AT11097U1

AT11097U1 - Flächenkonzentrator

Info

Publication number: AT11097U1
Application number: AT0803109U
Authority: AT
Inventors: Herbert Karlsreiter
Original assignee: Herbert Karlsreiter
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-04-15
Also published as: AT505600A1

Abstract

Flächenkonzentrator (1) in dem mit einem für Licht halbdurchlässigen Material (15) Licht konzentriert wird, in dem dieses von der reflektierenden Rückwand (2) und dem nach innen reflektierenden halbdurchlässigen Material (15) konzentriert wird, oder eine Abdeckung (10) so ausgeführt ist, dass diese mit Hilfe eines Prismen- Rasters (22) das einfallende Licht in eine Richtung ablenkt und dieses von einer darunter liegenden reflektierenden Seite (2) reflektiert wird und somit die Sonneneinstrahlung (5) der gesamten Fläche konzentriert wird.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 097 U1 2010-04-15

Beschreibung

FLÄCHENKONZENTRATOR

[0001] Bei der gegenständigen Erfindung handelt es sich um einen Flächenkonzentrator bei dem mit Hilfe von einem für Licht halbdurchlässigen Material Licht über eine größere Oberfläche auf eine Seite bzw. Seiten einer Fläche konzentriert wird, in dem dieses von der reflektierenden Rückwand und dem nach innen reflektierenden halbdurchlässigen Material konzentriert wird oder eine Abdeckung so ausgeführt, dass diese mit Hilfe eines Prismen- Rasters das einfallende Licht in eine Richtung ablenkt und dieses von einer darunter liegenden reflektierenden Seite reflektiert wird und somit die Sonneneinstrahlung der gesamten Fläche konzentriert wird.

[0002] In der Schrift DE 102004 063853 A1 wird ein Lichtsammler beschrieben der mit trichterförmigen Fresnellinsen ausgeführt ist, in denen das Sonnenlicht zu den Brennpunkten der einzelnen Linsen konzentriert wird und von dort über Lichtleiter zur Gebäudebeleuchtung eingesetzt wird.

[0003] In dem US- Patent 5089055A wird ein System zur Konzentration von Licht beschrieben bei dem mehrere Linsen oder konusförmige Spiegel das Licht, auf einzelne Lichtwellenleiter übertragen, von denen dieses an einen gemeinsamen Ort übertragen wird.

[0004] In dem US Patent US 2004/0079358 A1 wird ein "SOLAR ENERGY CONCENTRATOR AND CONVERTER" beschrieben, bei dem ein Lichtkonzentrator als spiralförmiges Horn ausgebildet ist, bei dem Licht über eine Öffnung in das Horn einstrahlen kann, wonach das Licht in dem spiralförmigen Horn an das sich verjüngende Ende geleitet und konzentriert wird.

[0005] In der Schrift US000003964464A wird ein Solar Radiation Collector and Conentrator beschrieben, bei dem über reflektierende Oberflächen Licht konzentriert wird.

[0006] In der Schrift US000004228789A wird ein Solar Energy Collector beschrieben bei dem Licht auf eine Seite des Kollektors konzentriert wird.

[0007] In der Offenlegungsschrift DE 102004038321 A1 wird eine Lichtfalle beschrieben, bei der Licht in ein Hohlelement geleitet wird, bei dem „jede von der Innenfläche des Hohlelementes nach innen ausgehende gedachte Halbgerade die Innenfläche des Hohlelementes und/oder die Innenfläche des Zuführelements schneidet" dessen Aufgabe es ist „eine Strahlenfalle zu bilden die weitgehend kein eingebrachtes Licht mehr entkommen lässt".

[0008] In dem UK Patent GB 2417551 „Solar energy trap" beschreibt ein Rohrsystem in welches Lichtstrahlung eingeleitet wird und die Einführmündung so ausgeführt ist, dass kein Licht aus dem geschlossenen Rohrkreislauf entweichen kann, wodurch das Licht zum Beispiel, von Photovoltaikanlagen bis auf die thermischen Wandlungsverluste weitgehend in elektrische Energie umgewandelt werden können soll.

