CH108354A - Einrichtung zur Nutzbarmachung der Sonnenwärme durch direkte Umwandlung in Elektrische Energie. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Nutzbarmachung der Sonnenwärme durch direkte Umwandlung  in elektrische Energie.    Erfindungsgegenstand ist eine Einrich  tung, die in jenen Gebieten der Erde, die  starker Sonnenstrahlung ausgesetzt sind, die  wirtschaftliche Umwandlung dieser Energie  direkt in elektrische Energie bezweckt.  



  Bisher bekannte Einrichtungen zur Nutz  barmachung der Sonnenwärme wiesen Kon  zentrationsmittel, wie Sammellinsen, Parabol  spiegel und dergleichen, auf, durch welche  die auffallenden Sonnenstrahlen auf Heiz  körper geworfen wurden, und zwar waren  als Heizkörper wassergefüllte Rohre vor  gesehen.  



  An Stelle dieser wassergefüllten Rohre  werden nun als Heizkörper Thermosäulen  verwendet, in welchen die Wärme direkt in  elektrische Energie übergeführt wird.  



  Dieser Einrichtung gegenüber hatte die  bisherige Art der Ausnützung der Sonnen  wärme durch die Erzeugung von Dampf in  Röhren und dessen Verwertung in Dampf  maschinen die Nachteile, dass diese Anlagen  viel zu ausgedehnt waren, infolgedessen  einen grossen Material- und Kostenaufwand  bedingten und infolge der mehrfachen    Energieumwandlung nur einen äusserst ge  ringen Wirkungsgrad hatten; da diese Nach  teile durch die neue Einrichtung vermieden  werden, dürfte diese eine viel rationellere  Ausnützung der Sonnenwärme ergeben.  



  Eine beispielsweise Ausführungsform des  Erfindungsgegenstandes ist in beiliegender  Zeichnung dargestellt.  



  Fig. 1 zeigt zwei Heizelemente, die  zwecks gleichzeitiger Einstellung miteinander  in Bewegungsverbindung stehen, und zwar  das eine im Schnitt, das andere in Ansicht;  Fig. 2 ist ein um 90   zu Fig. 1 ver  setzter Teilschnitt durch ein Heizelement;  Fig. 3 und 4 zeigen im Aufriss und Grund  riss die Aufstellung der Heizelemente zu einer  Anlage.  



  Fig. 5 und 6 zeigen in Quer- und Längs  schnitt die Einrichtung einer Thermosäule  zur Verwandlung der strahlenden Wärme  energie in elektrische Energie;  Fig. 7 zeigt einen Teil einer Thermosäule  in Ansicht.  



  Die Verbindung von Glas und     Isolierkör.     per mit der eingebauten     Thermosäule    als      Ganzes sei in der folgenden Beschreibung als  "Heizelement" bezeichnet.  



  Es sind 1 die stabförmigen Linsengläser,  2 die Thermosäule; 3 ist ein Isolierkörper,  der das Glas 1 trägt und einen nach der  Thermosäule 2 hin verengerten Raum ein  schliesst. Dieser Raum mündet in einen zy  lindrischen Hohlraum 3a, in welchem die  Thermosäule konzentrisch angeordnet ist.  Der Isolierkörper samt Glas ist um die Achse  der Thermosäule drehbar, und zwar um den  Betrag der beiden Winkel (a). Zur Drehung  des Isolierkörpers dient hier ein Schnecken  antrieb. Die Isolierkörper sind auf Stützen 8  gelagert, die ihrerseits auf Trägern 9 mon  tiert sind.  



  Die Thermosäule 2 besteht aus einer  Serie von Blechscheiben 10, die aus ver  schiedenen Metallen, hier beispielsweise     Kon-          stantan    und Kupfer, bestehen, mit dazwi  schen gelegten Glimmerblättchen 10a zur  Isolierung. Diese Scheiben sind auf einer  isolierten Achse 11 aufgesteckt und mit     Mut-          tern    12 an den Enden fest zusammen  gespannt, so dass sie wie ein massiver Stab  zusammengehalten sind. An der Stelle 14  dieses Stabes, und zwar in seiner ganzen  Länge, ist je eine Konstantanscheibe mit  einer Kupferscheibe zusammengeschweisst,  ebenso an der Stelle 15, hier aber so, dass  die Kupferscheibe mit der nachfolgenden  Konstantanscheibe verbunden ist.

   In dieser  Weise kann der elektrische Strom den gan  zen Stab in einer Zickzacklinie durchfliessen  und an den Klemmen 16 abgeleitet werden.  Die Schweissstellen 15 sind sodann durch ein  Rohr 17 so verbunden, dass durch dieses  Kühlwasser durchgeleitet werden kann, wäh  rend die durch die Linse aufgefangenen  Strahlen die Schweissstellen 14 treffen. Die  vom Kühlwasser bestrichenen Teile sind zur  Vermeidung von Nebenschlüssen mit einer  isolierenden Emailschicht überzogen. An der  Stelle 14 ist ausserdem noch ein     prismen-          förmiger    Glasstab 18 aufgesetzt. Diese  ganze Einrichtung ist in ein Glasrohr 19  verlegt, das an den Enden abgeschlossen ist  und durch Anschluss des Rohrstutzens 22    mit einer Vakuumpumpe evakuiert werden  kann.

   Das Glasrohr ist aussen mit einem  Spiegelebelag versehen, beispielsweise durch  Auflegen einer Metallfolie, der nur die Stelle  20, wo die Strahlen eintreten, freilässt. Das  Ganze ist durch eine Wärmeisolation 21  noch weiter gegen Wärmeverlust geschützt.  



  Die Wirkungsweise eines solchen     Heiz-          elementes    ist folgende:  Die parallel auf das Linsenglas auffal  lenden Sonnenstrahlen werden durch dieses  in ihrer Richtung abgelenkt und treffen  konzentriert in einer Brennlinie gleichmässig  auf die Schweissstellen 14 auf der ganzen  Länge der Thermosäule auf, während das  Kühlwasser, das im Rohr 16 fliesst, die  Schweissstelle 15 abkühlt. Es entsteht nun  eine elektromotorische Kraft und beim  Schliessen der Klemmen am Ende der Säule  ein elektrischer Strom. Damit bei veränder  lichem Stand der Sonne die auffallenden  Strahlen stets die gleiche Wirkung haben,  wird der Isolierkörper als Träger des Lin  senstabes entsprechend gedreht.  



  Da die pro Flächeneinheit wirkenden  Strahlen eine maximale Wärmeenergie nicht  überschreiten, so kann die in Elektrizität  umgesetzte Wärme ein Maximum erreichen,  dadurch, dass man die Wärmeverluste auf  ein Minimum reduziert. Dies geschieht durch  den Einbau der Thermosäule in einen eva  kuierten Raum durch den Spiegelbelag auf  dem Rohr 19 und durch den Glasstab 18,  der wie ein optischer Verschluss wirkt, end  lich durch das Einhüllen des Rohres 19 in  eine Isoliermasse.  



  Nach Fig. 3 und 4 sind die Heizelemente  auf Trägern 23 und 24 verlegt, und zwar  so, dass die durch das Heizelement verlegte  Vertikalebene in Richtung Nord-Süd liegt.  Die Heizelemente sind in dieser Ebene gegen  den Horizont um den Winkel (ss) geneigt,  der dem geographischen Breitegrad des Auf  stellungsortes angepasst ist. So können be  liebig viele Heizelemente zu einer Anlage  vereinigt und die Schaltung der     Therrno-          elemente    so gehalten werden, dass der ab  gehende elektrische Strom in Spannung und      Leistung dem gewünschten Zwecke angepasst

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Nutzbarmachung der Sonnenwärme, bei welcher die auffallenden Strahlen auf Heizkörper geworfen werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizkörper Thermosäulen dienen, in welchen die Wärme direkt in elektrische Energie übergeführt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Konzen trierung der Sonnenstrahlen stabförmige Sammellinsen verwendet werden, welche die Strahlen in Form einer Brennlinie auf Thermosäulen werfen, wobei die zu erhitzenden Schweissstellen jeder Thermo- säule ebenfalls derart nebeneinander in einer Reihe liegen, dass die durch die stab förmige Sammellinse gesammelten Strah len diese gleichmässig treffen und er wärmen. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch, sowie Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu kühlenden Schweissstellen der Thermosäule durch ein Kühlrohr so ver bunden sind, dass das durch dieses geleitete Kühlwasser diese Stellen gleichmässig trifft und abkühlt. 3. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermosäule aus durch Glimmer voneinander isolierten Metallplättchen be steht, die auf eine isolierte Achse auf gesteckt und darauf zusammengespannt sind, wobei diese Scheiben an ihrem Um fang untereinander verschweisst sind, längs zwei zur Achse parallelen, einander dia metral gegenüberstehenden Linien. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Thermo- säule in einen evakuierten Raum verlegt ist. 5.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Raum mit Ausnahme der Stelle für den Eintritt der Strahlen, von einer Spiegelfläche umgeben ist. 6. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass um die Spiegelfläche herum . eine Wärmeisoliermasse gelagert ist.