DE4208255C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Nachführen eines um wenigstens eine Drehachse schwenkbaren Sonnenkollektors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Passive, thermohydraulische Nachführsysteme für Sonnenkollekto­ ren, die unter Ausnutzung der Strahlungsenergie der Sonne eine Ausrichtung des Kollektors zur Sonne bewirken, sind bekannt. Gegenüber kalendarischen, elektronischen Nachführungen arbeiten sie ohne zusätzlichen Energie- und Steuerungsaufwand, wodurch aufwendige und anfällige Komponenten wie Stromversorgungslei­ tungen, Schrittmotor, Kontrollelektronik etc. entfallen. Pas­ sive Nachführsysteme werden dementsprechend bevorzugt in zivi­ lisationsfernen und/oder Gebieten mit widrigen Umweltbedingun­ gen (z. B. Wüstengebieten) eingesetzt.

Die US-Re. 30 961 beschreibt eine passive Kollektornachführung mit zwei im Abstand zueinander angebrachten Absorberkammern und zwischen diesen Absorberkammern angebrachten Abschatt- und Re­ flexionsmitteln zur Erzeugung eines Bestrahlungsunterschiedes der beiden Absorberkammern bei einer Abweichung des Kollektors von der Sollposition. Die Absorberkammern sind mit einem Ar­ beitsmedium befüllt und über hydraulische Leitungen mit einem auf den Kollektor wirkenden Verstellkolben verbunden. Eine ungleiche Bestrahlung der Absorberkammern bewirkt einen unter­ schiedlichen Dampfdruck des Arbeitsmediums in den Absorberkam­ mern. Diese Druckdifferenz wird über den hydraulischen Kolben in eine resultierende Kraft umgewandelt, die das System wieder zur Sonne hin ausrichtet. Bei Annäherung an die Sollausrichtung strebt die resultierende Kraft wieder gegen Null.

Fig. 2 zeigt in schematischem Querschnitt eine durch die US- Re. 30 961 offenbarte Ausführung einer Absorberkammer A′ mit zu­ geordneten Abschatt- und Reflexionsmitteln S′. Ein den Licht­ konzentrationsfaktor C des Absorberrohres A′ in Abhängigkeit von einem Einstellungswinkel δ wiedergebendes Schaubild wird in Fig. 4 gezeigt. Der Konzentrationsfaktor wird in willkürlichen Einheiten gemessen und ist auf eine vollständige Direktbestrah­ lung eines Absorberrohres ohne zusätzlichen Strahlungsanteil durch Reflexionsmittel normiert. Die Absorberkammer A′ besteht aus einem mit einem Arbeitsmedium M′ befüllten zylindrischen Rohr. Das Arbeitsmedium M′ ist Freon, ein fluorierter Chlor­ kohlenwasserstoff (FCKW). Das Absorberrohr A′ ist von einem durchsichtigen Schutzrohr R′ umgeben. In der Zeichnung links von dem Schutzrohr R′ befinden sich die Abschatt- und Refle­ xionsmittel S′, bestehend aus den winklig zueinander angeord­ neten ebenen Spiegeln S1′, S2′, S3′, welche das Absorberrohr A′ von dem waagrecht angebrachten Sonnenkollektor K′ trennen. Auf der gegenüberliegenden Seite des in der Zeichnung nur an­ gedeuteten Sonnenkollektors K′ befindet sich das nicht dargestellte zweite Absorberrohr mit seinen entsprechenden Abschatt- und Reflexionsmitteln. Die Drehachse der Anordnung verläuft mittig zwischen den beiden Absorberrohren und parallel zu diesen.

Bei Sollausrichtung der Anordnung fällt Sonnenstrahlung senk­ recht zur Kollektorfläche ein. Das Absorberrohr A′ erfährt dann eine hohe Direktbestrahlung und wird nur zu einem kleinen Teil von dem oberen, geneigt angeordneten Spiegel S1′ abgeschattet. Gemäß dem Schaubild der Fig. 4 beträgt der Konzentrations­ faktor C=0,6 für δ=0°. Bei (in der Zeichnung) nach rechts wandernder Sonne erhöht sich das Maß der Direktbestrahlung des Absorberrohres A′, wobei eine Totalbestrahlung (Konzentrations­ faktor C=1) bei etwa um 7° gegen die Vertikale geneigtem Licht­ einfall eintritt (vgl. Pfeil P1 im Schaubild der Fig. 4). Bei weiter zunehmender Winkelabweichung, d. h. bei weiter nach rechts wandernder Sonne, wird zunehmend Licht von den einzelnen Spiegeln auf das Absorberrohr A′ reflektiert, beginnend mit dem mittleren, vertikal ausgerichteten Spiegel S2′ bei etwa 10°. Kurz darauf setzt Reflexion durch den oberen Spiegel S1′ ein, und ab etwa 50° Sonnenneigung Reflexion durch den unteren Spiegel S3′. Die Wirksamkeit der Reflektoren setzt nach 10° Winkelabweichung zur Sonne ein und steigt langsam an, um bei Abweichungen über 50° mit hohen Konzentrationsfaktoren zu wirken.

