DE19916514A1 - Nachführbarer Sonnenkollektor - Google Patents
Nachführbarer SonnenkollektorInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein nachführbarer Sonnenkollektor mit einem auf eine Absorbereinheit richtbaren Reflektormittel. Hierbei ist vorgesehen, daß die Absorbereinheit aus einer Vielzahl zumindest im wesentlichen paralleler, radial ausgedehnter Fluidleitungen besteht, die so in das Reflektormittel definierenden Spiegelrinnen verlaufen, daß deren Brennlinien in und/oder auf die jeweiligen Fluidleitungen fallen, die Spiegelrinne allgemein um die Fluidleitungen schwenkbar ist und sich quer zur Vielzahl Spiegelrinnen ein Stellelement erstreckt, um Spiegelrinnen gemeinsam allgemein um die jeweiligen Fluidleitungen zu schwenken.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen nachführbaren Sonnen
kollektor mit einem auf die Absorbereinheit richtbaren Reflek
tormittel.
Nachführbare Sonnenkollektoren an sich sind bekannt. Die Nach
führung dient dazu, das im Verlauf eines Tages einfallende
Sonnenlicht möglichst vollständig auf Absorbereinheit zu rich
ten, um so eine höhere Energieausbeute zu erzielen.
Aus der DE 44 30 517 C2 ist ein Rinnenkollektor für Strahlung,
insbesondere für Solarstrahlung bekannt, umfassend einen sich
in einer Längsrichtung erstreckenden Rinnenspiegel, welcher
die Strahlung in einen Fokusbereich reflektiert, und einen
sich in der Längsrichtung im Fokusbereich des Rinnenspiegels
erstreckenden Absorberrohrkörper, welcher zur Abfuhr der ent
stehenden Wärme von einem Wärmetransportmedium durchflossen
ist und welcher eine sich in seiner Längsrichtung erstrecken
de, zwischen zwei Seitenkante liegende Vertiefung aufweist,
die einen mit einer von den Seitenkanten gebildeten Öffnung
dem Rinnenspiegel zugewandt ist und durch einen eine Absorber
fläche tragenden Absorberschirm begrenzt ist, wobei dieser Ab
sorberrohrkörper einen Innenraum aufweist, und wobei in dem
Innenraum des Absorberrohrkörpers ein einen im wesentlichen
runden Querschnitt aufweisendes Verdampferrohr zum Wärmetrans
port in der Längsrichtung verläuft und wobei das Verdampfer
rohr über ein zwischen dem Verdampferrohr und dem Absorber
schirm angeordnetes Wärmetransportmedium zum Wärmetransport
quer zur Längsrichtung thermisch mit dem Absorberrohr gekop
pelt ist. Der Rinnenkollektor der DE 44 30 517 C2 soll sich
dabei in einer Längsrichtung über mehrere hundert Meter er
strecken und der Rinnenspiegel als Parabolspiegel ausgebildet
und aus einer Vielzahl von Spiegelelement aufgebaut sein, die
an einem Spiegelgestell gehalten sind und gemeinsam eine sich
in der Längsrichtung erstreckende und quer zur Längsrichtung
parabolische Spiegelfläche bilden. Es wird beschrieben, daß
die parabolische Spiegelfläche ankommende Solarstrahlung in
eine sich in ihrer Längsrichtung erstreckende Fokallinie, also
Brennlinie, in welcher der Absorberstrang liegt, fokussiert.
