DE202008004029U1 - Anordnung zur Lichtleitung - Google Patents

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Abstract

Anordnung (1) zur Leitung von Licht (2), insbesondere in ein flüssiges Medium (3), mit einer Sammeleinrichtung (10) zum Sammeln von Licht (2), insbesondere Sonnenlicht, und vorzugsweise mit daran angeschlossenen lichtleitenden Fasern (4) zur Leitung des Lichts (2), insbesondere direkt in das Medium (3), besonders bevorzugt in verschiedene Raumbereiche innerhalb des Mediums (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung (10) eine kalottenartige Abdeckung oder Kuppel (14), einen konischen oder trichterförmigen Sammler (15) und/oder einen Koppler (16) zum Anschluß der Fasern (4) und/oder zur Verteilung des Lichts (2) in die Fasern (4) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Leitung von Licht, insbesondere in ein flüssiges Medium, wie eine Algensuspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Anordnung ist aus der WO 2007/134141 A2 bekannt.
  • Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Nachahmung der Photosynthese zur Bindung von Kohlendioxid. Es ist bekannt, hierzu eine Algensuspension zu beleuchten, um das Wachstum der Algen anzuregen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, kostengünstige und effiziente Anordnung zur Zuleitung und insbesondere dreidimensionalen Verteilung von Licht anzugeben.
  • Die obige Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Sammeleinrichtung eine kalottenartige Abdeckung oder Kuppel, einen konischen oder trichterförmigen Sammler und/oder einen Koppler zum Anschluß der Fasern und/oder zur Verteilung des Lichts in die Fasern aufweist. Dies gestattet einen einfachen und/oder kostengünstigen Aufbau, wobei eine hohe Sammeleffizienz erreichbar ist. Des weiteren läßt sich die Anordnung, insbesondere die Sammeleinrichtung, sehr leicht in Gebäude, Dächer o. dgl. integrieren.
  • Der Transport von Licht zu dem flüssigen Medium kann mittels Fasern (Lichtleitfasern) über größere Längen, beispielsweise von einigen 100 m, erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, die Sammeleinrichtung zur Konzentration von Sonnenlicht an optimalen oder baulich geeigneten Stellen einzusetzen, um größere Mengen von Licht zu sammeln und dem flüssigen Medium zuzuleiten.
  • Weiter gestatten die Fasern eine dreidimensionale Beleuchtung des flüssigen Mediums, also eine dreidimensionale Verteilung des Lichts in dem flüssigen Medium. Das Licht wird also in verschiedene Raumbereiche, insbesondere Tiefen, innerhalb des Mediums verteilt.
  • Die dreidimensionale Verteilung des Lichts bzw. Beleuchtung des Mediums erfolgt also im Gegensatz zu der bisher üblichen zumindest im wesentlichen zweidimensionalen Beleuchtung von einer Oberfläche oder Seite her nun tatsächlich dreidimensional und damit mit wesentlich verbesserter Verteilung und Effektivität.
  • Zur dreidimensionalen Verteilung des Lichts ist gemäß einer Ausführungsvariante vorgesehen, daß die Fasern in verschiedenen Raumbereichen, insbesondere Tiefen, vorzugsweise vertikal versetzt, in dem flüssigen Medium enden. So kann eine insbesondere baumartige bzw. optimale Verteilung des Lichts in dem flüssigen Medium in einem gewünschten räumlichen Beleuchtungsbereich erreicht werden.
  • Weitere Aspekte, Vorteile und Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt:
    eine schematische Darstellung einer vorschlagsgemäßen Anordnung.
  • Die Figur zeigt in einer schematischen, nicht maßstabsgerechten Darstellung eine vorschlagsgemäße Anordnung 1. Die Anordnung 1 dient dem Sammeln von Licht 2, insbesondere von der Sonne S und vorzugsweise der dreidimensionalen Verteilung von Licht 2 (schematisch in 1 angedeutet) in einem flüssigen Medium 3.
  • Bei dem Medium 3 handelt es sich insbesondere um eine Suspension oder dergleichen. Dementsprechend ist der Begriff "flüssig" in einem weiten Sinne zu verstehen, so daß insbesondere Suspensionen, Dispersionen oder sonstige Gemische oder Stoffe mit flüssigen Phasen oder Anteilen umfaßt sind.
