DE2737256B2 - Anordnung einer Flachkollektorgruppe zum Auffangen von Sonnenenergie - Google Patents
Anordnung einer Flachkollektorgruppe zum Auffangen von SonnenenergieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Flachkollektorgruppe wie im Oberbegriff des Anspruchs 1
beschrieben.
Kollektoren zum Auffangen von Sonnenenergie dienen zum Erwärmen von Wasser, für die Beheizung
oder Warmwasserversorgung. Die Bedeutung der Nutzung von Sonnenenergie für die allgemeine
Energiewirtschaft ist heute unbestritten. Der Erfolg aller Bemühungen um diese Nutzung wird aber davon
abhängen, inwieweit es gelingt, preisgünstige und wirtschaftliche Anlagen zum Auffangen und Übertragen
der Strahlung an Wärmeträger zu schaffen. Die Anordnung der Sonnenkollektoren ist ein Teil dieses
Aufgabenbereichs, ebenso eine gewisse Anpassung an den mit den Jahreszeiten sich ändernden Sonnenstand.
Einen Teil einer nach Süden ausgerichteten Dachfläche durch Kollektoren zu ersetzen, ist allgemein
bekannt. Nach Süden geneigte, neben oder auf
Gebäuden aufgestellte Kollektoren sind ebenfalls
mehrfach vorgeschlagen worden.
Nach der DE-OS 25 23 479 ist ein Sonnenkollektor vorgeschlagen, der um eine horizontale Achse drehbar
ist Die Achse ist an die Ost-West-Richtung gebunden,
und ihre Drehung gleicht die im Jahresverlauf unterschiedliche Mittagshöhe des Sonnenstandes aus-so
daß die Strahlung am Kulminationspunkt senkrecht auf den Kollektor fällt Die Aufgabe der Erfindung vermag
iu dieser Vorschlag nicht zu erfüllen, da er auf flachen oder
schwach geneigten Dächern nur dann ausgeführt werden kann, wenn die zusätzliche Belastung von
vornherein statisch berücksichtigt ist oder durch Einbau von Stützkonstruktionen aufgenommen werden kann.
is Das ist bei nachträglichem Aufbau von Kollektoren auf
bewohnte Gebäude mit Schwierigkeiten verbunden, auch mit Unzuträglichkeiten und häufig sogar unmöglich.
Nachführsysteme, die dem mit Tageslauf und
Jahreszeit sich ändernden Sonnenstand folgen, sind
ebenfalls bekannt Sie sind für Reflektorsysteme, wie in der DE-PS 2 31 294 beschrieben, notwendig, weil die
direkte Strahlung richtungsgebunden ist an den Lauf der Sonne. Die Energieausbeute wird durch nachgeführte
die Strahlung konzentrierende Kollektoren nicht vergrößert da die durch diese Kollektoren nutzbare
direkte Strahlung in Mitteleuropa nur etwa 50% der Gesamtstrahlung beträgt Flachkollektoren nutzen
sowohl die direkte als auch die diffuse Strahlung und
bedürfen daher keiner ständigen Nachführung. Die
ständige Nachführung der Kollektoren an den Sonnenstand ist so kompliziert und aufwendig hinsichtlich
Investitions- und Energiekosten, daß sie für Flachkollektoren nicht wirtschaftlich ist
Bei vorhandenen Gebäuden mit flachen oder schwach geneigten Dächern, die eine zusätzliche Belastung durch
eine Kollektorgruppe statisch nicht verkraften, kommt es darauf an, die Kollektoren so anzuordnen, daß ihr
Gewicht und die durch sie übertragenen Windkräfte
von tragendem Mauerwerk aufgenommen werden. In
eine Mauerscheibe dürfen aber keine Momente und keine quer zur Mauerscheibe wirkende Kräfte eingeleitet werden. Diese Momente und Kräfte sind also den
statischen Bedingungen von Mauerscheiben gemäß
aufzufangen.
Die tragende Mauer hat nur in seltenen Ausnahmefällen Ost-West-Richtung, so daß die Kollektorfläche
parallel zu ihr angeordnet werden könnte.
Somit ist die Aufgabe gestellt, eine Anordnung einer
so Flachkollektorgruppe zum Auffangen von Sonnenenergie für flache oder schwach geneigte Dächer zu
schaffen, die beim Aufbau auf Mauerscheiben diese von Momenten und quer zu ihnen wirkenden Kräften frei
hält, die eine Ost-West-Einstellung der Kollektoren bei
in weiten Grenzen beliebiger Lage der tragenden
Mauer zuläßt, bei der die Kollektoren der wechselnden Mittagshöhe der Sonne angepaßt werden können und
die einfach herzustellen und zu montieren ist.
vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch ein auf einer um höchstens ±45° von der Ost-West-Richtung
abweichend verlaufenden Mauerscheibe angeordnetes in Lenkern drehbar gehaltenes Rohr mit mehreren auf
diesem Rohr schwenkbar hintereinander und nahe ihren
Flächenschwerpunkten gelagerten, nach Süden ausrichtbaren einzelnen Flachkollektoren und durch die
Schwenkung bestimmende Pendelstützen zwischen jedem einzelnen Flachkollektor und der Mauerscheibe.