Der Absorberstrang wird über Haltestreben an dem Spiegelge
stell gehalten und es wird beschrieben, daß dieses Spiegelge
stell zur genauen Ausrichtung der Spiegelfläche relativ zur
Solarstrahlung verschwenkbar ist. Die Haltestreben sind dabei
gemäß DE 44 30 517 C2 in regelmäßigen Abständen in der Längs
richtung aufeinander folgend angeordnet, um den Absorberstrang
präzise in der Fokallinie ausgerichtet zu halten. Es wird wei
ter angegeben, daß der Absorberstrang starr mit dem Spiegelge
stell des Rinnenspiegels über die Haltestreben gekoppelt ist,
sodaß bei einem Verschwenken des Spiegelgestells, um dieses
der Einfallsrichtung der Solarstrahlung nachzuführen, der Ab
sorberstrang mit verschwenkt wird, sodaß die Ausrichtung Ab
sorberfläche relativ zur Spiegelfläche steht und unverändert
bleibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues
für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen und insbesonde
re, jedoch nicht ausschließlich, einen Sonnenkollektor bereit
zustellen, der bei niedrigen Kosten pro gewonnener Kilowatt
stunde eine möglichst umfassende Versorgung eines Verbrauchers
mit Solarenergie bei nur geringem Platzbedarf ermöglicht, wo
bei etwa ein Wohnhaus langfristig und möglichst ganzjährig
ausschließlich durch kostengünstige Sonnenenergie versorgbar
werden soll, die durch Kollektoren mit einer Fläche gewonnen
wird, die auf üblichen Wohnhausdächern zur Verfügung stehen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird unabhängig beansprucht. Bevor
zugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprü
chen.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit dar
in, daß bei einem nachführbaren Sonnenkollektor mit einem auf
einer Absorbereinheit richtbaren Reflektormittel die Absor
bereinheit aus einer Vielzahl zumindest im wesentlichen paral
leler ausgedehnter Fluidleitungen besteht, die so in das Re
flektormittel definierenden Spiegelrinnen verlaufen, daß deren
Brennlinien in und/oder auf die jeweiligen Fluidleitungen fal
len, wobei die Spiegelrinne allgemein um die Fluidleitung
schwenkbar ist und sich quer zur Vielzahl Spiegelrinnen ein
Stellelement erstreckt, um die Spiegelrinnen gemeinsam um die
jeweiligen Fluidleitungen zu schwenken. Die Fluidleitungen
können dabei fest stehen, brauchen also nicht mitbewegt zu
werden. Durch die endliche radiale Ausdehnung der Fluidleitun
gen wird sichergestellt, daß die Brennlinien in und/oder auf
die jeweiligen Fluidleitungen fallen. Es kann insbesondere
vorgesehen sein, daß bei dejustierter Spiegelrinne, die etwa
leicht windschief zur Fluidleitung liegt, die Brennlinie par
tiell auf die Fluidleitung fällt, während sie an anderer Stel
le in der Fluidleitung liegt, wobei das Fluidleitungsäußere
immer noch starker und somit stark erwärmender Solarstrahlung
ausgesetzt ist. Die Verschwenkung aller, wie die Fluidleitung
paralleler, Spiegelrinnen erfolgt dabei durch gemeinsame Ver
schwenkung einer Vielzahl, bevorzugt aller Spiegelrinnen durch
ein gemeinsames Stellelement, welches sich quer zur Vielzahl
Spiegelrinnen erstreckt.
Die Spiegelrinnen sind bevorzugt mit Spiegelfacetten und/oder
als Kunststofformteile gebildet. Sie können hierbei eine all
gemeine Parabolrinnenform aufweisen, die aber eine insbesonde
re durch Abbildungsfehler, Defokussierung und dergleichen quer
verbreiterte Brennlinie erzeugt. Mit anderen Worten ist es
nicht erforderlich, bei erfindungsgemäß verschwenkbaren Spie
gelrinnen eine besonders hohe und damit teure Abbildungsquali
tät oder Montagepräzision vorzusehen. Vielmehr ist auch eine
beispielsweise komabehaftete und/oder astigmatische Brennlinie
vollständig ausreichend für die Zwecke der Fokusierung auf die
ausgedehnte Fluidleitung, da es nur darauf ankommt, daß die
Brennlinien in und/oder auf die jeweiligen Fluidleitungen fal
len, was dank der radialen Fluidleitungsausdehnung leicht mög
lich wird. Es ist auch möglich, daß die Strecke geringster
Strahlausdehnung, also die Brennlinie bei Verschwenkung der
Spiegelrinnen auf bzw. in oder über die Fluidleitung wandert.
Dies beeinträchtigt die hohe Wärmeleistung, die mit einem er
findungsgemäß nachführbaren Sonnenkollektor auf preiswerte
Weise erzielt werden kann, nicht, da bei der Schwenkbewegung
stets die Fluidleitung stark erwärmt bleibt.
