[go: up one dir, main page]

DE19916514A1 - Nachführbarer Sonnenkollektor - Google Patents

Nachführbarer Sonnenkollektor

Info

Publication number
DE19916514A1
DE19916514A1 DE19916514A DE19916514A DE19916514A1 DE 19916514 A1 DE19916514 A1 DE 19916514A1 DE 19916514 A DE19916514 A DE 19916514A DE 19916514 A DE19916514 A DE 19916514A DE 19916514 A1 DE19916514 A1 DE 19916514A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solar collector
mirror
collector according
channels
trackable solar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19916514A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19916514B4 (de
Inventor
Michael Fleck-Vetter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VETTER GES fur MEDIZINISCHE D
Original Assignee
VETTER GES fur MEDIZINISCHE D
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VETTER GES fur MEDIZINISCHE D filed Critical VETTER GES fur MEDIZINISCHE D
Priority to DE19916514A priority Critical patent/DE19916514B4/de
Publication of DE19916514A1 publication Critical patent/DE19916514A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19916514B4 publication Critical patent/DE19916514B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/425Horizontal axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10Solar modules layout; Modular arrangements
    • F24S2020/16Preventing shading effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/13Transmissions
    • F24S2030/131Transmissions in the form of articulated bars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/13Transmissions
    • F24S2030/136Transmissions for moving several solar collectors by common transmission elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/50Preventing overheating or overpressure
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

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.
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.
DE19916514A 1999-04-13 1999-04-13 Nachführbarer Sonnenkollektor Expired - Fee Related DE19916514B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19916514A DE19916514B4 (de) 1999-04-13 1999-04-13 Nachführbarer Sonnenkollektor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19916514A DE19916514B4 (de) 1999-04-13 1999-04-13 Nachführbarer Sonnenkollektor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19916514A1 true DE19916514A1 (de) 2000-11-30
DE19916514B4 DE19916514B4 (de) 2005-12-15

Family

ID=7904313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19916514A Expired - Fee Related DE19916514B4 (de) 1999-04-13 1999-04-13 Nachführbarer Sonnenkollektor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19916514B4 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10129633C1 (de) * 2001-06-20 2002-12-12 Wolfgang Krell Vorrichtung zur Sonnennachführung von Solarmodulen
DE10134045C1 (de) * 2001-07-12 2003-04-03 Walter Friedmann Vorrichtung zur horizontalen und vertikalen Nachführung von Photovoltaikmodulen
WO2007098734A2 (de) 2006-02-28 2007-09-07 Conergy Ag Nachführbares gestell für solarmodule
WO2008154945A1 (en) 2007-06-21 2008-12-24 Conergy Ag Modular pivotable solar collector arrangement
US7677242B2 (en) * 2007-12-11 2010-03-16 Lasen Development Llc Solar-panel unit
US8136783B2 (en) 2007-12-17 2012-03-20 Solar Integrated Technologies Gmbh System for assisting solar power generation
DE102005006329B4 (de) * 2004-03-08 2012-04-05 Hans Mathieu Solaranlage
WO2011077266A3 (en) * 2009-12-23 2012-09-07 Sinan Doluca Integrated electrical/thermal solar system with tracking axis along thermal pipe center -line
EP2147260A4 (de) * 2007-04-18 2013-07-03 Energistic Systems Llc Umschlossener sonnenkollektor
DE102012219999A1 (de) * 2012-11-01 2014-02-13 Sunoyster Systems Gmbh Solarkollektor
DE102012220000A1 (de) * 2012-11-01 2014-02-13 Sunoyster Systems Gmbh Solarkollektor
CN104595840A (zh) * 2014-01-23 2015-05-06 宁波江东波莫纳电子科技有限公司 一种家用太阳能光导系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007044063B4 (de) 2007-09-14 2010-03-18 Heinrich Merkel Nachführbare solarthermische Anlage zur Erzeugung von Wärme aus Sonnenergie
DE102011084969A1 (de) 2011-10-21 2013-04-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Solartechnische Nachführungsmechanik, insbesondere für einen Parabolrinnenspiegel

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2872915A (en) * 1956-02-02 1959-02-10 Bowen William Spencer Solar energy apparatus
DE2635436A1 (de) * 1975-09-11 1977-03-24 Harald Liebi Einrichtung zum auffangen und konzentrieren von sonnenenergie auf einen laenglichen wirkbereich
US4103672A (en) * 1976-05-21 1978-08-01 Meyer Warren A Solar collector
DE2635423C2 (de) * 1976-08-06 1981-10-29 Mario Ostermundigen Posnansky Gewächshaus
DE3107888A1 (de) * 1981-03-02 1982-09-16 Imchemie Kunststoff Gmbh, 5632 Wermelskirchen Solarkonzentrator
US4351319A (en) * 1979-08-17 1982-09-28 Robbins Jr Roland W Radiant energy tracker
DE9416702U1 (de) * 1994-10-04 1994-12-08 Reschberger, Stefan, 10405 Berlin Solarthermische Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie und Wärme

