DE4206484A1 - Sun ray trap with adjustable angles for solar collector - consists of several parallel slats each revolving on individual long axis and remaining parallel when revolving also parallel to sun rays - Google Patents

Sun ray trap with adjustable angles for solar collector - consists of several parallel slats each revolving on individual long axis and remaining parallel when revolving also parallel to sun rays

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Abstract

The slats (4) have a suitable control to ensure that their alignment follows the sun throughout daylight hours and remain parallel to the rays so as not to impede penetration to the collector. The movement of the slats is mechanically coordinated by a connecting rod or cable. Rays coming from beneath that do not have exactly the opposite angle to the rays of the sun are either reflected or absorbed, and in most cases are the heat radiation of a collector or reflected rays by the collector. The control may be assisted by a clock and light sensitive elements, particularly electronic. ADVANTAGE - Reduces energy loss in the collector.

Description

Gattunggenus

Die Erfindung betrifft einen zusätzlichen Schutz gegen Energieverluste bei einem Sonnenkollektor.The invention relates to additional protection against energy loss in a solar collector.

Angaben zur GattungInformation on the genus

Zur Gattung "Strahlenfalle" gehören alle Hilfseinrichtungen zum Sonnenkollektor, welche einerseits Strahlung eintreten lassen, andererseits den Austritt von Strahlung vermindern.All auxiliary devices belong to the genus "ray trap" to the solar panel, which radiation enters on the one hand let on the other hand reduce the emission of radiation.

Stand der TechnikState of the art

Bekannt sind "selektive Beschichtungen für den Absorber" und die Abdeckung des Absorbers mit Glasscheiben."Selective coatings for the absorber" are known and covering the absorber with glass panes.

Kritik des Standes der TechnikCritique of the state of the art

Die bekannten Maßnahmen sind in der Wirkung gut, sie lassen sich durch die "Winkelverstellbare Wärmestrahlensperre" ergänzen oder ersetzen.The known measures are good in effect, they leave the "angle-adjustable thermal radiation barrier" add or replace.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen und billigen Werkstoffen eine Strahlenfalle zu schaffen, um so die Energieverluste des Sonnenkollektors zu vermindern.The invention has for its object with simple and cheap materials to create a radiation trap, so reduce the energy losses of the solar collector.

Lösungsolution

Die Aufgabe wird erfindungsmäßig derart gelöst, daß als Strahlenfalle mehrere nebeneinanderliegende Streifen eingesetzt werden, die zueinander parallel sind und jeder Streifen ist um eine Achse drehbar (winkelverstellbar). Die Streifen können über eine geeignete Steuereinrichtung so dem scheinbaren Tagesgang der Sonne nachgeführt werden, daß die Streifen immer parallel zu den Sonnenstrahlen stehen, die Sonnenstrahlen beim Eintreten in den Kollektor somit fast gar nicht behindert werden.The object is achieved in such a way that as Radiation trap several strips lying side by side are used that are parallel to each other and everyone The strip can be rotated around an axis (angle adjustable). The Strips can be made using a suitable control device to track the apparent course of the sun that the stripes are always parallel to the sun's rays, the sun's rays when entering the collector almost not be hindered.

Vom Absorber reflektierte Sonnenstrahlen bzw. die Wärmestrahlen, die vom Absorber ausgehen, treffen dagegen fast immer in einem anderen Winkel (nicht parallel) zu den Streifen auf und können somit die Streifenschicht nicht nach oben durchdringen. Sun rays reflected by the absorber or Heat rays emitted by the absorber, however, hit almost always at a different angle (not parallel) to the Stripes and therefore the stripe layer cannot penetrate upwards.  

