-
Die
vorliegende Erfindung betrifft den Aufbau von Solarkollektoren sowie
den Aufbau von Segmenten eines Solarkollektors. Solarkollektoren
werden häufig
in der Form von Parabolrinnenkonzentratoren in Kraftwerken oder
zur Gewinnung von Prozesswärme
eingesetzt.
-
Derartige
Großanlagen
können
meist aus mehreren hintereinander angeordneten Solarkollektoren
mit rinnenförmigen
Reflektoren bestehen, die das Sonnenlicht auf einen rohrförmigen Absorber lenken.
Um die Solarkollektoren entsprechend des Sonnenlichtes auszurichten,
ist es bekannt, die rinnenförmigen
Reflektoren um ihre Längsachse
zu drehen. Um den vorrichtungstechnischen Aufwand zu verringern,
werden dabei zumeist mehrere hintereinander angeordnete Reflektoren
gleichzeitig über
einen Antrieb gedreht.
-
Da
auf diese Weise Konstruktionen von bis zu 120 m Länge gedreht
werden, müssen
die rinnenförmigen
Reflektoren eine hohe Torsionssteifigkeit aufweisen, damit es nur
zu einer geringen Drehwinkelabweichung bei der Drehung der Reflektoren kommen
kann.
-
Daher
wurden in der Vergangenheit die Solarkollektoren häufig aus
Stahlkonstruktionen mit darauf aufgesetzten Spiegeln hergestellt,
was jedoch zu einem hohen Gewicht der Solarkollektoren führte. Ferner
waren aufwändige
Stützkonstruktionen
notwendig und aufgrund des Gewichtes fielen hohe Transportkosten
an. Häufig
mussten die Reflektoren aus einzelnen Bauteilen vor Ort montiert
werden, wodurch am Aufstellungsort ein hoher Montageaufwand entstand.
-
Solarkollektoren
in Leichtbauweise haben häufig
den Nachteil einer mangelnden selbsttragenden Struktur, so dass
eine Vielzahl von Stützen
notwendig ist oder die Solarkollektoren nur recht klein ausgestaltet
sein können.
-
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Segment eines
Solarkollektors bereitzustellen, der einen Solarkollektor mit einem
leichten Aufbau, einer hohen Torsionssteifigkeit und einer selbsttragenden
Struktur ermöglicht,
wobei gleichzeitig der Montageaufwand am Aufstellungsort gering gehalten
werden soll.
-
Es
ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Solarkollektor
von leichtem Aufbau mit selbsttragender Struktur bereitzustellen.
-
Die
Aufgabe wird durch die Ansprüche
1 und 14 gelöst.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass ein Segment eines Solarkollektors eine Oberseite, eine Unterseite
und eine umlaufende Stirnfläche
mit mindestens einer Längsseite
aufweist, wobei die Längsseite
mit der Oberseite eine Oberkante und mit der Unterseite eine Unterkante
bildet. Das Segment weist ferner eine Kernstruktur mit mindestens
einem Kern aus geschäumten
Material auf. An der Kernstruktur ist eine Ummantelung angeordnet,
die aus einer oder mehreren Schichten aus Fasermaterial besteht,
wobei die Ummantelung die Oberseite, die Unterseite und zumindest
die Längsseite
der umlaufenden Stirnfläche
zumindest teilweise bedeckt und wobei sich mindestens eine Schicht
der Ummantelung um die Oberkante und mindestens eine Schicht der
Ummantelung um die Unterkante erstreckt. Das Segment weist ferner
eine Reflektionsschicht auf, die auf der Oberseite angeordnet ist.
-
Durch
die Verwendung einer Kernstruktur mit mindestens einem Kern aus
geschäumtem
Material ist eine besonders leichte Bauweise des Segmentes und somit
eines Solarkollektors möglich.
Die Ummantelung aus einer oder mehreren Schichten aus Fasermaterial
bewirkt dabei, dass das Segment eine ausreichende Stabilität besitzt.
-
Mit
Hilfe der Längsseite
lassen sich zwei benachbarte Segmente miteinander verbinden, wobei die
Ummantelung eines Segmentes, die sich um die Oberkante und die Unterkante
erstreckt, mit der Ummantelung des benachbarten Segmentes, die sich um
die Oberkante und die Unterkante erstreckt, eine Art Profilträger in Form
eines Doppel-T bildet.
