DE3036269A1 - Radiation converted into electrical energy by fluorescent stage - in heat transfer liquid circulating in internally reflecting space - Google Patents

Radiation converted into electrical energy by fluorescent stage - in heat transfer liquid circulating in internally reflecting space

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Abstract

A device for capturing and converting light or thermal energy comprises a transparent casing, which constitutes the primary side of a heat exchanger and contains a liquid which itself contains fluorescent molecules; the light or other radiation falling on the container acts on the fluorescent molecules to produce light which is totally reflected and/or refracted inside the hollow container and is discharged at an opening to be converted directly into electrical energy. Preferably, the light leaving the opening is received on a solar cell or on a thermocouple for producing electrical energy. Preferred material for the casing is a polyacryl ester resin. This device enables energy to be effectively converted and directed towards an electrical source. Heat produced in the refraction and reflection within the hollow container serves to heat up the liquid, and is therefore utilised in the heat transfer circuit.

Description

Vorrichtung zum Auffangen und Umwandeln von Licht- und Wärmestrahlung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen und Umwandeln von Licht- und Wärmestrahlung. Device for collecting and converting light and thermal radiation The invention relates to a device for collecting and converting light and Thermal radiation.

Es sind Solarkollektoren thermischer oder fotovoltaischer Bauart bekannt. Die gegenwärtig gebräuchlichen sog. Hybridkollektoren sind entweder zu teuer oder liegen im Gesamtwirkungsgrad zu niedrig. Weiterhin sind Fluoreszenzkollektoren vorgeschlagen worden, bei denen Ein- oder Mehrschicht-Anordnungen von entweder in transparenten festen oder flüssigen Stoffen eingelagerten Fluoreszenz-Molekülen vorgesehen sind, die das Licht konzentrieren und entweder Solarzellen oder Absorbern zuführen. There are solar collectors of thermal or photovoltaic design known. The currently used so-called hybrid collectors are either closed expensive or their overall efficiency is too low. There are also fluorescence collectors have been proposed in which single or multi-layer arrangements of either in fluorescent molecules embedded in transparent solid or liquid substances are provided that concentrate the light and either solar cells or absorbers respectively.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau eine höhere Energieausbeute als bei den bekannten Vorrichtungen ermöglicht.The invention is based on the object of providing a device of the initially described called type to create, which with a simple structure a higher energy yield than with the known devices.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein transparenter Hohlkörper vorgesehen ist, der die Primärseite eines Wärmeaustauschers mit umlaufendem flüssigem Trägermedium bildet, und in das flüssige Trägermedium Fluoreszenzmoleküle eingelagert sind, und der transparente Hohlkörper wenigstens eine Strahlungsaustrittsstelle für in der Vorrichtung totalreflektierte und/oder refraktierte Strahlung aufweist, und im Strahlungsaustrittsbereich der Strahlungsaustrittsstelle eine Einrichtung zur direkten Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie vorgesehen ist Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es in vorteilhafter Weise möglich, die aufgefangene Licht und Wärmestrahlung sowohl in Wärmeenergie als auch in elektrische Energie umzuwandeln. Die Vorrichtung arbeitet derart, daß die Strahluag durch die Wandung des transparenten Hohlkörpers in das flüssige Trägermedium und damit in die fluoreszierenden Moleküle geleitet wird. Die von diesen reemittierte Strahlung wird im Inneren des transparenten Hohlkörpers totalreflektiert und/oder refraktiert und dann der im Strahlenaustrittsbereich der Strahlenaustrittsstelle vorgesehenen Einrichtung zur direkten Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie zugeführt und dort in elektrische Energie umgewandelt. This object is achieved according to the invention in that a transparent Hollow body is provided, which is the primary side of a heat exchanger with a circumferential liquid carrier medium forms, and in the liquid carrier medium Fluorescent molecules are embedded, and the transparent hollow body at least a radiation exit point for totally reflected and / or in the device Having refracted radiation, and in the radiation exit region of the radiation exit point a device for the direct conversion of radiation into electrical energy is provided With the device according to the invention it is advantageously possible the captured light and thermal radiation in both thermal energy and electrical energy To convert energy. The device works in such a way that the Strahluag through the Wall of the transparent hollow body in the liquid carrier medium and thus in the fluorescent molecules is passed. The radiation re-emitted by these is totally reflected and / or refracted inside the transparent hollow body and then the one provided in the radiation exit area of the radiation exit point Device for the direct conversion of radiation into electrical energy supplied and converted there into electrical energy.

Die bei der Absorption und Reemittierung freigesetzte Wärmeenergie wird durch das umlaufende flüssige Trägermedium abgeleitet und einem Wärmeaustauscher zugeführt. Ein weitet rer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Fluoreszenzmoleküle infolge ihrer Einlagerung in das flüssige Trägermedium ausgetauscht werden können. Da Fluoreszenz-Moleküle relativ schnell ausbleichen, wird durch diese Möglichkeit die Lebensdauer der Kollektoren erheblich verlän- gert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Anpassung an neu entwickelte Farbstoffe möglich ist und somit die Vorrichtung der Weiterentwicklung der Technik ohne weiteres angepaßt werden kann. Schließlich sind Vorrichtungen gemäß der Erfindung sehr preiswert herstellbar und weisen -darüber hinaus einen hohen Gesamtwirkungsgrad auf.The thermal energy released during absorption and re-emission is diverted by the circulating liquid carrier medium and a heat exchanger fed. Another advantage of the device according to the invention is that that the fluorescent molecules as a result of their storage in the liquid carrier medium can be exchanged. Since fluorescent molecules bleach out relatively quickly, this option significantly extends the service life of the collectors. gert. Another advantage is that it can be adapted to newly developed dyes is possible and thus the device of the further development of the technology without further ado can be customized. Finally, devices according to the invention are very inexpensive manufacturable and also have a high overall efficiency.

Die Einrichtung zur direkten Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie kann beispielsweise eine Solarzellenanördnung und/oder Thermoelementanordnung aufweisen.The device for the direct conversion of radiation into electrical Energy can, for example, be a solar cell arrangement and / or a thermocouple arrangement exhibit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß in der Wandung des transparenten Hohlkörpers Thermoelemente eingelagert sind. Die mittels. dieser Thermoelemente erzeugbare elektrische Energie trägt, dazu bei, den Gesamtwirkungsgrad noch weiter zu erhöhen.In a further embodiment of the invention it can be provided that Thermocouples are embedded in the wall of the transparent hollow body. the by means of. This thermocouple generates electrical energy contributes to the To increase overall efficiency even further.

Der transparente. Hohlkörper ist vorzugsweise auf der Basis von Polyacrylester hergestellt. Als flüssiges Trägermedium wird vorzugsweise ein Gemisch von Wasser und Frostschutzmittel verwendet, wobei diesem Gemisch das Fluoreszenzmittel beigefügt ist.The transparent one. Hollow body is preferably based on polyacrylic ester manufactured. A mixture of water is preferably used as the liquid carrier medium and antifreeze is used, the fluorescent agent being added to this mixture is.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsforin für den transparenten Hohlkörper besteht darin, daß dieser in Draufsicht gesehen teilweise einen sinusbogenförmigen Umriß und einen bikonvexen Hohlraum aufweist.A particularly useful implementation for the transparent one The hollow body consists in the fact that it is partially curved in the shape of a sinusoid when viewed from above Has outline and a biconvex cavity.

Gemäß einer weiteren Bauart kann vorgesehen sein, daß der transparente Hohlkörper in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist.According to a further design it can be provided that the transparent Hollow body is designed in the form of a hollow cylinder.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß mehrere Hohlkörper nel beneinander und ggf. versetzt übereinander angeordnet sind.Furthermore, it can be provided that several hollow bodies nel side by side and, if necessary, are arranged offset one above the other.

Wenn mehrere übereinander angeordnete Hohlkörper vorgesehen sind, so ist in-weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die der Lichteintrittsseite zugewandten'Hohlkörper eine Fluoreszenzflüssigkeit beinhalten, diese Strahlung mit kürzeren Wellenlängen als die Fluoreszenzflüssigkeit in den darunterliegenden Hohlkörpern absorbiert. Entsprechend kann ebenfalls vorgesehen sein, daß die Solarzellen dem Emissionsspektrum der Fluoreszenzflüssigkeit angepaßt sind Eine besonders günstige Strahlungskonzentration kann dann erreicht werden, wenn die Xantenflächen des Hohlkörpers wenig stens teilweise verspiegelt sind und die Kanten des Hohlkörpers wenigstens abschnittsweise Abschrägungen aufweisen In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß eine zur Kollektoraufnahme vorgesehene Einrichtung in ihrem Kollektoraufnahmebereich verspiegelt ausgebildet ist Schließlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die der Lichteintrittsseite zugewandte Hohlkörperseite eine An ti-Reflexionsbeschichtung aufweist In den Zeichnungen sind schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf mehrere nebeneinander angeordnete Hybridkollektoren gemäß der Erfindung mit teilweise sinusbogenförmigem Umriß; Fig. 2 eine Ansicht der Stirnseite des mittleren Hohlkörpers gemäß Fig. 1 aus Richtung A gesehen, wobei aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit in der zeichnerischen Darstellung die Solarzellen gegenüber ihrer wirklichen- Lage nach rechts bzw. nach links seitlich versetzt dargestellt sind; Fig. 3 einen Schnitt durch den mittleren Hohlkörper gemäß Fig. 1, etwa entsprechend der Linie 111-111 in Fig. 1, jedoch in vergrößertem Maßstab; Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf mehrere nebeneinanderliegende Hohlkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt längs der Linie V-V in Fig. 5 in vergrößertem Maßstab, gesehen entgegen der Pfeilrichtung V-V; Fig. 6 einen Querschnitt durch eine als Kasten ausgebildete Kollektoraufnahmeeinrichtung mit zwei Schichten der als Hohlzylinder ausgebildeten Kollektoren gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 5.If several hollow bodies arranged one above the other are provided, so it is provided in a further embodiment of the invention that the light entry side zugewandte'Hohlkörper contain a fluorescent liquid, this radiation with shorter wavelengths than the fluorescent liquid in the underlying hollow bodies absorbed. Accordingly, it can also be provided that the solar cells the The emission spectrum of the fluorescent liquid is adapted to a particularly favorable one Radiation concentration can be achieved when the Xanten surfaces of the hollow body are at least partially mirrored and the edges of the hollow body at least may have bevels in sections. In a further embodiment of the invention be provided that a device provided for collecting the collector in its Collector receiving area is embodied in a mirrored manner. Finally, according to the invention be provided that the light entry side facing hollow body side a In the drawings are schematic exemplary embodiments the Invention shown. 1 shows a plan view of several side by side arranged hybrid collectors according to the invention with partially sinusoidal Outline; FIG. 2 shows a view of the end face of the central hollow body according to FIG. 1 seen from direction A, for the sake of clarity in the graphic representation of the solar cells in relation to their real position are shown laterally offset to the right and left; 3 shows a section through the central hollow body according to FIG. 1, roughly corresponding to the line 111-111 in Fig. 1, but on an enlarged scale; Fig. 4 is a schematic plan view of several adjacent hollow bodies according to a further embodiment of the Invention; FIG. 5 shows a schematic longitudinal section along the line V-V in FIG. 5 on an enlarged scale, viewed against the direction of the arrow V-V; Fig. 6 is a cross section by means of a collector receiving device designed as a box with two layers the collectors designed as hollow cylinders according to FIG. 4 and FIG. 5.

