AT517465B1 - Collector for radiant energy - Google Patents

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AT517465B1 ATA588/2015A AT5882015A AT517465B1 AT 517465 B1 AT517465 B1 AT 517465B1 AT 5882015 A AT5882015 A AT 5882015A AT 517465 B1 AT517465 B1 AT 517465B1
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kollektor für Stahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 TH2 (Tera-Hertz) und 10 PH2 (Peta-Hertz) insbesondere für Sonnenenergie, gebildet aus mindestens zwei parallel auf einer Unterlage angeordneten Profilkörpern und mindestens einer zwischen den Profilkörpern angeordneten Platte. Um bei gegebener Stahlungsintensität eine maximale Energieausbeute bzw. spezifisch höchstmögliche Energiemenge verfügbar zu haben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Profilkörper (1) im Querschnitt eine Rohrform (10) mit außenseitig einem Auflageteil (12) mit einer Auflageebene (14) und gegebenenfalls mit mindestens einem Befestigungsteil (11,11') für eine Anbindung an eine Auf-bzw. Unterlage (A) aufweist und gegebenenfalls Halteelemente (15,15', 16,16') mit einer Fläche parallel zur Auflageebene (14) am Profilkörper (1) einander gegenüberliegend ausgeformt sind und in den Auflageteil (12) oder in die benachbarten Halteelemente (15, 15', 16,16') integriert Schlitze (13, 13') bzw. Ausnehmungen oder Anlagen in Längsrichtung für einen Einschub oder eine Anlage von ebenen oder in Querrichtung profilierten Platten (2, 2') und gegebenenfalls Dichtelementen eingebracht bzw. angeordnet sind.The invention relates to a collector for radiation energy in the frequency range between 1 TH2 (Tera-Hertz) and 10 PH2 (Peta-Hertz), in particular for solar energy, formed from at least two profile bodies arranged in parallel on a base and at least one plate arranged between the profile bodies. In order to have available a maximum energy yield or specifically the highest possible amount of energy at a given intensity of radiation, the profile body (1) in cross-section a tubular shape (10) with outside a support member (12) with a support plane (14) and optionally with at least a fastening part (11, 11 ') for a connection to an up or. Base (A) and optionally holding elements (15,15 ', 16,16') with a surface parallel to the support plane (14) on the profile body (1) are formed opposite to each other and in the support member (12) or in the adjacent holding elements ( 15, 15 ', 16, 16') integrates slots (13, 13 ') or recesses or installations in the longitudinal direction for insertion or installation of flat or transversely profiled panels (2, 2') and possibly sealing elements. are arranged.

Description

Beschreibungdescription

KOLLEKTOR FÜR STRAHLUNGSENERGIECOLLECTOR FOR RADIATION ENERGY

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THZ (Tera-Hertz) und 10 PHZ (Peta-Hertz) insbesondere für Sonnenenergie, gebildet aus mindestens zwei parallel auf einer Unterlage angeordneten Profilkörpern und mindestens einer zwischen den Profilkörpern angeordneten Platte.The invention relates to a collector for radiant energy in the frequency range between 1 THZ (Tera-Hertz) and 10 PHZ (Peta-Hertz) in particular for solar energy, formed from at least two parallel arranged on a substrate profile bodies and at least one arranged between the profile bodies plate ,

[0002] Kollektoren für Wärme-Strahlungsenergie, insbesondere für Sonnenenergie, sind im Wesentlichen bekannt und zählen zum Stand der Technik.Collectors for heat radiation energy, in particular for solar energy, are essentially known and are state of the art.

[0003] In der technischen Entwicklung von Kollektoren der eingangs genannten Art waren die Ziele einerseits, den Wirkungsgrad der Energieaufnahme zu steigern und derart die Energieausbeute je bestrahlter Flächeneinheit zu erhöhen und/oder andererseits die Herstellungskosten von Kollektoranlagen zu minimieren, um wirtschaftliche Vorteile zu erreichen.In the technical development of collectors of the type mentioned above, the objectives were on the one hand to increase the efficiency of energy absorption and thus to increase the energy yield per unit area irradiated and / or on the other hand to minimize the production costs of collector systems to achieve economic benefits.

