DE2441770A1 - Schwimmende sonnenstrahl-fanggeraete - Google Patents

Description

• Kurztitel: Schwimmende Sonnenstrahl-Fanggeräte Stand der Technik: Der zukünftige Energiebedarf zwingt zum Bau von großen Sonnenstrahl-Kraftwerken. Alle Sonnenstrahl-Kraftwerke, sowohl Solarzellen-und thermoelektrische Batterien als auch Vakuum- und Hohlspiegei-Dampferzeuger benötigen sehr große Flächenbauteile zum Sammeln oder Verarbeiten der Licht- und Wärmestrahlen. Alle Strahlenfangflächen müssen zur Sonne gerichtet und dem Sonnenlauf nachgeführt werden. Alle Geräte nutzen nur einen Teil der Strahlungsenergie und arbeiten nur wirtschaftlich, wenn die Überschußwärme von einem Kühlmittel abgezogen wird.
• Baugrundflächen, Trag- und Drehvorrichtungen und Kühlanlagen verursachen bei landfesten Geräten zusätzliche Kosten, die bei allen Gerätetypen ungefähr gleich sind und deshalb größer sein können als die Kosten der eigentlichen Strahlenfangflächen.
• Deshalb gelten Sonnenstrahl-Kraftwerke heute noch als unwirtschaftlich.
• Beschreibung der Erfindung: Die Bilder (Se«;c 2) zeigen Querschnitte und Längsschnitte durch verschiedene Schwimmkörper, die mit Solarelement-Flächen oder mit Thermoelement-Flächen oder auch mit Hohlspiegeln bestückt sein können.
• Diese Bilder zeigen Geräte mit fester horizontaler Lage, mit fester geneigter Lage und suche Geräte, deren Neigung veränderbar-ist.
• Die Neigungsänderung wird ermöglicht durch Drehlager, Kipplager oder Wälslager oder durch die Kreisform des-tragenden Schwimmkörper.
• Durch Parallelogrammgestänge in Längsrichtung und durch Wellen oder Torsionsrohre in Querrichtung können viele Geräte miteinander gekoppelt und zu gemeinsamer Neigung gezwungen werden. Der Antrieb erfolgt von Hand oder von beliebigen Mototren über mechanische Getriebe oder über Hydraulikzylinder.
• Die Drehung in der Horizontalebene ist am leichtesten vollziehbar, wenn die ganze Anlage als horizontales Scheibentragwerk ausgebildet ist und sich gemeinsam um einen gemeinsamen Drehpunkt dreht.
• Der Antrieb erfolgt von Hand oder von beliebigen Motoren über Seilzug, Stakstangen, Paddel, Ruder, Wasserschaufelräder oder Schiffsschrauben, Flügelantrieb oder Wasserstrahl-Rückstoßdüsen.
• Bei kleineren Anlagen ist eine ortsfeste Verankerung an einem zentralen Punkt vorteilhaft, sie vermeidet das Abtreiben infolge Wind oder Wasserströmung. Bei großen Anlagen, die dauernd beaufsichtigt werden oder mit automatischen Steuerungen ausgerüstet sind, kann auf eine ortsfeste Verankerung verzichtet werden. Die soeben genannten Antriebsmaschinen für die Drehung können auch zur Ortsbewegung und zum Kompensieren der Abtrift benützt werden.
• Die Bilder (set ) zeigen die Möglichkeiten für die Kühlung der Rückseiten der Solar- oder Thermobatterien, die unter elektrischer Spannung stehen und deshalb auf Isolatoren gelagert sind.
• Die einfachste Kühlung erfolgt durch Strahlung gegen den im Schatten liegenden freien ifasserspiegel oder durch Strahlung gegen eine schwarze, von Kühlwasser berieselte Fläche. Eine wirksamere Kühlung wird erreicht durch Sprühdüsen oder durch Vernebelungsgebläse, welche das Wasser tröpfchenweis an die elektrisch geladenen Metallflächen befördern, von denen es über angeformte Tropfnasen wieder nach unten ab tropft. Dieses direkte Ansprühen der rückseitigen Metallflächen ist offenbar die wirksamste Kühlung, weil die Verdunstung mitwirkt, und sie hat nebembei den großen Vorteil, daß der Verdunstungshaushalt des überbauten Gewässers an die vorherige natürliche Verdunstung des unbebauteh Gewässers angepaßt werden kann.
• Eine indirekte Kühlung der Solar- oder Thermobatterien mit einer elektrisch nicht leitenden Flüssigkeit oder einem verdampfenden Kühlmittel, welche zwischen im Gerät eingebauten Hohlräumen und einem unter Wasser befindlichen Rohrsystem zirkulieren, ist selbstverständlich moglich, aber wahrscheinlich wesentlich teurer.
• Die Bilder ( q) zeigen Querschnitt und Schrägansicht eines Schwimmkörpers, der mit geringem Materialaufwand herstellbar ist, eine große Strahlenfangfläche tragen kann und für große Anlagen geeignet ist. Dieser Schwimmkörper kann geneigt werden durch einen angebauten Luft-Wasser-Tank, der von einer kleinen Luft- oder Wasserpumpe geflutet oder gelenzt wird. Die Größe dieses Tanks wird bestimmt nach dem erforderlichen Neigungsunterschied0 zwischen Morgenneigung und Mittagsneigung. Eine Neigung-bis zu 9o am-Morgen ist nicht erfordrlich, weil große Anlagen nicht sogleich bei Sonnenaufgang starten können, sondern erst dann, wenn jedes Gerät in ausreichendem Maß vom Schatten seines östlichen Nachbargeräts befreit ist.
• Schwimmkörper dieser Bauart können sehr große Strahlfangflächen tragen. Die Gleichstromleitungen oder Dampfrohre können optimal geradlinig und kurz sein. Die notwendigen Umwandlermaschinen (Gleichstrommotoren, Dampfmaschinen, Drehstromgenaratoren oder Wasserstoff-Sauerstoff-Erzeuger) können fest auf dem großen Schwimmkörper montiert werden.
• Die Bilder zeigen als Beispiel einen Schwimskörper, der mit Hohlspiegeln belegt und mit Dampfsiederohren bestückt ist. *) Die Bilder zeigen den gleichen Schwimmkörper, jetzt mit einer Thermoelektrischen batterie bestückt. Offenbar ist kein Bauelement des Schwimmkörpers verändert worden. Ein Unterschied besteht nur darin, daß die Thermobatterie nicht mit der unbedingtan Genauigkeit gesteuert werden muß, mit der der Höhispiegel gesteuert werden mußte.
• Diese Bilder lassen erkennen, daß Schwimmkörper für Sonnenstrahl-Kraftwerke nicht veralten und wertlos werden, wenn die Entwicklung der Herstellungskunst ein heute noch teeres Strahlenf4nggerät morgen wirtschaftlich werden läßt, und wenn das auf dem Schwimmkörper montierte Gerät durch ein anderes besseres Gerät ersetzt werden soll. Man braucht deshalb heute -nicht -zu warten-, bis irgendwann einmal die 11Direktumwandler" billiger werden, sondern man kann heute billige Hohlspiegelanlagen, werden, wirtschaftliche Thermoanlagen und später technisch ausgereifte Solaranlagen auf die gleichen Schwimmkörper montieren.
• Die Bilder zeigen eine Anlage, bei der sehr viele Strahlfanggerate aur einem gemeinsamen großen Schwimmrundament montiert sind. Die Geräte liegen neigbar auf Lagern oder auf angeformten Välzkörpern, befinden sich in leicht stabilem und nahezu indifferentem Gleichgewicht und können mit mechanischen oder hydraulischen Vorrichtungen oder durch Füllen und Leeren angebauter wassertanks geneigt werden. Das Schwimmfundament besteht aus mehreren Teilen, die starr miteinander gekoppelt sind.
• Der kreisförmige Außenrand des Schwimmfundaments steht in mechanischem Kontakt zur kreisring- oder kreissegmentförmigen Ufermauer, zwischen beiden befinden sich hängende oder schwimmende Wälzfender (z.B. Zylinderkörper mit Autoreifen). Diese Konstruktion überträgt sehr große Windkräfte und ermöglicht trotzdem die leichtgängige Drehbarkeit einer sehr großen Anlage.
• Ein Schwimmfundament mit beliebig geformtem Grundriß, welches im Innern eine kreisrunde Öffnung besitzt und sich gegen eine kreisrunde Insel oder eine verankerte Boje abstützt, hat den Vorteil, daß es anfangs klein gebaut und später erweitert werden kann.
• Die Bilder zeigen eine Anlage mit großen Schwimmgeräten nach Bild , die mit seemännischen Konstruktionselementen (Fender, Stangen, Seile) oder mit einem aufliegenden horizontalen Fachwerknetz gekoppelt sind, ein schwimmendes Xlaschinenhaus einschließen und sich gemeinsam um eine kreisrunde Insel oder Boje drehen, welche den Nast für die elektrische Freileitung tragen kann. Die Schwimmkörper werden im Serienbau in einer Werft hergestellt und komplett ausgerüstet. Sie können schwimmend eingebaut, ausgetauscht und repariert werden, ohne den Betrieb der Anlage zu stören.

Claims (1)

1. Pat entanspruchr

   { verfahren und Vorrichtung < zum stabilen sicheren Tragen, zum leichtgängigen und genauen Drehen, zum leichtgängigen und genauen Neigen, zum einfachen wirksamen Kühlen odee zur einer beliebigen Kombination dieser genannten Anforderungen von Sonnenstrahl-Fanggeräten beliebiger Größe und beliebiger physikalischer Arbeitsweise (z.B. Solarzellenbatterien, Thermoelektrische Batterien, Thermoionische Batterien, Wasserdamjerzeuger, Vakuumdamp erzeuger, Frigendampferzeuger oder Hohlspiegel für diese Geräte), auch Kombinationen verschiedener Geräte, gekennzeichnet dadurch, daß ein solches Gerät als Schwimmkörper ausgebildet ist, oder daß ein oder mehrere Geräte auf, über, an oder in einem oder mehreren Schwimmkörpern fest oder neigbar montiert sind und somit das Gerät teilweise oder gänzlich oder eine aus mehreren Geräten zusammengekpppelte Anlage teilweise oder gänzlich auf einem natürlichen oder künstlichen Gewässer oder in einem zu diesem Zweck hergestellten Schwimmbecken schwimmt.

   Die Definition und detaillierte Formulierung weiterer Patentansprüche, ableitbar aus und übereinstimmend mit den in den Skizzen in der "Beschreibung der Erfindung" ertennbaren Ideen, wird zur gleit bearbeitet und in Kürze nachgereicht werden, 2) Schwimmendes Gerät oder Schwimmkörper wie 1.), gekennzeichnet dadurch, daß Schwimmkörperhaut, Schwimmkörpergerüst, Wälzlager oder Trag- und Formkörper des Sonnenstrahl-Fanggeräts einzeln oder in beliebiger Kombination aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen.

   3) Wälzgelenke oder Wälzlager gekennzeichnet dadurch, daß eine oder beide Lagerschalen oder Rollbahnen, auch evtl. die Rollen aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen.

   4 Wälzlager oder Wälzgelenke gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den Wälzflächen eine Ausgleichsschicht aus elastischem Material (Gummi, Neoprene, Kunststoff beliebiger Art,das für Autoreifen oder für Brückenlager bekannte Material) oder ein Band aus mit Stahlblech bewehrtem elastischem Material oder eine Reihe der im Brückenbau bekannten Elastomere-Lager oder ein wie Autoreifen mit Gewebe bewehrtes Material angeordnet ist.

   5.) Starre Koppelung von Schwimmkörpern gekennzeichnet dadurch, daß in den Seitenwänden der einzelnen Schwimmkörper Löcher vorhanden sind, die anfangs mit Stöpseln verschlossen sind, nach dem Zusammenlegen der Schwimmkörper geöffnet werden, und durch die dann Schrauben, Vorspannanker, Spannglieder oder Schlaffbewehrungsstäbe durchgesteckt werden, welche danach ihrer Art entsprechend in der im Betonbau üblichen Methode verankert, gespannt, einbetoniert, vergossen oder verpreßt werden.

   Verfahren zum Anbringen einer wasserdichten Folie unter Wasser an die Unterwasserseite eines schwimmenden Körpers, gekennzeichnet dadurch, daß das zwischen Folie und Schwimmkörper befindliche Wasser oder das unter der Folie befindliche Wasser oder beide beheizt und erwärmt werden so, daß die Wärmeströmung die Folie hebt und an den Schwimmkörper andrückt, wo sie dann durch die Sickerwasser-Druckdifferenz des undichten Schwimmkörpers oder durch andere Vorrichtungen oder durch einen eingepreßten Klebstoff festgehalten wird.

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