DE4404295A1 - Platform for conversion of solar energy - Google Patents

Platform for conversion of solar energy

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DE4404295A1
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DE4404295A
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Johannes Nikolaus Laing
Inge Laing
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PHYSIKALISCH TECH ENTWICKLUNGS
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PHYSIKALISCH TECH ENTWICKLUNGS
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Abstract

The platform experiences rotation by mechanical equipment about the high axis with the angular velocity of the azimuthal movement of the sun. The platform is formed from hollow channels (1) in the direction of the sun which float on a layer of water. The hollow channels run horizontally and are comprised of two shell-shaped shells (2,3) which are releasably connected together. The lower shell (3) runs partially under the water line and displaces a quantity of water which corresponds to the weight of the hollow channel. A radiation converter is the submerged region. The upper shell (2) is made of transparent material with prism-forming, beam deflecting steps (23) which effect a two-dimensional concentration of the solar radiation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Solarkraftwerke mit vielen Linear-Konzentratoren, die zu einer Plattform zusammengefaßt sind, welche mit der Winkelgeschwindigkeit des Sonnenazimutes um die Hochachse verschwenkt wird.The invention relates to solar power plants with many linear concentrators, which are combined into a platform, which with the angular velocity of the Sun azimuth is pivoted about the vertical axis.

Auf einer Wasserschicht schwimmende Solarkraftwerke sind in den Anmeldungen PCT/EP91/00808 und PCT/EP93/00368 beschrieben. Dachbildende Stufenlinsen, die um eine zur Sonnenrichtung weisende Achse gewölbt sind, konzentrieren die Sonnenstrahlung und lenken gleichzeitig die entstehenden Strahlenbüschel in Richtung zur Vertikalen ab. Diese Stufenlinsen bilden Teil einer Aperturfläche und werden durch Stahlkabel im vorgegebenen Abstand zueinander gehalten. Das gesamte dachbildende System ist von einem die Spannung der Stahlkabel aufnehmenden Rahmen umgeben, der durch Rollen zentriert wird.Solar power plants floating on a layer of water are in the registrations PCT / EP91 / 00808 and PCT / EP93 / 00368. Roof-forming step lenses that around an axis pointing to the direction of the sun are concentrated, concentrate the solar radiation and at the same time deflect the resulting bundles of rays towards the vertical. These stepped lenses form part of an aperture area and are connected by steel cables in the predetermined distance from each other. The entire roof-forming system is from a frame that absorbs the tension of the steel cables, surrounded by rollers is centered.

Um die Brennweite der Stufenlinsen tiefer liegt die aus Blechstreifen gebildete Plattform, die die Strahlungswandler, z. B. die Photozellen trägt. Diese ist zwar über Stützen mit dem dachbildenden System verbunden, sie erfährt jedoch eine sich über den Tag ändernde thermische Ausdehnung, da die Wasserschicht, in die die Verlustwärme eingeleitet wird, im Laufe der Sonnenscheindauer eine erhebliche Temperaturzunahme erfährt. Dadurch wandern die Fokalstreifen relativ zu den Strahlungswandlern, was zu Leistungsverlusten führt. Ein weitere Nachteil ist die Schwierigkeit der Ausleitung der von der Wasserschicht gespeicherten Wärme zur Außenluft hin.The focal length of the stepped lenses is lower than that formed from sheet metal strips Platform that the radiation converter, e.g. B. carries the photocells. Although this is over Columns connected to the roof-forming system, but it experiences itself via the Day changing thermal expansion as the water layer into which the heat loss is initiated, a significant increase in temperature over the course of the sunshine experiences. This causes the focal stripes to migrate relative to the radiation converters, leading to Loss of performance leads. Another disadvantage is the difficulty in rejecting the stored heat from the water layer to the outside air.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Eine Plattform gemäß der Erfindung ist aus einer Anzahl von aus zwei Schalen gebildeten Kanälen von annähernd elliptischem Querschnitt gebildet, die miteinander verbunden sind und zusammen eine ununterbrochene Kreisscheibe bilden. Im Zentrum dieser Kreisscheibe ist ein im Erdreich verankertes Lager mit vertikaler Achse angeordnet. Die unteren Schalen der Kanäle weisen einen rinnen­ förmigen Bereich auf, der an beiden axialen Enden verschlossen ist. Dieser mittlere Bereich verläuft unter der Wasserlinie und verdrängt soviel Wasser, wie es dem betriebsmäßigen Gewicht der Kanäle entspricht. Längs der beiden Kanten der unteren Schalen verlaufen Kühlrippen, deren unterer Bereich ebenso tief in die Wasserschicht ragt, wie der tiefste Bereich des rinnenförmigen Bereiches. Das Dach jedes Kanals wird durch eine obere Schale mit transparenter Konzentratoroptik gebildet. Die obere und die untere Schale sind leicht lösbar miteinander verbunden und schließen den Kanal von annähernd elliptischen Querschnitt ein.The invention avoids these disadvantages. A platform according to the invention is from a number of channels formed from two shells of approximately elliptical Cross-section formed, which are interconnected and together an uninterrupted Form a circular disc. In the center of this circular disc is a bearing anchored in the ground arranged with a vertical axis. The lower shells of the channels have a gutter shaped area, which is closed at both axial ends. This middle one The area runs below the waterline and displaces as much water as the operational one Corresponds to the weight of the channels. Along the two edges of the lower one  Shells run cooling fins, the lower area of which extends just as deep into the water layer, like the deepest area of the gutter-shaped area. The roof of each channel is through formed an upper shell with a transparent concentrator optics. The top and the bottom Shells are easily detachably connected and close the channel from almost elliptical cross section.