[0004] Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung vorzuschlagen, die bei einer gegebenen Wärme-Strahlungsintensität die Energieausbeute maximiert. Mit anderen Worten dargelegt, hat die Erfindung die Aufgabe, für eine gegebenenfalls vorgesehene Absorberfläche eine neue Kollektoreinrichtung zu schaffen, bei welcher spezifisch eine höchstmögliche Energiemenge erstellbar ist.It is now the object of the present invention to propose a device that maximizes the energy yield at a given heat radiation intensity. In other words, the invention has the object to provide for a possibly provided absorber surface a new collector device, in which specifically a maximum amount of energy can be created.

[0005] Diese Aufgabe wird mit einem Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THZ und 10 PHZ der eingangs genannten Art bestehend aus Profilkörper und Platte(n) dadurch gelöst, dass der Profilkörper im Querschnitt eine Rohrform mit außenseitig einem Auflageteil mit einer Auflageebene und gegebenenfalls mit mindestens einem Befestigungsteil für eine Anbindung an eine Auf- bzw. Unterlage aufweist und gegebenenfalls Halteelemente mit einer Fläche parallel zur Auflageebene am Profilkörper einander gegenüberliegend ausgeformt sind und in den Anlageteil oder in die benachbarten Halteelemente integriert Schlitze bzw. Ausnehmungen oder Anlagen in Längsrichtung für einen Einschub oder eine Anlage von ebenen oder in Querrichtung profilierten Platten und gegebenenfalls Dichtelementen eingebracht bzw. angeordnet sind.This object is achieved with a collector for radiant energy in the frequency range between 1 THZ and 10 PHZ of the type mentioned consisting of profile body and plate (s) in that the profile body in cross-section a tubular shape with the outside a support member with a support plane and optionally having at least one fastening part for a connection to a support or base and optionally holding elements with a surface parallel to the support plane on the profile body are formed opposite each other and integrated into the system part or in the adjacent holding elements slots or recesses or equipment in the longitudinal direction for a Insert or a system of planar or transversely profiled plates and optionally sealing elements are introduced or arranged.

[0006] Die erfindungswesentlichen Teile eines vorgenannten Kollektors sind ein Profilkörper in Rohrform mit Festlegungselementen und in bzw. an Teilen der Außenoberfläche des Rohrkörpers ausgeformte Schlitze bzw. Anlagen für Platten.The invention essential parts of an aforementioned collector are a profile body in a tubular shape with fixing elements and in or on parts of the outer surface of the tubular body formed slots or systems for plates.

[0007] Der Rohrkörper ermöglicht mit Vorteil eine koaxiale Führung des Wärmeträgers und damit eine effiziente Aufnahme und Weitergabe von Wärmeenergie. Weiters dienen die außenseitigen Schlitze bzw. Anlagenflächen am Rohrkörper einer intensiven Übertragung von Wärmeenergie aus den zwischenliegenden Platten in den Profilkörper des Kollektors.The tubular body advantageously allows a coaxial guidance of the heat carrier and thus an efficient absorption and transfer of heat energy. Furthermore, the outside slots or contact surfaces on the tubular body of an intense transfer of heat energy from the intermediate plates in the profile body of the collector.

[0008] Halteelemente für weitere Kollektorteile mit einer Anlage für diese parallel zur Auflagefläche können am Profilkörper ausgeformt sein und vorteilhaft zur Festlegung von Isolationsscheiben oder Voltaikelementen oder dergleichen dienen.Retaining elements for further collector parts with a system for this parallel to the support surface may be formed on the profile body and advantageously serve to define insulation or Voltaikelementen or the like.

[0009] Es soll hier ausdrücklich festgestellt werden, dass die Teile des Kollektors für Strahlungsenergie per se erfindungswesentlich sind, jedoch nicht deren geometrische Ausgestaltung.It should be explicitly stated here that the parts of the collector for radiation energy per se are essential to the invention, but not their geometric configuration.

