DE10318535A1 - Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie, bestehend aus einem turmartigen Gehäuse 1 mit Rahmen, dem horizontalen und den vertikalen Solarkollektoren 2, innenliegendem Luftwärmetauscher 5, Ventilator 7 und dem Speicher 6. Das Gehäuse 1 verfügt im unteren Bereich über einen Lufteinlass 3 und einen Luftauslass 4. Um das Gehäuse 1 befindet sich ein ringförmig angeordneter Reflektor 8.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie.
• Es ist bekannt, aus der Solarstrahlung mit Sonnenkollektoren und Absorbern Wärmeenergie zu gewinnen. Wasser/Luft-Wärmetauscher in Verbindung mit Wärmepumpen werden zur Gewinnung von Wärmeenergie aus der Außenluft eingesetzt.
• Sonnenkollektoren und Absorber dienen meistens zur Brauchwasserbereitung und Unterstützung der Raumheizung. Die Einsparung an Primärenergie für die Brauchwasserbereitung beträgt bis 60% und für die Raumheizung etwa 5–10%. Sonnenkollektoren und Absorber benötigen für einen größeren Ertrag von Wärmeenergie große und nach Süden ausgerichtete Flächen mit einer günstigen Neigung zum Sonnenstand. Die starke Abhängigkeit die Wärmeertrages von der direkten Solarstrahlung führt zu Mehr- und Minderleistungen im Vergleich zum tatsächlichen Wärmebedarf. Hohe Betriebstemperaturen führen bei Sonnenkollektoren zu beträchtlichen Eigenverlusten. Der Einsatz von Wärmepumpen in Verbindung mit Sonnenkollektoren ist wegen des stark schwankenden Primärenergieaufkommens nicht zweckmäßig. Wegen der niedrigen Betriebstemperatur werden Absorber vorzugsweise für die Schwimmbadheizung eingesetzt. Der spezifische Flächenertrag von Absorbern ist u.a, wegen der hohen Eigenverluste gering.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie aufzuzeigen, die Solarstrahlung effektiv und mit hohem Ertrag bei geringem Investitionsaufwand nutzt.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie dadurch gelöst, dass an einem turmartigen Gehäuse mit vorzugsweise rechteckigen Grundriss im oberen Bereich die Seitenflächen und das Dach als Solarkollektoren ausgebildet sind. Im unteren Drittel der Vorrichtung ist großflächig ein Luftwärmetauscher angeordnet. Im oberen Drittel der Vorrichtung befindet sich ein Ventilator, welcher über einen Kanal die erwärmte Außenluft dem Luftwärmetauscher zuführt. Unmittelbar oberhalb des Luftwärmetauschers unter den Solarkollektoren sind die Öffnungen für den Eintritt der Außenluft in die Vorrichtung. Die Außenluft nimmt an den Absorberflächen die Wärmeenergie aus der Solarstrahlung auf. Nach dem Luftwärmetauscher tritt die abgekühlte Luft unterhalb des Luftwärmetauschers über Öffnungen aus der Vorrichtung aus. Im Bereich der Solarkollektoren verhindert im Stillstand des Ventilators der zwischen den vertikalen Solarkollektoren und dem Kanal zur Luftführung ausgebildete Luftsifon eine Auskühlung der Vorrichtung durch thermische Zirkulation. Die hinter den Solarkollektoren angeordneten Wärmespeicher nehmen beim Stillstand des Ventilators anfallende Wärmeenergie aus Solarstrahlung auf und speichern diese zwischen. Ein um das turmartige Gehäuse ringförmig angeordneter Reflektor leitet den Solarkollektoren zusätzliche Solarstrahlung zu. Der Reflektor bildet ab der Höhe der Trennlinie zwischen den Luftein- und Luftaustrittsöffnungen am turmartigen Gehäuse einen Schacht zur Führung der Außenluft entgegen der natürlichen Thermik und verhindert Wärmeverluste durch einen Schornsteineffekt. Die abgekühlte Außenluft tritt unterhalb des Reflektors aus.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt
• 1 einen Schnitt durch das turmartige Gehäuse,
• 2 eine Ansicht des turmartigen Gehäuses mit Reflektor,
• 3 eine Draufsicht.
• 1 zeigt einen Schnitt durch das turmartige Gehäuse 1 der Vorrichtung mit dem Rahmen , dem horizontalen und den vertikalen Solarkollektoren 2, dem Lufteinlass 3, dem Luftauslass 4, dem Luftwärmetauscher 5 und dem Speicher 6. Die Außenluft strömt über den Lufteinlass 3 in das turmartige Gehäuse 1 und erwärmt sich an den Solarkollektoren 2. Die erwärmte Außenluft wird vom Ventilator 7 angesaugt, über den Luftwärmetauscher 5, der die Wärmeenergie entzieht, geleitet und abgekühlt über den Luftauslass 4 ins Freie geblasen. Ist der Ventilator 7 nicht im Betrieb, wird die anfallende Solarstrahlung vom Speicher 6 zwischengespeichert.
• 2 zeigt eine Ansicht des turmartigen Gehäuses 1 mit dem Reflektor 8, Schnitt. Die Außenluft strömt von oben in den vom Reflektor 8 gebildeten Schacht und tritt unterhalb des Reflektors 8 abgekühlt ins Freie. Abstrahlungsverluste der Solarkollektoren 2 werden weitestgehend vermieden. Der Solarstrahlungsgewinn mit dem Reflektor 8 erhöht den spezifischen Wärmegewinn der Solarkollektoren 2.
• 3 zeigt eine Draufsicht auf das turmartige Gehäuse 1 mit dem Reflektor 8.

1

Gehäuse

2

Solarkollektoren

3

Lufteinlass

4

Luftauslass

5

Luftwärmetauscher

6

Speicher

7

Ventilator

8

Reflektor

9

Verbindungskanal

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Gewinnung von Solarenergie dadurch gekennzeichnet, dass das von einem schachtbildenden Reflektor 8 umgebene turmartige Gehäuse 1, in dem sich im oberen Drittel ein Ventilator 7 sowie im unteren Drittel ein Luftwärmetauscher 5 befinden und diese mit dem Verbindungskanal 9 einen Luftsifon ausbilden, mit Solarkollektoren 2 als Oberfläche versehen ist und der Lufteinlass 3 sich unmittelbar über bzw. der Luftauslass 4 unter dem Luftwärmetauscher 5 befinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich hinter den Solarkollektoren 2 der Speicher 6 befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor 8 oberhalb des Luftauslasses 4 des Gehäuses 1 angeordnet ist.