  • Das Medium 3 ist vorzugsweise photoaktiv und/oder biologisch aktiv. Insbesondere kann in dem Medium 3 eine Photosynthese oder eine sonstige Licht 2 benötigende Reaktion ablaufen. Insbesondere enthält das Medium 3 hierzu eine biologisch aktive Spezies, insbesondere Algen, sonstige Bakterien oder dergleichen.
  • Insbesondere ist das Medium 3 wäßrig bzw. enthält Wasser und/oder stark lichtbestreuend.
  • Besonders bevorzugt wird eine Algensuspension als Medium 3 eingesetzt. Insbesondere enthält das Medium 3 eine Algenmischkultur, die vorzugsweise zumindest in ähnlicher Form in Flüssen, Teichen oder dergleichen vorkommt. Derartige Mischkulturen sind nämlich besonders resistent gegen Umwelteinflüsse, Krankheiten und/oder sonstige Störungen.
  • Da die Anordnung 1 vorzugsweise mit Algen bzw. mit einer Algensuspension als Medium 3 eingesetzt wird, wird der folgenden Beschreibung primär auf das durch das eingeleitete Licht 2 induzierte Algenwachstum abgestellt. Jedoch gelten diese Ausführungen entsprechend auch für sonstige Spezies oder photo- bzw. bioaktive Medien 3.
  • Die Anordnung 1 weist lichtleitende Fasern 4 (insbesondere Glasfasern oder Acrylfasern) zur Zuleitung des Lichts 2 auf. Vorzugsweise enden mehrere oder alle Fasern 4 in verschiedenen Raumbereichen, insbesondere zumindest teilweise in unterschiedlichen Tiefen und/oder Vertikalebenen, in dem Medium 3. Dies gestattet eine dreidimensionale Verteilung des Lichts 2 in dem Medium 3, wie in der Figur beispielhaft, nur schematisch angedeutet.
  • Besonders bevorzugt enden die Fasern 4 in verschiedenen Ebenen innerhalb des Mediums 3. Jedoch können die Fasern 4 auch alle unterschiedlich oder unregelmäßig enden.
  • Ausgehend von einem Bündel (Hauptbündel) 5 von Fasern 4 erfolgt insbesondere eine Verzweigung oder Verästelung in Einzelbündel 6 und/oder Einzelfasern 4, wie in 1 beispielhaft angedeutet. Um eine optimale Verteilung des Lichts 2 in dem Medium 3 zu erreichen, enden die Fasern 4 vorzugsweise ein zeln, also separat voneinander in dem Medium 3. Jedoch können auch mehrere Fasern 4 zusammen, beispielsweise als Einzelbündel 5, in dem Medium 3 enden.
  • Das Licht tritt zumindest im wesentlichen oder ausschließlich am Ende der jeweiligen Faser 4 aus und beleuchtet das Medium 3 im jeweiligen Raumbereich, wie durch Striche in 1 angedeutet.
  • Je nach Biegung bzw. Krümmung, Material, Oberfläche, Oberflächenaufrauhung oder dergleichen können die Fasern 4 auch mehr oder weniger Licht seitlich entlang der jeweiligen Faser 4 abgeben. Auch so kann eine optimierte dreidimensionale Verteilung von Licht 2 in dem Medium 3 erfolgen. Bei entsprechender Ausgestaltung der Fasern 4 ist es sogar möglich, daß zumindest im wesentlichen das Gesamtlicht bereits über die im Medium 3 verlaufenden Längen der jeweiligen Faser 4 seitlich abgegeben wird und gegebenenfalls nur noch ein verhältnismäßig geringer Anteil am Ende der jeweiligen Faser 4 in das Medium 3 abgestrahlt wird. In diesem Fall verlaufen die Fasern 4 vorzugsweise im wesentlichen über längere Strecken parallel zueinander oder beispielsweise gewendelt oder mäanderförmig durch das Medium 3 und können gegebenenfalls sogar alle in einer Ebene oder Tiefe in dem Medium 3 enden.
  • Versuche haben gezeigt, daß die Lichtaustrittsflächen – insbesondere also die Enden – der Fasern 4 von den Algen nicht besiedelt werden. Dementsprechend ist keine übermäßige Reinigung oder Befreiung von Algen erforderlich. Vielmehr ergibt sich ein selbstorganisierendes System, das möglichst effizient das eingeleitete Licht 2 zum Algenwachstum ausnutzt.
  • Die Fasern 4 können lose in das Medium 3 eintauchen bzw. in dieses hineinhängen, gegebenenfalls auch als Bündel 5 oder 6, die sich dann insbesondere verzweigen.
  • Vorzugsweise weist die Anordnung 1 insbesondere gitter- oder stangenartige Halterungen 7 in dem Medium 3 auf, die insbesondere in verschiedenen Ebenen oder Tiefen angeordnet sind, um die Fasern 4 bzw. Bündel 5, 6 zu halten oder zu führen.
  • Besonders bevorzugt bilden die Halterungen 7 Zwischenböden in einem Behälter oder Tank 8 mit dem Medium 3, um die Fasern 4 oder Bündel 5 oder 6 in verschiedenen Raumbereichen innerhalb des Mediums 3 enden zu lassen.
  • Bedarfsweise können die Fasern 4 bzw. Bündel 5, 6 zumindest in Endbereichen im Medium 3, insbesondere durch eine Strömung des Mediums 3, beweglich sein.
  • Die Zuführung oder Einleitung der Fasern 4 bzw. Bündel 5/6 erfolgt vorzugsweise von oben, beim Ausführungsbeispiel durch eine obere Halterung oder Abdeckung 9 oder dergleichen.
  • Die Fasern 4 bzw. Bündel 5/6 erstrecken sich vorzugsweise zumindest im wesentlichen vertikal von oben nach unten im Medium 3. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Dichte der Fasern 4 größer als die Dichte des Mediums 3 ist, diese also nicht aufschwimmen.
  • Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, daß sich die Fasern 4 bzw. Bündel 5/6 von unten nach oben in das Medium 3 und/oder auf sonstige Weise – beispielsweise quer – in das Medium 3 erstrecken oder zumindest abschnittsweise derart geführt sind.
  • Die Fasern 4 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, Glas oder einem sonstigen zur Lichtleitung geeigneten Material oder Aufbau. Insbesondere können auch Verbundwerkstoffe oder Verbundaufbauten, beispielsweise mit Beschichtungen, verwendet werden.
  • Alternativ – also auch unabhängig – oder zusätzlich zu der dreidimensionalen Verteilung des Lichts 2 im Medium 3 durch die Fasern 4 gestatten die Fasern 4 bzw. Bündel 5/6 eine optimierte Zuführung des Lichts 2.
  • Beim Darstellungsbeispiel wird vorzugsweise Sonnenlicht zur Beleuchtung des Mediums 3 bzw. der Algen eingesetzt, auch wenn grundsätzlich jedes sonstige Licht verwendet werden kann. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß der Begriff "Licht" vorzugsweise in einem weiten Sinne dahin gehend zu verstehen ist, daß nicht nur sichtbares Licht, sondern beispielsweise alternativ oder zusätzlich auch Infrarot-Licht und/oder ultraviolettes Licht entsprechend dem Medium 3 zugeführt werden kann. Generell kann die Energiezuführung über die Fasern 4 des Medium 3 auch anderen Zwecken als der beim Darstellungsbeispiel vorgesehenen Photosynthese und/oder Anregung des biologischen Wachstums und/oder der Umwandlung von Kohlendioxid in Biomasse dienen.
  • Die Anordnung 1 weist eine Sammeleinrichtung 10 zum Auffangen von Licht 2, insbesondere Sonnenlicht, auf, wie schematisch dargestellt. Das aufgefangene Sonnenlicht oder sonstiges Licht von einer sonstigen Beleuchtungseinrichtung kann dann über die Fasern 4 bzw. insbesondere ein Bündel 5 oder 6 zu dem Behälter bzw. Tank 8 mit dem Medium 3 mit insbesondere sehr geringen Verlusten geleitet werden. Insbesondere sind so Zuleitungen von mehreren 100 m möglich. Dies ist insbesondere bei großem Lichtbedarf sehr vorteilhaft, da entsprechend große Flächen, Lichtsammeleinrichtungen oder dergleichen erforderlich sind und/oder entsprechende bauliche Gegebenheiten berücksichtigt werden müssen und/oder können. Insbesondere ist es so möglich, den Behälter bzw. Tank 8 mit dem Medium 3 in einem nicht dargestellten Gebäude oder dergleichen unterzubringen und beispielsweise trotzdem Sonnenlicht zur Beleuchtung einzusetzen.
  • Die Sammeleinrichtung 10 weist beim Darstellungsbeispiel eine kalottenartige Abdeckung oder Kuppel 14, einen konischen oder trichterförmigen Sammler 15 und/oder einen Koppler 16 zum Anschluß der Fasern 4 und/oder zur Verteilung des Lichts 2 in die Fasern 4 auf. Insbesondere bilden der Sammler 1 und der Koppler 16 oder alle Komponenten eine Baueinheit.
  • Die Kuppel 14 ist vorzugsweise an oder auf einem Dach 17, insbesondere eines Gebäudes, angeordnet, wie in der Figur angedeutet. Jedoch sind auch andere Anordnungen möglich.
  • Besonders bevorzugt erfolgt eine Ausrichtung der Sammeleinrichtung 10 bzw. der Kuppel 14 zu einem mittleren Sonnenstand hin. Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, die Sammeleinrichtung 10 vertikal oder senkrecht zur Dachneigung auszurichten und/oder die Kuppel 14 flach an oder auf dem Dach 17 anzuordnen.
  • Die Kuppel 14 ist vorzugsweise halbkugelförmig ausgebildet. Sie weist insbesondere einen Durchmesser von etwa 20 bis 100 cm, besonders bevorzugt etwa 25 bis 50 cm, auf.
  • Die Kuppel 14 ist vorzugsweise von innen reflektierend ausgebildet.
  • Die Kuppel 14 ist vorzugsweise hochgradig lichtdurchlässig ausgebildet und weist insbesondere ein Transmissionsgrad größer als 99% auf.
  • Vorzugsweise ist die Kuppel 14 aus transparentem Kunststoff hergestellt.
  • Der Sammler 15 weist vorzugsweise einen Eintrittsdurchmesser von etwa 20 bis 100 cm, insbesondere etwa 25 bis 50 cm, auf. Er weist vorzugsweise austrittsseitig einen Durchmesser von etwa 3 bis 15 cm, insbesondere etwa 5 bis 10 cm, auf.
  • Der Lichtweg im Sammler 15 von der Lichteintrittsseite zur Lichtaustrittsseite bzw. zum Koppler 16 hin ist vorzugsweise verjüngt, insbesondere mit einem Winkel von höchstens 30°, besonders bevorzugt höchstens 20° und insbesondere im wesentlichen 10°.
  • Der Sammler 15 ist vorzugsweise zumindest im wesentlichen aus Blech hergestellt. Jedoch kann grundsätzlich auch jedes sonstige geeignete Material eingesetzt werden.
  • Der Sammler 15 ist innen hochgradig reflektierend ausgebildet und weist insbesondere einen Reflektionsgrad größer als 99% auf.
  • Vorzugsweise ist der Sammler 15 innen mit einer reflektierenden Beschichtung oder Folie versehen.
  • Der Koppler 16 ist insbesondere als Sternkoppler ausgebildet. Die Fasern 4 sind vorzugsweise unmittelbar an den Koppler 16 angeschlossen, insbesondere daran angeschmolzen.
  • Der Koppler 16 verschließt den Sammler 15 vorzugsweise austrittsseitig und/oder schließt sich austrittsseitig an den Sammler 15 an.
  • Der Koppler 16 ist vorzugsweise kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet und/oder innen in den Sammler 15 eingesetzt.
  • Der Koppler 16 besteht vorzugsweise aus hochgradig transparentem Material, insbesondere Acrylglas.
  • In dem Koppler 16 wird das Licht 2 vorzugsweise unter Ausnutzung der Totalreflektion an die Fasern 4 weitergeleitet und auf diese verteilt.
  • Die vorschlagsgemäße Sammeleinrichtung 10 ist sehr einfach und kostengünstig aufgebaut. Insbesondere ist die Sammeleinrichtung 10 universell einsetzbar.
  • Bedarfsweise können mehrere Sammeleinrichtungen 10 eingesetzt werden, um über gemeinsame Fasern 4 bzw. Bündel 5 oder 6 oder getrennte Fasern 4 bzw. Bündel 5/6 das vorzugsweise in einem gemeinsamen Behälter bzw. Tank 8 befindliche Medium 3 mit Licht 2 zu versorgen.
  • Die Anordnung 1 weist vorzugsweise eine Einrichtung 11 zur Einleitung von Gas, das insbesondere Kohlendioxid enthält oder daraus besteht, auf. Beispielsweise kann Rauchgas, Klärgas, Faulgas, Luft oder dergleichen eingeleitet werden. Beim Darstellungsbeispiel weist die Einrichtung 11 insbesondere einen Boden, ein Sieb 12 oder ein sonstiges geeignetes Einleitungsmittel auf, um das Gas insbesondere in Form von Gasblasen 13 in das Medium 3 einzuleiten bzw. abzugeben, wie in 1 schematisch angedeutet.
  • Die Gaszuleitung oder -einleitung erfolgt insbesondere bodenseitig und/oder in einer gewissen Tiefe, vorzugsweise von mindestens 5 bis 6 m, um einen gu ten Gasaustausch bzw. eine gute Versorgung des Mediums 3 und damit der Algen mit dem Gas zu ermöglichen.
  • Bedarfsweise wird das Gas oberhalb des Mediums 3 – beim Darstellungsbeispiel beispielsweise oberhalb der Abdeckung 9 oder innerhalb des Behälters bzw. Tanks 8 abgesaugt und wieder über die Einrichtung 11 zugeleitet, also rezirkuliert, um eine besonders gute Ausnutzung bzw. einen besonders guten Abbau des Gases, insbesondere des Kohlendioxids, zu erreichen.
  • Die hohlen Fasern 4 geben gleichzeitig das Licht an ihren Enden in den Bereichen ab, in denen die Gasblasen 13 gebildet werden. So können die Gasblasen 13 quasi mit Licht 2 "gefüllt" werden. Es wird eine Art Nebel oder Wolke leuchtender Gasblasen 13 erzeugt.
  • Um die gewünschte Gasblasengröße zu erreichen bzw. deren Bildung zumindest zu unterstützen, erfolgt die Einleitung des Gases vorzugsweise in einer Tiefe von etwa 3 bis 50 m, vorzugsweise 5 bis 10 m, in das Medium 3.
  • Zur Formung der Gasblasen 13 bzw. Manipulation der Größen der Gasblasen 13 kann bedarfsweise das Sieb 12 oder dergleichen eingesetzt werden.
  • Dem Behälter oder Tank 8 bzw. dem Medium 3 ist vorzugsweise eine Umwälzeinrichtung, wie eine Umwälzpumpe, ein Rührwerk o. dgl., zugeordnet. So kann eine ausreichende und insbesondere das Wachstum fördernde Bewegung des Mediums 3 bzw. der Algensuspension sichergestellt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante werden wesentlich kleinere Gasblasen 13 gebildet. Der anfängliche Durchmesser der Gasblasen 13 beträgt beispielsweise 0,1 bis 10 μm, vorzugsweise weniger als 1 μm, insbesondere im wesentlichen 0,2 bis 0,6 μm.
  • Derartig kleine Gasblasen 13 können insbesondere durch Einleitung in einer entsprechenden Tiefe, beispielsweise etwa 50 m oder mehr, in das Medium 3 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Medium 3 auch unter Druck gesetzt werden.
  • Besonders bevorzugt erfolgt die Einleitung des Gases bei einem Druck des Mediums 3 von etwa 50 bis 800 kPa. Besonders bevorzugt beträgt der Druck des Mediums 3, bei dem das Gas eingeleitet wird, mindestens etwa 500 kPa und mehr, um sehr kleine Gasblasen 13 zu bilden.
  • Aufgrund der geringen Größe der Gasblasen 13 ist es möglich, diese durch direkte Belichtung mit Licht, insbesondere Sonnenlicht, zu Resonanzabsorption anzuregen, so daß das Licht beim Aufsteigen der Gasblasen 13 ins Reaktorinnere bzw. nach oben durch das Medium 3 transportiert wird. Die Belichtung der Gasblasen 13 kann insbesondere wieder über Lichtleitfasern 4 und/oder auf sonstige Art und Weise erfolgen.
  • Es ist anzumerken, daß die Gasblasen 13 Resonatoren für das eingestrahlte Licht 2 bilden können. Die Resonanzfrequenzen hängen von dem Durchmesser der Gasblasen 13 ab. Um nicht nur monochromatisches Licht aufnehmen zu können, werden vorzugsweise Gasblasen 13 mit unterschiedlichen Durchmessern, insbesondere mit einem das zugeführte Lichtspektrum abdeckenden Durchmesserspektrum, erzeugt.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsformen kann die Photosynthese mittels einer technischen Einrichtung nachgeahmt werden, nämlich aus Kohlendioxid und Wasser unter Einwirkung von Licht Biomasse bzw. CH2O-enthaltene Verbindungen und Sauerstoff zu erzeugen. Dementsprechend kann die vorschlagsgemäße Anordnung 1 auch als Bioreaktor, insbesondere als faseroptischer Photo-Bioreaktor arbeiten bzw. bezeichnet werden.
  • Besonders bevorzugt wird Sonnenlicht verwendet, das insbesondere mittels mehrerer Sammeleinrichtungen 10 gesammelt und dem Medium 3 zugeleitet und insbesondere in dieses eingeleitet wird.
  • Das konzentrierte Sonnenlicht oder sonstiges Licht wird vorzugsweise in optische Lichtleitfasern – bei der vorliegenden Erfindung kurz als 4 bezeichnet – eingespeist und insbesondere in Form eines Bündels 5/6 dem Bioreaktor, hier also dem Behälter bzw. Tank 8 mit dem Medium 3, zugeleitet.
  • Besonders bevorzugt kann die Algensuspension im gesamten Reaktorvolumen, also im gesamten Behälter 8, mittels der Fasertechnik beleuchtet werden. Insbesondere erfolgt dies dadurch, daß die Fasern 4 in unterschiedlichen Raumbereichen im Behälter 8 enden bzw. sich verzweigen, wie anhand der ersten Ausführungsform erläutert. Alternativ oder zusätzlich kann die räumliche Verteilung des Lichts 2 in dem Medium 3 auch mittels Gasblasen 13, insbesondere durch einen Nebel aus leuchtenden Bläschen erfolgen, wie anhand der zweiten Ausführungsform erläutert.
  • Damit wird eine dreidimensionale Beleuchtung erreicht. Bei herkömmlicher Beleuchtung von einer Seite bzw. zumindest im wesentlichen nur aus einer Ebene wird wegen der hohen Schwächungskonstante der Algensuspension hingegen nur eine Zone von wenigen mm Eindringtiefe erreicht.
  • Wie bereits erläutert, kommt den Lichtleitfasern bei der vorliegenden Erfindung eine zweifache Bedeutung zu. Die einzelnen Effekte können auch unabhängig voneinander eingesetzt bzw. ausgenutzt werden.
  • Erstens dienen die Fasern 2 einem effektiven Lichttransport über große Längen. Bei großen anfallenden Kohlendioxidmengen, wie bei einem Kohlekraftwerk, wird sehr viel Licht zur Kohlendioxid-Bindung benötigt. Das erfordert entsprechend große Flächen zum Sammeln des Sonnenlichts mit entsprechend langen Transportwegen von über einigen 100 m.
  • Zweitens dienen die Lichtleitfasern 4 der Ausleuchtung eines dreidimensionalen Volumens im Behälter 4. Dies erfolgt durch die vorzugsweise baumartige Verzweigung und/oder mittels der Gasblasen 13.
  • Diesen Prinzipien machen die Anordnung 1 bzw. den Bioreaktor skalierbar.
  • Die beschriebene Erfindung soll helfen, das Kohlendioxidproblem zu lösen. Insbesondere sind die vorschlagsgemäße Anordnung 1 und das vorschlagsgemäße Verfahren zum Abbau von Kohlendioxid aus dem Rauchgas fossiler Kraftwerke geeignet.
  • Zum Abbau von Kohlendioxid aus Rauchgas kann das Rauchgas gegebenenfalls einfach von unten in den Behälter 8 eingeblasen werden, wie bei den beiden Ausführungsformen angedeutet.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß nicht nur Kohlendioxid abgebaut bzw. gebunden werden kann, sondern daß die erzeugte Biomasse auch als Rohmaterial für Brennstoff, Bioethanol, Biodiesel oder dergleichen verwendet werden kann.
  • Die starke Streuung des Mediums 3 unterstützt eine zumindest weitgehend gleichmäßige oder vollständige Ausleuchtung des Mediums 3 bzw. des Behälters 8.
  • Es ist anzumerken, daß von dem Sonnenlicht bedarfsweise der IR-Anteil abgetrennt, und beispielsweise für sonstige Zwecke, insbesondere zur Trocknung der erzeugten Biomasse, wie der Algen, oder dergleichen, eingesetzt werden kann.
  • Wie bereits erwähnt, kann zusätzlich oder alternativ zu der Aussendung des Lichts an den Faserenden auch eine seitliche Abstrahlung erfolgen. Dies kann insbesondere durch entsprechend starke Krümmung der Fasern 4 erreicht werden. Bedarfsweise können die Fasern 4 dementsprechend auch stark gekrümmt, insbesondere gewendelt, in dem Medium 3 geführt sein oder verlaufen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2007/134141 A2 [0002]

Claims (20)

  1. Anordnung (1) zur Leitung von Licht (2), insbesondere in ein flüssiges Medium (3), mit einer Sammeleinrichtung (10) zum Sammeln von Licht (2), insbesondere Sonnenlicht, und vorzugsweise mit daran angeschlossenen lichtleitenden Fasern (4) zur Leitung des Lichts (2), insbesondere direkt in das Medium (3), besonders bevorzugt in verschiedene Raumbereiche innerhalb des Mediums (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung (10) eine kalottenartige Abdeckung oder Kuppel (14), einen konischen oder trichterförmigen Sammler (15) und/oder einen Koppler (16) zum Anschluß der Fasern (4) und/oder zur Verteilung des Lichts (2) in die Fasern (4) aufweist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung (10) zu einem mittleren Sonnenstand hin ausgerichtet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppel (14) an oder auf einem Dach (17), insbesondere eines Gebäudes, angeordnet ist.
  4. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppel (14) halbkugelförmig ausgebildet ist.
  5. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppel (14) einen Durchmesser von etwa 20 bis 100 cm, insbesondere etwa 25 bis 50 cm, aufweist.
  6. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppel (14) von innen reflektierend ausgebildet ist.
  7. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppel (14) hochgradig lichtdurchlässig ausgebildet ist, insbesondere einen Transmissoinsgrad größer als 99% aufweist.
  8. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppel (14) aus transparentem Kunststoff hergestellt ist.
  9. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (15) einen Eintrittsdurchmesser von etwa 20 bis 100 cm, insbesondere etwa 25 bis 50 cm, aufweist.
  10. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (15) austrittsseitig einen Durchmesser von etwa 3 bis 15 cm, vorzugsweise etwa 5 bis 10 cm, aufweist.
  11. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Lichtweg im Sammler (15) von der Lichteintrittsseite zur Lichtauntrittsseite bzw. zum Koppler (16) hin verjüngt, vorzugsweise mit einem Winkel von höchstens 30°, insbesondere von höchstens 20°, besonders bevorzugt von im wesentlichen 10°.
  12. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (15) zumindest im wesentlichen aus Blech hergestellt ist.
  13. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (15) innen hochgradig reflektierend ausgebildet ist, insbesondere einen Reflektionsgrad größer als 99% aufweist.
  14. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (15) innen mit einer reflektierenden Beschichtung oder Folie versehen ist.
  15. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppler (16) den Sammler (15) austrittsseitig verschließt und/oder sich austrittsseitig an den Sammler (15) anschließt.
  16. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppler (16) kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet und/oder innen in den Sammler (15) eingesetzt ist.
  17. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppler (16) aus hochgradig transparentem Material, insbesondere Acrylglas, hergestellt ist.
  18. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht (2) unter der Ausnutzung der Totalreflektion im Koppler (16) weitergeleitet wird.
  19. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppler (16) als Sternkoppler ausgebildet ist.
  20. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (4) an den Koppler (16) angeschmolzen sind.
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