NL1020281C2 - Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM). - Google Patents
Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM). Download PDFInfo
- Publication number
- NL1020281C2 NL1020281C2 NL1020281A NL1020281A NL1020281C2 NL 1020281 C2 NL1020281 C2 NL 1020281C2 NL 1020281 A NL1020281 A NL 1020281A NL 1020281 A NL1020281 A NL 1020281A NL 1020281 C2 NL1020281 C2 NL 1020281C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- layer
- varem
- heat
- use according
- sunlight
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 79
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000013082 photovoltaic technology Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/40—Thermal components
- H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/34—Metal hydrides materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Korte aanduiding: Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM).
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de toepassing 5 van een variabel reflectiemateriaal (VAREM), welk materiaal is te beschouwen als een samenstel van dunne lagen metaal legeringen waarvan de optische eigenschappen kunnen worden gevarieerd tussen spiegelend en absorberend in het optische deel van het spectrum.
De hiervoor genoemde variatie wordt teweeggebracht door een 10 verandering van de hoeveelheid ingesloten waterstof in het kristal rooster van de legering. Deze hoeveelheid waterstof kan bijvoorbeeld worden gevarieerd door het opleggen van een externe waterstofdruk of door een elektrische spanning of een temperatuurverandering, indien gebruik wordt gemaakt van een extra lagenstructuur (bestaande uit een iongel ei der en 15 een waterstofopslaglaag) die de benodigde waterstofionen in de schakelbare legering kan injecteren.
Reeds in 1996 werd door een groep Nederlandse onderzoekers een groep van materialen gevonden die heen en weer konden worden geschakeld tussen een transparante en een reflecterende toestand door ze 20 bloot te stellen aan waterstof (zie Nature 380, 231; (1996)). Deze onderzoekers ontdekten dat dunne films van bepaalde metalen zoals yttrium en lanthaan waterstof kunnen opnemen ter vorming van metaal achtige hydrideverbindingen of, met meer waterstof, transparante verbindingen. De transformatie tussen transparant en reflecterend kon door hen tot stand 25 worden gebracht door het pompen van waterstof over de films bij verschillende drukken.
De Japanse octrooi publicatie JP 59 004856 openbaart een orgaan dat de transparantheid van een EC-laag kan sturen waardoor de mate van absorptie van zonlicht variabel kan worden gemaakt. De 30 transparantheid van de EC-laag wordt gevormd door een elektrolyt op te sluiten tussen twee elektroden, waarbij vervolgens een plaatachtig 1020281 2 transparant deel zodanig een één zijde van de elektroden wordt geplaatst dat een ruimte wordt gevormd waardoor een vloeistof wordt geleid, welke vloeistof als warmteoverdragend medium fungeert. Onduidelijk is tussen welke toestanden de EC-laag schakelt.
5 Het Amerikaans octrooi schrift 5.457.564 openbaart een combinatie van een fotovoltaïsche cel en een elektrochroom orgaan.
Volgens de hierin weergegeven constructie zal het elektrische vermogen van fotovoltaïsche cellen toenemen wanneer de mate van verkleuring van het elektrochrome orgaan toeneemt. Omdat deze cellen zich achter het 10 elektrochrome orgaan bevinden, zal het op de cellen vallende licht door het elektrochrome materiaal heen moeten gaan. Ook hier is sprake van een elektrochrome laag die tussen transparant en blokkerend schakelt, waarbij in de weergegeven uitvoeringsvorm het op de PV-cel vallende licht gedeeltelijk wordt geblokkeerd.
15 Het artikel "Semi-transparent a-SiC:H solar cells for self- powered photovoltaic-electrochromic devices", Bullock, J.N., et al. openbaart een fotovoltaïsch-elektrochroom orgaan als "smart window" voor actieve sturing van opwarmen en afkoel en, waarbij de weergegeven stapeling van elektrochrome laag en PV-cel erop is gericht een 20 transparante structuur te vervaardigen die zelfstandig de doorgelaten hoeveelheid licht regelt. Deze constructie verschaft geen enkele informatie met betrekking tot het absorberen van zonne-energie en het vervolgens zo effectief mogelijk afvoeren van de ontstane warmte.
De Japanse octrooi publicatie JP 09 244072 heeft betrekking 25 op een orgaan waarvan de transmissie wordt veranderd door invallend licht, waarbij sprake is van een laag van elektrochroom materiaal. De hierin weergegeven structuur is transparant en het schakelend zijn van de elektrochrome laag is volledig gericht op het regelen van de transparantie.
