DE2629144A1

DE2629144A1 - Verfahren und anordnung zur realisierung von thermischen speichern fuer sonnenenergie

Info

Publication number: DE2629144A1
Application number: DE19762629144
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Ing Pusch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-06-29
Filing date: 1976-06-29
Publication date: 1978-01-12

Description

Verfahren und Anordnung zur Realisierung von thermischen Speichern
für Sonnenenergie Die Erfindung betrifft Spektralweichen, die die von der Sonne kommende Strahlung weitgehend durchlassen und verhindern, daß die von einem thermischen Speicher aufgenommene Wärmeenergie wieder abgestrahlt wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch bewirkt, daß die Spektralweichen für den Spektralbereich von etwa 0,3 bis 2lum Wellenlange in Richtung der Sonneneinstrahlung weitestgehend durchlässig und im Spektralbereich von etwa 3 bis 201um Wellenlänge in Richtung zur Sonne weitgehend reflektierend sind.
Dadurch wird erreicht, daß die Hauptenergie der Sonnenstrahlung, die bei der Sonnentemperatur von 5600K ihr Strahlungsmaximum bei etwa A ^0,5jum hat, durch die Weiche weitestgehend durchgelassen wird, während die Energie des Solarspeichers bei 320 bis 340K Eigentemperatur (Maximalwellenlänge bei? = 9,um weitestgehend reflektiert wird.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine derartige Spektralweiche dadurch realisiert, daß auf lichtdurchlässigem Material an der der Sonne abgewandten Seite dünne Metallschichten (beispielsweise aus Aluminium) in der Größenordnung von einigen nm aufgedampft sind. Diese Metallschichten haben die Eigenschaft lichtdurchlässig zu sein und ihre reflektierende Wirkung erst im Spektralbereich größer als 1 bis 2/um Wellenlänge aufzuweisen.
Um einen maximalen Eintritt der Sonnenenergie bei lichtdurchlässigen Materialien mit höherem Brechungsindex zu bekommen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die der Sonne zugewandte Seite dieser Filter mit dielektrischen Vergütungsschichten zu versehen, damit ein optimaler Durchlaß der Sonnenenergie bewirkt wird.
Um die Isolierung gegen Abstrahlung der bereits gespeicherten Wärme zu erhöhen, werden nach einem weiteren Gedanken der Erfindung mehrere derartige Frequenzweichen, die durch diatherme Gasschichten getrennt sind, verwendet.
Andererseits kann man auch die spektrale Trennung dadurch erhöhen, daß auf das lichtdurchlässige Material mehrere Metallschichten aufgedampft werden, die durch dünne Isolierschichten getrennt sind. Durch diese Maßnahme können, wie bei mehrkreisigen Filtern der Nachrichtentechnik, schärfere Kanten zwischen die zu trennenden Spektralbereiche gelegt werden.
Diese Wirkung kann vor allem dadurch erreicht werden, daß man Metall schichten gleichen Materials, jedoch verschiedener Schichtdicke und/oder Isolierstoffe, die ebenfalls verschiedene Dicke haben, benutzt.
Unter Umständen ist aber auch deBenutzung von Metallschichten aus verschiedenen Metallen vorteilhaft.
Da bekannt ist, daß vor allem organische Lackbinder definierte Absorptionsbanden im Infrarotgebiet besitzen, sollen erfindungsgemäß die Isolierschichten aus Spezialbindern bestehen, die aufgrund ihrer spektralen Absorptionseigenschaften eine optimale Isolierwirkung für den Wärmespeicher aufweisen.
Um aber einen weitgehenden Durchgang des wirksamen Sonnenlichtes zu gewährleisten, sollen diese Isolierschichten im Bereich des sichtbaren Lichtes durchlässig sein und außerdem eine Dicke haben, die klein gegen die untere Grenzwellenlänge des Reflexionsbereiches ist.

Claims

Patent a n sprUch e: 1. erfa..ren zur Speicherung der Sonnenenergie, dadurch gekennzeichnet, < daß vor thermische Speicher Spektralweichen geschaltet werden, die im Wellenbereich von 0,3 bis 2Xum in Richtung der Sonneneinstrahlung weitestgehend durchlässig und im Spektralbereich von etwa 3 bis 201um Wellenlänge in Gegenrichtung weitgehend reflektierend sind.
2. Anordnung zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderlichen Filter aus lichtdurchlässigem Material bestehen, auf die dünne Metallschichten in der Größenordnung von einigen nm an der der Sonne abgewandten Seite aufgedampft sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Sonne zugewandten Seite der Spektralweichen dielektrische Vergütungsschichten aufgebracht sind, die einen optimalen Durchlass der Sonnenenergie bewirken.
4. Anordnung nach Anspruch 2 undXoder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dielektrische Schichten zum Schutz der aufgedampften Metallschichten dienen.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus einer dünnen, lichtdurchlässigen Kunststoffolie besteht.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spektralweichen durch diatherme Gasschichten getrennt werden.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das oder die Spektralweichen mehrere Metallschichten aufgedampft werden, die durch dünne Isolierschichten getrennt sind.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Metallschichten gleichen Materials, jedoch verschiedener Dicke der Schichten bzw. der Isolierstoffe handelt.
9. Anordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten und/oder Isolierschichten aus verschiedenen Materialien bestehen.
10. Spektralfilter nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschichten aus Spezial-Lackbindern bestehen.
11. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschichten eine Dicke haben, die klein gegen die untere Grenzwelle des Reflexionsbereiches ist.