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Halterung für Sonnenkollektoren Die Erfindung betrifft eine Halterung-fur
einen oder mehrere Sonnenkollektoren, vorzugsweise mit einem Trägergestell Kollektoren
werden in der Regel bei einer Schrägstellung von vorzugsweise etwa 450 in Südrichtung
weisend angeordnet.
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Während des Tagesverlaufes trifft daher die Sonnenstrailung nur um
die Mittagszeit etwa senkrecht auf die Kollektoren, so daß nur während einer verhältnismäßig
kurzen Zeit eine etwa optimale Aufheizung der Kollektoren gegeben ist. Mit zunehmender
Schrägstellung des Auftreffwinkels der Sonnenstrahlen auf die Kollektoren nimmt
der Wirkungsgrad wesentlich ab-.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sonnenkollektoreneinrichtung
zu schaffen, mittels der eine verbesserte Ausnützung der Sonnenstrahlungsenergie,
beziehungsweise eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Kollektor-Anordnung erzielt
werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen,
daß die Kollektoren-Halterung zumindest in einer Ebene schwenkbar ist. Dadurch besteht
in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Kollektoren zumindest weitgehend auf
den jeweiligen Sonnenstand auszurichten, so daß sich im gesamten Tagesverlauf eine
jeweils weitgehend optimale Lage der Kollektoren zur Sonne ergibt.
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Zweckmäßigerweise ist die Kollektoren-Halterung wenigstens um eine
vertikale Achse schwenkbar und weist insbesondere einen Antrieb zum Ausrichten auf
den jeweiligen Sonnenstand auf.
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Eine solche Anlage ist vergleichsweise einfach im Aufbau und ermöglicht
bereits ein weitgehendes Nachführen entsprechend dem jeweiligen Sonnenstand.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Kollektoren
sowohl um eine etwa vertikale als auch um eine etwa horizontale Achse schwenkbar
gelagert sind. Dadurch können die Kollektoren sowohl in Abhängigkeit von dem Tages-Sonnenstand
als auch vom jahreszeitlich bedingten Stand der Sonne nachgeführt werden.
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Eine praktische Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Kollektoren-Halterung
mittels einer Drehlagerung mit dem Trägergestell oder dergleichen verbunden ist
und einen Drehkranz aufweist, der mit einem Antriebsritzel eines Motors, vorzugsweise
eines Getriebe-Motors kämmt. Durch diese Art der Drehübertragung ist bereits eine
hohe Untersetzung zur Erzielung der vergleichsweise langsamen Drehbewegung der Kollektoren
-Halterung gegeben.
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Die Ubersetzung zwischen dem Motor und dem Drehkranz ist zweckmäßigerweise
dabei so vorgesehen, daß die Drehzahl der Kollektoren -Halterung eine Umdrehung
pro 24 Stunden beträgt. Dadurch ist eine weitgehend genaue Nachstellung der Kollektoren
auf den jeweiligen Sonnenstand gegeben.
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Gegebenenfalls sind die Kollektoren auf der Halterung in Ihrer Schrägstellung
um etwa horizontale Achsen zumindest einstellbar verschwenkbar und vorzugsweise
durch einen Verstellantrieb miteinander verbunden. Die Kollektoren können dadurch
jahreszeitabhängig auf den Sonnenstand eingestellt werden. Dabei kann sowohl eine
kontinuierliche Schrägverstellung als auch eine Schrägverstellung in mehreren Stufen
vorgesehen
sein.
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Eine besonders genaue Nachführung der Kollektoren auf den jeweiligen
Sonnenstand ergibt sich, wenn zumindest der Motor für die Drehung um die etwa vertikale
Achse mit einer Nachführsteuerung verbunden ist, die eine Meßeinrichtung für den
jeweiligen Sonnenstand aufweist.
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Zweckmäßigerweise ist zumindest an der Startstelle, an der die Kollektoren
etwa dem Bereich des Sonnenaufganges zugewandt sind, ein Endschalter vorgesehen.
Mit Hilfe dieses Endschalters kann der Antrieb aus- beziehungsweise eingeschaltet
werden, wobei das Einschalten entweder über einen Zeitgeber oder aber lichtabhängig,
z.B. mittels einer Fotozelle oder dergleichen ausgelöst wird.
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Eine Ausführungsform sieht vor, daß die ollektoren-Halterung eine
durchgehende Rotationsbewegung durchführt. Dabei erfolgt eine Umdrehung um die vertikale
Achse in 24 Stunden. Diese Ausführungsform ist besonders einfach ralisierbar, da
keine Umsteuereinricktungen oder dergleichen Schaltelemente vorgesehen sein müssen.
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Eine abgewandele Ausführungsform sieht vorn daß die Kollektoren -Halterung
eine auf den Tagesverlauf der Sonne abgestimmte Hin- und Her- Schwenkbewegung durchführt.
Dabei laufen die Kollektoren in ihrer Stellung am Tage etwa bis zum Sonnenuntergang
etwa entsprechende der Stellung der Sonne mit, während sie- beim Erreichen dieser
Endstellung in ihrer Anfangslage durch Drehrichtungsumkehr zurückgeschwenkt werden.
Durch diese Schwenkbewegung um höchstens etwa 180° ergibt sich eine konstruktiv
einfache Zu beziehungsweise Ableitung des Wassers für die Kollektoren, z.B. über
flexible Schläuche.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten
anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Aufsicht sowie Fig. 2 eine Seitenansicht einer
Kollektorenanordnung.
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Eine in Figur 1 und 2gezeigte Kollektorenanordnung 1 weist im wesentlichen
ein Trägergestell 2 sowie eine Halterung 3 für mehrere, im Ausführungsbeispiel sechs
Kollektoren4 auf. Im dargestellten Beispiel ist die gesamte Solarkollektoren-Halterung
3 um eine vertikale Achse A gemäß dem Pfeil Pf 1 in Figur 1 schwenkbar gelagert.
Dadurch können die auf der Halterung 3 montierten Kollektoren 4 dem jeweiligen Sonnenstand
zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang nachgeführt werden. Dazu ist die Kollektoren-Halterung
3 mittels einer Drehlagerung 5 mit dem Trägergestell 2 verbunden. Als Drehantrieb
ist hier ein Motor 6,insbesondere ein elektrischer Getriebemotor vorgesehen, der
über ein Antribbsritzel 7 mit einem Drehkranz 8 kämmt, der seinerseits mit der Kollektoren-Halterung
3 verbunden ist.
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Neben der Drehbewegung der Kollektoren-Halterung 3 um die Achse A
gemäß dem Pfeil Pf 1 lassen sich zusätzlich die einzelnen Kollektoren 4 noch um
etwa horizontale Achsen verschwenken. Dadurch ist eine Verstellung in der Schräglage
der Kollektoren insbesondere auch in Anpassung an den in der Höhenlage jahreszeitlich
unterschiedlichen Sonnenverlauf möglich. In Figur 2 ist erkennbar, daß die einzelnen
Kollektoren 4 mittels einem Verstellgestänge 9 miteinander verbunden sind, um einesynchrone
Verstellung der Kollektoren 4 um ihre etwa horizontalen Achsen zu ermöglichen. Das
Verstellgestänge 9 kann sowohl von Hand betätigt und in der jeweils gewünschten
Lage festgelegt werden, als auch mit einem Motor-Antrieb verbunden sein. Im letzteren
Falle kann der Motor für die Drehung um die etwa vertikale Achse als auch gegebenenfalls
der Motor für die Verschwenkbewegung der
Kollektoren 4 um eine etwa
horizontale Achse mit einer Nachführsteuerung verbunden sein, die eine Meßeinrichtung
für den jeweiligen Sonnenstand aufweist. Dadurch ist eine praktisch optimale Nachführung
der Kollektoren entsprechend dem jeweiligen Sonnenstand ermöglicht, wobei gleichzeitig
sowohl eine seitliche als auch eine Höhen-Nachführung erfolgt. Die einzelnen Kollektoren
4 sind dadurch bei jedem Tages-Sonnenstand der Sonne etwa in einem rechten Winkel
zugewandt, was die größtmögliche Wärmestrahlungsabsorbtion ergibt. Insbesondere
bei nur wenigen Kollektoren 4 kann auch eine Einzelverstellung jeweils um die etwa
horizontalen Achsen vorgesehen sein.
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Durch das Nachführen der Kollektoren 4 entsprechend dem jeweiligen
Sonnenstand läßt sich die Sonnenstrahlung wesentlich besser ausnützen, so daß ein
wesentlich höherer Wirkungsgrad gegeben ist. Bei etwa gleicher Kollektoren-Fläche
wie bisher ist somit eine höhere Leistungsfähigkeit gegeben oder aber man kann bei
entsprechend kleinerer Ausbildung der Kollektoren etwa die gleiche Leistung wie
bisher erreichen. Insbesondere im Hinblick auf die häufig größeren Gewichte von
Kollektoren ist dies von wesentlicher Bedeutung. Außerdem ist auch eine wesentliche
Kosteneinsparung dadurch möglich.
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Ggf. können hintereinander liegende Kollektoren 4 auf der Halterung
3 auch stufenförmig-höhenversetzt angeordnet sein, so daß auch bei niedrigem Sonnenstand
eine Abschattung der ab der zweiten Reihe angeordneten Kollektoren weitgehend vermieden
wird.
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Auch dies trägt zu einer Wirkungsgradverbesserung bei.
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Erwähnt sei noch, daß neben dem in den Figuren gezeigten Aufbau, wie-er
insbesondere für größere Anlagen vorteilhaft ist, auch eine Anordnung mit direkt
auf einer Getriebemotorwelle sitzenden Kollektorenhalterung vorgesehen sein kann
Dadurch ist dann ein besonders einfacher Aufbau vorzugsweise für kleinere Anlagen
möglich.
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Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander wesentliche
Bedeutung haben.