-
Auf
diese Weise wird eine besonders hohe strukturelle Festigkeit eines
aus den erfindungsgemäßen Segmenten
bestehenden Solarkollektors erreicht. Dieser Effekt wird insbesondere
dadurch verstärkt,
wenn zwei benachbarte Segmente miteinander verklebt sind, da die
beiden ebenfalls verklebten Ummantelungen der benachbarten Segmente
somit stoffschlüssig
verbunden werden und eine besonders feste Struktur bilden. Durch
die Verwendung von Fasermaterial als Ummantelung entsteht durch
das Verkleben der benachbarten Segmente eine Tragstruktur aus dem
Fasermaterial, die als nahezu einstückig angesehen werden kann,
da das Fasermaterial von dem Klebstoff durchtränkt werden kann. Somit können aus
den erfindungsgemäßen Segmenten
Solarkollektoren mit einer selbsttragenden Struktur erschaffen werden,
wodurch die Solarkollektoren eine große Länge aufweisen können, ohne
dass zusätzliche
Stützen
notwendig sind.
-
In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
vorgesehen, dass die Ummantelung zumindest aus einem ersten Mantelelement
aus einem Fasermaterial, das an der Oberseite angeordnet ist und
die Kernstruktur an der Oberseite bedeckt und einem zweiten Mantelelement
aus einem Fasermaterial, das an der Unterseite angeordnet ist und
die Kernstruktur an der Unterseite bedeckt, besteht.
-
Auf
diese Weise ist das Herstellen einer Ummantelung der Kernstruktur
auf einfache Art und Weise möglich.
-
Dabei
kann vorgesehen sein, dass sich das erste Mantelelement um die Oberkante
erstreckt und/oder sich das zweite Mantelelement um die Unterkante
erstreckt. Bei einem erfindungsgemäßen Segment, das zwei oder
mehrere Längsseiten
der umlaufenden Stirnfläche
aufweist, über
die das Segment mit anderen Segmenten verbindbar ist, kann vorgesehen
sein, dass sich das Mantelelement um die Oberkanten aller Längsseiten
erstreckt, während sich
das zweite Mantelelement um die Unterkanten aller Längsseiten
erstreckt. Durch das Vorsehen eines ersten und eines zweiten Mantelelementes
ist das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Ummantelung der Kernstruktur
auf eine einfache Art und Weise möglich, wobei gleichzeitig gewährleistet
wird, dass die gewünschte
Erstreckung der Ummantelung um die Oberkante und um die Unterkante
in vorteilhafter Weise gewährleistet
ist.
-
Zusätzlich oder
alternativ kann vorgesehen sein, dass die Ummantelung ein drittes
Mantelelement aus einem Fasermaterial aufweist, das an der mindestens
einen Längsseite
angeordnet ist und die Kernstruktur an der Längsseite bedeckt, wobei sich das
dritte Mantelelement um die Oberkante und/oder die Unterkante erstreckt.
Das erste, das zweite und/oder das dritte Mantelelement können jeweils aus
mindestens einer Schicht aus Fasermaterial, vorzugsweise aus mindestens
zwei Schichten aus Fasermaterial, besonders vorzugsweise aus drei Schichten
aus Fasermaterial, bestehen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die
Schichten der Ummantelung aus Glasfaser- oder Kohlefasermaterial
bestehen und unidirektionale oder multiaxiale Fasern aufweisen.
-
Auf
diese Weise ist der gewünschte
Verstärkungseffekt
der Ummantelung in vorteilhafter Weise erreichbar. Durch die Verwendung
der Schichten aus unidirektionalen oder multiaxialen Fasern kann
eine hohe Bruchfestigkeit und Torsionssteifigkeit der Segmente erreicht
werden, wobei gleichzeitig ermöglicht wird,
dass ein aus den erfindungsgemäßen Segmenten
zusammengesetzter Solarkollektor eine besonders vorteilhafte selbsttragende
Struktur aufweist. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, wenn
für verschiedene
Schichten der Ummantelung Materialien mit unterschiedlichen Faserrichtungen verwendet
werden, da je nach Belastungsrichtung der Segmente die Faserrichtung
gewählt
sein kann.