Weitere Ausgestaltung der ErfindungFurther embodiment of the invention

  • a) Die Winkelverstellung der Streifen kann mit einem Stellmotor als Antrieb und einem Gestänge oder Seilzug erfolgen, welches die einzelnen Streifen miteinander verbindet.
    Die Steuerung der Winkelverstellung kann mit Hilfe einer Zeituhr erfolgen.
    Oder mit Fotozellen.
    In den meisten Fällen ist es nicht erforderlich, die Winkelverstellung kontinuierlich und stetig durchzuführen, sondern es genügt, in Zeitsprüngen von zum Beispiel 10 Minuten eine Korrektur der Winkelstellung vorzunehmen. Der Bedarf an Hilfsenergie für die Winkelverstellung der Absorberstreifen ist extrem gering. Er kann ohne weiteres durch Solarzellen und einen kleinen Akku gedeckt werden. Oder durch Strom aus dem Stromnetz.    a) The angular adjustment of the strips can be done with an actuator as a drive and a linkage or cable that connects the individual strips together.
    The angle adjustment can be controlled using a timer.
    Or with photocells.
    In most cases it is not necessary to carry out the angle adjustment continuously and steadily, it is sufficient to make a correction of the angle position in time increments of, for example, 10 minutes. The need for auxiliary energy for the angle adjustment of the absorber strips is extremely low. It can easily be covered by solar cells and a small battery. Or by electricity from the power grid.
  • b) Die Streifen können aus absorbierendem Werkstoff hergestellt werden.b) The strips can be made of absorbent material getting produced.
  • c) Die Streifen können aus reflektierendem Werkstoff bestehen oder mit einem solchen beschichtet sein.c) The strips can be made of reflective material exist or be coated with such.
  • d) Die reflektierenden Streifen können im unteren Bereich stufenförmig gefaltet sein. Die Breite und Höhe der Stufen soll gering sein. Durch die Stufenform wird der Streifen zwar etwas dicker und der Durchgang der Sonnenstrahlen wird etwas behindert, jedoch die Reflexion der vom Absorber kommenden Strahlen ist deutlich besser.d) The reflective strips can be in the lower area be folded in steps. The width and height of the steps should be low. The stripe becomes the stripe a little thicker and the passage of the sun's rays becomes somewhat hampered, however, the reflection of that from the absorber coming rays is much better.
  • e) Anstelle von Streifen können auch Körper verwendet werden, die allseitig eine reflektierende Oberfläche haben und deren Querschnitt im Prinzip ein Dreieck ist.
    Die eine Spitze weist in Richtung auf die Sonne hin, die beiden anliegenden Seiten sind leicht nach innen gebogen, um die Sonnenstrahlen in einem günstigen Winkel in das Kollektorinnere hinein zu reflektieren, die Unterseite ist stufenförmig gefaltet, um die vom darunterliegenden Sonnenkollektor (bzw. Absorber) ausgehenden Strahlen auf den Kollektor (bzw. Absorber) zurückzuwerfen. Zwischen den einzelnen Körpern muß ein geringer, aber ausreichender Abstand vorhanden sein, damit Sonnenstrahlen hindurchtreten können.    e) Instead of strips, bodies can also be used which have a reflective surface on all sides and whose cross section is in principle a triangle.
    One tip points towards the sun, the two adjoining sides are slightly bent inwards to reflect the sun's rays into the interior of the collector at a favorable angle, the underside is folded in a step-shaped manner to reflect the solar collector (or absorber) underneath ) throwing outgoing rays back onto the collector (or absorber). There must be a small but sufficient distance between the individual bodies so that sun rays can pass through.
Erzielbare VorteileAchievable advantages

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß billige Werkstoffe verwendet werden können,
daß auch vom darunterliegenden Sonnenkollektor reflektierte Sonnenstrahlen, die üblicherweise Verlustenergie wären, erneut auf den Kollektor zurückgeworfen werden,
und daß das Eindringen der Sonnenstrahlen durch die Parallelstellung der Streifen zu der Richtung der Strahlen nur wenig behindert wird.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular,
that cheap materials can be used
that sun rays reflected from the solar collector underneath, which would normally be energy loss, are thrown back onto the collector,
and that the penetration of the sun's rays is only slightly hindered by the parallel positioning of the strips in the direction of the rays.

Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below.

Bild 1 Image 1

links oben: Stellung der Streifen, solange die Sonne von links scheint (Querschnitt),
rechts oben: Stellung der Streifen, solange die Sonne von rechts scheint (Querschnitt),
unten: Ansichtszeichnung.top left: position of the stripes as long as the sun is shining from the left (cross section),
top right: position of the stripes as long as the sun is shining from the right (cross section),
below: view drawing.

1 Sonnenstrahlen,
2 Absorber,
3 vom Absorber ausgehende Strahlen,
4 winkelverstellbare Streifen,
5 Wärmedämmung. 1 sun rays,
2 absorbers,
3 rays coming from the absorber,
4 angle-adjustable strips,
5 thermal insulation.

Die Streifen werden im Tagesgang im Winkel ständig verstellt, so daß sie für das Eindringen der Sonnenstrahlen auf den Absorber nur ein sehr geringes Hindernis darstellen.The strips become angular in the course of the day adjusted so that it is for the penetration of the sun's rays only a very small obstacle to the absorber represent.

Vom Absorber ausgehende Strahlen, seien es Wärmestrahlen, seien es reflektierte Sonnenstrahlen, werden jedoch erheblich am Austritt nach oben behindert.Rays from the absorber, be it heat rays, be it reflected sun rays, however significantly hindered at the exit upwards.