[0010] Wenn die Profilkörper und die Platte(n) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium und/oder einer Aluminiumbasislegierung, gebildet sind, wird ein hoher Wirkungsgrad des Kollektors erreicht. Der Wirkungsgrad der spezifischen Kollektorfläche kann zwar durch eine Verwendung von Kupfer erhöht sein, was jedoch wirtschaftliche Nachteile aufweisen kann.If the profile body and the plate (s) are made of a material with high thermal conductivity, in particular of aluminum and / or an aluminum-based alloy, a high efficiency of the collector is achieved. Although the efficiency of the specific collector surface may be increased by using copper, this can have economic disadvantages.

[0011] Mit Vorteil weist der Profilkörper im Hohl des Rohres ein weiteres Rohr bzw. ein Innenrohr zur koaxialen Führung einer Wärmeträgerflüssigkeit auf, was sowohl für die Kühlmittelanschlussteile als auch für eine Kühlmittelführung bzw. eine Thermosiphonwirkung günstig ist.Advantageously, the profile body in the hollow of the tube another pipe or an inner tube for coaxial guidance of a heat transfer fluid, which is favorable both for the coolant connection parts as well as for a coolant guide or a thermosyphon effect.

[0012] Eine wesentliche Steigerung der Energieausbeute eines Kollektors kann erreicht werden, wenn Photovoltaikmodule oder die Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässigen Deckplatten an den Halteelementen des Profilkörpers festgelegt sind. Derart kann sowohl elektrische Energie als auch Wärmeenergie aus einer Strahlung im Frequenzbereich zwischen 1 THZ und 10 PHZ verfügbar erstellt werden. Besonders günstig ist dabei, wenn die Profilkörper dem Auflageteil gegenüberliegend Halteelemente für Photovoltaik-Module und/oder eine eine Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässige Deckplatte und Festlegungselemente für diese aufweisen.A significant increase in the energy yield of a collector can be achieved if photovoltaic modules or the radiation energy are at least partially permeable cover plates fixed to the support members of the profile body. In this way, both electrical energy and heat energy can be generated from a radiation in the frequency range between 1 THZ and 10 PHZ available. It is particularly advantageous if the profile body opposite the support member holding elements for photovoltaic modules and / or a radiant energy at least partially permeable cover plate and fixing elements for this.

[0013] Herstellungstechnisch und funktionstechnisch ist es günstig, wenn die Profilkörper aus Strangpressprofilen aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung bestehen und die Platten aus Aluminiumblech mit einer Dicke von 0.5 bis 2 mm und einer Breite von 400 bis 1000 mm gefertigt sind.Manufacturing technology and function, it is advantageous if the profile body made of extruded aluminum or an aluminum-based alloy and the plates are made of aluminum sheet with a thickness of 0.5 to 2 mm and a width of 400 to 1000 mm.

[0014] Wenn das Auflageteil des Profilkörpers an der Unterlage befestigt und unter den Platten zur Unterlage hin eine Isolierschicht angeordnet ist, ist eine stabile und energetisch hocheffiziente Kollektoreinrichtung erstellbar.When the support member of the profile body attached to the pad and under the plates to the pad out an insulating layer is arranged, a stable and energetically highly efficient collector device can be created.

[0015] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden schematischen Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to a schematic drawing showing only one embodiment.

[0016] Fig. 1 zeigt ausschnittsweise einen Kollektor für Strahlungsenergie im Querschnitt.Fig. 1 shows a detail of a collector for radiation energy in cross section.

[0017] Zur leichteren Zuordnung der Teile und Komponenten einer erfindungsgemäßen Anlage soll die nachfolgende Bezugszeichenliste dienen.To facilitate assignment of the parts and components of a system according to the invention, the following list of reference numerals should serve.