Die Fluidleitung wird in einer bevorzugten Ausführungsform so
weit ausgedehnt sein, daß bei Verschwenken der Solarrinne die
Brennlinie über einen möglichst langen Zeitraum auf bzw. mög
lichst in der Fluidleitung gehalten werden kann. Wenngleich es
bevorzugt ist, zumindest für die Zeit intensivster Sonnenein
strahlung, also wenigstens 20% der täglichen Sonnenstrahldau
er, bevorzugt aber zumindest 50% der täglichen Sonnenstrahl
dauer die Brennlinie auf der Fluidleitung zu halten, wird die
Fluidleitung typischerweise so weit ausgedehnt, daß für wenig
stens 80% der täglichen Sonnenstrahldauer die Brennlinie auf
oder in der Fluidleitung liegt. Ein Zeitraum zwischen 50 und
80% der täglichen Sonnenstrahldauer ist erreichbar, ohne daß
die Fluidleitung so stark ausgedehnt werden muß, daß wesentli
che Teile der Spiegelrinne abgeschattet werden oder die von
der Brennlinie entfernten Bereiche der fluidführenden Leitung
nur ungenügend erwärmt werden. Liegt die Brennlinie für weni
ger als 20% der Zeit auf oder in der Fluidleitung, sinkt die
Gesamteffizienz des Systems so weit, daß ein Verschwenken we
niger sinnvoll ist.
Die Fluidleitung ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
mit einer absorbierenden Beschichtung und/oder aus einem
hochabsorbierenden Material gefertigt. Einsetzbar sind schwar
ze Kunststoffe und/oder insbesondere lackierte Stahlrohre und
dergleichen. Es ist also nicht erforderlich, etwa besonders
empfindliche und/oder zerbrechliche, volltransparente Rohre zu
verwenden, auch wenn die Brennlinie theoretisch in der Fluid
leitung zu liegen kommt. Durch die Absorberbeschichtung ist
gewährleistet, daß die fokussierte Solarenergie in das trans
portierte Fluid gelangt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Spiegelrinnen
mit Stirnwänden versehen, die eine allgemein U-förmige, mittig
angeordnete Ausnehmung zur Aufnahme der Fluidleitung aufwei
sen, wobei der Bogen des U zum Spiegelrinnenboden weist, sodaß
die Spiegelrinnen auf einfache Weise von unten unter die
Fluidleitung gesetzt werden kann. Die Fluidleitung definiert
dabei bevorzugt die Schwenkachse selbst, wozu sie Schwenklager
tragen kann, in welchen die Spiegelrinnen, insbesondere über
die Stirnwände und dort an den U-förmigen Ausnehmungen befe
stigt sein kann. Obwohl, wie beschrieben, die Brennlinie auf
der Fluidleitung wandern kann, ist es bevorzugt, wenn Brennli
nie und Schwenkachse zumindest im wesentlichen zusammenfallen.
Auf diese Weise kann eine Überprüfung bei der Montage dahinge
hend entfallen, ob die Brennlinie dauerhaft auf der Fluidlei
tung verbleibt. Dieses Zusammenfallen der Schwenkachse und
Brennlinie läßt sich durch Dimensionierung der U-förmigen Aus
nehmung, insbesondere der Schenkellängen, problemfrei errei
chen.
Wenn im Betrieb einzelne Parabolrinnen oder deren Spiegel be
schädigt werden, sind diese durch die Befestigung mit U-
förmiger Ausnehmung ohne Beeinträchtigung der Gesamtfunktion
leicht auswechselbar.
Es ist zwar möglich, daß sich das Stellelement nicht über alle
Spiegelrinnen erstreckt, beispielsweise, um bei extrem großen
Dächern eine nur schwache Stellelementmotorauslegung zu ermög
lichen, bevorzugt werden aber alle Spiegelrinnen durch ein
einziges Stellelement angetrieben.
Das Stellelement wird einen Stellweg von zumindest 90 Grad er
möglichen, was die Fluidleitungen für einen hinreichend langen
Zeitraum auf oder in der Brennlinie hält der Schwenkweg wird
dann so eingestellt, daß die Sonnenstrahlung während der Zeit
ihrer größten Intensität auf der Fluidleitung fokussiert
bleibt.
