DE10032227A1 - Anordnung zum Schutz und zur Effizienzsteigerung von flächigen Solarkollektoren - Google Patents

Anordnung zum Schutz und zur Effizienzsteigerung von flächigen Solarkollektoren

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Abstract

Flächige Sonnenkollektoren, vor allem Vakuum-Röhrenkollektoren sind mechanischen Beschädigungen durch Hagel bzw. Steinschlag ausgesetzt, außerdem verdampft die Thermo-Flüssigkeit bei zu hohen Kollektortemperaturen und der Kollektor stellt seine Funktion ein bzw. wird langfristig beschädigt. DOLLAR A Eine Leistungserhöhung für die Übergangszeiten des Jahres durch Vergrößern der Fläche ist kostenintensiv und erhöht die Verdampfungsgefahr bei zu kleinem Speichervolumen im Sommer. DOLLAR A Die zur Anmeldung gelangte Erfindung erreicht den Schutz und die Leistungserhöhung durch ein über dem Kollektor befestigtes Rollo, dessen Rahmen an der Oberseite des Kollektors drehbar gelagert und dessen Unterseite verspiegelt ist. DOLLAR A Der Schutz und eine Leistungsbegrenzung wird durch Ausfahren des Rollos parallel zur Kollektorebene, eine Leistungserhöhung durch Aufstellen des Rollos erreicht. DOLLAR A Im Normalfall ist das Rollo eingerollt und dessen Rahmen in der Tiefstellung arretiert. DOLLAR A Die Steuerung der Rollofunktion geschieht von Hand bzw. von einem Steuerprogramm aus, der Anstellwinkel des Rollos wird durch die Lage des reflektierten Lichtes der ausgefahrenen Rollokante an der Unterkante des Kollektors mit Hilfe von zwei Lichtmeßzellen (eine muß heller sein) automatisch nachgestellt.

Description

Der Einsatz von Solarkollektoren zur umweltfreundlichen Gewinnung von Wärme für die Brauchwasser- und Hausheizung nimmt stetig zu. Ihr Einsatz ist heute wirtschaftlich gegeben.
Zum Einsatz kommen für private und kommunale Bauten flächige Kollektoren (folgend K genannt) als Flachkollektoren oder Vacuum- Röhrenkollektoren.
Diese K liegen ständig offen und sind der Witterung, vor allem großkörnigem Hagelschlag voll ausgesetzt. Ihre Beschädigung bzw. Zerstörung - denkt man an das Unwetter von 1984 im Raume München - ist möglich und läßt den Besitzer stets bangen.
Setzt man zur Hausheizungsunterstützung eine größere Kfläche ein, erhält man im Hochsommer oft zuviel Wärme geliefert und die Wärmeträgerflüssigkeit verdampft. Betriebsstörungen sind oft die Folge. Bei geringer Dachneigung ist der Auftreffwinkel der Sonnenstrahlen im Winter oder schon in der Übergangszeit so flach, daß die Ausbeute an Wärme, noch dazu bei der wesentlich geringeren Einstrahlung, in keiner Weise wesentlich zur Energiersparnis im Haushalt beiträgt.
Eine beliebige Erweiterung der Kollektorfläche wäre unwirtschaftlich und würde das "Sommerproblem" nur erhöhen. Man könnte den K auch aufstellbar machen und so bei flacher Einstrahlung den Neigungswinkel erhöhen um ein senkrechtes Auftreffen zu erreichen. Die bewegliche Leitungszuführung und der Aufwand für einen kräftigen Verstellmechanismus sind teuer und störanfällig.
Man könnte durch den Einsatz von Spiegeln die beaufschlagte Strahlung auf eine gegebene Kfläche beliebig erhöhen. Feste ständige Spiegel wären jedoch unschön, teuer und sturmgefährtet. Im Hochsommer erhöhen sie nur die Verdampfungsgefahr. Für kommerzielle Zwecke finden geführte Spiegel und Parabolspiegel in sog. Solar-kraftwerken jedoch Verwendung.
Erfindungsgemäß kann folgende Anordnung die geschilderten Nachteile beseitigen und die Leistung des vorhandenen Kollektors erhöhen:
Wie Bild 1 zeigt, wird über dem festmontierten Kollektor 1 ein Sonnenrollo 2 aus Spiegelfolie in einem Rahmen 3 angebracht. Dieser Rahmen ist im Punkte 4 drehbar gelagert und läßt sich in Richtung 5 mit Hilfe eines Stellmechanismus hochstellen. Bei hochgestelltem Rollo und richtigem Anstellwinkel wird die zusätzlich aufgefangene Strahlung 6 auf die Kfläche gelenkt. Damit ist nahezu eine Verdoppelung der genutzten Strahlung möglich.
In den Sommermonaten kann der K bei eingefahrenem Rollo normal genutzt werden; bei zu hoher Strahlung kann die gelieferte Wärmemenge durch das teilweise Schließen des Rollos beliebig verringert werden bis zur weitgehenden Einstellung der Tätigkeit des Kollektors bei zugezogenem Rollo. Damit wird eine Überhitzung - vorallem bei hocheffizieten K - vorgebeugt. Man kann bei dieser Stellung beruhigt in den Urlaub fahren. . . Ein straffgespanntes Rollo in genügendem Abstand zum K schützt diesen ferner bei Hagelschlag. Bei üblichen Kgrößen ist ein solches Rollo in nicht hochgestellter Lage sturmsicher.
Das Schließen des Rollos kann automatisch erfolgen bei Verdampfungsgefahr oder bei geforderter Begrenzung des Wärmeerzeugung.
Eine preiswerte und stabile Lösung zum Aufbau des Rollos zeigt Bild 1 ebenfalls:
Am anderen Enden des Rahmens 3 befinden sich seitlich Rollen 7, über die mittels Seilzügen 8 die Spiegelfolie ausgezogen wird, während das andere Ende der Seilzüge gleichzeitig gegenläufig auf den Rolowellenenden 9 aufgewickelt wird. Zum Ausgleich von Längenänderungen werden die Seilzüge über Federn an der Folienabschlußschiene 10 befestigt.
Die Höhenverstellung des Rollos erfolgt mittels drehbaren Armen 11, die an ihrem Enden Rollen 12 besitzen, die in Nuten der Seitenstreben des Gestelles 3 laufen.
Zwei am unteren Ende des K befestigte Strahlungsmeßzellen 13 steuern den optimalen Neigungswinkel des Spiegels dadurch, daß die untere Zelle weniger und die obere mehr Licht empfängt.

Claims (5)

1. Anordnung zum Schutz und zur Effizienzsteigerung flächiger Solarkollektoren dadurch gekennzeichnet, daß über dem Solarkollektor ein hochstellbares, an der Unterseite verspiegeltes Rollo angeordnet wird, das - ausgefahren - den Kollektor in der Tiefstellung vor zu hoher Strahlung und mechanischer Beschädigung schützt und bei hochgestelltem Rollo eine zusätzliche Einstrahlung auf den Kollektor lenkt.
2. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichet, daß das Rollo zweilagig aus ggf. diffus reflektierendem Stoff und einer darunterliegenden Spiegelfolie ausgeführt ist.
3. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollo über Seilzüge ausgezogen wird, die mittels Federn am Rollounterende befestigt und gegenläufig auf der Rollowelle aufgewickelt werden.
4. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstellung des Rollorahmens durch seitlich liegende drehbare Hebel erfolgt, an deren Enden befindliche Rollen in Nuten der Seitenteile des Rollorahmens laufen.
5. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgröße für den optimalen Anstellwinkel die Lage des reflektierenden Lichtstrahls der oberen Spiegekante zur unteren Kante des Solarkollektors erfasst wird.
DE10032227A 2000-07-03 2000-07-03 Anordnung zum Schutz und zur Effizienzsteigerung von flächigen Solarkollektoren Withdrawn DE10032227A1 (de)

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