Bei sich entsprechend nach links verschiebender Sonneneinstrah­ lung wirken die Spiegel S1′ abschattend, wobei eine totale Beschattung des Absorberrohres A′ etwa bei minus 30° Winkel­ abweichung der Sonneneinstrahlung eintritt (vgl. Pfeil P2 in Fig. 4). Das Absorberrohr A′ erfährt also über einen großen Winkelbereich nur eine Teilbestrahlung.

Aus der US 43 06 541 ist eine Nachführeinrichtung für Solar­ kollektoren bekannt, die beidseits des Solarkollektors und unterhalb von dessen Schwenkachsenebene parallel zur Schwenk­ achse verlaufende Fühlelemente aufweist. Des weiteren sind oberhalb der Schwenkachsenebene angeordnete, den Fühlelementen als Abschattmittel zugeordnete Sonnenblenden vorgesehen, die während der Sollausrichtung der Einrichtung die Fühlelemente jeweils gleichermaßen abschatten. Die Fühlelemente umfassen ein Reservoir für ein flüssiges Medium, welches außer bei extremen Abweichungen von der Sollausrichtung durch ein über dem Reser­ voir befindliches Blech ständig abgeschattet ist. Ein über diesem Blech liegendes und mit dem Reservoir einen Kreislauf bildenden Rohr ist mit beiden Enden des Reservoirs und auch jeweils mit einem Kolben eines Stelltriebs verbunden. Dieses Rohr wird in Abhängigkeit von der Ausrichtung variierender Ab­ schattung durch die Sonnenblende von Sonnenlicht bestrahlt, wo­ bei das unter dem Rohr angebrachte Blech zu einer Verbesserung der Wärmeleitung (Wärmeaufnahme und -abgabe) zu diesem Rohr dient. Größe und Anordnung des Reservoirs sind so gewählt, daß es gegen von oben einfallende Strahlung abgeschirmt ist, wo­ durch das in dem Reservoir untergebrachte große Flüssigkeits­ volumen nicht den gleichen Temperaturwechseln ausgesetzt ist wie das Rohr.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermohydraulische Nachführ­ einrichtung der eingangs genannten Art mit hoher Nachführge­ nauigkeit bereitzustellen.

Die Lösung der Aufgabe wird durch eine Nachführeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 erreicht.

Diese Ausführung bewirkt eine kurze Ansprechzeit der Nachführ­ einrichtung, resultierend in einer hohen Nachführgenauigkeit.

In Ausgestaltung der Erfindung ist jedem Absorberrohr ein wei­ teres Reflexionsmittel zugeordnet, das für kleine Abweichungs­ winkel des Sonnenkollektors von der Sollausrichtung das von der Sonne abgewandte Absorberrohr im wesentlichen vollständig beschattet, und das in der Sollposition die beiden Absorber­ rohre in gleichem Maße teilweise abschattet. Durch ein solches Reflexionsmittel wird eine weitere Verbesserung der Ansprech­ empfindlichkeit der Nachführeinrichtung erzielt. Als besonders vorteilhaft erweist sich, wenn spätestens bei 10° Abweichung von der Sollposition eine vollständige Beschattung des sonnen­ fernen Absorberrohrs und eine vollständige direkte Bestrahlung des sonnennahen Absorberrohres eintritt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruches 1 sind in den sich anschließenden Unteransprü­ chen beschrieben.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Nach­ führeinrichtung,

Fig. 2 im Ausschnitt einen Querschnitt durch eine zum Stand der Technik gehörende Nachführeinrichtung,

Fig. 3 ein Schaubild, das den Lichtkonzentrationsfaktor am Ort des Absorberrohres der Nachführeinrichtung der Fig. 1 in Abhängigkeit von der Winkelabweichung dar­ stellt,

