DE10134298A1 - Energy supply device with solar collector is mounted rotatable on mast which can be coupled to time-controlled motor - Google Patents

Energy supply device with solar collector is mounted rotatable on mast which can be coupled to time-controlled motor

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Abstract

The solar collector (1) through which a liquid flows is mounted on a mast (8) which is preferably rotatable and can be coupled to a motor (17). The motor is connected to a time control. The mast and collector together have the contour similar to a plant. The mast is connected by flexible lines (20, 21) to locally fixed fluid pipes (2, 3) which can be connected to a supply tank. The solar collector has black-coated metallic surfaces.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung, die mindestens einen von einer Flüssigkeit durchströmten Solarkollektor, mindestens eine Förderpumpe sowie mindestens zwei den Solarkollektor mit der Förderpumpe sowie einer Verbrauchseinrichtung verbindende Flüssigkeitsleitungen aufweist. The invention relates to a device for Power supply that is at least one of one Liquid flowing through the solar collector, at least a feed pump and at least two den Solar collector with the feed pump and one Liquid lines connecting the consumer device having.

Derartige Vorrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und werden üblicher Weise im Bereich von schrägen Dachflächen oder von Flachdächern installiert. Die Solarkollektoren weisen in der Regel eine schwarze Oberfläche auf, um eine Umwandlung der einstrahlenden Sonnenenergie in Wärmeenergie zu unterstützen. Die Wärmeenergie wird an die Flüssigkeit im Innern des Solarkollektors übertragen, als Flüssigkeit wird üblicher Weise Wasser verwendet. Über die Förderpumpe erfolgt eine Zirkulation der Flüssigkeit durch den Solarkollektor sowie in der Regel eine Zuleitung zu einem Vorratstank. Such devices are in different Embodiments are known and are commonly used in Area of sloping roofs or flat roofs Installed. The solar collectors usually point a black surface on to convert the incoming solar energy into thermal energy support. The heat energy is transferred to the liquid transferred inside the solar panel when Liquid is usually water. about the feed pump circulates the Liquid through the solar collector as well, as a rule a supply line to a storage tank.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Sonnenkollektoren besteht darin, daß nur selten eine optimale Ausrichtung der Kollektorflächen relativ zu einer Haupteinstrahlungsrichtung der Sonnenstrahlen erfolgen kann, da beispielsweise beim Einbau im Bereich von Dachflächen die räumliche Orientierung der Solarkollektoren durch die Gestaltung sowie räumliche Orientierung des Daches vorgegeben ist. Auch bei Flachdächern treten häufig Standortprobleme auf, da durch benachbarte Gebäude oder Bepflanzungen häufig gerade zu den Haupteinstrahlungszeiten Beschattungen auftreten. A major disadvantage of the known Solar panels is that rarely one optimal alignment of the collector surfaces relative to a main direction of radiation of the sun's rays can be done, for example, when installing in the area of roof surfaces the spatial orientation of the Solar collectors through the design as well as spatial Orientation of the roof is given. Also at Flat roofs often encounter location problems because often due to neighboring buildings or plantings shading especially during the main irradiation times occur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß ein verbesserter mittlerer Wirkungsgrad erreicht wird. The object of the present invention is a Device of the type mentioned in the introduction construct an improved middle Efficiency is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Solarkollektor auf einem Mast angeordnet ist. This object is achieved in that the solar collector is arranged on a mast.

Die Anordnung des Solarkollektors auf einem Mast ermöglicht es, im Bereich der zur Verfügung stehenden Aufstellungsfläche einen optimalen Aufstellungsort zu wählen. Darüber hinaus kann der Solarkollektor auf dem Mast geeignet hoch installiert werden, um ungewollte Beschattungen weitgehend zu vermeiden. The arrangement of the solar collector on a mast makes it possible in the range of available Installation area to an optimal installation location choose. In addition, the solar collector on the Mast suitable to be installed high to prevent unwanted Avoid shading as much as possible.

Zur Optimierung einer jeweiligen Sonneneinstrahlung wird vorgeschlagen, daß der Mast drehbar angeordnet ist. To optimize each sun exposure it is proposed that the mast be rotatably arranged is.

Zur Vermeidung von Drehkupplungen wird vorgeschlagen, daß der Mast hin und her drehbar angeordnet ist. To avoid rotary couplings, it is proposed that the mast is rotatably arranged back and forth.

Ein automatischer Betrieb wird dadurch unterstützt, daß der Mast mit einem Motor gekoppelt ist. Automatic operation is supported in that the mast is coupled to a motor.

Eine besonders preiswerte Steuerung kann dadurch realisiert werden, daß der Motor an eine Zeitsteuerung angeschlossen ist. A particularly inexpensive control can do this be realized that the engine is timed connected.

Zur Bereitstellung einer an eine Umgebung angepaßten äußeren Gestaltung wird vorgeschlagen, daß der Mast und der Solarkollektor gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einer Pflanze aufweisen. To provide a customized environment External design suggests that the mast and the solar collector together have a contour similar to of a plant.

Insbesondere ist daran gedacht, daß der Mast und der Solarkollektor gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einem Baum aufweisen. In particular, it is thought that the mast and the Solar collector shared a contour similar to one Exhibit tree.

Eine preiswerte Bereitstellung der Flüssigkeitsleitungen wird dadurch unterstützt, daß der Mast über flexible Leitungen mit ortsfesten Flüssigkeitsleitungen verbunden ist. An inexpensive provision of the Liquid lines are supported in that the Mast over flexible lines with fixed Liquid lines is connected.

Zur Gewährleistung einer Warmwasserversorgung auch zu Zeiten geringerer oder fehlender Sonneneinstrahlung wird vorgeschlagen, daß die Flüssigkeitsleitungen mit einem Vorratstank verbunden sind. To ensure a hot water supply too Times of less or no sun exposure it is proposed that the liquid lines with are connected to a storage tank.

Ein hoher Wirkungsgrad bei der Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärmeenergie wird auch dadurch erreicht, daß der Solarkollektor schwarz beschichtete metallische Flächen aufweist. A high efficiency in converting the This also makes solar radiation into heat energy achieved that the solar collector coated black has metallic surfaces.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: In the drawings, embodiments of the Invention shown schematically. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der wesentlichen Funktionskomponenten, Fig. 1 is a block diagram illustrating the major functional components,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines auf einem drehbaren Mast angeordneten Solarkollektors, Fig. 2 is a side view of a mast arranged on a rotatable solar collector,

Fig. 3 einen weiteren auf einem Mast angeordneten Solarkollektor, Fig. 3 shows a further arranged on a mast solar collector,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines auf einem Mast angeordneten Solarkollektors, Fig. 4 is a perspective view of a mast arranged on a solar collector,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines auf einem Mast angeordneten Solarkollektors mit zusätzlicher Darstellung einer Verankerung im Untergrund, Fig. 5 is a side view of a mast arranged on a solar collector with additional representation of an anchorage in the ground,

Fig. 6 eine Darstellung eines auf einem Mast angeordneten Solarkollektors, wobei die Kollektorflächen und der Mast ähnlich zu einem Baum konturiert sind und Fig. 6 is a view of a mast arranged on a solar collector, wherein the collector and the mast are contoured similar to a tree and

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Mast mit einem Solarkollektor, der mit drei einen Baum nachbildenden Kollektorflächen versehen ist. Fig. 7 is a plan view of a mast with a solar collector which is provided with three collector surfaces emulating a tree.

Das Blockschaltbild in Fig. 1 veranschaulicht das funktionelle Zusammenwirken der wesentlichen Komponenten der Vorrichtung. Ein Solarkollektor (1) ist über zwei Flüssigkeitsleitungen (2, 3) und eine Förderpumpe (4) mit einem Vorratstank (5) verbunden. An den Vorratstank (5) sind eine Wassereinspeisung (6) und eine Verbrauchseinrichtung (7) angeschlossen. The block diagram in FIG. 1 illustrates the functional interaction of the essential components of the device. A solar collector ( 1 ) is connected to a storage tank ( 5 ) via two liquid lines ( 2 , 3 ) and a feed pump ( 4 ). A water feed ( 6 ) and a consumption device ( 7 ) are connected to the storage tank ( 5 ).

Fig. 2 veranschaulicht, daß der Solarkollektor (1) auf einem Mast (8) angeordnet ist. Der Mast (8) ist über ein Fundament (9) im Bereich eines Untergrundes (10) gehaltert. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht der Mast (8) aus einem Mastsockel (11), der im Untergrund (10) drehbar gelagert ist, und einem Mastaufbau (12), der starr mit dem Mastsockel (11) verbunden ist. Fig. 2 illustrates that the solar collector ( 1 ) is arranged on a mast ( 8 ). The mast ( 8 ) is held on a foundation ( 9 ) in the area of a base ( 10 ). In the embodiment shown in Fig. 2, the mast ( 8 ) consists of a mast base ( 11 ) which is rotatably mounted in the ground ( 10 ), and a mast structure ( 12 ) which is rigidly connected to the mast base ( 11 ).

Zur Gewährleistung einer sicheren Halterung des Mastaufbaus (12) auch bei einwirkenden Querwinden weisen der Mastsockel (11) und der Mastaufbau (12) jeweils Mastflansche (13, 14) auf, die miteinander verschraubt sind. To ensure that the mast structure ( 12 ) is held securely even when cross winds act, the mast base ( 11 ) and the mast structure ( 12 ) each have mast flanges ( 13 , 14 ) which are screwed together.

Der Mastsockel (11) ist über Drehlager (15, 16) im Fundament (9) drehbar gelagert. Zur Ermöglichung einer Rotation des Mastes (8) ist im Bereich des Fundamentes (9) ein Motor (17) angeordnet, der den Mast (8) vorzugsweise lediglich mit einer Pendelbewegung rotatorisch hin- und herbewegt. Dies hat den Vorteil, daß teure Drehkupplungen für die Flüssigkeitsleitungen (2, 3) vermieden werden. Bei einer Hin- und Herbewegung ist es ausreichend, Anschlüsse (18, 19) des Mastes (8) über flexible Leitungen (20, 21) mit Anschlüssen (22, 23) im Bereich des Fundamentes (9) zu verbinden. The mast base ( 11 ) is rotatably mounted in the foundation ( 9 ) via rotary bearings ( 15 , 16 ). To permit rotation of the mast (8) of the foundation (9) is arranged a motor (17) in the area of the rotationally reciprocating the mast (8) preferably only with a reciprocating movement back and forth. This has the advantage that expensive rotary couplings for the liquid lines ( 2 , 3 ) are avoided. When moving back and forth, it is sufficient to connect connections ( 18 , 19 ) of the mast ( 8 ) via flexible lines ( 20 , 21 ) to connections ( 22 , 23 ) in the region of the foundation ( 9 ).

Der Solarkollektor (1) ist bei der dargestellten Ausführungsform plattenartig ausgebildet und wird relativ zur Horizontalen geneigt vom Mast (8) gehaltert. Die Neigung des Solarkollektors (1) relativ zur Horizontalen wird vorzugsweise derart gewählt, daß die Fläche des Solarkollektors (1) senkrecht zur Haupteinstrahlungsrichtung der Sonne ausgerichtet ist. The solar collector ( 1 ) is plate-shaped in the embodiment shown and is held inclined relative to the horizontal by the mast ( 8 ). The inclination of the solar collector ( 1 ) relative to the horizontal is preferably chosen such that the surface of the solar collector ( 1 ) is oriented perpendicular to the main direction of radiation from the sun.

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der der Solarkollektor (1) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Eine derartige Konstruktion erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn der Mast (8) nicht mit einem Rotationsantrieb versehen ist und unbeweglich vom Fundament (9) gehaltert wird. Fig. 3 shows a modified embodiment in which the solar collector ( 1 ) is aligned substantially horizontally. Such a construction proves to be particularly advantageous when the mast ( 8 ) is not provided with a rotary drive and is immovably supported by the foundation ( 9 ).

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Mastes (8), der einen Solarkollektor (1) haltert. Der Mastsockel (11), ist hier als eine Platte ausgebildet, die auf einem Fundament verschraubt werden kann. Fig. 4 shows a perspective view of a mast ( 8 ) which holds a solar collector ( 1 ). The mast base ( 11 ) is designed here as a plate that can be screwed to a foundation.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein plattenartiger Mastsockel (11) über Verstrebungen (24) im Bereich des Untergrundes (10) gehaltert wird. Ein Innenraum des Mastes (8) ist über eine Zugangsöffnung (25) erreichbar. Fig. 5 shows an embodiment in which a plate-like mast base ( 11 ) is held on struts ( 24 ) in the region of the base ( 10 ). An interior of the mast ( 8 ) can be reached via an access opening ( 25 ).

Fig. 6 zeigt einen auf einem Mast (8) angeordneten Solarkollektor (1), der aus drei Kollektorelementen (26) ausgebildet ist. Die Kollektorelemente (26) sind gerundet konturiert und bilden gemeinsam mit dem Mast (8) eine baumartige Kontur aus. Fig. 6 shows a arranged on a mast (8) Solar collector (1), which is formed of three collector elements (26). The collector elements ( 26 ) have a rounded contour and, together with the mast ( 8 ), form a tree-like contour.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Mast (8) mit drei Kollektorelementen (26), die ähnlich zu spitz zulaufenden Blättern konturiert sind. Auch diese Konstruktion führt zu einer im wesentlichen baumartigen Silhouette. Fig. 7 shows a plan view of a mast ( 8 ) with three collector elements ( 26 ), which are contoured similar to tapered leaves. This construction also leads to an essentially tree-like silhouette.

Der Rotationsantrieb des Mastes (8) kann beispielsweise zeitgesteuert erfolgen. Es ist aber ebenfalls daran gedacht, über einen Sensor eine jeweilige Einstrahlungsrichtung zu ermitteln und eine Ausrichtung des Mastes in Abhängigkeit von der aktuell erfaßten Sonnenposition vorzunehmen. The mast ( 8 ) can be driven in a time-controlled manner, for example. However, it is also contemplated to determine a respective irradiation direction via a sensor and to align the mast as a function of the currently detected sun position.

Der Solarkollektor (1) bzw. die Kollektorelemente (26) können beispielsweise aus schwarz eloxierten dünnen Kupferplatten oder Kupferfolien realisiert sein, die in wärmeleitendem Kontakt mit Rohren zur Leitung der Flüssigkeit stehen. The solar collector ( 1 ) or the collector elements ( 26 ) can be realized, for example, from black anodized thin copper plates or copper foils which are in heat-conducting contact with pipes for conducting the liquid.

Eine vorteilhafte Installation kann derart erfolgen, daß die Förderpumpe (4) und der Vorratstank (5) im Bereich eines Kellers eines Hauses angeordnet werden und daß der Mast (8) mit dem Solarkollektor (1) lediglich über die Flüssigkeitsleitungen (2, 3) mit dem Vorratstank (5) in Verbindung steht. Durch die Anordnung des Mastes (8) mit dem Solarkollektor (1) im Freien und mit einem Abstand zum zu versorgenden Haus sind innerhalb des jeweiligen Hauses keine Rohrleitungen erforderlich, somit wird auch keine zusätzliche Gefahr von Leckagen hervorgerufen. An advantageous installation can be carried out in such a way that the feed pump ( 4 ) and the storage tank ( 5 ) are arranged in the area of a basement of a house and that the mast ( 8 ) with the solar collector ( 1 ) is connected only via the liquid lines ( 2 , 3 ) is connected to the storage tank ( 5 ). Due to the arrangement of the mast ( 8 ) with the solar collector ( 1 ) outdoors and at a distance from the house to be supplied, no pipes are required within the respective house, so there is no additional risk of leakage.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Energieversorgung, die mindestens einen von einer Flüssigkeit durchströmten Solarkollektor, mindestens eine Förderpumpe sowie mindestens zwei den Solarkollektor mit der Förderpumpe sowie einer Verbrauchseinrichtung verbindende Flüssigkeitsleitungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (1) auf einem Mast (8) angeordnet ist. 1. Device for energy supply, which has at least one liquid collector through which a liquid flows, at least one feed pump and at least two liquid lines connecting the solar collector to the feed pump and a consumption device, characterized in that the solar collector ( 1 ) is arranged on a mast ( 8 ) , 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) drehbar angeordnet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the mast ( 8 ) is rotatably arranged. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) hin und her drehbar angeordnet ist. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the mast ( 8 ) is rotatably arranged back and forth. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) mit einem Motor (17) gekoppelt ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mast ( 8 ) is coupled to a motor ( 17 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (17) an eine Zeitsteuerung angeschlossen ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the motor ( 17 ) is connected to a time control. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) und der Solarkollektor (1) gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einer Pflanze aufweisen. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mast ( 8 ) and the solar collector ( 1 ) together have a contour similar to a plant. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) und der Solarkollektor (1) gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einem Baum aufweisen. 7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mast ( 8 ) and the solar collector ( 1 ) together have a contour similar to a tree. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) über flexible Leitungen (20, 21) mit ortsfesten Flüssigkeitsleitungen (2, 3) verbunden ist. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mast ( 8 ) via flexible lines ( 20 , 21 ) with fixed liquid lines ( 2 , 3 ) is connected. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitungen (2, 3) mit einem Vorratstank (5) verbunden sind. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the liquid lines ( 2 , 3 ) are connected to a storage tank ( 5 ). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (1) schwarz beschichtete metallische Flächen aufweist. 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the solar collector ( 1 ) has black coated metallic surfaces.
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