DE2506905A1 - Parabolic mirror assembly for sunlight concentration - has mirror coated plastics foil and rigid annular edge structure - Google Patents
Parabolic mirror assembly for sunlight concentration - has mirror coated plastics foil and rigid annular edge structureInfo
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Abstract
Description
Parabolspiegelanordnung zur Energiegewinnung aus Sonnenlicht Die Erfindung geht aus von einer Parabolepiegelanordnung zur Konzentration des Sonnenlichts für die Energiegewinnung durch Licht oder Wärme ausnutzende Vorrichtungen - insbes.Parabolic mirror arrangement for generating energy from sunlight The invention assumes a parabolic mirror arrangement to concentrate the sunlight for the generation of energy through light or heat using devices - esp.
direktumwandelnde Haibleiter-Solarzellen - im konzentrierten Lichtstrom.Direct converting semiconductor solar cells - in concentrated luminous flux.
Derartige Anordnungen sind bekannt.So wird z.B. in Odeillo/ PyrenRen eine Hohispiegelanlage hoher Leistung zur technischen Wärmeauswertung wirtschaftlich betrieben.Auch mit stromerzeugenden Solarzellen und Hohl spiegeln ist schon experimentiert worden, wobei Spiegelformate der Radartechnik benutzt wurden.Eine Großtechnik mit Spiegeln und Solarzellen scheitert an den riesigen Spiegelgebilden,die erforderlich sind.Außerdem ist man bei der terrestrischen Sonnenenergienutzung auf Speichertechniken angewiesen. In Mitteleuropa stehen zudem nur etwa 600 Sonnenstunden/Jahr zur Verfügung.Such arrangements are known. For example, in Odeillo / PyrenRen a high-performance high-performance mirror system for technical heat evaluation economically Experiments have also been made with electricity-generating solar cells and concave mirrors using mirror formats from radar technology Mirrors and solar cells fail because of the huge mirror structures that are required In addition, the terrestrial use of solar energy is based on storage technologies reliant. In Central Europe there are only about 600 hours of sunshine per year.
Abgesehen davon, daß die Elektrizittswirtschaft aus Netzplanungsgründen gerne Werke von Gigawattkapazitt sieht, steht der Verbreitung der Sonnennutzung ein erhebliches Vorurteil staatlicher und wirtschaftlicher Gremien entgegen, das weniger ingenieurmäßigeznienken entspringt sondern wohl aue bereits in die Atomenergie getätigte Investitionen und politischen Sachzwängen erklärbar ist.Apart from the fact that the electricity industry for network planning reasons likes to see works of gigawatt capacity, the spread of solar use stands against a considerable prejudice by state and economic bodies that it arises less engineering-like, but rather aue already in atomic energy investments made and political constraints can be explained.
Trotz vergleichsweise minimaler Forderung der Solartechnik sind hier Jedoch Durchbrüche erzielt worden,die sehr ermutigen können.Despite the comparatively minimal requirement of solar technology are here However, breakthroughs have been made that may be very encouraging.
Die Wärmespeichertechnik übertrifft seit Schaffung von LatentwErmespeichern, bcfidenen Gemische von Hydraten,Chloriden und Fluoriden mit ihren Kristallisationsschwellen angewandt werden (Laing, Schröder) den Bleiakkumulator in der Energiekapazität zwanzigfach.Since the creation of latent heat storage systems, heat storage technology has exceeded cfidenen mixtures of hydrates, chlorides and fluorides with their crystallization thresholds are used (Laing, Schröder) the lead accumulator in the energy capacity twenty times.
für eine neuartige GaAs/GaAlAs-Zelle gibt der Hersteller bei 1 V Spannung den Wirkungsgrad von 25% an.Voraussetzung ist günstiger und starker Sonneneinfall, wobei 1cm2der Zelle in 1000- 2000-fach konzentrierten Lichtstrom 40W liefert Das ergibt im Hinblick auf verschiedene Hohispiegoidurohesser folgende Relationen s Spiegel- Öffnungsfläche Zellenfläche Ausg.-(1/2000 Öffngs.-Fl.) Leistung m m² cm² kW 2 5 15 0,63 6 28 140 5,6 10 78,5 393 12 20 314 1570 60 40 1255 6000 250 80 5000 2,5. 104 1000 (11w) Selbst wenn man für Mitteleuropa nur ein Drittel dieser Ausbeute ansetzt, ergeben sich doch bei dieser Technik recht brauchbare Zahlenwerte.Wenn es gelingt, Spiegel und Speicher wirtschaftlich zu bauen, sind solche Anlagen sowohl für Einzelverbraucher wie auch für Gemeinden und für die Industrie interessant und es könnte ein weiteres Anwachsen des Stromverbrauchs auf umweltfreundliche und die kommenden Generationen nicht belastende Weise aufgefangen werden.for a new type of GaAs / GaAlAs cell, the manufacturer gives a voltage of 1 V. the efficiency of 25%. The prerequisite is favorable and strong sunlight, where 1cm2 of the cell delivers 40W in a 1000-2000-fold concentrated luminous flux That results in the following relations s with regard to different Hohispiegoidurohesser Mirror opening area Cell area output (1/2000 opening area) Output m m² cm² kW 2 5 15 0.63 6 28 140 5.6 10 78.5 393 12 20 314 1570 60 40 1255 6000 250 80 5000 2.5. 