(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根瓦として設けられる複数のエネルギーパネル（１）を備え、前記エネルギーパネル（１）が建物の一部を覆い、かつ、各々が太陽エネルギーを吸収する役目をし、かつ電源線（３３）に接続されるエネルギーモジュール（３００）を備える、エネルギー供給装置であって、
前記建物の小屋組み（７０）上に取り付けられる、アルミニウムから製造される、互いに平行な複数の金属パイプライン（４）が、前記エネルギーパネル（１）を支持する役目をする屋根木摺を形成し、
前記金属パイプライン（４）が担持板（４８０）を備え、
前記エネルギーパネル（１）は前記担持板（４８０）の上側に平らに置かれ、
前記担持板（４８０）は熱エネルギーを前記エネルギーパネル（１）から前記パイプライン（４）に伝え、
前記パイプライン（４）は第１の流路（４１）及び第２の流路（４２）のうちの少なくとも一つの流路（４１、４２）を備え、前記少なくとも一つの流路（４１、４２）を通じて流体熱輸送媒体（４５）を搬送することができ、前記エネルギーパネル（１）から受け取った熱エネルギーが前記少なくとも一つの流路（４１、４２）により熱エネルギーシンク（４０００）まで伝達される、
ことを特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエネルギー供給装置であって、前記パイプライン（４）が、前記流体熱輸送媒体（４５）が一方向へ導かれる第１の流路（４１）、および、前記熱輸送媒体（４５）が逆方向へ戻される第２の流路（４２）を備えること、を特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエネルギー供給装置であって、前記パイプライン（４）はケーブル通路（４７）を備え、前記エネルギーパネル（１）の各々が、前記ケーブル通路（４７）内に導かれるフラットケーブルに接続されることができ、前記フラットケーブルが、前記電源線（３３）および／または制御線（３４）を含む、コネクタ（３９）を有する前記エネルギーモジュール（３００）に接続される接続ケーブル（３２）を備えることを特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載のエネルギー供給装置であって、前記パイプライン（４）が、ベース構造体（４００）経由で互いに接続される２つのパイプ部品（４１０、４２０）を有する異形材を備え、前記２つのパイプ部品（４１０、４２０）内に前記第１および第２の流路（４１、４２）が、それぞれ導かれ、それによって、前記２つのパイプ部品のうちの第１のパイプ部品（４１０）上にケーブル通路（４７）を形成する第１の異形材部品（４７０）が配置され、および、前記２つのパイプ部品のうちの第２のパイプ部品（４２０）上に前記担持板（４８０）が配置され、その上側に対して、前記エネルギーパネル（１）が平らに置かれる、ことを特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４の１つに記載のエネルギー供給装置であって、結合装置（２２）が設けられ、前記結合装置（２２）が一方では前記エネルギーパネル（１）の金属本体（２、３０１）に、および、他方では前記パイプライン（４）に接続され、それによって、熱的および／または機械式接続が形成される、ことを特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項６】
請求項１〜５の１つに記載のエネルギー供給装置であって、前記エネルギーパネル（１）のうちの少なくとも１つが、ローカル制御ユニット（３）を備えており、前記ローカル制御ユニット（３）が中央制御ユニット（３０００）に制御線（３４）経由で接続され、および、前記ローカル制御ユニット（３）が、前記エネルギーパネル（１）、電力貯蔵ユニット（３８）または発光ダイオード（３５２）内に設けられる少なくとも一つのローカル集電装置に、または少なくとも一つの中央集電装置（３００３；３００５；３０３８）に、前記エネルギーモジュール（３００）からの電流出力を制御するように適合される、ことを特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項７】
請求項１〜６の１つに記載のエネルギー供給装置であって、前記パイプライン（４）が、結合溝（４３２）を前記パイプライン（４）の下側に設けられ、取付異形材（８、８１、８２）が固定的にまたは置換可能に前記結合溝（４３２）の中に保持され、それによって前記パイプライン（４）が互いにおよび／または前記小屋組み（７０）に接続される、ことを特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項８】
請求項３に記載のエネルギー供給装置であって、前記個々のエネルギーモジュール（３００）が、前記電源線（３３）によって互いに並列に接続される、ことを特徴とするエネルギー供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根瓦の形状の複数のエネルギーパネルを備えたエネルギー供給装置に、更に、屋根瓦の形状のエネルギーパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーパネルは、エネルギーパネル内で熱エネルギーにおよび／または一つ以上の消費者負荷に伝えられる電気エネルギーに変換されるエネルギーを吸収する役目をする。エネルギー供給装置は、互いに結合される一つ以上のエネルギーパネルから成る。
【０００３】
エネルギーパネルを備えた装置は、例えば（特許文献１）から公知である。このパネルにおいて、互いに平行して配置され、それに対して垂直に延伸するより小さいパイプによって互いに接続される、２つのより大きいサイズのパイプを備えるパイプ構造体を用いて熱エネルギーが取り除かれる。より小さいパイプが、直接エネルギーパネル上に位置して、パイプ構造体経由で引き出された熱エネルギーを運び去る。この種の装置は、しかしながら屋根構造体に適していない。
【０００４】
一般的なエネルギーパネルが、他方（特許文献２）から公知である。このエネルギーパネルは、屋根瓦または外壁形成部材の形状の本体、その各々が太陽光線にさらされる瓦または壁形成部材の外部表面上に配置される、複数の太陽電池、を備え、それによって、前記エネルギーパネルがさらに熱運搬媒体のための経路を備える。前記経路は、太陽電池がその上に配置される瓦または壁形成部材の領域より下に配設される。エネルギーパネルの本体は、粒子形状、無機、顆粒状または繊維性材料および熱伝導金属の複合材料から製造される。
【０００５】
（特許文献２）から公知のエネルギーパネルは、その原理が十分に確立されており、更に、このエネルギーパネルに基づく装置およびシステムはさまざまな欠点を有する。エネルギーパネルへの太陽電池およびエネルギー輸送媒体のための経路の組込みは、対応して高い製造資源が必要となるエネルギーパネルの比較的複雑な構造体に結びつく。熱媒体経路、通路またはパイプラインが、エネルギーパネル内に埋め込まれなければならず、結合要素をその入出口開口部に設けられなければならず、それによって、複数のエネルギーパネルの経路が単一のパイプラインまたは単一の通路を形成するように一緒になることができ、それを通して熱輸送媒体が流れる。多数のこの種のエネルギーパネルが屋根を覆うのに用いられる限り、これはしたがって、大きな数の結合点に結びつき、それは、かなり長い動作持続期間および繰り返された駆動の後でさえ耐漏れ性のままでなければならない。さらに、比較的薄いパイプラインだけが用いられることができる点に留意する必要がある。これは、比較的高ライン抵抗および対応して高いライン圧力に結びつき、それは、結合点の品質に大きな要件を置く。例えば長年にわたる動作の後で、個々の結合点が故障すると、これはきわめて高い保守資源が必要になることに結びつく。一方では故障位置が探知される必要があり、および、他方、この欠陥は相当な労力によって除去されるはずである。さらに、パイプラインの小さな直径のために、互いに結合されるエネルギーパネルを通して、少量の熱媒体だけが流れることができ、それは最適熱伝導が保証されないことを意味する。
