DE4309259A1 - Solarpaneelträger zur Sonnennachführung von Solarpaneelen-Exzenterpaneel - Google Patents

Solarpaneelträger zur Sonnennachführung von Solarpaneelen-Exzenterpaneel

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Description

Die Erfindung betrifft eine Nachführvorrichtung zur Nachführung eines Sonnenenergieempfängers, insbesondere Sonnenkollektors, auf photovoltaischer Basis nach dem Lauf der Sonne.
Diese Erfindung zielt auf eine Verbesserung der Energieausbeute von Solarpaneelen, die auf privatem oder öffentlichem Grund zur Energieversorgung aufgestellt sind.
Stand der Technik sind Solarpaneelträger, die die Solarpaneele fest auf die Hauptsonnenrichtung ausrichten.
Um mit den Solarpaneelen der um laufenden Sonne folgen zu können, sind weiterhin Vorrichtungen bekannt, die diese um eine vertikale Achse drehen lassen.
Über eine zweite, ebenfalls mit sonnensensiblen Sensorelementen gesteuerte, motorisch angetriebene, vertikale Bewegung des Solarpaneels wird die Höhe der Sonne über dem Horizont verfolgt. (DE 35 25 065A1, F24J238).
Bei weiteren bekannten Lösung erfolgt die Drehung des Kollektors auf einer Grundplatte mittels motorischen Antriebs der in 24 Stunden eine Umdrehung vollführt. (VS-PS 4227511, F24J3/02).
Bekannt ist auch, mittels verschiedener vertikaler Sensoren den jeweiligen Sonnenstand zu ermitteln und in entsprechende Steuerbefehle umzusetzen (VS-PS 3982526/DE-AS 28 05 425/ DE-OS 28 44 913, F24J3/02).
Diese Sonnennachführungen sind in der Technik ihrer Anlage allesamt aufwendige Konstruktionen.
Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit relativ einfachen mechanischen Mitteln, d. h. die Drehung einer Trägherkomponente in Synchronisation zum Sonnenumlauf bzw. zur Tageszeit, die Solarpaneelträger vertikal und horizontal dem Sonnenstand folgen zu lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung eignet sich zur einfachen Umsetzung von Rotationsbewegung in Abhängigkeit vom Tagesablauf in vertikal und horizontal der Sonnenhöhe nachgeführter Bewegung. Dadurch wird eine wesentlich höhere Energieausbeute als bei stationären Solarpaneelen erreicht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zwischen der gekippten Rotationsebene der Paneelträgerlagerung und dem zugeordneten Paneelträgerwinkel feste Relationen bestehen, die es ermöglichen, mit dem Antrieb der gekippten Rotationsebene die gleichzeitige horizontale und vertikale Sonnennachführung zu erreichen.
Stellantriebe und Steuerungen können entfallen oder wesentlich einfacher werden. Die exzentrische Rotation wird zyklisch oder kontinuierlich motorisch nach Zeitschema oder standortgebunden über Mikroprozessoren realisiert. Die Schwenkzyklen der Paneelträger werden vorzugsweise mikroelektronischprogrammiert und gespeichert, da die Paneelträger sich auf elliptischen Bahnen bewegen bei denen der horizontale Sonnenumlauf von 15°/h unterschiedliche Schwenkwege erfordert.
Zusätzlich sind Stellvorrichtungen an der gekippten Rotationsachse und zwischen Rotationsebene und Solarpaneelträger installiert, um sich auf die solaren Grundkonstellationen der unterschiedlichen Breitengrade einstellen zu können und jahreszeitliche Schwankungen zu dämpfen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein freistehendes Exzenterpaneel in Mittagstellung
Fig. 2 ein freistehendes Exzenterpaneel in Abendstellung
Fig. 3 ein freistehendes Exzenterpaneel in Nachtstellung
Fig. 4 ein Säulen-Exzenterpaneel in Mittagstellung
Fig. 5 ein Säulen-Exzenterpaneel in Abendstellung
Fig. 6 ein Säulen-Exzenterpaneel in Nachtstellung
Dabei ist:
1 die Solarpaneelfläche
2 die Solarpaneelfassung
3 der vertikale Träger
4 der Säulenkopf
5 die gekippte Paneelträgerlagerachse
6 das gekippte Paneelträgerlager
7 der statische Knoten
8 die Trägerstrebe
9 der Antrieb
10 die Antenne

Claims (15)

1. Solarpaneelträger der zur Sonnennachführung von Solarpaneelen Exzenterpaneele gekennzeichnet durch ein gegen den Horizont gekipptes Paneelträgerlager (6), das zyklisch oder kontinuierlich um eine Paneelträgerlagerachse (5) rotiert und eine Solarfläche (1) trägt, die im zeitbezogenen Betrieb einen konstanten Winkel zur Paneelträgerlagerachse (5) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Solarpaneelfläche (1) zum Horizont und der Winkel der gekippten Solarpaneelträgerachse (5) zum Horizont sich bei Drehung der gekippten Solarpaneel­ trägerachse (5) so ergänzend daß eine exzentrische Bewegung des Solarpaneels (1) daraus resultiert, die dem Sonnenstand folgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gekippte Paneelträgerlager (6) mit seiner Achse (5) zwischen 45° und 60° zum Horizont eingerichtet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeordnete Solarfläche (1) gegenüber der gekippten Solarpaneelträgerlagerachse (5) einen Winkel von 45° einnimmt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippung des Paneelträgerlagers (6) nach dem Breitengrad der Aufstellung elektrisch und/oder mechanisch variiert werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Solarpaneelfläche (1) gegenüber der gekippten Paneelträgerlagerachse (5) mit elektrischen und/oder mechanischen Mitteln nach Jahreszeit um ± 10° variiert werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung über Microprozessoren erfolgt, die die örtlichen Gegebenheiten der Aufstellung im Programm verarbeiten (zu überfahrende Beschattungsstrecken am Standort).
8. Vorrichtung noch Anspruch 1-4. dadurch gekennzeichnet, daß die Solarpaneelfassung (2) und der vertikale Träger (3) Träger einer Antenne (10) für Telekommunikation sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekippten Paneelträgerlager (6) punktförmige Kugellager oder kreisförmige Rollenloger großen Durchmessers sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekippten Paneelträgerlager (6) zentral oder auf dem Kreisumfang angetrieben werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Antriebe vorzugsweise mechanisch, elektrisch oder hydraulisch realisiert werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarpaneelflächen (1) rechteckig, quadratisch, elliptisch, rund, vieleckig oder dreieckig sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarpaneelflächen (1) von einer kurvenförmigen umlaufenden Solarpaneelfassung (2) gehalten werden und mit ihnen über statische Knoten (7) verbunden sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger dieser Exzenterpaneele Flächen, vertikale Ständer, Ausleger oder Säulen sein können.
15. Vorrichtung nach Anspruch 2, und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Schwenkwinkel um den Horizont, je nach Breitengrad, bei 300° liegen kann.
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