104 1000 (11w) Even if you only get a third of this yield for Central Europe This technology produces quite useful numerical values If mirrors and storages can be built economically, such systems are both for individual consumers as well as for communities and for industry interesting and There could be a further increase in electricity consumption on both the environmentally friendly and the future generations will not be absorbed in a burdensome way.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen wenig aufwendigen Spiegel zu schaffen, der sich für die genannten Zwecke besser als übliche Spiegel eignet und der lediglich die Fokussiergenauigkeit aufweist,wie sie bei Anwendung von Nutzapparaturen in einem Brennfleck nötig ist.Gedacht ist vor allem an einen Parabolepiegel,der automatisch der Sonne nachgesteuert ist.The object of the invention is to create a low-cost mirror, which is better suited than conventional mirrors for the purposes mentioned and which is merely has the focusing accuracy, as it is when using utility equipment in one Above all, a parabolic mirror that automatically is adjusted to the sun.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöet,daß bei einer eingangs geschflderten Vorrichtung der Spiegel aus einer einseitig der spiegelten- Kunststoff-Folie oder einem tunetstoff-Gewebe-Schichtmaterial besteht, das zumindest stark angenähert Paraboloidform besitzt, daß das Paraboloid an seinem Rand mit einer starren, den Spiegel tragenden Ringkonstruktion verbunden ist, und daß es durch Luft-oder Gasdruckunterschied in seiner Form gehalten ist.This task is solved by the fact that at the beginning of the year Device of the mirror from a one-sided mirrored plastic film or a tunetstoff-fabric layer material, which at least closely approximated Paraboloid shape possesses that the paraboloid at its edge with a rigid, the Mirror-bearing ring construction is connected, and that it is by air or gas pressure difference in its Shape is held.
Vorteilhaft erfolgt diese Aufrechterhaltung der Form dadurch, daß vor die Spiegelöffnung eine lichtdurchlässige Folie oder Platte gespannt ist, die luftdicht gegenüber dem Paraboloidrand abschließt, die ggf. durch ein btütznetz in kleinere Sektoren geteilt ist, daß die Ringkonstruktion vorzugsweise innerhalb des Paraboloidrandes angeordnet ist und daß zwischen der genannten Abdeckung und dem Spiegelparaboloid ein Luft-oder Gasüberdruck aufrechterhalten ist.This maintenance of the shape is advantageously carried out in that a translucent film or plate is stretched in front of the mirror opening, which hermetically sealed against the paraboloid edge, which may be supported by a supporting net is divided into smaller sectors that the ring construction is preferably within of the paraboloid edge is arranged and that between said cover and an air or gas overpressure is maintained in the mirror paraboloid.
Eine weffiere vorteilhafte Ausbildung der Konstruktion sieht vor,daß insbesondere für die großtechnische Anwendung die Rückseite des Paraboloids von einer mit deren Rand gasdicht verbundenen Schalenkonstruktion umschlossen ist-insbesondere von einer Kugelsegmentkonstruktion aus Stahl oder Glasfaserkunststoff- und die tragende Ringkonstruktien innerhalb des Paraboloidrands liegt oder aber insbesondere Wurch den Rand der Kugelsegment-Offnung gebildet ist und zwischen Paraboloid und Schalenkostruktion ein Unterdruck aufrechterhalten ist.A more advantageous embodiment of the construction provides that especially for large-scale use, the back of the paraboloid of is enclosed by a shell structure connected in a gastight manner with its edge - in particular of a spherical segment construction made of steel or fiberglass - and the load-bearing Ring constructions lies within the paraboloid rim or, in particular, Wurch the edge of the spherical segment opening is formed and between the paraboloid and shell structure a negative pressure is maintained.
Die Paraboloidform wird vorteilhaft aus Kunststoff in ihren endgultigen Abmessungen und ihrer sphärischen Form unter Verwendung einer Modellform durch Auftrager, Schleudern, Blasen oder Tiefziehen hergestellt, wobei ggf.eine im aufgeblasenen Endzustand eintretende elastische Verformung berücksichtigt ist und die Verspiegelung des rarabololde nach dessen Form gebung erfolgt.The paraboloid shape is advantageously made of plastic in its final form Dimensions and their spherical shape using a model shape by contractors, Centrifugal, blowing or deep drawing produced, possibly one in the inflated Final state occurring elastic deformation is taken into account and the mirroring of the rarabololde takes place according to its shape.
kieses mehr für eine Serienfertigung geeignete und Spezialmaschinen erfordernde Paraboloid wird bei geringeren gtückzahlen besondere vorteilhaft dadurch ersetzt,daB das raraboloid aus vorberechneten oder konstruierten begmenten einer ebenen 8piegelfolie- insbesondere aus PVC - zusammengeklebt oder geschweißt ist, sodaß nach Aufbringen des wasdruckunterschieds die Faraboloidform angenähert entsteht.gravel more suitable and special machines for series production The required paraboloid is particularly advantageous for lower numbers of items replaces the fact that the raraboloid is made up of precalculated or constructed elements flat mirror film - especially made of PVC - is glued or welded together, so that after applying the water pressure difference the Faraboloidform is approximated.