Um den Vor- und Rücklauf des Wärmeträgers den einzelnen Kollektorelementen gleichmäßig und vor
äußeren Temperatureinflüssen geschützt zuleiten zu können, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
vorgeschlagen, die Leitungen innerhalb des Rohres unterzubringen.
Ein weiterer Vorschlag betrifft die Vorfertigung und Montage der Kollektorgruppe. Sie soll zweckmäßig als
fertiges Bauteil am Bau angeliefert und montiert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine L-förmige Gestalt der Kollektorelemente vorgeschlagen.
Diese kann durch Zusammensetzen entsprechender Rechtecke, aber auch Kreis- oder Ellipsenausschnitte
gebildet werden.
Die Kollektorelemente bestehen zweckmäßig aus einer windsteifen Blechschale, die wärmeisolierend und
stabilisierend ausgeschäumt ist
Mit der Anwendung der Erfindung sind folgende Vorteile verbunden:
Erstmals können Gebäude mit flachem oder schwach geneigtem Dach mit Sonnenko/iektoren ausgestattet
werden, auch wenn die Dachhaut zusätzliche Lasten nicht aufnehmen kann oder der Einbau zusätzlicher
Stützkonstruktionen nicht möglich ist Infolge der freien Auflage der Achse können keine Momente und quer zur
Mauerscheibe wirkende Kräfte auf diese übertragen werden. Aus der etwa L-förmigen Gestalt und der
Lagerung im Flächenschwerpunkt folgt e ne gute Anpassung der Kollektorelemente an die Konturen des
Baukörpers und ein weitgehender Ausgleich der auf die Kollektorelemente wirkenden Wind- und Gewichtskräfte, so daß die auf die gemeinsame Achse geleiteten
Kräfte so gering wie möglich gehalten werden. Die Neigung der Kollektorelemente kann auf die im Laufe
des Jahres wechselnde Mittagshöhe der Sonne durch Drehen der Achse um einen kleinen Winkel in höchst
einfacher Weise eingestellt werden. Dabei ist die Schwenkbarkeit der Kollektorelemente in Verbindung
mit der Pendelstütze das einfache Mittel, die Süd-Ausrichtung der Flächennormale aufrechtzuerhalten. Diese
Anpassung führt gegenüber einer starren Kollektorfläche zu einer um etwa 15% erhöhten Nutzung der
Sonnenenergie.
Die Konstruktion ist einfach und läßt weitgehend Vorfertigung und Vormontage zu.
Die Anordnung wird nachstehend anhand der A b b. 1 — 7 beschrieben. Es zeigt
A b b. 1 eine perspektivische Ansicht der Anordnung, A b b. 2 ein Haus mit schwach geneigtem Dach mit
der erfmdungsgemäßen Anordnung,
A b b. 3 einen Querschnitt durch ein Kollektorelement,
A b b. 4 eine Ansicht eines Kollektorelements,
ίο A b b. 5,6 und 7 verschiedene Formen der Kollektorelemente.
ίο A b b. 5,6 und 7 verschiedene Formen der Kollektorelemente.
Auf einer um höchstens ±45° von der in Ost-West-Richtung
abweichend verlaufenden Mauerscheibe 1 liegt ein Rohr frei auf. Es ist in Lenkern 3 drehbar
5 gehalten und trägt mehrere hintereinander angeordnete Flachkollektoren 4. Diese sind nahe ihrem Flächenschwerpunkt
auf dem Rohr 2 mittels Stützen 5 schwenkbar gelagert Die Flachkollektoren 4 sind
weiterhin durch Pendelstützen 6 an der Mauerscheibe 1 abgestützt Mittels einer Stellvorrichtung 7 mit Handkurbel
8 kann das Rohr 2 um einen bestimmten kleinen Winkel gedreht werden, so daß die Normale zur Fläche
der Flachkollektoren 4 dem Wechsel in der Mittagshöhe des Sonnenstandes angepaßt werden kann. Die
Schwenkbarkeit der Flachkollektoren 4 in Verbund mit den Pendelstützen 6 bewirkt, daß beim Drehen des
Rohres 2 die Nord-Süd-Ausrichtung der Normalen zu den Flächen der Flachkollektoren 4 erhalten bleibt
Vor- und Rücklaufleitungen 9 für den Wärmeträger jo sind innerhalb des Rohres 2 untergebracht
Die Anordnung auf einer um höchstens ±45° von der Ost-West-Richtung abweichend verlaufenden Mauerscheibe
1 eines mit flachem oder schwach geneigtem Dach gedeckten Hauses zeigt A b b. 2.
