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Die Erfindung betrifft eine Besonnungseinrichtung, insbesondere Solarium gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Besonnungseinrichtungen und Solarien zur Körperganz- oder Körperteilbräunung sind bekannt. Dabei werden zumeist, aber nicht ausschließlich Anordnungen verwendet, die aus einem aufschwenkbaren Oberteil und einem feststehenden Unterteil bestehen. Im Ober- und im Unterteil sind Hochleistungsleuchtstoffröhren eingesetzt, die die gewünschte UV-Strahlung erzeugen. Bei bekannten Solarien im professionellen Bereich liegen elektrische Leistungsaufnahmen von 5 bis über 10 KW vor. Die Leuchtstoffröhren strahlen dabei ihre Lichtleistung nicht nur in denjenigen Halbraum ab, in dem sich die zu besonnende Person befindet, sondern auch nach hinten. Dabei werden hinter den Leuchtstoffröhren gebogene Reflektoren angeordnet, die nach hinten abgestrahltes Licht nach vorne zurückreflektieren sollen. Da die Reflektoren zumeist nur aus gebogenen Blechen bestehen, erfolgt keine exakte Rückreflektion und so entsteht eine große ungenutzte Menge UV-Streulicht. So ist aus
DE 295 17 421 U1 eine Ruhekabine mit einer Ganzkörper-Bräunungsanlage bekannt. Zur Deckung eines Teils des elektrischen Energiebedarfes sind auf dem Kabinendach außen photovoltaische Elemente untergebracht. Aus der
DE 43 12 547 A1 ist überdies bekannt, die Bestrahlungsröhren mit Strahlungssensoren zur Steuerung der Besonnungsleistung zu versehen.
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Da die oben bereits erwähnten Leistungsaufnahmen vorliegen, ist der Anteil des so erzeugten Streulichts nicht unerheblich. Streulicht stellt aber Energieverlust dar, der im Zuge des Trends von Steigerung der Energieeffizienz unzeitgemäß ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Besonnungseinrichtung, d. h. ein Solarium der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass Streulichtverluste deutlich reduziert und die Energieeffizienz gesteigert wird.
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Die gestellte Aufgabe ist bei einer Besonnungseinrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kern der Erfindung ist es, dass im Bereich des Abstrahlungshalbraumes der Leuchtmittel, der von der zu besonnenden Person oder Objekt abgewandt ist, eine Anordnung von photovoltaischen Elementen vorgesehen ist, über welche die in diesen Halbraum abgestrahlte Lichtleistung in elektrische Energie zurückgewinnbar ist. So wird das nach hinten abgestrahlte UV-Licht effizient über die photovoltaischen Elemente wieder in elektrische Energie umgewandelt. Da die in Solarien verwendeten Leuchtmittel energiereiches UV-Licht erzeugen und die photovoltaischen Elemente genau auf diesem Energieanteil besonders sensitiv und damit effektiv arbeiten, wird ein Großteil der so ansonsten überwiegend in Streulicht umgesetzten Energie zurückgewonnen. Damit wird die effektiv benötigte Leistung eines Solariums um ca 20 bis 25 herabgesetzt. Bei einer Leistungsaufnahme von etwa 10 KW macht das eine Leistungsersparnis von 2 bis 2,5 KW. In Betriebsstunden umgesetzt wird eine erhebliche Energiekostensenkung generiert.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die photovoltaischen Elemente in einen dort angeordneten Flächenreflektor integriert sind. So können noch Teilbereiche des Reflektors genutzt, aber auch schon ein großer Teil an Streulicht in elektrische Energie zurückgewonnen werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die photovoltaischen Elemente anstatt eines Flächenreflektors dort angeordnet sind. D. h. dass die photovoltaischen Elemente ganzflächig erstreckt dort hinter den Leuchtmitteln platziert sind.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass photovoltaische Elemente auch im Bereich hinter der UV-Quelle von Gesichtsbräunern angeordnet sind. D. h. auch dort wo keine Flächenstrahler angeordnet sind, sondern Entladungs- oder Bogenlampen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die photovoltaischen Elemente zusammengeschaltet und mit einer Speichereinrichtung für elektrische Energie elektrisch verbunden sind. Auf diese Weise kann die zurückgewonnene elektrische Energie zwischengespeichert werden, sozusagen als Energiepuffer.
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Dementsprechend ist weiter ausgestaltet, dass die Speichereinrichtung sowie ein entsprechend zwischengeschalteter Umrichter an das lokale oder öffentliche Stromnetz zur Rückspeisung von elektrischer Energie angeschlossen ist. Auf diese Weise kann die gewonnenen Energie aus der Gleichspannungsquelle wieder in die Parameter der normalen Netzspannung umgewandelt werden, d. h. üblicherweise Wechselspannung 230 Volt oder Dreiphasen-Drehspannung 380 V.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass die Speichereinrichtung mit der Energieversorgung der Besonnungseinrichtung verbunden ist derart, dass der zurückgewonnene Anteil elektrischer Energie zur Besonnungseinrichtung rückgeführt wird.
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Weiterhin ist ausgestaltet, dass die Besonnungseinrichtung eine Steuerung enthält, mit welcher auch die Temperatur eines Temperaturfühlers in der Besonnungseinrichtung und die rückgeführte elektrische Energie steuerbar ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1: Solarium in Schnittdarstellung
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2: Steuerung
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1 zeigt in einem Ausführungsbeispiel eine Schnittdarstellung durch ein Solarium 1. Dieses besteht in dieser Ausführung aus einem feststehenden Unterteil 20 und einem diesbezüglich aufklappbaren Oberteil 10. Die zu besonnende Person 3 liegt somit auf dem Unterteil 20. Die Leuchtmittel 2, typischerweise als Leuchtstofflampen ausgelegt, erzeugen zur Bräunung UV-Licht. Innerhalb des Oberteils 10 ist von der Person 3 aus gesehen hinter der Lampenanordnung 2 eine Fläche mit photovoltaischen Elementen 22 vorgesehen. Diese nehmen diejenigen Lichtanteile auf, die hinter den Leuchtmitteln 2 nach oben abgestrahlt werden.
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Die Fläche, auf der sich die photovoltaischen Elemente 22 befinden, ist ansonsten, d. h. bei bekannten Solarien eine Art gewölbter Reflektor, der nach hinten fallendes Licht zurückreflektieren soll. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Leuchtmittel nebeneinander angeordnet sind. Ein Reflektor, der in Bezug auf jede einzelne Leuchtstofflampe optimal reflektieren sollte, müsste eine Vielzahl von optischen Brennpunkten oder Brennlinien aufweisen, in denen jeweils eine Leuchtstofflampe angeordnet ist. Dies ist jedoch zu aufwändig und wird daher so auch nicht realisiert. Im Ergebnis heisst dies, dass bei bekannten Solarien daher mit einer irgendwie gewölbten Reflektor-Oberfläche zu viel ungenutztes Streulicht entsteht.
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Das Gesagte gilt dabei auch für das Unterteil 20 mit seinen Leuchtmitteln 2 und seiner Fläche mit photovoltaischen Elementen 21.
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Erfindungsgemäß wird nun das von der Person 3 weg abstrahlende Streulicht im Wesentlichen zur Rückgewinnung von elektrischer Energie herangezogen. Da photovoltaische Elemente 21, 22 insbesondere auf UV-Licht mit hohem Wirkungsgrad reagieren, wird auf eine effektive Weise das besagte Streulicht wieder in elektrische Energie zurückgeführt.
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Bei einer Standardleistung von etwa 10 KW für ein solches Solarium, lassen sich mindestens 20% effektiv wieder an Energie zurückführen.
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Dies reduziert die effektiven Energiekosten um diesen Wert, was zu einer erheblichen Einsparung bei den Betriebskosten führt, aber andererseits effektiv auch dem ökologischen Effekt der CO2-Emissionsreduktion zugute kommt.
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2 zeigt die Steuerung des Solariums nach diesem Prinzip. Die flächenweise aufgebrachten fotovoltaischen Elemente 21 und 22 speisen ihre elektrische Energie in einen Energiespeicher 25, und von dort wird die Energie mittels eines Umrichters 26 wieder auf die Netzwechselspannungsparameter gebracht und dann entweder wieder in die Betriebspannung des Solariums direkt rückgespeist, oder ins öffentliche Energienetz.
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Statt eines Energiespeichers 25 bspw. in Form eines Akkumulators kann auch direkt vom Umrichter 26 zurückgespeist werden oder ins öffentliche Netz gespeist werden. Bei einer Rückspeisung ins öffentliche Netz läuft der so erzeugte Strom noch über einen Zähler, so dass dieser anschließend rückvergütet werden kann.
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Die Steuereinrichtung erhält außerdem ein fortwährendes Temperatursignal eines oder mehrerer am oder im Ober- und/oder Unterteil des Solariums angeordneten Temperaturfühlers 23. Dieser hat die Aufgabe, über die Steuereinrichtung 24 die Temperatur und somit das Gebläse so zu steuern, dass die photovoltaischen Elemente 21, 22 auf einem optimalen Arbeitspunkt maximaler Energieausbeute arbeiten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Besonnungseinrichtung, Solarium
- 2
- Leuchtmittel (UV-Licht)
- 3
- Person
- 10
- Oberteil der Besonnungseinrichtung
- 20
- Unterteil der Besonnungseinrichtung
- 21
- Anordnung photovoltaischer Elemente
- 22
- Anordnung photovoltaischer Elemente
- 23
- Temperaturfühler
- 24
- Steuereinrichtung
- 25
- Energiespeicher (Zwischenspeicher, Akkumulator)
- 26
- Umrichter
