Устройство энергоснабжения с энергетическими панелями, выполненными в виде кровельной черепицы

Устройство энергоснабжения с энергетическими панелями, выполненными в виде кровельной черепицы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение касается устройства энергоснабжения, содержащего несколько выполненных в виде кровельной черепицы энергетических панелей, а также выполненной в виде кровельной черепицы энергетической панели.

Энергетические панели служат для поглощения энергии, которая в энергетической панели преобразуется в тепловую энергию и/или электрическую энергию и которая отдается одному или нескольким потребителям. Устройство энергоснабжения состоит из одной или нескольких соединенных друг с другом энергетических панелей.

Устройство, содержащее одну энергетическую панель, известно, например, из (1), JP 2005 241021 A. У этой панели тепловая энергия отводится посредством трубчатой структуры, которая содержит две параллельные друг другу трубки большего размера, которые соединены друг с другом проходящими перпендикулярно к ним трубками меньшего размера. Трубки меньшего размера непосредственно примыкают к энергетической панели и отводят забираемую тепловую энергию через трубчатую структуру. Однако такого рода устройства непригодны для кровельных конструкций.

Впрочем, такого рода энергетическая панель известна из (2), EP 0335261 B1. Эта энергетическая панель содержит корпус в форме кровельной черепицы или наружного конструктивного элемента стены, множество солнечных элементов, каждый из которых расположен на наружной обращенной к солнечным лучам поверхности черепицы или конструктивного элемента стены, а также проходной канал для теплопередающей среды. Этот проходной канал располагается под той областью черепицы или конструктивного элемента стены, на которой расположены солнечные элементы. Корпус энергетической панели изготовлен из комбинированного, состоящего из твердых частиц, неорганического, гранулированного или волокнистого материала и теплопроводящего металла.

Известная из (2) энергетическая панель, принцип которой является широко распространенным, а также устройства и системы, которые основаны на этих энергетических панелях, обладают различными недостатками. Из-за интеграции солнечных элементов и проходного канала для энергопередающей среды в энергетическую панель получается относительно сложная конструкция энергетической панели с соответственно высокими затратами на изготовление. Проходной канал для теплоносителя, канал или трубопровод, должен быть встроен в энергетическую панель и у своего впускного отверстия и выпускного отверстия оснащен соединительными элементами, которые позволяют объединить проходные каналы нескольких энергетических панелей в один единственный трубопровод или, соответственно, один единственный канал, через который протекает теплопередающая среда. Поскольку для покрытия кровли применяется множество таких энергетических панелей, при этом получается большое количество точек соединения, которое после долгого срока эксплуатации и многократного использования должно оставаться плотным. Кроме того, необходимо учесть, что возможно применение только относительно тонких трубопроводов, из-за чего возникает относительно высокое сопротивление трубопровода и соответственно высокое давление в трубопроводе, которое ставит высокие требования к качеству точек соединения. Если отдельные точки соединения, например, после многолетнего срока эксплуатации выходят из строя, то в результате сильно повышаются затраты на техническое обслуживание. С одной стороны, необходимо локализовать неисправное место, с другой стороны, необходимо устранить дефект с относительно высокими затратами. Кроме того, из-за малого диаметра трубопровода через соединенные друг с другом энергетические панели может протекать только небольшое количество теплоносителя, из-за чего не обеспечивается оптимальная теплопередача.

Результатом неудовлетворительной теплопередачи является не только недостаточное получение тепловой энергии, но и неоптимальное использование энергетических элементов, которые при более высоких температурах отдают меньшую электрическую мощность.

Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача создать усовершенствованное устройство энергоснабжения, содержащее по меньшей мере одну энергетическую панель, а также усовершенствованную энергетическую панель.

В частности, необходимо создать устройство энергоснабжения, содержащее по меньшей мере одну энергетическую панель, которое эффективно преобразует солнечную энергию в тепловую и электрическую энергию.

К тому же изготовление, инсталляция и техническое обслуживание устройства энергоснабжения и энергетической панели должны осуществляться со сниженными затратами.