Gemäß Fig. 1 sind mehrere transparente Hohlkörper 1 nebeneinanderliegend angeordnet. Die Hohlkörper 1 weisen-in Draufsicht, gesehen im wesentlichen die Form eines Sinusbogens entsprechend der Funktion y = 2sin x auf. Die Hohlkörper bestehen aus hochtronsparontem Werhotoff auf der Masis von Polyacrylester und weisen einen bikonvex ausgebildeten Hohlraum 2 auf, in welchem sich ein flüssiges Trägermedium 3 befindet, in welches (in Fig. 3 und Fig. 5) schematisch durch Punkte angedeutete Fluoreszenzmoleküle eingelagert sind. Das flüssige Txä germedium für die Fluoreszenzmoleküle, das auf der Basis von Wasser hergestellt ist und Zusätze von Frostschutzmittel auf weist, kann den jahreszeitlichen Bedineungen durch Veränderung des Mischungsverhältnisses angepaßt werden. Die Hohlkörper 1 bilden die Primärseite eines (nicht dargestellten) Wärmearstauschers. Die Anschlüsse für die Zuleitung des flüssigen Trä germediums 3 aus den Hohlräumen 2 der Hohlkörper 1 sind zur Vereinfachung der Darstellung ebenfalls nicht gezeigt. Der Vorrichtung ist eine Pumpeinrichtung (ebenfalls nicht dargestellt) zugeordnet, mittels derer das flüssige Trägermedium 3 in den Primärkreislauf des Wärmeaustauschers umläuft. Längs der Basiskanten der Hohlkörper 1 sind Abschrägungen 4 vorgesehen. Gegenüber einer an die Lichteintrittsseite 6 angelegten gedachten Tangente beträgt der Abschrägungswinkel vorzugsweise ca 60.According to FIG. 1, several transparent hollow bodies 1 are lying next to one another arranged. When viewed from above, the hollow bodies 1 essentially have the same shape a sinus arc according to the function y = 2sin x. the Hollow bodies consist of highly transparent Werhotoff on the Masis of polyacrylic ester and have a biconvex cavity 2 in which a liquid Carrier medium 3 is located in which (in Fig. 3 and Fig. 5) schematically by points indicated fluorescent molecules are incorporated. The liquid Txä germedium for the fluorescent molecules made on the basis of water and additives of antifreeze can change the seasonal conditions adjusted to the mixing ratio. The hollow body 1 form the primary side a heat exchanger (not shown). The connections for the supply line of the liquid Trä germediums 3 from the cavities 2 of the hollow body 1 are for simplification also not shown in the illustration. The device is a pumping device (also not shown) assigned, by means of which the liquid carrier medium 3 circulates in the primary circuit of the heat exchanger. Along the base edges of the Hollow body 1 bevels 4 are provided. Opposite one on the light entry side 6 applied tangent, the bevel angle is preferably about 60.

-Entsprechende Abschrägungen sind im Kopfbereich 7 des Hohlkörpers vorgesehen. Der Kopfbereich 7, der Bereich längs der Basiskanten und-die Ober,- und Unterseiten der Sinusbogen sind verspiegelt ausgebildet. Die verspiegelten Flächen tragen die Bezugsziffer 8. Der Hohlkörper 1 weist längs seiner Basiskante eine nicht verspiegelte Strahlenaustrittsfläche 9 auf, vor welcher eine Solarzellen 10 aufweisende Einrichtung zur diredten Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie vorgesehen ist. Seitlich sind weitere Strahlenaustrittsbereiche 11 vorge- sehen, in deren Bereichen Solarzellen 12 angeordnet sind.Corresponding bevels are in the head area 7 of the hollow body intended. The head area 7, the area along the base edges and - the upper, - and undersides of the sinus arches are mirrored. The mirrored surfaces carry the reference number 8. The hollow body 1 does not have along its base edge mirrored beam exit surface 9, in front of which a solar cell 10 having Device for direct conversion of radiation into electrical energy provided is. Further beam exit areas 11 are provided laterally. see, in the areas of which solar cells 12 are arranged.