Bild 2 Image 2

Stufenförmige, reflektierende Streifen (Querschnittszeichnung).
1 Sonnenstrahlen,
2 Absorber,
3 vom Absorber ausgehende Strahlen,
4 winkelverstellbare Streifen mit reflektierender Stufenstruktur im unteren Bereich.Step-shaped, reflective strips (cross-sectional drawing).
1 sun rays,
2 absorbers,
3 rays coming from the absorber,
4 angle-adjustable strips with reflective step structure in the lower area.

Die Streifen werden im Tagesgang im Winkel ständig verstellt, so daß sie für das Eindringen der Sonnenstrahlen auf den Absorber nur ein sehr geringes Hindernis darstellen. Die Höhe und Breite der Stufen ist gering, so daß sich die Dicke der Streifen nur wenig erhöht, und somit die Streifen nur ein geringes Hindernis für das Eindringen der Sonnenstrahlen sind.The strips become angular in the course of the day adjusted so that it is for the penetration of the sun's rays only a very small obstacle to the absorber represent. The height and width of the steps is small, so that the thickness of the strips increases only slightly, and thus the strips are only a minor obstacle to that Penetration of the sun's rays are.

Vom Absorber ausgehende Strahlen, seien es Wärmestrahlen, seien es reflektierte Sonnenstrahlen, werden jedoch erheblich am Austritt nach oben behindert und durch die reflektierende Stufenstruktur zu einem erheblichen Anteil wieder zurück auf den Absorber gespiegelt. Rays from the absorber, be it heat rays, be it reflected sun rays, however significantly hindered at the exit and by the reflective step structure to a significant extent mirrored back on the absorber.  

Bild 3 Image 3

Winkelverstellbare Körper mit dreiecksähnlichem Querschnitt (Querschnittszeichnung), Sonneneinfall senkrecht.Angle-adjustable body with a triangular cross-section (Cross-sectional drawing), vertical sunlight.

Bild 4 Image 4

Winkelverstellbare Körper mit dreiecksähnlichem Querschnitt (Querschnittszeichnung), Sonneneinfall schräg.Angle-adjustable body with a triangular cross-section (Cross-sectional drawing), sunshine at an angle.

1 Sonnenstrahlen,
2 Absorber,
3 vom Absorber ausgehende Strahlen,
4 winkelverstellbare Körper mit reflektierender Oberfläche. 1 sun rays,
2 absorbers,
3 rays coming from the absorber,
4 angle-adjustable bodies with reflective surface.

Die Sonnenstrahlen gelangen teils direkt, teils nach einmaliger Reflexion am Körper auf den Absorber. Vom Absorber ausgehende Strahlen werden zum großen Teil von der reflektierenden Stufenstruktur an der Unterseite des Körpers wieder zurück auf den Absorber gespiegelt. Die Wirkung der Körper ist insbesondere bei senkrecht einfallender Sonne stärker als die Wirkung der Streifen aus Bild 1 und 2.The sun's rays reach the absorber partly directly, partly after a single reflection on the body. Rays emanating from the absorber are largely reflected back onto the absorber by the reflective step structure on the underside of the body. The effect of the body is stronger than the effect of the stripes from Figures 1 and 2, especially when the sun is shining vertically.

Claims (7)