Diese Konstruktion setzt sich nach einer vorteilhaften Weiterbildung nach Art eines Regenschirms oder Fallschirms aus einer Vielzahl gleicher,ebener utreifehsegmente zusammen, die sich unterdem wasdruckeinfluB zu sphärischen Dreiecksflächen formen, wobei die rorm der ebenen segmente so gewählt ist, daß im räumlichen Zustand die längengradartigen Ränder, die durch die Kleb-oder Schweißnähte verstarkt sind,dem entsprechend der gewünschten nrennflecklage vorgewählten wahren Parabelverlauf entsprechen.This construction is based on an advantageous development in the manner of an umbrella or parachute of a multitude of the same, flat triangular segments which, under the influence of the water pressure, become spherical triangular surfaces shape, the rorm of the flat segments is chosen so that in the spatial state the longitude-like edges, which are reinforced by the adhesive or weld seams, the correspond to the preselected true parabolic course according to the desired nominal spot position.
Dabei ist es zweckmäßig, daß die tragende Ringkonstruktion, die innerhalb des sandes des earaboloids liegt, aus einem &um Kreis gebogenen Vollrund- oder Rohrprofil, insbesondere aus Glasfaserkunststoff oder Leichtmetall , besteht.It is useful that the supporting ring structure that is within of the sand of the earaboloids, from a full round or curved round circle Tube profile, in particular made of fiberglass or light metal.
Dies erlaubt in vorteilhafter weise, daß die Streitensegmente , die zum Zwecke ihrer Formberechnung oder geometrischen Konstruktion als ebene Segmente eines Vielflcichers mit meridianartig verlaufenden gegenseitigen Segment-utoßstellen von der räumlichen Zorm der Jeweils zugrundegelegten Parabel iorm angesetzt sind, ohne Überlappung zugeschnitten sind und daß die ebenen Segmente in der konstruierten oder berechneten ebenen Form,zweckmäßig mit einer zweiteiligen Pressvorrichtung deren beide Teile in der endgültigen Parabelform durchtrennt sind und deren eine auch zum genauen Zuschnitt der segmente dienen kann ,stumpf anein4erstoßend mit einem Ubergelegten nand verklebt oder verschweißt sind und daß im raraboloidbeheitelpunkt eine kleine Kreisfläche ausgeschnitten und durch eine starre Platte - ggf. als Ventilträger - ersetzt ist.This advantageously allows the dispute segments that for the purpose of their shape calculation or geometric construction as flat segments of a polygon with mutually meridian-like intersecting segments from the spatial shape of the respective underlying parabola are assumed iorm, are cut without overlap and that the planar segments in the constructed or calculated planar form, expediently with a two-part pressing device whose two parts are severed in the final parabolic shape and one can also be used for the precise cutting of the segments, butt-butted with an overlaid nand are glued or welded and that in the raraboloidbeheitelpunkt Cut out a small circular area and replace it with a rigid plate - possibly as a valve support - is replaced.
Nach einer günstigen weiterbildung ist dabei die schmalseite der genannten Segmente btw. der Ringkonstruktions-Umfang so bemessen, daß das aus den Segmente rsehmalseiten gebildete Umfangspolygon des Vielflächers - d.i. der Grundrißumfang des der Konstruktion zugrundeliegenden Schirmgebildes -aie Ringkonstruktion derart umschließt, daß unter berUck- Sichtigung der zulässigen elaotiechen Dehnung des Folienmaterials eien zykloldenartige Berührungelinie zwischen dem inneren Paraboloidrand und der Ringkonstruktion sich ergibt, in deren Bereich beide Teile dicht zu verkleben sind und wonach die überstehenden stumpfen Ecken des Schirmgebildes parallel zum Ring abgeschnitten werden und ein über diese Klebste)e hinaus überstehender Rand unter Anbringen von Kerben noch etwas weiter um die Ringkonstruktion herumgeklebt ist.After a favorable further education, the narrow side is the one mentioned Segments btw. dimension the ring construction circumference so that the segments Circumferential polygon of the polyhedron formed rsehmal sides - i.e. the scope of the plan of the screen structure on which the construction is based - a ring construction of this type encloses that under consideration Inspection of the permissible elaotiechen Stretching of the sheet material creates a cyclone-like contact line between the inner one Paraboloid edge and the ring construction results, in the area of which both parts are to be glued tightly and then the protruding blunt corners of the screen structure be cut off parallel to the ring and one that protrudes beyond this adhesive strip Edge glued a little further around the ring construction, making notches is.
Dabei wird die die Paraboloiddffnung abdeckende rolle mit der Vorderseite der Ringkonstruktion und ggf. auch mit dem zuletzt genannten Randteil verklebt und außen entlang der Nahtstelle zwischen Abdeckung und Paraboloidrand entlang der Ringkonstruktion unter leichtem Zug ein elastisches Band aufgeklebt,das beide Teile verbindet.The roll that covers the parabolic opening is turned with the front the ring construction and possibly also glued to the last-mentioned edge part and outside along the seam between the cover and the paraboloid edge along the ring construction An elastic band is glued on with a slight pull to connect the two parts.
