DE4323103A1 - Anordnung von Konzentratoren zur Steigerung des Wirkungsgrades beim Einsatz der Sonnenenergie - Google Patents

Anordnung von Konzentratoren zur Steigerung des Wirkungsgrades beim Einsatz der Sonnenenergie

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DE4323103A1
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Description

Zur Erhöhung der Sonneneinstrahlung bei der Nutzung von Sonnenenergie bieten sich folgende neuartige Lösungen an:
  • 1. Trichterförmige Konzentratoren, siehe Abb. 1, die die einfallenden Sonnenstrahlen auf die Solarzellen zur Erzeugung elektrischer Energie oder auf Sonnenkollektoren zur Erzeugung von Energie durch Temperaturerhöhung bei flüssigen Medien zusätzlich leiten.
  • 2. Parabolspiegel als Konzentratoren, siehe Abb. 2, die die einfallenden Sonnenstrahlen auf die Solarzellen zur Erzeugung elektrischer Energie oder auf Sonnenkollektoren zur Erzeugung von Energie durch Temperaturerhöhung bei flüssigen Medien leiten.
  • 3. Durch Kombination der in 1. und 2. beschriebenen Techniken, siehe Abb. 3, wird der Wirkungsgrad erhöht. Bei der Verwendung von Siliziumzellen wird als Neuerung auch die Rückseite mit einem p-n- Übergang versehen. Damit kann die Sonnenenergie der direkten Einstrahlung, die Sonnenenergie von der Projektionsfläche vom trichterförmigen Konzentrator zusammen auf die Solarzelle oder den Sonnenkollektor geleitet werden. Zeichnung eines Sonnenkollektors in dieser Anwendung siehe Abb. 5.
Die Konzentratoren sind der sonnenzugewandten Seite mit einer spiegelnden Oberfläche versehen, die der Einfachheit halber aus aufgeklebter Alufolie bestehen kann.
Der Wirkungsgrad wird zusätzlich erhöht, indem die Konzentration mit der Energieumwandlungseinheit der Sonne nachgeführt werden, siehe Abb. 4. Die Installation der Konzentratoren in endlicher Zahl an einem Mast, wobei ein Konzentrator zur Steuerung der Nachführung dient und ein Schrittmotor die Neigung aller Konzentratoren durch mechanische Gestänge einstellt und ein anderer die Drehung des gesamten Solar-Baumes vornimmt.

Claims (7)

1. Trichterförmiger Reflektor zur Konzentration der Sonnenstrahlen auf Solarzellen oder Sonnenkollektoren, der sich dadurch auszeichnet, daß die Reflektion des Lichtes durch aufgeklebte Aluminiumfolie oder anderen spiegelnden Folien erreicht wird und die Strahlen nur einmal umgelenkt werden, siehe Abb. 1.
2. Parabolspiegelförmiger Reflektor zur Konzentration der Sonnenstrahlen auf Solarzellen oder Sonnenkollektoren, der sich dadurch auszeichnet, daß die Reflektion des Lichtes durch aufgeklebte Aluminiumfolie oder anderen spiegelnden Folien erreicht wird, siehe Abb. 2. Weiter gekennzeichnet, daß durch Wahl des Paraboldurchmessers und Brennfleckes die Energiedichte eingestellt wird.
3. Die Anordnung der Reflektoren aus Anspruch 1 und Anspruch 2 zur gemeinsamen Wirkungsgraderhöhung bei Sonnenkollektoren und Solarzellen wie in Anspruch 4+5 beschrieben, siehe Abb. 3. Diese Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß durch die Erhöhung der Parabolspiegelfläche der Wirkungsgrad erhöht wird und die Sonnenkollektoren bzw. Solarzellen von oben und von unten mit konzentrierten Sonnenstrahlen arbeiten.
4. Zwei herkömmliche Solarzellen aus Silizium werden auf der Rückseite auf einen Kühlkörper zusammen befestigt.
5. Die Solarzelle aus Silizium erhält zusätzlich auf der Rückseite einen p-n-Übergang. Die Ansprüche von 4. und 5. zeichnen sich dadurch aus, daß sowohl die Sonnenstrahlen vom trichterförmigen Konzentrator als auch die vom Parabolspiegel stammenden Strahlen in einer Einheit in elektrische Energie umgewandelt werden, siehe Abb. 3.
6. Die Anordnung der im Anspruch 3 beschriebenen Reflektoren mit Sonnenkollektoren oder Solarzellen zu einem Solarbaum, dadurch gekennzeichnet, daß mit nur einer Nachführeinheit und einem Motor für die Drehung von Osten bis Westen und einem Motor für die Neigung nach Süden mittels mechanischem Gestänge eine endliche Zahl von Konzentratoren erfolgt, siehe Abb. 4.
7. Die Konstruktion einer runden Energieumwandlungseinheit, in der die Solarzellen zusätzlich als Absorber dienen und dadurch ausgezeichnet, daß sowohl elektrische als auch Wärmeenergie erzeugt wird, die zusätzlich zur Kühlung der Solarzelle herangezogen wird, siehe Abb. 5.
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