[0018] A Auf- bzw. Unterlage [0019] 1 Profilkörper [0020] 10 Rohrform [0021] 10‘ Innenrohr [0022] 11,11“ Befestigungsteil [0023] 12 Auflageteil [0024] 13,13“ Schlitze [0025] 14 Auflageebene [0026] 15,15“, 16,16“ Halteelemente [0027] 18,18“ Photovoltaik-Module [0028] 19,19“ Deckplatten [0029] 2,2“ Platten [0030] 7,7“ Isolierschichten [0031] Fig. 1 zeigt schematisch einen Kollektor für Strahlungsenergie, befestigt auf einer Unterlage A, beispielsweise auf einer Dachfläche, bestehend im Wesentlichen aus rohrförmigen Profilkörpern 1 und dazwischen angeordneten Platten 2,2“.[0019] A support or base [0019] 1 profiled body 10 tubular form [0021] 10 'inner tube [0022] 11.11 "fixing part 12 supporting part [0024] 13, 13" slits 14 Support plane 15.15 ", 16.16" support elements 18.18 "photovoltaic modules 19.19" cover plates [0029] 2.2 "plates 7.7" insulating layers [0031 Fig. 1 shows schematically a collector for radiant energy, mounted on a base A, for example on a roof surface, consisting essentially of tubular profiled bodies 1 and arranged therebetween plates 2,2 ".

[0032] Die längsseitigen Endenbereiche der Platten 2,2“ stehen mittels Schlitzen 13,13“ oder gegebenenfalls mittels Anlageflächen (nicht dargestellt) mit dem Profilkörper 1 in flächiger Berührung, so dass in diese Wärmeenergie einleitbar ist.The longitudinal end portions of the plates 2.2 "are by means of slots 13,13" or optionally by means of contact surfaces (not shown) with the profile body 1 in surface contact, so that in this heat energy can be introduced.

[0033] Die Schlitze 13,13“ können auch im Auflageteil 12 des Profilkörpers 1 vorgesehen sein und Dichtungselemente aufweisen sowie federnde Andrückteile erfordern.The slots 13,13 "may also be provided in the support part 12 of the profile body 1 and have sealing elements and require resilient pressing parts.

[0034] Unter den Platten 2,2“ zur Unterlage A hin können Isolierschichten 7,7“ angeordnet sein.Insulating layers 7, 7 "can be arranged below the plates 2, 2" to the support A.

[0035] An der Außenoberfläche des Profilkörper 1 können Halteelemente 15,15“ und 16, 16“ ausgeformt sein, welche parallel zur Auflageebene 14 Anlageflächen für Voltaik-Module 18,18“ und/oder die Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässige Deckplatten 19,19“ aufweisen, die beispielsweise mit Festlegungselementen stabilisiert sind.On the outer surface of the profile body 1 holding elements 15,15 "and 16, 16" may be formed, which parallel to the support plane 14 contact surfaces for Voltaik modules 18,18 "and / or the radiant energy at least partially permeable cover plates 19,19" have, for example, stabilized with fixing elements.

Claims (9)