【０００６】
不十分な熱伝導は、熱エネルギーの不十分な産出にだけでなくエネルギーセルの非最適動作にも結びつき、それは、高温でより少ない電力を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＪＰ  ２００５  ２４１０２１Ａ
【特許文献２】ＥＰ  ０  ３３５  ２６１  Ｂ
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＦＬＡＣＨＫＡＢＥＬＳＹＳＴＥＭ  ＴＥＣＨＮＯＦＩＬ製品説明書、Ｗｏｅｒｔｚ社、Ｍｕｔｔｅｎｚ、２００４年５月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
少なくとも一つのエネルギーパネルを備えた改良されたエネルギー供給装置を作り出して、更に改良されたエネルギーパネルを作り出すことが、したがって、本発明の目的である。
【００１０】
特に、太陽エネルギーを熱および電気エネルギーに効率的に変換する少なくとも一つのエネルギーパネルを備えた、エネルギー供給装置を作り出すことが、本発明の一目的である。
【００１１】
より少ない労力でエネルギー供給装置およびエネルギーパネルの製造、据付けおよび保守を可能にすることが、更なる一目的である。
【００１２】
加えて、このエネルギー供給装置は新しくて有利な性能特徴を提供するであろう。特に、エネルギー供給装置の効果的な管理が最小の資源によって可能であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、それぞれ請求項１および８に示す特徴を有するエネルギー供給装置およびエネルギーパネルによって達成される。本発明の有利な実施態様が、更なる請求項内に示唆される。
【００１４】
このエネルギー供給装置は、建物の一部がそれによって覆われ、かつ、太陽エネルギーを吸収する役目をするエネルギーモジュールを備える、屋根瓦として設けられる複数のエネルギーパネルを備える。前記エネルギーモジュールは、電源線に接続される。
【００１５】
本発明に従って、少なくとも一つの金属パイプラインが建物の外側に設けられ、その金属パイプラインは、パイプラインに機械的にかつ熱的に接続されるエネルギーパネルを支持する。電源線と、流体熱輸送媒体がそれを通して搬送されることができ、熱エネルギーがそれによってエネルギーパネルから熱エネルギーシンクまで伝達されることができる、少なくとも一つの流路とを収容する役目をするケーブル通路が、前記パイプライン内に配設される。
【００１６】
好ましくは水平に取り付けられて、好ましくはアルミニウム異形材である、熱輸送のために設けられるこのパイプラインが、屋根上の木摺または建物壁を置換して、例えばそれに対して垂直に延伸する小屋組みの垂木上に取り付けられる。パイプラインは、したがって、二つの機能を果たす。一方では、それは木製木摺と比較するとエネルギーパネルのより安定した取付けの役目をする。他方、それはエネルギーパネルから得られる熱エネルギーを吸収して、運び去る役目をする。従来の屋根木摺と比較すると結果として生じる追加的なコストは比較的小さく、かつエネルギーパネルの減少した生産原価によって補償されるより大きい。加えて、据え付けられたパイプラインシステムによって、最悪の気象状況にさえ耐えることができる極めて安定で信頼性が高い構造体が得られる。優れた熱伝導が、比較的大きな断面積のパイプラインによって実現される。
【００１７】
また、特に有利であることは、本発明のパイプラインシステムによってエネルギーパネル、特にその中に設けられる電気モジュール、建物屋根または建物壁が冷却されることができることである。このために熱輸送媒体は、それがエネルギーパネルの領域内のパイプラインに到達する前に、冷却ゾーンで、例えば地面で低温に冷却されることができる。この処置は、建物の極めて効率的で費用効率が高い冷却を容易にし、通常高いエネルギー消費量を有する冷却ユニットが不必要であることを意味する。例えば夏には、ヒートポンプのダウンホール熱交換器が熱輸送媒体を循環させるのに用いられることができる。
【００１８】
本発明のエネルギー供給装置の特定の利点は、少なくとも部分的に金属から成る、金属パイプラインシステムおよびエネルギーパネルが放射線および電子スモッグの影響に対してそれぞれの建物の居住者を保護して、対応する実施態様において雷から守りさえすることができるということである。今日広く恐れられている高周波電波の放射は、したがって、都合よく避けられる。
【００１９】
パイプラインへのエネルギーパネルの結合は、単純な処置によって実施されることができ、それによって、実際に無視してよい熱伝導抵抗になる。エネルギーパネルによって吸収される熱エネルギーは、したがって、パイプラインへ効率的に伝達されて、後者によって運び去られる。したがって、エネルギーパネルの十分な冷却もまた達成され、エネルギーセル、おそらく太陽電池が最適に動作することができて、最大電気エネルギーを出力することができることを意味する。
【００２０】
好ましい一実施態様において、パイプラインは、熱輸送媒体が１つの方向に搬送される少なくとも一つの第１の流路および熱輸送媒体が戻される少なくとも一つの第２の流路を備える。終端接続要素が、したがって、パイプラインの一端で設けられ、その終端接続要素を通して第１の流路から到達する熱輸送媒体が、第２の流路に搬送される。パイプラインの他端で、熱輸送媒体はしたがって、同じ点で出力されて、取り除かれることができる。パイプラインのこの実施態様において、パイプラインシステム全体が単純に計画されて構成されることができる。パイプライン内の両方向の熱輸送媒体の運搬はさらに、パイプラインの異なる点で生じる可能性がある温度の平均化に至る。
【００２１】
パイプラインシステムを、互いに独立に動作させられ、各々それぞれの循環ポンプを備えた、セグメントに分割することは、有利であることができる。このセグメントは好ましくは、それらが太陽放射の個々のゾーンに割り当てられるというような方法で形成される。例えば、パイプラインシステムの第１のセグメントがダブルピッチ屋根の南側に、および第２のセグメントが住宅の西壁上に配設されることができる。前記セグメントの分離は、対応する接続線を不必要にして、すでにこのために単独で好都合である。しかしながら、最適太陽放射が各セグメントに利用できる時間で、それぞれのセグメントがそれぞれ動作させられることができる理由のために、分離はまた、好都合である。
【００２２】
水は、適切な熱輸送媒体である。しかしながら、本発明のエネルギー供給の有利な実施態様はまた、熱輸送のための優れた適合性を有する油の使用を可能にする。
【００２３】
熱損失を回避するために、パイプラインは好ましくは断熱層を設けられ、それは好ましくはパイプラインがエネルギーパネルに熱的にかつ機械的に結合される点でさえぎられるだけである。得られた熱エネルギーが輸送中に失われないことが、このようにして確実にされる。
【００２４】
外部パイプラインの使用はまた、それが軸平行方法で延伸するケーブル通路を備えることができる理由のために、特に有利である。前記ケーブル通路は、好ましくはパイプラインの本体に例えばあり継ぎ形状の凹部または溝の形状に組み込まれる。エネルギーパネルに面する、この十分に保護されているが、同時に、容易にアクセス可能なケーブル通路内に設けられるのが、それによってエネルギーモジュールによる電気エネルギー出力が伝達される、電源線であり、およびおそらく、データ供給線、特に、中央制御ユニットとエネルギーパネル内に分散化されるかまたはローカルに配置される制御ユニットとの間のデータ伝送の役目をする制御線である。ローカル制御ユニットは、また、エネルギーモジュールによって生成される電流を、集電装置または消費者負荷に、または中央にもしくはエネルギーパネル内にローカルに設けられる貯蔵要素に搬送するために中央制御ユニットによって制御される単純なスイッチユニットであることができる。