30 Een probleem dat zich voordoet bij bijvoorbeeld fotovoltaïsche/thermische zonnepanelen is dat de temperatuur van een 1020281 3 dergelijk paneel tot zeer hoge waarden kan oplopen, welke hoge temperatuur schade aan het paneel kan veroorzaken. Dergelijke fotovol taïsche/thermische zonnepanelen zijn op zich bekend uit bijvoorbeeld het Nederlandse octrooi 1005926 ten name van de onderhavige 5 aanvrager. Het daaruit bekende fotovol taïsche/thermische zonnepaneel omvat een plaatvormige drager die is voorzien van ten minste twee door een elektrische geleider in serie geschakelde in hoofdzaak vlakke fotovoltaïsche eenheden voor het ontvangen van zonlicht en het omzetten daarvan in een elektrisch spanningsverschil, waarbij de fotovoltaïsche 10 eenheden elk afzonderlijk vervaardigbaar zijn en in een in hoofdzaak door twee lange zijden en twee korte zijden bepaalde langwerpige vorm bezitten. Daarnaast zijn zonnepanelen bekend waarbij de fotovoltaïsche eenheden worden gevormd uit plakken siliciummateriaal bestaande zonnecellen die in serie met elkaar zijn doorverbonden, en die op een 15 bepaalde afstand van elkaar zijn aangebracht op een dragerplaat. Van bepaalde, in de handel verkrijgbare zonnecollectoren is het bekend dat zij worden voorzien van een spectraal selectieve coating met constante optische eigenschappen. Hierbij dient verder te worden opgemerkt dat de absorptiecoëfficiënt voor zonlicht hoog is, in het bijzonder 70% of 20 hoger. Indien geen warmte van een dergelijke collector is vereist, kan de temperatuur tot zeer hoge waarden oplopen waardoor schade aan het zonnepaneel onvermijdelijk is. Ook andere fotovoltaïsche technieken kunnen worden toegepast, bijvoorbeeld amorf silicium, dunne filmtechnieken, bijvoorbeeld CIS of Cd-Te, en microkristallijn silicium. 25 Een eerste aspect van de onderhavige uitvinding is aldus het verschaffen van een inrichting voor het omzetten van zonne-energie in warmte-energie en eventueel elektrische energie, welke inrichting is voorzien van een optisch variabele deklaag die de hiervoor genoemde maximale temperaturen aanzienlijk kan beperken.
30 Een tweede aspect van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een inrichting voor het omzetten van zonne-energie in iöiöiü 1 4 warmte-energie en eventueel elektrische energie, welke inrichting is voorzien van een optisch variabele deklaag die zodanig regelbaar is dat de doorlaatbaarheid voor zonlicht al naar gelang de behoefte kan worden gestuurd.
5 Een derde aspect van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een inrichting voor het omzetten van zonne-energie in warmte-energie en eventueel elektrische energie, welke inrichting is voorzien van een optisch variabele deklaag waardoor de levensduur van de inrichting aanzienlijk kan worden verlengd ten gevolge van het voorkomen 10 van hoge temperatuurpieken.
De onderhavige uitvinding zoals vermeld in de aanhef wordt gekenmerkt door de toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM) in een inrichting voor het omzetten van zonne-energie in warmte-energie en eventueel elektrische energie, waarbij een laag VAREM-materiaal is 15 gelegen tussen een voor een zonlicht doorlaatbare plaat en een dragerplaat.
Het in de onderhavige uitvinding toegepaste VAREM-materiaal is met name geschikt om te schakelen tussen zwart absorberend en metallisch reflecterend in het optische deel van het spectrum, welke 20 eigenschap bijzonder gunstig is om aan de hiervoor genoemde doelstellingen volgens de onderhavige uitvinding te kunnen voldoen.
Als een geschikte inrichting kan worden genoemd een inrichting die achtereenvolgens een voor zonlicht doorlaatbare plaat en een op een afstand daarvan gelegen warmtegeleidend substraat als 25 dragerplaat omvat, in welk substraat een of meer kanalen zijn aangebracht waarin zich een warmte-overdragend medium bevindt, waarbij zich tussen de voor zonlicht doorlaatbare plaat en het substraat de VAREM-laag bevindt.
In een dergelijke uitvoeringsvorm verdient het de voorkeur dat de VAREM-laag tegen het substraat aanligt, waarbij het in een 30 bijzondere uitvoeringsvorm verder de voorkeur verdient dat zich tussen de VAREM-laag en de voor zonlicht doorlaatbare plaat een laag van 1020281 5 fotovoltaïsche eenheden bevindt, zodat het invallende zonlicht ook wordt gebruikt voor het opwekken van elektrische energie.
