DE202011001573U1

DE202011001573U1 - Wüstenkollektor

Info

Publication number: DE202011001573U1
Application number: DE202011001573U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-04-17
Anticipated expiration: 2021-01-15

Abstract

Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass er auf einer planierten Fläche, die ein leichtes Gefälle aufweist, ebenerdig errichtet wird.

Description

Beschreibung allgemein
Zur Meerwasserentsalzung werden große Energiemengen benötigt. Diese Energie kann in Form von warmen Salzwasser mit Temperaturen zwischen 60 und 80°C geliefert werden.
Aufgrund der speziellen Umwelt-Rahmenbedingungen in Steinwüsten ist es sinnvoll mit einer speziell angepassten Bauform diese Energie besonders kostengünstig einzufangen. Zum einen kann aufgrund der Umgebungstemperatur auf eine Wärmedämmung verzichtet werden. Andererseits müssen bei der besonders intensiven Strahlung nicht besonders hohe Wirkungsgrade erzielt werden. Statt dessen soll ein besonders gutes Preis/Leistungsverhältnis mit anspruchslosen Lowtech Kollektoren erreicht werden.
Die hier beschriebenen Kollektor zeichnet sich dabei durch ihre halboffene Bauweise aus, wodurch die Einzelkomponenten sehr billig zu verlegen sind und man keine Dichtigkeits-, Verstopfungs- und Druckprobleme bekommt.
Andererseits wird durch die halboffene Bauweise die Verdunstung des Wassers gegenüber offenen Kollektoren erheblich reduziert.
Technische Beschreibung
Zur Aufstellung der Kollektoren sind große Flächen zu planieren, wobei die planierten Flächen eine leichte Steigung aufweisen müssen.
Die planierte Fläche kann optional ein eingestanztes Profil von 1–2 cm Höhe aufweisen, die für eine zusätzliche Verwirbelung des Kollektorwassers sorgen.
Frisches Meerwasser wird von der nahen Küste zum höchsten Punkt der Kollektorfläche gepumpt. Hier ist zur Verteilung auf mehrere Kollektorbahnen ein kleines Speicherbecken vorzusehen, aus welchem die Kollektoren gespeist werden.
Die planierte Fläche wird wasserdicht versiegelt, wobei diese Versiegelung nicht speziell UV Beständig sein muss, da diese nicht dem Sonnenlicht ausgesetzt wird. Die Versiegelung erfolgt auf der gesamten Breite, oder in Streifenbreite der Versiegelungsfolien, die mind. ca. 8 m betragen sollte.
Die Ränder der Siegelbahnen werden 40–80 cm hochgelegt und befestigt, so dass ein übertreten des Salzwassers aus dem Kollektor verhindert wird. Der Kollektor ist zudem an den Seiten offen und weist hier einen Schlitz von mehreren Millimetern auf. Dieser Kantenbereich und das hochgeführte Seitenteil ist daher mit einer UV beständigen Folie oder Abdeckung zu verstärken.
Der Kollektor ist 10–500 Bahnen a ca. 2 m breit und 2000 bis 5000 m lang.
Über die versiegelte Fläche sind mit einem Abstand von in etwa einer Plattenbreite Spannseile gespannt. Die oberen Rezeptorplatten werden auf diese Spannseile aufgelegt und mit Hilfe eines „Klickverschlusses” an beiden Seiten befestigt.
Weiterhin wird ein zweiter Plattentyp mit veränderten Randprofil benötigt. Diese Platten werden zwischen zwei Bahnen mit direkter Befestigung an den Spannseilen aufgelegt und wiederum durch ein Klicksystem fest mit den anderen Platten auf beiden Seiten verbunden. Somit wird eine Reparatur bei den Platten möglich.