【００２５】
ローカル制御ユニットは好ましくは、例えば電源線からのエネルギーパネルのデカップリングの後で、エネルギーモジュールが、生成されるエネルギーを消費し、かつ、同時に、エネルギーパネルの状態を示唆する、それぞれの発光ダイオードに接続されるような方法でスイッチによって切替えられることができるように設計される。エネルギーパネルは、したがって、ローカル制御ユニットによって制御される孤立された方法でまたは中央制御ユニットによって制御される組み合わせられた方法で動作させられることができ、それでエネルギーは、電源線に供給されず、その代わりにエネルギーパネル上に設けられる消費者負荷に供給される。スタッフは、したがって、安全面のリスクにさらされることなくエネルギーパネルが設置されるか取り外される際に、保守作業および目視検査を実施することができる。
【００２６】
前記線は、好ましくは必要な間隔で電気コネクタを備えているフラットケーブルの形であることができ、それによって、前記電気コネクタの各々がエネルギーパネルの接続線に更なるコネクタを用いて接続されることができる。
【００２７】
中央制御ユニット、更には、好ましくはエネルギーパネル上にローカルに配列されるエネルギー貯蔵要素、発光ダイオードおよび／またはセンサーに接続されるローカル制御ユニットの使用は、本発明のエネルギー供給システムと関連して多数の更なる有利な適用可能性に結びつく。センサーの使用によって、エネルギーパネルの状態および環境の状態を確認することが、可能である。中央制御ユニットに確認されるデータの伝送の後、後者（中央制御ユニット）は、システム全体および／またはエネルギー供給装置を最適に制御することができる。例えば、パイプラインシステムの個々のセグメントはスイッチをオンオフされることができる。
【００２８】
各エネルギーパネル内の少なくとも一つのエネルギー貯蔵要素の使用は、特に有利である。今日公知の蓄電池を使用して、得られたエネルギーがローカルに貯蔵され、必要かつ最適状態下になるまで出力されない。中央エネルギー貯蔵ユニットは、必要でないかもしれない。今日、公知の蓄電池、例えば、一般的に１００Ｗｈ／ｋｇのエネルギー密度および１０００Ｗ／ｋの出力密度を有するリチウムイオン蓄電池を使用して、莫大な量のエネルギーが、したがって、ローカルに貯蔵され、かつ、必要な時に出力されることができる。ローカル制御ユニットの助けを借りてこれらの蓄電池は、例えばその完全な放電を防ぐために監視されて最適動作範囲内に保たれることができる。さらに、貯蔵された電気エネルギーは、損失を減少させるために好ましい形で、おそらくより高い値に変換されて出力されることができる。
【００２９】
中央制御ユニットによって与えられる制御命令を考慮して、ローカル制御ユニットはエネルギー伝達を最適化することができて、これが状況によって必要とされる場合、おそらくエネルギーに対する要求に応答してエネルギー供給を拒否することができる。ローカル制御ユニットは、したがって、エネルギーモジュールによって、エネルギーパネル内に設けられるローカルエネルギー貯蔵ユニットに向けた、または少なくとも一つの中央集電装置に向けた、電力出力を制御することができる。中央集電装置は、内部または外部ネットワークに交流を出力する、蓄電池またはエネルギー変換器であることができる。
【００３０】
パイプラインに対する機械式および熱的結合が、結合装置によって実現され、その要素は、パイプラインと完全にまたは部分的に一体的であるかまたはエネルギーパネルの金属本体と一体的であるように、形成されるかまたは、さらに、別々の取付け部品として供給されることができる。
【００３１】
パイプラインと平らに位置するフランジまたはクランプが適切な位置に変えられることができて、大きな圧接力でパイプラインと力固定方法で接続されることができるように、少なくとも一つの実質上または部分的に円形の断面を有するパイプラインが好ましくは使われる。結合要素がまた形状固定接続の役目をするのに使われることは特に有利である。例えば、選択可能な位置内に固定されることができる、互いに係合する歯付要素が使われることができる。
【００３２】
別々の結合継ぎ手が使われる限り、これは、特に、最大可能なコンタクト表面によって、一方ではパイプラインに、および、他方エネルギーパネルに、最適に適応されることができる。同時に、別々の結合継ぎ手を取り付けて、調整することは、容易に可能である。開口が、好ましくはエネルギーパネル内に設けられ、それを通して工具が導かれることができ、それを用いて結合装置が、しっかりと締められることができるかまたは解除されることができる。
【００３３】
好適な実施態様においてエネルギーモジュールの金属基板が、パイプラインに直接または堅いもしくは柔軟な帯金を用いて接続される。好ましくは接地されたパイプラインシステムへのエネルギーモジュールの金属基板の接続は、加えて、放射線および雷の影響に対する最適防護に結びつく。
【００３４】
一つ以上のエネルギーモジュールを備えている本発明のエネルギー供給装置用のエネルギーパネルは、単純な方法で製造されて組み立てられることができる。このエネルギーパネルは、エネルギーモジュールの収容の、および、パイプラインへの結合の準備が最適にできていることができる。エネルギーパネルの金属本体上の結合要素の大きいコンタクト表面または一体的な形成は、最適熱伝導を可能にすることを確実にする。
【００３５】
エネルギー供給装置用に設けられたエネルギーパネルは、屋根瓦の形状で存在する。屋根瓦形状のエネルギーパネルを使用して、住宅の小屋組みは、したがって、従来の方法で美学的に設計されることができる。したがって、任意の所定の材料でできていることができる屋根瓦によって住宅に関する好みを無視する必要はない。加えて、しかしながら、屋根瓦が消費者負荷に電気および熱エネルギーの形でエネルギーを出力する利点が、ある。
【００３６】
屋根瓦の形のエネルギーパネルは、したがって、粘土または金属でできている瓦構造体を備え、その上側に、別々に配置されたエネルギーモジュール用の収容部が、設けられる。しかしながら、例えば粘土でできている瓦構造体およびそれに適しているエネルギーモジュールは最適化された製造プロセスで別々に製造されることができる。
【００３７】
瓦構造体または屋根瓦は、したがって瓦工場で、低コストで製造されることができる。屋根瓦はそれによって好ましくは、それがエネルギーパネルの有無にかかわらず取り付けられることができるように設計される。瓦工場は、したがって、単一の製品を製造することができて、本発明のエネルギー供給装置を据付けることを望む顧客に、同じく望まない人々にも、それを供給することができる。全ての従来の屋根瓦の要件は、したがって、製造される屋根瓦によって満たされる。単に、エネルギーモジュールが新しい屋根瓦に結合されることができる設計機能だけがある。
【００３８】
エネルギーモジュールは、また最適効率で、専門工場で製造されることができる。エネルギーモジュールは、好ましくは異なる層から成り、そのベース層が、金属プレートの形の金属基板または金属本体によって形成され、それを通して熱エネルギーが、屋根瓦内の開口部を通して結合要素の助けを借りてまたはパイプラインの方へ更なるエネルギーパネルによって覆われる瓦の上縁部を介して運び去られる。例えば、金属基板は一体的にその上に形成され、かつパイプラインに接続される結合要素を備える。代わりとして、金属基板は帯金およびバックルまたはクランプのような取付けブラケット経由でパイプラインに接続されることができる。
【００３９】
エネルギーパネルの金属本体は好ましくは冷却要素および結合装置に接続されるかまたは一体的に接続されることができ、それ（結合装置）は冷却要素によって吸収される熱エネルギーがパイプラインへ伝達されることができ、および、エネルギーパネルが同時に、安定しているように保たれるような方法で、パイプラインに接続されることができる。冷却要素は好ましくは、前記エネルギーモジュールが最適に冷却されるというような方法で、エネルギーモジュールに熱的に、かつおそらくまた、機械的に密接に結合される。エネルギーモジュールが好ましくは大きいコンタクト表面で冷却要素に対して位置して、コンタクト表面間の熱伝導抵抗が無視できるほど小さいようにそれに対してねじられる。更なる好適な実施態様においてかなりの熱エネルギーがその上に配置されるパイプラインに加熱された屋根瓦経由で伝達されることができるように、金属本体が瓦構造体に対して平らに位置する。
【００４０】
第１の主要な実施態様においてエネルギーパネルは、少なくとも一つの開口部を有する構造体を備え、その中に金属本体が、流延材料を用いて保持される。例えば、粘土瓦が製造され、それがエネルギーモジュールおよび金属本体を収容する役目をする少なくとも一つの開口部を備える。好ましい一実施態様において金属本体および少なくとも一つのエネルギーモジュールは、また、組み合わせられたモジュールとして前もって製造されて、および、粘土瓦に組み込まれる。
【００４１】
第２の主要な実施態様においてエネルギーパネルは、金属構造体を備え、それによって金属本体が、一体的に接続される。例えば、金属構造体がアルミニウムから製造され、その金属構造体の中にこの少なくとも一つのエネルギーモジュールが、挿入されることができる。さらに、金属構造体は結合装置用の大きい結合表面を、またはさらにその上に一体的に形成される結合要素を、備えていることができる。いずれの場合においても、結合要素は最適に、かつ、限られた資源で製造されることができる。
【００４２】
瓦の形状で存在する構造体は、例えば開口部を備え、その中に少なくとも一つのエネルギーモジュールが、流延材料または固定要素、例えばネジを用いて保持され、その助けを借りてエネルギーモジュールが、結合要素に接続される。
【００４３】
特に好適な実施態様において他方、屋根瓦が、開口部を有さず、電気線および熱結合要素が、パイプラインに屋根瓦を介して導かれる、ことを意味する。これは、エネルギーパネル、更には好ましくは粘土で作られる屋根瓦およびそれに対して適応されるが、別々に製造されるエネルギーモジュールによるエネルギーパネルのモジュール構造の特に簡単な据付けを容易にする。
【００４４】
この好ましい実施態様において、保持要素、例えば案内溝が瓦構造体上に設けられる。エネルギーモジュールは、前記保持要素に挿入されることができて、挿入の後、好ましくは接続接点経由で、接続線に接続される。接続線は、しかしながら、好ましくはすでに、最適電気的接触が保証されるようにエネルギーモジュール上に設けられる。
【００４５】
モジュール組立は、最小の生産原価および組立資源に対する最小の要件に結びつく。技術的な欠陥の場合には欠陥のあるエネルギーモジュールは、数秒以内に取り除かれることができて、新しいユニットによって交換されることができる。この構造体は、好ましくはエネルギーモジュールの除去の後でまたはフラップを用いて露出されることができ、およびエネルギーパネルが取り付けられるかまたは解放されることができる結合要素へのアクセスをもたらす、開口部を備える。
【００４６】
エネルギーパネルがローカル制御ユニットおよび／またはローカル貯蔵ユニットを装備する限り、これらの要素を収容する適切なチャンバを備えていることができる。チャンバは、フラップによってまたは、特に有利には、保持要素に挿入されることができるエネルギーモジュールを通して、閉じられることができる。
【００４７】
別々に生産されたエネルギーモジュールによるエネルギーパネルのモジュール構造は、他方太陽電池、スイッチングトランジスタを備えた制御ユニットおよび発光ダイオードのような任意の電気的構成部品の有利な組込みを可能にする。エネルギーモジュールは好ましくは、ＳＭＤ（表面実装設計）技術を使用して、製造される。電気的構成部品は好ましくは断熱金属基板（ＩＭＳ（登録商標））上に取り付けられ、それが金属基板に対する最適熱除去を保証する。エネルギーパネルの据付けの後で露出されて明らかに視認できる発光ダイオードの組込みは、特に有利である。例えば、直列に配置される複数の発光ダイオードを備えた２つの平行したチェーンが設けられ、それはローカル制御ユニット、単純な実施態様において、オプトカプラまたはスイッチングトランジスタ経由で、任意選択でそれらを点検するかまたは生成されるエネルギーを吸収するために太陽電池に接続されることができる。エネルギーパネルがまだ据え付けられない、または、電源線が電圧のない限り、太陽電池は好ましくは前記発光ダイオードに接続される。発光ダイオードを備えたチェーンが取り除かれる限り、その機能は他のチェーンによって引き受けられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
本発明は、図面を参照することで、後で更に詳細に説明され、そこにおいて、
【００４９】
【図１】金属本体２がその中に設けられ、パイプライン４に熱的にかつ機械的に結合される、エネルギーパネル１を備えた本発明のエネルギー供給システムを示す。
【図２】三次元図解での、図１のエネルギーパネル１の金属本体４を示し、それが、熱エネルギーを吸収する役目をする冷却要素２１、パイプラインに接続されることができる結合要素２２ならびに制御ユニット３およびエネルギー貯蔵要素３８を収容する役目をするチャンバ２３を備える。
【図３】更なる実施態様における図２の金属本体２を示し、そこにおいてエネルギーパネル１の構造体５がおそらく金属から一体的に製造される。
【図４】更なる実施態様における図２の金属本体２を示し、それが、結合継ぎ手２７１、２７２、２７３を用いて基本的に円形の断面を有するパイプライン４に接続される。
【図５】三次元図解での、図１のパイプライン４のセグメントを示し、それが、熱輸送媒体を搬送する役目をする２つの流路４１、４２および例えばフラットケーブルの形状の電源線３３および制御線３４を収容する軸方向に延伸するあり継ぎ手形状凹部４７を備える。
【図６】図１に従うパイプライン４のセグメントを備えたパイプラインシステムの要素を示し、それが、取付用異形材８１を使用して互いに機械的に接続されることができ、およびその流路４１、４２が、接続部品８３、８４、８５を使用して１つにされることができるかまたは供給および排液ラインに接続されることができる。
【図７】ベース構造体４００経由で互いに接続される２つのパイプ部品４１０、４２０を備えた異形材を有する好ましく設計されたパイプライン４を示し、そのパイプ部品４１０、４２０内に第１のまたは第２の流路４１、４２が導かれ、それによって、第１のパイプ部品４１０上にケーブル通路４７を導く第１の異形材部品４７０が配置され、および第２のパイプ部品４２０上に担持板４８０が配置され、その頂側部上に、エネルギーパネル１が、平らに位置することができる。
【図８】第１の実施態様において各々パイプライン４に接続される２つのエネルギーパネル１を示す。
【図９】第２の実施態様においてパイプライン４に接続されるエネルギーパネル１を示す。
【図１０】屋根上のパイプライン４に取り付けられる図５に従う複数のエネルギーパネル１を示す。
【図１１】エネルギーモジュール３００がその中に挿入されることができる図５に従うエネルギーパネル１を示す。
【図１２】エネルギーモジュール３００がその上に配置されることができる屋根瓦の構造体５を示す。
【図１３】エネルギーモジュール３００の取付け中の図１２に従う屋根瓦の構造体５を示す。
【図１４】屋根瓦５およびそれに接続されるエネルギーモジュール３００によって形成されるエネルギーパネル１を示す。
【図１５】分解図での図１３のエネルギーモジュール３００を示す。
【図１６】接続線３２を用いて電源線３３および制御線３４に電気的に接続されて、結合装置２２を用いてパイプライン４に電気的にかつ熱的に接続される２つのエネルギーモジュール３００を示す。
【図１７】電源線３３および制御線３４の別々の案内の役目をする２つのケーブル通路４７を備えた図７のパイプライン４の好ましい一実施態様を示す。
【図１８】屋根に取り付けられて、エネルギーパネル１がその上に配置される屋根木摺を形成するパイプライン４を示す。
【図１９】本発明のエネルギーパネル１がその上に据え付けられる建物の屋根レベル７０を示す。
【図２０】図１、８、９、１１または１４に従うエネルギーパネル１を備えた本発明のエネルギー供給装置のブロック配線図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、熱輸送媒体４５がそこに流れるパイプラインシステムのパイプライン４に熱的にかつ機械的に接続される、エネルギーパネル１を供えた本発明のエネルギー供給システムを示す。
【００５１】
エネルギーパネル１は、例えば粘土または金属から成っていて、開口部５１を有する構造体５を備え、好ましくは太陽エネルギーを吸収する役目をする複数のエネルギーモジュール３００および金属本体２が、その中に挿入される。金属本体２は、熱エネルギーを吸収する役目をする冷却要素２１、パイプライン４への結合の役目をする結合装置２２およびフラップ２３１を用いて閉じられることができるチャンバ２３を備え、および、制御ユニット３および２つのエネルギー貯蔵ユニット３８がその中に設けられる。チャンバ２３内に設けられる制御ユニット３が、少なくとも一つのセンサー３５３に、および、少なくとも一つの信号エミッタ３５２、例えば発光ダイオードに線３５経由で接続される。
【００５２】
エネルギーパネル１のこの実施態様において、金属本体２、エネルギーモジュール３００、および、おそらくまた、センサー３５１および信号エミッタ３５２が好ましくは良い熱伝導率を有する流延材料６を用いて対応する位置で構造体５の開口部５１内に固定される。
【００５３】
本発明のエネルギーパネル１は、電気エネルギーおよび熱エネルギーの出力の役目をする。エネルギーモジュール３００による電気エネルギー出力が、接続線３１経由でローカル制御ユニット３に供給され、それから、電気エネルギーがローカル貯蔵ユニット３８に、または電源線３３経由で外部消費者負荷に、または電源線３３の下流に取り付けられるエネルギー変換器３００３に出力される。さらに、中央制御ユニット３０００が設けられ、それがローカル制御ユニット３とデータバス３４経由で通信する。中央制御ユニット３０００およびローカル制御ユニット３によって制御されるエネルギー管理の他に、エネルギーパネル１が動作に入って来る前に、認証手順がまた、実施されることができる。中央制御ユニット３０００が据え付けられたエネルギーパネル１を動作させることが認可されるかどうか、これによって確認されることができる。例えば、パスワードが制御ユニット３、３０００の間で交換され、および、これらが互いに一致するかどうか調べられる。盗まれたエネルギーパネル１は、したがって、他の設置場所ではもはや使われることができず、ユーザに役立たない。この種の保護されたエネルギーパネル１の窃盗は、したがって価値がない。
【００５４】
電源線３３および制御線３４は、有利にはフラットケーブルとして実現されることができ、それは、パイプライン４内に設けられる凹部４７内に特に都合よく導かれることができて、軸平行方法で延伸することができる。フラットケーブル３３、３４は、コネクタを備えていることができ、それに接続ケーブル３２が接続されることができ、その接続ケーブル３２が、チャンバ２３内の開口部２３４を通して導かれて、ローカル制御ユニット３に接続される。（非特許文献１）内に示され記載されているような、フラットケーブルおよび接続装置が特に都合よく使われることができる。その中に開示される接続箱は、フラットケーブル３３、３４上に配置されることができて、ケーブル通路４７内に位置するフラットケーブル３３、３４の心線にポインタネジを用いて接続されることができる。パイプラインに適合される接続箱が、好ましくは使われる。
【００５５】
ローカル貯蔵ユニット３８からの、およびそれへの、ならびに外部消費者負荷からの、およびそれへの、電流伝達は、ローカル制御ユニット３によって要求されるように制御されることができる。リチウムイオン蓄電池が貯蔵ユニット３として使われる限り、ローカル制御ユニット３はそれらが有利な仕事範囲の中で絶えず動作させられることを確実にする。得られた電気エネルギーはしたがって、ローカルに貯蔵されることができて、必要なときに、中央制御ユニット３０００によって呼び出されることができ、それによって、蓄電池の最適動作が確実にされる。
【００５６】
本発明のエネルギー供給装置によって電気および／または熱エネルギーの伝達が中央およびローカル制御ユニット３、３０００を使用して両方向に実現されることができる点に留意する必要がある。例えば、ローカルに設けられた電力貯蔵ユニット３８は、公衆の供給ネットワークから取り出される電気エネルギーを用いて充電されることができる。たとえ不十分な太陽放射であるとしても、この設備はしたがって、据え付けられて、動作させられる。熱エネルギーのエネルギーパネル２への伝達によって後者は理想的な動作状態に置かれることができ、例えば、雪の層から解放される。
【００５７】
エネルギーパネル１によって吸収される熱エネルギー１、またはエネルギーパネル１の構造体５によっておよびエネルギーモジュール３００によって吸収される熱エネルギーは、ローカルヒートシンクとして働く金属本体２によって、特に前記金属本体２の冷却要素２１によって吸収され、この冷却要素２１は、エネルギーモジュール３００および構造体５の表面に沿って平面方法でこの目的のために引き伸ばされる。好適な実施態様において、エネルギーモジュール３００は金属本体２およびエネルギーモジュール３００がユニットを形成するような方法で、冷却要素２１にねじでとめられ、それが構造体５の開口部５１内にモジュールとして挿入されることができて、その中に固定され、おそらく、ネジでとめられ、好ましくは、鋳造されることができる。
【００５８】
得られた熱エネルギーは、結合装置２２経由で金属本体２の冷却要素２１からパイプライン４まで出力される。前記パイプライン４は、２つの流路４１、４２を備え、熱輸送媒体４５がパイプライン４内で前後に流れて、供給熱エネルギーを熱エネルギーシンク４０００に搬送して、そこから循環ポンプ４０１を用いて回路にフィードバックされる。
【００５９】
パイプライン４は、フランジ４３１の形状の取付け要素を備え、それは、小屋組みまたは建物壁の要素と接続されることができる。図１は、パイプライン４のフランジ４３１がネジ９５を用いて木製垂木７にネジでとめられることを示す。多数の他の組立可能性が、また、考慮されることができ、取付け要素４３１が省略されることができてもよい。例えば、パイプライン４が円形の断面によって使われることができ、このパイプライン４が、ブラケットまたは固着要素によって保持される。
【００６０】
図２は、三次元図解で図１のエネルギーパネル１の金属本体２を示し、それは、熱エネルギーの吸収の役目をする冷却要素２１、パイプラインに接続されることができる結合要素２２、および、その内的空間２３３が制御ユニット３および出力貯蔵要素３８を収容する役目をするチャンバ２３を備える。チャンバ２３内に設けられる開口部２３４が、明らかに見られることができ、その開口部２３４を通して接続ケーブル３２が、パイプライン４に送られることができる。冷却要素２１は、冷却リブ２１１を備えており、それが熱エネルギーを吸収し、かつ、流延材料５内につなぎ留めるための役目をする。アーチ型の結合要素２２がその端に保持リブ２２１を備え、それがパイプライン４内に設けられる対応する保持溝４８に係合することができる。保持リブ２２１が保持溝４８に係合するまで、結合要素２２はしたがって、パイプライン４上へ押圧されることができる（図１を参照）。結合要素２２を解除するために保持リブ２２１が、保持溝４８から引き抜かれなければならない。代替実施態様が、図３および４内に示される。
【００６１】
図３は、更なる実施態様における図２の金属本体２を示し、エネルギーパネル１の構造体５がおそらく金属、好ましくはアルミニウムから一体的に仕上げられて、おそらくコーティングされる。エネルギーモジュール３００が、ネジ９３およびナット９４を用いて取り付けられ、２つの冷却リブ２１１の間で変位可能であるように保持されることが示される。アーチ型の結合要素２２がパイプライン４の保持溝４８内に保持リブ２２１によって片側だけが保持されることが更に示される。反対側で結合要素２２およびパイプライン４が、フランジ要素２９、４９を備えており、それが、ナット９２およびネジ９１を用いてしっかりと締められることができ、そのネジ頭が、チャンバ２３内に保持されて、したがって、容易に作動することができる。このようにして、最小の熱伝達抵抗を達成するためにパイプライン４に対してしっかりと結合要素２２を押圧することが、可能である。
【００６２】
図１、２および３内に示されるパイプライン４が結合要素を備えている一方、図４は、実際的には円形の断面を備えた大いに簡略化されたパイプライン４を示す。それに対して固定されるクランプまたはバックル２７１、２７３は、その一つが、結合プレート２７２を備えており、したがって、要求されるように回転され、ナット９２およびネジ９１を使用して所望の位置に固定されることができ、そのネジ頭９１が次にチャンバ２３内に保持される。結合要素２２は、この場合にマルチパート結合継ぎ手２７１、２７２、２７３から成る。金属本体２への結合は、金属本体２に対向して押圧される結合プレート２７２を用いて実現される。
【００６３】
図３および４内に示されるエネルギーパネル１の実施態様は、前記エネルギーパネル１が金属、特にアルミニウムから特に都合よく一体的に製造されることができることを示す。エネルギーモジュールの固定は、容易に可能である。内部冷却媒体通路の不在のために金属エネルギーパネル１は、極めて密に構成されることができる。構造体５および／または金属本体２は、エネルギーパネル１の最も単純な実施態様において同一である。
【００６４】
図５は、三次元図解で、熱輸送媒体を導く役目をする２つの通路４１、４２、および、フラットケーブル３３、３４がその中に導かれる、軸方向に延伸するあり継ぎ形状凹部４７を備えた図１のパイプライン４のセグメントを示す。
【００６５】
熱輸送媒体４５の進路が、図式的に更に示され、それによって、前記熱輸送媒体４５が前方側面から流路４１の中に入って、流路４２を再び出る。さらに、取付異形材８１が示され、それは２本の隣接するパイプライン４の結合溝４３２に導入されることができて、ネジ８１２を用いてその中に固定されることができる。
【００６６】
図６は、図２に従うパイプライン４のセグメントを備えたパイプラインシステムの要素を示し、それは取付け異形材８１を使用して互いに機械的に接続されることができ、および、その流路４１、４２が接続部品８３、８４、８５を使用して、または供給および排液ラインによって接続されることができる。すでに図２を参照して提示されたように、パイプライン４は少なくとも一つの結合溝４３２を備えており、その中に取付異形材８１が、横に変位可能で、かつ固定されるように保持されることができる。この点について、結合溝４３２は好ましくはＴ形状のまたはあり継ぎ形状の外形を備える。取付異形材８１を固定するために前記取付異形材８１は、ネジ穴８１１を備えており、その中に好ましくは前方側面にくぼみ先を備えているネジピンまたは、ネジ８１２が回転することができて、前記ネジピンがパイプラインの本体に力固定方法で接続される、および／または、くぼみ先が形状固定方法でその中に係合する、というような方法で、上部溝表面に対して押圧されることができる。好ましくはプラスチックでできている接続部品８３、８４、８５が、流路４１、４２の接続のために準備される。前記接続部品８３、８４、８５は、密封された終端を与えるために流路４１、４２に挿入されることができるパイプ部品を備える。２本のパイプライン４を接続する役目をする第１の接続部品８３が、少なくとも２つの流路４、４２の各々に対して、おそらくプレートを用いて互いに接続される互いに対応する１つのパイプ部品または２つのパイプ部品を備える。前記プレートは、好ましくはパイプライン４と同じ断面を有する。流路４１、４２の接続のために第２の接続部品８４が設けられ、それが、互いに接続されて軸平行方法で位置を定められる２つのパイプ部品を備える。第２の接続部品８４の挿入の後、パイプライン４の２つの流路４１、４２はしたがって、単一の連続流路を形成し、それはパイプラインの中に入って、同じ側で再び出る。第３の接続部品８５が、入出力点で設けられる。パイプライン４に挿入される第２のおよび／または第３の接続部品８４、８５を保持するためにネジ穴８２１を備えている角度異形材８２が設けられ、その角度異形材８２が、結合溝４３２に導入されることができて、ネジ８２１を用いて固定されることができる。
【００６７】
図７は、ベース構造体４００経由で互いに接続される２つのパイプ部品４１０、４２０を備えた異形材によって好ましく形成されたパイプライン４を示す。第１のおよび／または第２の流路４１、４２が、前記パイプ部品４１０、４２０内に導かれ、それによって、第１のパイプ部品４１０上にケーブル通路４７を導く第１の異形材部品４７０が配置され、および、第２のパイプ部品４２０上に担持板４８０が配置され、および、その上側に対してエネルギーパネル１が、平面方法で置かれることができる。本実施態様において、パイプライン４は特に図１４のエネルギーパネルの据付けの役目をする。屋根瓦の形状で存在するエネルギーパネル１が、担持板４８０に対して平らに位置し、および、それによって、エネルギーパネル１からパイプライン４まで熱エネルギーを伝達する。エネルギーモジュール３００の金属基板３０１とパイプライン４との間の追加的な直接の電気および熱接続が、好ましくは結合要素２２、例えば、瓦構造体５の通路５９１内に導かれる帯金を用いて達成される。据え付けられるべきエネルギーモジュール３００が担持板４８０上に位置して、例えば瓦構造の下側に設けられる鼻要素５４を用いて保持されるとはいえ、ケーブル案内通路４７は、なお自由な状態のままであり、それで、電源線およびおそらく存在する制御線３３、３４へのエネルギーパネル１の電気的接続が、簡単に実施されることができる。
【００６８】
図７内に更に示されるのが、取付異形材８が、パイプライン４のベース構造体４００内に設けられる結合溝４３２内に設けられ、その取付異形材８によってパイプライン４が保持されるか、または、隣接するパイプライン４が保持されることである。取付異形材８、例えば選択可能な長さの押出アルミニウム異形材が、小屋組みの梁に取付ネジ９５によって接続される。取付異形材８の使用は、パイプラインシステムの単純で正確な組立を可能にする。最初のステップで、取付異形材８は正確に位置を定められて、取り付けられる。パイプライン４が、次いで取付異形材８内につるされる。
【００６９】
図８は、第１の実施態様において各々パイプライン４に接続される２つのエネルギーパネルを示す。上部エネルギーパネル１内に、チャンバ２３のフラップ２３１が開かれている。チャンバ２３内に設けられるのが、２つのエネルギー貯蔵要素３８および、パイプライン４内に導かれるフラットケーブル３３、３４に接続ケーブル３２およびコネクタ３９経由で接続される、ローカル制御ユニット３である。前記フラットケーブル３３、３４がパイプライン４内に設けられる凹部４７から導かれて、金属本体２内に設けられるチャンバ２３に導かれる場合、フラットケーブル３３、３４への電気結合が特に単純に生じることができる。凹部４７およびチャンバ２３内の開口部２３４は、当業者の方法で適応されることになっている。
【００７０】
図８内に更に示されるのが、上部エネルギーパネル１が、チャンバ２３がそこで完全に重なるというような方法で、下部のエネルギーパネル１に重なることである。エネルギーモジュール３００だけが、したがって、上方から視認でき、その１つのエネルギーモジュールが、エネルギーパネル１の構造体５の開口部５１の中の観察を可能にするために取り除かれている。エネルギーパネル１へのチャンバ２３の組込みによって、したがって、エネルギーモジュールによって覆われることができる表面の何の損失もない。
【００７１】
図９は、第２の実施態様におけるパイプライン４に接続されるエネルギーパネル１を示す。エネルギーパネル１の構造体５内の開口部５１が自由な状態のままであるように、金属本体２が取り除かれている（図２を参照）ことが示される。この構造体が、隣接するエネルギーパネル１の縁部終端要素５６／５５に対応する、縁部終端要素５５、５６を横に備えることが示される。開口部５１の下のチャンバ２３の領域内に終端要素５７が、更に設けられ、それが、２番目に上位のエネルギーパネル１によって重ねられて、ここから来る雨水がチャンバ２３に浸透するのを防止する。
【００７２】
図１０は、屋根上のパイプライン４上に取り付けられる図９に従う複数のエネルギーパネル１を示し、それによって、前記エネルギーパネル１の縁部終端要素５５、５６が互いに重なる。また、エネルギーパネル１の底の行の終端要素５７は重なる。エネルギーパネル１の上部行の終端要素５７には、隆起終端瓦１００が重なる。
【００７３】
本発明のエネルギーパネル１の更なる有利な実施態様が、図１１内に示される。本実施態様において、エネルギーモジュール３００は、エネルギーモジュール３００の完全な挿入の後、その前側端部要素３２１がチャンバ２３に完全に重なって、それを閉じるというような方法で、保持要素５８、例えば案内溝に導入されることができる。エネルギーモジュール３００および／またはその端部要素３３１は、したがって、同時にチャンバ２３の閉鎖スライドとしての役目をする。
【００７４】
ローカル制御ユニット３による電気的接触がエネルギーモジュール３００の挿入の後で自動的に起こることができるために、すり板３０３、３０４がエネルギーモジュール３００上に、および、チャンバ２３内に設けられる。前記すり板３０３、３０４が、エネルギーモジュール３００の端位置に互いに対して位置する。
【００７５】
図１０のエネルギーパネル１のモジュラー構造は、技術的に、および、経済的に有利な解決策に結びつく。エネルギーパネル１のおよびしたがって、エネルギー供給システム全体の組立および保守が、最小の資源で可能である。例えば、エネルギーモジュール３００の１つが故障する限り、これは対応する信号エミッタ、例えば発光ダイオード３５２によって示される。技師は、その後極めて少ない握りで欠陥のあるエネルギーモジュール３００を取り除くことができて、新しいものとそれを交換することができる。
【００７６】
図１２は、エネルギーモジュール３００がその上に配置されることができる屋根瓦の構造体５を示す。屋根瓦は従来の屋根瓦の特徴を有し、それによって屋根がこの種の屋根瓦５によって覆われることができる。この構造体が縁部終端要素５５、５６を横に備え、それが隣接するエネルギーパネル１の縁部終端要素５６／５５に対応することが示される。リブ５３１が屋根瓦５の下端の下側に設けられ、そのリブ５３１が屋根瓦５の上端部の上側上の凹部５３２内に係合することができることが更に示される。鼻要素５４が、屋根瓦５の上端部で下側に更に設けられ、その鼻要素５４が、屋根木摺内に係合することができる。例えば、図１８に示すように、屋根瓦５の鼻要素５４は図７のパイプラインの担持板の上に係合する。図１２の屋根瓦が、したがって、従来の屋根瓦の置換えとして使われることができる。
【００７７】
瓦構造体５は、加えて、エネルギーモジュール３００用の凹部５０を備える。凹部５０は２つのガイドストリップ５８によって横に区切られて、上側に保持リブ３９を備え、それがエネルギーモジュール３００の金属本体３０１を保持する役目をする。さらに、ケーブル通路５９１が設けられ、それを通してエネルギーモジュール３００の接続ケーブル３２およびおそらく結合要素２２が、上方へ導かれることができる。
【００７８】
図１３は、その上端部に開口部３０１２を備えた金属フレーム３０１１が設けられ、その開口部３０１２内に保持リブ５９が導かれる、金属基板３０１を備えるエネルギーモジュール３００の組立中の図１２の屋根瓦５を示す。下側で、金属基板３０１は、屋根瓦５の下端を係合することができる、下方へ曲がった舌部を備える。電気的構成部品を備えた層３０２が、金属基板３０１上に設けられる。ローカル制御ユニット３、直列に接続される太陽電池３３３、更にはエネルギーパネル１の状態が検出されることができる光ダイオード３５２が、示される。発光ダイオード５３２が、エネルギーパネル１の下端に好ましくは設けられ、それは、据付けの後で自由な状態のままである。
【００７９】
図１４は、屋根瓦５によって形成されるエネルギーパネル１およびそれに対して接続されるエネルギーモジュール３００を示す。瓦構造体５およびエネルギーモジュール３００が互いに最適に適合していることが示される。エネルギーパネル１の完結した製作の後でさえ、それが従来の屋根瓦の置換えとして使われることができる。
【００８０】
図１５は、分解図で図１３のエネルギーモジュール３００を示す。金属基板３０１がすでに瓦構造体５への接続の準備ができていることが示される。導体経路が、絶縁層上に設けられ、その導体経路によって太陽電池３３３および発光ダイオード３５２が、電気的に接続される。さらに、エネルギーモジュール３００が好ましくはすべらない保護層３０５によって覆われる。
【００８１】
図１６は図１３に従う２つのエネルギーモジュール３００を示し、それは接続線３２およびそれぞれのコネクタ３９を用いて、フラットケーブル内に好ましくは一体化される、電源線３３および制御線３４に電気的に接続されることができる。言及されたように、
【非特許文献２】から公知の接続要素がコネクタ３９として使われることができ、その接続要素が接続箱３９０に挿入される。電気的接触は例えば、金属ネジがフラットケーブル３３、３４の心線の中に回転されるように形成される。
【００８２】
さらに、金属でできている帯状結合要素２２が示され、一方ではエネルギーモジュール３００の金属基板３０１に、および他方パイプライン４に、結合される。金属基板３０１に一体的に形成される結合要素２２を使用することが、可能である。さらに、クランプ、バックル、ブラケットおよびフランジ要素、接点板およびネジのような更なる取付手段が、両方の端部で結合要素２２を取り付けるために使われることができる。結合要素２２の取り付けが、エネルギーパネル１の金属本体３０１と好ましくは接地されたパイプライン１との間の熱的なだけでなく、電気的接続にも結びつき、それで良い熱的な接続だけでなく、また、放射線および雷に対する防護もまた、確実にされる。
【００８３】
図１７は、電源線３３および制御線３４の別々の案内の役に立つ２つのケーブル通路４７を備えた、図７のパイプライン４の好ましい一実施態様を示す。例えば、バスシステムが実現されるべき場合、別々のケーブル通路が有利であることができる。また、連結要素８３および８４が示され、それを用いて２つの流路４１および４２が、互いに接続される。
【００８４】
図１８は、屋根上に取り付けられる図７に従うパイプライン４を示し、そのパイプライン４が、屋根木摺を形成し、その上にエネルギーパネル１が配置される。エネルギーパネル１の瓦構造体５が担持板４８０に対して平坦な下側５００で平らに位置して、鼻要素５４によってそれらの上で係合することが示される。電源線３３および制御線３４がその中に配置される、ケーブル通路４７が、他方、支えられたエネルギーパネル１の上に配置される。結果として、前記線３３、３４とエネルギーパネル１との間の電気的接続が、据付け中に問題なしで実施されることができる。ケーブル通路４７は、更なるエネルギーパネル１によってその後覆われるだけである。
