專利名稱：太陽能和水的生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能和水的生產(chǎn)裝置。
在國內(nèi)和國際上，太陽能和水的生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期就是核心問題。
目前，絕大部分的能量消耗仍然涉及的是燃燒化石燃料。因而，這些化石能量載體不僅將被耗盡，而且也首先造成了將不再被認(rèn)為是可取的環(huán)境負(fù)擔(dān)。因而，這樣一種趨勢(shì)逐漸得到人們的贊同，即一方面在不得已時(shí)動(dòng)用可重新生長(zhǎng)的能源，或者使用可供選擇的大功率能量生產(chǎn)裝置。除熱電廠和風(fēng)能外，太陽能是相當(dāng)有意義的。
例如，DE3412584A1公開了一種相應(yīng)的裝置，根據(jù)這篇在先出版物，描述了一種太陽能發(fā)電裝置，它由多個(gè)劃分成區(qū)域的且由光電池構(gòu)成的模件組成，所述模件例如象屋頂那樣沿道路設(shè)置于路上。在這種情況下，許多個(gè)這樣的面(分別在一個(gè)本身的支架上)按格柵排列方式被安裝到一個(gè)表面上，其中這些面象鋸齒形屋頂那樣布置，即包絡(luò)線是一條鋸齒線。陽光基本上垂直于已放好的裝置地照射，因而這些區(qū)域也可以朝向太陽地被制成連續(xù)屋頂面的形狀。
如此設(shè)想的區(qū)域也同時(shí)用于防雨，這對(duì)位于其下的交通道路非常有利。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比而有所改進(jìn)的太陽能和水的生產(chǎn)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，按照權(quán)利要求1所述的技術(shù)特征完成任務(wù)。從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案。
與常見的解決方案相比，本發(fā)明的太陽能和水的生產(chǎn)裝置具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
即，本發(fā)明規(guī)定了，除了標(biāo)準(zhǔn)化組件式的光電元件外，還設(shè)有至少一個(gè)可按標(biāo)準(zhǔn)化組件方式構(gòu)成的光電元件用冷卻裝置。由此一來，就可以明顯改善電能的產(chǎn)生或充分利用。即，光電元件的溫度升高導(dǎo)致其有效功率更低。
因此，在一個(gè)特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組件式的集熱和/或采光器件，它設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)化組件式的光電元件的下面。該集熱采光器件用于額外獲得熱，這些熱能最終是由陽光加熱產(chǎn)生的。但是，通過輸出熱，同時(shí)實(shí)現(xiàn)光電元件的冷卻，從而提高其效率。
但作為替換方式或除此之外，可以設(shè)置另一個(gè)或多個(gè)冷卻裝置，如讓液態(tài)和/或氣態(tài)冷卻介質(zhì)流過的光電元件用冷卻裝置。為此，最好在位于太陽側(cè)的玻璃蓋板和光電元件表面之間形成一個(gè)間隔空間。最好是氣態(tài)的冷卻介質(zhì)如空氣可以流過這個(gè)間隔空間?？諝饫缡穷A(yù)先經(jīng)過冷卻。冷空氣流通的原理最好基于煙囪效應(yīng)，這種煙囪效應(yīng)例如是這樣產(chǎn)生的，即相對(duì)水平面傾斜地安放標(biāo)準(zhǔn)化組件式的相應(yīng)的能量和水生產(chǎn)部件。通過加熱，變熱的暖空氣上升并被排出，從而較冷的空氣從下入口自動(dòng)流入流動(dòng)通道。
所述的位于太陽側(cè)的透光板或蓋子導(dǎo)致了光加強(qiáng)效應(yīng)，這是因?yàn)榻?jīng)透光蓋子射入的并可能被位于其下面的光電元件反射的光被再次反射。這導(dǎo)致了效率的提高。
在本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)方案中規(guī)定了，透光蓋板配設(shè)有一個(gè)光滑涂層，它防止了被弄臟并確保了附加散熱。所述的集熱器件或采光器件具有至少一條線路，但最好是有多條最好被整合成一體的線路，以便送出所產(chǎn)生的熱能。在這里，也可以采用氣態(tài)甚至液態(tài)的介質(zhì)來送出熱量并因而冷卻光電元件。