Bevorzugt ist es jedoch, wenn das Stellelement einen Schwenk
winkel von über 180 Grad, insbesondere etwa 225 Grad ermög
licht. Auf diese Weise kann im Bedarfsfall der Spiegel aus der
Sonne gedreht werden, beispielsweise auf die Dachfläche zuwei
send. Diese zum Schutz des nachführbaren Sonnenkollektors er
folgende Verschwenkung kann insbesondere vorgenommen werden,
wenn eine Fluidpumpe, mit welcher Fluid durch die Fluidleitung
gepumpt wird, defekt ist, ein Fluidleck auftritt usw., sodaß
die auf die Fluidleitung oder einzelne Fluidleitungsäste foku
sierte Solarenergie nicht abgeführt werden kann, was bei ins
besondere parabolförmigen Spiegelrinnen zu überhitzungsbeding
ten Schäden führen kann. Eine weitere Notwendigkeit, die Spie
gelrinnen in eine Position mit nach oben weisender Trogrinne
zu drehen, ergibt sich beispielsweise bei Hagel, bei welchem
die Spiegelanordnung andernfalls beschädigt werden könnte. Um
ein Schwenken in eine Sicherungsposition zu gewährleisten,
sind typischerweise Überhitzungsschutz- und/oder Nieder
schlagssensoren vorgesehen, die ein Ausgangssignal an eine
Steuerung liefern, welche für das Schwenken der Spiegelrinnen
in eine Sicherungsposition im Ansprechen auf die Sensorsignale
sorgt. Als Überhitzungsschutzsensoren sind beispielsweise Tem
peratursensoren auf den einzelnen Fluidleitungen, wie Tempera
tursensoren und/oder Fluidsensoren, die ein Vorhandensein oder
eine Abwesenheit von Wärmetransportfluid erfassen, einsetzbar.
Insbesondere, wenn die Spiegelrinne in eine sonnen- bzw. him
melabgewandte Sicherungsposition verschwenkbar ist, können auf
ihrer Rückseite wärmedämmende bzw. stoßdämpfende Schichten an
gebracht sein, um den erwünschten Überhitzungsschutz bzw. ei
nen Hagelschutz zu verbessern und zu vervollkommnen.
Als Stellelement kann insbesondere eine an den Spiegelrinnen
angreifende Kette, insbesondere Zahnradkette vorgesehen sein,
wobei an den Spiegelrinnen entsprechende Zahnräder vorgesehen
sind, die in die Gliederkette eingreifen. Eine derartige An
ordnung ermöglicht eine vollständige Rotation der Spiegelrin
ne, sofern das Schwenklager entsprechend ausgebildet ist. Al
ternativ kann eine Schubstange vorgesehen sein, an welcher zu
den Spiegelrinnen führende Schwenkarme angelenkt sind.
Das Stellelement wird bevorzugt einen Schrittmotor zum Antrieb
haben, der sonnenstandsabhängig und/oder in Zeitfunktion ge
steuert wird. Alternativ ist, um eine bestimmte Sonnenbahn
nachzufahren, auch die Verwendung von Kulissenbahnen und der
gleichen möglich.
Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise anhand der
Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt
Fig. 1 einen nachführbaren Sonnenkollektor der vorliegenden
Erfindung.
Nach Fig. 1 umfaßt ein allgemein mit 1 bezeichneter nachfür
barer Sonnenkollektor 1 eine Absorbereinheit 2 und ein ver
schwenkbares Reflektormittel 3.
Die Absorbereinheit besteht aus einer Anzahl paralleler Fluid
leitungen 4a, 4b, 4c, 4d, welche über eine gemeinsame Kopfsam
melleitung 5 mit kühlem Fluid versorgt werden und aus welchen
erwärmtes Fluid durch eine gemeinsame Fußsammelleitung 6 abge
führt wird. Die Verbindungen zwischen den Fluidleitungen 4 und
5 bzw. 4 und 6 sind starr und fluiddicht.
Die parallelen Fluidleitungen 4 weisen im Beispiel eine Länge
von etwa 1 bis 2 Metern auf, die aber je nach Größe des Daches
(nicht gezeigt), auf welchem sie montiert werden, variiert
werden kann, insbesondere auch durch Hintereineinanderschal
tung mehrerer Fluidleitungsteilstücke insbesondere unter Ver
wendung von zwischengeschalteten Sammelleitungen. Die Fluid
leitungen 4 sind aus wetterbeständigem Kunststoff wie PVC ge
bildet und mit einer hochabsorbierenden schwarzen Farbe be
schichtet oder gebildet. Die Fluidleitungen 4 weisen im Bei
spiel einen Durchmesser von ca. 3 cm auf, was auch bei nicht
zu starken und somit gut wärmedurchlässigen Wänden allgemein
hinreichend ist, ohne wesentliche Abschattung der Reflektoren
eine langzeitstabile Form zu gewährleisten und zugleich eine
hinreichende Fläche bereitzustellen, auf welche die fokussier
te Solarenergie auftreffen kann.