Die oberen Schalen sind aus Schichten zusammengesetzt, von denen eine die Son­ nenstrahlen auf ein Photozelle konzentriert, während die andere die entstehenden Strahlenbüschel in der in den genannten Patentanmeldungen beschriebenen Weise zur Vertikalen hin brechen. Die geringe Bauhöhe erfordert eine Umlenkung in den Randzonen von bis zu 90 Grad.The upper shells are composed of layers, one of which is the Son rays focused on one photocell, while the other the resulting Tufts of rays in the manner described in the aforementioned patent applications Break vertical. The low height requires a redirection in the peripheral zones of up to 90 degrees.

Eine derart starke Umlenkung ist nach dem Vorbild der Halbwürfelprismen reali­ sierbar, bei denen der ins Glas eingedrungene Strahl eine Totalreflexion erfährt. Eine zweite extreme Umlenkung erfolgt im Targetbereich. Dazu ist eine Zylinderlinse mit an­ nähernd halbelliptischem Querschnitt vorgesehen, in der der größere Teil der Strahlen eine weitere Totalreflexion erfährt und dadurch nach unten gerichtet umgelenkt wird. Unter der Zylinderlinse sind ohne Abstand parabolische Konzentratoren mit rechteckigem Querschnitt in einer Horizontalebene angeordnet, die optisch mit Photozellen gekoppelt sind. Als Dielektrikum eignen sich Akrylharze, es sind jedoch auch Flüssigkeiten als dielektrisches Medium vorgesehen. Diese dürfen keine OH-, NH- oder CH-Gruppen enthalten, die zu starker Absorption führen würden.Such a strong redirection is real along the lines of the half-cube prisms can be used, in which the beam penetrated into the glass experiences total reflection. A second extreme deflection takes place in the target area. For this purpose, a cylindrical lens is on approaching semi-elliptical cross section, in which the greater part of the rays undergoes a further total reflection and is thus deflected downward. There are parabolic concentrators with a rectangular one underneath the cylindrical lens Cross section arranged in a horizontal plane, which is optically coupled with photocells are. Acrylic resins are suitable as a dielectric, but liquids are also suitable as dielectric medium provided. These must not contain any OH, NH or CH groups contain, which would lead to strong absorption.

Eine weitere Alternative sieht vor, daß die Photozelle innerhalb einer solchen Flüssigkeit und nahe dem tiefsten Punkt des parabolischen Konzentrators angeordnet ist, so saß die Verlustwärme vom thermischen Auftriebsstrom fortgetragen und über eine große Wandfläche nach außen geleitet wird.Another alternative provides that the photocell is within one Liquid and located near the lowest point of the parabolic concentrator, so the heat loss was carried away by the thermal lift current and over a large one Wall surface is directed to the outside.