In een dergelijke uitvoeringsvorm wordt het zonlicht niet alleen omgezet in warmte maar ook in elektrische energie, ten gevolge van 5 de toepassing van een laag van de fotovol taïsche eenheden, waarbij het met name is gewenst dat de laag van fotovol taïsche eenheden tegen de VAREM-laag aanligt.
Een andere bijzondere toepassing van de onderhavige uitvinding is een inrichting, omvattende achtereenvolgens een eerste voor 10 zonlicht doorlaatbare plaat, een tweede voor zonlicht doorlaatbare plaat en een warmte-isol erende drager als dragerplaat, elk op een afstand van elkaar gelegen, waarbij de door de tweede voor zonlicht doorlaatbare plaat en de warmte-isol erende drager gevormde ruimte is gescheiden in twee afzonderlijke tussenruimtes door een laag van fotovoltaïsche 15 eenheden, waarbij zich in elke tussenruimte een warmte-overdragend medium bevindt, waarbij de VAREM-laag zich bevindt in de tussenruimte gevormd door de laag van fotovoltaïsche eenheden en de warmte-isol erende drager.
In een dergelijke bijzondere uitvoeringsvorm verdient het de voorkeur dat de VAREM-laag tegen de warmte-isol erende laag aanligt, in 20 het bijzonder dat de VAREM-laag tegen de laag van fotovoltaïsche eenheden aanligt.
Volgens een andere uitvoeringsvorm omvat de inrichting achtereenvolgens een voor zonlicht doorlaatbare plaat en een op een afstand daarvan gelegen warmte-isol erende drager als dragerplaat, waarbij 25 zich tussen de voor zonlicht doorlaatbare plaat en de drager een tegen de drager aanliggende VAREM-laag bevindt, op welke VAREM-laag zich een laag van fotovoltaïsche eenheden bevindt, waarbij zich een warmte-overdragend medium bevindt in de ruimte tussen de voor zonlicht doorlaatbare plaat en de laag van fotovoltaïsche eenheden.
30 In de hiervoor genoemde uitvoeringsvormen kan door het veranderen van de mate van absorptie van de VAREM-laag de hoeveelheid in ;0;02 3 1 6 warmte omgezet zonlicht worden gereguleerd. Indien de VAREM-laag in de absorberende toestand is geschakeld, wordt het door de voor zonlicht doorlaatbare plaat vallende zonlicht omgezet in warmte, welke warmte wordt afgevoerd door middel van het warmtegeleidende substraat, waarin 5 zich een of meer kanalen bevinden waarin een warmte-overdragend medium, bij voorkeur water, aanwezig is. Indien de VAREM-laag in de reflecterende toestand is geschakeld, wordt het zonlicht teruggekaatst en wordt aldus veel minder zonlicht omgezet in warmte. In een normale bedrijfsvoerings-situatie kan aldus de hoeveelheid opgenomen warmte worden geregeld. De 10 toepassing van de VAREM-laag in een reflecterende toestand vermindert derhalve de hoeveelheid warmte en aldus worden aanzienlijk lagere temperaturen bereikt waardoor de VAREM-laag aldus het paneel tegen ongewenst hoge temperatuur beschermt. Indien de fotovoltaïsche eenheden transparant zijn uitgevoerd, hetgeen betekent dat geen reflecterend 15 elektrisch contact zich aan de achterzijde hiervan bevindt, wordt in de reflecterende toestand van de VAREM-laag het teruggekaatste zonlicht nogmaals door de laag van fotovoltaïsche eenheden geleid, hetgeen het elektrisch rendement verhoogt ten opzichte van de uitvoeringsvorm waarin de VAREM-laag in absorberende toestand is geschakeld. In de situatie van 20 niet-transparante fotovoltaïsche eenheden zal slechts sprake zijn van regeling van alleen tussen de fotovol taïsche eenheden doorvallend zonlicht.
In de uitvoeringsvorm waarbij de laag van fotovoltaïsche eenheden ontbreekt, is in principe het gevaar van hoge temperaturen niet 25 zo schadelijk als in een uitvoeringsvorm waarbij de laag van fotovoltaïsche eenheden wel aanwezig is, maar het is in de praktijk echter gewenst dat de hoeveelheid warmte, verkregen door de invallende zonnestralen, wordt geregeld. Indien bijvoorbeeld de inrichting wordt voorzien van een af deklaag die voor infrarood transparant is, kan de 30 toepassing van de VAREM-laag met name worden gebruikt om de inrichting in een donkere situatie in te zetten als koel orgaan, waarbij de VAREM-laag 1020281 7 in absorberende toestand is geschakeld. Het warmtegeleidende substraat koelt af indien de stralingstemperatuur van de hemelkoepel lager is dan de oppervlaktetemperatuur van de VAREM-laag, waarbij door middel van straling de warmte aan de hemelkoepel wordt afgestaan. In bepaalde 5 uitvoeringsvormen is het aldus gewenst dat de voor zonlicht doorlaatbare plaat ook voor infraroodstraling doorlaatbaar is.