Кроме того, устройство энергоснабжения должно обладать новыми и предпочтительными признаками в отношении мощности. В частности, техническое обслуживание устройства энергоснабжения должно осуществляться эффективно и с минимальными затратами.

Эта задача решается с помощью устройства энергоснабжения, содержащего энергетические панели, которые обладают признаками, указанными в пункте 1 или, соответственно, 8. Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в других пунктах.

Устройство энергоснабжения содержит несколько выполненных в виде кровельной черепицы энергетических панелей, которые покрывают часть здания и которые имеют служащий для поглощения солнечной энергии энергетический модуль, соединенный с линией электроснабжения.

В соответствии с изобретением с одной из наружных сторон здания предусмотрен по меньшей мере один металлический трубопровод, на котором установлены энергетические панели, которые механически и термически соединены с этим трубопроводом, в котором предусмотрены служащий для размещения линии электроснабжения кабельный канал и по меньшей мере один канал для прохождения жидкой теплопередающей среды, с помощью которой тепловая энергия может передаваться от энергетической панели к потребителю тепловой энергии.

Предусмотренный для теплопередачи, предпочтительно монтируемый горизонтально трубопровод, предпочтительно алюминиевый профиль, заменяет обрешетку кровли или стены здания и монтируется, например, на проходящем перпендикулярно к ней стропиле стропильной фермы. Поэтому трубопровод выполняет двойную функцию. С одной стороны, он служит для более прочного по сравнению с деревянной обрешеткой монтажа энергетических панелей. С другой стороны, он служит для приема и отвода отдаваемой энергетическими панелями тепловой энергии. Избыточные расходы, которые возникают по сравнению с традиционной обрешеткой кровли, достаточно малы и более чем компенсируются сниженными затратами на изготовление энергетических панелей. К тому же при инсталлированной системе трубопроводов получается чрезвычайно прочная и надежная конструкция, которая выдерживает даже худшие погодные условия. Из-за относительно большого поперечного сечения трубопровода обеспечивается отличная теплопередача.

Особенно предпочтительно также, что с помощью предлагаемой изобретением системы трубопроводов возможно охлаждение энергетических панелей, в частности предусмотренных в них электрических модулей, кровли здания или стены здания. Для этого теплоноситель может охлаждаться в зоне охлаждения, например в земляном грунте, до низких температур, прежде чем он попадет в трубопроводы в зону энергетических панелей. Благодаря этой мере удается получить чрезвычайно эффективное и недорогостоящее охлаждение здания, так что можно обойтись без охлаждающих агрегатов, которые обычно требуют высокого расхода энергии. Например, летом можно применять геотермический зонд теплового насоса для циркуляции теплоносителя.

Особенно предпочтительно у предлагаемых изобретением устройств энергоснабжения то, что система металлических трубопроводов, а также по меньшей мере частично состоящие из металла энергетические панели защищают жителей соответствующего здания от воздействий излучений и электросмога, в соответствующих вариантах осуществления даже от удара молнии. При этом обеспечивается защита от часто представляющего сегодня предмет опасений излучения высокочастотных волн.

Соединение энергетических панелей с трубопроводом может осуществляться простыми средствами, при этом термическое сопротивление оказывается практически незначительным. Поэтому поглощаемая энергетической панелью тепловая энергия эффективно передается трубопроводу и отводится от него. При этом обеспечивается также хорошее охлаждение энергетической панели, из-за чего энергетические элементы, такие как, например, солнечные элементы, работают оптимальным образом и могут отдавать максимальную электрическую энергию.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления трубопровод содержит по меньшей мере один первый канал для прохождения теплопередающей среды в одном направлении и по меньшей мере один второй канал для возвращения теплопередающей среды назад. Поэтому на одном конце трубопровода имеется замыкающий элемент, через который поступающая из первого канала для прохождения жидкой теплопередающей среды перенаправляется во второй канал для жидкой теплопередающей среды. На другом конце трубопровода теплопередающая среда может, таким образом, подводиться и забираться в одном и том же месте. При этом варианте осуществления трубопровода возможно простое проектирование и конструирование всей системы трубопроводов. Прохождение теплопередающей среды в двух направлениях внутри трубопровода приводит также к усреднению температур, которые могут устанавливаться в различных местах трубопровода.

Предпочтительно, если система трубопроводов разделена на сегменты, которые независимо друг от друга эксплуатируются каждый с одним циркуляционным насосом. Предпочтительно эти сегменты образуются таким образом, что они соответствуют отдельным зонам солнечного облучения. Например, первый сегмент системы трубопроводов может располагаться с южной стороны двускатной кровли, а второй сегмент на западной стене дома. Разделение указанных сегментов позволяет сэкономить на соответствующих соединительных трубопроводах и уже по этой причине целесообразно. Это разделение, однако, целесообразно и потому, что каждый из соответствующих сегментов может эксплуатироваться в то время, когда солнечное облучение является оптимальным для каждого сегмента.

В качестве теплопередающей среды может использоваться вода. Предпочтительно вариант осуществления предлагаемого изобретением устройства энергоснабжения позволяет, однако, также применять масло, которое наилучшим образом подходит для теплопередачи.

Во избежание потерь тепла трубопровод предпочтительно снабжен изоляционным слоем, который предпочтительно прерывается только в тех местах, в которых трубопровод термически или механически соединен с энергетической панелью. Таким образом обеспечивается отсутствие потерь полученной тепловой энергии на пути передачи.

Применение внешнего трубопровода является также особенно предпочтительным потому, что он может быть снабжен проходящим параллельно оси кабельным каналом, который предпочтительно выполняется в виде, например, имеющей форму ласточкина хвоста выемки или паза в корпусе трубопровода. В этом хорошо защищенном и тем не менее легко доступном кабельном канале, который обращен к энергетической панели, располагаются линии электроснабжения, по которым передается отдаваемая энергетическими модулями электрическая энергия, и, например, линии для передачи данных, в частности линии управления, которые служат для передачи данных между центральным устройством управления и децентрализованными или, соответственно, локальными предусмотренными в энергетической панели устройствами управления. Локальные устройства управления могут также представлять собой простые выключатели, которые управляются центральным устройством управления, чтобы направлять выработанный энергетическими модулями ток к центральному или предусмотренному в энергетической панели локальному токоприемнику или, соответственно, потребителю или аккумулятору.

Локальное устройство управления предпочтительно выполнено таким образом или, например, может включаться с помощью выключателя таким образом, чтобы энергетический модуль после отсоединения энергетической панели от электропроводки был соответственно соединен со светодиодами, которые потребляют выработанную энергию и одновременно отображают состояние энергетической панели. Поэтому энергетические панели могут эксплуатироваться изолированно, управляемые локальным устройством управления, или совместно, управляемые центральным устройством управления, таким образом, чтобы энергия подводилась не к электропроводке, а к предусмотренным на энергетической панели потребителям. Благодаря этому персонал может выполнять работы по техническому обслуживанию или визуально контролировать инсталлированные или деинсталлированные энергетические панели.

Указанные линии могут представлять собой плоский ленточный кабель, который предпочтительно на необходимых расстояниях снабжен электрическими соединителями, каждый из которых посредством другого соединителя может соединяться с соединительной линией энергетической панели.

Благодаря применению центрального устройства управления, а также локальных устройств управления, которые предпочтительно соединены с локально расположенными на энергетических панелях электрическими аккумуляторами, светодиодами и/или датчиками, возникают многочисленные другие предпочтительные возможности применения, связанные с предлагаемой изобретением системой энергоснабжения. С помощью датчиков может быть установлено состояние энергетической панели, а также состояние периферии. После передачи определенных данных центральному устройству управления оно может оптимальным образом управлять всей системой или, соответственно, устройством энергоснабжения. Например, возможно подключение или отключение отдельных сегментов системы трубопроводов.

Особенно предпочтительно применение по меньшей мере одного электрического аккумулятора в каждой энергетической панели. С помощью известных сегодня аккумуляторов можно локально накапливать полученную энергию и отдавать только при необходимости и в оптимальных условиях. Например, можно обойтись без центрального электрического аккумуляторного устройства. С помощью известных сегодня аккумуляторов, которые обычно обладают плотностью энергии 100 Вт·ч/кг и плотностью мощности 1000 Вт/кг, можно, таким образом, локально накапливать и при необходимости отдавать огромные количества энергии. С помощью локальных устройств управления возможен контроль этих аккумуляторов и удержание в оптимальном рабочем диапазоне, например, для предотвращения их полной разрядки. При необходимости возможна также в предпочтительной форме трансформация накопленной электрической энергии до более высоких параметров и отдача с целью снижения потерь.

С учетом подаваемых центральным устройством управления команд управления локальное устройство управления может оптимизировать передачу энергии и при необходимости при запросе на энергию отказать в поставке энергии, если этого требует положение вещей. Поэтому локальное устройство управления может направлять отдаваемый энергетическими модулями ток к предусмотренному в энергетической панели локальному электрическому аккумуляторному устройству или по меньшей мере к одному центральному токоприемнику. Центральный токоприемник может представлять собой аккумулятор или преобразователь энергии, который отдает переменный ток внутренней или внешней сети.

Механическое и термическое соединение с трубопроводом осуществляется с помощью соединительного устройства, элементы которого полностью или частично являются выполненными цельно на трубопроводе и/или цельно на металлическом корпусе энергетической панели или же могут предоставляться в виде отдельной гарнитуры.

Предпочтительно применяется трубопровод по меньшей мере с одним приблизительно и/или частично круглым поперечным сечением, так что смонтированные фланцы или хомуты, которые плоскостно прилегают к трубопроводу, могут быть повернуты в необходимое положение и с высоким давлением прижима соединены с трубопроводом с силовым замыканием. Особенно предпочтительно возможно также применение соединительных элементов, которые служат для соединения с геометрическим замыканием. Например, могут быть предусмотрены входящие в зацепление друг с другом системы зубьев, которые могут фиксироваться в выбираемых положениях.

Если применяется отдельная соединительная гарнитура, она может быть оптимальным образом, в частности с максимально возможными контактными поверхностями, адаптирована с одной стороны к трубопроводу, а с другой стороны к энергетической панели. Одновременно легко обеспечивается возможность монтажа и юстировки отдельной соединительной гарнитуры. Предпочтительно в энергетической панели предусматриваются отверстия, через которые могут проходить инструменты, посредством которых соединительное устройство может быть затянуто или отсоединено.

В предпочтительных вариантах осуществления металлическая основа энергетического модуля непосредственно или посредством жесткой или гибкой металлической полосы соединяется с трубопроводом. Благодаря соединению металлических основ энергетических модулей с предпочтительно заземленной системой труб обеспечивается дополнительно оптимальная защита от воздействия излучения, а также удара молнии.

Энергетические панели для предлагаемого изобретением устройства энергоснабжения, которые снабжены одним или несколькими энергетическими модулями, особенно просты в изготовлении и монтаже. Энергетические панели могут быть оптимальным образом подготовлены к установке энергетических модулей, а также к присоединению к трубопроводу, при этом благодаря большим контактным поверхностям или цельному исполнению соединительных элементов на металлическом корпусе энергетической панели обеспечивается оптимальная теплопередача.

Предусмотренные для устройства энергоснабжения энергетические панели имеются в исполнении в виде кровельной черепицы. С помощью энергетических панелей, имеющих форму кровельной черепицы, возможно эстетичное исполнение обрешетки кровли дома в традиционной форме. Поэтому нет необходимости отказываться от преимуществ дома с кровельной черепицей, которая может быть выполнена из любых материалов. Но дополнительно обеспечивается то преимущество, что кровельная черепица отдает воздействующую энергию в виде электрической и тепловой энергии потребителю.

Таким образом, энергетическая панель в виде кровельной черепицы имеет черепичную структуру из глины или металла, с верхней стороны которой предусмотрена область для размещения отдельно устанавливаемого энергетического модуля. Поэтому черепичная структура, например, из глины и соответствующий ей энергетический модуль могут изготавливаться отдельно в оптимизированных технологических процессах.

Черепичная структура или, соответственно, кровельная черепица может при этом изготавливаться на черепичной фабрике с малыми затратами. При этом кровельная черепица выполнена таким образом, что она может монтироваться с энергетической панелью или без нее. Поэтому черепичная фабрика может изготавливать и поставлять один единственный продукт заказчикам, которые хотят инсталлировать предлагаемое изобретением устройство энергоснабжения или же нет. Поэтому с помощью изготавливаемой кровельной черепицы выполняются все требования, предъявляемые к традиционной кровельной черепице. Имеются только признаки конфигурации, которые позволяют соединить энергетический модуль с новой кровельной черепицей.

Энергетический модуль может также изготавливаться на специализированной фабрике с оптимальной эффективностью.

Предпочтительно энергетический модуль состоит из различных расположенных в направлении вниз слоев, основной слой из которых представляет собой металлическую основу или, соответственно, пластинчатый металлический корпус, через который воздействующая тепловая энергия с помощью соединительного элемента отводится сквозь отверстие в кровельной черепице или через закрытую другой энергетической панелью верхнюю кромку к трубопроводу. Например, металлическая основа снабжена цельно выполненным на нем соединительным элементом, который соединяется с трубопроводом. Альтернативно металлическая основа может соединяться с трубопроводом с помощью металлической ленты и монтажных уголков, таких как стяжки или зажимы.

Предпочтительно металлический корпус энергетической панели может соединяться или цельно соединен с элементом охлаждения и соединительным устройством, которое может соединяться с трубопроводом так, чтобы поглощаемая элементом охлаждения тепловая энергия могла передаваться трубопроводу и энергетическая панель одновременно оставалась прочной. Элемент охлаждения предпочтительно тесно соединен с энергетическим модулем термически и при необходимости также механически, так что он охлаждается оптимальным образом. Предпочтительно энергетический модуль прилегает к элементу охлаждения по большим контактным поверхностям и привернут к нему, так что термическое сопротивление между контактными поверхностями пренебрежимо мало. В других предпочтительных вариантах осуществления металлический корпус плоскостно прилегает к черепичной структуре, так что большая доля тепловой энергии через нагретую кровельную черепицу может передаваться прилегающему к ней трубопроводу.

В первом принципиальном варианте осуществления энергетическая панель имеет структуру, снабженную по меньшей мере одним отверстием, внутри которого металлический корпус удерживается литой массой. Например, изготавливается глиняная черепица, которая снабжена по меньшей мере одним отверстием, которое служит для размещения энергетического модуля и металлического корпуса. В одном из предпочтительных вариантов осуществления металлический корпус и по меньшей мере один энергетический модуль могут также изготавливаться предварительно в виде комбинированного модуля и вставляться в глиняную черепицу.

Во втором принципиальном варианте осуществления энергетическая панель имеет металлическую структуру, с которой цельно соединен металлический корпус. Например, изготавливается металлическая структура из алюминия, в которую может вставляться по меньшей мере один энергетический модуль. Кроме того, металлическая структура может быть снабжена большой соединительной поверхностью для соединительного устройства или же цельно выполненным соединительным элементом. В обоих случаях возможно изготовление соединительных элементов оптимальным образом и с низкими затратами.

Имеющаяся в виде черепицы структура снабжена, например, отверстием, внутри которого по меньшей мере один энергетический модуль удерживается посредством литой массы или крепежных элементов, например винтов, с помощью которых энергетический модуль соединен с соединительным элементом.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления кровельная черепица, напротив, не имеет отверстия, так что электрические линии и термические соединительные элементы направляются к трубопроводу, минуя кровельную черепицу. Это позволяет обеспечить особенно простую инсталляцию энергетической панели, а также получить модульную конструкцию энергетической панели, содержащей кровельную черепицу предпочтительно из глины и соответствующий, однако отдельно изготавливаемый энергетический модуль.

В этом предпочтительном варианте осуществления в черепичной структуре предусмотрены крепежные элементы, например направляющие пазы, в которые может вставляться энергетический модуль, который после вставления предпочтительно через соединительные контакты соединен с соединительными линиями. Предпочтительно соединительные линии уже предусмотрены на энергетическом модуле, так что обеспечивается оптимальный электрический контакт.

Благодаря модульной конструкции получаются минимальные затраты на изготовление и минимальные затраты на монтаж. В случае технического дефекта дефектный энергетический модуль может быть вынут в течение нескольких секунд и заменен новым блоком. Предпочтительно структура снабжена отверстием, которое может открываться после демонтажа энергетических модулей или посредством крышки, обеспечивая доступ к соединительным элементам, которые позволяют монтировать или отсоединять энергетическую панель.

Если энергетическая панель должна оснащаться локальным устройством управления и/или локальным аккумуляторным устройством, она может быть снабжена соответствующей камерой для размещения этих элементов. Камера может закрываться крышкой или, особенно предпочтительно, вставляемым в крепежные элементы энергетическим модулем.

Модульная конструкция энергетической панели, снабженная отдельно изготавливаемым энергетическим модулем, напротив, обеспечивает возможность предпочтительной интеграции любых электрических конструктивных элементов, таких как солнечные элементы, устройства управления с переключающими транзисторами и светодиодами. Энергетический модуль предпочтительно изготавливается по технологии SMD (технологии монтажа на поверхность). Предпочтительно электрические конструктивные элементы монтируются на изолированном металлической основе (IMS ®), которая обеспечивает оптимальный отвод тепла металлической основе. Особенно предпочтительной является интеграция светодиодов, к которым обеспечивается доступ и которые видны после инсталляции энергетических панелей. Например, предусматриваются две параллельно включенные цепи с несколькими последовательно включенными светодиодами, которые через локальное устройство управления, в простых вариантах осуществления оптико-электронное устройство связи или переключающий транзистор, на выбор, могут соединяться с солнечными элементами, для осуществления их контроля или абсорбирования выработанной энергии. Если энергетические панели еще не инсталлированы или электрическая линия не должна находиться под напряжением, солнечные элементы предпочтительно соединяются с этими светодиодами. Если необходимо демонтировать цепь со светодиодами, ее функцию выполняет другая цепь.

Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью чертежей. При этом показано:

на фиг. 1 - предлагаемая изобретением система энергоснабжения, содержащая энергетическую панель 1, в которой предусмотрен металлический корпус 2, который термически и механически соединен с трубопроводом 4;

на фиг. 2 - в трехмерном изображении металлический корпус 4 энергетической панели 1, показанной на фиг. 1, который снабжен служащим для абсорбции тепловой энергии элементом 21 охлаждения, соединяемым с трубопроводом соединительным элементом 22, а также камерой 23, которая служит для размещения устройства 3 управления и электрического аккумулятора 38;

на фиг. 3 - металлический корпус 2, показанный на фиг. 2, в другом варианте осуществления, в котором структура 5 энергетической панели 1, кроме того, является цельной и изготовлена из металла;

на фиг. 4 - металлический корпус 2, показанный на фиг. 2, в другом варианте осуществления, который посредством соединительной гарнитуры 271, 272, 273 соединен с трубопроводом 4, имеющим практически круглое поперечное сечение;

на фиг. 5 - в трехмерном изображении сегмент трубопровода 4, показанного на фиг. 1, который снабжен двумя каналами 41, 42 для прохождения жидкой теплопередающей среды, а также проходящей в осевом направлении имеющей форму ласточкина хвоста выемкой 47, в которую помещаются имеющиеся, например, в виде плоского ленточного кабеля электрические линии 33 и линии 34 управления;

на фиг. 6 - элементы системы трубопроводов, содержащие сегменты трубопроводов 4, показанных на фиг. 1, которые с помощью монтажных профилей 81 механически могут соединяться друг с другом, и каналы 41, 42 для жидкой среды которых могут соединяться, объединяясь друг с другом с помощью соединительных частей 83, 84, 85, или с помощью подающих и замыкающих трубопроводов;

на фиг. 7 - трубопровод 4 в предпочтительном исполнении, имеющий профиль, содержащий две соединенные друг с другом через основную структуру 400 отдельные трубы 410, 420, в которых проведены первый или, соответственно, второй канал 41, 42 для жидкой среды, при этом на первой отдельной трубе 410 расположена первая часть 470 профиля, через которую проведен кабельный канал 47, а на второй отдельной трубе 420 расположена несущая панель 480, к верхней стороне которой могут плоскостно прилегать энергетические панели 1;

на фиг. 8 - две энергетические панели 1, каждая из которых соединена с трубопроводом 4, в первом варианте осуществления;

на фиг. 9 - соединенная с трубопроводом 4 энергетическая панель 1 во втором варианте осуществления;

на фиг. 10 - несколько смонтированных на трубопроводах 4 на кровле энергетических панелей 1, показанных на фиг. 5;

на фиг. 11 - энергетическая панель 1, показанная на фиг. 5, в которую может вставляться энергетический модуль 300;

на фиг. 12 - структура 5 кровельной черепицы, на которую может устанавливаться энергетический модуль 300;

на фиг. 13 - структура 5 кровельной черепицы, показанной на фиг. 12, во время монтажа энергетического модуля 300;

на фиг. 14 - образованная кровельной черепицей 5 и соединенным с ней энергетическим модулем 300 энергетическая панель 1;

на фиг. 15 - энергетический модуль 300, показанный на фиг. 13, в перспективном изображении с пространственным разделением деталей;

на фиг. 16 - два энергетических модуля 300, которые посредством соединительных линий 32 электрически соединяются с линией 33 электроснабжения и линиями 34 управления и посредством соединительных устройств 22 электрически и термически соединяются с трубопроводом 4;

на фиг. 17 - предпочтительный вариант осуществления трубопровода 4, показанного на фиг. 7, содержащий два кабельных канала 47, который служат для отдельного проведения электрических линий 33 и линий 34 управления;

на фиг. 18 - смонтированные на кровле трубопроводы 4, которые образуют обрешетку кровли, на которой расположены энергетические панели 1;

на фиг. 19 - кровельная конструкция 70 здания, на которой инсталлируются предлагаемые изобретением энергетические панели 1;

на фиг. 20 - блок-схема предлагаемого изобретением устройства энергоснабжения, содержащего энергетические панели 1, показанные на фиг. 1, 8, 9, 11 или 14.

На фиг. 1 показана предлагаемая изобретением система энергоснабжения, содержащая энергетическую панель 1, которая термически и механически соединена с трубопроводом 4 системы трубопроводов, в которой циркулирует теплопередающая среда 45.

Энергетическая панель 1 имеет, например, состоящую из глины и металла структуру 5 с отверстием 51, в которое вставлены несколько служащих предпочтительно для поглощения солнечной энергии энергетических модулей 300 и металлический корпус 2. Металлический корпус 2 снабжен служащим для поглощения тепловой энергии элементом 21 охлаждения, служащим для соединения с трубопроводом 4 соединительным устройством 22, а также закрываемой посредством крышки 231 камерой 23, в которой предусмотрены устройство 3 управления и два электрических аккумуляторных устройства 38. Предусмотренное в камере 23 устройство 3 управления через линии 35 соединено по меньшей мере с одним датчиком 353 и по меньшей мере одним сигнальным датчиком 352, например светодиодом.

В этом варианте осуществления энергетической панели 1 металлический корпус 2, энергетические модули 300 и, кроме того, также датчики 351 и сигнальный датчик 352 посредством предпочтительно обладающей хорошей теплопроводностью литой массы 6 зафиксированы в соответствующих положениях в отверстии 51 структуры 5.

Предлагаемая изобретением энергетическая панель 1 служит для отдачи электрической энергии и тепловой энергии. Отдаваемая энергетическими модулями 300 электрическая энергия подводится по соединительным линиям 31 к локальному устройству 3 управления, от которого электрическая энергия отдается локальным аккумуляторным устройствам 38, или по электрической линии 33 внешним потребителям, или, соответственно, предварительно включенному преобразователю энергии 3003.

Кроме того, предусмотрено центральное устройство 3000 управления, которое через шину 34 данных взаимодействует с локальными устройствами 3 управления. Наряду с управлением энергопотреблением, которое осуществляется центральным устройством 3000 управления и локальными устройствами 3 управления, перед подготовкой к эксплуатации энергетической панели 1 может также выполняться процедура аутентификации, с помощью которой устанавливается, авторизированно ли центральное устройство 3000 управления для эксплуатации инсталлированных энергетических панелей 1. Например, между устройствами 3 управления происходит обмен 3000 паролями и проверка, соответствуют ли они друг другу. Поэтому похищенные энергетические панели 1 не смогут больше применяться в других местах инсталляции и не представляют ценности для пользователя. Поэтому похищение защищенных таким образом энергетических панелей 1 невыгодно.

Линии 33 электроснабжения и линии 34 управления могут быть предпочтительно проведены в предусмотренной в трубопроводе 4, проходящей параллельно оси выемке 47. Плоский ленточный кабель 33, 34 может быть снабжен соединителями, на которые может замыкаться соединительный кабель 32, проведенный через отверстие 234 в камере 23 и соединенный с локальным устройством 3 управления. Особенно предпочтительно применение плоских ленточных кабелей и соединительных устройств, которые показаны и описаны в (3), СИСТЕМА ПЛОСКИХ КАБЕЛЕЙ ТЕХНОФИЛ, описание продукта Вертц АГ, Муттенц, от мая 2004 года. Описанные в нем соединительные розетки могут устанавливаться на плоский ленточный кабель 33, 34 и посредством винтов с острым концом соединяться с жилами расположенного в кабельном канале 47 плоского ленточного кабеля 33, 34. Предпочтительно применяется розетка, адаптированная к трубопроводу.

С помощью локального устройства 3 управления возможно любое управление передачей тока от локальных аккумуляторных устройств 38 и к ним и от внешних потребителей и к ним. Если в качестве аккумуляторных устройств 38 применяются литиево-ионные аккумуляторы, то локальное устройство 3 управления всегда обеспечивает их эксплуатацию в благоприятном рабочем диапазоне. Поэтому полученная электрическая энергия может локально накапливаться и при необходимости запрашиваться центральным устройством 3000 управления, при этом обеспечивается оптимальная эксплуатация аккумуляторов.

Следует учесть, что у предлагаемого изобретением устройства энергоснабжения передача электрической и/или тепловой энергии с помощью центрального и локального устройств 3, 3000 управления может происходить в двух направлениях. Например, предусмотренные локальные электрические аккумуляторные устройства 38 могут заряжаться посредством электрической энергии, которая забирается из общей электросети. Поэтому инсталляция и загрузка оборудования возможна даже при отсутствии удовлетворительного поглощения солнечных лучей. Благодаря передаче тепловой энергии к энергетическим панелям 1 возможно приведение их в идеальное рабочее состояние, например освобождение от слоя снега.

Поглощаемая энергетической панелью 1 или, соответственно, структурой 5 энергетической панели 1 и энергетическими модулями 300 тепловая энергия забирается служащим локальным потребителем тепла металлическим корпусом 2, в частности его элементом охлаждения 21, который для этого плоскостно вытянут вдоль энергетических модулей 300 и поверхности структуры 5. В предпочтительных вариантах осуществления энергетические модули 300 привертываются к элементу 21 охлаждения, так что металлический корпус 2 и энергетические модули 300 образуют один блок, который в виде модуля может быть вставлен в отверстие 51 структуры 5 и закреплен в нем, в частности привернут, предпочтительно залит.