DE3704559A1 - Verfahren und modul zur solaren stromerzeugung - Google Patents

Verfahren und modul zur solaren stromerzeugung

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    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/50—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

Zur solaren Stromerzeugung werden heute in erster Linie photoelektrische Verfahren genutzt. Ebenso sind konzen­ trierende Kollektoren zur Elektrizitätserzeugung im Ein­ satz und, seltener, Aufwind- und Sonnenteichverfahren. Die Photoelektrik zeigt sich als recht problemlos anzu­ wendende Technik, einer ihrer Nachteile ist allerdings der, daß bei steigender Betriebstemperatur ihr Wirkungs­ grad sinkt.
Nach dem Treibhaus-Effekt arbeitende Solarabsorber werden heute als sehr effektive hitzeerzeugende Elemente in ver­ schiedener Ausführung produziert, Flachkollektoren wan­ deln sowohl diffuse als auch direkte elektromagnetische Strahlung in thermische Energie um.
Die Erfindung betrifft die Kombination von Flachkollek­ tor mit einem Wärmetauscher zum Aufbau einer Temperatur­ differenz, welche über einen thermoelektrischen Wandler (Seebeck-Technik) in elektrische Energie gewandelt wird. Diese Kombination führt zu dem prinzipiellen Aufbau nach Fig. 1.
Ein solcher Aufbau eignet sich zur Stromerzeugung in sonnenreichen Regionen, und besonders dort, wo Wasser vorhanden ist oder gefördert werden soll. Die Effizienz steigt bei starken Temperaturen steil an.
Es bietet sich an, die Kombination aus Flachkollektor, Thermoelement und Wärmetauscher als Module zu fertigen, die nach Bedarf zu Systemen zusammengeschaltet werden können.
Realisierbar sind solche Module aus Elementen bekannter Technologie (Thermoelektrik/Photothermik); zur Wärme­ leitung bietet sich Aluminium beziehungsweise Kupfer an. Durch einen spezialisierten Verbundbau sowie eine für diesen speziellen Zweck angepaßte Technik läßt sich die Effizienz eines Moduls entsprechend erhöhen.
Eine sinnvolle Anwendung liegt im Wassertransport in sonnen­ reichen Regionen. Hier kann das mit einer elektrisch betrie­ benen Pumpe transportierte Wasser, bevor es am Zielort ange­ langt ist, durch den Wärmetauscher geleitet werden, und so die zur Stromerzeugung notwendige Temperaturdifferenz zum Kollektor aufrechterhalten.
Als weitere Anwendung sind schwimmende Module denkbar, deren Solarkollektor sich über und deren Wärmetauscher sich unter der Wasseroberfläche befindet.
Fig. 1 Modul zur solaren Stromerzeugung, Prinzip. (Schnitt)
Zwischen einem Flachkollektor (a), der sich in seiner einfachsten Bauart aus einer lichtdurchlässigen Platte oder Folie (a 1), einem gasgefüllten oder evakuierten Hohlraum (a 2) und einer lichtabsorbierenden Fläche (a 3) zusammensetzt, und einem offenen (c 1) oder einen mit einem Abschluß (c 2) versehenen und damit geschlossenen Wärme­ tauscher, sind ein oder mehrere thermoelektrische Wandler (b 1) gelagert. An geeigneter Stelle sorgen Isolation (b 2) und Wärmeleiter (b 3) für optimalen Temperaturübergang.

Claims (4)

1. Verfahren zur Stromerzeugung aus Sonneneinstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß ein photothermischer Wandler und ein Wärmetauscher die zur Nutzung des Seebeck-Effektes notwendige Temperaturdifferenz aufbauen.
2. Modul zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere thermo­ elektrische Wandler zwischen einem photothermischen Wandler und einem Wärmetauscher gelagert sind.
3. Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses schwimmfähig ist.
4. Mit Hilfe des nach dem Verfahren nach Anspruch 1 er­ zeugten Stroms angetriebene Flüssigkeitspumpe, dadurch gekennzeichnet, daß diese die transportierte Flüssig­ keit durch den Wärmetauscher leitet.
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