Een andere toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM) in een inrichting voor het omzetten van zonne-energie in warmte-energie is in een zogenaamde trombe muur. Een trombe muur is een muur die 10 dicht achter een raam is geplaatst en meestal van een donkere oppervlaktelaag is voorzien. De overdag door het raam vallende zonnestralen worden door de muur geabsorbeerd waardoor de muur zal opwarmen. De dikte van de trombe muur is zodanig dat de geabsorbeerde warmte tegen de avond door de muur is heengedrongen en vervolgens de 15 achterliggende ruimte kan verwarmen. Een dergelijk systeem is tot op heden volledig passief, hetgeen betekent dat na een paar dagen volle zonneschijn de muur te warm kan worden, hetgeen ongewenst is en in de praktijk vaak wordt tegengegaan door het plaatsen van uitwendige zonweringen. Indien een VAREM-laag op de trombe muur wordt aangebracht, 20 is het aldus mogelijk dit systeem volgens effectieve wijze te regelen, bijvoorbeeld door de VAREM-laag in reflecterende toestand te schakelen indien geen warmte (meer) nodig is.
Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm is de VAREM-laag opgebouwd uit achtereenvolgens een metaal legering, een vaste elektrolyt 25 en een elektrode, welke VAREM-laag is omhuld door een gesloten waterstof-atmosfeer, waarbij de waterstofconcentratie van de metaallegering wordt gecontroleerd door het aanbrengen van een elektrische spanning tussen de elektrode en de metaallegering. Daarnaast is het mogelijk dat de VAREM-laag is opgebouwd uit achtereenvolgens een metaallegering, een vaste 30 elektrolyt, een opslagelektrode, een topelektrode, en een voor waterstof ondoorlaatbare laag waarbij de waterstofconcentratie van de ' 3 i ö 2 a i 8 metaal legering wordt gecontroleerd door het aanbrengen van een elektrische spanning tussen de elektrode en de metaal legering.
In de laatstgenoemde uitvoeringsvorm is het bovendien mogelijk dat de topelektrode en opslagelektrode worden vervangen door één 5 laag die vatbaar is voor het eenvoudig absorberen van waterstof. Dit is met name van toepassing voor transitiemetalen, zoals V, Nb, Ta en Pd.
De waterstofconcentratie (en aldus de optische toestand) van de VAREM-laag wordt gestuurd door het aanbrengen van elektrische spanning tussen een voor waterstof permeabele elektrode (bijvoorbeeld Pd) 10 en de metaal legering. De vaste elektrolyt bezit hierbij een dubbele functie, het maakt H-ion/protontransport mogelijk en blokkeert elektrontransport.
De metaal legering is gekozen uit een legering van bijvoorbeeld Mg met een overgangsmetaal, zoals Ni, Co, Fe.
15 Als geschikte vaste elektrolyt kan bijvoorbeeld worden genoemd: Zr02 en Y: CaF2 (yttrium gedoped calcium).
De opslagelektrode is in het bijzonder samengesteld uit bijvoorbeeld W03.
De onderhavige uitvinding zal hierna worden toegelicht aan 20 de hand van een aantal voorbeelden, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat de onderhavige uitvinding in geen geval tot dergelijke voorbeelden is beperkt.
Figuur 1 vertoont een uitvoeringsvorm van een VAREM-laag in een inrichting voorzien van een laag van transparante fotovoltaïsche 25 eenheden.
Figuur 2 is een bijzondere uitvoeringsvorm van een VAREM-laag in een inrichting voorzien van fotovoltaïsche eenheden.
Figuur 3 is een uitvoeringsvorm van een thermische collector waarin zich een VAREM-laag bevindt.
