DE20101794U1 - Vorrichtung zur Lagestabilisierung der Absorberfläche eines Sonnenkollektors - Google Patents

Vorrichtung zur Lagestabilisierung der Absorberfläche eines Sonnenkollektors

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Description

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GREEN one TEC Solar-Industrie GmbH. 1804 D
A-9065, Ebental, Kärnten
Vorrichtung zur Lagestabilisierung der Absorberfläche eines
Sonnenkollektors
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagestabilisierung der Absorberfläche eines Sonnenkollektors.
Sonnenkollektoren bestehen aus einem Gehäuse, in dem die Absorberfläche witterungsgeschützt eingebettet ist. Innerhalb des Gehäusebodens befinden sich randseitig umlaufende Abstützungen für die Profilleisten, welche die Glasabdeckung halten. Innerhalb der Abstützungen, welche üblicherweise bei dachintegrierten Sonnenkollektoren aus Holzstaffeln bestehen, liegt auf dem Gehäuseboden eine Isolierungsmatte, aufweicher die Absorberfläche aufliegt. Zwischen der Absorberfläche und der Glasabdeckung befindet sich ein Luftraum. Die Höhe dieses Luftraumes wird so gewählt, dass eine optimale Energieausbeute der eindringenden Sonnenstrahlung erfolgen kann.
Wird der Abstand zwischen der Absorberfläche und der Glasabdeckung zu groß eingestellt, so kommt es zu einer unerwünscht starken Konvektion im Luftraum, wodurch der Kollektoroberfläche unnötig viel Wärme entzogen wird. Ist jedoch der Abstand zu gering, so kann es ebenfalls zu empfindlichen Einbußen beim Wirkungsgrad kommen.
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Die Absorberfläche besteht aus einem Absorberblech, welches mit den darunter liegenden Registerrohren verbunden ist. Abhängig von der Fläche des Kollektors neigt das Absorberblech bei starker Wärmeeinstrahlung durch Wärmeausdehnung dazu, sich zu wölben. Durch diese Wölbung kommt es zu einer Änderung im Abstand zwischen der Absorberfläche und der Glasabdeckung, welche bis zur Berührung mit der Glasabdeckung fuhren kann. In diesem Fall kommt es zu einer Wärmebrücke vom Absorberblech zur Glasabdeckung und der Wirkungsgrad der Anlage sinkt. Darüber hinaus wirken sich Unregelmäßigkeiten des Abstandes negativ auf das gesamte Erscheinungsbild aus.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, welche den hohen thermischen Belastungen zwischen dem Absorberblech und der Glasabdeckung stand hält und einen Energieverlust durch Wölbung der Absorberfläche verhindert, indem die Wölbung der Absorberfläche bei starker Wärmeeinstrahlung zuverlässig verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, welche die technischen Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.
Hierin stellt Fig. 1 einen Großflächen-Sonnenkollektor mit einer Absorberfläche von 10 m2 dar.
In Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Sonnenkollektor entlang der Linie A-A dargestellt.
Schnitte entlang der Linien B-B, C-C und D-D sind in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab abgebildet.
Fig. 4 stellt einen nochmals vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3 dar.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Das eingekreiste Detail aus Fig. 5 ist in Vergrößerung in Fig. 6 dargestellt.
Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Sonnenkollektoren können mit modernen Fertigungsmethoden zunehmend großflächiger gebaut werden, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei kostenintensive und die zur Verfugung stehende Gesamtfläche reduzierende Verbindungen von einzelnen Sonnenkollektoren weitgehend vermieden oder zumindest spürbar reduziert werden können. Für Großanlagen sind bereits Sonnenkollektoren mit Absorberflächen von bis zulO m2 keine Seltenheit.
Bei Flächen, die größer als etwa 2 m2 sind, wird dabei die Glasabdeckung aus mehreren Glasplatten 1 zusammengesetzt, welche mit zusätzlichen Halteprofilen 2, welche senkrecht über die Fläche des Sonnenkollektors verlaufen, gehalten werden. Darunter befindet sich, wie in Fig. 2 ersichtlich, die einstückig ausgebildete Absorberfläche, bestehend aus einem hochselektiv beschichteten Absorberblech 3, den Registerrohren 4 und den Sammelrohren 5, welche über Anschlüsse 6 mit dem nächsten Sonnenkollektor oder periphären Einrichtungen verbunden werden.
Der Absorber befindet sich in einem Gehäuse, welches sich aus der Gehäuseboden 7, den randseitig verlaufenden Abstandhaltern 8, den Halteprofilen 9, 10, 11 und 2, sowie der Glasabdeckung 1 zusammensetzt. Zwischen der Gehäuseboden 7 und den Registerrohren 4 bzw. dem Absorberblech 3 befindet sich eine Isolierschicht, welche üblicherweise aus Randisolierungen 12 und Mittelisolierung 13 zusammengesetzt ist.
Bei starker Erwärmung wölbt sich das Absorberblech 3 zur Glasabdeckung 1 hin, was abhängig von der Fläche des Absorberbleches 3 und der Temperatur - bis zur Berührung beider Teile führen kann. Um dies zu verhindern, wird, wie in Fig. 3, im Schnitt entlang der Linie C-C dargestellt, zwischen das Absorberblech 3 und dem Halteprofil 11 eine Stützleiste 14 gesetzt. Sie verläuft quer zu den Registerrohren 4.