-
In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
vorgesehen, dass um die Oberkante, die Unterkante und/oder um die
zwischen den umlaufenden Stirnflächen
und der Oberseite und der Unterseite gebildeten weiteren Kanten
Verstärkungsstreifen
aus einem Fasermaterial angeordnet sind, um die Oberkante, die Unterkante
und die weitere Kante der Kernstruktur zu verstärken.
-
In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Kernstruktur mindestens eine Rippe aus
einem Fasermaterial, vorzugsweise Holz, aufweist, wobei vorzugsweise die
Rippe parallel zu der mindestens einen Längsseite angeordnet ist. Eine
derartige Rippe verstärkt
die Stabilität
der Kernstruktur.
-
Dabei
kann vorgesehen sein, dass die Kernstruktur aus zwei Kernen aus
geschäumtem
Material und drei Rippen aus Fasermaterial besteht, wobei die Rippen
und die Kerne aus geschäumtem
Material alternierend angeordnet sind. Mit anderen Worten: Die Kernstruktur
besteht aus zwei Kernen aus geschäumtem Material, die von zwei
Rippen eingefasst sind, wobei eine weitere Rippe zwischen den Kernen aus
geschäumtem
Material angeordnet ist. Die beiden äußeren Rippen sind dabei jeweils
an einer der Längsseiten
angeordnet. Ein derartiger Aufbau hat sich als besonders vorteilhaft
erwiesen.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass jede Rippe eine Hülle aus einem Fasermaterial
aufweist, wodurch eine sehr hohe Stabilität der Rippen ermöglicht wird.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass an die Längsseite angrenzend ein Flansch
zur Befestigung des Segmentes mit einem gegenüberliegenden Segment angeordnet
ist. Bei der Montage eines Solarkollektors aus erfindungsgemäßen Segmenten
haben sich Flansche an den Segmenten zur Befestigung gegenüberliegender Segmente
als besonders vorteilhaft erwiesen. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere über die
Längsseiten
der Segmente in einer Reihe befestigter Segmente mit einer weiteren
Reihe von Segmenten über die
Flansche aneinander zu befestigen. Dabei kann vorgesehen sein, dass
die Flansche Teil der Gesamtstruktur des Segmentes und somit von
der Kernstruktur und der Ummantelung gebildet sind.
-
Die
Oberseite der Kernstruktur kann eine Krümmung aufweisen, so dass die
Reflektionsschicht, auf der der die Oberseite der Kernschicht bedeckende
Teil der Ummantelung angeordnet ist, ebenfalls gekrümmt ist.
Auf diese Weise können
mit den erfindungsgemäßen Segmenten
parabolrinnenförmige
oder parabolförmige
Solarkollektoren zusammengesetzt werden.
-
Die
Schichten der Ummantelung, der mindestens eine Kern aus geschäumtem Material,
die Rippen der Kernstruktur, die Umhüllung der Rippen und/oder die
Verstärkungsstreifen
können
miteinander verklebt sein, vorzugsweise mit einem Epoxidharzklebstoff
oder eines anderen Klebstoffs auf Harzbasis, wie beispielsweise
Polyester- oder Polyvinylharz. Die Verklebung der einzelnen Teile
eines erfindungsgemäßen Segmentes
miteinander hat den Vorteil, dass eine besonders feste Verbindung
zwischen den einzelnen Bestandteilen möglich ist. Die Verwendung von
einem Epoxidharzklebstoff hat den Vorteil, dass sich dieser in vorteilhafter
Weise mit aus Fasermaterial bestehenden Schichten der Ummantelung und
mit den Rippen aus Fasermaterial verbindet, insbesondere wenn die
Rippen aus Fasermaterial aus einem Holz bestehen. Auf diese Weise
ist eine Verankerung des Klebstoffes an dem jeweiligen Material in
vorteilhafter Weise möglich.
Bei der Verwendung von Glasfaser- oder Kohlefasermaterial für die Schichten
der Ummantelung wird dieses in vorteilhafter Weise mit dem Epoxidharzklebstoff
durchtränkt, so
dass eine Struktur aus Epoxidharz und Glasfasern oder Kohlefasern
entsteht, die eine hohe Stabilität aufweist.
Bei der Verklebung unterschiedlicher Schichten der Ummantelung eines
Segmentes oder benachbarter Segmente können mit Hilfe des Epoxidharzklebstoffes
die Schichten derart miteinander verklebt werden, dass sie nahezu
als einstückig
angesehen werden können.
-
Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird ferner durch
einen Solarkollektor mit mehreren erfindungsgemäßen Segmenten gelöst.
-
Vorzugsweise
ist dabei vorgesehen, dass bei dem Solarkollektor zwei benachbarte
Segmente über die
Längsseiten
miteinander verklebt sind und eine Reihe von miteinander verklebten
Segmenten mit Hilfe der Flansche der Segmente mit einer weiteren Reihe
von gegenüberliegenden
Segmenten verbindbar ist.
-
Ein
derartiger Solarkollektor ist auf eine einfache Art und Weise herstellbar
und an einen Aufstellungsort transportierbar, indem eine Reihe benachbarter
Segmente bereits im Werk miteinander verklebt werden können und
vor Ort lediglich mit einer weiteren Reihe von erfindungsgemäßen Segmenten verbunden
werden müssen.
-
Die
aus den erfindungsgemäßen Segmenten gebildeten
Solarkollektoren sind sehr leicht und daher in vorteilhafter Weise
transportierbar. Darüber
hinaus weisen die Solarkollektoren eine hohe Torsionssteifigkeit
auf und besitzen eine selbstragende Struktur.
-
In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass zwei Reihen von benachbarten Segmenten über die
Flansche miteinander verbunden sind, wobei ein U-Profil vorgesehen ist,
das die Flansche umschließt.
Das U-Profil kann beispielsweise aus mehreren Schichten aus Fasermaterial
bestehen, die vorzugsweise mit Epoxidharzklebstoff miteinander verklebt
sind. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung eines
U-Profils eine besonders hohe Torsionssteifigkeit des Solarkollektors
erreicht werden kann. Der erfindungsgemäße Solarkollektor kann beispielsweise
aus 24 erfindungsgemäßen Segmenten
bestehen.
-
In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass an der durch die Unterseite der Segmente
gebildeten Fläche
eine Fachwerkkonstruktion zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit
angeordnet ist, wobei die Fachwerkkonstruktion vorzugsweise über Befestigungsvorrichtungen,
die zwischen zwei benachbarten Segmenten eingeklebt sind, auf der
Unterseite des Solarkollektors befestigt ist.
-
Die
Fachwerkkonstruktion kann dabei beispielsweise mit einer Stützstruktur
eines Absorbers verbunden sein. Auch ist es möglich, dass die Fachwerkkonstruktion
des Solarkollektors, vorzugsweise mit einem Befestigungsblech einer
Solarkollektorstütze
verbunden ist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass eine
besonders hohe Stabilität der
Fachwerkkonstruktion möglich
ist.
-
Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die
Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Segmentes eines Solarkollektors,
-
2 eine
schematische Schnittansicht des in 1 dargestellten
Segmentes,
-
3 eine
vergrößerte schematische Schnittdarstellung
eines erfindungsgemäßen Segmentes,
-
4 eine
schematische Schnittdarstellung zweier benachbarter erfindungsgemäßer Segmente,
-
5 eine
schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Solarkollektors
und
-
6 eine
schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Solarkollektors.
-
In 1 ist
ein erfindungsgemäßes Segment 1 eines
Solarkollektors schematisch dargestellt. Das Segment 1 weist
eine Oberseite 2, eine Unterseite 4 und eine umlaufende
Stirnfläche 6 auf,
die zwei Längsseiten 8 umfasst.
Die Längsseiten 8 bilden
mit der Oberseite 2 jeweils eine Oberkante 10 und
mit der Unterseite 4 jeweils eine Unterkante 12. Zumindest
die Oberseite 2 des Segmentes ist gekrümmt, wobei auf der Oberseite
eine Reflektionsschicht 14 aufgebracht ist, die einfallendes
Sonnenlicht reflektieren kann.
-
Über die
Längsseiten 8 können mehrere
erfindungsgemäße Segmente 1 zu
einer Reihe von Segmenten 1 verbunden werden, indem diese
beispielsweise über
die Längsseiten 8 miteinander
verklebt werden.
-
Angrenzend
an die Längsseiten 8 weist
das erfindungsgemäße Segment 1 einen
Flansch 16 auf, über
den das erfindungsgemäße Segment 1 mit
einem baugleichen gegenüberliegenden
Segment verbindbar ist.