整個(gè)系統(tǒng)是按標(biāo)準(zhǔn)化組件方式構(gòu)成的。在這里，最好采用這樣的模件，即它們作為可整體使用部件地具有光電元件和集熱器件或采光器件。最后，也優(yōu)選上述的且間隔設(shè)置并成形于光電元件上方(如成墊塊形式)的玻璃蓋板，所述玻璃蓋板具有一個(gè)這樣的模件的部件。
另外，如果從房屋向外地給所述模件配設(shè)相應(yīng)的插頭和/或連接螺栓，以便順利地直接裝配這樣的單元。如果需要，可以在連接位置上設(shè)置插接頭和/或連接螺栓。如果需要，也可以將獨(dú)立的管路安裝在接頭上。這樣一來，可以把大表面組成并網(wǎng)狀連接成一個(gè)總系統(tǒng)。
為通過簡(jiǎn)單措施改善水的獲得，用于模件的連接裝置可以具有集水裝置，象屋頂槽。但是，最好采用具有由波紋格欄構(gòu)成的蓋板的排水槽，所述波紋格欄可以由與水槽一樣的材料制成。這樣一來，通過模件頂面(通常是上述的透光玻璃蓋板)所收集的雨水可直接經(jīng)過相連的且具有位于其上的透水波紋格欄的排水槽被收集起來并被排給集水裝置、貯水槽、泵站等類似設(shè)備。
本發(fā)明的裝置可以到處安放。它最好可以在公共的交通道路和路線且尤其是汽車道、公路但也可以是在有軌道路上實(shí)現(xiàn)。在這樣一個(gè)總設(shè)備中，可以高效率地利用太陽能，因?yàn)樘柲芸杀恢苯愚D(zhuǎn)換成電能。該電流可以通過預(yù)設(shè)線路而比較輕松地繼續(xù)傳輸?；蛟S，電流也可以直接被同時(shí)用于當(dāng)?shù)匾?guī)定的照明設(shè)備、交通線路系統(tǒng)。
但是，通過所用的太陽能或熱能采集器件，也可以在熱方面補(bǔ)充利用太陽能，這是因?yàn)槔缈山柚贿@樣加熱的環(huán)流介質(zhì)來遠(yuǎn)程供熱。就此而言，這個(gè)系統(tǒng)也可以與一個(gè)熱泵相連。
最后，接收模件所特有的雨水。因此，在加蓋的結(jié)構(gòu)中，也保護(hù)了位于其下的街道、車輛路線、公共場(chǎng)所等不受氣候影響。
以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明，其中

圖1是在道路上的太陽能和水的生產(chǎn)裝置的橫截面示意圖；圖2是按標(biāo)準(zhǔn)化組件方式構(gòu)成的生產(chǎn)太陽能和水的件的橫截面示意圖；圖3是多個(gè)組裝起來的生產(chǎn)太陽能和水的模件的俯視示意圖；圖4表示作為下分界件的且具有雨水收集槽的插接件；圖5表示一個(gè)用于按標(biāo)準(zhǔn)化組件方式構(gòu)成的太陽能或水生產(chǎn)件的且靠上的相應(yīng)插接件或封閉件。
在橫截面示意圖中示出了一條遠(yuǎn)程街道1，沿著該街道并在街道兩側(cè)間隔地設(shè)置了柱子3，在柱子上形成了屋頂形的且或許彼此間隔的支架5。因而，可以在這些支架上安裝并錨固上以后描述的模件21，其中最后同時(shí)通過模件21的上面構(gòu)成頂蓋7。
以下，參見圖2，其中示出了一些用于能量和水生產(chǎn)部件的模件。
一個(gè)相應(yīng)的模件23具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組件式的光電元件25，它可以在其對(duì)置的模件側(cè)27和/或其與之錯(cuò)開90度的左模件側(cè)或右模件側(cè)上配設(shè)有接頭29且尤其是插接頭(但根據(jù)需要，還可以配備或代替地配設(shè)有連接螺栓等類似件)，以使該模件與下個(gè)模件相連。在這種情況下，最好在其中一個(gè)連接位置27上把插接頭設(shè)計(jì)成插頭狀，而在對(duì)置的連接位置上，將其設(shè)計(jì)成插座狀，以便能夠通過插接來串聯(lián)相應(yīng)模件，或者順利地組裝成大型功能單元。
另外，為光電元件25設(shè)置一個(gè)冷卻裝置31，在所示實(shí)施例中，冷卻裝置具有一個(gè)在光電元件25下方的或者說背對(duì)太陽而設(shè)的集熱器件或采光器件33。它具有一個(gè)如成一條或多條流通管路形狀的流通裝置35，它們可以筆直地、蜿蜒地、成環(huán)路狀或成螺旋狀地鋪設(shè)，確切地說是從入口側(cè)接頭29a到出口側(cè)接頭30a。接頭29a、30a也可以成插接頭的形狀，但根據(jù)需要，它們同時(shí)還可以成連接螺栓等類似件的形狀，或者就是成連接螺栓等類似件的形狀。
