DE10237925A1

DE10237925A1 - Solarsystem zum Erwärmen und Speichern von Wasser

Info

Publication number: DE10237925A1
Application number: DE10237925A
Authority: DE
Inventors: Juergen Kleinwaechter
Original assignee: WINDBAUM FORSCHUNGS und ENTWIC
Current assignee: WINDBAUM FORSCHUNGS und ENTWIC
Priority date: 2002-02-03
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2003-08-21
Also published as: DE20212730U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Solarsystem zum Erwärmen und Speichern von Wasser. DOLLAR A Um bei zuverlässiger Dichtheit und einfacher Produzierbarkeit Warmwasser mit hohem Wirkungsgrad in einer konstanten, wählbaren Temperatur zur Verfügung zu stellen, wird ein Solarsystem zum Speichern und Erwärmen von Wasser vorgeschlagen, bei dem das Solarsystem einen Speicherkasten und eine in dem Speicherkasten angeordnete Folie aufweist, wobei die Folie auf dem Wasser aufschwimmt. DOLLAR A Darüber hinaus werden im Wesentlichen eine Spiegelanordnung, eine Wärmedämmung und eine Entkeimungseinrichtung vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Solarsystem zum Erwärmen und Speichern von Wasser.
Insbesondere im Bereich der Haustechnik stellt sich häufig die Aufgabe, das aus der Kaltwasserzuleitung zur Verfügung gestellte Wasser für die Nutzung im Haus als Warmwasser zur Verfügung zu stellen. Neben konventionellen Systemen, die mit Strom, Gas oder Öl das Wasser in Heizeinrichtungen erwärmen und entsprechend hohe Verluste in Kauf nehmen müssen, stellen sich vermehrt auch alternative Systeme, die mit sehr hohen Wirkungsgraden Energie aus regenerativen Quellen hierzu nutzen. Vorneweg seien hier solarthermische Systeme genannt.
Im Bereich der solarthermischen Systeme sind verschiedene, als Speicherkollektoren bezeichnete, Anordnungen bekannt, die es gestatten, in kompakter Weise mittels eines Speichers mit einem an dessen Oberfläche angebrachten Solarkollektor warmes Wasser zu erzeugen und zu speichern. Eine spezielle Speicherkollektoranordnung wird in der EP 0 219 566 B1 vorgestellt. Hier wird das Kaltwasser in einen im Wesentlichen aus einer Kunststofffolie bestehenden Beutel geleitet und dort erwärmt. Der Beutel hat ein variables Füllvolumen und ist an seiner Oberseite transparent sowie an seiner Unterseite schwarz eingefärbt. Das zu erwärmende Wasser strömt diskontinuierlich über ein temperaturgesteuertes Ventil in das Innere des Polymerbeutels. Der das Eingangsventil steuernde Temperatursensor misst dabei die Temperatur des Wassers im Absorberbeutel. Über eine einstellbare Zieltemperatur kann auf diese Weise dafür gesorgt werden, dass der beschriebene Speicherkollektor unter Volumenzunahme Warmwasser einer gewünschten Temperatur erzeugt. Der ultraviolette Anteil des einfallenden Solarspektrums ist außerdem in der Lage, einen großen Teil der im Wasser befindlichen Bakterien und Viren abzutöten.
Es ist zu beachten, dass sich während des Betriebs Luft im Absorberbeutel abscheidet. Diese stammt teils aus mit der Wasserzuleitung eingetragener Luft, teils aus Ausgasung des Wassers. Die Luftblasen steigen hierbei im Wasser nach oben bis zur Beutelfolie auf und sammeln sich dort. Bei einem hohen Füllstand im Absorberbeutel nimmt dieser eine Meniskusform an, so dass sich die Blasen alle zum obersten Punkt des Meniskus' bewegen und dort über eine vorgesehene Entlüftungsleitung entweichen können.
Bei niedrigeren Füllständen nimmt der Beutel jedoch keine Meniskusform an, sondern behält eine unausgeprägte Form bei, in der sich viele kleinere Lufttaschen ausbilden, in denen die Luft verbleibt. Eine unvermeidlich hierauf resultierende Kondensatbildung an der Innenseite der Beuteloberfläche führt zu einer wesentlichen Wirkungsgradminderung.
Zudem ist die Fertigung eines solchen Absorberbeutels insbesondere in Bezug auf eine zuverlässige Dichtheit sehr aufwendig. Besonders im Falle der nur schwer zu verarbeitenden, chemisch quasi inerten Fluorpolymerfolien, die sich aufgrund ihrer Materialeigenschaften für den Betrieb des Beutels anbieten, ist die Fertigung problematisch, da aufwendige Spezialschweißanlagen zum Einsatz kommen müssen und zudem das Aufbringen der dunklen Absorberschicht an der Innenseite des Beutels kompliziert und teuer ist. Insofern sind gerade die in die Schläuche zu integrierenden Zu- und Ableitungen besondere Schwachstellen.
Klassische Solarkollektoren weisen hingegen eine andere Anordnung auf, bei der an der Oberseite schwarze, strahlungsabsorbierende, nach oben hin transparent abgedeckte Absorber eingesetzt werden, das Wasser speichernde Element besteht dann aus gut isolierten Behältern festen Volumens. Diese können verhältnismäßig einfach hergestellt und sehr zuverlässig abgedichtet zur Verfügung gestellt werden. Auch der Anschluss von Zu- und Ableitung kann mit großer Zuverlässigkeit erfolgen.
Da die Speicherelemente jedoch ein festes Volumen haben, ist auch das Verhältnis von Kollektoroberfläche und Speichervolumen konstant. Die klassischen Solarkollektoren können daher nicht in ihrer Temperatur geregelt werden, das produzierte Warmwasser muss nach der Entnahme aus dem Kollektor durch Mischen gekühlt oder durch eine Fremdenergiequelle nachgeheizt werden. Hierdurch geht dem System in der Bilanz viel Energie verloren.
Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein System zu entwickeln, welches es ermöglicht, unter Verwendung eines zuverlässig dichten Speicherkastens Wasser mittels Sonnenenergie zu erwärmen und zu speichern, und dieses Wasser dann mit einer gewünschten Zieltemperatur dem System zu entnehmen.
Diese Aufgabe löst ein Solarsystem zum Erwärmen und Speichern von Wasser, wobei das Solarsystem einen Speicherkasten und eine in dem Speicherkasten angeordnete Folie aufweist, die auf dem Wasser aufschwimmt.
Die eigentliche Wassersammel- und Wasserspeicherfunktion übernimmt hierbei der Speicherkasten. Dieser kann mit einfachen Mitteln zuverlässig hergestellt werden. Auch die notwendigen Anschlüsse an den Speicherkasten bergen keine große Gefahr, dass der Speicherkollektor undicht wird. Das Wasser bleibt jedoch nicht in einem volumenfesten Speicher. Vielmehr wird die Oberfläche des Wassers durch eine flexible Folie begrenzt. Es bietet sich hierbei an, die Folie so zuzuschneiden, dass sie sich im wasserlosen Zustand an der Innenkontur des Speicherkastens anlegt. Wenn über den im Speicherkasten angeordneten Zulauf Wasser in den Kasten läuft, schwimmt die Folie plan auf der Wasseroberfläche auf. Hierdurch wird ein Wasserspeicher variablen Volumens geschaffen, der es mittels einer vorbekannten Zu- und Ablaufregulierung, wie sie beispielsweise aus der EP 0 219 566 bekannt ist, ermöglicht, Warmwasser in einer gewünschten Zieltemperatur direkt zu entnehmen.