Die Verbindung kann dabei auf voller Seitenlänge erfolgen, oder an mehreren verteilten Punkten beider Seiten.
Die ummantelten Spannseile sind parallel zur planierten Fläche in einer einheitlichen Höhe zwischen 15 cm und 25 cm gespannt.
Die Platten hingegen verlaufen nicht vollkommen parallel zum Boden.
Die Länge der Platten beträgt zwischen 1 und 4 m. Die Platte sollte dabei rechteckig mit einer abweichenden Länge und Breite sein, um Fehler bei der Verlegung zu verhindern. Zusätzlich ist für die Verleger ein Richtungspfeil zur Anzeige der Strömungsrichtung anzubringen.
Der Innenbereich der Plattenfläche senkt sich zur Strömungsrichtung hin um 2–8 cm je nach Plattenlänge ab. Die Seitenränder der Platten verlaufen dabei natürlich weiterhin auf Höhe der Spannseile. Die Seitenränder haben eine Breite zwischen 1 und 3 cm. Weiterhin wird die Platte in der Mitte am unteren Ende mit einem Gewicht beschwert.
Die Platte hat ein Sägezahn Profil, welches in Sonnenrichtung auszurichten ist, was bereits bei der Planung der Planierungsarbeiten berücksichtigt werden muss. Die Höhe der Sägezähne liegt zwischen 1 und 3 cm.
Durch die Absenkung der Platte staut sich das Wasser und füllt somit von unten das gesamte Sägezahnprofil der Platte aus. Weiterhin erfolgt eine bessere Durchmischung des Kollektorwassers und somit eine gleichmäßigere Wärmeverteilung.
Die einzelnen Platten sind so ausgelegt, dass sich die Platten um 2 cm überdecken, dabei aber durch den Höhenunterschied einen Spalt offen lassen. Im Falle von Verstopfungen kann das Wasser somit an den Verbindungsstellen austreten und über die Rezeptorplatten fließen. Bei der nächsten Verbindungsstelle tritt das Wasser dann jedoch wieder in den Kollektor ein. Um diesen Effekt weiter zu unterstützen haben die Platten am Anfang eine 2 cm hohe schräg gestellte Erhöhung, welche einen möglichen Wasserstrom ebenfalls in den Kollektor hinein lenkt.
Alle Kollektorbahnen enden in einem zentralen Sammelbecken, welches über eine schwimmende Wärmedämmung und somit einen Verdunstungsschutz verfügt. Aus diesem Speicherbecken wird die Meerwasserentsalzungsanlage gespeist.
Optional kann das Kollektorbecken über mehrere steuerbare Wasserbarrieren verfügen, welche in regelmäßigen Abständen Staustufen in Plattenhöhe bilden können. Optional können diese Staustufen als aufblasbare Schläuche ausgebildet sein, welche auf die Versiegelung geklebt sind.
Weiterhin muss die Zuflussmenge in den Kollektor steuerbar sein.
Aktueller Stand der Technik
Wir haben folgende Publikationen gefunden, die in eine ähnliche Richtung gehen:
http://www.dbu.de/projekt_06295/_db_1036.html
http://www.dbu.de/PDF-Files/A-06295.pdf
http://www.patent-de.com/20061026/DE202005007474U1.html
http://www.zae-bayern.de/deutsch/abteilung-1/projekte/
http://www.zae-bayern.de/files/conergy_folienkollektor.pdf
Zum Thema Solarkollektor haben wir zudem die folgenden Patentschriften recherchiert:
DE 10 206 022 426 A1 ; DE 43 25 887 C2 ; DE 41 03 344 A1 DE 37 08 196 A1 ; DE 33 05 838 A1 ; DE 32 00 998 A1 US3908831 ; US3022781 ; EP0208691 B1
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

DE 10206022426 A1 [0025]
DE 4325887 C2 [0025]
DE 4103344 A1 [0025]
DE 3708196 A1 [0025]
DE 3305838 A1 [0025]
DE 3200998 A1 [0025]
US 3908831 [0025]
US 3022781 [0025]
EP 0208691 B1 [0025]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://www.dbu.de/projekt_06295/_db_1036.html [0024]
http://www.dbu.de/PDF-Files/A-06295.pdf [0024]
http://www.patent-de.com/20061026/DE202005007474U1.html [0024]
http://www.zae-bayern.de/deutsch/abteilung-1/projekte/ [0024]
http://www.zae-bayern.de/files/conergy_folienkollektor.pdf [0024]

Claims

Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass er auf einer planierten Fläche, die ein leichtes Gefälle aufweist, ebenerdig errichtet wird.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die planierte Fläche optional ein Profil aufweisen kann.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor mit Meerwasser oder Brackwasser betrieben wird.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass das Meerwasser mit einer Pumpe an den höchsten Punkt des Kollektors in ein Pufferbecken gepumpt wird.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass am höchsten Punkt des Kollektors ein Pufferbecken liegt, aus dem die Kollektoren gespeist werden.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass das obere Pufferbecken optional abgedeckt werden kann.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche wasserdicht versiegelt wird.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelung der Grundfläche von den darüber liegenden Rezeptorflächen vollkommen verdeckt und somit vor der UV-Strahlung geschützt werden.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der versiegelten Fläche über einen UV Stabilen Rand verfügen, der höher ist als die Rezeptorflächen und ein Austreten von Meerwasser aus dem Kollektor verhindert.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenränder der versiegelten Fläche einen Abstand zu den Rezeptorplatten von mehreren Millimetern aufweist. Dieser Bereich der Versiegelung ist daher entsprechend UV Stabil zu verstärken.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur versiegelten Fläche und parallel zu den Seiten mehrere Spannseile in einer einheitlichen Höhe gespannt sind. Der Abstand der Spannseile beträgt dabei eine Plattenlänge – 2*Abstand des Randes zum Befestigungssystem der Rezeptorplatte.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei verschiedene Plattentypen verwendet werden. Der erste Plattentyp ist zur Auflegung auf die ummantelten Spannseile vorgesehen. Die Verbindung erfolgt dabei über ein einrastendes Klick System. Der zweite Plattentyp wird zwischen zwei Bahnen vom ersten Typ auf den Platten aufgelegt und mit diesen ebenfalls über ein Klick System verbunden.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannseile zur Befestigung wasserdicht ummantelt sind.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatten über Seitenteile verfügen, die mit den aufgespannten Spannseilen verbunden werden.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatten zwischen den Seitenteilen über einen Mittelteil verfügen, welcher sich in Fließrichtung von der Höhe der Seitenteile um mehrere cm gleichmäßig absenkt ist.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil der Rezeptorplatten über ein Sägezahnprofil verfügen, welches in Sonnenrichtung bei der Aufstellung auszurichten ist. Das bedeutet der gesamte Kollektor muss passend für das Sägezahnprofil ausgerichtet werden.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatten eine andere Länge als Breite haben.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatten auf den Randbereichen eine Kennzeichnung der Fließrichtung für die Verlegung der Platten haben.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatte optional am unteren Ende in Fließrichtung in der Mitte über ein Gewicht verfügen.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatte nur wenige Millimeter dick ist.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatte aus einem schwarzen Kunststoff besteht, welcher besonders UV Stabil ist und gute Wärmeleitungseigenschaften aufweist.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platten sich in Fließrichtung jeweils um mehrere cm überdecken, wobei durch die unterschiedliche Plattenhöhe ein Spalt von mehreren cm frei bleibt. Dabei überdeckt die weiter in Fließrichtung gelegene Platte die vorhergehende Platte.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatten am oberen Ende der Fließrichtung eine schräg gestellt Wulst aufweisen, welche einen möglichen Wasserstrom auf der Oberseite wieder in den Kollektor hinein lenkt.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorbahnen am unteren Ende des Kollektors in ein Speicherbecken münden, welches über eine schwimmende Wärmedämmung verfügt.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rezeptorplatte sehr dünn ausgeprägt und somit eine gewisse Flexibilität aufweist.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektoreingang über elektronisch gesteuerte Ventile verfügt, welche die Zuflussmenge in Abhängigkeit der Sonnenstrahlung reguliert und in der Nacht komplett sperrt.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass optional das Kollektorbecken über mehrere steuerbare Wasserbarrieren verfügt, welche in regelmäßigen Abständen Staustufen in Plattenhöhe bilden. Optional können diese Staustufen als aufblasbare Schläuche ausgebildet sein, welche auf die Versiegelung geklebt sind.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass optional die Spannseile über regelmäßige Verdickungen verfügen, welche den eingehakten Platten eine höhere Stabilität gegen das Abrutschen in Fließrichtung verschaffen.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass optional die Aufhängung der Spannseile in der Höhe verändert werden kann. Somit lässt sich die Fließgeschwindigkeit und der Wasserdurchsatz steuern. Auch eine Reinigung der Platten durch das Überspülen der Platten wird möglich.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass optional zusätzliche Seile in der Mitte jeder Kollektorbahn lose auf der Versiegelung verlegt werden. Diese sind über eine Umlenkrolle mit der jeweiligen Nebenbahn in Form eines geschlossenen Kreises verbunden. Mit Hilfe dieses Führungsseils und einem Motor kann ein Reinigungsgerät im inneren des Kollektors bewegt werden.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass optional auch oberhalb des Kollektors zusätzliche Seile in der Mitte jeder Kollektorbahn lose auf dem Rezeptorbahnen verlegt werden. Diese sind über eine Umlenkrolle mit der jeweiligen Nebenbahn in Form eines geschlossenen Kreises verbunden. Mit Hilfe dieses Führungsseils und einem Motor kann ein Reinigungsgerät für die Rezeptoren über den Kollektor geführt werden.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass optional in regelmäßigen abständen Erdanker angebracht sind, welche die Höhe der Spannseilaufhängung stabilisieren. Dadurch wird erreicht, dass auch bei starken Winden die Rezeptorplatten gleichmäßig auf der Wasserfläche aufliegen.
Der WK ist dadurch gekennzeichnet, dass optional kleine Dellen im Mittelteil der Rezeptorplatte eingebaut sind, um die Bildung von Microwirbeln im Wasser zu fördern.