DE20312656U1

DE20312656U1 - Solare Entsalzungshaube

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Publication number: DE20312656U1
Application number: DE20312656U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-16
Filing date: 2003-08-16
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2013-08-17

Abstract

Muster einer solaren Entsalzungshaube, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente konus- bis mehr oder weniger halbkugelförmige Haube mit eingezogener oder aufgesetzter ringförmiger Rinne auf Salzwasser schwimmt und in sich einen Schwimmkörper mit dunklem, vorzugsweise schwarzem aufsaugendem Material enthält, von dem das aufgesogene Wasser verdunsten kann.

Description

Entsalzungsanlagen haben besonders in regenarmen Gegenden eine große und dazu noch wachsende Bedeutung. Nur 0,3 % der gesamten Wassermenge auf unserer Erde können überhaupt nur als sauberes Trinkwasser genutzt werden.
Destillationen in großen Verdampfungsanlagen mit fossiler Energie, z.B. vielstufige Entspannungsverdampfer, sowie Ionenaustauscher, Elektro- und Umkehrosmose-Anlagen werden zur Meer- und Quellwasserentsalzung großer Kapazitäten eingesetzt, wenn es gilt Hotelanlagen und ganze Ortschaften mit Trinkwasser zu versorgen (PCA GmbH, Hausweiler).
Gerade in den wärmeren Gegenden haben sich vermehrt auch solare Entsalzungsanlagen etabliert. Sie arbeiten in der Regel mit Flachkollektoren. Bei dem Rosendahl-System (RS Deutschland GmbH, info@rsdsolar.de), das auch auf den Kanarischen Inseln und vielen anderen Ländern Einsatz findet, leitet ein über Strahlungssensoren geregeltes Dosiersystem das Meer- oder Brackwasser auf ein schwarzes Absorbervließ. Durch die Sonnenenergie erwärmt sich das Vlies auf 80-90°C und läßt das Wasser an einer schrägen Flachglasscheibe kondensieren, von der es in eine Kondensatrinne abfließt. Dieses System ist in Größen von 0,5 bis 3,75 m² Absorberfläche erhältlich und liefert pro m² stündlich 6-8 Liter Trinkwasser.
Herkömmliche Sonnenkollektoren für die Trinkwasser-Aufbereitung sind jedoch recht teuer und korrosionsanfällig oder leistungsschwach.
Da 2 % der gesamten Meerwasserentsalzung auf den Kanarischen Inseln geschieht, entwickelte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme gemeinsam u.a. mit dem Centro de Investigacion en Energiea y Agua, Gran Canaria in der Zeit von 1998 bis 2001 ein Kollektorsystem auf Basis von besputterten Kunststoff-Absorbern (rommel@ise.fhg.de).
Das Verfahren der TiNOX-Feuchtluftdestillationsanlagen basiert auf zirkulierender Luft zwischen zwischen Verdunsten und Kondensator über natürliche Konvektion. Für Hilfsenergien von 3 kWh/m³ ist allerdings eine zusätzliche Voltaikanlage notwendig (TiNOX GmbH, D-82054 Sauerlach).
Intensiviert wurde die Sonneneinstrahlung im Herbst 2000 mit einem Parabol-Spiegel (Scheftler-Reflektor). Er bringt Salzwasser zum Kochen. Das Kondensat kann als Trinkwasser dienen. In einer Prototyp-Anlage reinigte auf diese Weise Wolfgang Scheffler mit einem 2 m²-Spiegel stündlich fast 3 Liter Salzwasser in einem vierstufigen Prozeß.
Nachteilig all dieser Verfahren sind Komplexität, elektrische Steuerungen und Dosiereinrichtungen, Werkstoffprobleme, Korrosionen, Ersatzteilbeschaffung, Kosten und einiges mehr.
Im März 2003 erhielt eine einfach aufstelibare Konushaube der Fa. ZELTEC Engeneering GmbH aus Köln einen Design-Preis. Sie soll am Tag bis zu 1,5 Liter Wasser aus feuchtem Boden oder Meerwasser in eine Rinne am Konusboden destillieren. Auf dem Wasser jedenfalls kann das System allein deshalb nicht funktionieren, weil die Oberfläche des offenen Wassers unter dem Konus die kälteste Stelle des Systems ist.
Es war daher Ziel der Entwicklungsarbeiten, eine einfache, Apparatur zu entwickeln, mit der jeder Bewohner in den entlegendsten Gegenden dieser Erde sein Trinkwasser aus Salz- oder Brackwasser mittels Sonneneinstrahlung gewinnen kann. Diese Aufgabe wurde mittels einer transparenten konischen oder halbkugelförmigen Kunststoffkuppel mit innenliegender Auffangrinne und einem Schwimmkörper mit saugfähiger Oberfläche gelöst. Die Entsalzungshaube kann aus starren oder flexiblen Kunststoffen mit Versteifungsbügeln und entsprechenden Stecktaschen gefertigt sein. Sie schwimmt mit der Auffangrinne auf dem Salzwasser. Ein Schwimmkörper im Zentrum des Systems, überzogen mit einem saugfähigen dunklen Flies- oder Frottee-Stoff, transportiert das Schmutzwasser auf einezentrale Verdunstungsfläche. Sonnenenergie läßt das Salzwasser von der rauen Flies-Oberfläche verdunsten und an der Haubenunterseite kondensieren. Die Tropfen perlen in die Auffangrinne ab, wo sie in der Umgebung des Salzwassers relativ kühl gehalten werden.
Durch Umstülpen oder Abtrennen der Haube oder mittels Schlauch läßt sich das destillierte salzarme Trinkwasser mühelos entnehmen.
Die mustergemäßen Vorrichtungen zum Gewinnen von Trinkwasser sind relativ preiswert, transportabel und individuell ohne fremde Hilfsenergie einsetzbar.
Je nach Sonneneinstrahlung und Ausführung lassen sich damit einige Liter am Tag gewinnen.
Unter der Haube treten Temperaturen nach dem Prinzip des Treibhaus-Effektes auf, die bis zu 15°C über den Umgebungstemperaturen liegen. Da die Auffangrinne vom Wasser umspült ist, liegt die Differenz zwischen Temperatur unter der Haube auf dem Schwarzen Fließ und dem Wasser sogar noch deutlich höher.
Eine Variation ist das Aufstellen der mustergemäßen Haube über eine Schale mit Salzwasser. Dabei wird die Haube entweder etwas eingegraben oder im unteren Teil seitlich mit Erde, Blättern oder Aluminiumfolie abgedeckt, um eine möglichst hohe Temperatur-Differenz zwischen dem Wasser unter der Haube und dem Auffangbereich zu erhalten.
Das mustergemäße Prinzip stellt die anliegende Skizze dar: Sie zeigt den Aufbau der lichtduchlässigen Kuppe, der Auffangrinne und des mit schwarzem Flies überzogenen Schwimmkörpers.

Bezugszeichenliste zur Anlage:

1.: Meer- oder Schmutzwasser
2.: Eingezogene schwimmende lichtdurchlässige Haube
3.: Aufgefangenes Destillat
4.: Eingezogener Teil der Haube
5.: Schwarzes schwimmendes Saugmaterial
6.: Sonnenlicht-Einfall
7.: Wasserdampf
8.: Kondensierte Wasser-Tropfen

Claims

Muster einer solaren Entsalzungshaube, dadurch gekennzeichnet, daß eine transparente konus- bis mehr oder weniger halbkugelförmige Haube mit eingezogener oder aufgesetzter ringförmiger Rinne auf Salzwasser schwimmt und in sich einen Schwimmkörper mit dunklem, vorzugsweise schwarzem aufsaugendem Material enthält, von dem das aufgesogene Wasser verdunsten kann.
Muster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem transparente Haubenmaterial vorzugsweise um Polymethylmethacrlylate oder Polycarbonate oder auch um transparente flexible aufgespannte Folienkunststoffe handelt.
Muster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Rinne besonders bei großen Hauben in verschiedenen Formen, wie ring- oder sternförmig oder eckig, ausgeführt wird.
Muster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppel angeflanscht, gesteckt, geklebt, geschweißt, geschraubt oder sonstwie gefügt wird.