Das Solarsystem ist dabei vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Folie transparent ist. Unter einer transparenten Folie soll hier verstanden werden, dass die Folie neben dem sichtbaren und infraroten Solarspektrum auch die natürliche UV-Strahlung durchlässt. Hierdurch wird es ermöglicht, dass die Gesamtstrahlung in das Innere des Speicherkastens eindringt und durch das Wasser läuft, bis sie auf die innere Wandung des Speicherkastens stößt. Die Sonnenstrahlung gibt somit ihre Energie nicht an der Oberfläche des gespeicherten Wassers ab, sondern durchdringt das zu erwärmende Wasser. Ein Teil (der Infrarotanteil) des Spektrums wird in der Masse des Wassers selbst absorbiert, der Rest wird an der dunklen Wasserunterseite in Wärme gewandelt. Bei den meisten geometrischen Ausgestaltungen des Speicherkastens wird hierdurch eine größere Absorberfläche und damit Wärmetauschfläche erreicht, als dies bei einer Wärmeabgabe an der Oberfläche des Wassers der Fall wäre.
Mit sehr großem Vorteil kann sich das Solarsystem auch dadurch auszeichnen, dass der Speicherkasten in einem Innenbereich geschwärzt ist. Eine schwarze Oberfläche wirkt in besonderem Maße strahlungsabsorbierend und heizt sich daher unter Bestrahlung mit Sonnenlicht sehr stark auf, sodass Energie zum Erwärmen des Wassers gewonnen wird.
Besonders großen Vorteil kann das Solarsystem dadurch erreichen, dass die Folie transparent ist und zudem der Speicherkasten in einem Innenbereich geschwärzt ist. Hierdurch werden die beschriebenen Vorteile erfolgreich miteinander kombiniert.
Unabhängig hiervon empfiehlt es sich, dass der Speicherkasten an einer Innenwand einen Spiegel aufweist. Die im Solarsystem ankommende Sonnenstrahlung unterliegt dem Kosinusgesetz der Absorbtion, die absorbierte Energiemenge ist also proportional der Absorbtionsfläche und proportional dem Kosinus des Strahlungseinfallswinkels zwischen der Flächennormalen und der Einstrahlrichtung. Wenn der Absorber horizontal angeordnet ist, fällt der größte Teil der Strahlung schräg auf den Absorber ein. Eine vorteilhafte Energieausbeute kann erreicht werden, wenn das Solarsystem so ausgerichtet installiert ist, dass eine Innenwand des Speicherkastens nach Süden gerichtet und diese Wand als strahlungsreflektierender Spiegel ausgebildet ist.
Es versteht sich, dass die Anordnung eines verstärkenden Spiegels in der genannten Art auch für sich genommen vorteilhaft und erfinderisch ist.
Um die Wärmeenergie des erwärmten Wassers daran zu hindern, durch die Folie in das umgebende Medium abzuwandern, ist es sehr vorteilhaft, wenn auf der Folie eine transparente Wärmedämmschicht angeordnet ist. Unter einer transparenten Wärmedämmschicht soll hier verstanden werden, dass diese für einfallendes Sonnenlicht transparent und auch für UV-Strahlung durchlässig ist. Hierdurch kann die Gesamtstrahlung durch die Wärmedämmschicht hindurch zur Folie gelangen. Dies ist insbesondere unabhängig davon, ob die schwimmende Folie die Strahlung absorbiert oder ob die Folie transparent ausgebildet ist und die Strahlung das Wasser durchdringen kann und erst dann absorbiert wird.
Die Wärmedämmschicht zeichnet sich vorteilhafterweise dadurch aus, dass sie für Infrarotrückstrahlung schwarz ist. Hierdurch wird eine Wärmeabstrahlung des unter der Wärmedämmschicht liegenden heißen Wassers bestmöglich verhindert.
Unabhängig hiervon empfiehlt es sich, dass die Wärmedämmschicht senkrechte, wabenähnliche Strukturen aufweist. Luftgefüllte Wabenstrukturen haben sich zur thermischen Dämmung sehr bewährt. Bei einer Dimensionierung der Waben ist darauf zu achten, dass selbst bei 100°C warmer Luft in der Wabe noch keine nennenswerte Luftkonvention auftritt.
Die transparente Wärmedämmschicht bewirkt eine signifikante Verbesserung der Wirkung des Solarsystems. Es versteht sich, dass die Anordnung einer transparenten Wärmedämmschicht in der beschriebenen Form auch für sich genommen vorteilhaft und erfinderisch ist.
