DE102011011805B4

DE102011011805B4 - Abrollende Parabolspiegelrinne

Info

Publication number: DE102011011805B4
Application number: DE102011011805A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2031-02-19
Also published as: DE102011011805A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Parabolspiegelrinne (1), die auf einem darunter liegenden Abrollkörper (2) rollend bewegbar ist. Der Abrollkörper (2) und die Parabolspiegelrinne (1) sind zueinander gekrümmt ausgebildet. Zwischen der Parabolspiegelrinne (1) und dem Abrollkörper (2) ist eine Kontaktzone ausgebildet, die mit formschlüssig ineinander greifenden Bauteilen (3) ausgestattet ist. Dadurch werden die zum Bewegen der Parabolspiegelrinne (1) notwendigen Kräfte minimiert und bleiben unabhängig von der Schwenklage der Rinne klein.

Description

Die abrollende Parabolspiegelrinne ist Hauptbestandteil der Gruppe der solarthermischen Kraftwerke, bei denen die Sonnenenergie durch Reflexion direkt in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die spezielle Bauform lässt nahezu jede erdenkliche Baugröße und auch schwere Baumaterialien zu, da das Gewicht der Rinnen, die üblicherweise dem Stand der Sonne durch Schwenken folgen, durch die erfindungsgemäße Lagerung keine großen Schwenk- und Haltekräfte hervorruft und entsprechend den Gewichten und Windkräften ausgelegte, sonst notwendige Schwenklager, nicht benötigt werden.
Stand der Technik:
Nahezu alle derzeit bekannten Bauformen basieren auf Spiegelrinnen, die in Leichtbauweise, z. B. GFK, Aluminium, Gitterstrukturen, gebaut sind und an den Seiten an Stützpfeilern aufgehängt werden. Dabei lastet das gesamte Gewicht der Spiegelrinne auf den Lagerpunkten. Diese Konstruktion lässt den Einsatz von schweren Baumaterialien wie Beton nicht zu. Dabei ist gerade dieser durch seine geringen Kosten, die einfache Fertigung und die Langlebigkeit nahezu ideal geeignet.
Daneben sind Konstruktionen bekannt, bei denen eine drehbare Lagerung eines Bauteils gegenüber einem Träger beschrieben ist. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2006 036 608 A1 eine Kollektorröhre, die gegenüber einem Verteiler drehbar gelagert ist. Die Lagerung der Röhren erfolgt beispielsweise durch Wälz- oder Gleitlager.
In der FR 2 754 592 A1 wird eine Konstruktion beschrieben, bei der ein gekrümmtes Stützprofil auf einer waagrechten Abrollschiene gelagert ist. Hierbei lastet, wie auch bei den anderen bekannten Konstruktionen, das gesamte Gewicht der Rinne auf den Lagerpunkten. Der Einsatz von schweren Baumaterialien, wie beispielsweise Beton, wäre nicht oder nur sehr schwer umsetzbar.
Die Aufgabe:
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Parabolspiegelrinne bereitzustellen, bei der die zum Bewegen der Parabolspiegelrinne notwendigen Kräfte minimiert werden und unabhängig von der Schwenklage der Rinne klein bleiben.
Die Lösung:
An diesem Punkt kommt die spezielle Konstruktion der abrollenden Parabolspiegelrinne zum Einsatz. Das Prinzip basiert auf einem physikalischen Phänomen, bei dem sich die Kraft, die benötigt wird, um eine halbrunde Rinne aufzurichten, freigesetzt wird durch das nach unten-Rollen auf einem halbrundförmigen Abrollkörper. Diese beiden Kräfte heben sich nahezu auf, so dass die Spiegelrinne, egal wie groß oder schwer sie ist, mit geringem Kraftaufwand in jede Position gebracht werden kann. Dadurch, dass das Gewicht der Rinne auf einem massiven Abrollkörper lastet, der dieses wiederum auf ein darunter liegendes Fundament ableitet, werden die Lagerstellen der Konstruktion nicht belastet. Es gibt eine Vielzahl von möglichen Bauformen, die jedoch alle nach demselben Prinzip arbeiten. So können Ketten, Seile, Streben, Stangen und Verzahnungen als Verbindungs- und Antriebselemente dienen. Die beigefügten Zeichnungen und Skizzen stellen nur einen Teil der möglichen Konstruktionen und Anwendungsmöglichkeiten dar.
Die Vorteile gegenüber der herkömmlichen Bauform:
Der größte Vorteil ist die Möglichkeit, mehr als 90 Prozent der Bauteile aus Beton fertigen zu können. Darüber hinaus sind die schnelle und einfache Montage der Bauteile, die sehr übersichtliche Menge an benötigten Bauteilen (Baukastenprinzip), die Robustheit und Langlebigkeit der Anlage, z. B. kein Verziehen durch Temperatureinflüsse oder Stürme, Unempfindlichkeit gegenüber Blitzschlägen, Hagel, starkem Regen und Bränden weitere Vorteile. Selbst Anschläge und Erdbeben dürften nur geringen Schaden anrichten.
Von Vorteil sind ebenfalls die schnelle Bauzeit und das Fertigen der Bauteile vor Ort, um die Transportwege so gering wie möglich zu halten. Wird dazu noch ein Schienensystem mit Transport der Rinnenelemente auf einem Spezialfahrzeug (ausgestattet mit hydraulischem Hebemechanismus) verwendet, kann der Aufbau noch weiter rationalisiert werden.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung 1 erläutert:
Auf Zeichnung 1 ist die Parabolspiegelrinne (1) auf dem Abrollkörper (2) dargestellt. Durch die Krümmung des Abrollkörpers (2), der das Gewicht der Parabolspiegelrinne (1) trägt, wird das Moment, das die Parabolspiegelrinne normalerweise immer in die waagerechte Ausgangslage zurückrollen lässt, durch ein entgegengerichtetes Abrollmoment kompensiert. Dadurch sind nur noch geringfügige Rollreibungsmomente zum Bewegen der Rinne aufzubringen. Die Kontaktzone zwischen der Parabolspiegelrinne (1) und dem Abrollkörper (2) kann durch formschlüssig ineinander greifende Bauteile (3) ausgestattet sein, so dass ein unbeabsichtigtes Rutschen der Parabolspiegelrinne (1) auf dem Abrollkörper (2) verhindert wird. Das Verbindungsteil (4) hält in diesem Beispiel Teil (1) und Teil (2) zusammen.