Patentansprücheclaims 1. Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THZ (Tera-Hertz) und 10 PHZ, (Peta-Hertz) insbesondere für Sonnenenergie, gebildet aus mindestens zwei parallel auf einer Unterlage angeordneten Profilkörpern und mindestens einer zwischen den Profilkörpern angeordneten Platte, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (1) im Querschnitt eine Rohrform (10) mit außerseitig einem Auflageteil (12) mit einer Auflageebene (14) und gegebenenfalls mit mindestens einem Befestigungsteil (11,11‘) für eine Anbindung an eine Auf- bzw. Unterlage (A) aufweist und gegebenenfalls Halteelemente (15,15‘, 16,16“) außen mit einer Fläche parallel zur Auflageebene (14) am Profilkörper (1) einander gegenüberliegend ausgeformt sind und in den Auflageteil (12) oder in die benachbarten Halteelemente (15,15“, 16,16“) integriert Schlitze (13,13“) bzw. Ausnehmungen oder Anlagen in Längsrichtung für einen Einschub oder eine Anlage von ebenen oder in Querrichtung profilierten Platten (2,2“) und gegebenenfalls Dichtelementen eingebracht bzw. angeordnet sind.1. collector for radiant energy in the frequency range between 1 THZ (Tera-Hertz) and 10 PHZ, (Peta-Hertz), in particular for solar energy, formed from at least two profile bodies arranged in parallel on a base and at least one plate arranged between the profile bodies, characterized that the profiled body (1) in cross-section a tubular shape (10) with a support part (12) with a supporting plane (14) and optionally with at least one fastening part (11,11 ') for connection to a support or support (A ) and optionally holding elements (15,15 ', 16,16 ") are formed on the outside with a surface parallel to the support plane (14) on the profile body (1) opposite each other and in the support member (12) or in the adjacent holding elements (15, 15 ", 16.16") integrates slots (13.13 ") or recesses or longitudinally-profiled liners for a drawer or installation of flat or transverse en plates (2.2 ") and optionally sealing elements are introduced or arranged. 2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkörper (1) und die Platte(n) (2,2“) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium und/oder einer Aluminiumbasislegierung gebildet sind.2. A collector according to claim 1, characterized in that the profile body (1) and the plate (s) (2.2 ") are formed of a material having high thermal conductivity, in particular of aluminum and / or an aluminum-based alloy. 3. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (1) im Hohl des Rohres (10) ein weiteres Rohr bzw. Innenrohr (10‘) zur koaxialen Führung einer Wärmeträgerflüssigkeit aufweist.3. A collector according to claim 1 or 2, characterized in that the profile body (1) in the hollow of the tube (10) has a further tube or inner tube (10 ') for coaxial guidance of a heat transfer fluid. 4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Photovolta-ikmodule (18) oder die Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässigen Deckplatten (19) an den Halteelementen (15,15“, 16,16“) des Profilkörpers (1) festgelegt sind.4. Collector according to one of claims 1 to 3, characterized in that photovoltaic ikmodule (18) or the radiation energy at least partially permeable cover plates (19) on the holding elements (15,15 ", 16,16") of the profile body (1). are fixed. 5. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkörper (1) dem Auflageteil (12) gegenüberliegend Halteelemente (16) für Photovoltaik-Module (18) oder eine eine Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässige Deckplatte (19) und Festlegungselemente (17) für diese aufweist.5. Collector according to one of claims 1 to 3, characterized in that the profile body (1) the support member (12) opposite holding elements (16) for photovoltaic modules (18) or a radiant energy at least partially permeable cover plate (19) and fixing elements (17) for these. 6. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkörper (1) aus Strangpressprofilen aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung bestehen und die Platten aus Aluminiumblech mit einer Dicke von 0.5 bis 2 mm und einer Breite von 400 bis 1000 mm gefertigt sind.6. A collector according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the profile body (1) made of extruded aluminum or an aluminum-based alloy and the plates made of aluminum sheet with a thickness of 0.5 to 2 mm and a width of 400 to 1000 mm are. 7. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageteil (12) des Profilkörpers (1) an der Unterlage (A) befestigt und unter den Platten (2) zur Auflage (A) hin eine Isolierschichte (7) angeordnet sind.7. Collector according to one of claims 1 to 6, characterized in that the support part (12) of the profile body (1) attached to the base (A) and under the plates (2) for support (A) toward an insulating layer (7) are arranged. 8. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor zumindest teilweise die Form einer Kegel- oder Kegelstumpffläche hat, wobei die gegebenenfalls in Querrichtung profilierten Platten (2,2“) im Wesentlichen eine Keilform bzw. die Form eines Dreieckes oder die Form eines gleichschenkeligen bzw. gleichseitigen Polygons aufweist.8. Collector according to one of claims 1 to 7, characterized in that the collector has at least partially the shape of a conical or frustoconical surface, wherein the optionally profiled in the transverse direction plates (2,2 ") is substantially a wedge shape or the shape of a Triangle or the shape of an isosceles or equilateral polygon. 9. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor als Dachfläche bzw. als Wetterschutz-Dachhaut wirksam ist.9. Collector according to one of claims 1 to 8, characterized in that the collector is effective as a roof surface or as weatherproof roof skin.
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