In einer bevorzugten Variante des Solarsystems weist der Speicherkasten Entlüftungskanäle auf. In der eingangs beschriebenen Weise sammelt sich Luft im Speicherraum des Wassers, was den Wirkungsgrad des Solarsystems erheblich verschlechtern kann. Dem Sammeln von Luft ist daher dadurch vorzubeugen, dass in dem Speicherkasten Entlüftungskanäle, durch welche die im Inneren des Speicherkastens entstandene Luft entweichen kann, vorgesehen sind.
Ebenfalls von großem Vorteil für eine zuverlässige Verhinderung von Luftansammlungen unter der Folie ist es, wenn die Folie zu Rändern hin kontinuierlich ansteigt. Als Ränder werden hier bei einer nicht am Speicherkasten befestigten Folie die Folienräder verstanden. Wenn die Folie am Speicherkasten gehalten wird, wird als Rand der Folie die Grenze verstanden, an der die Folie nicht mehr frei auf dem Wasser aufschwimmt, sondern an dem Speicherkasten befestigt ist. Wenn die Folie zu den Rändern hin kontinuierlich ansteigt, strömen entstehende Luftblasen permanent zu diesen Rändern hinauf. Der gesamte mittlere Folienbereich bleibt dann ohne die schädlichen Lufttaschen.
In einer bevorzugten Variante ist das Solarsystem dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Speicherkastens ein Klemmprofil zum Halten der Folie umläuft. Es ist bei der Erfindung bevorzugt, dass die Folie im Inneren des Speicherkastens gehalten wird. Hierzu bietet sich das umlaufende Klemmprofil an, in das der Rand der Folie eingeklemmt werden kann.
Alternativ und kumulativ ist es vorteilhaft, wenn im Wasser ein photokatalytisch wirkendes System zur Entkeimung angeordnet ist. In vielen Fällen stellt es einen Vorteil dar, wenn das gewonnene Warmwasser Trinkwasserqualität aufweist. Dies macht es einerseits möglich, auf teuere Wärmetauscher auf der Nutzerseite grundsätzlich zu verzichten, andererseits kann das erfindungsgemäße System auch primär als solares Wasserentkeimungsgerät eingesetzt werden. Dies ist insbesondere für die zahlreichen sonnigen Gebiete der Erde wichtig, in denen sauberes Trinkwasser fehlt.
Es ist nachgewiesen worden, dass die natürliche, durch ein flaches Gewässer dringende UV-Strahlung dieses weitgehend keimfrei machen kann. Dieser an sich sehr erfreuliche Effekt kann jedoch nicht mit letzter Sicherheit garantiert werden, da die Einstrahlungsbedingungen variieren. Erfindungsgemäß wird daher zusätzlich zur natürlichen Lichtentkeimung ein zweites, photokatalytisch wirkendes, System eingesetzt.
Mit besonderer Eignung kann das System zur Entkeimung Textilbahnen mit einer TiO₂-Beschichtung aufweisen. Beim Auftreffen von Sonnenlicht aus dem UV-Spektrum und dem sichtbaren Spektrum entstehen rund um die beschichteten Bahnen Hydroxyl (OH)-Ionen, die die Bakterien und Viren, mit denen sie in Berührung kommen, abtöten. Hierdurch wird eine Entkeimung des erwärmten Wassers mit großer Sicherheit gewährleistet.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einem Schnitt schematisch einen vorbekannten Speicherkollektor mit einem volumenvariablen Polymerbeutel,
Fig. 2 in einer Skizze das Entlüftungsprinzip eines eher gefüllten Folienbeutels nach Fig. 1,
Fig. 3 in einer Skizze schematisch einen Polymerbeutel nach Fig. 1 mit geringerem Füllstand und schädlicher Luftaschenbildung,
Fig. 4 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Solarsystem,
Fig. 5 die Wirkungsweise eines erfindungsgemäß angebrachten Spiegels,
Fig. 6 das Solarsystem mit einer erfindungsgemäßen Wärmedämmschicht,
Fig. 7 in einem Diagramm die Wirkungsweise der natürlichen Lichtentkeimung und
