太阳能屋顶瓦、太阳能系统以及从太阳辐射获取能量的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能屋顶瓦，其形状基本上对应于传统屋顶瓦的形状并且能导热和/或导电地连接到相邻的太阳能屋顶瓦，具有：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能屋顶瓦、太阳能系统以及从太阳辐射获取能量的方法


[0001]本专利技术涉及一种太阳能屋顶瓦，该太阳能屋顶瓦的形状基本上对应于常规屋顶瓦的形状。本专利技术还涉及一种太阳能系统以及一种从太阳辐射获取能量并同时利用废热的方法。

技术介绍

[0002]太阳能屋顶瓦可以理解为意指光伏屋顶瓦、或太阳热能屋顶瓦、以及组合式屋顶瓦(也称组合屋顶瓦)，它同时使用了光伏和太阳热能的形式的两种技术。光伏屋顶瓦构造成从太阳能获取电能，并且为此在其上部面上包括光伏模块，该光伏模块在正确操作期间通常转向太阳。另一方面，太阳热能屋顶瓦构造成从太阳辐射获取热能，并且为此目的，在其上部面上包括太阳热能模块，该太阳热能模块在正确操作期间通常转向太阳。在本申请的上下文中，术语“太阳能利用模块”用作光伏模块和太阳热能模块的两个具体示例的上位术语。在太阳能屋顶瓦的情况下，它被设计为使用两种技术的组合式屋顶瓦，这样的太阳能利用模块设置上部面上，该上部面在正确运行期间通常面向太阳，并且该模块同时包括光伏模块和太阳热能模块。然后借助太阳能利用模块从太阳辐射中获取或使用电能和热能两者。
[0003]太阳热能，特别是提供热水，是一种广泛使用的利用太阳辐射的技术。太阳能板用于加热流体。太阳辐射冲击该面板的吸收器表面并将其加热。获取的热量传递到渗透介质，通常是液体或空气。由太阳辐射加热的介质通常通过循环泵引导到热水储存罐，获取的热量经由热交换器从加热介质(例如载液)传递到热水储存箱中的自来水或饮用水。介质在该过程中冷却，并且然后馈送回收集器，即用于介质的收集器。
[0004]如果液体用作介质，则防冻剂/水混合物特别合适。替代地，可以将热水自身泵送到面板中并在其中加热。在这种情况下，饮用水也可以经由热交换器加热。
[0005]太阳热能屋顶瓦以及使用屋顶表面来安装太阳热能屋顶瓦是已知的。可以使用太阳热能屋顶瓦代替常用的屋顶瓦、屋顶板或屋顶石。太阳热能屋顶瓦还包含吸收器，以吸收太阳能并且由较佳地是流体的介质流过，相应地加热该介质。相对于具有市售屋顶瓦的常规屋顶覆盖物，这种太阳能屋顶瓦的安装昂贵且相对困难。主要问题是连接各个太阳热能屋顶瓦所需的高安装成本。渗透的介质必须从一个太阳热能屋顶瓦行进到下一个，并且连接必须适当地防漏。因此，主要是由于建立流体管线之间的连接，安装工作和所需的时间显著较高。在本申请中，相邻太阳热能屋顶瓦的这种连接，或者通常而言，相邻太阳能屋顶瓦的流体管线或流体输送管线的连接也被称为在相邻的太阳热能屋顶瓦之间建立导热连接。
[0006]在本申请的上下文中，当提及相邻的太阳能屋顶瓦时，通常是指在屋顶上安装时在竖直方向上相邻的屋顶瓦，即向上朝向屋脊或向下朝向屋顶排水沟，而不是在水平方向上向左或向右相邻的屋顶瓦。然而，在参考在水平方向(向左或向右)上相邻的屋顶瓦的地方，将指出这一点。
[0007]例如在DE 10 2011 055 904 A1和DE 20 2013 602 407 U1中描述了先前提到的
太阳热能屋顶瓦及其安装。其中描述的屋顶瓦的安装既昂贵又困难，特别是因为需要额外的部件并且需要改变支承结构。
[0008]本专利技术旨在补救这种情况。然而，特别使用光伏技术的示例来描述本专利技术，具体地使用光伏屋顶瓦的示例。然而，后面描述的优点也可以转移到太阳热能屋顶瓦或使用太阳热能和光伏形式的两种技术的组合式屋顶瓦(组合屋顶瓦)。
[0009]光伏也是一种已经广泛使用的利用太阳辐射的技术。太阳辐射入射到带有太阳能电池的光伏模块。这些将阳光的能量转化为电力可用的能量。将太阳能转换成电力可用的能量是众所周知的，并且将不再详细解释。
[0010]使用屋顶表面来安装太阳能集热器很普遍。市售太阳能集热器通常额外地安装在已经完工的屋顶上。在这方面，也将它们称为抬高的太阳能板。在这种情况下，紧固元件通常必须通过屋顶覆盖物安装在屋顶支承结构上，其中紧固必须是防风暴的并且较佳地还防腐蚀。在穿透传统屋顶覆盖物时，不可避免地会造成密封和随之而来的渗漏问题。此外，屋顶荷载增加，这通常导致屋顶框架需要加固。此外，这种太阳能板对屋顶的视觉外观有负面影响。
[0011]替代地，已知光伏屋顶瓦，其用于代替常用的屋顶瓦、屋顶板或屋顶石。光伏屋顶瓦在其上部面上，即、面向太阳的一面，包含光伏模块或太阳能电池，用于收集和转换太阳能。这在很大程度上避免了抬高的太阳能板的上述缺点，即安装在现有的已经覆盖的屋顶上的那些太阳能板，然而相对于覆盖有市售屋顶瓦的传统屋顶，光伏屋顶瓦的安装昂贵且相对困难。主要问题是单个光伏屋顶瓦的电连接的高安装成本。电流必须从一个光伏屋顶瓦行进到下一个光伏屋顶瓦，这就是为什么由于连接工作所需的安装和时间显著高于大规模太阳能板的原因。
[0012]例如，在DE 10 2011 055 904 A1和DE 20 2013 002 407 U1中描述了这种光伏屋顶瓦及其安装。其中描述的屋顶瓦的安装既昂贵又困难，特别是因为需要额外的部件并且需要改变支承结构。在此，例如在DE 10 2016 104 096 A1中公开的那样，光伏屋顶瓦已经提供了补救方案，其中那里的安装也能够进一步优化。
[0013]所有上述太阳能屋顶瓦同样需要在高效能量使用方面进行优化。因为在不断提高家庭能量使用的需求的背景下，希望以尽可能最好和最简单的方式使用由太阳辐射提供的能量。