Halterungen und Lagerelemente zur azimuthalen und vertikalen Schwenkung des Spiegelgebildes sind vorteilhaft mit der Ringkonstruktion unter entsprechender Abdichtung verschraubt) ein Sonnesensor und entsprechende elektronische Einrichtungen besorgen über Antriebe das Nachführen des Spiegels.Brackets and bearing elements for azimuthal and vertical pivoting of the mirror image are advantageous with the ring construction under corresponding Sealing screwed) a sun sensor and corresponding electronic equipment take care of the tracking of the mirror via drives.
Zweckmäßig ist es, die Grundparabel des Paraboloids so zu wählen, daß der Brennfleck innerhalb des Oberdruckraums zu liegen kommt und die Nutzapparatur über eine Stab- oder Seilkonstruktion an der Ringkonstruktion aufgehängt ist und insbesondere die Parabelform so gewählt ist, daß auf Front- und Rückseite der Nutzapparatur etwa gleicher Lichtstrom fällt und die Form dieser Apparatur - insbesondere der mit Solarzellen zu belegende Rörper - den Einfallsrichtungen des reflektierten Lichtstroms angepasst ist.It is useful to choose the basic parabola of the paraboloid so that that the focal point comes to lie within the upper pressure space and the utility apparatus is suspended from the ring structure via a rod or rope structure and in particular, the parabolic shape is chosen so that on the front and back of the utility apparatus approximately the same luminous flux falls and the shape of this apparatus - especially the Bodies to be covered with solar cells - the directions of incidence of the reflected luminous flux is adapted.
In masche Fellen ist es Finsig, durch entsprechende Parabelwahl den Brennfleck außerhalb die Abdeckiolie zu verlegen, und ggf. vorteilhaft in die Abdeckiolie ein Rundienster aus verlustarmem Glas , inbesondere Quarzglas, mit dem Durchmesser des dort vorhandenen reflektierten Lichtsrons einen setzen, wobei die Anwendungsapparatur an Stäben vor der Abdeckung angeordnet ist.In mesh skins it is finely tuned by choosing the appropriate parabola Laying the focal point outside the cover foil, and possibly advantageously in the cover foil a round serpentine made of low-loss glass, especially quartz glass, with the diameter of the reflected light rons present there, with the application apparatus is arranged on bars in front of the cover.
Auf diese Weise kann 1. Brennfleck hantiert werden und es wird eine zu stsrke Erwärmung der Folie ggi. verhindert.In this way the 1st focal point can be handled and it becomes a excessive heating of the film ggi. prevented.
Für große Spiegelöitnungen und die Konstruktion ohne aboedF-folie - sie würde dann zu stark werden- und mit Schalenkonstruktion sieht schließlich eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstands vor,daß die als gugeisegment ausgeführte Schale in einem Gewässer schwimmend derart iestge $ ist, daß über eine die Kugel umgebende Plattform oder einen Pollerkranz und entsprechende Rollen oder Kugeln die schwimmende, den Spiegel tragende Kugel der Sonne nachgesteuert werden kann und durch Innenballast eine stabile Grundposition gegeben ist. For large mirror openings and the construction without an aboedF film - it would then become too strong - and with a shell construction, an advantageous further development of the subject matter of the invention provides that the shell, designed as a guge segment, is floating in a body of water in such a way that the ball is over one surrounding platform or a bollard ring and corresponding rollers or balls, the floating ball bearing the mirror can be adjusted to the sun and a stable basic position is given by internal ballast.
Vorteilhaft ist ee, zur Verwendung in gemäßigten Breiten den Spiegel im Hinblick aui die zu erreichende mittlere Brennfleckkonzentration überzudimensionieren und zur Erhöhung der Brennileck-Lichtdichte bei horizontnahem Sonnen stand oder während der Dauer von Bedeckungen der Sonne bei vollem Sonnenlicht eine absichtliche lefokussierung des Paraboloids durch seine Verf ormung in Richtung aui eine Kugeliorm durch eine geringfügige und im Rahmen der Materialeigenschaften des Piaboloids vertretbare Uberdruck-oder Unterdruck-ErhUhung zu erzielen ,die durch Sensoren im Brennfleck automatisch gesteuert erfolgt und innerhalb bestimmter Grenzen einen annrhernd konstanten Lichtstrom im Brennfleckbereich auirechterhäl t.It is advantageous to use the mirror for use in moderate latitudes overdimensioning with regard to the mean focal spot concentration to be achieved and to increase the Brennileck light density when the sun is near the horizon or an intentional during the duration of covers of the sun in full sunlight The paraboloid is focussed due to its shape in the direction of a spherical orm by a slight and justifiable within the framework of the material properties of the piaboloid Overpressure or underpressure increase can be achieved by sensors in the focal point takes place automatically controlled and within certain limits an almost constant Luminous flux in the focal spot area is maintained.
Eine solche Defokussisrung kann auch durch Fahren der Nutsapparatur entlang der Symmetrieachse des Paraboloids erreicht werden.Such a defocusing can also be achieved by driving the nut apparatus can be achieved along the axis of symmetry of the paraboloid.
Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Figuren nun beispielartig beschrieben.Es zeigen: Fig. 1 Die geometrische Konstruktion einer Mantelfläche zum Zusammensetzen eines Paraboloidähnlichen körpers aus ebenen Segmenten Fig. 2 Perspektivansicht eines auf den tragering aufgezogenen, aufgeblasen gedachten und aus Segmenten zusammengesetzten Paraboloids Fig. 3 Einzelheiten am Rand des erfindungsgemäß hergestellten Parabololde mit lichtdurchlässiger Abdeckung Fig. 4 Einen kompletten Spiegel in einer Konstruktion für kleine und mittlere Durchmesser Fig. 5 Eine Konstruktion wie in Fig. 4 , doch nit außerhalb der Abdeckung angeordnetem Brennfleck Fig. 6 Eine Spiegel anordnung ohne Abdeckung und Tragekonstruktion für große Spiegelöffnungen und zur schwimmenden Verankerung in einem Gew?isser1 Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 - 5 betreffen eine Konstruktion, in welcher zwischen dem Paraboloid 1 aus gunststoif-Polie und einer lichtdurchlässigen, luitdicht die Spiegeldffnung abschließenden Abdeckung 12 durch eine Pumpe 24 ein Überdruck automatisch gesteuert aufrechterhalten wird.The subject matter of the invention will now be exemplified with reference to the figures It shows: Fig. 1 The geometric construction of a lateral surface for Assembling a paraboloid-like body from flat segments Fig. 2 Perspective view of an imaginary inflated one pulled onto the support ring and paraboloids composed of segments Fig. 3 Details at the edge of the Parabolic plugs produced according to the invention with a translucent cover Fig. 4 A complete mirror in one design for small and medium diameters Fig. 5 A construction as in Fig. 4, but not arranged outside the cover Focal spot Fig. 6 A mirror arrangement without cover and support structure for large mirror openings and for floating anchoring in a body of water1 Die Embodiments according to Figures 1-5 relate to a construction in which between the paraboloid 1 made of favorably-priced polie and a translucent, luit-tight one the mirror opening closing cover 12 by a pump 24 an overpressure is maintained automatically controlled.
In Fig. 1 ist ein Weg angedeutet, wie ein paraboloidähnlicher Vielflächer ,der sich aus ebenen Segmenten zusammensetzt, geometrisch konstruiert werden kann.Diese Konstruktion wie auch eine entsprechende Rechnung sind seit langem Stand der Technik,soweit sie lediglich den Vielflächer betreffen.In Fig. 1 a way is indicated, such as a paraboloid-like polyhedron , which is composed of flat segments, can be constructed geometrically Construction as well as a corresponding calculation have long been state of the art, so far they only concern the multifaceted.
Es wird davon ausgegangen, daß für die Lösung der Aufgabe geeignete Spiegelfolien eine gewisse Elastizität aufweisen, und in einem kleinen Bereit ph verformbar sind, ohne daß nachteilige Wirkungen eintreten. Selbst bei tiefenFemperaturen kann mit einer kleinen Elastizität etwa von PVC gerechnet werden.Es ist somit möglich, bei hinreichend kleiner Unterteilung des Paraboloids in meridianartig geschnittene Segmente 4 sowohlam Rande die Sehnenlänge 8 über einen tragenden Ring 3 zu spannen, als auch spiter die ebenen Segmente 4 durch Iutt- oder Gasdruck so tu sphärischen Dreieckeflächen su terw formen, daß eine Paraboloidform entsteht,die hinreichend genau die Fokussierung des Sonnenlichts erlaubt.It is assumed that suitable for the solution of the problem Mirror foils have a certain elasticity, and in a small ready ph are deformable without adverse effects occurring. Even at low temperatures can be expected with a small elasticity of PVC, for example. with a sufficiently small subdivision of the paraboloid into meridian-like cut Segments 4 both at the edge of the chord length 8 over a load-bearing ring 3, and later through the flat segments 4 Iutt or gas pressure so tu form spherical triangular surfaces that a paraboloid shape arises, the allows the sunlight to be focused with sufficient accuracy.
Die Zahl der Segmente 4 hat sich also nach den Eigenschaften der Folie zu richten, die Jeweils durch Versuch oder terksangabe zu ermitteln sind.In Figur 1 sind es 14 Segmente,eine Anzahl,die im allgeneinen ausreicht.The number of segments 4 depends on the properties of the film to be judged, which are to be determined in each case by experiment or specification in Figure 1 there are 14 segments, a number that is generally sufficient.
