DE2951700A1

DE2951700A1 - Solarkraftwerk zur erzeugung von elektrischem strom auf der erde

Info

Publication number: DE2951700A1
Application number: DE19792951700
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Wenzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2951700C2

Description

zur Erzeugung vom eiektrischen Strom
Solarkraftwerk auf der Erde Die Erfindung betrifft ein Solarkraftwerk mit Halbleiter-Solarzellen zur Erzeugung von elektrischem Strom auf der Erde.
Die bekannten Solarkraftwerke dieser Art zeigen den Nachteil, daß sie sehr stabil gebaut sein müssen, und daß daher der Aufwand verhältnismäßig groß ist Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Aufwand wesentlich zu reduzieren.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, d# die Halbleiter-Solarzellen z. #. bei einem Fernsehturm oben an einem Ausleger befestigt sind, der ein unteres drehbares Teil mit einer Traverse aufweist, an der mittels Seilen ebenflächige Elemente zur Aufnahme der Solarzellen aufgehängt sind .
Dadurch entsteht der Vorti l, daß ein bereits vorhandener Turm oder dergl. Verwendung findet, so daß hierfür ein Bauaufwand entfällt. Insbesondere kann der Erfindungsgegenstand auch im Gebirge Verwendung finden, wo sich ebenfalls derartige Höhenunterschiede ohne baulichen Aufwand ergeben, Die Vereinfachung tritt auch dadurch ein, daß eine sehr große Fläche nur eine Drehachse benötigt, außerdem i* die hängende Konstruktion weniger aufwendig.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht und Fig. 2 eine Ansicht von vorn auf die Aus führungs form nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt oben einen Ausleger 3, der z. B. an einem Turm angebracht ist und mit einer oberen ebenen Fläche 34 versehen ist, wie man auch der Fig. 2 entnehmen kann, die mit Solarzellen 1 a versehen ist. Hierbei handelt es sich um eine kostengünstige Arte der Solarzellen, bei denen eine Sonnennachführung nicht benötigt wird.
An den nicht bezeichneten Seilen, die auch weggelassen sein können, hängt ein weiteres Teil 9, deren unteres Teil 10 um eine senkrechte Achse 33 durch eine automatische Steuerung oder eine Fernsteuerung drehbar ist. An dem Teil 10 ist eine kreuzförmige Traverse 11 angebracht, die also in Draufsicht kreuzförmig ausgebildet ist. An den vier Ecken des Kreuzes sind die Seilrollen 24, 25, 26 und eine dahinter liegende vierte Seilrolle angebracht, über die die beiden Seile 12 und 13 laufen, an denen die Platte 22 in der dargestellten Weise in einem Winkel zur Senkrechten befestigt ist. Diese Platte 22 ist mit Solarzellen 1 bestückt, die mit den dem Fachmann bekannten Konzentratoren zusammenwirken können, da hier eine zweiachsige Sonnennachführung erfolgt, wie später noch erläutert wird.
Die an den Seilen 12 und 16 hängende Platte 23 kann ebenso ausgebildet sein wie die Platte 22 und ist mit Solarzellen 2 mit Konzentratoren bestückt.
Das Seil 17 ist oben und unten mit der Platte 23 verbunden und trägt das Halteseil 8 über eine Rolle 28 in der darg# stellten Weise. Die Aufhängung mit den Platten 22 und 23 ist somit zwischen dem Teil 9 und dem Gewicht des Seiles 8 plus dem Gewicht des Kabels 9 eingespannt, wobei unten dann eine Verspannung mit dem Boden durch mehrere Seile anstelle des Seiles 8 erfolgt. Dabei führt das Kabelseil 5 a von den Solarzellen 1 a zu den Solarzellen 1, das Seil 5 b von da zu den Solarzellen 2, während das Kabelseil 5 c unter anderem mit einer Klemme 6 an dem Halteseil 8 befestigt ist.
In jedem Falle ist die Kabellänge zwischen den Klemmstellen sehr viel größer als dem Abstand zwischen diesen Stellen entspricht, damit bei einer Längung des Seiles 8 und der übrigen Seile keinerlei Beanspruchung des Kabels 5 erfolgt.
Die Klemmstdlen 6 sind über die Länge des Halteseiles 8 verteilt, so daß nur eine geringe Zugbeanspruchung des Kabels 5 durch das Eigengewicht der eingespannten Länge möglich ist.
Das durch die Rolle n28 geführte Seil 17 ist über einen Ring 31 mit zahlreichen Seilen 18, 21 und 35 verbunden, deren Zahl umso größer ist, Je größer die Platte 23 ist.
In ähnlicher Weise kann auch das untere Ende des Seiles 17 über einen.nicht dargestellten Ring mit der Platte 23 verbunden sein. Dies ist erforderlich, damit selbst bei großer Windbeanspruchung eine zuverlässige Führung des Seiles 17 gewährleistet ist.
