DE3032145A1 - Solarenergie-kollektorsystem - Google Patents

Solarenergie-kollektorsystem

Info

Publication number
DE3032145A1
DE3032145A1 DE19803032145 DE3032145A DE3032145A1 DE 3032145 A1 DE3032145 A1 DE 3032145A1 DE 19803032145 DE19803032145 DE 19803032145 DE 3032145 A DE3032145 A DE 3032145A DE 3032145 A1 DE3032145 A1 DE 3032145A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solar energy
tube
cable
solar cell
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803032145
Other languages
English (en)
Inventor
Abbot Boston Mass. Moffat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott Solar CSP Inc
Original Assignee
Mobil Tyco Solar Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mobil Tyco Solar Energy Corp filed Critical Mobil Tyco Solar Energy Corp
Publication of DE3032145A1 publication Critical patent/DE3032145A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F24S23/31Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/10Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules extending in directions away from a supporting surface
    • F24S25/13Profile arrangements, e.g. trusses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S25/70Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules with means for adjusting the final position or orientation of supporting elements in relation to each other or to a mounting surface; with means for compensating mounting tolerances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/42Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis
    • F24S30/428Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with only one rotation axis with inclined axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F24S30/45Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement with two rotation axes
    • F24S30/455Horizontal primary axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10Solar modules layout; Modular arrangements
    • F24S2020/16Preventing shading effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S25/00Arrangement of stationary mountings or supports for solar heat collector modules
    • F24S2025/80Special profiles
    • F24S2025/802Special profiles having circular or oval cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/13Transmissions
    • F24S2030/133Transmissions in the form of flexible elements, e.g. belts, chains, ropes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10Special components
    • F24S2030/15Bearings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

Patentanwäite D i ρ!.-1 η g. C u rt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer
D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d
Datum: 26. Aug. 1980
Unser Zeichen: 16 '974 H/Nu
Mobil Tyco Solar Energy Corporation, Waltham, Mass., USA
Solarenergie-Kollektorsystem
Die Erfindung betrifft allgemein Solarenergie-Kollektorsysteme und näherhin ein verbessertes Solarenergie-Kollektorsystem mit Sonnenlaufnachführung.
Seit dem Eintritt der Energiekrise wurden viele Solarenergie-Kollektorsysteme mit Nachführung entsprechend dem Sonnenlauf entwickelt, vergleiche beispielsweise die US-Patentschriften 4 069 812 und 4 144 095- Manche dieser Systeme, wie etwa das in der erwähnten US-Patentschrift 4 069 812 beschriebene, umfassen Kollektoraggregate oder -einheiten mit einer trogartigen Konzentriervorrichtung und einer auf dieser angeordneten prismatischen Linse, wobei die Linse und die Konzentriervorrichtung beide zur Konzentrierung bzw. Fokussierung der Solarenergie auf eine in Bodennähe der Konzentriervorrichtung angeordnete Solarzellenreihenanordnung dienen. Bei einer ungünstigen geometrischen Konfiguration der trogartigen
13001S/G7S3
~~ 3032H5
Konzentriervorrichtung, wie etwa der trapezförmigen Querschnitt skonfigur ation gemäß, der US-Patentschrift 4 069 812, weist die drehbare Einheit Bandkanten auf, die sich in unmittelbar benachbarten Gegenständen verfangen können. So kann beispielsweise bei Verwendung derartiger Kollektoreinheiten in Wüsten- oder in kalten Klimazonen das Vorhandensein von Sand oder Schnee die Drehung der Einheiten infolge dieser Kanten behindern. Des weiteren besteht der Nachteil, daß zwar auf einen wetterdichten Abschluß zwischen der Linse und der trogförmigen Konzentriereinheit geachtet werden kann, jedoch infolge der großen Abmessungen jeder derartigen Einheit diese Dichtungen nicht für einen hermetischen Abschluß ausreichen können, um die jeweiligen Einheiten zu evakuieren oder mit einem inerten Gas zu füllen, zum Schutz der Solarzellenanordnung.
Auch soweit drehbare Solarenergie-Kollektoraggregate mit zylindrischen Außenkonfigurationen entwickelt wurden, wiesen sie einen oder mehrere Nachteile auf. So besitzt beispielsweise das in der obengenannten Patentschrift 4 144 095 beschriebene Aggregat eine zylindrische Außenumhüllung und eine in dieser angeordnete Solarzellenanordnung. Die Umhüllung ist verhältnismäßig klein (d. h. etwa der Größe eines kommerziell erhältlichen Fluoreszenzlampenkolbens entsprechend), derart, daß die Umhüllung evakuiert oder mit einem inerten Gas gefüllt und zum Schutz der Solarzellenanordnung hermetisch dicht verschlossen werden kann. Um die gewünschte dichtschließende Versiegelung der Umhüllung zu gewährleisten, ist diese mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen ausgelegt, verglichen etwa mit den Abmessungen der trogförmigen
130015/4763
3032 HS
Konzentriervorrichtung des Systems gemäß der US-Patentschrift 4 069 812. Dies hat eine entsprechende Verringerung der Konzentration (selbst bei Verwendung von Reflektoren innerhalb der Umhüllung) zur Folge, insbesondere falls keine Konzentrier- bzw. Fokussierlinse verwendet wird.
Außerdem haben sich Probleme auch hinsichtlich der jeweiligen Trag- bzw. Halterungsgebilde für die verschiedenen Kollektorsysteme ergeben, indem Teile dieser Gebilde während bestimmter Tageszeiten Schatten auf die drehbaren Einheiten werfen können, was offensichtlich unerwünscht ist.
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung eines Solarenergie-Kollektorsystems zugrunde, bei dem die Probleme und Nachteile der bekannten Systeme vermieden oder doch weitgehend verringert sind. Insbesondere soll ein Kollektorsystem geschaffen werden, das eine oder mehrere drehbare Kollektoreinheiten sowie einen verbesserten Nachführmechanismus zur Drehung dieser Einheiten besitzt; die Kollektoreinheiten sollen jeweils zylindrische Querschnittskonfiguration besitzen und so ausgebildet sein, daß sie Teil des Nachführmechanismus sind; es sollen verhältnismäßig große Solarenergiekonzentrierungen auf eine Solarzellenanordnung erreicht werden, bei der gleichzeitigen Möglichkeit eines hermetisch dichten Abschlusses der Solarzellenanordnung gegenüber der Umgebung; und es soll ein verbessertes Trag- bzw. Halterungsgebilde zur drehbaren Lagerung einzelner drehbarer Solarenergie-Kollektoreinheiten geschaffen werden.
