DE202017006357U1

DE202017006357U1 - Einzelkonzentratoren für einen modularen Photovoltaik-Aufbau

Info

Publication number: DE202017006357U1
Application number: DE202017006357.3U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-09
Filing date: 2017-12-09
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2027-12-10

Abstract

Anordnung zum Konzentrieren von einfallendem Sonnenlicht bei dem ein nach dem Kaustik-Solar Prinzip aufgebauten Konzentrator, bestehend aus einem sphärischen zylindrischen Spiegelsegment (200) und Spiegelseiten im rechten Winkel montierten Absorberträger (300) mit einem photovoltaischen Absorber, in eine transparente Verkapselung, wie z. B. eine Röhre (100), bestehend aus Glas oder Acrylglas oder einem anderen transparenten Kunststoff, montiert ist, so dass die Transluzenz dieses Systems zwischen 50% und 60% beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein photovoltaisches Konzentratorsystem, dass durch Ausnutzung des Kaustik-Effekts eines sphärischen Spiegels nachführungsfreie Konzentratoranordnungen ermöglicht. Derartige Systeme sind schon bekannt und z. B. in dem Patent EP 2294628 beschrieben. Die Anordnung derartiger Konzentratoren in einem Röhrensystem ist ebenfalls schon bekannt und in den Schutzrechten

Stand der Technik
Der Stand der Technik ist in den vorangehend aufgeführten Schutzrechten ausführlich dargelegt.
Darstellung der vorliegenden Erfindung:
Aufgabe:
Ausgehend von dem vorangehend aufgeführten Stand der Technik ist es das Ziel dieser Erfindung, ein Konzentrator-Verkapselungs-System darzustellen, bei dem dieses horizontal an einer Fassade in einem Stück angeordnet ist und eine Transluzenz des Gesamtsystems an der Fassade von 50–60% liefert. Dadurch kann neben der Energieerzeugung eine hohe Helligkeit in den nachgeordneten Räumen erzielt werden.
Lösung:
Dieses Ziel kann erreicht werden, wenn der Radius der transparenten Verkapselung, z. B. Röhre (100), kleiner ist als der Radius des sphärischen Spiegels (200) und der Zentriwinkel des sphärischen Konzentratorspiegels zwischen 40 und 60° liegt. Unter diesen Randbedingungen kann das Konzentratorelement, bestehend aus einem sphärischen Zylindersegment (200) und an der Längsseite des Spiegels angebrachten Absorberträger mit Absorber (300) (1), z. B. in dem Röhrenelement (100) so positioniert werden, dass eine 50%–60%ige Transluzenz erreicht werden kann (2, 3).
Über die rechteckigen Abschlüsse (500) der transparenten Röhren (4) und die in ihnen enthaltenen Steckkontakte (600) zur Verbindung der einzelnen Röhren untereinander, können nun sehr flexible Wandsysteme aufgestapelt werden. Solche Systeme können dann in Form von Vorhangfassaden oder vorgebauten Fassaden vor Fenstern, Terrassen oder z. B. Balkonbrüstungen montiert werden. Da alles nur gesteckt wird, ist der Vorgang sehr einfach und kann im ”Do-it-yourself”-Verfahren erfolgen.
Vorteile
Dieses Röhrenstecksystem (5) ist sehr flexibel und kann an unterschiedliche Applikationen ohne mechanische Veränderung angepasst werden. Mit wenigen Röhren- und Konzentratorlängen (z. B. 50 cm, 100 cm, und 150 cm) kann eine Vielzahl an Anwendungen abgedeckt werden. Somit können Photovoltaik Applikationen an Gebäuden angebracht werden, die bisher einer Photovoltaik Anwendung verschlossen waren, da Herstellungs- und Montageaufwand zu hoch waren und damit eine Wirtschaftlichkeit nicht gegeben war. Darüber hinaus ist die Transluzenz von 50%–60% für Applikationen an Gebäudefassaden von hoher Bedeutung.
Bester Weg zur Ausführung der vorliegenden Erfindung:
Die zentralen Elemente sind die Konzentratoren nach dem Kaustik-Prinzip und ihre Montage und Fixierung über die rechteckigen Seitenabschlüsse (500). Über die seitliche Fixierung der Konzentratoren (4, 5) an den Seitenabschlüssen wird die Ausrichtung der Konzentratoren zum einfallenden Sonnenlicht festgelegt. Damit ist sichergestellt, dass das einfallende Sonnenlicht (400) parallel zum Absorberträger (2) und Absorber (300) bei Sonnenhöchststand einfällt und damit zu dieser Zeit die höchste Leistungsabgabe erzielt wird. Infolge der Nachführungsfreiheit der Kaustik-Solar Konznetratoren ist keine Nachjustierung über den Tag erforderlich. Durch das Einbringen von elektrischen und mechanischen Steckkontakten (600) in den rechteckigen Seitenelementen (500) (4, 5) an ihrer Oberseite, d. h. über dem Absorber, und an ihrer Unterseite, d. h. unter dem sphärischen Spiegel, ist eine einfache Verbindung der Röhrenelemente sichergestellt.
Bezugszeichenliste

100: Röhre aus transparentem Material wie z. B. Glas, Acrylglas oder anderem transparentem Kunststoff
200: sphärisches, zylindrisches Spiegelsegment mit einem Zentriwinkel zwischen 40 und 60°
300: photovoltaischer Absorber mit Absorberträger mit 90° Anordnung zum Spiegel
400: einfallendes Sonnenlicht
500: rechteckiger Röhrenabschluss
600: Steckkontakt-Anschlüsse

Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Röhrenabschnitt (100) mit eingebautem Konzentrator, bestehend aus dem sphärischen Spiegel (200) und dem Absorberträger (300)
2 zeigt den Röhrenquerschnitt (100) mit sphärischem Spiegel (200) und Absorber (300) sowie dem einfallenden Sonnenlicht (400)
3 zeigt 3 übereinander angeordnete Röhrenquerschnitte (100) sowie die perspektivische Darstellung der mittleren Röhre mit dem Kaustik-Solar Konzentrator bestehend aus sphärischem Spiegel (200) und Absorber (300)
4 zeigt die rechteckige Abschlussplatte (500) für die Fixierung des Konzentrators in der Röhre sowie die an der Ober- und Unterseite der Abschlussplatte angebrachten Öffnung (600) für die Steckkontakte für die Verbindung und Stapelung der einzelnen Röhren.
5 zeigt die Stapelung von 3 Abdeckplatten bzw. Röhren.
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

EP 2294628 [0001]
DE 202015100991 U1 [0001]
DE 102015102985 A1 [0001]

Claims

Anordnung zum Konzentrieren von einfallendem Sonnenlicht bei dem ein nach dem Kaustik-Solar Prinzip aufgebauten Konzentrator, bestehend aus einem sphärischen zylindrischen Spiegelsegment (200) und Spiegelseiten im rechten Winkel montierten Absorberträger (300) mit einem photovoltaischen Absorber, in eine transparente Verkapselung, wie z. B. eine Röhre (100), bestehend aus Glas oder Acrylglas oder einem anderen transparenten Kunststoff, montiert ist, so dass die Transluzenz dieses Systems zwischen 50% und 60% beträgt.
Anordnung des Segmentes nach Anspruch 1 bei dem der Zentriwinkel des sphärischen Spiegels (200) des Konzentratorelementes in dem Röhrenelement (100) zwischen 40 und 60° beträgt.
Anordnung nach Anspruch 1 und 2 bei der der Radius der transparenten Röhre (100) kleiner ist als der Radius des sphärischen Spiegelelementes (200).
Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3 bei der die elektrischen Leitungen seitlich aus dem Röhrensystem herausgeführt werden und in einem Abschluss, bspw. rechteckig (500), des Systems enden.
Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 bei dem die rechteckigen Abschlüsse (500) mit Steckkontakten (600) versehen sind, so dass mehrere Systeme über diese Steckkontakte übereinander elektrisch und mechanisch verbunden werden können.
Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5 bei dem der rechteckige Verkapselungsabschluss (500) aus einem elektrisch nicht leitenden Material aufgebaut ist.
Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6 bei der im rechtwinkligen Verkapselungsabschluss mechanische Steckverbindungen (600) angebracht sind, so dass über diese eine flächenhafte vertikale Verkapselungsanordnung in Stapelform aufgebaut werden kann
Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7 derart, dass die Konzentrator-Elemente in dem Verkapselungselement (100) angeordnet sind und über die rechteckigen Abschlüsse (500) so fixiert sind, dass sie bei Sonnenhöchststand dir maximale Leistung liefern
Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8 derart, dass der Absorberträger (300) parallel zum Einfallswinkel des Sonnenhöchststandes ausgerichtet ist und somit der mit 90° zum Absorberträger angeordnete Spiegel (200) senkrecht vom einfallenden Sonnenlicht bestrahlt wird.