Die Fig. 2 zeigt das gleiche wie Fig. 1. Hier ist vor allem auch noch das Kabelteil 5 a zu sehen, und es zeigt sich, daß die Platten 22 und 23 etwa quadratisch ausgebildet und auf der der Sonne zugewandten Seite vollständig mit den Solarzellen 1, 2 in untereinander liegenden Reihen bestückt sind. Im nachfolgenden wird die Funktion beschrieben. Die Plat# 22 ist mit einem nicht dargestellten Sonnenfühler versehen, der mit einer Regelvorrichtung in dem Teil 9 in Verbindung steht. Dadurch wird das untere drehbare Teil 10 gegenüber dem oberen so lange gedreht, bis die Sonneneinstrahlung maximal ist. Sobald bei weiterer Drehung die Sonnenstrahlung zurückgeht, bleibt der Drehantrieb automatisch stehen. Regelvorrichtungen dieser Art sind dem Fachmann bekannt und müssen nicht näher erläutert werden. Auf diese Weise wird der Drehantrieb automatisch betätigt, um die Platte 22 und 23 ständig dem Stand der Sonne um die Achse 33 nachzuführen. Es besteht aber auch die Möglichkeit der Fernbedienung, so daß der Drehantrieb von der Erde, auch bei Änderung der Windrichtung betätigt wird.
Es ist aber auch eine automatische Verstellung des Anstellwinkels der Platten 22 und 23 gegenüber der Sonneneinstrahlung nötig. Im Winter muß man z. B. einen Winkel von etwa 60 Grad haben, während er im Sommer 45 Grad betragen kann.
Hierzu ist gemäß der Erfindung im unteren Teil 10 eine nicht dargestellte Seilwinde 27 angeordnet, auf die die beide Seil le 12 und 13 sowie 14 und ein weiteres Seil aufgehaspelt sind,und zwar so, daß bei Drehung der Seilwinde sich die beiden Seile 12 und 14 z. B. verkürzen, also in das Seil 10 hineingezogen werden, während die Seile 13 unddls weitere nicht dargestellte Seil nachgelassen werden. Es können also alle 4 Seile auf eine gemeinsame Winde aufgehaspelt sein.
Es ist ohne weiteres verständlich, daß dann, wenn das Seil 12 verkürzt und das Seil 13 nach wie vor eins nachgelassen wird, sich der Winkel entsprechend ändert. Es besteht sogar die Möglichkeit, den Winkel noch weiter als erforderlich zu ändern, nämlich bis zu etwa Null Grad, so daß dann die beiden Platten 22 und 23 parallel zum Erdboden liegen. Die Platte 23 wird ohne weiteres über die Seile 15 und 16 mitgenommen und liegt somit zur Platte 22 immer parallel, Diese Sonderstellung kann erwünscht sein, um zu verhirilern, daß durch einen starken Sturm eine Übermäßige Beanspruchung der Platten erfolgt.
Außer den beiden Platten 22 und 23 können beliebig viele weitere Platten darunter mit gleicher Ausbildung und Funktion angeordnet sein.
Der Erfindungsgegenstand zeigt den Vorteil, daß er sehr einfach ist, weil für eine sehr große Fläche nur eine Drehachse benötigt ist, außerdem ist die hängende Konstruktion weniger aufwendig. In Abweichung zu der dargestellten Ausführungsform kann unten noch eine Verspannung mit dem Boden durch @e hrere Seile anstelle des Seiles 8 erfolgen, so daß die erforderliche elastische Stabilität gewährleistet ist. Auf diese Weise las-2 sen sich viele tausend m an jedem Turm installieren.
In Gebirge kann u.a. auch eine Talbrücke zur Anbringung des Lrflndungsgegenstandes dienen.Ferner ist bevorzugt, ein Seil zwischen zwei Gepfeln zu spannen und an diesem den Erfidungs= gegenstand anzuordnen. Kurlststoffseile haben nicht nur eine große Festigkeit u. Elastzität, si@ sind auch sehr leicht, so daß sich ein g.roF#r Durchhang auch bei großen Langen nicht ergibt.
Die erwähnten eb#flächigen Elemente 22,23 können bevorzugt rnit Follen-Solarzellen versehen sein. Als Träger wird dann bevorzugt ebenfalls eine Follen- oder Textil- Bahn vorgesehen, die bevorzugt mit dünnen Kuststoffseilen verstärkt sein hanf.
Dadurch wird der Erfindungsgegenstand insgesamt sehr leicht, aber dennoch ausserorde@tlich stabil und elastisch, so daß selbst bei starkein Sturm oder Orkan ein Reißen der Seile aus: geschlossen ist. Hierzu kann besonders dann,wenn eine Sonnen= nachführung nicht benötigt wird, eine zusätzliche Verspannung mit zusätzlichen in der Zeichnung nicht dargestellten Seilen zwischen dem Boden und dem Erfingungsge#enstand bevorzugt vor: gesehen sein.
Bei zweiaxiger Sonnennachführung ist dagegen möglich, wei= tere, in der Zeichnung nichtdargestellte Seile anzubringen, die ähnlich wie die dargestellten angezogen oder nachgelassen werden,wozu weItere Seilwinden angeordnet sein können, und zwar auch am Boden. Dies ist für den Fachmann vier= ständlich auch ohne eine zeichnerische Darstellung.
Dies kann auch für die senkrechte Drehaxe vor-ge@e@en sein, so daß ein Antreib des unteren Teiles 10 des Auslegers auch bevorzugt entfallen kann, d.h., daß die Verbindung zwischen den Teilen 9 und 10 nur lose drehbar ist ohne einen direkten Arehantrieb.
Die Träger 22,23 können besonders in großen Höhen auch beidseitig mit Solarzellen versehen sein, um die Reflexion strahlung der mit Schnee bedeckten Fläche zu nutzen.