13001S/Ö7S3
"" 3032H5
Zu diesem Zweck ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Solarenergie-Kollektorsystem vorgesehen, das in Kombination wenigstens eine Solarenergie-■ Konzentriereinheit, ein Trag- bzw. Halterungsaggregat zur drehbaren Halterung dieser Einheit(en) sowie Drehvorrichtungen zum Drehantrieb der Einheit umfaßt. Die Konzentriereinheit weist folgende !Teile auf: (1) ein Hohlrohr mit einer Drehachse in Richtung seiner Längsachse und mit einer Linsenvorrichtung, die wenigstens für einen Teil der einfallenden Sonnenstrahlung wenigstens teilweise durchlässig ist und sich um wenigstens einen Teil des Rohrumfangs erstreckt und diesen bildet, zur Konzentrierung der durchgelassenen Solarenergie, (2) in dem Rohr untergebrachte Solarenergie-Umwandlungsmittel in solcher ReIativanordnung bezüglich der Linsenvorrichtung, daß bei Einstellung des Rohrs in einer vorgegebenen Winkelstellung, relativ bezüglich der Sonne um die Drehachse die durch die LinsanVorrichtung durchgelassene Solarenergie auf die Solarenergie-Umwandlungsmittel konzentriert wird, sowie (3) zwei · an den gegenüberliegenden stirnseitigen Rohrenden befestigte Stirnteile. Wenigstens eines .dieser Stirnteile ist' zur gleichzeitigen Funktion als Seilscheibe ausgebildet. Das Rohr ist in dem Trag- bzw. Halterungsaggregat um seine Drehachse drehbar gelagert. Die Drehvorrichtung weist eine Kabelziehvorrichtung und ein durch diese verstellbares Ziehkabel bzw. -seil auf, das mit dem als Seilscheibe ausgebildeten Stirnteil zur Drehung des Rohrs um die Drehachse relativ bezüglich dem Halterungsaggregat zusammenwirkt, derart, daß das Rohr bei veränderlicher Sonnenstellung in der vorgegebenen Winkelstellung relativ bezüglich der Sonne gehalten werden kann. Gemäß einem besonders bevorzugten System ist
130015/07S3
das Trag- bzw. Halterungsaggregat so ausgebildet, daß das Aggregat bei der Sonnenlaufnachführung der Einheit keine Schatten auf die Konzentriereinheit werfen kann und das Trag- bzw. Halterungsaggregat gleichzeitig ein Schutzgehäuse für die Kabelziehvorrichtung bildet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen
Pig. 1 in perspektivischer Ansicht ein Solarenergie-Kollektorsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung die Strahlungskonzentriereinheit der Ausführungsform nach Fig. 1,
Fig. 3 in. teilweise geschnittener Teilseitenansicht die drehbar in dem Halterungsaggregat gelagerte Konzentriereinheit,
Fig. 4 die Konzentriereinheit in Schnittansicht im Schnitt längs der Linie 4-4 aus Fig. 3,
Fig. 5 in perspektivischer Ansicht eine bevorzugte Kabelzugvorrichtung zum Antrieb des Kabels bei der Ausführungsform aus Fig. 1,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zur Steuerung der Nachführdrehung der Konzentriereinheit,
1300Ί6/0763
'■%. 3032H5
Pig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Konzen-. triereinheit aus Fig. 1,
Fig. 8 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Konzentriereinheit aus Fig. 1,
Fig. 9 eine dritte Abwandlung der Konzentriereinheit aus Fig. 1.
In der Zeichnung sind gleiche oder entsprechende Teile jeweils mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Das in Fig. 1 dargestellte, als Ganzes mit 8 bezeichnete bevorzugte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Solarenergie-Kollektor- oder -Sammelaggregats weist ein Halterungs- oder Lagerungsaggregat 10 zur.drehbaren Lagerung wenigstens eines und vorzugsweise mehrerer Solarenergie-Konzentriereinheiten 12 auf, die jeweils Vorrichtungen zur Solarenergieumwandlung mit einem Solarzellenanordnungsaggregat 14 (am besten aus Fig. 3 ersichtlich) aufweist. Die Strahlungskonzentriereinheiten sind mittels einer ein Kabel 16 und eine Kabelziehvorrichtung 18 aufweisenden Antriebsvorrichtung drehbar.
Das Halterungs- oder Lagerungsaggregat 10 weist ein Grundgestell 20, einen Halterungs- oder Lagerrahmen 22 für die Konzentriereinheiten sowie vordere und hintere Füße oder Stützen 24 bzw. 26 auf, welche den Rahmen 22 auf dem Grundgestell 20 tragen. Die Basis 20 bildet eine im wesentlichen flach-ebene Halterung. Der Rahmen 22 umfaßt ein auf den Vorderstützen 24 aufruhendes vorderes
130015/0753
Horizontalteil 28 mit daran in Abständen angeordneten rohrförmigen Lagern 30 auf, in denen jeweils das eine Ende der einzelnen Konzentriereinheiten 12 drehbar gelagert ist. Der Rahmen 22 weist des weiteren ein auf den hinteren Stützen 36 aufruhendes hinteres Horizontalteil 32 auf, mit daran in Abständen angeordneten Lagern 34-, die jeweils die-gegenüberliegenden Enden der einzelnen Eonzentriereinheiten 12 drehbar lagern. Die Lager- und Halterungsansätze 30 i^cLd 34- sind vorzugsweise so relativ zueinander angeordnet, daß die Drehachsen der Konzentriereinheiten 12 sämtlich rechtwinklig sowohl zu dem horizontalen Vorder- wie zu dem horizontalen Hinterteil 28 und 32 gerichtet sind und sämtlich im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen. Der Rahmen 22 umfaßt ferner Seitenteile 36, welche die horizontalen Vorder- und Hinterteile 28, 32 miteinander verbinden. Die Seitenteile 36 sind unterhalb der durch die Drehachsen der Konzentriereinheiten 12 gebildeten Ebene angeordnet j auf diese Weise wird erreicht, daß bei geeigneter Ausrichtung des Aggregats 8 bezüglich der Sonnenbahn (d. h. für nördliche Breiten, daß die durch die Vorderstützen 24 gebildete Frontseite des Aggregats 8 nach Süden blickt, derart, daß die Konzentriereinheiten 12 bei der Sonnen-Fachführung sich von Osten nach Westen drehen) die Seitenteile 36 keine Schatten auf die Konzentriereinheiten 12 werfen. Das gesamte Halterungs- und Lageraggregat 10 ist vorzugsweise aus Rohrmaterial aus einem geeigneten gewich"tsLeichten Werkstoff wie beispielsweise Polyvinylchlorid oder einem hochfesten Material wie beispielsweise Stahl hergestellt. Die Vorderstützen 24 sind kürzer als die hinteren Stützen 26, derart, daß die Konzentriereinheiten 12 in Richtung zur Sonne geneigt sind. Die hinteren Stützen 26
130015/0753
3032U5
umfassen Vorzugs-, jedoch nicht notwendigerweise zwei oder mehrere teleskopartig miteinander zusammenwirkende Teile, die mittels Verriegelungen 37 (von denen in Fig. nur eine gezeigt ist) in zwei oder mehreren Stellungen verriegelbar sind, derart, daß der Neigungswinkel der Konzentriereinheiten 12 gegebenenfalls periodisch gahreszeitabhängig verstellbar ist, um der unterschiedlichen Sonnenhöhe Rechnung zu tragen.