[0009] In der Offenlegungsschrift 2406598 wird ein „Anorganischer Infrarotabschwächer mit Transparenz im sichtbaren Bereich" beschrieben, der als Filter für bestimmte Wellenlängen dient.

[0010] Die Schrift US4228789A zeigt einen Flächenkonzentrator mit Lichtleitrinnen, die so angeordnet sind, dass das Licht von den Lichtleitrinnen auf die reflektierenden Rückseiten der Lichtleitrinnen und die reflektierende Rückwand 18 des Flächenkonzentrators so gelenkt wird, dass es im Bereich der Rückwand 62 konzentriert wird. Die so konzentrierte Sonnenenergie wird über die Kollektorplatten 40, 42 und/oder Photovoltaikmodule 60 in thermische bzw. elektrische Energie umgewandelt. Die Schrift US 2003/0026536 beschreibt eine Anlage bei der über einen Konzentrator 405 konzentriertes Licht von einem Thermogenerator 1040 in elektrischen Strom umgewandelt wird. Die Schrift US 5005360A enthält einen Reflektorschacht 10, über den konzentriertes Licht auf die Absorberfläche eines Speichers 20 gelenkt und als thermische Energie gespeichert wird. Die gespeicherte Energie wird über einen Wärmetauscher 9 auf einen Verbraucherkreislauf übertragen. 1/4 österreichisches Patentamt AT 11 097 U1 2010-04-15 [0011] Die Schrift US394464A beinhaltet einen Flächenkonzentrator, bei dem das Licht über Lichtleitrinnen 16, deren reflektierenden Rückseiten und einen an der Rückseite des Flächenkonzentrators angebrachten Reflektor 22, auf ein Rohr 20 konzentriert wird.

[0012] Bei der gegenständigen Technologie handelt es sich um einen Flächenkonzentrator bei dem mit einem für Licht halbdurchlässigen Material Licht konzentriert wird, in dem dieses von der reflektierenden Rückwand und dem nach innen reflektierenden halbdurchlässigen Material konzentriert wird.

[0013] In einer weiteren Ausführungsform ist eine Abdeckung so ausgeführt, dass diese mit Hilfe eines Prismen- Rasters das einfallende Licht in eine Richtung ablenkt und dieses von einer darunter liegenden reflektierenden Seite reflektiert wird und somit die Sonneneinstrahlung der gesamten Fläche konzentriert wird.

[0014] Die gegenständliche Erfindung kann dem äußeren Grundaufbau, dem eines Flächenkollektors entsprechen, wobei der Flächenkonzentrator als In- oder Aufdachsystem montiert werden kann. Hierdurch sind großflächige Anlagen möglich, die zum Beispiel eine Gebäudedachseite als eine einzige Anlage vollständig abdecken können.

[0015] Mit Hilfe des Flächenkonzentrators kann das Licht über eine große Ebene wie zum Beispiel einem Gebäudedach an eine Seite des Flächenkonzentrators geführt werden, an der das Licht von zum Beispiel thermischen Absorbern in Wärme umgewandelt wird. Anstelle des Absorbers können auch Photovoltaikmodule oder Thermogeneratoren angeordnet sein, wobei die von den Photovoltaikmodulen oder Thermogeneratoren anfallende thermische Energie vorzugsweise über Wärmetauscher beliebiger Ausführung an einen Wasserkreislauf oder ein sonstiges Medium zur Gebäudeheizung/Warmwasserbereitung usw. abgeführt wird. Photovol-taikmodul und Thermogenerator können auch miteinander kombiniert sein. In dieser Ausführungsform wird das Sonnenlicht vom Photovoltaikmodul direkt in elektrische Energie umgewandelt und die entstehende thermische Energie zusätzlich über einen Thermogenerator der mit dem Photovoltaikmodul über eine beliebig ausgeführte Wärmetauscherfläche gekoppelt ist in elektrische Energie umgewandelt. Thermoelemente werden zur Temperaturmessung, in Kühlgeräten kleiner Leistung oder aber auch zur Energiegewinnung aus thermischer Energie (Thermogeneratoren) eingesetzt.

[0016] Mit Hilfe des Flächenkonzentrators kann das Licht an eine oder mehrere Seite/-n eines Flächenkonzentrators geleitet werden, wodurch auf einer oder mehreren Seite/-n des Flächenkonzentrators sehr hohe Temperaturen erreicht werden können, bzw. eine hohe Lichteinstalung erreicht werden kann.