An die Stelle eines einzigen Targets können auch zwei vorgesehen werden, eine Umlenkung und Sekundärkonzentratoren erübrigen sich dann. Des weiteren ist die Erfin­ dung nicht auf schwimmende Plattformen beschränkt. Für Eisregionen kann die Plattform als aus konzentrischen Ringen gebildeter Schlitten ausgebildet werden. Instead of a single target, two can also be provided, one Redirection and secondary concentrators are then unnecessary. Furthermore, the inventor not limited to floating platforms. The platform can be used for ice regions are formed as a slide formed from concentric rings.  

Die Erfindung soll an Hand von Figuren weiter erläutert werden:The invention will be further explained on the basis of figures:

Fig. 1 zeigt einen aus zwei Schalen gebildeten Kanal im Schnitt, Fig. 1 shows a channel formed of two shells in section,

Fig. 1a zeigt stark vergrößert den Bereich K in Fig. 1a, Fig. 1a shows greatly enlarged the area K in Fig. 1a,

Fig. 2 zeigt den Strahlenverlauf in der oberen Schicht der transparenten Dachelemente, Fig. 2 shows the beam path in the upper layer of the transparent roof elements,

Fig. 3 zeigt den Strahlenverlauf in der Querschnittsebene der Dachelemente und im Target, Fig. 3 shows the beam path in the cross sectional plane of the roof elements and in the target,

Fig. 4 zeigt den Strahlenverlauf in einer Variante mit zwei Targets, Fig. 4 shows the beam path in a variant with two targets,

Fig. 5 zeigt den Aufbau eines Kanals für zwei Targets, Fig. 5 shows the structure of a channel for two targets,

Fig. 6 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines schwimmenden Solarkraftwerkes, Fig. 6 shows a vertical section through the edge region of a floating solar power plant,

Fig. 7 zeigt die Draufsicht auf ein Solarkraftwerk, Fig. 7 shows the plan view of a solar power plant,

Fig. 8 zeigt den Getriebemotor, der die Drehung um die Hochachse bewirkt, Fig. 8 shows the geared motor which causes rotation about the vertical axis,

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch eine Sekundärlinse mit flüssigem Dielektrikum, Fig. 9 shows a section through a secondary lens with liquid dielectric,

Fig. 9a zeigt Zwischenwände, die die Sekundärlinse in 3D-Konzentratoren unterteilen, Fig. 9a shows the intermediate walls, which divide the secondary lens in 3D concentrators

Fig. 10 zeigt eine linear konzentrierende Stufenlinse, Fig. 10 shows a linear concentrating Fresnel lens,

Fig. 11 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines von Eis getragenen Solarkraftwerkes, Fig. 11 shows a vertical section through the edge region of a solar power plant supported by ice,

Fig. 12 zeigt den Teilbereich eines Eiskraftwerkes in Draufsicht, Fig. 12 shows the portion of a Eiskraftwerkes in plan view,

Fig. 12a zeigt die Antriebsvorrichtung. FIG. 12a shows the drive device.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen aus zwei Schalen gebildeten Kanal 1. Die obere Schale 2 besteht aus transparentem Werkstoff, die untere Schale 3 aus Aluminium­ blech. An den Rändern ist das Aluminiumblech so gebogen, saß ein nach unten gerichteter Bereich 4 ebensoweit ins Wasser ragt, wie der mittlere Bereich 5 der unteren Schale 3. Der nach oben weisende Bereich 6 bildet mit dem Randbereich der oberen Schale 2 einen engen Spalt 8, durch den Regenwasser in die Wasserschicht 9 (Fig. 3) gelangen kann und wirkt als Kühlrippe zur Ausleitung der Wärme des Wassers zur Außenluft. Die auftreffenden Sonnenstrahlen 10 (hier ein schräg auftreffender Strahl) werden zur Stranglinse 11 gerichtet konzentriert und gleichzeitig zur Vertikalebene, die in der Schnittebene liegt, gebrochen. Fig. 1 shows a perspective view of a channel 1 formed of two shells. The upper shell 2 is made of transparent material, the lower shell 3 made of sheet aluminum. At the edges, the aluminum sheet is bent in such a way that an area 4 facing downwards protrudes into the water to the same extent as the central area 5 of the lower shell 3 . The upward-facing region 6 forms a narrow gap 8 with the edge region of the upper shell 2 , through which rainwater can get into the water layer 9 ( FIG. 3) and acts as a cooling fin for removing the heat of the water to the outside air. The incident sun rays 10 (here an obliquely incident ray) are concentrated in the direction of the strand lens 11 and at the same time refracted to the vertical plane, which lies in the sectional plane.