Claims

P a t e n t a n 5p r ü c h e 1. Solarkraftwerk mit Halbleiter-Solarzellen zur Erzeugung von elektrischem Strom auf der Erde, dadurch gekennzeichnet, daß die Haibleiter-Solarzellen (1, 2) z. B. bei einem Fernsehturm oben an einem Ausleger (9) befestigt sind, der ein unteres drehbares Teil (10) mit einer Traverse (11) aufweist, an der mittels Seilen (12;- 21) ebenflächige Elemente (22, 23) zur Aufnahme der Solarzellen aufgehängt sind.
2. Solarkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Aufhängepunkten der Traverse (11) Seilrollen (24 - 26) zur FUhrung der Seile (12 - 14) angeordnet sind und im unteren Teil (10) mindestens eine Seilwinde (27) angeordnet ist.
3. Solarkraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilwinde (27! mit einem durch die auf die Halbleiter-Solarzellen (12 2) auftreffenden Strahlungsintensität regelbaren Antrieb verbunden ist.
4. Solarkraftwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ebenflächige Elemente (22, 23) in entsprechendem Abstand an Seilen (15, 16) untereinander aufgehängt sind.
5. Solarkraftwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteseil (8) an einer Seil rolle (28) aufgehängt ist, über die ein Seil (17) läuft, mit dem die ebenflächigen Elemente (22, 23) verbunden sind.