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4430517C2 (de) * 1993-09-18 1997-01-09 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Rinnenkollektor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2872915A (en) * 1956-02-02 1959-02-10 Bowen William Spencer Solar energy apparatus
DE2635436A1 (de) * 1975-09-11 1977-03-24 Harald Liebi Einrichtung zum auffangen und konzentrieren von sonnenenergie auf einen laenglichen wirkbereich
US4103672A (en) * 1976-05-21 1978-08-01 Meyer Warren A Solar collector
DE2635423C2 (de) * 1976-08-06 1981-10-29 Mario Ostermundigen Posnansky Gewächshaus
US4351319A (en) * 1979-08-17 1982-09-28 Robbins Jr Roland W Radiant energy tracker
DE3107888A1 (de) * 1981-03-02 1982-09-16 Imchemie Kunststoff Gmbh, 5632 Wermelskirchen Solarkonzentrator
DE9416702U1 (de) * 1994-10-04 1994-12-08 Reschberger, Stefan, 10405 Berlin Solarthermische Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie und Wärme

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z: Spektrum der Wissenschaft, Januar 1985, S. 35, Bild 4 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10129633C1 (de) * 2001-06-20 2002-12-12 Wolfgang Krell Vorrichtung zur Sonnennachführung von Solarmodulen
DE10134045C1 (de) * 2001-07-12 2003-04-03 Walter Friedmann Vorrichtung zur horizontalen und vertikalen Nachführung von Photovoltaikmodulen
DE102005006329B4 (de) * 2004-03-08 2012-04-05 Hans Mathieu Solaranlage
WO2007098734A2 (de) 2006-02-28 2007-09-07 Conergy Ag Nachführbares gestell für solarmodule
EP2147260A4 (de) * 2007-04-18 2013-07-03 Energistic Systems Llc Umschlossener sonnenkollektor
WO2008154945A1 (en) 2007-06-21 2008-12-24 Conergy Ag Modular pivotable solar collector arrangement
US7677242B2 (en) * 2007-12-11 2010-03-16 Lasen Development Llc Solar-panel unit
US8136783B2 (en) 2007-12-17 2012-03-20 Solar Integrated Technologies Gmbh System for assisting solar power generation
WO2011077266A3 (en) * 2009-12-23 2012-09-07 Sinan Doluca Integrated electrical/thermal solar system with tracking axis along thermal pipe center -line
DE102012219999A1 (de) * 2012-11-01 2014-02-13 Sunoyster Systems Gmbh Solarkollektor
DE102012220000A1 (de) * 2012-11-01 2014-02-13 Sunoyster Systems Gmbh Solarkollektor
CN104595840A (zh) * 2014-01-23 2015-05-06 宁波江东波莫纳电子科技有限公司 一种家用太阳能光导系统

Also Published As

Publication number Publication date
DE19916514B4 (de) 2005-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69429449T2 (de) Anlage zum sammeln von strahlungsenergie
DE19916514A1 (de) Nachführbarer Sonnenkollektor
DE102005006329B4 (de) Solaranlage
CH619769A5 (de)
DE2806545C2 (de) Sonnenenergie-Kollektor
WO2005045329A1 (de) Solarkollektor
CH704005A2 (de) Sonnenkollektor mit einer ersten Konzentratoranordnung und gegenüber dieser verschwenkbaren zweiten Konzentratoranordnung.
DE2536328A1 (de) Anordnung fuer das konzentrieren und sammeln von sonnenenergie, sowie zugeordnetes verfahren
DE3737780C2 (de) Gewächshaus
DE2635423A1 (de) Anlage zum zuechten von pflanzenkulturen
DE2819606A1 (de) Sonnenkollektor-vorrichtung
CH625608A5 (de)
DE2933089A1 (de) Sonnenwaermekollektor
DE10248064B4 (de) Solar-Receivervorrichtung zur solarthermischen Erhitzung eines Wärmeaufnahmemediums
EP2347193B1 (de) Fixed focus parabolrinnen-kollektor
CH697865A2 (de) Sonnenkollektor.
DE2753840A1 (de) Anordnung fuer das konzentrieren und sammeln von sonnenenergie
DE2609638A1 (de) Sonnenkollektor
EP0231225A1 (de) Solarheizung für gebäude
DE3236888A1 (de) Sonnenkollektorsystem mit mehreren verstellbaren hohlspiegel-reflektoren
DE102008035879A1 (de) Fokussierender Solarkollektor und Verfahren zur Ausrichtung eines fokussierenden Solarkollektors
DE29802992U1 (de) Thermischer Sonnenparabolrinnenspiegelkollektor in modularer Flachbauweise
DE29808142U1 (de) Solar-Heizungsvorrichtung
DE102008052597A1 (de) Kollektor und geophysikalische Temperaturaustausch-Vorrichtung
DE102024114358A1 (de) Sammelrohr, kollektortisch mit einem solchen sammelrohr und solarthermieanlage mit zumindest einem solchen kollektortisch

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F24J0002380000

Ipc: F24S0050200000