Fig. 8 die Anordnung eines erfindungsgemäßen Systems zur Entkeimung des gespeicherten Wassers.
Der in Fig. 1 gezeigte Speicherkollektor 1 stellt eine Ausführungsvariante des in der EP 0 219 566 B1 offenbarten Systems dar. Dieses besteht im Wesentlichen aus einem Polymerbeutel 3, in dessen Innenraum 4 sich das zu speichernde und zu erwärmende Wasser 5 befindet. Mit sich veränderndem Füllstand des Polymerbeutels 3 verändert auch die Oberseite 6 des Polymerbeutels 3 im Prinzip entlang der Schwellrichtung 7 ihre Lage. Durch die Oberseite 6 fällt UV-Strahlung 61 ein und wird auf der geschwärzten Unterseite 8 des Polymerbeutels 3 absorbiert. Die hierdurch gewonnene Energie erwärmt das Wasser 5 im Inneren des Polymerbeutels 3, was vom Temperatursensor 9 registriert wird. Dieser ist mit einem Temperaturregler 10 über eine Leitung 11 verbunden, so dass bei Überschreiten der Zieltemperatur 12 vom Einlassventil 13 Kaltwasser 14 dem Polymerbeutel 3 zugeführt wird, bis der Temperatursensor 9 eine Wassertemperatur feststellt, die um ein bestimmtes Maß unterhalb der Zieltemperatur 12 liegt. Durch den Wasserauslass 15 kann dadurch permanent Wasser in der gewünschten Zieltemperatur 12 aus dem Speicherkollektor 1 entnommen werden.
Das Entlüftungsprinzip des Polymerbeutels 3 ist Fig. 2 dargestellt. Nachdem Luft 16 aus dem Wasser 17 im Polymerbeutel 18 ausgeschieden ist, sammelt sich diese oberhalb des Wasserspiegels 20 an der Oberseite 19 des Polymerbeutels 18. Hierdurch kann sich bei einfallender Sonnenstrahlung vom Wasserspiegel 20 verdunstendes Wasser an der Innenseite 21 der Oberseite 19 des Polymerbeutels 18 niederschlagen und den Wirkungsgrad des Gesamtsystems stark herabsetzen. Um dies zu vermeiden, ist die Entlüftung 22 an der höchsten Stelle der Oberseite 19 angeordnet, so dass nach Entweichen der Luft 16 durch die Entlüftung 22 die Oberseite 19 des Polymerbeutels 18 auf dem Wasserspiegel 20 aufliegen wird.
Dass das in Fig. 2 beschriebene Entlüftungssystem nur bei einem hohen Füllstand zuverlässig funktioniert, ist in Fig. 3 dargestellt. Hier ist ein nur gering befüllter Polymerbeutel 23 gezeigt, in dem Wasser 24 bis zum Wasserspiegel 25 steht. Aufgrund des geringen Füllstands nimmt der Polymerbeutel 23 eine ausgeprägt flächige Form an. Die ausgeschiedene Luft 26a, b, c, d, e, f sammelt sich in vielen kleinen Lufttaschen 27a, b, c, d, e, f. Eine aus Fig. 2 bekannte Entlüftung 22 ist hier nicht dargestellt, da sie im Allgemeinen nur eine der Lufttaschen 27a, b, c, d, e, f entlüften könnte und somit das Problem der Kondenswasserbildung kaum gelöst wird.
Fig. 4 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Solarsystem 28. Das Solarsystem 28 besteht im Wesentlichen aus dem Speicherkasten 29 mit einem Boden 30 und einer Wandung 31 sowie der transparenten Folie 32. Im gezeigten Beispiel weist der Speicherkasten 29 zudem einen Deckel 33 auf, der die Gesamtstrahlung inklusive dem UV-Anteil durchlässt. An der Innenseite der Wandung 31 läuft eine Klemmnut 34 um, in der die Ränder 35 der transparenten Folie 32 eingeklemmt sind. Die transparente Folie 32 schwimmt auf dem Wasser 36 im größten Teil des Speicherkastens 29 auf.
