DE20200004U1 - Sonnenkollektor zur thermischen Solarenergiegewinnung - Google Patents
Sonnenkollektor zur thermischen SolarenergiegewinnungInfo
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Claims (19)
1. Sonnenkollektor, insbesondere zur Warmwasser- und Warmluft
aufheizung, wobei in jeder Konstellation der Sonne zu dem Son
nenkollektor (8) eine optimierte Energiegewinnung aus Sonnen
wärme und Sonnenlicht erfolgt und bei dem der das Wärmeübertra
gungsfluid (19) führende Kanal (20), dem sowohl ein Zulauf (17) als
auch ein Rücklauf (18) für das Wärmeübertragungsfluid (19) zuge
ordnet ist, in einem Gehäuse (13) angeordnet ist, dessen Seiten-
und Stirnwände (14, 15) sowie dessen Boden (16) vorzugsweise
aus einem wärmedämmenden Material und dessen Abdeckung (24)
aus einem transparenten, die Sonnenstrahlung durchlassenden
Material bestehen, wobei dem das Wärmeübertragungsfluid (19)
führenden Kanal (20) ein die Strahlungsenergie der Sonne in Wär
meenergie umwandelnder, die Sonnenstrahlung möglichst vollstän
dig absorbierende Oberfläche aufweisender Absorber zugeordnet
ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der das Wärmeübertragungsfluid (19) führende Kanal (20) auf
seiner der aus einer transparenten, die Sonnenstrahlung durchlas
senden Material bestehenden Abdeckung (24) zugerichteten Seite
halbkugelförmig ausgebildet ist und an seiner äußeren, der transpa
renten Abdeckung (24) zugerichteten Oberfläche eine Absorptions
schicht (21) besitzt.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmestrahlung der Sonne (4) innerhalb des Sonnenkol
lektors (8) in allen Ebenen eine 90°-Einstrahlungsposition gegen
übersteht, die ausgehend von einem Auftreffen der Wärmestrahlung
in einem Wellenlängenbereich (λ) von im Wesentlichen 0,3 bis etwa
3 µm auf eine hohe wärmeleitfähige Einstrahlungsfläche, bei λ
gleich oder größer als 380 W/(K.m), auf unter 90° optimiert ist, wo
bei die unter 90° optimierte Wärmeeinstrahlung durch die hohe
Wärmeleitfähigkeit der Einstrahlungsfläche schnell auf das Wärme
übertragungsfluid (19) innerhalb des Sonnenkollektors (8) weiter
geleitet wird.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die halbkugelförmig ausgebildete, an ihrer äußeren Oberflä
che eine Absorptionsschicht (21) besitzende Komponente (22) des
das Wärmeübertragungsfluid (19) führenden Kanals (20) einen
Wärmeleitwert (X) besitzt, der gleich oder größer 380 W/(K.m) ist.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die halbkugelförmig ausgebildete, an ihrer äußeren Oberflä
che eine Absorptionsschicht (21) besitzende Komponente (22) eine
Schwarzverchromung oder eine Tinax-Beschichtung besitzt.
5. Sonnenkollektor nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der das Wärmeübertragungsfluid (19) führende Kanal (20) aus
mindestens zwei halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer äußeren
Oberfläche eine Absorptionsschicht (21) besitzenden, gleichartigen
Komponenten (22) besteht, die zu einem Kollektormodul (9, 10, 11)
zusammengefasst sind.
6. Sonnenkollektor nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeübertragungsfluid (19) führende Kanal (20) einku
gelig ausgeführt ist und auf der äußeren Oberfläche eine Absorbti
onsschicht (21) trägt.
7. Sonnenkollektor nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der das Wärmeübertragungsfluoid (19) führende Kanal (20)
eine eiförmige Geometrie aufweist und auf der äußeren Oberfläche
eine Absorptionsschicht (21) trägt.