Claims

Parabolspiegelrinne (1), die auf wenigstens einem darunter liegenden Abrollkörper (2), der das Gewicht der Parabolspiegelrinne (1) trägt, rollend bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkörper (2) und die Parabolspiegelrinne (1) zueinander gekrümmt sind und zwischen der Parabolspiegelrinne (1) und dem Abrollkörper (2) eine Kontaktzone ausgebildet ist, die mit formschlüssig ineinander greifenden Bauteilen (3) ausgestattet ist.
Parabolspiegelrinne (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Baustoff für die Konstruktion Beton eingesetzt ist.
Parabolspiegelrinne (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkörper (2) und die Parabolspiegelrinne (1) halbrundförmig ausgestaltet sind.
Parabolspiegelrinne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsteil (4) den Abrollkörper (2) und die Parabolspiegelrinne (1) zusammenhält.
Parabolspiegelrinne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Bauteilen (3) um eine Führungsschiene mit Verzahnung handelt.
Parabolspiegelrinne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzone zum Abrollen der Parabolspiegelrinne (1) auf dem Abrollkörper (2) zwischen den Verbindungspunkten X1 und X2 ausgebildet ist, wobei die Parabolspiegelrinne (1) entlang der Achse P1–P2 schwenkbar ist.
Parabolspiegelrinne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Abrollkörper (2) um ein Gebäude handelt.
Parabolspiegelrinne (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Parabolspiegelrinne (1) auf mehreren Abrollkörpern (2) gelagert ist.