DE102010035738A1

DE102010035738A1 - Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010035738A1
Application number: DE102010035738A
Authority: DE
Inventors: Kai Dipl.-Ing. Goldbeck (Fh)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-08-28
Filing date: 2010-08-28
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (1) zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug (40), mit zumindest einem Parabolspiegel (10), der dazu ausgebildet ist, Sonnenlicht (S) auf zumindest einen Behälter (100) eines Strömungsmittels (20) zu fokussieren, so dass das in dem Behälter (100) befindliche Strömungsmittel (20) erhitzt wird, und zumindest einem Generator (30), der dazu ausgebildet ist, mit Hilfe des erhitzten Strömungsmittels (20) elektrische Energie zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, lösbar an einem Kraftfahrzeug (40) befestigt zu werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, mit zumindest einem Parabolspiegel, der dazu ausgebildet ist, Sonnenlicht auf zumindest einen Behälter eines Strömungsmittels zu fokussieren, so dass das in dem Behälter befindliche Strömungsmittel erhitzt bzw. verdampft wird, und zumindest einem Generator, der dazu ausgebildet ist, mit Hilfe des erhitzten bzw. verdampften Strömungsmittels elektrische Energie zu erzeugen.
Grundsätzlich sind Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie, bei denen ein Strömungsmittel durch mittels eines Parabolspiegels fokussiertes Sonnenlicht erhitzt wird, um Strom zu erzeugen, aus dem Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 35 35 414 A1 eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, bei der ein Strömungsmittel (Arbeitsgas) für einen Stirlingmotor erhitzt wird, indem Sonnenlicht mittels eines Parabolspiegels in einem das Strömungsmittel führenden Behälter (Zylinder bzw. Erhitzer) fokussiert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere für die Standklimatisierung von Kraftfahrzeugen Energie bereitzustellen, die hinsichtlich des Energiemanagements und des Energieverbrauchs unkritisch ist, also insbesondere den Verbrauch des für den eigentlichen Kraftfahrzeugbetrieb verwendeten Energieträgers reduziert.
Dieses Problem wird durch eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass die Einrichtung dazu eingerichtet und vorgesehen ist, lösbar an einem Kraftfahrzeug befestigt zu werden.
Somit kann beim Stehen des Kraftfahrzeuges zusätzlich (erneuerbare) Energie zur Standklimatisierung des Kraftfahrzeuges bereitgestellt werden, ohne den eigentlichen, zum Antreiben des Kraftfahrzeuges dienenden Energieträger (Benzin, Diesel, Gas, Wasserstoff, Strom, ...) zu verbrauchen.
In einer Variante der Erfindung ist die Einrichtung dazu eingerichtet und vorgesehen, zur Befestigung am Kraftfahrzeug in einen Schiebedachausschnitt des Kraftfahrzeuges geklemmt zu werden. Alternativ hierzu besteht ebenfalls die Möglichkeit, zumindest einen Riemen oder ein sonstiges Befestigungsmittel vorzusehen, mit dessen Hilfe die erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise an einem Kraftfahrzeugfenster, insbesondere in Form einer Windschutzscheibe, festlegbar ist.
Bevorzugt ist der mindestens eine Parabolspiegel aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition bewegbar. So kann der mindestens eine Parabolspiegel beispielsweise nach Art eines Regenschirmes aufspannbar sein, so dass der mindestens eine Parabolspiegel in der Ruheposition möglichst wenig Raum einnimmt und leicht in einem Kraftfahrzeug verstaut werden kann.
Bevorzugt ist der Parabolspiegel so ausgebildet bzw. an der Einrichtung beweglich gelagert, dass er der Sonne nachgeführt werden kann. Hierzu kann die Einrichtung ein Sensormittel zum Sensieren des Standes der Sonne und einen entsprechenden, mit dem mindestens einen Parabolspiegel zusammenwirkenden Antrieb zum automatischen Nachführen des Parabolspiegels aufweisen.
In einer Variante der Erfindung weist die erfindungsgemäße Einrichtung eine Mehrzahl an Parabolspiegel auf sowie einen flexiblen Träger, auf dem jene Parabolspiegel angeordnet sind. Insbesondere ist der Träger faltbar, so dass er in einem kompakten Format im Kraftfahrzeug verstaut werden kann. Bevorzugt ist der Träger dazu eingerichtet und vorgesehen, aufgeblasen zu werden, wobei sich die Parabolspiegel bestimmungsgemäß aufstellen und ausrichten. Dabei kann jener Träger im aufgeblasenen Zustand so gekrümmt sein, dass er dem Oberflächenverlauf einer Windschutzscheibe folgt und daher so auf eine Windschutzscheibe angeordnet werden kann, dass er flächig an dieser anliegt. Insbesondere kann der Träger bzw. die Einrichtung ein Befestigungsmittel aufweisen, z. B. in Form eines Riemens, mittels dessen der Träger an der Windschutzscheibe festgelegt werden kann.
Im Falle einer derart ausgeformten erfindungsgemäßen Anordnung verschattet der bestimmungsgemäß auf der Windschutzscheibe angeordnete Träger zugleich den Innenraum des Kraftfahrzeuges und dient somit zusätzlich mit Vorteil als Sonnenschutz.
Bevorzugt ist jedem der Parabolspiegel ein separater Behälter und/oder Generator zugeordnet, so dass auf dem Träger eine entsprechende Mehrzahl von eigenständigen energieerzeugenden Einrichtungen angeordnet ist.
Bei dem mindestens einen Generator kann es sich insbesondere um einen Stirlingmotor handeln, z. B. nach Art der DE 35 35 414 A1 , oder um eine Turbine bzw. Motor. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Strömungsmittel um Wasser, das beim Erhitzen mittels des mit dem mindestens einen Parabolspiegel fokussierten Sonnenlichts verdampft wird und dem besagten Generator zur Erzeugung elektrischer Energie zugeführt wird.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung und einem Kraftfahrzeug, wobei die besagte Einrichtung mittels eines Befestigungsmittels lösbar an dem Kraftfahrzeug festgelegt ist.
Im Ergebnis wird mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ein einfaches aber effektives System bereitgestellt, mit dessen Hilfe. Sonnenenergie auf günstige Weise zur Stromgewinnung im Stand genutzt werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen bei der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug, mit einem Parabolspiegel in einer Ruheposition;
2 eine schematische Schnittansicht der in der 1 gezeigten Einrichtung, wobei sich der Parabolspiegel in einer Arbeitsposition befindet;
3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
4 eine schematische Schnittansicht eines Kraftfahrzeuges mit daran angeordneten erfindungsgemäßen Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie.
1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine erste Ausführungsform einer Einrichtung 1 zur Erzeugung elektrischer Energie, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, z. B. gemäß 4 lösbar an einem Kraftfahrzeug 40 festgelegt zu werden, so dass die Einrichtung 1 insbesondere beim Stehen des Kraftfahrzeuges (Parken) Energie zur Standklimatisierung des Kraftfahrzeuges 40 liefern kann.
Gemäß 1 weist die Einrichtung 1 einen Spiegel 10 auf, insbesondere in Form eines Parabolspiegels, der dazu ausgebildet ist, solare Strahlung S (Sonnenlicht) in einem Punkt F zu fokussieren (Brennpunkt). Dieser Punkt liegt vorzugsweise innerhalb eines Behälters 100 der Einrichtung 1, der zum Einstrahlen des Sonnenlichtes S teilweise lichtdurchlässig ausgebildet sein kann, wobei in jenem Behälter 100 ein Strömungsmittel 20 angeordnet ist, vorzugsweise Wasser, das durch das fokussierte Sonnenlicht S erhitzt wird, insbesondere verdampft wird. Das Strömungsmittel 20 kann dann im gasförmigen Zustand einem Generator 30 zugeführt werden, z. B. in Form eines (Stirling)-Motors oder einer Turbine, die die kinetische Energie des Gases in elektrische Energie umsetzt. Diese elektrische Energie kann dann im Kraftfahrzeug 40 z. B. zur Standklimatisierung des Kraftfahrzeuges 40 verwendet werden. Hierzu kann die Einrichtung 1 eine Leitungsverbindung (nicht gezeigt) vorsehen, über die die erzeugte elektrische Energie z. B. in ein kraftfahrzeugseitiges Netz eingespeist werden kann, um dort Komponenten des Kraftfahrzeuges 40 zur Verfügung zu stehen.
Gemäß den 1 oder 2 ist die Einrichtung 1 dazu eingerichtet und vorgesehen, in einem Schiebedachsausschnitt 41 eines Kraftfahrzeuges 40 (vgl. 4) festgelegt zu werden. Hierzu kann die Einrichtung 1 ein Befestigungsmittel 60 aufweisen, das an zwei einander gegenüberliegenden Enden jeweils ein Element 60, 61 aufweist, das zum Festklemmen in dem Schiebedachausschnitt 41 (oder einem anderen Ausschnitt des Kraftfahrzeuges 40) mit je einem Randbereich des besagten Ausschnittes 41 zusammenwirkt. Beispielsweise können jene Elemente je einen Randbereich des Ausschnittes 41 im Querschnitt umgreifen. Dabei kann das Schiebedach z. B. so verfahren werden, dass das besagte Befestigungsmittel 60 im Schiebedachausschnitt 41 gemäß 4 festgeklemmt wird. Alternativ hierzu kann das Befestigungsmittel 60 selbst verstellbar ausgebildet sein, um die Einrichtung 1 im Schiebedachausschnitt 41 (oder in einem anderen Ausschnitt) festklemmen zu können.
