DE102011100795A1

DE102011100795A1 - Sonnenkollektor

Info

Publication number: DE102011100795A1
Application number: DE102011100795A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2013-02-07

Abstract

Sonnenkollektor (1), umfassend zumindest ein Gefäß (2) zur Aufnahme eines fließfähigen Mediums, zumindest eine optische Einrichtung (3) zur Bündelung von Lichtstrahlen (10), wobei die optische Einrichtung (3) derart relativ zum Gefäß angeordnet ist, dass ein Brennpunkt (9) der optischen Einrichtung (3) in Überdeckung mit zumindest Teilen des Gefäßes (2) ist, wobei die optische Einrichtung (3) durch eine teilweise lichtdurchlässige Abdeckung (12) von der Umwelt abgetrennt ist, durch die Lichtstrahlen (10) hindurchtreten, wobei die lichtdurchlässige Abtrennung (12) eine Beschichtung (13) aufweist, welche ein Lichteintritt begünstigt, aber einen Lichtaustritt verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor.
Ein derartiger Sonnenkollektor ist in der DE 26 17 605 A1 gezeigt. Dieser umfasst Linsen, durch die Licht gebündelt auf ein Rohr fällt. Darin wird ein Fluid erhitzt. Eine Turbine wird durch das erhitzte Fluid angetrieben.
Aus der bislang unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2010 051 892.1 ist ein Sonnenkollektor bekannt, wobei eine optische Einrichtung zur Bündelung von Lichtstrahlen vorgesehen ist. Ein Brennpunkt der optischen Einrichtung ist in Überdeckung mit Teilen eines Gefäßes zur Aufnahme eines fließfähigen Mediums.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Sonnenkollektor bereitzustellen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch einen Sonnenkollektor nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Sonnenkollektor umfasst zumindest ein Gefäß zur Aufnahme eines fließfähigen Mediums, zumindest eine optische Einrichtung zur Bündelung von Lichtstrahlen, wobei die optische Einrichtung derart relativ zum Gefäß angeordnet ist, dass ein Brennpunkt der optischen Einrichtung in Überdeckung mit zumindest Teilen des Gefäßes ist. In dem Gefäß kann ein zu erwärmendes Fluid gelagert oder gefördert werden. Die teilweise lichtdurchlässige Abdeckung lässt Licht nach innen durch, verhindert aber weitgehend, dass Licht von innen nach außen austritt. Hierdurch kann der Wirkungsgrad verbessert werden, da ein „Lichtverlust” und damit ein Energieverlust verringert werden kann.
Vorzugsweise ist der Brennpunkt mit Teilen des Gefäßes in Überdeckung, die das fließfähige Medium enthalten. Hierdurch kann gewährleistet sein, dass speziell das fließfähige Medium erwärmt wird. Vorzugsweise ist dabei der Brennpunkt innerhalb des fließfähigen Mediums angeordnet. Unter einem fließfähigen Medium ist insbesondere eine Flüssigkeit gemeint, die Wärme aufnehmen kann.
Vorzugsweise ist die optische Einrichtung drehbar und/oder verschiebbar innerhalb des Sonnenkollektors angeordnet. Hierdurch kann sich die Möglichkeit einer Nachstellbarkeit ergeben, wodurch der Brennpunkt in Abhängigkeit des Verlaufs der Lichteinfall verlagert werden kann. Der Sonnenkollektor kann an unterschiedliche Einfallswinkel des Lichtes während des Tagesverlaufs angepasst werden. Vorzugsweise umfasst die optische Einrichtung eine Linse und einen Reflektor, wobei eines der Gefäße im Wesentlichen zwischen der Linse und dem Reflektor angeordnet ist. Die Linse und der Reflektor sind vorzugsweise fest miteinander verbunden. Durch die Kombination von Linse und Reflektor können einfallende Lichtstrahlen besonders gut gebündelt und auf einen Brennpunkt innerhalb des Gefäßes fokussiert werden. Die nutzbare Fläche kann besonders gut ausgenutzt werden, wodurch der Wirkungsgrad des Sonnenkollektors erhöht werden kann.
Vorzugsweise sind Gefäße vorgesehen, die eine Mehrzahl von Rohrleitungen aufweisen, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Jeder der Rohrleitungen ist zumindest eine optische Einrichtung zugeordnet. Durch die parallele Ausrichtung kann sich eine gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes ergeben. Die parallele Ausrichtung der Rohrleitungen kann ermöglichen, dass Linsen bzw. Reflektoren parallel zueinander ausgerichtet werden und damit platzsparend angeordnet werden können.
Vorzugsweise weist dabei der Sonnenkollektor zumindest eine Schubstange auf, die mittels jeweils einer Gelenkanbindung mit einer Vielzahl von optischen Einrichtungen verbunden ist. Die Gelenkanbindung ist beabstandet zu einer Drehachse der jeweils zugeordneten optischen Einrichtung angeordnet. Die Schubstange kann auf mechanisch einfache Art und Weise ein Nachstellen, insbesondere ein Nachstellen der Winkelausrichtung, der optischen Einrichtung bewirken.
Vorzugsweise ist die Schubstange im Wesentlichen quer zur Ausrichtung eines als Rohrleitung ausgebildeten Gefäßes angeordnet. Hierdurch kann sich ergeben, dass die Schubstange zur Ausrichtung oder Nachstellung von mehreren optischen Einrichtungen verwendet werden kann. Die Schubstange kann in einfacher Weise ein Verdrehen und/oder Verschieben der optischen Einrichtung um eine Drehachse parallel zur Rohrleitung bewirken. Vorzugsweise stimmt eine Drehachse der optischen Einrichtung im Wesentlichen mit einer Rohrachse eines als Rohrleitung ausgebildeten Gefäßes überein. Der Aufbau der Anordnung kann dadurch vereinfacht werden, da die Rohrleitung zugleich als Lagerung für die optische Einrichtung verwendet werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert, hierin zeigt
1 einen erfindungsgemäßen Sonnenkollektor