Die in Pig. 1 und im einzelnen in den Figg. 2 Ms 5 dargestellten Konzentriereinheiten 12 "bestehen jeweils aus einem Rohrstück 38» das vorzugsweise eine kreiszylindrische Querschnittskonfiguration besitzt und an den beiden Stirnseiten offen ist. Das Rohr 38 umfaßt ferner Linsen bzw. Optiken, die für wenigstens einen Teil der einfallenden Solarstrahlung wenigstens teilweise durchlässig sind und sich um wenigstens einen Teil des Umfangs des Rohrs 38 erstrecken und zur Konzentrierung der durchgelassenen Solarstrahlung dienen. Die Linsen- bzw. Optikvorrichtung ist vorzugsweise in .Form prismatischer Linsen 40 mit einer konvexen zylindrischen Außenfläche und einer Innenfläche solcher Formgebung ausgebildet, daß entlang der Mittellinie der Linse ein längliches lineares Linsensegment 42 sowie lineare prismatische Facetten 44 gebildet werden, welche sich zu beiden Seiten von dem zentralen Linsensegment 42 auswärts zu den Kanten der Prismenlinse 40 erstrecken. Die Linse 40 ist so ausgebildet, daß bei direkter Ausrichtung des Mittelsegments 42 der Linse 40 auf die Sonne die einfallende Sonnenstrahlung in weiter unten noch im einzelnen erläuterter Weise auf das Solarzellenanordnungsaggregat 14 konzentriert wird. Das ganze Rohr 38 einschließlich der prismatischen Linse 40
130015/0753
kann als einstückiges Teil hergestellt sein, beispielsweise im Spritzgußverfahren aus einem geeigneten thermoplastischen Kunststoff; alternativ kann es auch aus zwei Teilen hergestellt sein, wobei die Linse 40 an dem übrigen Teil des Rohrs 38 entlang der Kanten befestigt ist, unter Bildung des Hohrs. Ein Vorteil der Herstellung des Rohrs als einstückiges Spritzgußteil besteht darin, daß die Linse in einfacher Weise mit einer großen Anzahl von Facetten 44 über einen größeren radialen Bereich des Rohrs ausgebildet werden kann, um die relative Größe der Linse zu erhöhen.
Die Konzentriereinheit 12 weist ferner vorzugsweise zusätzliche Konzentriermittel in Form zweier Reflektoren 46 auf, die sich von den gegenüberliegenden Seitenkanten der Linse 40 zu dem Solarzellen-Reihenaggregat 14- erstrecken, zur Reflexion einfallender Solarstrahlung, die zwar durch die Linse 40 eintritt, jedoch aus verschiedenen Gründen wie beispielsweise Brechung und Reflexion nicht direkt auf das Solarzellen-Reihenaggregat 14- konzentriert würde. Die Reflektoren 4-6 sind in den Figg. 2 und 4- als selbsttragende flach-ebene Bleche bzw. Platten dargestellt, die jedoch gegebenenfalls auch in an sich bekannter Weise gekrümmt sein können, um die Konzentration der Solarstrahlung auf das Solarzellen-Reihenaggregat 14- zu erhöhen. Die Reflektoren können in ihrer Lage in beliebiger Weise fixiert sein, beispielsweise (1) mittels einer Reflektorhalterung 48, welche sich entlang dem Boden des Rohrs 38 (der Linse 40 gegenüber) erstreckt und die unteren Längskanten der Reflektoren 46 abstützt, oder (2) mittels geeigneter Halterungsanschlage 5O5 die einstückig an dem Rohr 38 benachbart den Längskanten der Linse 40
130015/0753
* /fa·
angeformt sein können, zur Halterung der oberen Längskanten der Reflektoren 46.
Wie im einzelnen am besten aus Fig. 3 ersichtlich, weist das Solarzellen-Reihenaggregat 14 vorzugsweise eine Solarzellen-Reihenanordnung 52 auf und ist bezüglich den Reflektoren 46 so angeordnet, daß bei geeigneter Ausrichtung des Rohrs 38 relativ bezüglich der Sonne (wobei die Sonne, das mittlere Linsensegment 42 sowie die Solarzellen-Reihenanordnung 14 miteinander in einer Linie ausgerichtet sind) ein maximaler Anteil von durch die Linse 40 durchgelassener und an den Reflektoren 46 reflektierter einfallender Sonnenstrahlung auf die Solarzellen-Reihenanordnung 52 des Aggregats 14 konzentriert wird. Das Aggregat 14 ist vorzugsweise gemäß den US-Patentschriften 4 078 944 und 4 144 095 ausgebildet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weist das Aggregat ferner auch eine Glasumhüllung 54, einen Absorber in Form einer Leitung 56 sowie Stirnkappen 58 auf (von welchen in Fig. 3 nur eine sichtbar ist). Insgesamt entspricht die Konstruktion weitgehend der Ausbildung gemäß Fig. 13 des erwähnten US-Patents 4 144 095; die Kühlleitung 56 besitzt einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und kann so zur Halterung der Solarzellen-Reihenanordnung 52 dienen; die Kühlleitung 56 ist aus einem wärmeleitenden Material wie beispielsweise Aluminium oder dergleichen hergestellt und an ihren beiden Stirnseiten durch die entsprechenden Stirnkappen 58 gehaltert. Wie in der erwähnten US-Patentschrift 4 144 095 dargelegt, kann die einen Rechteckquerschnitt aufweisende Rohrleitung 56 an der einen oder der anderen Stirnseite zu einem kreisförmigen Querschnitt verjüngt sein, derart, daß sie dichtschließend durch die
1 30015/07S3
betreffende Stirnkappe 58 hindurchführt, wie bei 60 gezeigt. Der Strömungsmittelfluß durch die Leitung 56 kann über eine geeignete Leitung 61 zugeführt werden, bei der es sich vorzugsweise um den Teil einer geschlossenen Strömungsmittelschleife zur Umwälzung des Strömungsmittels handeln kann. Mit der Solarzellen-Reihenanordnung 52 sind in der in der US-Patentschrift 4 144 095 beschriebenen Weise elektrische Anschlüsse verbunden, derart, daß mittels einer Verdrahtung 63 ein äußerer elektrischer Anschluß an die Solarzellen-Reihenanordnung 52 hergestellt werden kann. Die Solarzellen-Reihenanordnung 52 kann dabei in der aus den beiden US-Patentschriften 4 078 944 und 4 144 095 hervorgehenden Weise hermetisch dichtschließend eingeschlossen werden, wobei sie innerhalb der Konzentriereinheit 12 angeordnet ist und hohe Konzentrationen an Solarstrahlung erhält. Das Solarzellen-Reihenanordnungsaggregat 14 als Ganzes kann in geeigneter Weise in dem Rohr 38 fest montiert sein, beispielsweise mittels U-Winkeln 64, wobei an beiden Seiten des Aggregats 14 ein derartiger Halterungswinkel 64 vorgesehen ist. Dieser Halterungswinkel 64 weist wenigstens zwei Stellschrauben 66 auf, die sich von den entgegengesetzten Armen des Halte rungswinkels 64 aus zum Eingriff mit diametral gegenüberliegenden Seiten des Aggregats 14 und insbesondere mit den entsprechenden Stirnkappen 58 erstrecken, derart, daß die Solarzellen-Reihenanordnung 52 in Richtung auf die Linse 40 blickt und das Aggregat 14 in der Ebene der Reihenanordnung 52 verstellbar ist, um eine maximale Konzentration der Sonnenenergie auf die Solarzellen-Reihenanordnung zu gewährleisten.
An seinen gegenüberliegenden Stirnseiten ist das Rohr 38
130015/0753
durch Stirnteile 68 abgeschlossen. Diese Stirnteile sind vorzugsweise scheibenförmig mit einer Ringnut 70 an der Innenseite zur Aufnahme des stirnseitigen Rands des Rohrs 38 ausgebildet. Das Rohr kann in beliebiger Weise in seiner Stellung fixiert sein, beispielsweise durch Verkittung mit den aufgesetzten Stirnteilen. Jedes Stirnteil 68 weist ferner jeweils einen hohlen Rohrstutzen oder Rohransatz 72 auf, welcher sich von der Außenseite des Stirnteils koaxial bezüglich einer in dem Stirnteil, vorgesehenen Öffnung erstreckt. Die Achsen der Rohrstutzen an den gegenüberliegenden Enden jeder Einheit fluchten jeweils miteinander und definieren die Drehachse der betreffenden Einheit. "Vorzugsweise sind die Rohrstutzen 72 koaxial bezüglich der Zylinderachse des Rohrs angeordnet, jedoch könnten die miteinander fluchtenden Achsen der Rohrstutzen 72 auch parallel zur Zylinderachse, jedoch gegenüber dieser versetzt, angeordnet sein. Mit ihren-Enden sind die.Stutzen 72 mit dem Halterungsaggregat 10 verbunden, und zwar näherhin mit den Lagern 30 und 34-» und zwar durch (in lig. 3 veranschaulichte) Lagermittel 74·» derart, daß die Einheit 12 jeweils entlang der durch die Rohrstutzen 72 definierten Drehachse in Längsrichtung fixiert und um die Drehachse drehbar ist. Vorzugsweise weist die Lagervorrichtung 74- ein mit dem zugehörigen Rohrstutzen 72 fest verbundenes kugelförmiges Lagerteil 76 auf, das in einer kugelförmigen Lagersitzfläche 78 drehbar ist, welche in dem betreffenden hohlen Stützlager 30 und 34- des Halt erungs aggregate 10 fixiert ist. Vorzugsweise liegen die Drehachsen sämtlicher Einheiten 12 in einer gemeinsamen Ebene.
Wenigstens eines der Stirnteile 68A ist so ausgebildet,
130015/0753
3032U5
daß es gleichzeitig als Riemen- oder Seilscheibe als Teil des Drehantriebs für die betreffende Einheit dient. Näherhin weist das Stirnteil 68A eine Nut 80 um ihren Umfangsrand zur Aufnahme des Kabels oder Zugseils 16 auf. Die Nut 80 ist vorzugsweise schraublinienförmig und erstreckt sich wenigstens um 360° und vorzugsweise mehr als 360° um den Umfangsrand des Stirnteils, derart, daß das Zugkabel 16 um 360° um das Stirnteil 68A geführt werden kann, wobei es in Eeibeingriff mit der Nut steht, ohne sich selbst bei einer Betätigung des Kabels zur Verdrehung der Einheit zu behindern. Vorzugsweise ist auch eine mechanische Befestigungsvorrichtung in Form einer Kabelklemme 81 (vergleiche Fig. 3) zur Befestigung des Zugkabels 16 in der Nut 80 vorgesehen, um zu gewährleisten, daß die betreffende Einheit 12 sich bei einer Seilbewegung dreht. Die Befestigungsvorrichtung 81 weist zwei in der Nut 80 zu beiden Seiten des Zugkabels 16 angeordnete Schraubbolzen 83 sowie eine mit den Bolzen verbundene Klemme 85 zum Festklemmen des Kabels in der Nut auf. Die Stirnteile 68A sämtlicher Einheiten 12 sind im wesentlichen in der gleichen gemeinsamen Ebene angeordnet, derart, daß die entsprechenden schraublinienförmigen Nuten der Einheiten miteinander fluchten und mit einem einzigen gemeinsamen Zugseil bzw. Kabel 16 zusammenwirken.
Die Drehantriebsvorrichtung für die Einheiten 12 umfaßt ferner eine Kabelziehvorrichtung 18, die allgemein in Fig. 1 und im Detail in Fig. 5 veranschaulicht ist. Die Seilziehvorrichtung weist eine Grundplatte 82 auf, auf welcher ein Reversiermotor 84, eine Kabelspannstange 86, ein Führungsrahmen 88 für die Kabelspannstange 86 sowie Rollen 90 angeordnet sind. Der Reversiermotor 84 ist
130015/0753
~ 3032H5
vorzugsweise ein mit verhältnismäßig starker Drehzahluntersetzung arbeitender Motor, mit Hilfe dessen eine Führungsschraube 92 in beiden Eichtungen drehbar ist. Die Führungsschraube 92 ist in einer an einem Ende der Stange 86 befestigten Kugelmutter 94- drehbar, derart, daß eine Drehung der Führungsschraube eine Linearbewegung der Stange in Sichtung ihrer Längsachse bewirkt. Der Führungsrahmen 88 bildet einen Längsschlitz 96. Im einzelnen besteht der Rahmen 88 aus zwei auf der Grundplatte 82 im Abstand voneinander angeordneten L-Winkeln. Die Winkel können in beliebiger bekannter Weise an der Grundplatte befestigt sein, beispielsweise mit.dieser verschweißt sein; alternativ können die Winkel und die Grundplatte auch aus einem Kunststoff hoher Festigkeit als einstückiges Spritzgußteil hergestellt sein. Die Stange 86 weist geeignete Vorrichtungen wie beispielsweise Führungswalzen 98 auf, die mit dem Führungsrahmen 88 zusammenwirken und eine Verdrehung der Stange 86 mit der Führungsschraube 92 bei deren Drehung verhindern, derart, daß die Stange 86 in dem Schlitz 96 verschoben wird. Die Stange 86 weist ferner auch eine Kabelbefestigungsvörrichtung auf, beispielsweise eine an dem der Kugelmutter 94- gegenüberliegenden Ende der Stange 86 vorgesehene Querstange. Das Zugseil bzw. Kabel 16 ist an seinem einen Ende an dem Querstab 100 befestigt, um die Seilscheiben 90 geführt und sodann jeweils um die Seilnut 80 der Stirnteile 68A der einzelnen Einheiten 12 herumgeführt. Die gesamte Ziehvorrichtung ist in einem der Seitenteile 36A, gegen die Außenumgebung abgeschlossen, untergebracht. Das Zugseil bzw. Kabel 16 verläuft von den Seilscheiben 90 durch eine Öffnung in dem Seitenteil 36A hindurch im wesentlichen in der durch die Stirnteile 68A der Konzentrier-
130015/0753
3032H5
einheiten 12 gebildete Ebene. Das Seitenteil 36A liegt unter der durch die Drehachsen der Einheiten 12 gebildeten Ebene, vorzugsweise in solcher Anordnung, daß das Kabel aus der Öffnung in dem Seitenteil 36A tangential bezüglich dem Stirnteil. 68A der nächstbenachbarten Einheit 12 verläuft, um 360° um dieses Stirnteil dieser Einheit herumgeführt und sodann jeweils zur nächsten der übrigen Einheiten 12 weitergeführt und um deren Stirnteile 68A herumgeführt wird. Weiterhin verläuft das Kabel 16 sodann durch eine Öffnung in dem gegenüberliegenden Seitenteil 36B (das vorzugsweise ebenfalls unterhalb der durch die Drehachsen der Einheiten 12 definierten Ebene angeordnet ist), wo es sodann beispielsweise mittels einer Zugfeder 102 oder alternativ mittels eines in dem Halterungsaggregat 10 angeordneten Gegengewichts gespannt ist. Die durch die Teile 36A und 36B definierte Ebene ist allgemein im wesentlichen tangential bezüglich der sämtlichen Stirnteile 68A.
Zum Zusammenbau des Kollektoraggregats 8 werden die Einheiten 12 in die entsprechenden Lagerhalterungen 30 und 34- eingesetzt. Die Rohrleitungen 61 und elektrischen Leitungsanschlüsse 63 jeder Einheit können jeweils durch die Rohrstutzen 72 der entsprechenden Stirnteile 68A, weiter durch das Stützlager 30 und durch das vordere horizontale Teil 28 an eine geeignete Stelle herausgeführt sein. Da das Aggregat 8 vorzugsweise aus Hohlmaterial hergestellt ist, kann das Aggregat somit in einfacher Weise als Verteiler- und Sammelleitung sowohl für die Rohrleitungen 61 als auch für die elektrischen Leitungen 63 dienen und diese gegen die Außenumgebung abschirmen und schützen. Die Rohrleitung 61 kann beispielsweise mit einem (nicht
13001 B/0753
dargestellten) Wärmetauscher verbunden sein, in welchem das erwärmte Strömungsmittel ausgenutzt, das Strömungsmittel gekühlt und sodann durch eine entsprechende Leitung im Kreislauf wieder zu dem Reihenanordnungsaggregat 14 und von dort durch die Leitung 56 zurückgeführt werden kann. Das Strömungsmittel dient somit außer zur Kühlung der Solarzellenanordnung 52 auch zur Sammlung von in der Konzentriereinheit anfallender nutzbarer Wärmeenergie. Entsprechend können die elektrischen Leitungen 63 sämtlicher Einheiten elektrisch miteinander und mit einem geeigneten Verbraucher, beispielsweise einer Speicherbatterie oder einem Elektromotor, verbunden sein.
Im folgenden wird die Arbeits- und Betriebsweise der Einheiten beschrieben: Diese können zunächst auf eine östliche Richtung eingestellt werden, indem man den Motor 84 .zur Drehung der Führungsschraube 92 und damit zum Vorschub der Stange 86 in eine erste Stellung in dem Schlitz 96 beaufschlagt (in der Zeichnung als die am weitesten vom Motor 84 entfernte Stellung), derart, daß das Kabel 16 ausgefahren wird und die Einheiten in die gewünschte Stellung verdreht werden. Sodann kann der Motor für eine vorgegebene Drehzahl beaufschlagt werden, derart, daß die Einheiten mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit verdreht und der Sonne nachgeführt werden, um eine maximale Energiekonzentration auf der Solarzellenanordnung 52 jedes .Anordnungsaggregats 14 zu gewährleisten. Am Ende des Tages., wenn sich die Stange 86 nahe dem Ende des Schlitzes 96 befindet, kann die Drehrichtung des Motors umgekehrt und die Mihrungsschraube 92 so verdreht werden, daß die Stange 86 in ihre erste oder Ausgangsstellung zurückkehrt, d. h. das Kabel 16.so weit ausgefahren wird, daß
130015/0753
36·
die Einheiten in ihre nach Osten ausgerichtete Stellung zurückgeführt werden.
Die vorstehend beschriebene Arbeits- und Betriebsweise erfolgt vorzugsweise automatisch. Der Fachführvorgang kann mittels einer geeigneten Zeitgebervorrichtung durchgeführt werden, da die Sonnenstellung stets zeitabhängig vorhergesagt werden kann. In diesem Sinne kann eine Zeitgeberuhr mit dem Motor 84- in Wirkverbindung vorgesehen sein, um die Drehgeschwindigkeit des Motors mit dem Tageszeitablauf zu synchronisieren. Am Ende des Tages können die Einheiten 12 jeweils i*1 einfacher Weise in ihre östliche Ausrichtstellung zurückgeführt werden. Alternativ kann an geeigneter Stelle einer der Einheiten 12 ein Meßfühler 104 (vergleiche Fig. 1) vorgesehen sein, der ein die Sonnenstellung wiedergebendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt. Als Meßfühler 104- kann ein beliebiger, kommerziell verfügbarer Meßfühler dienen, der vorzugsweise auf Infrarot-Strahlung anspricht, um die Wirkungsweise auch an bewölkten Tagen zu gewährleisten. Des weiteren können auf dem Führungsrahmen 88 der Eabelziehvorrichtung zwei Kontaktschalter 106A und 106B an den entgegengesetzten Enden des Schlitzes 96 in solcher Anordnung vorgesehen sein, daß bei Vorschub der Stange 86 in die erste oder Ausgangsstellung, wobei die Einheiten 12 in die östlich ausgerichtete Stellung verdreht werden, die Walze 98B zur Anlage gegen den Schalter 106B gelangt und diesen schließt, während umgekehrt am Tagesende, wenn die Stange 86 sich in der entgegengesetzten Endstellung in dem Schlitz 96 befindet, die Walze 98A zur Anlage gegen den Schalter 106A gelangt und diesen schließt. Der Meßfühler 104, die Schalter 106A und 106B sowie der Motor
130015/0753
"" 3O32U5
84 sind, wie in Fig. 6 veranschaulicht, elektrisch mit einer geeigneten Steuerschaltung 108 (an sich bekannter Art) verbunden, derart, daß die Ausgangsgröße des Meßfühlers 104 die Drehgeschwindigkeit des Motors 84 im Sinne der richtigen konstanten Sonnennachführung beim Lauf der Sonne über den Himmel regelt» Beim Anschlag der Walze 98A gegen den Schalter 106A wird die Drehrichtung des Motors umgekehrt, derart, daß automatisch die Drehung der Führungsschraube 92 eine Rückführung der Stange 86 bewirkt, bis die Walze 9833 zur Anlage gegen den Schalter 106B gelangt, wodurch die Einheiten 12 in die Ausrichtstellung nach Osten für den nächsten Tag zurückgeführt werden.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, das jedoch in verschiedener Hinsicht abgewandelt werden kann, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise können, wie in Fig. 7 veranschaulicht, das Rohr 38A, die prismatische Linse. 40 sowie die Reflektorhalterungen 48A als Ganzes als einstückiges Gebilde ausgebildet und im Spritzgußverfahren- mit drei öffnungen herge-. stellt werden. Hierbei ist unterhalb der Reflektorhalterungen 48A eine Ausnehmung 110 zur Aufnahme des Solarzellen-Reihenanordnungsaggregats 14 vorgesehen. Die Reflektoren können in einfacher Weise durch Anbringen eines reflektierenden Bandes 1Ί2 auf den gegeneinander geneigten Oberflächen der Halterungen 48A erzeugt werden, wodurch ein mit dem System gemäß den Figg. 1 bis 5 gleichartiges optisches System (aus der Linse 40 und den Reflektoren 46) zustande kommt. Entsprechend könnte, wie in Fig. 8 veranschaulicht, das Rohr als Spritzgußteil mit einer Öffnung ausgebildet und hergestellt sein, wobei die
130015/0753
Reflektoren 46A innerhalb des Rohrs relativ bezüglich dem Absorber in ähnlicher Weise wie in Fig. 4 beschrieben angeordnet werden können, mit dem Unterschied, daß die Reflektoren 46A so bemessen sind, daß sie sich nur über einen Teil der Strecke bis zu den Längskanten der Linse 40 erstrecken. Schließlich kann, falls ein dichter Verschluß der Solarzellen-Reihenanordnung 52 in der Umhüllung 54- nicht für erforderlich gehalten wird, die Umhüllung 54- unä die Stirnkappen 58 fortgelassen und die Leitung 56 an ihren beiden Enden direkt an den entsprechenden Stirnteilen 68 montiert werden, wie in Fig. 9 veranschaulicht.
Das vorstehend beschriebene Solarenergie-Kollektoraggregat hat eine Reihe von Vorteilen. Aufgrund ihrer zylindrischen Querschnittskonfiguration besteht eine geringere Gefahr, daß die Einheiten 12 durch Hindernisse wie Sand oder Schnee behindert werden könnten, und gleichzeitig können sie mit Stirnteilen 68A versehen werden, welche als Doppelfunktion als stirnseitiger Abschluß der jeweiligen Einheit und gleichzeitig als Seilscheibe als Teil des Nachführmechanismus dienen. Indem ferner ein hermetisch dicht abgeschlossenes Aggregat 14 innerhalb der größeren Konzentriereinheit 12 eingeschlossen wird, können verhältnismäßig große Solarenergiemengen auf eine Solarzellen-Reihenanordnung 52 konzentriert und gleichzeitig diese Reihenanordnung 52 dichtschließend in einer inerten Umgebung in der Umhüllung 54 abgeschlossen werden. Das Trag- und Halterungsaggregat 10 der erfindungsgemäßen Anordnung dient als verbessertes Traggebilde zur drehbaren Halterung der einzelnen drehbaren Solarenergie-Konzentriereinheiten 12. Durch die Anordnung der
130015/0753
"ae" 3032U5
Seitenteile 36 unterhalb der durch die Hötationsachsen der Einheiten 12 gebildeten Ebene wird gewährleistet, daß die Seitenteile unabhängig von der jeweiligen Sonnenstellung keine Schatten auf die Eonzentriereinheiten 12 werfen können, und das Ziehkabel bzw. -aeil'.wird gleichzeitig tangential bezüglich der Stirnteile @&k ausgerichtet. Weiterhin kann die Kabelziehvorrichiftang 18 in dem Seitenteil 36A untergebracht und so gegen die Außenumgebung geschützt werden. Der Sotationsmechanismus zur Drehung der einzelnen Einheiten bildet einen einfachen neuartigen Drehantrieb. Weitere Vorteile uni mögliche Abwandlungen ergeben sich für den Fachmann ohne weiteres.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben, die selbstverständlich in mannigfacher Weise abgewandelt werden köö&en, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
Zus ammenf as sung
Gegenstand der Erfindung ist ein Solarene3?gie-£ollektorsystem aus wenigstens einer Konzentrlerei*nheit, einem Trag- bzw. Halterungsaggregat zur drehbaren Halterung der Konzentriereinheit, und Vorrichtungen zum Drehantrieb der Einheit. Die Konzentriereinheit weist folgende wesentliche Teile auf: (1) ein Hohlrohr mit einet Drehachse und mit einer Linsenvorrichtung, die wenigstd&s für einen
130015/0753 0RtG(NAL lNSPECTED
Teil der einfallenden Sonnenenergie wenigstens teilweise durchlässig ist und sich um wenigstens einen Teil des Rohrumf«ga.gs erstreckt und diesen bildet, zur Konzentration der durchgelassenen Sonnenenergie, (2) Mittel zur Umwandlung der Solarenergie, derart, daß bei Einstellung des Ro&c« in einer vorgegebenen Winkelstellung um die Längs- land Drehachse relativ zur Sonne die durch die Linsenforri«htung durchgelassene Solarenergie auf die Vorrichtungen zur Umwandlung der Solarenergie konzentriert wird, soäyie (3) ein Paar von an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Rohrs befestigten Stirnteilen. Wenigstens eines dieser Stirnteile dient gleichzeitig als Seilscheibe. Bas Bohr ist in dem Ealterungs- bzw. Tr agagguegat um seine Drehachse drehbar gelagert. Die RotatioHsvoisrichtung weist eine Antriebsvorrichtung und ein von dieser betätigtes Ziehkabel bzw. -seil auf, das mit dem als Seilscheibe ausgebildeten Stirnteil zusammenwirkt und das i&Qhr um die Drehachse relativ bezüglich dea Tragbzw. Ha^erungsaggregat verdreht, derart, daß das Rohr in der vorgegebenen Winkelstellung bezüglich der Sonne im Verlauf fer Änderung der Sonnenstellung gehalten werden kann. Göteaß einem bevorzugten System ist das Trag- bzw. HalterEtagpaggregat so ausgebildet, daß (1) das Tragbzw. HalUerungsaggregat keine Schatten auf die Konzentrierein&eit im Verlauf der Sonnennachführung werfen kann und (2),;das Trag- bzw. Halterungsaggregat gleichzeitig ein Schutzgehäuse für die Antriebsvorrichtung bildet.
Patentansprüche:
130015/0753 ^n
ORIGINAL INSPECTED

Claims (26)

Patentansprüche
1.) Solarenergie-Kollektorsystem, gekennzeichnet' durch die Kombination folgender Merkmale:
— wenigstens eine Solarenergie-Konzentriervorrichtung (12) mit
— (1) einem Hohlrohr (38) mit einer Drehachse und
einer Linsenvorrichtung (40), die für wenigstens einen Teil der einfallenden Solarenergie wenigstens teilweise durchlässig ist und sich wenigstens.um einen Teil des Rohrumfangs erstreckt, zur Konzentration der durchgelassenen Solarenergie,
— (2) in dem Rohr (38) vorgesehenen Mitteln zur Solarenergieumwandlung (14, 52) in solche ReIativanordnung bezüglich der Linsenvorrichtung (40), daß bei Ausrichtung des Rohrs in einer vorgegebenen Winkelstellung um die Drehachse relativ bezüglich der Sonne die durch die Linsenvorrichtung (40) durchgelassene Solarenergie auf die Mittel (14, 52) zur Solarenergieumwandlung konzentriert wird, sowie
— (3) zwei an den gegenüberliegenden Stirnseiten des
Rohrs (38) befestigten Stirnteilen (68), von welchen wenigstens eines (68A) als Seilscheibe ausgebildet ist,
— ein Trag- bzw. Halterungsaggregat (8, 10), in welchem das Rohr (12, 38) um seine Drehachse drehbar
13001S/07S3
j. 3032U5
gelagert ist, sowie
- eine Drehvorrichtung mit einem mit der Seilscheibe (68A) zusammenwirkenden Ziehkabel bzw. -seil (16) zur Verdrehung des Rohrs (12, 38) relativ bezüglich dem Trag- bzw. Halterungsaggregat (8, 10) um seine Längsachse, derart, daß das Rohr (12, 38) bei sich ändernder Sonnenstellung in der vorgegebenen Winkelstellung bezüglich der Sonne gehalten werden kann.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Linsenvorrichtung eine sich über die Länge des Rohrs (12, 38) erstreckende prismatische Linse (40) ist.
3· System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (12) ein rechtwinkliger Kreiszylinder (38) ist.
4. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel (14) zur Solarenergieumwandlung eine Solarzellen-Reihenanordnung (52) und eine diese Solarzellen-Reihenanordnung (52) tragende Leitung (56) aufweisen, durch welche ein Strömungsmittel zur Wärmeabsorption aus den Solarenergie-Umwandlungsmitteln hindurchgeleitet werden kann.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitung (56, Mg. 9) an
13QG1S/Q7S3
3. 3032H5
ihren beiden Stirnseiten jeweils an einem der beiden Stirnteile (68B) befestigt ist.
6. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel (14-) zur Solarenergieumwandlung eine Umhüllung (54-), eine in dieser angeordnete Solarzellen-Reihenanordnung (52) sowie an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Umhüllung (54) hermetisch dichtschließend angeordnete Stirnkappen (58) zum dichten Einschluß der Solarzellenanordnung in der Umhüllung (54) aufweisen.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Solarenergie-Umwandlungsmittel (14) eine Leitung (56) aufweisen, auf welcher die Solarzellen-Reihenanordnung (52) angeordnet ist und-durch welche ein Strömungsmittel zur Wärmeabfuhr von den Solarenergie-Umwandlungsmitteln durch die Umhüllung (54;) hindurchgeleitet werden kann.
8. System nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (56, Fig. 3) an den Stirnkappen (58) montiert ist.
9. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das als Seilscheibe ausgebildete Stirnteil (68A, 68B) scheibenförmig und entlang seinem Umfangsrand mit einer Nut (80) ausgebildet ist, mit welcher das
13Ό01Ϊ/0763
Ziehkabel bzw- -seil (16) dauerhaft in Eingriff steht, derart, daß bei einer Längsverschiebung des Kabels das Rohr (12, 38) um seine Längsachse gedreht wird.
10. System nach Anspruch 9» dadurch g e k e η η zeichnet , daß eine Vorrichtung (81, Fig. 3) zur Befestigung des Kabels (16) in der Nut (80) vorgesehen ist.
11. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehvorrichtung Mittel (18, Fig. 1, Fig. 5) zur Längsverschiebung des Ziehkabels bzw. -seils (16) aufweist.
12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Längsverschiebung des Kabels eine mit dem einen Kabelende verbundene Antriebsvorrichtung (84 bis 100, Fig. 5) zur Verstellung des Kabels (16) in der einen Richtung sowie eine Spann- bzw. Ziehvorrichtung (102, Fig. 1) zur Verstellung des Kabels in der anderen Richtung aufweisen.
13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebsvorrichtung einen Motor (84, Fig. 5) sowie eine in Antriebsverbindung mit dem Motor und in Wirkverbindung mit dem Kabel (16) stehende Stange (86) aufweist, derart, daß bei
13001S/07S3
Betätigung des Motors die Stange (86) verstellt wird, was seinerseits die Verstellung des Kabels in der einen Richtung bewirkt.
14. System nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung eine Führungsschraube (92) als Antriebsverbindung zwischen dem Motor (84) und der Stange (86) aufweist, derart, daß eine Drehung der Schraube (92) eine Längsverschiebung der Stange (86) bewirkt.
15· System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (86) in Längsrichtung zwischen (1) einer ersten Stellung,· in welcher die vorgegebene Winkelstellung ostwärts gerichtet ist, und (2) einer zweiten Stellung, in welcher die vorgegebene Winkelstellung westwärts gerichtet' ist, verstellbar ist.
16. System nach Anspruch 15, gekennz eichn e t . durch eine Steuervorrichtung (Fig. 6) zur Verstellung der Stange (86) zwischen der ersten und der zweiten Stellung, wobei die Steuervorrichtung einen Meßfühler (104, fig.· 1) zur Erzeugung eines die Sonnenstellung wiedergebenden ersten Signals, auf dieses erste Signal ansprechende Schaltmittel zur Erzeugung eines zweiten Signals, sobald sich die Sonnenstellung relativ bezüglich der vorgegebenen Winkelstellung verändert, aufweist und wobei der Motor (84) auf dieses zweite Signal unter Verstellung der Stange (86) und des Kabel- bzw. Seilzugs (16)
130016/0763
anspricht, derart, daß das Rohr (12, 38) um seine Längsachse in die neue vorgegebene Winkelstellung relativ bezüglich der neuen Sonnenstellung verdreht wird.
17· System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung Schalter (1OGA, 106B) aufweist, die in Zuordnung zu der ersten und der zweiten Stellung der Stange (86) angeordnet sind und eine Umkehr der Drehrichtung der Führungsschraube (92) bewirken.
18. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Trag- bzw. Halterungsaggregat (10) auf den gegenüberliegenden Seiten des Rohrs (12, 38) angeordnete hohle Seitenteile (36A, 36B) aufweist und daß die Antriebsvorrichtung (18) in dem einen (36A) der beiden Seitenteile und die Zieh- bzw. Spannvorrichtung (102) in dem anderen (36B) der beiden Seitenteile angeordnet sind.
19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitenteile (36A, 36B) in einer im wesentlichen geraeinsamen Ebene unterhalb der Längs- und Drehachse des Rohrs (12, 38) angeordnet sind, derart, daß das Zugseil bzw. -kabel (16) sich von dem einen Seitenteil (36A) tangential bezüglich der Seilscheibe (68A) zu dieser und um 360° um diese herum und von da zum anderen Seitenteil (36B) erstreckt.
13001S/07S3
3032U5
20. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 "bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß' die Nut (80) in der Seilscheibe (68A) eine Schraubliniennut ist.
21. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Solarenergie-Umwandlungsmittel (14-) eine Solarzellen-Reihenanordnung (52) und eine diese Solarzellen-Reihenanordnung tragende Kühlmittelleitung (56), Übertragungsmittel (63) zur Übertragung von durch die Solarzellen-Reihenanordnung erzeugte Elektrizität sowie Fördermittel (60, 61) zur Förderung eines Kühlströmungsmittels durch die Kühlleitung (56) aufweisen, und -daß das eine Stirnteil (68A) des weiteren einen hohlen Fortsatz bzw. Stutzen (72) aufweist, der mit dem Trag- bzw. Halterungsaggregat (10) verbunden ist, wobei die Elektrizitätsübertragungsmittel (63) und die Fördermittel (61) zur Kühlmittelleitung sich durch diesen Fortsatz bzw. Stutzen (72) in das Tragbzw. Halt erungs aggregat (1.0) erstrecken.
22. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Trag- bzw. Halterungsaggregat (10) eine Grundfläche (20), einen mit der Grundfläche verbundenen und bezüglich der Grundfläche geneigten Tragrahmen (22) aufweist, derart, daß die Vorderseite (28) des Tragrahmens unter der Hinterseite (32) des Tragrahmens liegt, und daß der Tragrahmen (22) Lagerungsmittel (30, 32O an seiner Vorder- und an seiner
3032H5
Hinterseite aufweist, in welchen die jeweilige Rohreinheit (12, 38) um ihre Rotationsachse drehbar so gelagert ist, daß sich diese Drehachse von der Vorderseite (28) zur Rückseite (32) des Rahmens (22) erstreckt.
23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß der Tragrahmen (22) Seitenteile (36A, 36B) aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene unterhalb der Drehachse des Rohrs (12, 38) liegen.
24. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (12, 38) und die Linsenvorrichtung (40) als einstückiges Teil ausgebildet sind.
25. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Solarenergie-Konzentriervorrichtung (12, 38) in dem Rohr (38) angeordnete Reflektorvorrichtungen (46) aufweist, welche durch die Linsenvorrichtung (40) durchgelassene Solarstrahlung auf die Solarenergie-Umwandlungsmittel (14) reflektieren.
26. System nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Reflektorvorrichtungen Reflektoren (46) sowie Halterungsmittel (46) für diese aufweisen.
130016/07S3
27- System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (38) die Linsenvorrichtung (40) sowie die Halterungsmittel (48A, Fig. 7) für die Reflektoren als einstückiges Teil ausgebildet sind (Fig. 7).
13001S/07S3
DE19803032145 1979-09-19 1980-08-26 Solarenergie-kollektorsystem Withdrawn DE3032145A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7701879A 1979-09-19 1979-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3032145A1 true DE3032145A1 (de) 1981-04-09

Family

ID=22135623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803032145 Withdrawn DE3032145A1 (de) 1979-09-19 1980-08-26 Solarenergie-kollektorsystem

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5653347A (de)
DE (1) DE3032145A1 (de)
FR (1) FR2465968A1 (de)
GB (1) GB2105838A (de)
NL (1) NL8004578A (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4345582A (en) * 1979-11-19 1982-08-24 Aharon Naaman B System for the utilization of solar energy
JPS59183676A (ja) * 1983-04-01 1984-10-18 House Food Ind Co Ltd とろろ昆布の成形方法
GB2152748B (en) * 1984-01-05 1987-10-28 John Robert Panton Support device for solar panels
JPS60190288U (ja) * 1984-05-23 1985-12-17 朝日 七郎 とろろ昆布加工装置
GB8525813D0 (en) * 1985-10-19 1985-11-20 Schofield F R Solar energy collector
US5333602A (en) * 1993-09-09 1994-08-02 Huang Shao Kuang Solar collector assembly
WO2009001059A2 (en) * 2007-06-28 2008-12-31 Microsharp Corporation Limited Lenses
ITTO20080637A1 (it) * 2008-08-18 2010-02-19 Michele Volgarino Collettore solare termico ad inseguimento
ES1068787Y (es) * 2008-09-26 2009-03-01 Solid Enginyeria S L Estructura de soporte de paneles solares
CN101769620B (zh) * 2008-12-31 2014-06-18 淄博环能海臣环保技术服务有限公司 一种纵插密排顶紧安装旋紧密封真空集热管太阳集热器
FR2960343B1 (fr) * 2010-05-20 2013-02-15 Patrick Therond Systeme photovoltaique tubulaire
US9086059B2 (en) * 2012-04-02 2015-07-21 Georgios Logothetis Method and apparatus for electricity production by means of solar thermal transformation
EP2886974A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-24 Qingsun Developpement SAS Verbessertes System zur Sonnennachlaufsteuerung für Objekte
GB2560885A (en) * 2017-03-20 2018-10-03 Energy Services Renewables Ltd Solar energy device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3125091A (en) * 1964-03-17 Inflatable solar energy collector
FR2202264B1 (de) * 1972-10-06 1976-07-23 Agency Ind Science Techn
US4069812A (en) * 1976-12-20 1978-01-24 E-Systems, Inc. Solar concentrator and energy collection system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5653347A (en) 1981-05-12
FR2465968A1 (fr) 1981-03-27
NL8004578A (nl) 1981-03-23
GB2105838A (en) 1983-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0029442B1 (de) Vorrichtung zur automatischen steuerung des sonnenlichteinfalls
DE3032145A1 (de) Solarenergie-kollektorsystem
DE19924783C2 (de) Optische Einrichtung
EP1649212B1 (de) Raumleuchteneinrichtung
DE3751455T2 (de) Photographisch-optisches System und Kamera mit einem solchen System.
EP0614058B1 (de) Vorrichtung zur Aufnahme von Sonnenenergie
DE2635423C2 (de) Gewächshaus
DE2757155A1 (de) Vorrichtung zum konzentrieren von sonnenstrahlung und zum sammeln der konzentrierten energie
DE19709981A1 (de) Nachgeführtes Solarzellenmodul
DE1957910A1 (de) Reflektorvorrichtung
DE2633029A1 (de) Solar-kollektor
DE3026834A1 (de) Flacher sonnenkollektor zur konzentration
CH657443A5 (de) Einrichtung zum automatischen richten von durch einen reflektor konzentrierter sonnenstrahlung.
DE2633030A1 (de) Strahlungsenergiesammler
DE9116151U1 (de) Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren
DE2933089A1 (de) Sonnenwaermekollektor
DE935663C (de) Lichtquelle fuer polarisiertes Licht
DE4221896C2 (de) Solaranlage
DE19916514A1 (de) Nachführbarer Sonnenkollektor
DE202015103505U1 (de) Nachführeinrichtung für eine Photovoltaik-Anlage
DE102008057388A1 (de) Seilführung einer Solaranlage
DE4405650C1 (de) Solarkraftwerk mit photovoltaischen, gekühlten Solarmodulen
DE2631412C2 (de) Vorrichtung zum Bündeln von Sonnenlicht durch Brechung oder Reflexion
DE4208255C2 (de)
DE202007003078U1 (de) Flacher Solarkollektor zur Konzentration

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee