ersten Teilelement 4 und eine Mehrzahl von dritten Belüftungsöffnungen 19B im zweiten Teilelement 5 angeordnet sein, die die erwärmte Luft durch Konvektion nach oben aus dem Trägerelement 2 befördert. Die Belüftungsöffnungen können jedoch auch nur teilweise, z. B. in Blöcken im Trägerelement 2 angeordnet sein. Das Teilelement 4 kann auch ohne Belüftungsöffnungen 19A ausgeführt sein und kürzer als das Teilelement 5 des Trägerelements 2 sein, damit das Solarmodul 6 auf der gebäudefernen Seite des Louvers bis nahe an die Körperachse 100 gebracht werden kann.
-
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Louver mit Solarelement 1. Der sonnenabgewandte untere Bereich des Louver mit Solarelement 1 ist hier mit einer reflektierenden Oberfläche 20 versehen, um auf die reflektierende Oberfläche 20 treffende Sonnenstrahlen 21 auf die sonnenzugewandte Seite eines jeweils darunter liegenden Louver mit Solarelement 1' zu lenken. Der darunter liegende Louver mit Solarelement 1' ist identisch mit dem Louver mit Solarelement 1. Die reflektierende Oberfläche 20 lenkt vorteilhaft auch rückreflektiertes Sonnenlicht auf einen darunterliegenden Louver 1'. Auf diese Weise kann selbst bei einer Teilabschattung durch einen darüber liegenden Louver mit Solarelement der teilabgeschattete Solarelementbereich zur Energiegewinnung beitragen.
-
5 zeigt die Ausführungsform des Louver mit Solarelement 1 von 1 in dreidimensionaler Darstellung. Die Stirnseite 22 kann mit einer Abdeckplatte (nicht dargestellt) versehen sein, die bevorzugt aus dem gleichen Material wie das Trägerelement 2 besteht. Die Abdeckplatte kann, wie das Trägerelement 2, mit Belüftungsöffnungen versehen sein, um kühle Außenluft in das Innere des Trägerelements 2 zu leiten. Das Solarmodul 6 erstreckt sich hier im Wesentlichen auf der gesamten sonnenzugewandten Oberfläche des Louver mit Solarelement 1 und ist monolithisch ausgeführt.
-
6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Louver mit Solarelement 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei auf der sonnenzugewandten Oberfläche des Louver mit Solarelement 1 ein Solarmodul mit unterschiedlichen PV-Elementen angeordnet ist. Insbesondere ist ein im Wesentlichen rechteckiges PV-Element 61 nahe dem Stirnbereich 22 angeordnet, welches etwa ein Drittel der gesamten sonnenzugewandten Oberfläche des Louver mit Solarelement 1 beansprucht. Dem PV-Element 61 benachbart schließt ein erster Zwischenraum 23 an, an den sich ein zweites PV-Element 62, ein drittes PV-Element 63 und ein viertes PV-Element 64 anschließen. Die PV-Elemente 62, 63 und 64 sind im Wesentlichen streifenförmig und parallel zur Körperachse 100 angeordnet und durch den dritten Zwischenraum 25 und den vierten Zwischenraum 26 voneinander getrennt. Die Gesamtfläche der PV-Elemente 62, 63 und 64 entspricht etwa 50 bis 100 Prozent der Fläche des ersten PV-Elements 61. Ein zweiter Zwischenraum 24 bildet sich zwischen den PV-Elementen 62, 63 und 64 und einem fünften PV-Element 65, so dass diese mittig zwischen dem fünften 65 und dem ersten 61 PV-Element angeordnet sind. Das fünfte PV-Element 65 ist rechteckig und belegt etwa ein Drittel der gesamten sonnenzugewandten Oberfläche des Louver mit Solarelement 1. Die Zwischenräume 23, 24, 25 und 26 sind mit geringen Abmessungen ausgeführt, die im Bereich von weniger als 5 mm liegen.
-
Die so angeordneten PV-Elemente werden bevorzugt parallel geschaltet, können jedoch auch in Serie geschaltet sein und einer Mischung aus einer Serienschaltung und einer Parallelschaltung.
-
Andere Ausführungsformen mit zwei oder mehreren parallel auf der gesamten Oberfläche des Louver angeordneten PV-Elementen, die in dem Bereich der Aussparung 3 des Trägerelements 2 angeordnet sind, haben sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen.
-
Wenn in irgendeinem der Ansprüche erwähnte technische Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen sind, wurden diese Bezugszeichen lediglich eingeschlossen, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen. Entsprechend haben diese Bezugszeichen keine einschränkende Auswirkung auf den Schutzumfang eines jeden Elements, das exemplarisch durch solche Bezugszeichen bezeichnet wird. Bezugszeichenliste:
| 1 | Louver | 17 | Kopfteil |
| 2 | Trägerelement | 18 | 1. Belüftungsöffnung |
| 3 | Aussparung | 19A | 2. Belüftungsöffnung |
| 4 | 1. Teilelement | 19B | 3. Belüftungsöffnung |
| 5 | 2. Teilelement | 20 | Reflexionsoberfläche |
| 6 | Solarmodul | 21 | Sonnenstrahlen |
| 6A | PV-Element | 23 | 1. Zwischenraum |
| 7 | 1. Kante | 24 | 2. Zwischenraum |
| 8 | 2. Kante | 25 | 3. Zwischenraum |
| 9A | Frontelement | 26 | 4. Zwischenraum |
| 9B | Rückseitiges Element | 61 | 1. Solarelement |
| 10 | 1. Innenseite | 62 | 2. Solarelement |
| 11 | 1. Verbindungsstelle | 63 | 3. Solarelement |
| 12 | 2. Innenseite | 64 | 4. Solarelement |
| 13 | 2. Verbindungsstelle | 65 | 5. Solarelement |
| 14 | Stützelement | 100 | Körperachse |
| 15 | Bodenteil | | |
| 16 | Querelement | | |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4302883 [0002]
- DE 102008014561 A1 [0003]
- DE 102004025954 A1 [0004]