Weiterhin kann der Parabolspiegel 10 so an einem Träger der Einrichtung 1 bzw. an dem Befestigungsmittel 60 über eine Vorrichtung 70 angelenkt sein (vgl. 1 und 2), dass der Parabolspiegel 10 der Sonne nachgeführt werden kann. Ggf. weist die Einrichtung 1 bzw. die Vorrichtung 70 hierbei ein Sensormittel zum Erfassen des Standes der Sonne auf sowie einen Antrieb (Motor) und ein mit dem Sensormittel zusammenwirkendes Steuermittel zum Ansteuern des Antriebes, so dass der Parabolspiegel 10 ggf. automatisch mittels des Antriebes dem Stand der Sonne nachgeführt werden kann.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung anhand eines schematischen Schnittes durch die Einrichtung 1, die im Unterschied zu den 1 und 2 eine Mehrzahl an Parabolspiegeln 10 aufweist, die jeweils auf einem flexiblen, insbesondere faltbaren, Träger 50 der Einrichtung 1 angeordnet sind. Der Träger 50 ist insbesondere aufblasbar ausgebildet, wobei sich der Träger 50 beim Aufblasen flächig entlang einer Erstreckungsebene bzw. Fläche ausbreitet, die dem Oberflächenverlauf einer Windschutzscheibe 44 des Kraftfahrzeuges 40 (vgl. 4) entspricht, so dass der Träger 50 im aufgeblasenen Zustand flächig an die besagte Windschutzscheibe 44 anlegbar und dort mittels eines Befestigungsmittels lösbar festlegbar ist. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise Riemen 43 umfassen, die beispielsweise zum Festlegen des Trägers 50 bzw. der Einrichtung 1 an der Windschutzscheibe 44 durch vordere Fensterausschnitte des Kraftfahrzeuges 40 geführt werden können, wie es in der 4 angedeutet ist. Natürlich können alternativ oder ergänzend hierzu vorhandene Scheibenwischer zum Festklemmen des Trägers 50 an der Windschutzscheibe 44 verwendet werden. Andere Befestigungsformen mittels Riemen 43 oder dergleichen sind ebenfalls denkbar.
Die einzelnen Parabolspiegel 10 der Einrichtung 1 gemäß 3 sind insbesondere so auf dem Träger 50 angeordnet, dass sie sich beim Aufblasen des Trägers 50 bzw. beim bestimmungsgemäßen flächigen Ausbreiten des Trägers 50 ausrichten und die solare Strahlung S jeweils auf einen zugeordneten Behälter 100 mit darin befindlichen Strömungsmittel 20 lenken können, wobei das erhitzte bzw. verdampfte Strömungsmittel 20 jeweils zur Stromerzeugung einem Generator 30 (siehe oben) zugeführt wird. Somit ist auf dem Träger 50 eine Vielzahl von unabhängigen Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie vorhanden. Es ist natürlich auch denkbar, pro Träger 50 lediglich einen einheitlichen Generator 30 und/oder einen einheitlichen Behälter 100 vorzusehen, die mit einer Mehrheit an Parabolspiegeln 10 auf dem Träger 50 zusammenwirken.
4 zeigt anhand eines schematischen Schnittes durch ein Kraftfahrzeug 40 das Festlegen der erfindungsgemäßen Einrichtungen 1 an einem Kraftfahrzeug, und zwar in einem Schiebedachausschnitt 41 bei einer Einrichtung gemäß den 1 und 2, sowie auf einer Windschutzscheibe 44 des Kraftfahrzeuges 40 bei einer Einrichtung 1 gemäß 3 (siehe jeweils oben).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3535414 A1 [0002, 0013]

Claims

Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, mit: zumindest einem Parabolspiegel (10), der dazu ausgebildet ist, Sonnenlicht (S) auf zumindest einen Behälter (100) eines Strömungsmittels (20) zu fokussieren, so dass das in dem Behälter (100) befindliche Strömungsmittel (20) erhitzt wird, und zumindest einem Generator (30), der dazu ausgebildet ist, mit Hilfe des erhitzten Strömungsmittels (20) elektrische Energie zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, lösbar an einem Kraftfahrzeug (40) befestigt zu werden.
Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) oder der mindestens eine Parabolspiegel (10) dazu ausgebildet ist, zur Befestigung an einem Kraftfahrzeug (40) in einen Schiebedachausschnitt (41) des Kraftfahrzeuges (40) geklemmt zu werden, oder dass die Einrichtung (1) oder der Parabolspiegel (10) dazu ausgebildet ist, mittels zumindest eines Riemens (43) an einem Kraftfahrzeugfenster (44), insbesondere in Form einer Windschutzscheibe, festgelegt zu werden.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parabolspiegel (10) aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition bewegbar, insbesondere aufspannbar ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) eine Mehrzahl an Parabolspiegeln (10) aufweist, die auf einem flexiblen Träger (50) der Einrichtung (1) angeordnet sind.
Einrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (50) dazu ausgebildet ist, aufgeblasen zu werden, wobei sich die Parabolspiegel (10) bestimmungsgemäß aufstellen.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (50) dazu ausgebildet ist, an einer Windschutzscheibe (44) eines Kraftfahrzeuges (40) festgelegt zu werden, insbesondere mittels zumindest eines Riemens (43).
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Parabolspiegel (10) ein separater Behälter (100) und/oder Generator (30) zugeordnet ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Generator (30) ein Stirlingmotor ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Generator (30) eine Turbine ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Strömungsmittel (20) um Wasser handelt.