DE19751521C2

DE19751521C2 - Meteorologiestation zur Erfassung meteorologischer Daten wie Temperatur, solare Einstrahlung und/oder Windgeschwindigkeit an einem solaren Kollektorfeld, oder einem anderen Objekt

Info

Publication number: DE19751521C2
Application number: DE19751521A
Authority: DE
Inventors: Johann Peter Kronthaler; Martin Gut; Thomas Beikircher; Dietmar Grieshaber-Huegle
Original assignee: ZAE Bayern Bayerisches Zentrum fuer Angewandte Energieforschung eV
Current assignee: ZAE Bayern Bayerisches Zentrum fuer Angewandte Energieforschung eV
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: DE19751521A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung meteorologischer Daten wie Temperatur, solare Einstrahlung, Windgeschwindigkeit an einem solaren Kollektorfeld oder an einem sonstigen Objekt, mit einer autarken Stromversorgungseinrichtung und mit einer Einrichtung zur drahtlosen Übertragung der erfaßten meteorologischen Daten zu einem entfernten Ort.

Um beispielsweise den Ertrag einer Solaranlage zu bestimmen, müssen die Wetterdaten, Temperatur, Einstrahlung, Windgeschwindigkeit in der Kollektorebene bekannt sein (ISO 9459). Zur Erfassung dieser Daten müssen geeignete Meßgeräte (z. B. Pyranometer, Temperatursensor und Anemometer) installiert werden. Herkömmlicherweise sind folgende Arbeiten dafür notwendig:

- Befestigen der Meßgeräte auf dem Dach und Ausrichtung in Kollektorebene;
- wetterfeste Kabeleinführung durch die dichte Dachhaut;
- Verlegung der Sensorkabel vom Dach zur Datenerfassung (z. B. Keller), zum Teil mit Mauerdurchbrüchen;
- Netzanschluß herstellen, vorschriftsmäßigen Erdungsanschluß herstellen, Sensorkabel an die Datenerfassung (z. B. PC) anklemmen;
- nach Ende der Messung Abbau der Meßgeräte auf dem Dach, Dach wieder abdichten.

Aus der DE 94 18 486 U1 ist eine Anordnung zur Erfassung meteorologischer Daten bekannt, welche eine autarke Stromversorgungseinrichtung und eine Datenübertragungseinrichtung zur drahtlosen Übertragung der erfaßten meteorologischen Daten zu einem entfernten Ort umfaßt. Weiterhin ist aus der DE 195 45 798 A1 ein Thermometer bekannt, welches mittels eines Saugnapfes an einer glatten Oberfläche zu befestigen ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Erfassung meteorologischer Daten der vorausgesetzten Art zu schaffen, welche mit geringem Aufwand und auf zuverlässige Weise anbringbar und auf einfache Weise wieder entfernbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit dem in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß anstelle einer Vielzahl von Vorarbeiten, die zur Vermessung einer Solaranlage nötig sind, nun nur noch die kompakte Datenerfassungsanordnung an der Glasscheibe beispielsweise des Kollektorfeldes angebracht wird und nach dem Einschalten die Datenerfassung und -weiterleitung voll automatisch erfolgt. Nach Beendigung der Messung kann die Datenerfassungseinrichtung durch einfaches Ausschalten wieder vom Kollektorfeld gelöst werden, und ein sofortiger Einsatz an einer anderen Anlage ist möglich.

Dabei ist durch die Anordnung der Saugnäpfe und die Anbringung der Datenerfassungseinrichtung an dem Tragegestell gewährleistet, daß das zur Einstrahlungserfassung mittels dem auf der Datenerfassungseinrichtung angebrachten Pyranometer automatisch parallel zur Kollektorebene ausgerichtet ist (wichtig für eine aussagefähige Messung) und das Gehäuse über das zu vermessende Kollektorfeld auskragt, womit eine Verschattung des Kollektorfeldes vermieden wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 1.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung bedeutet die Bezugsziffer 6 ein Gehäuse, in welchem die wesentlichen Elemente der Anordnung zur Erfassung meteorologischer Daten untergebracht sind.

Im Gehäuse 6 sind elektronische Bauteile zur Datenspeicherung und Datenübertragung, Betriebsüberwachung, die Vakuumtechnik und ein Akkumulator untergebracht. Zusätzlich zu einem Pyranometer 8 ist auf dem Gehäusedeckel ein photovoltaisches Element 7 zur Stromversorgung der Meteorologiedatenerfassungsanordnung fixiert. Seitlich am Gehäuse befindet sich ein Temperaturelement 5 zur Messung der Temperatur über dem Kollektorfeld.

Das Gehäuse 6 Meteorologiedatenerfassungsanordnung ist an einem Tragerahmen 4 so montiert, daß es sich im angebrachten Zustand außerhalb des Kollektorfeldes befindet, so daß dieses von der Anordnung nicht abgeschattet wird.

An dem Tragerahmen 4 befinden sich Saugnäpfe 3, mit denen der Tragerahmen 4 und damit die Anordnung an der Glasabdeckung 2 des Kollektorfeldes befestigt werden kann. Die Saugnäpfe 3 werden von einer in dem Gehäuse 6 der Anordnung vorgesehenen Unterdruckpumpe mit Unterdruck beaufschlagt, so daß die Anordnung sicher und dauerhaft an der Glasscheibe 2 gehalten wird.

Die Stromversorgung der Meteorologiedatenerfassungsanordnung erfolgt über eine autarke Stromversorgungseinrichtung durch das photovoltaische Element 7, das auf dem Gehäuse 6 fixiert ist.

Die solare Einstrahlung wird mit einem Pyranometer 8, das mit dem Deckel des Gehäuses 6 der Meteorologiestation verbunden ist, gemessen und an ein elektronisches Bauteil zur Datenspeicherung, welches im Gehäuse 6 angebracht ist, weitergeleitet.

Die Temperatur wird mit einem Temperatursensor 5, der seitlich am Gehäuse 6 der Anordnung angebracht ist, gemessen und an ein elektronisches Bauteil zur Datenspeicherung, welches im Gehäuse 6 angebracht ist, weitergeleitet.

Die Windgeschwindigkeit wird mit einem Anemometer 9, das auf dem Tragegestell 4 angebracht ist, gemessen und an ein elektronisches Bauteil zur Datenspeicherung, welches im Gehäuse 6 angebracht ist, weitergeleitet.

Bezugszeichenliste

1

Kollektor

2

Glasscheibe

3

Saugnäpfe

4

Tragegestell

5

Temperatursensor

6

Gehäuse

7

Photovoltaik-Modul

8

Pyranometer

9

Anemometer

Claims

1. Anordnung zur Erfassung meteorologischer Daten wie Temperatur, solare Einstrahlung, Windgeschwindigkeit an einem solaren Kollektorfeld oder an einem sonstigen Objekt, mit einer autarken Stromversorgungseinrichtung und mit einer Einrichtung zur drahtlosen Übertragung der erfaßten meteorologischen Daten zu einem entfernten Ort, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (3, 4) zur Befestigung der Anordnung mittels Saugnäpfen (3) an der Glasscheibe (2) des Kollektorfeldes oder an dem sonstigen Objekt und eine Pumpeinrichtung zur Beaufschlagung der Saugnäpfe (2, 3) mit Unterdruck vorgesehen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (3, 4) ein Tragegestell (4) und an dem Tragegestell (4) angebrachte Saugnäpfe (3) aufweist, und daß das Tragegestell (4) so ausgebildet ist, daß die Anordnung bei Anbringung an einem solaren Kollektorfeld im wesentlichen außerhalb des Raumwinkels angeordnet ist, aus welchem solare Strahlung auf das Kollektorfeld fällt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragegestell (4) aus einem lichtdurchlässigen Material, insbesondere aus Polyacrylglas, hergestellt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung eine von der autarken Stromversorgungseinrichtung der Anordnung versorgte Unterdruck pumpe enthält.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die autarke Stromversorgung eine Solarzellenanordnung (7) und einen Akkumulator enthält.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur automatischen Speicherung der meteorologischen Daten.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Datenspeichereinrichtung einen Mikroprozessor und eine Speichervorrichtung enthält.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung modular aufgebaut ist und um Zusatzmodule zur Erfassung zusätzlicher meteorologischer Daten, wie Luftfeuchte, erweiterbar ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Ladungsüberwachungseinrichtung, welche den Ladezustand und/oder die Akkumulatorspannung der autarken Stromversorgungseinrichtung überwacht und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes sämtliche Verbraucher außer der Vakuumpumpe und der automatischen Datenspeicherung außer Betrieb setzt, um ein Ablösen der Anordnung von der Glasscheibe oder einen Datenverlust zu vermeiden.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet, durch eine Steuereinrichtung zur automatischen Aktivierung und Abschaltung der drahtlosen Datenübertragungseinrichtung, um den Stromverbrauch zu minimieren.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung durch einen Mikroprozessor gebildet ist.