在這種情況下，冷卻裝置31具有另一個(gè)冷卻手段，即另一個(gè)設(shè)置在光電元件25上面的冷卻裝置36。該冷卻裝置是按照流通裝置37的形式形成的，液態(tài)和/或氣態(tài)介質(zhì)可以流經(jīng)所述流通裝置。但是，最好是氣態(tài)的介質(zhì)且尤其是空氣流經(jīng)其中。為此，流通裝置37由一個(gè)在位于太陽側(cè)的透光蓋板41和位于蓋板下的光電元件25的表面之間的間隔空間39構(gòu)成。尤其是在象屋頂那樣傾斜安裝時(shí)，由此產(chǎn)生了煙囪效應(yīng)，結(jié)果在空氣或其它冷卻介質(zhì)在間隔空間39中被加熱的情況下，迫使空氣或冷卻介質(zhì)按箭頭40方向上升，在這種情況下，從底下吸上較冷的流動(dòng)介質(zhì)。為此，最好在頂面上形成一個(gè)接頭或出口29b并在底面上形成一個(gè)接頭或入口30b，以便例如可以在那里讓空氣流入。
在這里，所述接頭例如也被制成單純的插接頭形狀，但根據(jù)需要，它們還可以同時(shí)成連接螺栓等類似件的形狀，或者就是成連接螺栓等類似件的形狀。
最后，為完整起見，還要注意光電元件25也配設(shè)有一個(gè)或多個(gè)在兩個(gè)對(duì)置的連接位置上形成的插接頭且尤其是電插接器29c、30c，以便光電元件25可以直接與下個(gè)相鄰的光電元件插接并與之電接觸。
如該實(shí)施方式所表明的那樣，最好所有接頭29、29a、29b與接頭30、30a、30b在同一方向上地被設(shè)置在對(duì)置的連接位置上，從而相應(yīng)的模件23只能單獨(dú)地通過插接被組裝成大面積的組件。在這種情況下，模件在俯視圖中不一定成矩形，而是例如可以成六角形。最好采用這樣的形狀，即它們可以組合成大面積封閉的單元并實(shí)現(xiàn)盡可能封閉的頂蓋7。
透光蓋板41是如此設(shè)計(jì)的，即被光電元件反射的陽光在底面上又被反射，或者由此有助于獲得大量能量。為盡可能避免或防止外表面被弄臟，可以在那里給透光蓋板41涂覆一個(gè)適當(dāng)?shù)耐繉忧矣绕涫枪饣繉?3。如此設(shè)置的單元可以通過墊塊、螺栓等類似件被安裝到一個(gè)相應(yīng)的支承構(gòu)件3、5上。
尤其是如圖3的俯視示意圖所示地，模件如上所述地作為總模件被組裝起來。例如，封閉裝置47可以與邊緣區(qū)相連，封閉裝置最好成封閉插接裝置47形式。由此一來，如果需要的話，在不在連接方向上插裝模件的位置上，實(shí)現(xiàn)了與一個(gè)側(cè)鄰模件的連接。這樣一來，如果需要串聯(lián)的話，則形成一條用于下個(gè)相鄰的集熱器件或采光器件33的封閉冷卻介質(zhì)環(huán)路?？梢砸荒Ｒ粯拥赝ㄟ^電插接實(shí)現(xiàn)與下個(gè)相鄰光電元件的連接。原則上講，這也適用于按照流動(dòng)通道形式構(gòu)成的靠上的冷卻裝置31，其中在這里，尤其是在以大氣為冷卻介質(zhì)時(shí)，只在封閉件47中設(shè)置一條排出通道，以便把熱空氣排入周圍環(huán)境中。
相應(yīng)地形成更深的封閉裝置49，其中最好如圖3所示地仍然給封閉裝置配設(shè)一個(gè)排水槽14。根據(jù)圖4，槽橫截面成箱形(但也可以采用其它橫截面形狀)。在排水槽的頂面上，最好形成一個(gè)波紋格欄51，它使經(jīng)頂蓋流出的雨水順利流向排水槽，但同時(shí)確保了防止被灰塵等弄臟、污染的一定防護(hù)作用。在圖4、5中示出了用于上封閉件47和下封閉件49的最示意和簡(jiǎn)化的橫截面圖。
如附圖所示，最好模件在插接方向上從下向上地仿照屋頂線形式地被組裝起來，在上下兩端上，模件通過所述封閉插接裝置或通用的封閉連接裝置47、49與一個(gè)在延伸方向上形成的屋頂狀頂蓋相連。
所獲電流可以順利地被用于供入電動(dòng)拖車的電網(wǎng)中(有軌時(shí)的電氣化)。例如，所獲得的電流同樣順利且有用地被用于磁懸浮車輛如超級(jí)高速交通工具的供電。
通過適當(dāng)?shù)碾婂兓蚋袘?yīng)工作系統(tǒng)，不僅可以位置固定地在專門的充電站給電動(dòng)車輛供電，而且在行駛過程中給其供電并給設(shè)置在車輛上的充電器(蓄電池、電池)充電，由此一來，與只受電池型號(hào)限制的常見系統(tǒng)相比，明顯增大了半徑和行程距離。在電鍍管路系統(tǒng)中，也產(chǎn)生了與車輛的導(dǎo)電接觸。在感應(yīng)工作系統(tǒng)中，這最好是不接觸地實(shí)現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)和/或制備太陽能和水的裝置，它具有以下特征，即設(shè)有至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組件式的光電元件(25)，所述光電元件(25)設(shè)置在一個(gè)可對(duì)準(zhǔn)太陽側(cè)的透光蓋板(41)的下面，其特征在于，還設(shè)有至少一個(gè)用于冷卻各自配置的光電元件(25)的冷卻裝置(31)，冷卻裝置(31)也可以按標(biāo)準(zhǔn)化組件方式構(gòu)成，所述光電元件(25)和所屬冷卻裝置(31)按可整體使用的模件(23)的形式構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，冷卻裝置(31)具有至少一個(gè)集熱采光器件(33)，它背對(duì)太陽地被設(shè)置于光電元件(25)的下面。
