-
Konzentrierender Sonnenkollektor in Parabolzylinderform
-
Die Erfindung bezieht sich auf konzentrierende Sonnenkollektoren in
Parabolzylinderform.
-
Konzentrierende Sonnenkollektoren erlangen aufgrund der Energieverknappung
zunehmende Bedeutung.
-
Es ist bekannt, Sonnenkollektoren aus metallisiertem Kunststoff herzustellen.
Solche Sonnenkollektoren zeigen jedoch schlechte Reflexionswerte. Das Reflexionsvermögen
nimmt ferner aufgrund von Umgebungseinflüssen mit der Zeit beträchtlich ab.
-
Es ist ferner bekannt, Sonnenkollektoren mit verspiegeltem Glas auszukleiden.
Damit werden zwar gute Reflexionswerte erreicht, jedoch müssen eine Reihe von schwerwiegenden
Nachteilen in Kauf genommen werden.
-
Die Herstellung von parabelförmig gebogenen Glasplatten ist schwierig
und teuer. Die parabelförmige Krümmung der Glasplatten muß durch thermische Verformung
erfolgen. Die Verspiegelung der nicht-planen Glaswannen ist aufwendig, kann nicht
kontinuierlich durchgeführt werden und gibt somit zu weiteren hohen Kosten Anlaß.
Die wannenförmig gebogenen Glaskollektoren sind aufgrund ihrer vorgegebenen Form
nicht stapelbar, schwer transportierbar und äußerst bruchempfindlich.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von konzentrierenden Sonnenkollektoren,
die sich durch einfachen Aufbau, hohes Reflexionsvermögen und gute mechanische Eigenschaften,
Witterungsbeständigkeit und Alterungsbeständigkeit auszeichnen.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die se Aufgabe durch
Schaffung eines Sonnenkollektors gelöst werden kann, der ein Kollektorgerüst mit
parabelförmig geformten Spanten umfaßt, wobei zwischen diesen biegsame reflektierende
Glasflächen angeordnet werden.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein konzentrierender Sonnenkollektor
in Parabolzylinderform, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er ein Kollektorgerüst
aus parabelförmig geformten Spanten und diese verbindenden Streben aufweist, und
zwischen den Spanten Reflexionsflächen angeordnet sind, die wengistens eine Glasschicht
aus nebeneinander liegenden Glassegmenten, eine reflektierende Schicht und eine
Trägerfolie umfassen.
-
Vorzugsweise ist zwischen reflektierender Schicht und Trägerfolie
eine Klebstoffschicht vorgesehen.
-
Die erfindungsgemäßen Sonnenkollektoren zeichnen sich durch einen
sehr einfachen Aufbau aus. Das aus Spanten und Streben bestehende Kollektorgerüst
kann an Ort und Stelle zusammengesetzt werden, wodurch der Transport bedeutend vereinfacht
wird. Zwischen die Spanten werden die Reflexionsflächen, die in planer oder gerollter
Anordnung ohne Bruchgefahr transportiert werden können, angeordnet. Dies kann durch
einfaches Einschieben der Reflexionsflächen in Nuten, die an beiden Seiten der Spanten
vorgesehen sind, erfolgen. Die Reflexionsflächen zeichnen sich durch ein hohes Reflexionsvermögen,
gute mechanische Eigenschaften,
gute Witterungsbeständigkeit und
gute Alterungsbeständigkeit aus.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die beispielshafte
Ausführungsformen zeigt, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische
Ansicht eines Sonnenkollektors gemäß der Erfindung, und Fig. 2 einen Querschnitt
der Reflexionsfläche.
-
Der in Fig. 1 gezeigte Parabolzylinderkollektor umfaßt ein Kollektorgerüst
10 aus parabelförmig geformten Spanten 11 und diese verbindenden Streben 12.
-
Das Kollektorgerüst 10 ist formstabil ausgebildet, so daß die Reflexionsflächen
13 ihre parabelförmige Anordnung beibehalten. Die Spanten und Streben können beispielsweise
aus Metall, wie Aluminium, oder Kunststoff bestehen.
-
Vorzugsweise sind die Spanten 11 beiderseits mit Nuten versehen, so
daß die Reflexionsflächen 13 lediglich zwischen die Spanten eingeschoben werden
müssen und damit ihre endgültige parabelförmige Anordnung erhalten.
-
Je nach Größe des Sonnenkollektors können eine oder mehrere RefIexionsflächen
13 vorgesehen sein. Beispielsweise ist es vorteilhaft, zwischen jeweils zwei Spanten
zwei Reflexionsflächen anzuordnen, die in der Mitte
zusammenstossen.
Der Abstand der Spanten kann in weiten Grenzen variiert werden und liegt vorzugsweise
zwischen etwa 30 und 60 cm. In der Zeichnung ist ferner schematisch das Absorberrohr
14 gezeigt.
-
Die Reflexionsflächen 13 müssen, um sich der parabelförmigen Krümmung
der Spanten anpassen zu können, biegsam ausgestaltet sein. Dies wird im wesentlichen
dadurch erreicht, daß die Glasschicht 1 aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten
einzelnen Glassegmenten 2 besteht. Die Unterteilung der Glasschicht 1 in einzelne
Segmente ist aus Fig. 2 ersichtlich.
-
Die Größe der Glassegmente 2 kann in weiten Bereichen variiert werden
und hängt vorwiegend vom Ausmaß der gewünschten Krümmung der Reflexionsfläche ab.
Es versteht sich, daß es vorteilhaft ist, bei stärkerer Krümmung kleinere Glassegmente
zu wählen, während bei schwächerer Krümmung größere Glassegmente zum Einsatz kommen
können.