In der dargestellten Ausführungsvariante liegt in der Mitte der transparenten Folie 32 ein Gewicht 37. Zudem liegen Randgewichte 38a, b im eher der Wandung 31 nahen Teil der transparenten Folie 32. Die Querschnittsform der transparenten Folie 32 wird sich im gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Gewicht 37 und den Randgewichten 38a, b immer so ausbilden, dass die transparente Folie 32 an der Auflagestelle des Gewichtes 37 ihren tiefsten Punkt annimmt und zu den Randgewichten 38a, b hin aufsteigt, von wo sie zu der Klemmnut 34 läuft. Etwaige aus dem Wasser 36 ausscheidende Luft läuft daher zwangsweise an der Schwimmfläche 39 der transparenten Folie 32 entlang nach außen, also in Richtung der Wandung 31, wo sie sich im Luftraum 40 sammelt und über Entlüftungsröhrchen 41 nach außen entweichen kann.
Der Boden 30 des Speicherkastens 29 sowie die Wandungen 31 sind an ihren nach Innen gerichteten Seiten geschwärzt, um die Sonnenstrahlung in möglichst hohem Maße zu absorbieren.
Über das Zulaufsystem 41 und einen Temperaturfühler, der in Fig. 4 nicht dargestellt ist, kann so auf oben beschriebene Weise Kaltwasser 42 zugeführt und an der Entnahmeleitung 43 Warmwasser entnommen werden, wobei durch die Erfindung ein konstant hoher Wirkungsgrad gewährleistet bleibt.
In der möglichen Ausgestaltungsvariante, die in Fig. 5 gezeigt ist, weist die Wandung 31' des erfindungsgemäßen Solarsystems 28' an der Innenseite 44 einen Spiegel 45 auf, der das unter dem Winkel 46 schräg einfallende Sonnenlicht 47 zum Boden 30' des Speicherkastens 29' hin reflektiert. Mit zunehmendem Winkel 46, also mit tiefer stehender Sonne, fällt zunehmend weniger Sonnenlicht 47 über die Wandungen des Speicherkastens 29' hinweg zum Boden 30' auf direktem Weg ein. Durch die Anbringung eines Spiegels 45 an der Innenseite 44 der Wandung 31' wird jedoch bei zunehmendem Winkel 46 auch gleichzeitig mehr Sonnenlicht 47 zum Boden 30' reflektiert, was eine höhere Energieausbeute gewährleistet.
Das gezeigte Prinzip mit Anordnung eines Spiegels 45 im Inneren eines Speicherkastens 29' ist auch für sich genommen erfindungswesentlich und sogar ohne Verwendung einer erfindungsgemäßen Folienanordnung 49 vorteilhaft. Dabei kann sich der Spiegel 45 auch über die gesamte Höhe der Wandung 31 oder auch über weitere Wandungen erstrecken.
Um die Ausbeute des einfallenden Sonnenlichts 47 weiter zu optimieren, ist die Wandung 31' des Speicherkastens 29' gegenüber der restlichen Umrandung, die hier nicht dargestellt ist, erhöht, so dass der Rand 48 im Wesentlichen die höchste Stelle des Speicherkastens 29' darstellt. Der Deckel 33', der auf der Wandung 31' und der nicht dargestellten Umrandung aufliegt, ist entsprechend schräg angeordnet.
Fig. 6 zeigt in einem weiteren Vorschlag das Solarsystem 28'', bei dem oberhalb der transparenten Folie 32'' eine Wärmedämmschicht 50 aufliegt. Die Wärmedämmschicht 50 ist UV-transparent, sodass einfallendes Sonnenlicht 47' durch die Wärmedämmschicht 50 und die transparente Folie 32'' hindurch zum geschwärzten Boden 30'' gelangen kann. Der Speicherkasten 29'' hat zwar in der gezeigten Ausführung der Fig. 6 ebenfalls die erhöhte Wandung 31'', deren Innenseite 44' bei Aufweisen eines Spiegels 45 insbesondere durch Ausrichtung nach Süden die gezeigten Vorteile erreichen kann, die Anordnung einer Wärmedämmschicht 50 ist jedoch auch ohne Anordnung eines Spiegels zum Reflektieren von einfallender Strahlung vorteilhaft und auch erfindungswesentlich. Insbesondere kann eine Wärmedämmschicht auch die Aufgabe der Gewichte aus den Fig. 4 und 5 übernehmen.
Im gezeigten Beispiel sind die senkrechten Waben 51 zur Veranschaulichung relativ groß dargestellt. Bei der konstruktiven Ausbildung der Wärmedämmschicht 50 sind die Waben 51 zur Optimierung der Dämmung möglichst groß auszulegen, aber noch so klein, dass im Inneren der Waben 51 keine nennenswerte Luftkonvektion auftritt. Bei Auftreten einer Luftkonvektion würde der Wärmefluss zwischen dem Wasser 36'' und der Außenluft 52, deren Temperatur durch den Deckel 33'' im Allgemeinen nur wenig zum Luftbereich 53 des Speicherkastens 29'' hin isoliert wird, gefördert.