Fig. 4 ein dem Schaubild der Fig. 3 entsprechendes Schaubild der Nachführeinrichtung der Fig. 2,

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung eine um zwei Drehach­ sen nachführbare Sonnenkollektoreinheit, und

Fig. 6 einen in der Nachführeinrichtung der Fig. 5 verwende­ ten hydraulischen Schwenktrieb im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen um eine Dreh­ achse D schwenkbaren Sonnenkollektor K. An der in der Zeichnung linken (östlichen) und an der rechten (westlichen) Längsseite des Sonnenkollektors K befindet sich jeweils ein Absor­ berrohr AO, AW mit zugehörigen Abschatt- und Reflexionsmit­ teln SO, SW. Die Absorberrohre AO, AW sind mit einem An­ triebsmedium MO, MW, insbesondere Propangas anstatt der übli­ cherweise verwendeten FCKW wie Freon, befüllt. Des weiteren sind sie jeweils von einem durchsichtigen Schutzrohr RO, RW umgeben. Um eine besonders gute Absorption der auf die Absor­ berrohre treffenden Sonnenstrahlung zu erreichen, sind die Absorberrohre AO, AW mit einer schwarzen Oberfläche versehen.

Die Abschatt- und Reflexionsmittel SO, SW bestehen jeweils aus fünf winklig zueinander angeordneten Abschatt- und Reflex­ ionsmitteln O1 bis O5, W1 bis W5. Bei diesen Abschatt- und Reflexionsmitteln handelt es sich um Spiegel, die insbesondere aus polierten Metallplatten bestehen und eine Reflektivität von wenigstens 90% aufweisen. Die Abschatt- und Reflexionsmittel O1 bis O5 und W1 bis W5 werden im folgenden kurz als Refle­ xionsmittel bezeichnet. Ein erstes Reflexionsmittel O2, W2 verläuft parallel zur Kollektornormalen KN und liegt zwischen dem Sonnenkollektor K und dem Absorberrohr AO, AW mittig am Schutzrohr RO, RW anschließend an. Die Länge des Reflexi­ onsmittels O2, W2 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser des Schutzrohres RO, RW. Auf der der Sonne zugewandten Seite schließt sich an das Reflexionsmittel O2, W2 ein um etwa 20° gegen die Kollektornormale KN geneigtes Reflexionsmittel 01, W1 an, dessen Ende etwa lotrecht über der Mittelachse des Ab­ sorberrohres AO, AW liegt. An dem der Sonne abgewandten Ende des Reflexionsmittels O2, W2 schließt sich ein um etwa 50° gegen die Kollektorfläche nach unten geneigtes Reflexionsmittel O3, W3 an. Wie das Reflexionsmittel O1, W1 endet auch die­ ses Reflexionsmittel O3, W3 etwa lotrecht zur Absorberrohr­ mittelachse, jedoch auf der sonnenabgewandten Seite des Ab­ sorberrohres AO, AW. An dieses Reflexionsmittel O3, W3 schließen sich zwei weitere Reflexionsmittel O4, O5; W4, W5 an, die leicht nach oben zur Ebene des Sonnenkollektors K geneigt verlaufen, wobei das erste O4, W4 der beiden Reflexionsmittel einen Winkel von etwa 5° gegen die Ebene des Kollektors und das zweite Reflexionsmittel O5, W5 einen Winkel von etwa 15° gegen diese Ebene aufweist. Letzteres ragt um etwa einen Absor­ berrohrdurchmesser seitlich über das jeweilige Absorberrohr AO, AW hinaus.

Die Wirkungsweise der Nachführeinrichtung der Fig. 1 wird im Zusammenhang mit dem Schaubild der Fig. 3 erläutert. In Fig. 3 ist der Konzentrationsfaktor C des Lichteinfalls am Ort des Absorberrohres AW über der Winkelabweichung δ der Sonne zur Kollektornormalen aufgetragen. Wie eingangs erwähnt, ist der Konzentrationsfaktor C eine auf die vollständige Direkt­ bestrahlung eines Absorberrohres ohne zusätzlichen Strahlungs­ anteil durch Reflexionsmittel normierte Größe. Die in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile entsprechen einfallenden Sonnenstrahlen für unterschiedliche Winkelabweichungen δ, wobei durchgezo­ gene Pfeile einem Winkel von 0° entsprechen, gestrichelte Pfei­ le einem Winkel von 10° und strichpunktierte Pfeile einem Winkel von 50°. Diese Winkel sind entsprechend (durchgezogen, gestrichelt, strichpunktiert) im Schaubild der Fig. 3 markiert. Die unterschiedlich schraffierten Flächen im Schaubild der Fig. 3 veranschaulichen, wie sich der Lichtkonzentrationsfaktor C für eine gegebene Winkelabweichung δ anteilig zusammensetzt. Die Bedeutung der Schraffuren kann hierbei der Legende entnom­ men werden.

In der Sollausrichtung der Anordnung fallen die Sonnenstrahlen mit einem Abweichungswinkel von δ = 0°, d. h. parallel zur Kol­ lektornormalen KN ein (vgl. die durchgezogenen Pfeile). Durch das Reflexionsmittel W1 wird das Absorberrohr AW zu etwa 50% abgeschattet, während es durch die auf der sonnenabgewand­ ten Seite gelegenen Reflexionsmittel W4, W5 eine zusätzliche Bestrahlung erfährt. Dies gilt entsprechend für das auf der östlichen Seite gelegene Absorberrohr AO und die Reflexions­ mittel O1, O4, O5. Im Schaubild der Fig. 3 ist dargestellt, daß der Konzentrationsfaktor für das Absorberrohr AW (und entsprechend auch für das Absorberrohr AO) für einen senkrech­ ten Lichteinfall C ≅ 0,8 beträgt. Dabei stammt ein Anteil von 0,5 aus der Direktbestrahlung, während die restlichen 0,3 von der Lichtreflexion der Reflexionsmittel W4, W5 stammen.

Wie die gestrichelten Pfeile in der Fig. 1 verdeutlichen, wird das Absorberrohr AW bei um 10° nach Westen gewanderter Sonne vollständig direkt bestrahlt, während das östliche Absorberrohr AO zu diesem Zeitpunkt durch das Reflexionsmittel O1 voll­ ständig beschattet wird. Zusätzlich erfährt das westliche Ab­ sorberrohr AW eine stark gestiegene Bestrahlung durch von den Reflexionsmitteln W4, W5 reflektiertes Licht. Dies wird im Schaubild der Fig. 3 wiedergegeben. Folgt man der vertikalen gestrichelten Linie bei δ = 10°, so erkennt man, daß das Ab­ sorberrohr AW beginnend mit einer Abweichung von 10° voll­ ständig bestrahlt wird (C = 1). Der aufsummierte Konzentra­ tionsfaktor für 10° beträgt C = 2,3 aufgrund der hohen Be­ strahlungswirkung der Reflexionsmittel W4, W5. An der Stelle δ = -10° ist zu sehen, daß das östliche Absorberrohr AO zu diesem Zeitpunkt schon keine Bestrahlung mehr erfährt (C = 0). Die Absorberrohre erfahren somit in einem Winkelbereich von ± 10° um die Sollausrichtung eine sehr hohe Änderung der Bestrah­ lungsintensität pro Winkelgrad, nämlich ΔC etwa 2,3 auf einen Bereich von 20°, oder ΔC ≅ 0,1/Grad. Bei der in Fig. 2 darge­ stellten, zum Stand der Technik gehörenden Nachführeinrichtung beträgt die Einstrahlungsänderung im entsprechenden Winkelbe­ reich ΔC ≅ 0,03/Grad.

Bei weiter nach Westen wandernder Sonne erfährt das westliche Absorberrohr AW weiterhin eine vollständige Direktbestrah­ lung, während das östliche Absorberrohr AO ständig im Schatten seiner Abschatt- und Reflexionsmittel SO liegt. Bei einer um 50° geneigten Sonneneinstrahlung sind die Reflexions­ mittel W1, W2 voll wirksam (vgl. strichpunktierte Pfeile sowie strichpunktierte Linie im Schaubild), während die Refle­ xionsmittel W4, W5 keinen Beitrag mehr leisten. Für Winkel über 50° wird dann auch das Reflexionsmittel W3 wirksam und reflektiert einfallendes Sonnenlicht zum Absorberrohr AW.

Wie das Schaubild zeigt, erstreckt sich der Wirkungsbereich der Anordnung bis zu einem Abweichungswinkel von 140°. Dieser Be­ reich kann durch geeignete Anordnung und Ausführung der Refle­ xionsmittel O1-O5, W1-W5, z. B. durch tieferes Ansetzen der Reflexionsmittel O4, O5; W4, W5 noch vergrößert werden. Ein großer Wirkungsbereich eröffnet die Möglichkeit, die Nachführ­ einrichtung ohne zusätzliche Hilfsmittel nur durch die Sonnen­ strahlung morgens in die Ausgangsausrichtung nach Osten zurück­ zustellen.

Eine weitere Variante, diese Rückstellwirkung zu erzielen, be­ steht darin, an geeigneter Stelle die Reflexionsmittel O4, W4 jeweils mit einem kleinen teiltransparenten Abschnitt zu ver­ sehen. Dadurch wird zwar der Reflexionsgrad des Reflexionsmit­ tels leicht beeinträchtigt, andererseits fallen bei nach Westen gerichteter Nachführeinrichtung Sonnenstrahlen aus Osten durch den teiltransparenten Abschnitt der Reflexionsmittel so auf die Absorberrohre, daß eine Rückstellung der Anordnung nach Osten bewirkt wird.

Der Sonnenkollektor K1 nach Fig. 5 ist mit einer erfindungs­ gemäßen Einrichtung zur zweiachsigen Nachführung des Sonnenkollektors K1 um die Drehachsen D1, D2 versehen. Der Sonnenkollektor K1 ist zwischen den zwei senkrecht stehenden Armen 5, 6 eines U-förmigen Trägers 4 drehbar gelagert, wobei durch die Auf­ hängepunkte an den Armen 5, 6 die Drehachse D1 festgelegt wird. Die horizontale Grundseite 7 des Trägers 4 verläuft unterhalb des Sonnenkollektors K1 und ist um die senkrecht verlau­ fende Achse D2 drehbar auf einem im Boden verankerten Pfosten 3 gelagert. An den beiden parallel zur Drehachse D1 verlau­ fenden Längsseiten des Sonnenkollektors K1 ist jeweils ein Absor­ berrohr A1, A2 angebracht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung der Abschatt- und Reflexionsmittel verzichtet. Die beiden Absorberrohre A1, A2 sind über flexi­ ble hydraulische Leitungen 11, 12 mit einem Schwenktrieb 1 verbunden. Der Schwenktrieb 1 ist an einem der vertikalen Arme 5 des Trägers 4 angebracht und bewirkt die Schwenkbe­ wegung des Sonnenkollektors K1 um die Drehachse D1 in Abhängig­ keit von der Dampfdruckdifferenz eines sich im Absorberrohr A2 und seiner Leitung 12 zum Schwenktrieb 1 und im Absor­ berrohr A1 und dessen Leitung 11 befindlichen Mediums.

Zwei weitere Absorberrohre A3, A4 sind jeweils an den Außen­ seiten der vertikalen Arme 5, 6 des Trägers 4 befestigt. Das sich in diesen Absorberrohren A3, A4 befindliche Medium steht über Leitungen 23, 24 mit einem am Pfosten 3 be­ festigten Schwenktrieb 2 in Verbindung. Bei Betätigung des Schwenktriebs 2 erfolgt eine Drehung des U-förmigen Trägers 4 und somit des mit ihm verbundenen Sonnenkollektors K1 um die vertikale Drehachse D2.

Vorausgesetzt, der Betrachter der Fig. 5 blickt von Nordosten auf die dargestellte Kollektoranordnung, so weist die mit dem Absorberrohr A1 bestückte Kollektorlängsseite nach Osten, während die gegenüberliegende Längsseite mit dem Absorberrohr A2 gegen Westen zeigt. Entsprechend zeigen die Absorberrohre A4 und A3 nach Süden bzw. Norden. Die dargestellte Situation entspricht also einer typischen Ausrichtung des Sonnenkollektors K1 zur Morgenstunde. Bei der scheinbaren Bewegung der Sonne nach Süden und Westen wird das Absorberrohr A4 gegenüber dem Absorberrohr A3 eine stärkere Bestrahlung erfahren. Dadurch erhöht sich der Dampfdruck des sich im Absorberrohr A4 be­ findlichen Mediums, z. B. Propangas. Das Medium im Absorberrohr A3 kühlt sich aufgrund einer Beschattung des Rohres ab, wo­ durch sich sein Dampfdruck erniedrigt. Diese Dampfdruckdiffe­ renz zwischen den Medien der Absorberrohre A4, A3 wird über die Leitungen 24 bzw. 23 an den Schwenktrieb 2 weiterge­ leitet, der eine Verstellung des Sonnenkollektors K1 um die Dreh­ achse D2 im Sinne des Pfeiles P3 bewirkt. Die steigende Position am Himmel der Sonne wird von den Absorberrohren A2, A1 registriert. Bei höherer Stellung der Sonne erfährt das Absorberrohr A2 eine erhöhte Bestrahlung, während das Absor­ berrohr A1 einer Beschattung ausgesetzt ist. Entsprechend der erläuterten Wirkungsweise der Absorberrohre A3, A4 wird auch hier die durch die asymmetrische Bestrahlung erzeugte Dampf­ druckdifferenz auf den Schwenktrieb 1 geleitet, der eine Drehung des Sonnenkollektors K1 um die Drehachse D1 im Sinne des Pfeiles P4 bewirkt. Am Ende des Tages, nachdem der Sonnenkollektor K1 über den gesamten Sonnenlauf nachgeführt wurde, weist das Absorberrohr A1 nach Westen, während das Absorberrohr A2 nach Osten zeigt. Entsprechend steht das Absorberrohr A3 auf der Südseite des Sonnenkollektors K1 und das Absorberrohr A4 zeigt gegen Norden.

Bei geeigneter Auslegung der Abschatt- und Reflexionsmittel der einzelnen Absorberrohre kann die Nachführeinrichtung am darauffolgenden Morgen auf die Strahlung der im Osten stehenden Sonne reagieren und die Kollektoranordnung in die in Fig. 5 dargestellte Ausrichtungsposition zurückbringen, ohne daß auf­ wendige mechanische oder elektronische Rückstelleinrichtungen nötig wären.

Fig. 6 zeigt in schematischem Längsschnitt den Schwenktrieb 1 der Fig. 5. Der Schwenktrieb 1 besteht im wesentlichen aus einem zylinderischen Gehäuse 17, in dessen Innerem ein Zahn­ stangenkolben 13 verschiebbar angebracht ist. Der Kolben 13 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 17 dicht in zwei Kam­ mern 17a, 17b, die über Öffnungen an den Stirnseiten mit den Leitungen 11, 12 verbunden sind. Die Kammern 17a, 17b sind, wie die Leitungen 11, 12, mit einem Medium M1 bzw. M2 befüllt. Als Medium wird Propangas verwendet, das eine ähnlich günstige Dampfdruckcharakteristik wie Freon besitzt, aber eine wesentlich bessere Umweltverträglichkeit als dieses aufweist. Die Zähne 14 des Zahnstangenkolbens 13 greifen in Zähne 16 eines in einer halbkreisförmigen Ausbuchtung 18 des Gehäuses 17 untergebrachten Zahnrads 15. Erhöht sich z. B. der Dampfdruck des Mediums M2, erfährt der Kolben 13 eine resultierende Kraft nach links, wodurch das koaxial zur Drehachse D1 des Sonnenkollektors K1 (vgl. Fig. 5) und fest mit diesem verbunden angebrachte Zahnrad 15 in eine Drehbewegung im Sinne des Pfeiles P4 versetzt wird und somit den Sonnenkollektor K1 einer Sonnenbewegung nachführt.

Der gezeigte Schwenktrieb hat gegenüber einer üblicherweise verwendeten Zwei-Kolben-Nachführung den Vorteil, daß sein Schwenkbereich über Umfang des Zahnrads 15 und Länge des Kol­ bens 13 einstellbar ist und über einen maximal benötig­ ten Bereich von 240° ein konstantes Drehmoment aufweist. Dies geht über die Möglichkeiten eines Linearantriebes hinaus, der einen maximalen Verstellbereich von 180° aufweist mit bei zu­ nehmendem Verstellwinkel sich verkleinernder Drehmomentsresul­ tierender. Die nicht näher bezeichneten Dichtungen des Schwenk­ triebs 1 sind vorteilhafterweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Dieses Dichtungsmaterial ist auch bei kühleren Temperaturen formbe­ ständig und verliert nicht seine Elastizität, wodurch ein Ein­ satz der Anordnung in Gebieten größeren Breitengrades möglich ist, was ja durch die hohe Nachführgenauigkeit einer erfin­ dungsgemäßen Nachführeinrichtung nahegelegt wird.

Eine erfindungsgemäße Nachführeinrichtung ist auch geeignet andere Vorrichtungen als Sonnenkollektoren dem Sonnenstand nachzuführen. So bietet sich z. B. eine Verwendung der Ein­ richtung zum Nachführen großflächiger Abschattpaneele an, die zur Beschattung von verglasten Dächern oder Fronten großer Gebäude dienen.

Claims (14)

1. Einrichtung zum Nachführen eines um wenigstens eine Drehachse schwenkbaren Sonnenkollektors entsprechend dem Stand der Sonne mit einem thermohydraulischen Antrieb, der pro Dreh­ achse zwei parallel zur entsprechenden Drehachse angeordnete Absorberrohre enthält, welche mit einem Antriebsmedium befüllt und an einen gemeinsamen Verstellkolben für den Sonnenkollektor angeschlossen sind, und mit den Absorberrohren zugeordneten, mit dem Sonnenkollektor um die Drehachse schwenkbaren Abschatt- und Reflexionsmitteln zur asymmetrischen Bestrahlung der beiden Absorberrohre bei Fehlausrichtung des Sonnenkollektors zu einer Sollausrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß den Absorberrohren (AO, AW) Reflexionsmittel (O4, O5; W4, W5) zugeordnet sind, die derart angeordnet sind, daß sie in der Sollausrichtung Sonnen­ licht auf das jeweils zugeordnete Absorberrohr (AO, AW) umlen­ ken, wobei sich bei geringfügigen Winkelabweichungen von der Sollausrichtung die Einstrahlungsintensität auf das sonnenzuge­ wandte Absorberrohr (AW) durch die zugeordneten Reflexionsmit­ tel (W4, W5) erhöht und sich die Einstrahlungsintensität auf das sonnenabgewandte Absorberrohr (AO) durch die zugeordneten Reflexionsmittel (O4, O5) verringert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Absorberrohr (AO, AW) ein Reflexionsmittel (O1, W1) zugeordnet ist, das bei kleinen Winkelabweichungen von der Sollausrichtung das dann von der Sonne abgewandte Absorberrohr (AO) möglichst vollständig beschattet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflexionsmittel (O1, W1) derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, daß bei einer Abweichung von mehr als etwa 10° von der Sollausrichtung eine vollständige Beschattung des son­ nenabgewandten Absorberrohrs (AO) und eine vollständige direkte Bestrahlung des sonnenzugewandten Absorberrohrs (AW) eintritt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Absorberrohr (AO, AW) fünf winklig zueinander angeordnete ebene Spiegel als Abschatt- und Reflexi­ onsmittel (O1, O2, O3, O4, O5; W1, W2, W3, W4, W5) zugeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als bei geringfügigen Winkelabweichungen von der Sollaus­ richtung wirksame Reflexionsmittel (O4, O5; W4, W5) zwei in der Sollausrichtung auf der sonnenfernen Seite jedes Absorberrohres (AO, AW), winklig angeordnete Spiegel vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei als Reflexionsmittel (O4, O5; W4, W5) winklig ange­ ordneten Spiegel bei lotrechter Ausrichtung der Einrichtung mit leichter Neigung gegen die Horizontale von etwa unterhalb des Absorberrohrmittelpunkts zur Einrichtungsaußenseite hin verlaufen und dabei um wenigstens einen Rohrdurchmesser über das Absorberrohr (AO, AW) hinausragen.

7. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spiegel (SO, SW) polierte hochreflektierende Metallplatten sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die die Bestrahlung der Absor­ berrohre (AO, AW) in der Sollausrichtung und bei kleinen Ab­ weichungen bewirkenden Reflexionsmittel (O4, O5; W4, W5) para­ bolförmige Spiegel sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmedium (MO, MW) in den Absor­ berrohren (AO, AW) Propangas ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Erzeugung einer Drehbewegung des Sonnenkollektors (K1) ein Schwenktrieb (1, 2) oder ein Schwenkmotor ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schwenktrieb (1, 2) ein Kolben (13) mit einem Dreh­ antrieb verbunden ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen der hydraulischen Verstellvorrichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) mit einer Bronzebeimischung be­ stehen.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberrohre (AO, AW) jeweils von einem durchsichtigen Schutzrohr (RO, RW) umgeben sind, welches über Ventilationsschlitze zur thermischen Kühlung eines beschatteten Absorberrohres (AO, AW) verfügt.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines Sonnenkollektors (K, K1) Abschattelemente, wie Paneele, oder Spiegel vorgesehen sind.