Um die Lagestabilisierung der Absorberfläche zuverlässig zu gewährleisten, d.h. eine Wölbung in die entgegengesetzte Richtung zu vermeiden, ist eine Abstützung 15 vorgesehen, welche entlang der Stützleiste 14 verläuft und zwischen dem Gehäuseboden 7 und der Isolierung 13 liegt.
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Eine zusätzliche Sicherheit bei der Lagestabilisierung der Absorberfläche wird durch randseitig verlaufende Abstandhalter 16, welche den Abstand zwischen den Sammelrohren und der Glasabdeckung fixieren, erzielt.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, besteht eine erfindungsgemäße Stützleiste 14 im Querschnitt gesehen beispielsweise aus vier senkrechten Abschnitten 17, 17' und 18, 18', sowie drei waagrechten Abschnitten 19, 19', 20. Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Stützleiste nicht auf diese Ausgestaltungsform beschränkt, sondern es sind vielfache Profilierungen der Stützleiste denkbar. Um die Möglichkeit des Wärmeverlustes vom Absorberblech über die Stützleiste jedoch gering zu halten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Berührungsfläche der Stützleiste mit dem Absorberblech geringer ist als ihre Standfläche.
Die waagrechten Abschnitte 19 und 19' weisen entlang ihrer Längserstreckung mindestens zwei clipsförmig ausgebildete Erhebungen 21 auf, welche zur Befestigung eines Halteprofiles 22 für zwei nebeneinander liegende Glasabdeckungen 1 dient.
Entlang der Stützleiste 14 sind zwischen den beiden inneren senkrechten Abschnitten 18 und 18' mehrere Querstreben 23 als Versteifungselemente vorhanden.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Lagestabilisierung der Absorberfläche eines Sonnenkollektors, bestehend aus einer Stützleiste (14), welche auf dem Absorberblech (3) aufliegt und quer zu den Registerrohren (4) verläuft und einer Abstützung (15), welche entlang der Stützleiste (14) verläuft und zwischen dem Gehäuseboden (7) und der Isolierung (13) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützleiste (14) aus einem thermostabilen Kunststoffmaterial gefertigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützleiste (14) profiliert ausgeführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche der Stützleiste (14) auf dem Absorberblech (3) geringer ist als ihre Standfläche.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützleiste (14) nur randseitig auf dem Absorberblech (3) aufliegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützleiste (14) zumindest zwei endseitige Befestigungsstellen (21) für die Befestigung eines Halteprofiles (22) für zwei nebeneinander liegende Glasabdeckungen (1) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Befestigung des Halteprofiles (22) auf der Stützleiste (14) Stege (21) vorgesehen sind, welche entsprechende Ausnehmungen im Halteprofil (22) durchgreifen. .
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (21) profiliert ausgeführt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stegen (21) bevorzugt endseitig schwach elastische Vorsprünge (24) vorgesehen sind, an welchen das Halteprofil (22) einrastet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützleiste (14) im Querschnitt gesehen aus vier senkrechten (17, 17', 18, 18') und drei waagrechten (19, 19', 20) Abschnitten besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere waagrechte Abschnitt (20) der Stützleiste (14) breiter ist, als die randseitig verlaufenden waagrechten Abschnitte (19, 19').
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere waagrechte Abschnitt (20) der Stützleiste (14) von dem Absorberblech (3) beabstandet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Stützleiste (14) zwischen den beiden inneren senkrechten Abschnitten (18, 18') mehrere Querstreben (23) als Versteifungselemente vorhanden sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung (15) aus einem Vierkantholz besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass randseitig verlaufende Abstandhalter (16) den Abstand zwischen den Sammelrohren (5) und der Glasabdeckung (1) fixieren.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die randseitig verlaufenden Abstandhalter (16) keilförmig ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die randseitig verlaufenden Abstandhalter (16) aus einem thermostabilen Kunststoffmaterial gefertigt ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10324457A1 (de) * 2003-06-02 2004-12-30 Waldemar Reinke Sonnenkollektor mit Membrane
WO2011060754A3 (de) * 2009-11-21 2012-05-24 Juwi R & D Research Development Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur befestigung eines solarmoduls

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