Die große Bedeutung einer hohen Temperatur für die Entkeimungswirkung im Wasser durch natürliche UV-Bestrahlung zeigt in Fig. 7 das Diagramm 54. Über der Zeitachse 55 sind die Verläufe der Temperatur 56 und der Konzentration 57 an fäkalen Kolibakterien im Wasser dargestellt. Mit ansteigender Temperatur 56 von 56a auf 56b nimmt die Bakterienkonzentration 57 nach einem kurzen Anstieg von 57a auf 57b deutlich zur Konzentration 57c hin ab. In der dargestellten Versuchauswertung beträgt die Konzentration 57 nach circa drei Stunden Entkeimungszeit nur noch ein Einhunderttausendstel der anfänglichen Konzentration 57a. Auf die gezeigte Weise lässt sich Warmwasser in Trinkwasserqualität bereitstellen.
Fig. 8 zeigt in einer alternativen Ausführungsvariante des Solarsystems 28'' die Anordnung von textilen Streifen 58 im Wasser 36''. Die textilen Streifen 58 haben eine dünne, fotokatalytisch wirkende TiO₂-Beschichtung, durch die beim Auftreffen von Sonnenlicht aus dem UV- und sichtbaren Spektrum rund um die Streifen 58 Hydroxyl-Ionen entstehen, die die Bakterien und Viren, mit denen sie in Berührung kommen, abtöten.
Im gezeigten Beispiel sind die textilen Streifen 58 mit Gewichten 59 auf dem Boden 30'' des Speicherkastens 29''' aufgelegt und weisen an ihren anderen Enden befestigte Auftriebskörper 60 auf, so dass die flexiblen Textilstreifen 58 algenähnlich nach oben ausgerichtet sind.
Da Konvektion beim Abtöten der Bakterien eine Rolle spielt, werden die Textilstreifen 58 bevorzugt so ausgerechnet, dass beim Ein- und Auslassen des Wassers 36''' in den Speicherkasten 29''' die auftretende Konvektionsströmung mitgenutzt wird.
Die Anordnung von textilen Streifen mit einer TiO₂-Beschichtung ist auch für sich genommen erfindungswesentlich und auch ohne Zusammenwirkung mit den anderen vorgeschlagenen Varianten der Erfindung vorteilhaft.

Claims

1. Solarsystem zum Erwärmen und Speichern von Wasser, wobei das Solarsystem einen Speicherkasten und eine in dem Speicherkasten angeordnete Folie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie auf dem Wasser aufschwimmt.

2. Solarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie transparent ist.

3. Solarsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkasten in einem Innenbereich geschwärzt ist.

4. Solarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkasten an einer Innenwand einen Spiegel aufweist.

5. Solarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Folie eine transparente Wärmedämmschicht angeordnet ist.

6. Solarsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht für Infrarotrückstrahlung schwarz ist.

7. Solarsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht senkrechte, wabenähnliche Strukturen aufweist.

8. Solarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherkasten Entlüftungskanäle aufweist.

9. Solarsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie zu Rändern hin kontinuierlich ansteigt.

10. Solarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Speicherkastens ein Klemmprofil zum Halten der Folie umläuft.

11. Solarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasser ein photokatalytisch wirkendes System zur Entkeimung angeordnet ist.

12. Solarsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Entkeimung Textilbahnen mit einer TiO₂-Beschichtung aufweist.