a) in Draufsicht,
b) im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A;

2 eine Weiterbildung des Sonnenkollektors nach 1

a) in Draufsicht,
b) im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B.

In 1 ist ein Sonnenkollektor 1 in einer ersten Ausführung gezeigt. Dieser umfasst eine Rohrleitung 2, die innerhalb eines Gehäuses 4 angeordnet ist und nach außen weisende Anschlussstutzen hat. An einer Seite der Rohrleitung 2 sind Linsen 5 angeordnet, die einfallende Lichtstrahlen 10 bündeln und auf einen Brennpunkt 9 fokussieren, der innerhalb der Rohrleitung 2 angeordnet ist. Die Linse 5 stellt jeweils eine optische Einrichtung 3 dar.
An einer der Linse 5 gegenüberliegenden Seite ist am Sonnenkollektor eine Isolierschicht 11 vorgesehen, die weitgehend verhindert, dass Wärme ungenutzt nach außen entweicht.
In 2 ist eine Weiterbildung des Sonnenkollektors 1 gezeigt. Der Sonnenkollektor 1 umfasst mehrere parallel zueinander verlaufende Rohrleitungen 2 als Gefäße. Um die Rohrleitung 2 sind jeweils optische Einrichtungen 3 angeordnet, die an einer dem Lichteinfall zugewandten Seite jeweils eine Linse 5 und einer dem Lichteinfall abgewandten Seite einen Reflektor 6 umfassen. Die Linse 5 sowie der Reflektor 6 sind an einem gemeinsamen Gehäuse 4 der optischen Einrichtung 3 miteinander fest verbunden. Die Lichtstrahlen 10 werden sowohl von der Linse 5 als auch von dem Reflektor 6 auf einen Brennpunkt 9 fokussiert, der innerhalb der Rohrleitung 2 angeordnet ist. Es ist eine Schubstange 8 vorgesehen, die über eine Gelenkanbindung 7 mit der optischen Einrichtung 3 drehbar verbunden ist. Es ist ersichtlich, dass sich bei einem Verschieben der Schubstange 8 nach links oder rechts (2b) die optische Einrichtung 3 um eine Drehachse A dreht, wobei die Drehachse A mit eine Rohrachse der Rohrleitung 2 identisch ist. Hierdurch kann die Linse 5 sowie der Reflektor 6 an einen geänderten Lichteinfallswinkel angepasst werden. Über nicht dargestellte Lagermittel ist das Gehäuse 4 auf der Rohrleitung 2 drehbar gelagert. Dabei ist eine Abdeckung 12 vorgesehen durch die Lichtstrahlen 10 hindurchtreten. Eine Beschichtung auf der Innenseite 13 der ermöglicht zwar, dass die Lichtstrahlen weitgehend ungehindert durch die Abdeckung 12 hindruchtreten können; zugleich bewirkt die Beschichtung aber auch, dass Lichtstrahlen aus dem Inneren des Sonnenkollektors nur vermindert nach außen treten können, wodurch Energieverluste reduziert werden können. Die Beschichtung kann durch eine halbdurchlässige Verspiegelung gebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Sonnenkollektor
2: Rohrleitung
3: optische Einrichtung
4: Gehäuse
5: Linse
6: Reflektor
7: Gelenk
8: Schubstange
9: Brennpunkt
10: Lichtstrahlen
11: Isolierschicht
12: Abdeckung
13: Beschichtung
A: Achse