3.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，設(shè)有另一個(gè)用于光電元件(25)的冷卻裝置(31)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，所述冷卻裝置(31)由一個(gè)可讓液態(tài)和/或氣態(tài)冷卻介質(zhì)流過的冷卻裝置(31，37)構(gòu)成，它形成于光電元件(25)和設(shè)置于光線側(cè)的蓋板(41)之間。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，可通過空氣來流經(jīng)所述冷卻裝置(31，37)，確切地說是在相對(duì)水平面傾斜放置模件(23)時(shí)利用煙囪效應(yīng)的情況下。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的裝置，其特征在于，除了一個(gè)光電元件(25)和一個(gè)位于該光電元件下的集熱和/或采光器件(33)外，可整體使用的模件(23)包括蓋板(41)在內(nèi)地還具有在光電元件(25)和蓋板(41)之間的且成流動(dòng)通道形式的冷卻裝置(31，37)。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的裝置，其特征在于，給模件(23)配設(shè)接頭(29)，其中在實(shí)現(xiàn)一個(gè)用于光電元件(25)的電接頭(29c，30c)、一個(gè)用于集熱和/或采光器件(33)的冷卻接頭(29a，30a)以及另一個(gè)用于通道形流通機(jī)構(gòu)(35)的冷卻接頭(29ab，30b)的情況下形成模件(23)。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的裝置，其特征在于，在模件(23)各連接位置上的所有接頭(29a，29b，29b；30a，30b，30c)被調(diào)整成相互平行。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的裝置，其特征在于，接頭(29a，29b，29b；30a，30b，30c)成型于對(duì)置的連接位置上。
10.如權(quán)利要求1-9之一所述的裝置，其特征在于，許多模件(23)可分別借助其接頭(29a，29b，29b；30a，30b，30c)直接或間接相連。
11.如權(quán)利要求1-10之一所述的裝置，其特征在于，在模件(23)的封閉側(cè)設(shè)有封閉裝置(47，49)，其中或許可以形成與一個(gè)相鄰模件(23)的連接。
12.如權(quán)利要求1-10之一所述的裝置，其特征在于，封閉裝置(47)可以與模件(23)的更深的連接位置相連，所述封閉裝置最好具有一個(gè)雨水排流槽(14)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，雨水排流槽(14)在其頂面上具有一個(gè)波紋格欄(51)。
全文摘要
一種改進(jìn)的太陽能和水的生產(chǎn)裝置具有以下特征設(shè)有至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組件式的光電元件(25)，所述光電元件(25)設(shè)置在一個(gè)可對(duì)準(zhǔn)太陽側(cè)的透光蓋板(41)的下面，還設(shè)有至少一個(gè)用于冷卻各自配置的光電元件(25)的冷卻裝置(31)，冷卻裝置(31)也可以按標(biāo)準(zhǔn)化組件方式構(gòu)成，所述光電元件(25)和所屬冷卻裝置(31)按可整體使用的模件(23)的形式構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01L31/058GK1402883SQ00816571
公開日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2000年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月2日
發(fā)明者霍爾格·隆帕斯基 申請(qǐng)人:霍爾格·隆帕斯基