Fig. 1a zeigt zwei stark vergrößert dargestellte Schnittebenen, die in vertikalen Wan­ dungen des gedachten Kubus 12 in Fig. 1 liegen. Die Sonnenstrahlen 13a bis 13 durch­ laufen zuerst die Außenschicht 14, danach die Schicht 15, deren nach oben weisende Stufen 16 mit den Stufen 17 der Außenschicht 14 dreieckige Kanäle 18 einschließen. Die nach unten weisenden Stufen 19 der Schicht 15 und die nach oben weisenden Stufen 20 der Schicht 21 schließen ebenfalls dreieckige Kanäle 22 ein. Senkrecht zu diesen Stufen der drei Schichten verlaufen nach unten weisende Stufen 23. Ein auftreffender Sonnen­ strahl 13a wird so gebrochen, saß er fast senkrecht in die Stufen 23 eintritt, dort eine Totalreflexion erfährt und als Strahl 13a′ austritt. Fig. 1a shows two sectional planes shown greatly enlarged, which are in vertical walls of the imaginary cube 12 in Fig. 1. The sun rays 13 a to 13 first pass through the outer layer 14 , then the layer 15 , the upward-facing steps 16 of which include triangular channels 18 with the steps 17 of the outer layer 14 . The downward steps 19 of the layer 15 and the upward steps 20 of the layer 21 also include triangular channels 22 . Levels 23 pointing downward run perpendicular to these levels of the three layers. An incident sun ray 13 a is broken, he sat almost vertically in the steps 23 , there experiences total reflection and exits as ray 13 a '.

Fig. 2 zeigt die optischen Grenzflächen der Schichten 14, 15 und 21 und die Brechungen, die Sonnenstrahlen erfahren, bevor sie in die senkrecht zur Bildebene verlaufenden Stufen 23 eindringen. Die Darstellung zeigt, saß die Strahlen 24 der horizontnahen Sonne einen sehr kleinen Winkel 25 mit dem Lot von der Sonne weggerichtet einschließen und saß Strahlen 27 der zenitnahen Sonne einen gleichgroßen Winkel 28 mit dem Lot - jedoch zur Sonne hinweisend - einschließen. Der Sonnenstrahl 29 tritt senkrecht in die Stufen 23 ein. Fig. 2 shows the optical interfaces of the layers 14, 15 and 21 and out the apertures, the sun's rays before they penetrate in the direction perpendicular to the image plane stages 23. The illustration shows that the rays 24 of the sun near the horizon enclose a very small angle 25 with the plumb directed away from the sun and sat rays 27 of the sun near the zenit enclose an equally large angle 28 with the plumb - but pointing towards the sun. The sunbeam 29 enters the steps 23 vertically.

In Fig. 3 ist die Brechung innerhalb einiger stark vergrößert dargestellter Stufen 30-35 gezeigt. Die Sonnenstrahlen 10 erfahren nach der Brechung beim Eintritt in die Stufe 30 eine Totalreflexion an der Flanke 36 und sind nach der Brechung beim Austritt als Strahl 39 um 90 Grad umgelenkt. Nur in den oben liegenden Stufen 35 und 36 erfolgt keine Totalreflexion. Alle austretenden Strahlen 39 bis 40 treffen auf die strangförmige Zylinderlinse 11 (Fig. 1), wo sie beim Eintritt gebrochen werden und an der gegenüberliegenden Grenzfläche 11′ eine Totalreflexion erfahren, so saß alle Strahlen nach unten gerichtet werden. Unterhalb der strangförmigen Zylinderlinse 11 sind rechteckige Sekundär-Konzentratoren 41 (siehe auch Fig. 1) optisch mit der strangförmigen Zylinderlinse 11 verbunden. An der Unterseite jedes Konzentrators 41 ist eine Photozelle 42 ebenfalls optisch abstandslos mit den Konzentratoren verbunden.In Fig. 3 the refraction is shown within a few steps 30-35, shown in greatly enlarged form. The sunbeams 10 experience total reflection on the flank 36 after the refraction upon entering stage 30 and are deflected by 90 degrees after the refraction upon exit as beam 39 . Only in levels 35 and 36 above there is no total reflection. All emerging rays 39 to 40 hit the strand-shaped cylindrical lens 11 ( Fig. 1), where they are broken when entering and experience a total reflection at the opposite interface 11 ', so all rays were directed downwards. Below the strand-shaped cylindrical lens 11 , rectangular secondary concentrators 41 (see also FIG. 1) are optically connected to the strand-shaped cylindrical lens 11 . On the underside of each concentrator 41 , a photocell 42 is also connected optically to the concentrators without any distance.

Darunter befindet sich eine Metallschiene 43, über die die Verlustwärme durch die Wandung des mittleren Bereiches 5 der unteren Schale 3 in die Wasserschicht 9 geleitet wird. In dieser Darstellung ist auch gezeigt, wie die benachbarten Kanäle 1 und 1a miteinander lösbar verbunden werden. Der rechte Bereich der unteren Schale 3 weist Haken 44 auf, während der obere Bereich der Kühlrippe 6 des Kanals 1a eine Rille 45 auf­ weist, so daß benachbarte Kanäle ohne Werkzeug miteinander verhakt werden können. Die Darstellung zeigt ferner, daß der unter Wasser liegende Bereich 4 der Kühlrippe 6 über Öffnungen 4b mit der Wasserschicht 9 kommuniziert. Auch der kühlrippenbildende Bereich 6 weist Durchbruch 47 und 48 auf. Hierdurch kann ein vom Wind erzeugter Luftstrom durch das Innere strömen, wodurch die wärmeaustauschende Oberfläche vergrößert wird. Below this is a metal rail 43 , via which the heat loss is conducted through the wall of the central region 5 of the lower shell 3 into the water layer 9 . This illustration also shows how the adjacent channels 1 and 1 a are releasably connected to one another. The right area of the lower shell 3 has hooks 44 , while the upper area of the cooling fin 6 of the channel 1 a has a groove 45 , so that adjacent channels can be hooked together without tools. The illustration also shows that the submerged area 4 of the fin 6 via openings 4 b communicates with the water layer. 9 The cooling fin-forming region 6 also has openings 47 and 48 . As a result, an air flow generated by the wind can flow through the interior, which increases the heat-exchanging surface.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt einer nach oben weisenden Schale 49, deren konzentrierende Stufen 50 zwei Fokalbereiche aufweisen. Die durchtretenden Sonnenstrahlen 55 erfahren an den Flanken 56 eine Totalreflexion und beim Durchtritt durch die Flächen 57 eine Bre­ chung. Diese Anordnung hat den Vorteil, saß die Photozellen 51 und 52 ohne Zwischenschaltung einer Sekundäroptik bestrahlt werden. Bedingung ist, saß diese Photozellen unterhalb der untersten Strahlen 54 liegen. FIG. 4 shows the cross section of an upwardly facing shell 49 , the concentrating steps 50 of which have two focal areas. The sun rays 55 passing through experience total reflection on the flanks 56 and a break when passing through the surfaces 57 . This arrangement has the advantage that the photocells 51 and 52 are irradiated without the intermediary of secondary optics. The condition is that these photocells were below the lowest beams 54 .

Fig. 5 zeigt den Vertikalschnitt durch den Kanal 1 der sich nur durch den mittleren Bereich 5 der unteren Schale von dem Kanal gemäß Fig. 3 unterscheidet. FIG. 5 shows the vertical section through the channel 1, which differs from the channel according to FIG. 3 only by the central region 5 of the lower shell.

Fig. 6 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Randbereich eines Solarkraftwerkes mit den Kanälen 1′. Die Wasserschicht 9 ist durch eine Folie 58 vom Erdreich 59 getrennt. Das Kraftwerk ist von einer Wandung 60 aus Holz umgeben. Auf einem schrägen Bereich längs der Wandung 60 ist die Folie 58 nach oben gezogen. Eine von einer schwimmenden Schicht getragene Dichtlippe verhindert Verdampfung der im übrigen zusammenhängend abgedeckten Wasserschicht 9. Fig. 6 shows a vertical section through the edge region of a solar power plant with the channels 1 '. The water layer 9 is separated from the soil 59 by a film 58 . The power plant is surrounded by a wall 60 made of wood. The film 58 is pulled upwards on an inclined area along the wall 60 . A sealing lip carried by a floating layer prevents evaporation of the otherwise coherently covered water layer 9 .

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf ein Solarkraftwerk. Die von der Holzwandung 60 umge­ bene Wasserschicht trägt die aus vielen miteinander verbundenen Kanälen 1 gebildete Plattform, die im Zentrum um eine im Erdreich befestigte Achse 62 drehbar gelagert ist. Fig. 7 shows a plan view of a solar power plant. The vice of the wooden wall 60 bene layer of water carries the platform formed from many interconnected channels 1 , which is rotatably mounted in the center about an axis 62 fixed in the ground.

Fig. 8 zeigt den gleichen Randbereich wie in Fig. 6 und einen auf der Plattform befestigten Getriebemotor 70, der eine Keilriemenscheibe 71 antreibt, die auf einer Schiene 72 läuft. Diese Schiene trägt auch gleichzeitig den überwiegenden Teil des Gewichtes der schwenkbar angelenkten Antriebseinheit 70, 71. Pro Plattform genügt eine Antriebsein­ heit, die mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit die Plattform dreht. Dieser Drehung ist eine sonnengesteuerte Feinregelung überlagert. FIG. 8 shows the same edge area as in FIG. 6 and a geared motor 70 fastened on the platform, which drives a V-belt pulley 71 which runs on a rail 72 . This rail also carries the major part of the weight of the pivotably articulated drive unit 70 , 71 . One drive unit per platform is sufficient, which rotates the platform at a specified speed. A sun-controlled fine control is superimposed on this rotation.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine in einer Blechrille liegende Sekundärlinse, deren unterer Bereich von einem Blechtrog 96 gebildet wird, der thermischen Kontakt mit der Blechrille 99 der unteren Schale hat. Nach oben hin ist der Blechtrog 96 mit einer schalen­ förmigen, transparenten Linse 100 abgedeckt. Der Blechtrog 96 ist an den axialen Enden verschlossen. Die Photozelle 98 liegt im unteren Bereich der mit einer Flüssigkeit gefüllten Sekundäroptik, in der sich eine Thermokonvektion 97 ausbildet. FIG. 9 shows a cross section through a secondary lens lying in a sheet metal groove, the lower region of which is formed by a sheet metal trough 96 which has thermal contact with the sheet metal groove 99 of the lower shell. The sheet metal trough 96 is covered at the top with a shell-shaped, transparent lens 100 . The sheet trough 96 is closed at the axial ends. The photocell 98 is located in the lower region of the secondary optics filled with a liquid, in which a thermal convection 97 is formed.

Fig. 9a zeigt transparente Zwischenwände 96′ und 96′′, an denen die Strahlen eine Total­ reflexion erfahren. Fig. 9a shows transparent partitions 96 'and 96 '', on which the rays experience a total reflection.

Fig 10 zeigt eine Stufenlinsenausbildung 74, bei der die Sonnenstrahlen 10 auf eine ein­ zige streifenförmige Photozelle 75 gerichtet sind.Fig. 10 shows a stepped lens formation 74 , in which the sun rays 10 are directed to a single strip-shaped photocell 75 .

Fig. 11 zeigt die Stufenlinse 74, die zusammen mit einem trogförmigen Metallgehäuse 76 einen Kanal 77 bildet. Die Photozelle 75 befindet sich an der tiefsten Stelle. An der Innenseite der Wandung 76′ ist eine zweite Wandung 78 vorgesehen, die zusammen mit der Wandung 76′ einen Hohlraum 79 bildet, der teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Die Abwärme führt zur Verdampfung und der Dampf kondensiert an der Außenwand 76′. Die aus der Stufenlinse 74 und dem Metallgehäuse 76, 76′ gebildeten langgestreckten Kanäle 77 weisen Schwenkgelenke 80 und Gegengewichte 81 auf, so daß sie bei Nichtgebrauch in die weniger Windwiderstand-erzeugende rechts dargestellte Position verschwenkt werden können. Die Kanäle 77 sind auf einem Raster mit Rasterstäben 84 montiert, wobei das Raster über kreisringförmige Gleitkufen 85 auf einer Eisschicht 86 gleitet. FIG. 11 shows the stepped lens 74 which, together with a trough-shaped metal housing 76, forms a channel 77 . The photocell 75 is located at the lowest point. On the inside of the wall 76 ', a second wall 78 is provided, which together with the wall 76 ' forms a cavity 79 which is partially filled with a liquid. The waste heat leads to evaporation and the steam condenses on the outer wall 76 '. The elongated channels 77 formed from the stepped lens 74 and the metal housing 76 , 76 'have pivot joints 80 and counterweights 81 so that they can be pivoted when not in use in the less wind-generating position shown on the right. The channels 77 are mounted on a grid with grid bars 84 , the grid sliding over circular skids 85 on an ice layer 86 .

Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer eisgetragenen Solarplattform. Die Kanäle 77 sind auf die Rasterstäbe 84 montiert, die zusammen mit den Rasterstäben 87 das Raster bilden unter dem sich die kreisringförmigen Gleitkufen 85 befinden. Im Zentrum ragt ein Rohr 88 in eine Bohrung in die Eisschicht 86 hinein und bildet so ein Lager. Fig. 12 shows a plan view of a section of a solar eisgetragenen platform. The channels 77 are mounted on the grid rods 84 which, together with the grid rods 87, form the grid under which the annular sliding runners 85 are located. In the center, a tube 88 projects into a hole in the ice layer 86 and thus forms a bearing.

Fig. 12a zeigt vergrößert den Getriebemotor 90 in Fig. 12 in einer um 90 Grad ge­ schwenkten Darstellung. Von einem Winkelprofil 92 wird ein um das Kraftwerk gelegtes Stahlseil 93 getragen, welches durch die Rollen 94 ausgeschleift und vom Antriebsrad 95 mitgenommen wird. Fig. 12a shows an enlarged view of the geared motor 90 in Fig. 12 in a ge pivoted by 90 degrees. A steel cable 93 placed around the power station is carried by an angle profile 92 , which is grinded out by the rollers 94 and carried along by the drive wheel 95 .

Claims (14)