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 2617605 A1 [0002]
DE 102010051892 [0003]

Claims

Sonnenkollektor (1), umfassend zumindest ein Gefäß (2) zur Aufnahme eines fließfähigen Mediums, zumindest eine optische Einrichtung (3) zur Bündelung von Lichtstrahlen (10), wobei die optische Einrichtung (3) derart relativ zum Gefäß angeordnet ist, dass ein Brennpunkt (9) der optischen Einrichtung (3) in Überdeckung mit zumindest Teilen des Gefäßes (2) ist, wobei die optische Einrichtung (3) durch eine teilweise lichtdurchlässige Abdeckung (12) von der Umwelt abgetrennt ist, durch die Lichtstrahlen (10) hindurchtreten, wobei die lichtdurchlässige Abtrennung (12) eine Beschichtung (13) aufweist, welche ein Lichteintritt begünstigt, aber einen Lichtaustritt verhindert.
Sonnenkollektor (1) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennpunkt (9) mit Teilen des Gefäßes (2) in Überdeckung ist, die das fließfähige Medium enthalten.
Sonnenkollektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennpunkt (9) innerhalb des fließfähigen Mediums angeordnet ist.
Sonnenkollektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (3) drehbar und/oder verschiebbar innerhalb des Sonnenkollektors (1) angeordnet ist.
Sonnenkollektor (1) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung eine Linse (5) und einen Reflektor (6) umfasst, wobei eines der Gefäße (2) im Wesentlichen zwischen der Linse (5) und dem Reflektor (6) angeordnet ist, wobei die Linse (5) und der Reflektor (6) fest miteinander verbunden sind.
Sonnenkollektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefäße eine Mehrzahl von Rohrleitungen (2) umfassen, die parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei jeder Rohrleitung (2) zumindest eine optische Einrichtung (3) zugeordnet ist.
Sonnenkollektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schubstange (8) mit einer Mehrzahl von optischen Einrichtungen (3) mittels jeweils einer Gelenkanbindung (7) verbunden ist, wobei die Gelenkanbindung (7) beabstandet zu einer Drehachse der optischen Einrichtung (3) angeordnet ist.
Sonnenkollektor (1) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (8) im Wesentlichen quer zur Ausrichtung eines als Rohrleitung (2) ausgebildeten Gefäßes bewegbar ist.
Sonnenkollektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse (A) der optischen Einrichtung (3) im Wesentlichen mit einer Rohrachse (A) eines als Rohrleitung (2) ausgebildeten Gefäßes übereinstimmt.