技术实现思路

[0014]因此，本专利技术的目的是提供一种太阳能屋顶瓦，其生产、安装和维护尽可能简单和廉价。此外，期望进一步优化能量产出。安装过程应尽可能地与具有传统屋顶瓦的屋顶覆盖物的没有区别。
[0015]该目的是通过具有专利权利要求1的特征的太阳能屋顶瓦来实现。该目的还通过具有专利权利要求11的特征的太阳能系统和具有专利权利要求14的特征的方法来实现。
[0016]对于本专利技术而言重要的是这样的发现：设有两个开口，即太阳能屋顶瓦的上部面中的上部开口和太阳能屋顶瓦的下部面中的下部开口，通过这两个开口可以容易地进行安装工作。可以进行必要的连接，例如，从太阳能屋顶瓦到底下的屋顶板条的连接，以及相邻的太阳能屋顶瓦连接到彼此，但如果需要，也可以再次释放。特别有利的是，这种安装工作
总是可以从太阳能屋顶瓦的上部面从上方进行。因此，通过上部开口，可以从上方通达太阳能屋顶瓦，从而也可向下通达屋顶瓦的下部面。在太阳能屋顶瓦在竖直方向上邻近彼此布置的情况下，例如在太阳能系统中，那么也可以通过下部面中下部开口来确保通达，例如通达位于更下方的下一个太阳能屋顶瓦，特别是再次从上方。因此，在下方的太阳能屋顶瓦的上部开口和上方的相邻太阳能屋顶瓦的下部开口能够至少部分地对齐。上部开口然后允许从上方接近布置在它上方的太阳能屋顶瓦的腔体。另外，通过该太阳能屋顶瓦的对齐的下部开口，并且进一步通过在它下方的太阳能屋顶瓦的上部开口，也能够通达相邻的太阳能屋顶瓦的腔体中。这样，相邻太阳能屋顶瓦之间所需的导电连接以及导热连接可以在太阳能系统中实现。
[0017]详细地，提出了一种太阳能屋顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种太阳能屋顶瓦，所述太阳能屋顶瓦的形状基本上对应于传统屋顶瓦的形状并且能导热和/或导电地连接到相邻的太阳能屋顶瓦，包括：
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下部面(2)，所述下部面用于放置在屋顶结构的至少在一些区域上，
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与所述下部面(2)相对的上部面(8)，所述上部面至少在一些区域中由太阳能利用模块形成，
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相对的两个侧壁(5、6)，
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连接所述两个侧壁(5、6)的后部面(7)，以及
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与所述后部面(7)相对的前部面(4)，所述前部面也连接所述两个侧壁(5、6)，其中，所述两个侧壁(5、6)、所述后部面(7)和所述前部面(4)将所述下部面(2)和所述上部面(8)连接在一起，从而在所述两个侧壁(5、6)、所述后部面(7)、所述前部面(4)、所述下部面(2)和所述上部面(8)之间形成腔体(10)，其中，所述下部面(2)在所述前部面(4)的区域中具有下部开口，用于提供从周围环境(U)进入所述腔体(10)的通路，并且所述上部面(8)在所述后部面(7)的区域中具有上部开口，用于提供从周围环境(U)进入所述腔体(10)的通路。2.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦，其特征在于，将它设计为用于从太阳辐射获取电能的光伏屋顶瓦(1)，并且将所述太阳能利用模块被设计为光伏模块。3.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦，其特征在于，将它设计为用于从太阳辐射获取热能的太阳热能屋顶瓦，并且将所述太阳能利用模块设计为太阳热能模块。4.根据权利要求1所述的太阳能屋顶瓦，其特征在于，将它设计为用于从太阳辐射获取电能和热能的组合式屋顶瓦，并且将所述太阳能利用模块设计为光伏模块和太阳热能利用模块两者。5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能屋顶瓦，其特征在于，所述下部开口形成为用于使环境空气从周围环境(U)流入所述腔体(10)中的入口开口(12)，并且所述上部开口形成为用于使环境空气流出所述腔体(10)的出口开口(11)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的太阳能屋顶瓦，其特征在于，所述上部面(8)具有设计为能在从所述前部面(4)延伸到所述后部面(7)的纵向方向(L)上移动的覆盖物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能屋顶瓦，其特征在于，所述下部面(2)基本上由金属基板(3)形成，并且所述金属基板(3)在所述下部开口的区域中具有至少一个金属板突片(37)，较佳地两个金属板突片(37)。8.根据权利要求7所述的太阳能屋顶瓦，其特征在于，在所述太阳能屋顶瓦的初始状态下，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：梅耶博格德国有限公司，
类型：发明
国别省市：