DE19545301A1 - Verfahren zur Verstellung einer Solarspiegelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs.

Es ist bereits bekannt, entweder den Spiegel für sich allein oder zusammen mit dem Solarzellenmodul oder dem Kollektor zu verstellen. Dabei handelt es sich nicht um die bekannte Sonnennachführung, die gerade ver­ mieden werden soll. Vielmehr erfolgt diese bekannte Verstellung etwa einmal im Monat, um sich dem geänderten Sonnenstand anzupassen. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß auch ein Teil der Streustrahlung, insbesondere durch die etwa horizontal liegende Spiegelfläche abgelenkt wird und somit zur Verstärkung der Globalstrahlung infolge der Verstärkung des diffusen Anteils beiträgt (DE 36 00 881).

Dies hat sich besonders im Hochsommer als richtig erwiesen, wenn der Winkel zwischen dem Boden und dem Modul oder Kollektor groß und der Winkel zwischen dem Spiegel und dem Modul oder Kollektor klein ist. Wenn dagegen im Winter und in den Übergangszeiten die Verhältnisse umgekehrt sind, wird die diffuse Strahlung weniger erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der er­ wähnten Art so zu verbessern, daß die diffuse Strahlung auch im Winter und in den Übergangszeiten im möglichst gleichen Umfang erhöht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs vorgesehen.

Dadurch tritt die überraschende Wirkung ein, daß die diffuse Strahlung auch in diesem Falle genauso verstärkt wird wie im Hochsommer. Experten sind auch heute noch der Meinung, daß sich die diffuse Strahlung über­ haupt nicht verstärken ließe, aus theoretischen Gründen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung:

Es ist bekannt, daß die Verstellung hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder von Hand erfolgen kann. Dies muß daher nicht im einzelnen darge­ stellt werden. Wenn die Verstellung nur der Spiegel für sich allein vor­ genommen wird, ist die Schwenkachse zwischen dem Modul oder Kollektor und dem Spiegel in der Regel in der Ost-Westrichtung angeordnet. Man spricht daher auch von Ober- und Unterspiegel, in der Literatur heißt es manchmal auch "Kopf- und Fußspiegel", was aber genau dasselbe bedeutet.

Nach dem Stand der Technik wird dabei die Verstellung so vorgenommen, daß sie z. B. einmal im Monat erfolgt, damit eine Beschattung vor allem der Module oder Kollektoren durch die Spiegel infolge der direkten Sonneneinstrahlung nicht erfolgen kann. Bekanntlich ist hierbei, d. h. bei der direkten Sonneneinstrahlung, der Einfallswinkel immer gleich dem Ausfallswinkel. Dadurch läßt sich sowohl der Zeitpunkt der Ver­ stellung als auch der Winkel berechnen.

Das ist aber bei der diffusen Strahlung und auch bei dem diffusen Anteil der Globalstrahlung nicht der Fall. Theoretisch wirkt die diffuse Strahlung vielmehr allseitig völlig gleichmäßig, weshalb auch heute noch manche Wissenschaftler der Meinung sind, daß sie sich nicht konzentrieren ließe. Indessen ist durch die Erfindung nachgewiesen, daß bei einem verhält­ nismäßig kleinem Winkel zwischen dem Modul oder Kollektor und dem Spiegel eine Reflexion der diffusen Strahlung möglich ist.

Dies ist nach dem Stand der Technik im Hochsommer immer der Fall, weil zu dieser Zeit der Winkel zum Zwecke der Reflexion der direkten Stah­ lung sowieso verhältnismäßig klein sein muß.

Anders ist es dagegen im Winter. Zu dieser Zeit muß in Europa z. B. der Spiegel nicht nur horizontal zum Boden angeordnet sein, sondern sogar im kleinen negativen Winkel zum Boden.

Dabei ist die Reflexion des diffusen Anteils oder der reinen diffusen Strahlung nur in geringem Umfang vorhanden.

Erfindungsgemäß kann dies dadurch behoben werden, daß bei vorwiegend diffuser Einstrahlung im Winter oder in den Übergangszeiten die Sommer­ stellung der Spiegel mit einem großen Winkel gegenüber dem horizontalen Boden eingestellt wird.

Das bedeutet, daß die Sommerstellung im Winter einstellt wird, wenn das Wetter trüb ist.

Bekanntlich ist das in Mitteleuropa besonders in den Monaten November und Dezember oft der Fall. Insgesamt beträgt bei uns der Anteil der diffusen Strahlung an der Globalstrahlung über ein ganzes Jahr 55%.

Die überraschende Wirkung besteht nun darin, daß durch die Maßnahme auch im Winter etwa die gleiche Verstärkung der diffusen Strahlung wie im Sommer erreicht wird.

Das ist durch zahlreiche Versuche nachgewiesen und reproduzierbar. Wenn das Wetter so trüb ist, daß die Sonne nicht zu sehen ist, kann man davon ausgehen, daß die Einstrahlung vorwiegend diffus ist. Das kann, wie bisher von Hand vorgenommen werden, weshalb ein Darstellung im Einzelnen entfallen kann.

Es ist aber auch die bekannte kraftbetätigte Verstellung möglich und zwar auch vollautomatisch. Hierzu kann ein bekannter Wetterfühler nützlich sein, der die erfindungsgemäße Verstellung immer dann einleitet, wenn das Wetter umschlägt. Das ist dem Fachmann ebenfalls verständlich ohne eine Darstellung im einzelnen.

Gemäß der Erfindung kann man also im Winter die Sommerstellung stehen lassen, solange das Wetter trüb ist. Nur bei Sonnenschein ist eine Verstellung in die erwähnte Winterstellung erforderlich, um die direkte Sonnenein­ strahlung zu reflektieren. Es ist nicht so, daß dabei der diffuse An­ teil überhaupt nicht reflektiert würde, aber er ist wesentlich geringer, wie die Versuche eindeutig ergeben haben.

Claims (1)

1. Verfahren zur Verstellung einer Solarspiegelvorrichtung, bei der mindestens ein Unterspiegel an der Unterkante des Solarzellenmoduls oder des Kollektors schwenkbar und feststellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorwiegend diffuser Sonneneinstrahlung im Winter oder in den Übergangsjahreszeiten die Sommerstellung mit einem großen Winkel gegenüber dem horizontalen Boden eingestellt wird.