【００８５】
図１９は、本発明のエネルギーパネル１がその上に据え付けられる、建物の屋根レベル７０を示す。屋根梁７に接続されるパイプライン４が屋根木摺を形成し、その上にエネルギーパネル１が上で記載されている方法で配置される、のが明らかに見られることができる。
【００８６】
図７と関連して言及されたように、好ましくは第１に、取付異形材８が屋根梁７に接続される。全体の小屋組みの上に延在する個々のセグメントまたは異形材が、それによって使われることができる。その後、パイプライン４が取付異形材７内につるされる。
【００８７】
図２０は、図１、８、９、１１または１４に従うエネルギーパネル１を備えた本発明のエネルギー供給装置のブロック配線図を示す。図面の上半分内に示されるのが、好ましくはインターネットまたは移動無線ネットワークＰＬＭＮに接続される中央制御ユニット３０００が、ネットワークモジュール３００１およびデータ線３４経由でローカル制御ユニット３に接続されることである。中央制御ユニット３０００、例えばパーソナルコンピュータが、したがってまた、移動無線ネットワークまたはインターネット経由で制御されることができる。例えば、気象データが中央制御ユニット３０００に伝達され、それを参照することでローカルエネルギー供給システムまたはエネルギー供給装置のエネルギー管理が、制御される。さらに、得られたエネルギーが最良の状況の下で公衆網に出力されることができる時間によるスケジュールが中央制御ユニット３０００に通知されることができる。複数のローカルエネルギー供給システムが、例えばまた、上位制御ユニット３０００Ｍによって調整されることができ、それが公衆網のオペレータと関連しており、かつ、それと電気エネルギーの供給に対する最適条件について交渉することができる。全てのローカルエネルギー供給システムに対する管理は、この場合に上位制御ユニット３０００Ｍによって引き受けられることができる。ローカルエネルギー供給システムのオペレータは、対応する支出の負担を取り除かれる。公衆網へのエネルギー出力の量が、ローカルに測定され、中央制御ユニット３０００に報告され、それによって課金される。
【００８８】
図２０は、更に、熱輸送媒体が切換えスイッチ７８経由で、また冷却された領域、例えば地面領域７７またはヒートポンプのダウンホール熱交換器を介して搬送されることができることを示す。夏には、建物の屋根はしたがって、冷却された熱輸送媒体を用いて冷却されることができ、その結果、更なる冷却装置は不必要である。
【００８９】
ローカル制御ユニット３は、それらの部分に対して、接続線３１経由でエネルギーモジュール３００に、接続線３７経由でローカル制御ユニット３８に、および、接続線３２およびコネクタ３９経由で電源線３３に、接続される。電源線３３は一方では任意選択で設けられた中央蓄電池３０３８に、および、他方任意選択で設けられたエネルギー変換器３００２に接続され、それは外部または内部交流ネットワーク３００３、３００５および対応する接続箱３００４に交流を出力することができる。電源線３３およびデータ線および／または制御線３４がフラットケーブルによって実現されることができることが、図式的に示される。さらに、熱輸送媒体４５用のパイプラインシステムを用いて実現される回路が、図式的に示される。パイプラインシステムの要素が何のエネルギー損失も輸送経路上に生じないように、断熱材料４８を好ましくは備えていることが更に示される。
【００９０】
本発明の好ましい実施態様が、個々の実施態様内に記載されている。その特徴は、しかしながら原則として互いに組み合わせられることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１ エネルギーパネル パイプライン
２ 金属本体 エネルギーパネル
３ 制御ユニット 貯蔵ユニット
４ パイプライン 金属本体
５ 構造体 屋根瓦
６ 流延材料
７ 垂木 屋根梁 取付異形材
８ 取付異形材
２１ 冷却要素
２２ 結合装置
２３ チャンバ
２９、４９ フランジ要素
３１ 接続線
３２ 接続ケーブル
３３ 電源線 フラットケーブル
３４ データバス 制御線 フラットケーブル
３５ 線
３７ 接続線
３８ 貯蔵ユニット ローカル制御ユニット
３９ コネクタ 保持リブ
４１、４２ 流路
４５ 熱輸送媒体
４７ 凹部 ケーブル通路
４８ 保持溝 断熱材料
５０ 凹部
５１ 開口部
５４ 鼻要素
５５、５６ 縁部終端要素
５７ 終端要素
５８ 保持要素 ガイドストリップ
５９ 保持リブ
７０ 屋根レベル
７７ 地面領域
７８ 切換えスイッチ
８１ 取付異形材
８２ 角度異形材
８３、８４、８５ 接続部品 連結要素
９１ ネジ
９２ ナット
９３ ネジ
９４ ナット
９５ ネジ
１００ 隆起終端瓦
２１１ 冷却リブ
２２１ 保持リブ
２３１ フラップ
２３３ 内的空間
２３４ 開口部
２７１、２７３ クランプまたはバックル 結合継ぎ手
２７２ 結合プレート 結合継ぎ手
３００ エネルギーモジュール
３０１ 金属基板
３０２ 層
３０３、３０４ すり板
３０５ 保護層
３２１ 前側端部要素
３３１ 端部要素
３３３ 太陽電池
３５１ センサー
３５２ 信号エミッタ 発光ダイオード
３５３ センサー
３９０ 接続箱
４００ ベース構造体
４０１ 循環ポンプ
４１０、４２０ パイプ部品
４３１ フランジ
４３２ 結合溝
４７０ 第１の外形部品
４８０ 担持板
５００ 平坦な下側
５３１ リブ
５３２ 凹部 発光ダイオード
５９１ 通路
８１１ ネジ穴
８１２ ネジ
８２１ ネジ穴 ネジ
３０００ 中央制御ユニット
３０００Ｍ 上位制御ユニット
３００１ ネットワークモジュール
３００２ エネルギー変換器
３００３ エネルギー変換器
３００３、３００５ 外部または内部交流ネットワーク
３００４ 接続箱
３０１１ 金属枠
３０１２ 開口部
３０３８ 中央蓄電池
４０００ 熱エネルギーシンク
ＰＬＭＮ 移動無線ネットワーク
【図２】
0005605707.tif 000002
【図３】
0005605707.tif 000003
【図４】
0005605707.tif 000004
【図５】
0005605707.tif 000005
【図６】
0005605707.tif 000006
【図７】
0005605707.tif 000007
【図８】
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【図９】
0005605707.tif 000009
【図１０】
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【図１１】
0005605707.tif 000011
【図１２】
0005605707.tif 000012
【図１３】
0005605707.tif 000013
【図１４】
0005605707.tif 000014
【図１５】
0005605707.tif 000015
【図１６】
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【図１７】
0005605707.tif 000017
【図１８】
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【図１９】
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【図１】
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【図２０】
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