[0017] Die Absorberfläche kann in einer herkömmlichen Ausführungsform als Wärmeleitblech mit einer Absorberbeschichtung oder als Vakuumröhre, Photovoltaikmodul, Thermoelement oder beliebige andere Vorrichtung ausgeführt sein.

[0018] Durch die Konstruktion des Flächenkonzentrators ist es grundsätzlich nicht notwendig diesen dem Sonnenlicht nachzuführen, wodurch sich das System mit geringem Aufwand auch in bestehende Gebäudedächer integrieren lassen soll.

[0019] Insbesondere in Kombination mit Photovoltaikelementen oder Thermoelementen sollen die Kosten erheblich reduziert werden können, da die Oberfläche der Photovoltaikmodule und/oder Thermoelemente um das Vielfache reduziert werden kann und eine sehr hohe Strahlungsintensität erreicht werden kann.

[0020] Die Sonnenstrahlung wird hierbei über den Flächenkonzentrator auf eine oder mehrere Seite/-n des Flächenkonzentrators mit einem oder mehreren angeordneten Photovoltaikmo-dul/en geleitet. Wird die Absorberfläche als Thermogenerator ausgeführt, soll aufgrund hoher Temperaturen bei einer kleinen Oberfläche ein gesteigerter Wirkungsgrad erreicht werden können. Es können auch andere Energieabnehmer, wie zum Beispiel Wärmetauscher einer Stirlingmaschine an der Stelle, an der das Licht an einer Seite/-n des Flächenkonzentrators zusammentrifft, angeordnet sein. 2/4

Claims

österreichisches Patentamt AT 11 097 U1 2010-04-15 [0021] In den Figuren 1 und 2, werden beispielsweise Ausführungsformen der gegenständlichen Erfindung veranschaulicht. [0022] In Fig. 1 wird ein System beschrieben das aus einem für Licht halbdurchlässigen Material 15, wie zum Beispiel einem halbdurchlässigen Spiegel ausgeführt ist, wodurch das Sonnenlicht in den Flächenkonzentrator 1 einstrahlen kann und anschließend durch die Reflektion an der Innenseite des halbdurchlässigen Materials 15 und der reflektierenden Rückwand 2 an eine gemeinsame Stellen, wie zum Beispiel einen Absorber 4 oder sonstigen Energieabnehmer weiter geleitet werden kann. [0023] In Fig. 2 ist eine transparente Abdeckung 10 so ausgeführt, dass diese mit Hilfe eines Prismenrasters 22 das einfallende Licht 5 in eine Richtung ablenkt und dieses von einer darunter liegenden reflektierenden Seite 2 reflektiert wird und somit die Sonneneinstrahlung der gesamten Fläche an einen gemeinsamen Ort gelenkt werden kann. [0024] Das Prismenraster 22 ist in einer der möglichen Ausführungen so ausgeführt, dass dieses durch die Materialbeschaffenheit, Verspiegelung oder Schliff das Licht an der Innenseite reflektiert. [0025] Der Flächenkonzentrator kann in der für den gegenständlichen Einsatzzweck sich am besten eignenden Ausführungsform ausgeführt sein und aus allen sich hierfür eignenden Materialien gefertigt sein. Die Lichtleitschächte bzw. Lichtwellenleiter können alle sich hierfür eignenden Anordnungen und Formen haben, sowie aus allen sich hierfür eignenden Materialien gefertigt sein. Photovoltaikmodule und Thermoelemente können beliebig angeordnet sein. Ansprüche 1. Flächenkonzentrator (1) dadurch gekennzeichnet, dass mit einem für Licht halbdurchlässigen Material (15) Licht konzentriert wird, in dem dieses von der reflektierenden Rückwand (2) und dem nach innen reflektierenden halbdurchlässigen Material (15) konzentriert wird.
2. Flächenkonzentrator nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung (10) so ausgeführt ist, dass diese mit Hilfe eines Prismen- Rasters (22) das einfallende Licht in eine Richtung ablenkt und dieses von einer darunter liegenden reflektierenden Seite (2) reflektiert wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 3/4