-
In 2 ist
das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Segment 1 schematisch
im Schnitt dargestellt. Das Segment 1 weist eine Kernstruktur 20 auf,
die von einer Ummantelung 22 umhüllt ist.
-
Die
Kernstruktur 20 besteht aus zwei Kernen 24 aus
geschäumtem
Material sowie Rippen 26 aus einem Fasermaterial. Die Rippen 26 können beispielsweise
aus Holz oder einem holzartigen Material hergestellt sein. Vorzugsweise
sind die Rippen 26 aus australischer Pinie hergestellt,
da ein derartiges Holz eine besonders hohe Steifigkeit aufweist.
-
Die
Rippen 26 weisen jeweils eine Hülle 28 aus einem Fasermaterial
auf. Zwei der Rippen 26 sind an den Längsseiten 8 des Segmentes 1 angeordnet,
so dass die Rippen die Kerne 24 aus geschäumtem Material
einfassen. Die dritte Rippe 26 mit Hülle 28 ist zwischen
den Kernen 24 aus geschäumtem
Material angeordnet.
-
Die
Hülle 28 aus
Fasermaterial erhöht
die Stabilität
der Rippen 26.
-
Die
Ummantelung 22, die die Kernstruktur 20 einhüllt, kann
aus einer oder mehreren Schichten aus Fasermaterial bestehen.
-
In
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die
Ummantelung 22 aus einem ersten Mantelelement 30 und
einem zweiten Mantelelement 32, die jeweils aus einer Schicht
aus Fasermaterial bestehen. Das erste Mantelelement 30 ist
an der Oberseite 2 angeordnet und bedeckt die Kernstruktur 20 an
der Oberseite 2, während
das zweite Mantelelement 32 an der Unterseite 4 angeordnet
ist und die Kernstruktur 20 an der Unterseite 4 bedeckt. Dabei
erstreckt sich das erste Mantelelement 30 um die zwischen
den Längsseiten 8 und
der Oberseite 2 gebildeten Oberkanten 10, während das
zweite Mantelelement 32 um die zwischen den Längsseiten 8 und
der Unterseite 4 gebildeten Unterkanten 12 erstreckt.
Dabei kann das erste Mantelelement 30 und das zweite Mantelelement 32 aus
einer oder mehreren Schichten eines Fasermaterials bestehen.
-
Dadurch,
dass sich das erste Mantelelement 30 und das zweite Mantelelement 32 um
die Oberkante 10 und die Unterkante 12 erstrecken,
wird bei dem Verkleben eines erfindungsgemäßen Segmentes 1 mit
einem weiteren erfindungsgemäßen Element 1 über die
jeweiligen Längsseiten 8 eine
stabile Struktur aus den jeweiligen Ummantelungen 22 der erfindungsgemäßen Segmente 1 gebildet.
Auf diese Weise können
Solarkollektoren mit einer selbsttragenden Struktur geschaffen werden,
die darüber
hinaus eine hohe Torsionssteifigkeit und Bruchfestigkeit besitzen.
-
Auf
der Oberseite 2 des erfindungsgemäßen Segmentes 1 ist
eine Reflektionsschicht angeordnet, die in 2 nicht
dargestellt ist.
-
In 3 ist
der Bereich um die Längsseite 8 eines
erfindungsgemäßen Segmentes 1 schematisch
in vergrößerter Schnittdarstellung
gezeigt.
-
Das
in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist im Wesentlichen
die gleiche Struktur auf wie das in 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Segmentes 1.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass das erste Mantelelement 30 aus
drei Schichten 30a–30c besteht, während das
zweite Mantelelement 32 aus drei Schichten 32a–32c besteht.
Die Schichten 30a–30c bzw. 32a–32c bestehen
jeweils aus Fasermaterial, beispielsweise aus Glasfasermaterial.
Diese können in
Form von Glasfasermatten aufgebracht werden. Dabei kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass die der Kernstruktur 20 zugewandten
Schichten 30c und 32c aus einem Glasfasermaterial
mit multiaxial ausgerichteten Fasern besteht, während die äußeren Schichten 30a, 30b, 32a, 32b aus
einem Glasfasermaterial mit unidirektionaler Faserrichtung bestehen. Darüber hinaus
sind Verstärkungsstreifen 34 vorgesehen,
die an der Oberkante 10 und der Unterkante 12 angeordnet
sind und die Kanten der Kernstruktur 20 verstärken. Die
Verstärkungsstreifen 34 können ebenfalls
aus einem Fasermaterial bestehen.
-
Bei
der Herstellung des erfindungsgemäßen Segmentes 1 werden
zunächst
die Rippen 26 mit Hilfe eines Klebstoffes, vorzugsweise
eines Epoxidharzklebstoffes, mit der Hülle 28 verklebt. Die
einzelnen Schichten des zweiten Mantelelementes 32 werden ebenfalls
mit Hilfe eines Klebstoffes, vorzugsweise eines Epoxidharzklebstoffes,
verklebt und die Kernstruktur 20 wird auf dem zweiten Mantelelement 32 angeordnet.
Falls Verstärkungsstreifen 34 verwendet werden
sollen, können
diese vor oder nach der Anordnung der Kernstruktur 20 eingebracht
und ebenfalls verklebt werden. Anschließend werden die einzelnen Schichten
des ersten Mantelelementes 30
aufgebracht und verklebt.
Durch die Verwendung eines Fasermaterials für die einzelnen Schichten der Mantelelemente 30 und 32 werden
diese bei der Verwendung eines Epoxidharzklebstoffes in vorteilhafter Weise
von dem Epoxidharzklebstoff durchtränkt, so dass eine sehr gute
Verbindung zwischen den einzelnen Schichten entsteht. Die stoffschlüssige Verbindung
zwischen den einzelnen Schichten ist dabei so gut, dass die aus
den einzelnen Schichten bestehende Ummantelung als einstückig angesehen
werden kann.
-
Unebenheiten
oder Freiräume,
die beispielsweise durch die Verstärkungsstreifen 34 entstehen, können durch
den Klebstoff ausgeglichen oder ausgefüllt werden.
-
In 4 sind
zwei miteinander verklebte erfindungsgemäße Segmente 1 schematisch
im Schnitt dargestellt.
-
Die
beiden erfindungsgemäßen Segmente 1 sind über die
Längsseite 8 miteinander
verklebt. Die Segmente 1 weisen im Wesentlichen die in
den 2 und 3 dargestellte Struktur auf.
Die Ummantelung 22 der Segmente 1 kann aus mehreren Schichten
aus Fasermaterial bestehen. Durch die Verklebung der Segmente 1 an
der Längsseite 8 wird das
Fasermaterial der Ummantelung 22 von dem Klebstoff, vorzugsweise
einem Epoxidharzklebstoff, durchtränkt, so dass eine sehr gute
Bindung zwischen den Ummantelungen 22 der einzelnen Segmente 1 entsteht.
-
Die
stoffschlüssige
Verbindung durch die Verklebung ist dabei so gut, dass die beiden
Ummantelungen 22 der beiden Segmente 1 als einstückig angesehen
werden können,
wie in 4 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.
Auf diese Weise entsteht aus den Ummantelungen 22 der miteinander verklebten
Segmente 1 eine Stützstruktur,
die eine Doppel-T-Form aufweist. Auf diese Weise wird eine besonders
hohe Stabilität
eines aus mehreren Segmenten 1 hergestellten Solarkollektors
erreicht, wobei aufgrund der verklebten Ummantelung 22 eine vorteilhafte
selbstragende Struktur des Solarkollektors entsteht.
-
Aufgrund
der verwendeten Materialien für die
erfindungsgemäßen Segmente
kann ein Solarkollektor von geringem Gewicht und hoher Stabilität mit den
erfindungsgemäßen Segmenten
geschaffen werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Segmente
können durch
weitere Schichten von Fasermaterial verstärkt sein, die in Bereichen
von großer
mechanischer Belastung angebracht sind. Beispielsweise kann der Flansch
durch weitere Schichten verstärkt
sein.
-
In 5 ist
ein erfindungsgemäßer Solarkollektor 100 schematisch
im Schnitt dargestellt, wobei die innere Struktur der geschnittenen
Segmente 1 nicht gezeigt ist. In 6 ist ein
erfindungsgemäßer Solarkollektor 100 schematisch
in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. In der in 6 gezeigten Darstellung
ist dabei der Solarkollektor 100 in einer stark gedrehten
Stellung gezeigt.