8. Sonnenkollektor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei mindestens zwei halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer
äußeren Oberfläche eine Absorptionsschicht (21) besitzenden, zu
einem Kollektormodul (9, 10, 11) zusammengefassten gleichartigen
Komponenten (22) diese in Reihe und/ oder parallel zueinander an
geordnet sind.
9. Sonnenkollektor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer äußeren Oberflä
che eine Absorptionsschicht (21) besitzenden Komponenten (22)
eines jeden Kollektormoduls (22) den gleichen Durchmesser besit
zen.
10. Sonnenkollektor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchmesser der halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer
äußeren Oberfläche eine Absorptionsschicht (21) besitzenden
Komponenten (22) von Kollektormodul (9) zu Kollektormodul (10)
unterschiedlich ist.
11. Sonnenkollektor nach Anspruch 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer äußeren Oberflä
che eine Absorptionsschicht (21) besitzenden Komponenten (22)
eines jeden Kollektormoduls (9, 10, 11) durch das Wärmeübertra
gungsfluid (19) vom Zulauf (17) zum Rücklauf (18) führende,
gleichzeitig eine Versteifung der halbkugelförmigen Komponenten
(22) vornehmende Strömungstaschen (23) untereinander verbun
den sind.
12. Sonnenkollektor nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer äußeren Oberflä
che eine Absorptionsschicht (21) besitzenden Komponenten (22) in
ihrem Boden (28) auf der nach oben zugerichteten Seite eine eine
Verwirbelung des Wärmeübertragungsfluids (19) herbeiführende
Ausformung (29), vorzugsweise nach Art einer Strömungswelle,
besitzen.
13. Sonnenkollektor nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede der halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer äußeren
Oberfläche eine Absorptionsschicht (21) besitzenden Komponenten
(22) einen zentrisch angeordneten, in die halbkugelförmigen Kom
ponenten (22) hineinragenden, als Tiefenwärmer dienenden Dorn
(30) besitzt.
14. Sonnenkollektor nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die aus einem transparenten, die Sonnenstrahlung durchlas
senden Material bestehende Abdeckung (24) aus zwei mit Abstand
zueinander angeordneten Glasscheiben (25, 26) besteht, von de
nen die äußere Glasscheibe (25) aus Sicherheitsglas besteht.
15. Sonnenkollektor nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass sowohl der Raum (27) zwischen den mit Abstand zueinander
angeordneten Glasscheiben (25, 26) der Abdeckung (24) als auch
der Raum (32) zwischen der durch die Glasscheiben (25, 26) gebil
deten Abdeckung (24) und den halbkugelförmig ausgebildeten, an
ihrer äußeren Oberfläche eine Absorptionsschicht (21) besitzenden
Komponenten (22) mit einem Gas, insbesondere Kohlendioxyd,
aufgefüllt ist.
16. Sonnenkollektor nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die halbkugelförmig ausgebildeten, an ihrer äußeren Oberflä
che eine Absorptionsschicht (21) besitzenden Komponenten (22)
an ihrer inneren Oberfläche sowie die im Boden (28) der halbku
gelförmig ausgebildeten Komponenten (22) vorgesehenen Ausfor
mungen (29) nach Art einer Strömungswelle eine Flexionsschicht
(31) besitzen.
17. Sonnenkollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis
16,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf die äußere Oberfläche der halbkugelförmig ausgebildeten
Komponenten (22) Siliciumkristallflächen aufgebracht sind.
18. Sonnenkollektor nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der äußeren Oberfläche der halbkugelförmig ausge
bildeten Komponenten (22) und den Siliciumkristallflächen ein leit
fähiges Gewebe angeordnet ist.
19. Sonnenkollektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis
18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breite (12) der Kollektormodule (9, 10, 11) der Breite von
handelsüblichen Sonnenkollektoren, so dass eine Kompatibilität mit
bestehenden Systemen möglich ist, oder von Kabelkanälen ent
spricht, so dass die Kollektormodule (9, 10, 11) gleichzeitig bei ihrer
Positionierung in Kabelkanälen die Abdeckung der Kabelkanäle bil
den.
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