Die Methode ,das Paraboloid aus ebenen Segmenten wie in Fig.1 zusammensusetzenist vor allem bei kleineren Stückzahlen sor.The method of composing the paraboloid from flat segments as in Figure 1 is especially for smaller quantities.
teilhaft.Größere Genauigkeit bringt natürlich die fabrikmaßige Herstellung
von Paraboloiden aus Schichtmaterial nach Art eines Radoms, doch ist hier vor allem
die Verspiegelung aufwendiger. In diesem letzteren Fall ist eine kleine Restelastizität
vor allem für die später noch zu beschreibende vorsätzliche Defokussierung des Spiegele
wünschenswert und auch erzielbar In Figur 1 ist ersichtlich'welche Verformung bei
14 Segmenten etwa zu erwarten ist, nämlich der Unterschied zwischen Sehne 8 und
Bogen 5.Es sind auch die Verhältnisse zu sehen, die aus der zu kurzen Parabel in
der Mitte eines Segmente (also z.Bditn der Symmetrieehene der Figur 1 liegende)
sich als Verzeichnungsfehler ergeben, wenn man die wahre Parabelform-wie dies der
Fall sein soll in die Stoß stelle 9 zwischen zwei Segmente legt.Wie unter 6a angedeutet,
ist diese zu kuree Parabel in die Aufrißebene geklappt und ergibt den gestrichelten
Verlauf 9.Bei der wie in Fig.1 angedeuteten Lage von Ring 3 k8nnen diese aus der
Verwendung ebener Teilstücke resultierenden Fehler dadurch ausgeglichen werden,
daß der Ring bzw. die Segmente eo bemessen werden,daß die Paraboloidhülle über den
Ring im Rahmen der Folienelastizität gespannt wird,wie dies in Fig. 2 auch angedeutet
ist und daß schließlich der Luftdruck eine ähnlich Verformung auch der übrigen Ebenen
des Paraboloids bewirkt, wenn der Druckunterschied aufgebracht ist.Hierbei verformen
sich die durch die Kleb-oderShweißnShte bei 10 sowie das eb)slls mit 10 bezeichnete
Die in Figur 1 angedeutete Abvicklungs-und Lotungsprozedur in Grund-und Auiriß zur Ermittlung der wahren ebenen Gestalt räumlich gekrümmter Flächen sind aus der elementaren darstellenden Geometrie bekannt.Im Aufriß stellt 4a die wahren Abmessungen eines ebenen Teilsegmentes dar.The processing and sounding procedure indicated in FIG Auiriß to determine the true flat shape of spatially curved surfaces known from elementary descriptive geometry. In elevation, 4a represents the true Represent dimensions of a flat subsegment.
Bei 7 ist die Berührungslinie angedeutet,die sich etwa ergibt,wenn derrzusammengesetzte Folienkörper über den Ring 3 gezogen ist. Infolge der dabei auftretenden Spannung - die bei der Verklebung beider Teile beherrscht werden muß -ist dies in Wirklichkeit - wie für die Verklebung wünschenswert - eine bandförmige Fläche der angedeuteten Gestalt.At 7, the line of contact is indicated, which arises approximately when the composite film body is pulled over the ring 3. As a result of this occurring tension - which must be controlled when bonding both parts - is this in reality - as is desirable for the gluing - a band-shaped Area of the indicated shape.
In Figur 2 zeigt sich'daß nach Aufziehen und Verkleben der Teile 1 und 3 ein überstehender Rand bleibt.Dieser an den Stoßstellen in stumpfe Spitzen auslaufende Rand wird parallel zum Ring 3 so abgeschnitten, daß ein kest des Randes nach Anbringen von Kerben faltenfrei noch über einen kleinen Winkel des Profils 3 geklebt werden kann, wie dies in Fig,3 angedeutet ist.FIG. 2 shows that after the parts 1 have been pulled on and glued together and 3 a protruding edge remains. This becomes blunt tips at the joints the outgoing edge is cut off parallel to the ring 3 so that a kest of the edge after making notches, still wrinkle-free over a small angle of the profile 3 can be glued, as indicated in FIG.
Im Scheitel des Paraboloids wird vorteilhaft eine Ereisfläche ausgespart und durcheine runde Platte 11 aus Folie oder spiegelndem Blech ersetzt,um bei den zahlreichen Nähten in diesem Bereich definierte Verhältnisse zu schaffen.In the apex of the paraboloid, an iron surface is advantageously cut out and replaced by a round plate 11 made of foil or reflective sheet metal in order to achieve the numerous seams in this area to create defined relationships.
In Figur 3 ist gezeigt,wie die lichtdurchlässige Abdeckung 12 ebenfalls mit Ring 3 verklebt und mit Paraboloid 4 durch ein elastisches,unter Zug über die Nahtstelle geklebtes Band 16 verbunden ist,das den Außenrand auch mechanisch schützt.In Figure 3 it is shown how the transparent cover 12 also glued with ring 3 and with paraboloid 4 by an elastic, under tension over the Seam bonded tape 16 is connected, which also protects the outer edge mechanically.
13 und 15 sind ein durch die Schrauben 14 gehaltenes Beschlagteil und ein Lagerbolzen, mit dem das an sich sehr leichte Spiebelgebilde vertikal schwenkbar gelagert werden kann Ringkonstruktion 3 kann bei Spiegelöffnungen von einigen m vorteilhaft aus Fiberglas hergestellt werden,das vor Alu den Vorteil hat, sich leicht zu einem ziemlich exakten Kreis formen zu lassen.Die stoßstelle muß dabei mit einem Rohrstück zusammengehalten sein,das so eingelassen ist,daß Ring 3 stets gleiche Stärke hat.13 and 15 are a fitting part held by the screws 14 and a bearing pin with which the very light Spiebelgebild can be pivoted vertically Ring construction 3 can be stored with mirror openings of a few m advantageously made of fiberglass, which has the advantage over aluminum of being light to be shaped into a fairly exact circle Be held together piece of pipe, which is let in that ring 3 always the same Has strength.