-
Der
Solarkollektor 100 besteht aus mehreren miteinander verbundenen
Segmenten 1, wobei benachbarte Segmente 1 über die
Längsseiten 8 zu
einer Reihe von Segmenten 1 verbunden sind. Mit Hilfe der
Flansche 16 der Segmente 1 werden zwei Reihen
von Segmenten 1 zu einer Parabolrinne verbunden. Wie aus 6 ersichtlich
ist, kann ein Solarkollektor aus 24 Segmenten 1 bestehen.
-
Die
Flansche 16 sind von einem langgestreckten U-Profil 36 umschlossen,
wodurch die Größe der Flansche 16 klein
gehalten werden kann und die Torsionssteifigkeit des Solarkollektors 100 verbessert
werden kann. Das U-Profil 36 kann aus mehreren miteinander
verklebten Schichten aus Fasermaterial bestehen. Die beiden Reihen
von Segmenten 1 und das U-Profil 36 können dabei
miteinander verschraubt oder verklebt sein.
-
An
seinen jeweiligen Enden des Solarkollektors 100 sind Solarkollektorstützen 38 angeordnet, an
denen der Solarkollektor über
Befestigungsbleche 40 drehbar aufgehangen ist. Dabei kann
vorgesehen sein, dass mehrere Solarkollektoren 100 hintereinander
in einer Reihe aufgestellt sind und miteinander verbunden sind,
so dass mehrere Solarkollektoren 100 über einen gemeinsamen Antrieb
gedreht werden können,
um die Solarkollektoren auf den Sonnenstand auszurichten.
-
In
dem Fokus der durch die Segmente 1 gebildeten Parabolrinnen
ist ein rohrförmiger
Absorber 42 angeordnet, der von einer Stützstruktur 44 gehalten
wird. Durch den Absorber 42 fließt im Gebrauch das zu erwärmende Medium.
-
Auf
der durch die Unterseiten 4 der Segmente 1 gebildeten
Unterseite des Solarkollektors 100 ist eine Fachwerkkonstruktion 46 angeordnet,
die die Torsionssteifigkeit des Solarkollektors 100 verbessert.
Mit Hilfe von in den 5 und 6 nicht
dargestellten Befestigungsvorrichtungen kann die Fachwerkkonstruktion 46 an
der durch die Unterseiten 4 der Segmente 1 gebildeten
Fläche
befestigt werden, wobei die Befestigungsvorrichtung beispielsweise zwischen
zwei benachbarten Segmenten eingeklebt und/oder in die in den 5 und 6 nicht
dargestellten Rippen von Segmenten eingeschraubt sein kann. Die
Fachwerkkonstruktion ist ferner mit dem U-Profil 36 und
dem Befestigungsblech 40 verbunden. Darüber hinaus ist die Fachwerkkonstruktion 46
mit
der Stützstruktur 44 des
Absorbers 42 verbunden. Auf diese Weise wird eine sehr
hohe Stabilität
und Torsionssteifigkeit des erfindungsgemäßen Solarkollektors 100 ermöglicht.
Die Torsionssteifigkeit ist dabei so hoch, dass bei einer Reihe
aus mehreren Solarkollektoren 100 von 120 m Länge bei
einer Drehbewegung lediglich eine Verdrehung der Solarkollektoren
von 5 Millirad auftritt.
-
Die
Fachwerkkonstruktion 46 ist vorzugsweise aus einem stabilen
Material, beispielsweise Stahl, hergestellt.
-
Die
erfindungsgemäßen Segmente
haben den Vorteil, dass sehr leichte Solarkollektoren mit einer
selbsttragenden Struktur hergestellt werden können, die darüber hinaus
eine sehr hohe Torsionssteifigkeit besitzen. Mehrere erfindungsgemäße Segmente
können
bereits im Werk zu einer Reihe von Segmenten zusammengeklebt werden,
so dass diese am Aufstellungsort lediglich mit einer weiteren Reihe
von Segmenten über
die Flansche verbunden werden müssen.
Dabei hat sich herausgestellt, dass bis zu 12 ein Meter breite Segmente
im Werk zusammengeklebt werden können,
ohne dass es zu Transportproblemen kommt.
-
Die
erfindungsgemäßen Solarkollektoren können eine
Länge von
bis zu 12 m und eine Apertur von 4,60 m aufweisen.