Nach Abb.3 bestehen die Flachkollektoren 4 aus einer windsteifen Blechschale 10, die mit einer wärmeisolierenden und stabilisierenden Ausschäumung 11 versehen ist und in der die Absorber 12 befestigt sind.
Nach Abb.3 bestehen die Flachkollektoren 4 aus einer windsteifen Blechschale 10, die mit einer wärmeisolierenden und stabilisierenden Ausschäumung 11 versehen ist und in der die Absorber 12 befestigt sind.
Die Flachkollektoren 4 sind vorzugsweise L-förmig gestaltet und durch Zusammensetzen entsprechender
Rechtecke 13, 13a, Kreis- oder Ellipsenausschnitte 14, 15 gebildet Die Innenkanten 16 der L-Form können so
abgeschrägt sein, daß sie einen stumpfen Winkel bilden oder in anderer Weise, z. B. durch mehrfach abgeknickte
Innenkanten, der Gebäudekontur angepaßt sind.
Claims (7)
1. Anordnung einer Flachkollektorgruppe zum Auffangen von Sonnenenergie für flache oder
schwach geneigte Dächer, mit schwenkbar gelagerten, auf den veränderlichen Sonnenstand ausrichtbaren, von einem Wärmeträgermedium durchströmten
Kollektoren, gekennzeichnet durch ein auf einer um höchstens ±45° von der Ost-West-Richtung abweichend verlaufenden Mauerscheibe (1)
angeordnetes, in Lenkern (3) drehbar gehaltenes Rohr (2) mit mehreren auf diesem Rohr (2)
schwenkbar, hintereinander und nahe ihren Flächenschwerpunkten gelagerten, nach Süden ausrichtbaren einzelnen Flachkollektoren (4) und durch die
Schwenkung bestimmende Pendeistützen (6) zwischen jedem einzelnen Flachkollektor (4) und der
Mauerscheibe (1).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vor- und Rücklaufleitung (9) für das
Wärmeträgermedium innerhalb des Rohres (2) untergebracht sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Kollektorgruppe
als vorgefertigte Baueinheit anlieferbar und montierbar ist
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Sonne zugewandten
Einstrahlungsflächen der Flachkollektoren (4) etwa L-förmig gestaltet snd.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die L-förmige Gestalt der Flachkollektoren (4) durch Zusammensetzen entsprechender
Rechtecke (13,13ajl Kreis- oder Ellipsenausschnitte
(14,15) gebildet ist
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkanten (16) der
L-Form miteinander einen stumpfen Winkel bildend abgeschrägt sind oder mit mehrfach geknickten
Kanten den Gebäudekonturen folgen.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachkollektoren (4) eine windsteife Blechschale (10) aufweisen, die mit einer
wärmeisolierenden und stabilisierenden Ausschäumung (11) versehen ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE2737256A DE2737256C3 (de) | 1977-08-18 | 1977-08-18 | Anordnung einer Flachkollektorgruppe zum Auffangen von Sonnenenergie |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2737256A DE2737256C3 (de) | 1977-08-18 | 1977-08-18 | Anordnung einer Flachkollektorgruppe zum Auffangen von Sonnenenergie |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2737256A1 DE2737256A1 (de) | 1979-02-22 |
DE2737256B2 true DE2737256B2 (de) | 1981-09-03 |
DE2737256C3 DE2737256C3 (de) | 1982-04-15 |
Family
ID=6016728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2737256A Expired DE2737256C3 (de) | 1977-08-18 | 1977-08-18 | Anordnung einer Flachkollektorgruppe zum Auffangen von Sonnenenergie |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2737256C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1985005437A1 (en) * | 1984-05-18 | 1985-12-05 | Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie "Solntse" Aka | Solar power plant |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9412770U1 (de) * | 1994-08-08 | 1994-10-06 | Wenzel, Joachim, Dipl.-Ing., 71735 Eberdingen | Solarvorrichtung an einer Wand |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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GB1513402A (en) * | 1974-06-21 | 1978-06-07 | Kume T | Solar boilers |
DE2446580A1 (de) * | 1974-09-30 | 1976-04-08 | Werner Kuehnert | Geraet zur nutzung der sonnenenergie zu koch- und heizzwecken |
DE2523479A1 (de) * | 1975-05-23 | 1976-12-09 | Peter Dr Ing Marx | Solar-kollektor |
CH597573A5 (de) * | 1975-09-11 | 1978-04-14 | Harald Liebi |
-
1977
- 1977-08-18 DE DE2737256A patent/DE2737256C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1985005437A1 (en) * | 1984-05-18 | 1985-12-05 | Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie "Solntse" Aka | Solar power plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2737256C3 (de) | 1982-04-15 |
DE2737256A1 (de) | 1979-02-22 |
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