30 In Figuur 1 is schematisch een inrichting voor het omzetten van zonne-energie in zowel warmte-energie als elektrische energie 1020281 9 weergegeven. Het invallende zonlicht gaat door de voor zonlicht doorlaatbare plaat 2 heen en komt op een laag van fotovoltaïsche eenheden 3 terecht, welke laag 3 in deze uitvoeringsvorm transparant is uitgevoerd. Onder de laag van fotovoltaïsche eenheden 3 bevindt zich de 5 VAREM-laag 4, welke VAREM-laag 4 aanligt tegen warmtegeleidend substraat 5 waarin zich kanalen 6 bevinden voor het hier doorheen leiden van een warmte-overdragend medium, bij voorkeur water. De hoeveelheid zonlicht die nuttig wordt gebruikt voor het opwarmen van het warmte-overdragende medium wordt geregeld door het schakelen van de VAREM-laag 4 tussen een 10 absorberende en reflecterende toestand. Doordat in deze uitvoeringsvorm de laag van fotovoltaïsche eenheden 3 transparant is uitgevoerd, zal het elektrisch rendement toenemen indien het invallende zonlicht ten gevolge van de in een reflecterende toestand geschakelde VAREM-laag 4 opnieuw door de laag van fotovol taïsche eenheden 3 wordt geleid. Bij een niet 15 transparante laag van fotovoltaïsche eenheden is sprake van een regeling van het alleen tussen de fotovoltaïsche eenheden doorvallende licht.
In Figuur 2 is een schematische opbouw weergegeven van een inrichting 9 waarin zonne-energie wordt omgezet in zowel warmte-energie als elektrische energie. Het zonlicht valt binnen via een eerste voor 20 zonlicht doorlaatbare plaat 2 en vervolgens door een op een afstand gelegen daarvan, tweede voor zonlicht doorlaatbare plaat 11. Op een bepaalde afstand gelegen van de tweede voor zonlicht doorlaatbare plaat 11 is een warmte-isol erende drager 7 voorzien, welke warmte-isol erende drager 7 aan een zijde is voorzien van een VAREM-laag 4. De ruimte tussen 25 de VAREM-laag 4 en de tweede voor zonlicht doorlaatbare plaat 11 is gescheiden in twee afzonderlijke tussenruimtes 8 door een laag van fotovoltaïsche eenheden 3, in welke tussenruimte opnieuw thermische energie aan het water wordt overgedragen. In de aan de tweede voor licht doorlaatbare plaat 11 grenzende tussenruimte 8 wordt een warmte-30 overdragend medium, bijvoorbeeld water, geleid dat ten gevolge van het invallende zonlicht wordt opgewarmd, welk warmte-overdragend medium wordt * Λ ' \ -1 » 10 geretourneerd via tussenruimte 8, gevormd door de ruimte omsloten door de VAREM-laag 4 en de laag van fotovoltaïsche eenheden 3, in welke tussenruimte opnieuw thermische energie aan het water wordt overgedragen. Volgens een dergelijke uitvoeringsvorm wordt zowel het invallende 5 zonlicht omgezet in elektrische energie ten gevolge van de aanwezigheid van de laag van fotovoltaïsche eenheden 3, alsmede in warmte-energie, opgenomen door het warmte-overdragende medium, water. Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm (niet weergegeven) kan de laag van fotovoltaïsche eenheden 3 tegen de VAREM-laag 4 aanliggen zodat er sprake 10 is van slechts een tussenruimte 8, welke tussenruimte 8 een kanaal voor het warmteoverdragend medium, in het bijzonder water, vormt.
Tenslotte is in Figuur 3 een inrichting 10 voor het omzetten van zonne-energie in uitsluitend warmte-energie weergegeven, waarbij het zonlicht via een voor zonlicht doorlaatbare plaat 2 valt op 15 een VAREM-laag 4, welke VAREM-laag 4 aanligt tegen een warmtegeleidend substraat 5 waarin zich kanalen 6 bevinden waardoor een warmte overdragend medium, bijvoorbeeld water, wordt geleid. Door de VAREM-laag 4 te schakelen tussen een transparante en reflecterende toestand is het mogelijk de hoeveelheid warmte, overgebracht aan het warmte-overdragend 20 medium dat aanwezig is in kanalen 6, te regelen.
1020281
Claims (19)
1. Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM) in een inrichting (1, 9, 10) voor het omzetten van zonne-energie in warmte- 5 energie en eventueel elektrische energie, waarbij een laag VAREM-materiaal (4) is gelegen tussen een voor een zonlicht doorlaatbare plaat (2, 11) en een dragerplaat (5, 7).
2. Toepassing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting een voor zonlicht doorlaatbare plaat (2) en een op een afstand 10 daarvan gelegen warmtegeleidend substraat (5) als dragerplaat omvat, in welk substraat (5) een of meer kanalen (6) zijn aangebracht waarin zich een warmteoverdragend medium bevindt, waarbij zich tussen de voor zonlicht doorlaatbare plaat (2) en het substraat (5) de VAREM-laag (4) bevindt.
3. Toepassing volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de VAREM-laag (4) tegen het substraat (5) aanligt.
4. Toepassing volgens conclusies 2-3, met het kenmerk, dat zich tussen de VAREM-laag (4) en de voor zonlicht doorlaatbare plaat (2) een laag van fotovoltaïsche eenheden (3) bevindt.
5 VAREM-laag (4) tegen de laag van fotovoltaïsche eenheden (3) aanligt.
5. Toepassing volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de laag van fotovoltaïsche eenheden (3) tegen de VAREM-laag (4) aanligt.
6. Toepassing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting een eerste voor zonlicht doorlaatbare plaat (2), een tweede voor zonlicht doorlaatbare plaat (11) en een warmte-isol erende drager (7) 25 als dragerplaat, elk op een afstand van elkaar gelegen, omvat, waarbij de door de tweede voor zonlicht doorlaatbare plaat (11) en de warmte-isol erende drager (7) gevormde ruimte (8) is gescheiden in twee afzonderlijke tussenruimtes door een laag van fotovoltaïsche eenheden (3), waarbij zich in elke tussenruimte een warmteoverdragend medium 30 bevindt, waarbij de VAREM-laag (4) zich bevindt in de tussenruimte gevormd door de laag van fotovol taïsche eenheden (3) en de warmte- 0 ’ Λ , ** .i. y i isolerende drager (7).
7. Toepassing volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de VAREM-laag (4) tegen de warmte-isol erende laag (7) aanligt.
8. Toepassing volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de
9. Toepassing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inrichting een voor zonlicht doorlaatbare plaat (2) en een op een afstand daarvan gelegen warmte-isol erende drager (7) als dragerplaat omvat, waarbij zich tussen de plaat (2) en de drager (7) een tegen de drager (7) 10 aanliggende VAREM-laag (4) bevindt, op welke VAREM-laag (4) zich een laag van fotovoltaïsche eenheden (3) bevindt, waarbij zich een warmte-overdragend medium bevindt in de ruimte tussen de voor zonlicht doorlaatbare plaat (2) en de laag van fotovoltaïsche eenheden (3).
10. Toepassing volgens een of meer van de voorafgaande 15 conclusies 2-9, met het kenmerk, dat de voor zonlicht doorlaatbare plaat (2, 11) ook voor infraroodstraling doorlaatbaar is.
11. Toepassing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de VAREM-laag (4) is aangebracht op een trombe-muur.
12. Toepassing volgens een of meer der voorafgaande conclusies 20 1-11, met het kenmerk, dat de VAREM-laag (4) is opgebouwd uit achtereenvolgens een metaal legering, een vaste elektrolyt en een elektrode, welke VAREM-laag (4) is omhuld door een gesloten waterstof-atmosfeer, waarbij de waterstofconcentratie van de metaal legering wordt gecontroleerd door het aanbrengen van een elektrische spanning tussen de 25 elektrode en de metaal legering.
13. Toepassing volgens een of meer der voorafgaande conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de VAREM-laag (4) is opgebouwd uit achtereenvolgens een metaal legering, een vaste elektrolyt, een opslagelektrode, een topelektrode, en een voor waterstof ondoorlaatbare 30 laag waarbij de waterstofconcentratie van de metaal legering wordt gecontroleerd door het aanbrengen van een elektrische spanning tussen de elektrode en de metaal legering. 1020281 h
14. Toepassing volgens conclusies 12-13, met het kenmerk, dat de elektrische spanning onder toepassing van een fotocel wordt opgewekt.
15. Toepassing volgens conclusies 12-13, met het kenmerk, dat de metaal! egering is gekozen uit een legering van Mg met een 5 overgangsmetaal, zoals Ni, Co, Fe.
16. Toepassing volgens conclusies 12-13, met het kenmerk, dat de vaste elektrolyt is gekozen uit de groep bestaande uit Zr02 en Y: CaF2.
17. Toepassing volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de 10 opslagelektrode is W03.
18. Toepassing volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de voor waterstof ondoorlaatbare laag wordt gekozen uit Zr02 of yttriumoxide.
19. Toepassing volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de 15 opslagelektrode en de topelektrode een geheel vormen, verkregen uit transitiemetalen zoals V, Nb, Ta en Pd. η ? λ ·. ;) ί > a ^ o S
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1020281A NL1020281C2 (nl) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM). |
| JP2004500340A JP4305387B2 (ja) | 2002-03-29 | 2003-03-27 | 可変反射材料（ｖａｒｅｍ）の使用構造 |
| PCT/NL2003/000233 WO2003092080A1 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-27 | Use of variable reflective material (varem) |
| AU2003225420A AU2003225420B2 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-27 | Use of variable reflective material (VAREM) |
| US10/509,488 US20050173716A1 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-27 | Use of variable reflective material (varem) |
| EP03747236A EP1490912A1 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-27 | Use of variable reflective material (varem) |
| CA002480502A CA2480502A1 (en) | 2002-03-29 | 2003-03-27 | Use of variable reflective material (varem) |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1020281A NL1020281C2 (nl) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM). |
| NL1020281 | 2002-03-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1020281C2 true NL1020281C2 (nl) | 2003-09-30 |
Family
ID=29268058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1020281A NL1020281C2 (nl) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM). |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20050173716A1 (nl) |
| EP (1) | EP1490912A1 (nl) |
| JP (1) | JP4305387B2 (nl) |
| AU (1) | AU2003225420B2 (nl) |
| CA (1) | CA2480502A1 (nl) |
| NL (1) | NL1020281C2 (nl) |
| WO (1) | WO2003092080A1 (nl) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1030299C2 (nl) | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Advanced Chem Tech | Optische schakelinrichting. |
| CN101569961B (zh) * | 2009-03-06 | 2011-08-03 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 一种使两块金属薄板对接的激光焊接方法 |
| ES2616252T3 (es) | 2009-04-10 | 2017-06-12 | Ravenbrick, Llc | Filtro óptico conmutado térmicamente que incorpora una arquitectura de huésped-hospedador |
| KR101526041B1 (ko) * | 2010-06-01 | 2015-06-04 | 라벤브릭 엘엘씨 | 다기능 건축 부품 |
| US9866170B2 (en) * | 2014-06-19 | 2018-01-09 | Mh Gopower Company Limited | Utility-friendly hybrid energy conversion system for apportioning concentrated solar radiation in real time upon selective demand between a plurality of solar energy conversion devices, including a photovoltaic receiver |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4387704A (en) * | 1981-07-06 | 1983-06-14 | Minden Carl S | Multi-mode solar heat recovery device |
| JPS594856A (ja) * | 1982-07-01 | 1984-01-11 | Asahi Glass Co Ltd | 太陽熱吸収体 |
| US5457564A (en) * | 1990-02-26 | 1995-10-10 | Molecular Displays, Inc. | Complementary surface confined polymer electrochromic materials, systems, and methods of fabrication therefor |
| WO1996038758A1 (en) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Philips Electronics N.V. | Switching device and the use thereof |
| JPH09244072A (ja) * | 1996-03-13 | 1997-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | 調光装置 |
| WO1999010934A1 (nl) * | 1997-08-25 | 1999-03-04 | Technische Universiteit Eindhoven | Paneelvormige hybride fotovoltaïsche/thermische inrichting |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3920413A (en) * | 1974-04-05 | 1975-11-18 | Nasa | Panel for selectively absorbing solar thermal energy and the method of producing said panel |
| US3985116A (en) * | 1974-04-22 | 1976-10-12 | Kaptron, Inc. | High efficiency solar panel |
| US4029853A (en) * | 1975-06-20 | 1977-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | PbS-Al selective solar absorber |
| US4413157A (en) * | 1981-03-09 | 1983-11-01 | Ames Douglas A | Hybrid photovoltaic-thermal device |
| US4663495A (en) * | 1985-06-04 | 1987-05-05 | Atlantic Richfield Company | Transparent photovoltaic module |
| US4642413A (en) * | 1985-10-11 | 1987-02-10 | Energy Conversion Devices, Inc. | Power generating optical filter |
| US5377037A (en) * | 1992-11-06 | 1994-12-27 | Midwest Research Institute | Electrochromic-photovoltaic film for light-sensitive control of optical transmittance |
| US5384653A (en) * | 1992-11-06 | 1995-01-24 | Midwest Research Institute | Stand-alone photovoltaic (PV) powered electrochromic window |
| US6369934B1 (en) * | 1996-05-30 | 2002-04-09 | Midwest Research Institute | Self bleaching photoelectrochemical-electrochromic device |
-
2002
- 2002-03-29 NL NL1020281A patent/NL1020281C2/nl not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-03-27 WO PCT/NL2003/000233 patent/WO2003092080A1/en active Application Filing
- 2003-03-27 CA CA002480502A patent/CA2480502A1/en not_active Abandoned
- 2003-03-27 EP EP03747236A patent/EP1490912A1/en not_active Withdrawn
- 2003-03-27 US US10/509,488 patent/US20050173716A1/en not_active Abandoned
- 2003-03-27 AU AU2003225420A patent/AU2003225420B2/en not_active Ceased
- 2003-03-27 JP JP2004500340A patent/JP4305387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4387704A (en) * | 1981-07-06 | 1983-06-14 | Minden Carl S | Multi-mode solar heat recovery device |
| JPS594856A (ja) * | 1982-07-01 | 1984-01-11 | Asahi Glass Co Ltd | 太陽熱吸収体 |
| US5457564A (en) * | 1990-02-26 | 1995-10-10 | Molecular Displays, Inc. | Complementary surface confined polymer electrochromic materials, systems, and methods of fabrication therefor |
| WO1996038758A1 (en) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Philips Electronics N.V. | Switching device and the use thereof |
| JPH09244072A (ja) * | 1996-03-13 | 1997-09-19 | Fuji Electric Co Ltd | 調光装置 |
| WO1999010934A1 (nl) * | 1997-08-25 | 1999-03-04 | Technische Universiteit Eindhoven | Paneelvormige hybride fotovoltaïsche/thermische inrichting |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| BULLOCK J N ET AL: "Semi-transparent a-SiC:H solar cells for self-powered pbotovoltaic-electrochromic devices", JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS, NORTH-HOLLAND PUBLISHING COMPANY, AMSTERDAM, NL, vol. 198-200, May 1996 (1996-05-01), pages 1163 - 1167, XP004243216, ISSN: 0022-3093 * |
| HUIBERTS J N ET AL: "YTTRIUM AND LANTHANUM HYDRIDE FILMS WITH SWITCHABLE OPTICAL PROPERTIES", NATURE, MACMILLAN JOURNALS LTD. LONDON, GB, vol. 380, 21 March 1996 (1996-03-21), pages 231 - 234, XP000198000, ISSN: 0028-0836 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 008, no. 087 (M - 291) 20 April 1984 (1984-04-20) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 01 30 January 1998 (1998-01-30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005521856A (ja) | 2005-07-21 |
| EP1490912A1 (en) | 2004-12-29 |
| CA2480502A1 (en) | 2003-11-06 |
| AU2003225420A1 (en) | 2003-11-10 |
| US20050173716A1 (en) | 2005-08-11 |
| JP4305387B2 (ja) | 2009-07-29 |
| WO2003092080A1 (en) | 2003-11-06 |
| AU2003225420B2 (en) | 2008-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhao et al. | Spectrally selective approaches for passive cooling of solar cells: A review | |
| US4227939A (en) | Luminescent solar energy concentrator devices | |
| EP3781891B1 (en) | Fabrication methods, structures, and uses for passive radiative cooling | |
| US20110290295A1 (en) | Thermoelectric/solar cell hybrid coupled via vacuum insulated glazing unit, and method of making the same | |
| US20080291452A1 (en) | Optical Switching Device | |
| AU5295000A (en) | Device for concentrating optical radiation | |
| GB1578836A (en) | Apparatus for converting light energy into electrical energy | |
| EP2471108B1 (en) | Luminescent solar energy concentrator | |
| Liu et al. | A review of advanced architectural glazing technologies for solar energy conversion and intelligent daylighting control | |
| NL1020281C2 (nl) | Toepassing van een variabel reflectiemateriaal (VAREM). | |
| WO2007141431A2 (fr) | Dispositif multicouche collecteur d'energie thermique pour convertisseur photonique du rayonnement atmospherique et solaire | |
| Chen et al. | Scalable spectrally selective solar cell for highly efficient photovoltaic thermal conversion | |
| Kostuk et al. | Spectral-shifting and holographic planar concentrators for use with photovoltaic solar cells | |
| Parkinson | An evaluation of various configurations for photoelectrochemical photovoltaic solar cells | |
| CN113726265B (zh) | 一种基于光致异构的光伏综合利用装置 | |
| Jarvinen | Heat mirrored solar energy receivers | |
| Lai et al. | All-day continuous power generation: Integrating radiative cooling with semi-transparent photovoltaic cells filtered concentrated photovoltaic-thermoelectric generator system | |
| KR20010079615A (ko) | 광전 장치 | |
| Hamdy et al. | The potential for increasing the efficiency of solar cells in hybrid photovoltaic/thermal concentrating systems by using beam splitting | |
| NL2007970C2 (en) | Solar concentrator system. | |
| US12245448B2 (en) | Heat insulating transparent tandem organic solar cells | |
| Mabchour et al. | Hybrid PV/PRC energy system for thermal management of photovoltaics and nocturnal radiative cooling | |
| AU2007101016A4 (en) | A method to utilize solar radiation energy | |
| GR1010214B (el) | Ηλιακος συλλεκτης ευκαμπτων φωτοβολταϊκων λεπτων υμενιων για αποδοτικοτερα και μακροβιοτερα φωτοβολταϊκα ηλιακα κυτταρα | |
| NL2005711C2 (en) | Luminescent solar concentrator and solar device comprising such luminescent solar concentrator. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20111001 |