Das Zurichten der Segmentteile 4a erfolgt vorteilhaft mit einer Hilfsvorrichtung, die die Form der gewählten Parabei hat und einen el. beheizten Blechstreifen aufweist, mit welchem die Segmente exakt ausgestochen werden können.The trimming of the segment parts 4a is advantageously carried out with an auxiliary device, which has the shape of the selected Para and has an electrically heated sheet metal strip, with which the segments can be precisely cut out.
Eine Hilfevorrichtung ist auch erforderlich zur Klebung des Streifens 10 auf benachbarte Segmente.Wenn es auch möglich ist,die Segmente größer zu machen und überlappend zu kleben und zu schweißen, ist es doch einfacher, die Segmente genau in ihrer konstruierten oder gehneten Umrißform zuzurichten und sie zwischen zwei mit Dämprungsbelag versehenen,genau nach Form der gewünschten Parabel auseinandergeschnittenen Brettern mit dem Band 10 zusammenzukleben oder zu schweißen.An auxiliary device is also required for gluing the strip 10 on adjacent segments. If it is also possible to make the segments larger and gluing and welding overlapping, it is easier to make the segments to prepare exactly in their constructed or hardened outline form and between them two with a dampening coating, cut apart exactly according to the shape of the desired parabola To glue or weld boards together with the tape 10.
In Fig. 4 ist ein fertiger kleinerer -etwa für ein Garagendach noch geeigneter - Spiegel dargestellt.Er wird durch eine nicht näher dargestellte elektronische Vorrichtung über Antriebe 22, 23 und Zahnkränze 21 -vorzugsweise aus Kunststoff-der Sonne nachgesteuert,wobei Rollen und Schiene 20,28 ,letztere ebenfalls vorteilhaft wie Rin 3 aus Fiberglas, und die Lager 15 vertikale und azimuthale Besgblichkeit sichern.In Fig. 4 is a finished smaller one -for example for a garage roof more suitable - mirror. It is represented by an electronic one not shown in detail Device via drives 22, 23 and ring gears 21 - preferably made of plastic - the Sun adjusted, with rollers and rails 20,28, the latter also advantageous like Rin 3 made of fiberglass, and the bearings 15 vertical and azimuthal depiction to back up.
12 ist die durch ein Netz ggf. unterteilte lichtdurchlässige Abdeckung,die vorteilhaft aus zähem und sehr klarem PVC-Mischpolymerisat besteht.18 stellt eine Verspannung des Rings 3 dar ,die schon wegen des Bügels 17 notwendig werden kann,der ggf.,wenn elastisch, am Ring zieht.An Bügel 17 ist vorteilhaft ein Zahnstangensegment 21 zur Vertikal steuerung befestigt.Pumpe 23 und Antriebe 22 können über einen Sammler leicht vom Spiegel selbst versorgt werden,wenn die Auswerteapparatur 34 ( an Gestänge 27 hängend) el. Strom erzeugt und nicht etwa in 34 Schmelzen verflüssigt werden sollen. 25 ist schließlich ein Kabel ,das zur Speicheranlage führt.12 is the translucent cover optionally subdivided by a mesh, the advantageously consists of a tough and very clear PVC copolymer. 18 represents a Bracing of the ring 3, which may already be necessary because of the bracket 17, the if necessary, if elastic, pulls on the ring. A toothed rack segment is advantageous on bracket 17 21 for vertical control. Pump 23 and drives 22 can be connected to a collector can easily be supplied by the mirror itself if the evaluation apparatus 34 (on linkage 27 hanging) electricity generated and not liquefied in 34 melts should. Finally, 25 is a cable that leads to the storage facility.
In Fig.5 ist eine Anlage mit flacherem Spiegel und mit Brennfleck vor der Abdeckung gezeigt.Hier muß das Licht die Abdeckung zweimal passieren, was ohne wesentliche Energieeinbusse vor allem mit einem Rundfenster 35 in der Abdeckung 12 gewährleistet ist.Dies Fenster besteht vorzugsweise aus dünnem Quarzglas,um auch die UV-Anteile der Verwertung zuzuführen.Es empfiehlt sich auch wegen der nahe dem Brennfleck hohen Lichtdichte.Vor allem bei verschmutzter Abdeckung würde eich eine Folie unzulässig erwarmen.Sudem ist es nicht empfehlenswert, den Spiegel zu flach zu machen und den Brennfleck weit nach außen zu legen,da neben mechanischen Problemen sich dann auch Genauigkeitsschwierigkeiten beim Paraboloid ergeben.In Fig.5 is a system with a flatter mirror and with a focal point in front of the cover. Here the light has to pass the cover twice, which without significant loss of energy, especially with a round window 35 in the cover 12th This window is preferably made of thin Quartz glass to also recycle the UV components, which is also recommended because of the high light density near the focal point, especially when the cover is dirty I would like to heat a film inadmissibly. Furthermore, it is not recommended to use the To make the mirror too flat and to put the focal point far outwards, there next to it mechanical problems then also lead to accuracy problems with the paraboloid result.
In Figur 6 ist eine erfindungsgemäße Konstruktion gezeigt, die keine Lager und keine Aufhängung hat und ohne Abdeckung 12 mit Unterdruck zwischen Schale 30 und Paraboloid 1 arbeitet.Eine solche Anlage eignet sich zum großtechnischen Einsatz und ist als Strom-oder Wärmelieferant vor allem für den Wärmebedarf von Gemeinden und Städten geeignet,wobei vor allem an Latentwärmespeicher gedacht ist.In Figure 6, a construction according to the invention is shown, which is not Has bearings and no suspension and without cover 12 with negative pressure between the shell 30 and Paraboloid 1 works. Such a system is suitable for large-scale Use and is as an electricity or heat supplier especially for the heat demand of Municipalities and cities are suitable, especially latent heat storage.
Die Kugel 30 ist vorteilhaft aus armierten Fiberglasegmenten zusammengeschraubt,sie kann auch aus Stahlblech geschweißt eeinDurch Ballast wird sie innerhalb einer Plattform oder eines Pollerkranzes,die über Rollen mit ihr in Kontakt sind, in einer mittleren Normallage stabilisiert.Uber die Rollen oder «~ Kugeln erfolgt die Steuerung nach der Sonne.Sicherungsseile 29 sind in Böcken 31 auf Haspeln gerollt und werden bei Nachsteuerungsbewegungen entsprechend nachgeführt. Die Steuerung der Antriebe und Haspeln erfolgt über Getriebemotore abhängig von Signalen eines Sonnensensors.Die Sicherungsseile messen auch die Windkräfte auffangen,die auf die Anlage wirken.The ball 30 is advantageously screwed together from reinforced fiberglass segments, they can also be welded from sheet steel, using ballast, it is placed inside a platform or a bollard ring, which are in contact with it via rollers, in a central one Normal position stabilized. The control takes place via the rollers or balls the sun. Safety ropes 29 are rolled in trestles 31 on reels and are at Adjustment movements tracked accordingly. The control of the drives and Reeling takes place via gear motors depending on signals from a sun sensor Safety ropes also measure the wind forces that act on the system.
Bei 32 endet eine Regenauffangrinne , aus der Regenwasser abgeleitet werden kann.Es kann dafür Sorge getragen werden, daß bei längerer Bewölkung die Spiegelöfinungsebene dnrch entsprechende Steuerung der Kugel s»ikrecht steht und aomit kein Regenwasser in den Spiegel gelangt.Eine Schürze 33 kann in dieser Stellung verhindern,daß Wellen den Spiegel erreichen.At 32 ends a rain gutter from which rainwater is drained Care can be taken to ensure that the Mirror opening level by means of appropriate control of the ball is vertical and So that no rainwater can get into the mirror. An apron 33 can in this position prevent waves from reaching the mirror.
Derart große Anlagen wurden noch nicht gebaut.Da sie aber vergleichsweise problemlos und billig sind - die eingangs erwahnten Solarzellen kosten nur einen verschwindenden Bruohteil der ind der Raumfahrt üblichen - und auch keine Energieträger verbrauchen ist ihre teallsierung technisch sinnvoll.Such large systems have not yet been built, but since they are comparative are problem-free and cheap - the solar cells mentioned at the beginning only cost one vanishing proportion of the common in space travel - and no energy sources either its totalization makes sense from a technical point of view.
Im Gegensatz zu Atomanlagen können die zuletzt beschriebenen Anlagen auch in Baggerseen, Kiesgruben, Stauseen und Industriegewässern angesiedelt werden,wobei keine Strahlen-oder Wärmeverseuchung eintritt und die Kugeln auch als Brutalbauten @@@@@ @@@@@.In contrast to atomic plants, the plants described last can also be settled in quarry ponds, gravel pits, reservoirs and industrial waters, whereby no radiation or heat contamination occurs and the balls are also used as brutal structures @@@@@ @@@@@.
Natürlich können sie keine örtlich konzentrierten traftwerksblöcke als solche ersetzen, doch viele über das Land verstreute Sonnenanlagen mit Latenwäruespeichern(sie können heute ideal isolierend und dosiert abrufbar gebaut werden)können ein weiteres Ansteigen des ohnehin stagnierenden Stromverbrauchs umweltfreundlich auffangen und eo dieSnheilvolle Atomtechnik überflüssig machen. Of course, they cannot use locally concentrated power plant blocks replace as such, but many solar systems with latent heat storage systems scattered across the country (they can nowadays be built so that they are ideally insulating and can be called up in a metered manner) can be another Cope with the increase in the already stagnating electricity consumption in an environmentally friendly way eo make the beneficial atomic technology superfluous.
Kleinere auf ein Garagendach passende Anlagen verspDchen in Verbindung mit Akkumulatorsätzen einen günstigen Betrieb zumindest von kleinen Elektromobilen. Smaller systems that fit on a garage roof can be combined With battery packs a cheap operation of at least small electric vehicles.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |