DE10117622A1 - Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand - Google Patents
Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem SonnenstandInfo
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Abstract
Kollektoren zur Nutzung der Sonnenenergie sollten der Sonne nachgefahren werden und zwar sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung. Dabei sind kleine präzise Bewegungen, aber häufig auch abhängig von der Windbelastung große Kräfte zu übertragen sind. Bekannt ist, daß hierfür hydraulische Antriebe anderen Antrieben bei weitem überlegen sind. DOLLAR A Es wurde gefunden, daß für die vertikale Nachführung ein Winkel von maximal 90 DEG zu realisieren ist, während für die horizontale Nachführung ein Winkel bis zu 360 DEG verwirklicht werden muß. Hierfür eignen sich am besten hydraulische Stellmotore, die von einer Hydraulikpumpe energetisch versorgt werden. DOLLAR A Für die vertikale Nachführung dient ein Stellmotor, der den Kollektor von der waagerechten Lage um 90 DEG bis in die senkrechte nachführen kann. Um die Kollektoranlage vor zu hohen Windkräften zu schützen, wird sie bei zu hohen Windstärken von dem Stellmotor in die waagerechte Stellung und erst nach dem Verlassen des Windes wieder in die der Sonne zugewandten Position verfahren. DOLLAR A Um die horizontale Nachführung zu ermöglichen, ist auf einer feststehenden Welle eine drehbar gelagerte Hohlwelle angebracht, die über die Zahnstange mittels eines zweiten Stellmotors bewegt wird. Die linear vom Stellmotor bewegte Zahnstange bewirkt so eine Nachführung um bis zu 360 DEG .
Description
Kollektoren zur Nutzung der Sonnenenergie werden im allgemeinen
als Fotovoltaik-Kollektoren, bei denen die Strahlung in elektrische
Energie umgewandelt wird, oder als Kollektoren für die
Warmwassererzeugung, seltener für die Dampferzeugung, benutzt. In
allen Fällen ist es sehr sinnvoll, die Kollektoren der Sonne
nachzufahren und zwar sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler
Richtung, da allgemein bekannt ist, daß nach dem cosΘ - Gesetz
eine Abweichung in nur einer Richtung von 45° eine Verringerung der
aufgenommen Leistung um 30% bedeutet. Allein dieser Tatbestand
zwingt zu der Suche nach technischen Lösungen, um die Nachführung
der Kollektoren zu ermöglichen, umsomehr da bei der Fotovoltaik die
spezifischen Investitionen bezogen auf andere
Energieerzeugungssysteme ausgesprochen hoch sind.
Die Probleme bei der Nachführung liegen darin begründet, daß der
Sonnenstand sensorisch ermittelt werden muß, und daß auf der Basis
dieser Ermittlung die mechanische Nachführung erfolgt, wobei nur
kleine präzise Bewegungen, aber häufig, auch abhängig von der
Windbelastung, große Kräfte zu übertragen sind. Bekannt ist, daß
hierfür hydraulische Antriebe anderen Antrieben bei weitem überlegen
sind.
Es wurde gefunden, daß für die Ermittlung des Sonnenstandes sich
eine oder mehrere Fotozellen am besten eignen, wobei ein Regler die
höchste Intensität ermittelt und danach den Kollektor nachführt.
Es wurde gefunden, daß für die vertikale Nachführung ein Winkel von
maximal 90° zu realisieren ist, während für die horizontale
Nachführung ein Winkel von 260° für den 51. Breitengrad, in
nördlicheren Breiten bis 360° am längsten Tag des Jahres auf der
Nordhalbkugel der Erde am 21. Juni, verwirklicht werden muß. Hierfür
eignen sich am besten hydraulische Stellmotore, die von einer
Hydraulikpumpe energetisch versorgt werden.
Für die vertikale Nachführung dient ein Stellmotor (Position 2 in Abb. 1),
der den Kollektor (Position 1) von der waagerechten Lage um 90° bis in die
senkrechte nachführen kann. Um die Kollektoranlage vor zu hohen
Windkräften zu schützen, ist noch ein Windmesser integriert, der
vorrangig vor der Sonnenstandsmessung bei einer Windstärke von
z. B. 6 diesen Stellmotor so beeinflußt, daß die Anlage in die
waagerecht Stellung und erst nach dem Nachlassen des Windes
wieder in die der Sonne zugewandten Position verfahren wird.
Um die horizontale Nachführung zu ermöglichen ist, auf der
feststehenden Welle (Position 3) eine drehbare, gelagerte Hohlwelle (Position
4) angebracht, die festverbunden mit einem Ritzel (Position 5) über die
Zahnstange 6 gedreht werden kann. Für die Bewegung sorgt ein
zweiter Steilmotor (Position 7), der auf einer feststehenden Montageplatte
8 angelenkt ist. Die linear vom Stellmotor bewegte Zahnstange treibt
das auf der zentralen Achse (Hohlwelle, Position 4) befestigte Zahnrad,
so daß eine wie oben geforderte Nachführung um bis zu 360° möglich
ist. Statt eines Zahnstangenantriebes ist auch ein Kurbelantrieb
möglich, der über einen oder mehrere hydraulische Stellmotoren
bewegt wird.
Claims (6)
1. Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand,
dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Nachführung für die nur kleine
präzise Bewegungen, aber häufig, auch abhängig von der Windbelastung, große
Kräfte zu übertragen sind, hydraulische Antriebe verwendet werden.
2. Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand,
dadurch gekennzeichnet, daß für die horizontale Nachführung ein Winkel von
90° realisiert wird, während für die vertikale Nachführung ein Winkel um bis zu
360° verwirklicht werden kann.
3. Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmotor den Kollektor von der waagerechten
um 90° bis in die senkrechte Lage nachführen kann.
4. Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoranlage vor zu hohen Windkräften
dadurch geschützt wird, daß sie bei einer Windstärke von z. B. 6 von dem
Stellmotor gemäß Anspruch 3 in die waagerechte Stellung und erst nach dem
Nachlassen des Windes wieder in die der Sonne zugewandten Position verfahren
wird.
5. Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Stellmotor für die horizontale
Nachführung sorgt. Eine linear vom Stellmotor bewegte Zahnstange treibt ein auf
der zentralen Achse des Kollektors befestigtes Zahnrad, so daß eine Nachführung
um bis zu 360° möglich ist.
6. Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand,
dadurch gekennzeichnet, daß für die horizontale Nachführung statt eines
Zahnstangenantriebes ein Kurbelantrieb gewählt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10117622A DE10117622A1 (de) | 2001-04-07 | 2001-04-07 | Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10117622A DE10117622A1 (de) | 2001-04-07 | 2001-04-07 | Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10117622A1 true DE10117622A1 (de) | 2001-10-11 |
Family
ID=7680919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10117622A Withdrawn DE10117622A1 (de) | 2001-04-07 | 2001-04-07 | Hydraulische Nachführung von Kollektoren nach dem Sonnenstand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10117622A1 (de) |
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- 2001-04-07 DE DE10117622A patent/DE10117622A1/de not_active Withdrawn
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