1. Winkelverstellbare Strahlenfalle, dadurch gekennzeichnet,
daß als Strahlenfalle mehrere nebeneinanderliegende Streifen eingesetzt werden, deren Flächen zueinander parallel sind,
und daß jeder Streifen um eine Achse drehbar (winkelverstellbar) ist, wobei die Parallelität auch bei der Drehung erhalten bleibt,
und daß die Streifen über eine geeignete Steuereinrichtung so dem scheinbaren Tagesgang der Sonne nachgeführt werden, daß die Flächen der Streifen immer parallel zu den Sonnenstrahlen stehen, die Sonnenstrahlen beim Eintreten in den Kollektor somit fast gar nicht behindert werden,
und daß von unten kommende Strahlen, die nicht den genau entgegengesetzten Winkel zur Sonnenstrahlung haben, (und das ist in der Regel die große Mehrheit der von unten kommenden Strahlen), erheblich beim Durchgang nach oben gehindert werden, indem sie entweder absorbiert oder nach unten zurückgeworfen (reflektiert) werden, wobei diese von unten kommenden Strahlen in den meisten Fällen die Wärmeabstrahlung eines Sonnenkollektors oder aber von einem Sonnenkollektor reflektierte Sonnenstrahlen sind.1. Angularly adjustable beam trap, characterized in
that several adjacent strips are used as the beam trap, the surfaces of which are parallel to one another,
and that each strip can be rotated about an axis (angle-adjustable), the parallelism being maintained even during rotation,
and that the strips are adjusted to the apparent course of the sun by means of a suitable control device so that the surfaces of the strips are always parallel to the sun's rays, so that the sun's rays are almost not obstructed when entering the collector,
and that rays coming from below that are not at the exact opposite angle to the sun's rays (and this is usually the vast majority of rays coming from below) are significantly prevented from passing upwards by either being absorbed or reflected backwards (reflected), whereby these rays coming from below are in most cases the heat radiation from a solar collector or sun rays reflected from a solar collector. 2. Winkelverstellbare Strahlenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelverstellung der Streifen mit Hilfe von einem Gestänge oder Seilzug erfolgt, welches die einzelnen Streifen miteinander verbindet.2. Angle-adjustable beam trap according to claim 1, characterized featured, that the angular adjustment of the strips with the help of a Linkage or cable pull, which is the individual Stripes connects together. 3. Winkelverstellbare Strahlenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Winkelverstellung mit Hilfe einer Zeituhr erfolgt und /oder mit lichtempfindlichen Bauteilen, insbesondere elektronischen Bauteilen.3. Angularly adjustable beam trap according to claim 1, characterized featured, that the control of the angle adjustment with the help of a Clock is made and / or with light-sensitive components, especially electronic components. 4. Winkelverstellbare Strahlenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen aus absorbierendem Werkstoff hergestellt sind, insbesondere aus Pappe oder Holz. 4. Angle-adjustable beam trap according to claim 1, characterized featured, that the strips are made of absorbent material are, especially made of cardboard or wood.   5. Winkelverstellbare Strahlenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen aus reflektierendem Werkstoff bestehen oder mit einem solchen beschichtet sind.5. Angle adjustable beam trap according to claim 1, characterized featured, that the strips are made of reflective material or are coated with such. 6. Winkelverstellbare Strahlenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die reflektierenden Streifen zumindest im unteren Bereich stufenförmig gefaltet sind oder mit einer stufenförmigen Struktur versehen sind und
daß die Breite und Höhe der Stufen gering ist, und deshalb die Dicke der Streifen nur wenig vergrößert wird, und der Durchgang der Sonnenstrahlen von oben nur wenig beeinträchtigt wird und
daß die von unten kommenden Strahlen dadurch stärker am Durchgang nach oben gehindert werden.6. Angularly adjustable beam trap according to claim 1, characterized in
that the reflective strips are folded at least in the lower region or are provided with a step-like structure and
that the width and height of the steps are small, and therefore the thickness of the strips is increased only slightly, and the passage of the sun rays from above is only slightly impaired and
that the rays coming from below are prevented more from passing upwards. 7. Winkelverstellbare Strahlenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle von Streifen Körper verwendet werden, die allseitig eine reflektierende Oberfläche haben und deren Querschnitt im Prinzip ein Dreieck ist,
und daß die eine Spitze in Richtung auf die Sonne hin weist,
und daß die beiden anliegenden Seiten leicht nach innen gebogen sind, um die Sonnenstrahlen in einem günstigen Winkel in das Kollektorinnere hinein zu reflektieren,
und daß die Unterseite stufenförmig gefaltet ist, um die vom darunterliegenden Sonnenkollektor (bzw. Absorber) ausgehenden Strahlen auf den Kollektor (bzw. Absorber) zurückzuwerfen,
und daß zwischen den einzelnen Körpern ein geringer, aber ausreichender Abstand vorhanden ist, damit Sonnenstrahlen hindurchtreten können.7. Angularly adjustable beam trap according to claim 1, characterized in that
that instead of strips, bodies are used which have a reflective surface on all sides and whose cross section is in principle a triangle,
and that one point points towards the sun,
and that the two adjacent sides are bent slightly inwards in order to reflect the sun's rays into the collector interior at a favorable angle,
and that the underside is folded in a step-like manner in order to reflect the rays emanating from the underlying solar collector (or absorber) onto the collector (or absorber),
and that there is a small but sufficient distance between the individual bodies so that sun rays can pass through.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10114716A1 (en) * 2001-03-26 2002-10-02 Windbaum Gmbh Moveable cover for solar collector with eat storage facility for heating/water heating consists of turnable plates with reflector coating aligned by sensor-controlled tracker to follow the sun and to protect against heat loss
DE20318080U1 (en) * 2003-11-22 2005-04-14 Restemeyer, Dieter Solar energy heat recovery device comprises solar module with housing part swivel supported on driven support device and with reflective back wall and sunlight-permeable cover disc with collector tubes in interspace
WO2009093921A1 (en) * 2008-01-22 2009-07-30 Ao Sol - Energias Renováveis, S.A. Augmenting elements for façade solar collectors

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