Das Reflektormittel 3 umfaßt eine parabolförmig mit Spiegelfa
cetten 6 versehene Spiegelrinne 7 für jede Fluidleitung 4a,
4b, 4c, 4d. Die Spiegelrinne 7 ist an beiden zu den Kopf- bzw.
Fußsammelleitungen 5 bzw. 6 weisenden Enden mit je einer
Stirnwand 9 versehen, an welcher eine allgemein U-förmige Aus
nehmung 8 vorgesehen ist, deren U-Bogen zum Spiegelrinnentrog
boden weist. Die Spiegelrinne 7 ist z. B. aus Kunststoff herge
stellt, der durch aufgeklebte Aluminiumfolie verspiegelt ist.
Die Verbindung zwischen Stirnwänden 9 der Spiegelrinnen 7 zu
den Fluidleitungen 4 erfolgt über Schwenklager (nicht ge
zeigt), die auf der Fluidleitung befestigt sind und welche zur
Verbindung mit der Stirnwand 9 an der U-förmigen Ausnehmung 8
ausgebildet sind.
Die Spiegelrinne 7 ist so konstruiert und montiert, daß ihre
Brennlinie bei Sonnenhöchststand irgendwo innerhalb der Fluid
leitung 4 fällt.
An der zur Fußsammelleitung 6 gewandten Stirnwand 9 ist die
Spiegelrinne 7 mit einem starren Arm 10 verbunden, der über
ein Gelenk 11 mit einer Schubstange 12 verbunden ist, die sich
quer zu allen Spiegelrinnen 7 erstreckt und von einem Stellmo
tor 13 angetrieben wird.
Der Abstand der Fluidleitungen 4 zueinander, zwischen den
Fluidleitungen 4a und 4b durch die Bemassung A dargestellt,
ist so gewählt, daß sich bei Verschwenken der Spiegelrinnen
zwischen den Maximalpositionen keine Abschattung der benach
barten Spiegelrinne ergibt.
Der Schrittmotor 13, die Schubstange 12, das Gelenk 11 und der
Arm 10 bilden ein Stellelement, mit welchem die Spiegelrinne
verschwenkt werden kann. Eine Steuerung (nicht gezeigt) ist
mit dem Stellmotor 13 verbunden, um den Schrittmotor wie er
forderlich zu bewegen.
Der nachführbare Sonnenkollektor der vorliegenden Erfindung
wird betrieben wie folgt:
Zunächst wird bei aufgehender Sonne die Spiegelrinne auf diese mit dem Stellmotor 13 durch die Steuerung (nicht gezeigt) ge schwenkt, indem die Schubstange 12 in die entsprechende Posi tion bewegt wird. Das Fluid in den Leitungen 4a, 4b, 4c, 4d beginnt sich durch die auf die Fluidleitung fokusierte Strah lung schon in der morgendlichen Sonne schnell zu erwärmen und wird zu einem per se bekannten Wärmetauscher oder einer Wärme pumpe usw. durch Sammelleitung 6 mit einer Umwälzpumpe abgezo gen, während kühleres Fluid über die Kopfleitung 5 nachströmt. Währenddessen wandert die Sonne über den Himmel und die Steue rung (nicht gezeigt) gibt Nachführsignale an den Schrittmotor 13 aus, der dementsprechend die Schubstange 12 so bewegt, daß die Spiegelrinnen 7 dem Gang der Sonne folgend nachgeschwenkt werden. Hierbei bleiben die Brennlinien der Spiegelrinnen 7 in den Fluidleitungen, sodaß sich auf der der Spiegelrinne zuge wandten Außenseite der Fluidleitung eine hohe Temperatur durch die stark fokussierte Sonnenstrahlung ergeben kann. Die dabei in die Fluidleitungen 4 eingebrachte Energie wird wiederum mit dem über Kopfleitung 5 zugeführten Fluid zu der Fußsammellei tung 6 abgeführt und einem Wärmetauscher zu Brauchzwecken zu geführt. Dies setzt sich fort, bis die Sonne untergeht. Dann wird die Fluidpumpe abgestellt.
Zunächst wird bei aufgehender Sonne die Spiegelrinne auf diese mit dem Stellmotor 13 durch die Steuerung (nicht gezeigt) ge schwenkt, indem die Schubstange 12 in die entsprechende Posi tion bewegt wird. Das Fluid in den Leitungen 4a, 4b, 4c, 4d beginnt sich durch die auf die Fluidleitung fokusierte Strah lung schon in der morgendlichen Sonne schnell zu erwärmen und wird zu einem per se bekannten Wärmetauscher oder einer Wärme pumpe usw. durch Sammelleitung 6 mit einer Umwälzpumpe abgezo gen, während kühleres Fluid über die Kopfleitung 5 nachströmt. Währenddessen wandert die Sonne über den Himmel und die Steue rung (nicht gezeigt) gibt Nachführsignale an den Schrittmotor 13 aus, der dementsprechend die Schubstange 12 so bewegt, daß die Spiegelrinnen 7 dem Gang der Sonne folgend nachgeschwenkt werden. Hierbei bleiben die Brennlinien der Spiegelrinnen 7 in den Fluidleitungen, sodaß sich auf der der Spiegelrinne zuge wandten Außenseite der Fluidleitung eine hohe Temperatur durch die stark fokussierte Sonnenstrahlung ergeben kann. Die dabei in die Fluidleitungen 4 eingebrachte Energie wird wiederum mit dem über Kopfleitung 5 zugeführten Fluid zu der Fußsammellei tung 6 abgeführt und einem Wärmetauscher zu Brauchzwecken zu geführt. Dies setzt sich fort, bis die Sonne untergeht. Dann wird die Fluidpumpe abgestellt.
Auf diese Weise kann während eines ganzen Tages dauerhaft eine
große Menge an Strahlungsenergie in das Fluid transferiert und
Brauchzwecken zugeführt werden.
Es versteht sich, daß Modifikationen möglich sind. So kann
über der Spiegelrinne eine Abdeckung vorgesehen werden, um
diese vor Wettereinflüssen zu schützen. Typisch wird jedoch
für Kollektortemperaturen von bis zu 65 Grad eine derartige
Glasabdeckung nicht erforderlich sein, was insbesondere für
südliche Länder den nachführbaren Sonnenkollektor erheblich
verbilligt. Wenn mit diffuser Bewölkung gerechnet werden muß,
können gleichrichtende Gläser eingesetzt werden.
Anders als vorstehend mit Bezug auf das Beispiel beschrieben,
können die Fluidleitungen wesentlich länger als 1 bis 2 m ge
bildet werden, z. B. bis zu 10 m lang. Es ist dann möglich,
statt einer einzigen Spiegelrinne pro Fluidleitung mehrere
Spiegelrinnen an ein und derselben Fluidleitung anzubringen,
also quasi in Reihe zu schalten. Dies ist z. B. erwünscht, wenn
auf sehr großen Dächern trotz langer Fluidleitungen Spiegel
rinnen mit einer genormten Einheitsgröße verwendet werden sol
len und/oder eine hinreichende Stabilität aufgrund der Länge
andernfalls einen zu großen Materialaufwand nach sich zieht.
Es können dann in einem solchen Fall mehrere Gruppen aus Spie
gelrinnen gebildet werden, die jeweils gemeinsam mit einem
einzigen Stellelement angetrieben werden. Die Gruppen können
untereinander zudem mechanisch verkuppelt werden, um so trotz
Verwendung von vergleichsweise kurzen Spiegelrinnen mit einem
einzigen Stellelement für alle seriell und parallel angeordne
ten Spiegelrinnen auszukommen. Ein ganzes Spiegelrinnenfeld
wird so mit einem einzigen Motor antreibbar.
Der Durchmesser der Fluidleitung kann abweichen von dem als
bevorzugt angegebenen Wert und etwa zwischen 2 und 5 cm lie
gen. Als Material für die Fluidleitung kann insbesondere auch
Stahl, Kupfer oder ein anderes Metall verwendet werden.
Auch für die Spiegelrinnen sind andere Materialien außer
Kunststoff einsetzbar.
Claims (23)
1. Nachführbarer Sonnenkollektor mit einem auf eine Absor
bereinheit richtbaren Reflektormittel, dadurch gekennzeich
net, daß die Absorbereinheit eine Vielzahl zumindest im we
sentlichen paralleler, radial ausgedehnter Fluidleitungen
umfaßt, die so in das Reflektormittel definierenden Spie
gelrinnen verlaufen, daß deren Brennlinien in und/oder auf
die jeweiligen Fluidleitungen fallen, wobei zumindest ein
Teil der Spiegelrinnen allgemein um die Fluidleitungen
schwenkbar ist und sich quer zur Vielzahl dieser Spiegel
rinnen ein Stellelement erstreckt, um diese Spiegelrinnen
gemeinsam allgemein um die jeweiligen Fluidleitungen zu
schwenken.
2. Nachführbarer Sonnenkollektor nach dem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß alle Spiegelrinnen ge
meinsam schwenkbar sind.
3. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem Teil
der parallelen Fluidleitungen mehr als eine Spiegelrinne
zugeordnet ist, und von diesen wenigstens eine mit Spiegel
rinnen an anderen Fluidleitungen gemeinsam schwenkbar ist.
4. Nachführbarer Sonnenkollektor nach dem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelrinnen Spie
gelfacetten aufweisen.
5. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelrinnen
als Kunststofformteile gebildet sind.
6. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelrinnen
eine allgemeine Parabolrinnenform aufweisen.
7. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelrinnen
eine durch Abbildungsfehler quer verbreiterte Brennlinie
erzeugen.
6. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelrinnen
eine solche Form aufweisen und/oder so angeordnet sind, daß
die Strecke geringster Strahlausdehnung bei Verschwenken
der Spiegelrinne wandert.
9. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleitungen
einen solch ausgedehnten Querschnitt besitzen, daß die ver
schwenkte Brennlinie für wenigstens 20%, bevorzugt 50%,
insbesondere bevorzugt 80% der täglichen Sonnenstrahldauer
auf oder in der Fluidleitung liegt.
10. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleitung mit
einer Absorberbeschichtung und/oder aus hochabsorbierendem
Material gefertigt ist.
11. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Fluidleitung aus ei
nem Kunststoff- oder Metall-, insbesondere Stahl- oder Kup
ferrohr gebildet ist.
12. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelrinnen
Stirnwandabschlüsse besitzen, die eine allgemein U-förmige,
zumindest im wesentlichen mittig angeordnete und weg vom
Rinnenboden weisende Ausnehmung zur Aufnahme der Fluidlei
tung aufweisen.
13. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleitungen
die Schwenkachse definieren, um welche die Spiegelrinnen
geschwenkt werden können.
14. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidleitungen
Schwenklager tragen, an welchen die Spiegelrinnen befestigt
sind.
15. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennlinien und
Schwenkachsen dicht beieinander liegen, bevorzugt mit nur
geringer Winkelabweichung zueinander, und insbesondere be
vorzugt zusammenfallen.
16. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stellele
ment quer über alle Spiegelrinnen hinweg erstreckt.
17. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement für
die Verschwenkung der Spiegelreihen um zumindest 90 Grad
ausgebildet ist.
18. Nachführbarer Sonnenkollektor nach dem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement für
einen Schwenkwinkel von zumindest 225 Grad, insbesondere
360° oder mehr ausgebildet ist.
19. Nachführbarer Sonnenkollektor nach dem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor
zur Erfassung von Überhitzung und/oder Niederschlag vorge
sehen ist und dieser mit einer Steuerung verbunden ist,
welche das Stellelement im Ansprechen auf einen vom Sensor
erfaßten Niederschlag und/oder einer erfaßten oder als be
vorstehend erfaßten Überhitzung die Spiegelrinne aus der
Sonne, insbesondere mit dem Rücken zur Sonne dreht.
20. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Spiegelrin
nenrückseite wärmedämmendes und/oder stoßdämpfendes Materi
al vorgesehen sind.
21. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellelement ei
ne an den Spiegelrinnen angreifende Kette vorgesehen ist.
22. Nachführbarer Sonnenkollektor nach dem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß an den Spiegelrinnen
Zahnräder vorgesehen sind, welche zumindest einseitig in
die als Gliederkette ausgebildete Stellelementkette ein
greifen.
23. Nachführbarer Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellelement ei
ne Schubstange vorgesehen ist, an welcher zu den Spiegel
rinnen führende Schwenkarme angelenkt sind.
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