DE10130757A1 - Method and appliance for protecting solar collector involve reflector directing sun's rays to absorber, counter-surface and mirror surface - Google Patents
Method and appliance for protecting solar collector involve reflector directing sun's rays to absorber, counter-surface and mirror surfaceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a solar collector according to the preamble of claim 1.
Sonnenkollektoren mit Reflektoren, die dem Stand der Sonne nachgeführt werden, sind starken Belastungen durch Umwelteinflüsse ausgesetzt, zum Beispiel durch Windkräfte. Solar panels with reflectors that track the position of the sun are exposed to severe environmental pollution, for example by wind forces.
Es ist bekannt, Sonnenkollektoren dieser Gattung mittels einer transparenten Umhüllung gegen Umwelteinflüsse zu schützen. It is known to use this type of solar collectors Protect transparent cover against environmental influences.
Auch ist es bekannt, den Reflektor eines Sonnenkollektors zusammenzufalten. It is also known the reflector of a solar collector fold.
Der Erfindung liegt insbesondere folgende Aufgabe zugrunde. The invention is based in particular on the following object.
Sie ist unter Rubrik a bis g aufgegliedert:
- a) Reduzierung der auf den Reflektor wirksamen Windkräfte - damit Ermöglichung einer Leichtbauweise,
- b) Schutz der Spiegelfläche des Reflektors im Bedarfsfall,
- c) schnelle Umstellung des Kollektors bei auftreten einer starken Belastung durch Umwelteinflüsse,
- d) wenig bewegliche Teile,
- e) einheitliches Bauprinzip zur Aufstellung der Sonnenkollektoren an beliebigen Aufstellungsorten, zum Beispiel am Boden oder auf Dächern,
- f) einheitliches Bauprinzip für Sonnenkollektoren mit linien- oder punktförmiger Konzentration der Sonnenstrahlen im Hinblick auf die Schutzmaßnahme,
- g) kleiner technischer Aufwand für die Schutzmaßnahme.
- a) reduction of the wind forces acting on the reflector - thus enabling a lightweight construction,
- b) protection of the mirror surface of the reflector if necessary,
- c) rapid changeover of the collector in the event of a severe exposure to environmental influences,
- d) few moving parts,
- e) uniform construction principle for installing the solar collectors at any location, for example on the floor or on roofs,
- f) uniform construction principle for solar collectors with linear or point-shaped concentration of the sun's rays with regard to the protective measure,
- g) small technical effort for the protective measure.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird gemäß der Erfindung der kennzeichnende Teil des Anspruchs 1 vorgeschlagen. To achieve the object of the invention, the characterizing part of claim 1 proposed.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist mit den Unteransprüchen gekennzeichnet. An advantageous embodiment of the invention is with the subclaims characterized.
An Hand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und näher erläutert. Exemplary embodiments of the invention are schematic with the aid of the drawing shown and explained in more detail.
In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the drawing, the same parts are provided with the same reference numerals.
Es zeigen Show it
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Sonnenkollektors, Fig. 1 is a side view of a solar collector,
Fig. 2 eine Variante des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors gemäß Schnittlinie 2-2 in Fig. 3, Fig. 2 shows a variant of the solar collector according to the invention according to section line 2-2 in Fig. 3,
Fig. 3 den Sonnenkollektor gemäß Fig. 2 in der Vorderansicht, Fig. 3 shows the solar collector of FIG. 2 in front view,
Fig. 4 eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors gemäß Schnittlinie 4-4 in Fig. 5, Fig. 4 shows a further variant of the solar collector according to the invention according to section line 4-4 in Fig. 5,
Fig. 5 den Sonnenkollektor gemäß Fig. 4 in der Vorderansicht. Fig. 5 shows the solar collector of FIG. 4 in the front view.
Mit Fig. 1 bis 5 sind Sonnenkollektoren gemäß der Erfindung dargestellt, deren Reflektoren das Sonnenlicht linienförmig konzentrieren. Die Reflektoren sind hierbei rinnenförmig ausgebildet und deren Rinnenachse in Nord-Südrichtung ausgerichtet. With Fig. 1 to 5 are shown solar panels according to the invention, the reflectors concentrate the sunlight linear. The reflectors are channel-shaped and their channel axis is aligned in the north-south direction.
Die Erfindung ist jedoch auch für Sonnenkollektoren vorteilhaft einsetzbar, deren Reflektoren eine andere Geometrie aufweisen. Dies betrifft zum einen Sonnenkollektoren, deren Reflektor parabelförmig ist und die Sonnenstrahlen punktförmig konzentriert und zweiachsig dem Stand der Sonne nachgeführt wird. However, the invention is also advantageous for solar collectors can be used whose reflectors have a different geometry. This affects on the one hand solar collectors, the reflector of which is parabolic and the sun's rays are concentrated at a point and biaxially The position of the sun is tracked.
Zum anderen betrifft dies auch sogenannte Heliostaten, deren Reflektoren
eben sind und ebenfalls zweiachsig dem Stand der Sonne nachgeführt werden,
wobei eine Vielzahl einzelner Heliostaten das Sonnenlicht auf einen
zentralen Absorber richten.
In Fig. 1 bedeuten
10 parabelförmiger Reflektor
11 Sonnenstrahl
12 Spiegelfläche des Reflektors
13, 13' Reflektormittellinie
14 Halter des Reflektors
16 Sehne des Parabelbogens des Reflektors
17 Scheitelpunkt des Reflektors
18 Absorber - im Brennpunkt des Reflektors 10 liegend. Es ist ersichtlich,
daß der Absorber 18 in dem Raum zwischen der Sehne 16 des Parabelbogens
und der Spiegelfläche 12 des Reflektors angeordnet ist
19 Brennpunkt
20 Halter des Absorbers
21 Schwenkbereich innerhalb dessen der Reflektor dem Stand der Sonne
nachgeführt wird
22 standortgegebene Gegenfläche des Reflektors
24, 24' Rand des Reflektors
26 Betriebsstellung des Reflektors. Dieser ist hierbei strichpunktiert
gezeichnet
27 Betriebsendstellung des Reflektors. Er weist hierbei nach rechts
oder nach links
28 Ruheposition des Reflektors. Der Reflektor liegt hierbei mit seinen
Rändern 24, 24' auf der standortgegebenen Gegenfläche 22 auf, wobei
der Absorber 18 ein Stück oberhalb zu der ebenen Gegenfläche 22
angeordnet liegt
30 Schutzraum. Der Schutzraum liegt in der Ruheposition des Reflektors
vor. Der Reflektor bietet hierbei Windkräften eine kleinste
Angriffsfläche und die Spiegelseite 12 des Reflektors, sowie der Absorber 18
sind hierbei optimal geschützt
31 Schwenkarm des Reflektors - in Ruheposition 28
31' Schwenkarm des Reflektors - in Betriebsstellung
32 Gelenk - über das der Reflektor dem Stand der Sonne nachgeführt wird.
Auch dient das Gelenk 32 dazu, die Ränder 24, 24' des Reflektors der
Ebene der standortgegebenen Auflagefläche anzugleichen,
33 Gelenkbolzen
34 Basisgelenk - mit dem der Reflektor über den Schwenkarm 31 in seine
Ruheposition und in Betriebsstellung 26 gebracht wird
36 Tragkonsole für den Schwenkarm 31
37 Schwenkbereich des Reflektors - zwischen Ruheposition 28 und äußerer
Betriebsendstellung 27 des Reflektors
38 Zahnrad
40 Zahnradspindel
42 Verstellmotor
44 Verstellwinkel des Schwenkarmes 31 zwischen Ruheposition 28 und
Betriebsstellung 26 des Reflektors 10
46 Schnittpunkt der Reflektormittellinie 13, 13'
On the other hand, this also applies to so-called heliostats, the reflectors of which are flat and also track the position of the sun in two axes, with a large number of individual heliostats directing the sunlight onto a central absorber. In Fig. 1, 10 mean parabolic reflector
11 sunbeam
12 mirror surface of the reflector
13 , 13 'reflector center line
14 holder of the reflector
16 tendon of the parabolic arch of the reflector
17 apex of the reflector
18 absorber - lying in the focus of the reflector 10 . It can be seen that the absorber 18 is arranged in the space between the tendon 16 of the parabolic arch and the mirror surface 12 of the reflector
19 focus
20 holder of the absorber
21 Swiveling range within which the reflector tracks the position of the sun
22 counter surface of the reflector
24 , 24 'edge of the reflector
26 Operating position of the reflector. This is shown in dash-dotted lines
27 Operating end position of the reflector. He points to the right or to the left
28 Rest position of the reflector. The edges of the reflector 24 , 24 ′ rest on the counter surface 22 given the location, the absorber 18 being located a bit above the flat counter surface 22
30 shelter. The shelter is in the resting position of the reflector. The reflector in this case offers the smallest possible surface to wind forces and the mirror side 12 of the reflector and the absorber 18 are optimally protected
31 Swivel arm of the reflector - in rest position 28
31 'Swivel arm of the reflector - in operating position
32 Joint - via which the reflector tracks the position of the sun. The joint 32 also serves to align the edges 24 , 24 'of the reflector with the plane of the location-specific support surface,
33 hinge pin
34 base joint - with which the reflector is brought into its rest position and operating position 26 via the swivel arm 31
36 Support bracket for the swivel arm 31
37 Swiveling range of the reflector - between the rest position 28 and the outer operating end position 27 of the reflector
38 gear
40 gear spindle
42 actuator
44 adjustment angle of the swivel arm 31 between the rest position 28 and the operating position 26 of the reflector 10
46 intersection of the reflector center line 13 , 13 '
Von der Ruheposition 28 in seine Betriebsstellung 26 gelangt der Reflektor 10 mittels des Verstellmotors 42, dessen Zahnradspindel 40 das Zahnrad 38 treibt, das mit dem Schwenkarm 31 starr verbunden ist. The reflector 10 moves from the rest position 28 into its operating position 26 by means of the adjusting motor 42 , the gearwheel spindle 40 of which drives the gearwheel 38 , which is rigidly connected to the swivel arm 31 .
Bei Auftreten eines starken Windes wird der Reflektor 10 mittels eines Sensors automatisch in seine Ruheposition 28 gebracht. When a strong wind occurs, the reflector 10 is automatically brought into its rest position 28 by means of a sensor.
Eine Zusatzeinrichtung, mittels der über das Gelenk, wie 32, der Reflektor, wie 10, dem Stand der Sonne nachgeführt wird, ist in Fig. 1 nicht dargestellt. Dasselbe gilt für Fig. 2 bis 5. An additional device by means of which the position of the sun is tracked via the joint, such as 32 , the reflector, such as 10 , is not shown in FIG. 1. The same applies to FIGS. 2 to 5.
Ohne weiteres ist es möglich, den Reflektor 10 des Sonnenkollektors gemäß Fig. 1 flacher auszuführen. Sodann liegt der Absorber 18 entsprechend des dadurch verlagerten Brennpunktes vom Scheitelpunkt 17 des Reflektors 10 ein Stück weiter entfernt. Zur Berücksichtigung dessen taucht der Absorber 18 in eine Vertiefung der standortgegebenen Gegenfläche, wie 22, ein, sobald der Reflektor seine Ruheposition, wie 28, einnimmt. It is easily possible to make the reflector 10 of the solar collector flatter in accordance with FIG. 1. Then, the absorber 18 is located a little further away from the apex 17 of the reflector 10 in accordance with the focus shifted thereby. To take this into account, the absorber 18 dips into a recess in the counter surface, such as 22 , as soon as the reflector assumes its rest position, such as 28 .
Diese Einzelheit ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
In Fig. 2/3 bedeuten
50 parabelförmiger Reflektor
52 Sonnenstrahl
54 Spiegelfläche des Reflektors 50
55 Reflektormittellinie
56 Halter des Reflektors
58 Absorber
60 Halter des Absorbers
61 Schwenkbereich - innerhalb dessen der Reflektor dem Stand der Sonne
nachgeführt wird
62 standortgegebene Gegenfläche des Reflektors 50
64 Betriebsstellung des Reflektors
65 Betriebsendstellung des Reflektors 50. Er weist hierbei nach rechts
oder nach links, siehe Fig. 2
66 Ruheposition des Reflektors. Hierbei liegen die Oberkante der
Zwischenstücke 70, 70' und die Ränder 68, 68' des Reflektors 50 nahe
beieinander,
68, 68' Rand des Reflektors
70, 70' rechtes und linkes Zwischenstück. Es ist ersichtlich, daß die
Zwischenstücke den Abstand zwischen dem Band 68, 68' des Reflektors 50
und der standortgegebenen Gegenfläche 62 überbrücken
71 Schwenkachse des Reflektors
72 Gelenk - über das der Reflektor 50 dem Stand der Sonne nachgeführt
und in Ruheposition (66) gebracht wird
74 Gelenkbolzen
76 Tragkonsole für den Reflektor 50
78 Schwenkbereich des Reflektors - zwischen Ruheposition 66 und äußerer
Betriebsendstellung 65 des Reflektors 50
80 Unterteilung des Reflektors 50 im Bereich der Tragkonsole 76
82 Schutzraum. Der Schutzraum liegt in der Ruheposition 66 des
Reflektors 50 vor und wird von dem Reflektor 50, den Zwischenstücken
70, 70' und der ebenen standortgegebenen Gegenfläche 62 gebildet
In Fig. 4/5 bedeuten
90 parabelförmiger Reflektor
92 Sonnenstrahl
94 Spiegelfläche des Reflektors 90
95 Reflektormittellinie
96 Halter des Reflektors
98 Absorber
100 Halter des Absorbers
101 Schwenkbereich - innerhalb dessen der Reflektor dem Stand der Sonne
nachgeführt wird
102 standortgegebene Gegenfläche des Reflektors
104 Betriebsstellung des Reflektors
105 Betriebsendstellung des Reflektors. Er weist hierbei nach rechts
oder nach links, siehe Fig. 4
106 Ruheposition des Reflektors. Hierbei liegen die Ränder der Mulde 118
und die Ränder 108, 108' des Reflektors nahe beieinander
108, 108' Ränder des Reflektors 90
109 Schwenkachse des Reflektors
110 Gelenk - über das der Reflektor dem Stand der Sonne nachgeführt und in
Ruheposition (106) gebracht wird
112 Gelenkbolzen
114 Tragkonsole für den Reflektor
116 Schwenkbereich des Reflektors zwischen Ruheposition 106 bis zur
äußeren Betriebsendstellung 105 des Reflektors
118 Mulde. Diese ist in die standortgegebene Gegenfläche 102 eingearbeitet.
Der Muldenradius entspricht dem Radius beim Schwenken des Reflektors
in die Ruheposition 106
120 Ablaufrinne für Regenwasser in der Mulde 118
122 Unterteilung des Reflektors 90 im Bereich der Haltekonsole 114
124 Schutzraum. Dieser wird vom Reflektor 90 und der Mulde 118 gebildet
This detail is not shown in the drawing. In Fig. 2/3 50 means parabolic reflector
52 sunbeam
54 mirror surface of the reflector 50
55 reflector center line
56 Holder of the reflector
58 absorbers
60 holder of the absorber
61 Swivel range - within which the reflector tracks the position of the sun
62 counter surface of the reflector 50 which is given in place
64 Operating position of the reflector
65 Operating end position of the reflector 50 . It points to the right or to the left, see Fig. 2
66 Rest position of the reflector. Here, the upper edge of the intermediate pieces 70 , 70 'and the edges 68 , 68 ' of the reflector 50 are close together,
68 , 68 'edge of the reflector
70 , 70 'right and left intermediate piece. It can be seen that the intermediate pieces bridge the distance between the band 68 , 68 'of the reflector 50 and the counter surface 62 provided for the location
71 Swiveling axis of the reflector
72 joint - via which the reflector 50 tracks the position of the sun and is brought into the rest position ( 66 )
74 hinge pin
76 Support bracket for the reflector 50
78 Swiveling range of the reflector - between the rest position 66 and the outer operating end position 65 of the reflector 50
80 Subdivision of the reflector 50 in the area of the support bracket 76
82 shelter. The protective space is in the rest position 66 of the reflector 50 and is formed by the reflector 50 , the intermediate pieces 70 , 70 'and the flat, locating counter surface 62
In Fig. 4/5, 90 mean parabolic reflector
92 sunbeam
94 mirror surface of reflector 90
95 reflector center line
96 holder of the reflector
98 absorbers
100 holders of the absorber
101 Swivel range - within which the reflector tracks the position of the sun
102 local counter surface of the reflector
104 Operating position of the reflector
105 Operating end position of the reflector. It points to the right or to the left, see Fig. 4
106 Rest position of the reflector. Here, the edges of the trough 118 and the edges 108 , 108 'of the reflector are close together
108 , 108 'edges of reflector 90
109 pivot axis of the reflector
110 joint - via which the reflector tracks the position of the sun and is brought into the rest position ( 106 )
112 hinge pin
114 support bracket for the reflector
116 Swiveling range of the reflector between rest position 106 up to the outer operating end position 105 of the reflector
118 trough. This is incorporated into the counter surface 102 given the location. The trough radius corresponds to the radius when the reflector is pivoted into the rest position 106
120 drainage channel for rainwater in the trough 118
122 subdivision of the reflector 90 in the area of the holding bracket 114
124 shelter. This is formed by the reflector 90 and the trough 118
Bei starker Belastung, zum Beispiel bei starkem Wind, befindet sich der Reflektor eines erfindungsgemäßen Sonnenkollektors in Ruheposition, wie 28, in der Windkräfte nur eine geringe Angriffsfläche am Kollektor finden. Die Erfindung ermöglicht daher den Bau von Sonnenkollektoren in einer Leichtbauweise. When there is a heavy load, for example in strong winds, the reflector of a solar collector according to the invention is in the rest position, such as 28 , in which wind forces find only a small contact surface on the collector. The invention therefore enables the construction of solar panels in a lightweight construction.
Es darf danach erwartet werden, daß die Kostenbilanz des erfindungsgemäßen Sonnenkollektors einschließlich der Schutzmaßnahme, gegenüber konventionellen Sonnenkollektoren günstiger ausfällt. It can then be expected that the cost balance of the invention Solar panel including the protective measure, compared to conventional Solar panels are cheaper.
Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor ist im Kleinen zur Anordnung zum Beispiel auf Flachdächern geeignet und im Großen zur Anordnung auf dem Boden. The solar collector according to the invention is for arrangement on Example suitable on flat roofs and largely for arrangement on the Ground.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10130757A DE10130757A1 (en) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | Method and appliance for protecting solar collector involve reflector directing sun's rays to absorber, counter-surface and mirror surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10130757A DE10130757A1 (en) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | Method and appliance for protecting solar collector involve reflector directing sun's rays to absorber, counter-surface and mirror surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10130757A1 true DE10130757A1 (en) | 2003-01-02 |
Family
ID=7689483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10130757A Withdrawn DE10130757A1 (en) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | Method and appliance for protecting solar collector involve reflector directing sun's rays to absorber, counter-surface and mirror surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10130757A1 (en) |
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---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-06-19 DE DE10130757A patent/DE10130757A1/en not_active Withdrawn
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AT14621U1 (en) * | 2012-06-27 | 2016-02-15 | Martin Hadlauer | Solar collector system |
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