Die gesamte Anordnung ist in einer schematisch mit 13 bezeichneten Aufnahmeeinrichtung angeordnet, deren den Hohlkörpern zugewandte Seite verspiegelt ausgebildet ist. Hierzu ist eine konvex gestaltete, beispielsweise aus Aluminium gefertigte Spiegelfläche14 vorgesehen, deren Seitenflächen 15 hochgezogen ausgebildet sind. Die Spiegelfläche 14 kann mit Mineralfasern 16 unterlegt sein, welche whrmeisolierend wirken. Die Hohlkörper 1 sind auf der Spiegelfläche 14 jeweils mittels eines Distanzstückes 17 aus wärmeisolierendem Material abgestützt. In der Wandung der transparenten Hohlkörper 1 können außerdem noch Thermoelemente 18 eingelagert sein, deren elektrische Anschlüsse, ebenso wie die elektrischen Anschlüsse der Solarzellenanordnungen, nicht dargestellt sind.The entire arrangement is indicated schematically with 13 in a Arranged receiving device whose side facing the hollow bodies is mirrored is trained. For this purpose, a convex shape, for example made of aluminum Manufactured mirror surface 14 is provided, the side surfaces 15 of which are raised are. The mirror surface 14 can be underlaid with mineral fibers 16, which are heat-insulating works. The hollow bodies 1 are each on the mirror surface 14 by means of a spacer 17 supported from heat insulating material. In the wall of the transparent hollow body 1, thermocouples 18 can also be incorporated, the electrical connections of which as well as the electrical connections of the solar cell arrangements, not shown are.

Der Vorrichtung wird Licht- und Wärmestrahlung aus Richtung 3 zugeführt. Der Strahlungsverlauf im Inneren der Hohlkörper ist in Fig., 1 durch Pfeile schematisch angedeutet. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Hohlkörper 1 etwa linsenförmig gestaltet. Durch diese Linsenform und auch durch den sinusbpgenförmig gestalteten Umriß wird die Strahlung konzentriert und eignet sich insbesondere. als Kollektor für diffuse Lichtverhältnisse. Die von den F-luoreszenzmolekülen absorbierte Strahlung wird in längerwellige Strahlung umgewandelt und reemittiert, wobei der anfallende Energieüberschuß in Form von Wärme abgegebenund mittels des umlaufenden flüssigen Trägermediums 3 dem Wärnieaustauscher zugeführt wird. Der reemittierte Teil der Lichtstrahlung wird infolge der Totalreflexion in der Wandung des Hohlkörpers 1 und auch durch Spiegelung an den verspiegelten Flächen im wesentlichen der Strahlenaustrittsfläche 9 und zu einem geringen Teil den seitlichen Strahlenaustrittsflächen 11 zugeleitet, tritt dort aus und von dort in die Solarzellenanordnungen 10 bzw. 12 ein und wird dort direkt in elektrische Energie umgewandelt. Die verspiegelt ausgebildete, Flä-' che 14 dient dazu, ggf. nach unten ausgetretene Strahlung in Pfeilrichtung C zu reflektieren und damit den Wirkungsgrad zu verbesserne Auch in den Thermoelementen 18 kann, eine direkte Umwandlung in elektrische Energie erfolgen.The device is supplied with light and heat radiation from direction 3. The radiation path in the interior of the hollow body is shown schematically in FIG. 1 by arrows indicated. As can be seen in particular from FIG. 3, the hollow bodies 1 are approximately designed lenticular. Because of this lens shape and also because of the sine curve Shaped outline, the radiation is concentrated and is particularly suitable. as a collector for diffuse lighting conditions. The one absorbed by the F fluorescent molecules Radiation is converted into longer-wave radiation and re-emitted, whereby the Accumulated excess energy is given off in the form of heat and by means of the circulating liquid carrier medium 3 is supplied to the heat exchanger. The re-emitted Part of the light radiation is due to the total reflection in the wall of the hollow body 1 and also essentially by reflection on the mirrored surfaces the beam exit surface 9 and, to a lesser extent, the lateral beam exit surfaces 11, exits there and from there into the solar cell arrays 10 or 12 and is converted there directly into electrical energy. The mirrored formed, surface 14 is used to, if necessary, radiation that has escaped downwards in To reflect arrow direction C and thus to improve the efficiency Also in the thermocouples 18 can be converted directly into electrical energy.

In den Fig 4 bis 6 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit einer Hybridkollektoranordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Bei, dieser Ausführungsform sind als Hohlzylinder ausgebildete Hohlkörper 20 vorgesehen, die in einer als Kasten 21 ausgebildeten Kollektoraufnahmeeinrichtung angeordnet sind, und zwar zu mehreren Hohlkörpern 20 nebeneinander und gegeneinander versetzt übereinander, wobei die Hohlkörper in der unteren Schicht mit 20' bezeichnet sind. Die Hohlkörper bestehen ebenfalls aus hochtransparentem Werkstoff und nehmen in ihrem Inneren umlaufendes flüssiges Trågermedium 3 auf, in welchem Fluoreszenzmoleküle eingelagert sind Die Fließrichtung des Mediums ist in Fig. 5 mit dem Pfeil D angedeutet. Die Kopfenden 22 sind mit Abschrägungen versehen und gänzlich verspiegelt ausgebildet, während die gegenüberliegenden Endstücke 23 ringförmig ausgebildete Lichtaustrittsflächen 24 aufweisen, die von verspiegelten Bereichen 25 umgeben sind. Vor den Lichtaustrittsflächen 24 sind ring- förmig ausgebildete Solarzellen 26 angeordnet, in denen die austretende Lichtstrahlung in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Fluoreszenzmoleküle sind mit Punkten bzw. mit kleinen Kreisen dargestellt. Der Pfeil E zeigt andeutungsweise den Verlauf eines Lichtstrahles im Bereich der verspiegelten Kopfenden 22.In FIGS. 4 to 6 there is a further possible embodiment of a hybrid collector arrangement shown according to the invention. In, this embodiment are as a hollow cylinder formed hollow body 20 is provided, which is formed as a box 21 in a Collector receiving devices are arranged, specifically to form a plurality of hollow bodies 20 side by side and offset from one another, one above the other, the hollow bodies in the lower layer are denoted by 20 '. The hollow bodies are also made of highly transparent material Material and take on circulating liquid carrier medium 3 in their interior, in which fluorescent molecules are embedded The direction of flow of the medium is indicated by the arrow D in FIG. 5. The head ends 22 are provided with bevels and completely mirrored, while the opposite end pieces 23 have ring-shaped light exit surfaces 24, which are mirrored Areas 25 are surrounded. In front of the light exit surfaces 24 are ring- shaped formed solar cells 26 arranged in which the emerging light radiation is converted into electrical energy. The fluorescent molecules are with dots or shown with small circles. The arrow E indicates the course of a light beam in the area of the mirrored head ends 22.

Die Funktion der Vorrichtung gemäß Fig. 4 bis Fig. 6 entspricht der Funktion der Anordnung gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 und wird daher nicht nochmals gesondert erläutert. Der Kasten 21 ist an seiner Innenseite verspiegelt ausgebildet (Spiegelfläche 27). Die Spiegelfläche 27 ist den Rundungen der darüber angeordneten Kollektoren 20' angepaßt. Das flüssige Trägermedium (Sole), welches in der oberen Schicht 20 der in Form von Hohlzylindern ausgebildeten Hohlkörper umläuft, ist so ausgebildet, daß sie eine Strahlung mit kürzieren Wellenlängen als die Fluoreszenzflüssigkeit in den darunterliegenden Hohlkörpern 20' absorbiert. Der Kasten 27 kann zum Schutz gegen Witterungseinflüsse an der Lichteintrittsseite eine beispielsweise aus Glas bestehende Abdeckplatte 28 aufweisen.The function of the device according to FIGS. 4 to 6 corresponds to Function of the arrangement according to FIG. 1 to FIG. 3 and is therefore not separately again explained. The box 21 is mirrored on its inside (mirror surface 27). The mirror surface 27 is the curves of the collectors arranged above 20 'adapted. The liquid carrier medium (brine), which is in the upper layer 20 the hollow body in the form of hollow cylinders revolves, is designed in such a way that that they emit radiation with shorter wavelengths than the fluorescent liquid absorbed in the underlying hollow bodies 20 '. The box 27 can protect Against the effects of the weather, one made of glass, for example, on the light entry side have existing cover plate 28.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (15)

Vorrichtung zum Auffangen und Umwandeln von Licht- und Wärmestrahlung Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Auffangen und Umwandeln von Licht und Wärmestrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß ein transparenter Hohlkörper (1, 20) vorgesehen ist, der die Primärseite eines Wärmeaustauschers mit umlauiendem flüssigem Trägermedium bildet, und in das flüssige Trägermedium (3) Fluoreszenzmoleküle eingelagert sind, und der transparente Hohlkörper wenigstens eine Strahlungsaustrittsstelle (9, 11, 24) für in der Vorrichtung totaireflektierte und/oder refraktierte Strahlung aufweist, und im Strahlungsaustrittsbereich der Strahlungsaustrittsstelle eine Einrichtung zur direkten Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie vorgesehen ist.Device for collecting and converting light and thermal radiation Claims 1. Device for collecting and converting light and thermal radiation, characterized in that a transparent hollow body (1, 20) is provided, the primary side of a heat exchanger with the surrounding liquid carrier medium forms, and fluorescent molecules are embedded in the liquid carrier medium (3), and the transparent hollow body has at least one radiation exit point (9, 11, 24) for radiation totally reflected and / or refracted in the device, and a device in the radiation exit region of the radiation exit point is intended for the direct conversion of radiation into electrical energy. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur direkten Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie eine Solarzellenanordnung (10, 12, 26) aufweist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device a solar cell arrangement for the direct conversion of radiation into electrical energy (10, 12, 26). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Einrichtung zur direkten Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie eine Thermoelementanordnung aufweist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that that the device for the direct conversion of radiation into electrical energy a Has thermocouple assembly. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung des transparenten Hohlkörpers Thermoelemente (18) eingelagert sind.4. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that thermocouples (18) are embedded in the wall of the transparent hollow body are. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Hohlkörper (1, 20) auf der Basis von Polyacrylester hergestellt ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the transparent hollow body (1, 20) is made on the basis of polyacrylic ester is. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Trägermedium (3) ein Frostschutzmittel aufweist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the liquid carrier medium (3) has an antifreeze. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Hohlkörper (1) in Draufsicht gesehen teilweise einen sinusbogenformigen Umriß und einen bikonvexen Hohlraum (2) aufweist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the transparent hollow body (1) seen in plan view partially a sinusoidal arc Has outline and a biconvex cavity (2). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Hohlkörper (20) in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist.8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the transparent hollow body (20) is designed in the form of a hollow cylinder. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlkörper (2.0) nebeneinander und ggf. versetzt übereinander (20, 20') angeordnet sind.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that several Hollow bodies (2.0) arranged next to one another and possibly offset one above the other (20, 20 ') are. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichteintrittsseite (B) zugewandten Hohlkörper (20) eine Fluoreszenzflüssigkeit beinhalten, die Strahlung mit kürzeren Wellenlängen als die Fluoreszenzflüssigkeit in den darunterliegenden Hohlkörpern (20') absorbiert.10. The device according to claim 9, characterized in that the Light entry side (B) facing hollow body (20) a fluorescent liquid contain the radiation with shorter wavelengths than the fluorescent liquid absorbed in the underlying hollow bodies (20 '). 11 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen dem Emissionsspektrum der Fluoreszenzfüssigkeit angepaßt sind.11 Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the solar cells are adapted to the emission spectrum of the fluorescent liquid. 12. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenflächen des Hohlkörpers (1,-20) teilweise verspiegelt ausgebildet sind.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the edge surfaces of the hollow body (1, -20) are partially mirrored are. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Hohlkörpers wenigstens abschnittsweise Abschrägungen (4) aufweisen.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that that the edges of the hollow body have bevels (4) at least in sections. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichteintrittseite (3) zu gewandte Hohlkörperseite eine Anti-Reflexionsbeschichtung aufweist.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the side of the hollow body facing the light entry side (3) has an anti-reflection coating having. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Kollektoraufnahme vorgesehene Einrichtung im Hohlkörperaufnahmebereich verspiegelt ausgebilde ist (1k, 27)o15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that that a device provided for receiving the collector in the hollow body receiving area mirrored (1k, 27) o
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US10720876B2 (en) 2018-06-12 2020-07-21 X Development Llc Photovoltaic conversion of light
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010084145A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Photovoltaic converter with increased life span
FR2941566A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-30 Commissariat Energie Atomique PHOTOVOLTAIC CONVERTER WITH INCREASED LIFETIME.
US10720876B2 (en) 2018-06-12 2020-07-21 X Development Llc Photovoltaic conversion of light
US10944019B2 (en) 2018-07-23 2021-03-09 X Development Llc Photovoltaic battery

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