-
Die geometrische Form der Glaselemente ist gleichfalls variabel. Besonders
geeignet sind jedoch streifenförmige Glassegmente, d.h. solche in Form länglicher
Rechtecke.
-
Beispielsweise weisen die Streifen eine Breite von etwa 0,5 bis 3
cm und vorzugsweise 1 bis 2 cm und eine Länge zwischen etwa 10 und 100 cm und vorzugsweise
zwischen etwa 15 und 40 cm auf.
-
Die Dicke der Glas segmente beträgt vorzugsweise etwa 0,3 bis 2 mm
und liegt insbesondere zwischen etwa
0,5 und 1 mm. Die Dicke der
Glassegmente ist nach unten lediglich aus Preisgründen beschränkt, da die Herstellung
sehr dünner Glasplatten schwierig und teuer ist. Eine prinzipielle Beschränkung
der Dicke nach oben ist gleichfalls nicht gegeben, jedoch ist bei dickeren Glaselementen
ein erhöhter Materialverbrauch erforderlich und ein höheres Transportgewicht gegeben.
-
Der Abstand zwischen den einzelnen Glassegmenten ist üblicherweise
sehr gering und liegt beispielsweise zwischen 0,1 und 2 mm.
-
Die Verwendung eines witterungsbeständigen Glases wird bevorzugt.
-
Die reflektierende Schicht 3 wird in üblicher Weise auf die Glasschicht
1 aufgebracht. Geeignete Ausführungsformen sind das Aufbringen einer dünnen Silberschicht
in bekannter Weise oder das Aufdampfen von Aluminium im Hochvakuum. Anstelle der
üblichen Verspiegelung kann die Glasschicht 1 mit einer reflektierenden Metallfolie
verklebt werden.
-
Vorzugsweise wird die reflektierende Schicht 3 mit einer Schutzschicht
4, üblicherweise einer Lackschicht, versehen.
-
Auf die Schutzschicht 4 oder gegebenenfalls direkt auf die reflektierende
Schicht 3 wird üblicherweise eine Klebstoffschicht 5 aufgebracht. Die Klebstoffschicht
5 dient zur Verbindung mit der Trägerfolie 6. Die Auswahl des Klebstoffes der Klebstoffschicht
5
richtet sich nach den zu verbindenden Materialien. Die Klebstoffschicht
5 kann selbstklebend, durch Wärme aktivierbar oder auf andere Weise aktivierbar
sein. Vorzugweise besteht die Klebstoffschicht 5 aus einem elastischen Klebstoff.
Beispiele für Klebstoff sind Silikonkautschuk, Acrylharze und Epoxidharze.
-
Der Klebstoff kann in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Glassegmenten
2 eindringen und diese ausfüllen.
-
Die Klebstoffschicht 5 kann entfallen, wenn die Verbindung zwischen
Glasschicht und Trägerfolie auf andere Weise, z.B. durch Heißversiegelung, vorgenommen
wird.
-
Die Trägerfolie 6 besteht vorzugsweise aus einer dünnen Kunststoffolie,
beispielsweise aus Polyäthylen oder Polypropylen.
-
Zur Herstellung der Reflexionsflächen, worauf nachstehend näher eingegangen
wird, sowie gegebenenfalls zum Schutz derselben bei Lagerung und Transport kann
auf der Oberseite der Glasschicht 1 mittels einer Haftschicht eine Deckschicht vorgesehen
werden. Die Deckschicht besteht vorzugsweise aus einer biegsamen Kunststoffolie
oder Papier. Die Haftschicht ist so ausgebildet, daß die Verbindung zwischen Deckschicht
und Glasschicht wieder lösbar ist. Die Haftschicht kann beispielsweise als selbstklebende
Schicht auf der Deckschicht aufgebracht sein, so daß die Deckschicht in einfacher
Weise mit der Glasschicht verbunden werden kann.
-
Die Herstellung der Reflexionsfläche kann auf verschiedene Weise erfolgen
und ist äußerst einfach. Die Glassegmente können einzeln mit der reflektierenden
Schicht und gegebenenfalls mit der Schutzschicht versehen werden. Alternativ können
die Glassegmente mit der vorstehend genannten Deckschicht verbunden werden und dann
das Aufbringen der reflektierenden Schicht und der Schutzschicht auf einer größeren
Fläche erfolgen.
-
Anschließend wird die Klebstoffschicht auf die reflektierende Schicht
oder die Schutzschicht aufgebracht und danach die Trägerfolie vorgesehen. Alternativ
kann die Trägerfolie mit einer Klebstoffschicht versehen sein.
-
Die Herstellung der Reflexionsfläche ist einfach, wobei besonders
von Vorteil ist, daß das Aufbringen der reflektierenden Schicht in planem Zustand
erfolgen kann. Die Reflexionsflächen können plan gelagert und transportiert werden,
wodurch Schwierigkeiten, insbesondere im Hinblick auf die Bruchgefahr, ausgeschaltet
werden. Das Reflexionsvermögen ist außerordentlich hoch. Die mechanischen Eigenschaften,
die Witterungsbeständigkeit und die Temperaturbeständigkeit liegen weit über denen
von reflektierenden Kunststoffolien. Die Reflexionsflächen sind aufgrund ihres schichtenförmigen
Aufbaus und der Unterteilung der Glasschicht in einzelne Segmente biegsam und lassen
sich der Parabelform anpassen. Die Reflexionsflächen sind in sich geschlossene Elemente,
wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit und einer daraus resultierenden Beschädigung
vermieden wird.