Nutzung der solarthermischen Energie an Dachflächen von Gebäudestrukturen

Einleitung / Abstract

Die Anwendung offenbart die einfache Nutzung von vorhandener regenerativer Energie im Bereich der Gebäudehülle und ist für nahezu alle Dachmaterialien oder auch Fassadensysteme geeignet. Die durch die solare Einstrahlung erzeugte Wärme in einer Dachziegel wird durch diese hindurch auf der Rückseite zum Dachaufbau hin abgeben. Auf diesem Weg dorthin wird die Wärmeenergie einen Thermogenerator durchdringen, mit dessen Hilfe elektrische Energie erzeugt werden kann.

Hintergrund

Im Zusammenhang mit Dachziegeln und Dachflächen existieren einige Erfindungen, um regenerative Energie zu nutzen. Bislang ist keine Erfindung bekannt, die eine direkte Umwandlung von solar eingestrahlter Wärmeenergie in elektrische Energie beschreibt. Dachkonstruktionen sind so aufgebaut, dass in der Regel eine Hinterlüftung vorhanden sein muss. Diese Hinterlüftung dient zum einen dazu, Feuchtigkeit abzutransportieren, um eine Schimmelbildung an der Dachkonstruktion oder auch Feuchtigkeitsschäden an der Holzkonstruktion zu vermeiden. Zum anderen transportiert die Hinterlüftung Wärme aus dem Bereich ab, da sich das Dach ansonsten erheblich aufwärmt und somit die Wärmedämmung nicht mehr ausreichend funktioniert. Auch für andere Dachkonstruktionen wie z.B. Flachdächer ist die Anwendung der solarthermisch-elektrischen Energiegewinnung möglich.

Lösung

Die durch die solare Einstrahlung erzeugte Wärme in einer Dachziegel soll durch diese hindurch auf der Rückseite zum Dachaufbau hin abgeben werden. Auf diesem Weg dorthin soll die Wärmeenergie einen Thermogenerator durchdringen, mit dessen Hilfe elektrische Energie erzeugt werden kann. Das Funktionsprinzip des Thermogenerators basiert auf der Tatsache, dass eine erwärmte Dachziegel eine hervorragende Wärmeleitung (und Wärmespeicherung) hat und gleichzeitig die Hinterlüftung der Dachziegeln für einen Temperaturdifferenz über dem Thermogenerator sorgt. Zum Ausgleich von Unebenheiten der Dachziegel wird zwischen der Dachziegel und dem Thermogenerator eine hochwärmeleitfähige, flexible Wärmeträgerfolie eingebaut. Die Dachunterkonstruktion gewährleistet eine entsprechende Luftzirkulation.

Vorteile

Anwendungsbereiche

Das Anwendungsgebiet der Diensterfindung ist die Energietechnik sowie die Gebäudetechnik. Neben der Anwendung im Bereich der Dachflächen ist eine Anwendung auch als Fassadensystem denkbar.