1. Plattform zur Umwandlung von Sonnenenergie, die durch mechanische Einrichtungen eine Drehung um die Hochachse mit der Winkelgeschwindigkeit der Azimutalwanderung der Sonne erfährt und aus in Richtung zur Sonne weisenden streifenförmigen Hohlkanälen gebildet ist, die auf einer Wasserschicht schwimmen, gekennzeichnet durch die Merkmale
  • a) die Hohlkanäle (1) verlaufen horizontal und bestehen aus zwei schalenför­ migen, sich berührenden und lösbar miteinander verbundenen Schalen (2 und 3),
  • b) die nach unten weisende Schale (3) verläuft teilweise unter der Wasserlinie und verdrängt eine Wassermenge, die dem Gewicht des Hohlkanals (1) entspricht,
  • c) in dem unter der Wasserlinie liegenden Bereich des Hohlkanals (1) ist ein Strahlungswandler (42) angeordnet,
  • d) die obere Schale (2) besteht aus transparentem Werkstoff und weist prismen­ bildende, strahlenumlenkende Stufen (23, 30, 50) auf, die eine zweidimensionale Konzentration der Sonnenstrahlen (10, 13, 13a, 24, 27, 29) bewirken,
  • e) die Konzentration schließt Sonnenstrahlen (10, 13a) ein, die um einen Winkel von mehr als 70 Grad zum Strahl (13a′, 39) umgelenkt werden,
  • f) nebeneinanderliegende Hohlkanäle (1, 1a) sind lösbar miteinander verbunden,
  • g) senkrecht zu den konzentrierenden Stufen (23, 36) verlaufen prismenbildende Stufen (16, 17, 19, 20), die die auftreffenden Sonnenstrahlen (10, 13a, 24, 27, 29) zur Vertikalen gerichtet nach unten ablenken,
  • h) im Zentrum der Plattform ist ein im Erdreich fixiertes Lager (62) angeordnet.
1. Platform for converting solar energy, which is rotated by mechanical means around the vertical axis at the angular velocity of the azimuthal migration of the sun and is formed from strip-shaped hollow channels pointing towards the sun and floating on a water layer, characterized by the features
  • a) the hollow channels ( 1 ) run horizontally and consist of two bowl-shaped, touching and detachably connected shells ( 2 and 3 ),
  • b) the downward-facing shell ( 3 ) runs partially below the water line and displaces a quantity of water which corresponds to the weight of the hollow channel ( 1 ),
  • c) a radiation converter ( 42 ) is arranged in the region of the hollow channel ( 1 ) below the water line,
  • d) the upper shell ( 2 ) consists of transparent material and has prism-forming, radiation-deflecting steps ( 23 , 30 , 50 ), which cause a two-dimensional concentration of the sun's rays ( 10 , 13 , 13 a, 24 , 27 , 29 ),
  • e) the concentration includes sun rays ( 10 , 13 a), which are deflected by an angle of more than 70 degrees to the beam ( 13 a ′, 39 ),
  • f) adjacent hollow channels ( 1 , 1 a) are detachably connected to each other,
  • g) perpendicular to the concentrating steps ( 23 , 36 ) are prism-forming steps ( 16 , 17 , 19 , 20 ) which deflect the incident sun rays ( 10 , 13 a, 24 , 27 , 29 ) downwards towards the vertical,
  • h) a bearing ( 62 ) fixed in the ground is arranged in the center of the platform.
2. Plattform zur Umwandlung von Sonnenenergie, die durch mechanische Einrichtungen eine Drehung um die Hochachse mit der Winkelgeschwindigkeit der Azimutalwanderung der Sonne erfährt und eine Konzentratoreinrichtung trägt, gekennzeichnet durch die Merkmale
  • a) die Plattform liegt auf einer geringen Widerstand verursachenden Schicht (86) auf und besitzt Einrichtungen (88) durch die sie um die Hochachse verschwenkbar ist,
  • b) die Gleitflächen bestehen aus Ringsegmenten (85), die eine Plattform (84) tragen,
  • c) die Konzentratoreinrichtungen bestehen aus Stufenlinsen (74) und Strahlungsempfängern (75), die in einem gemeinsamen Gehäuse (76, 76′) angeordnet sind.
2. Platform for converting solar energy, which is rotated by mechanical devices around the vertical axis with the angular velocity of the azimuthal migration of the sun and carries a concentrator device, characterized by the features
  • a) the platform rests on a low-resistance layer ( 86 ) and has devices ( 88 ) by means of which it can be pivoted about the vertical axis,
  • b) the sliding surfaces consist of ring segments ( 85 ) which carry a platform ( 84 ),
  • c) the concentrator devices consist of step lenses ( 74 ) and radiation receivers ( 75 ) which are arranged in a common housing ( 76 , 76 ').
3. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Strahlungswand­ lers (42) eine Sekundäroptik mit einer strangförmigen Linse (11) angeordnet ist, die die konzentrierten Strahlen (13a′, 39) zum Strahlungswandler (42) gerichtet umlenkt.3. Platform according to claim 1, characterized in that above the radiation wall lers ( 42 ) is arranged a secondary optics with a strand-shaped lens ( 11 ) which deflects the concentrated beams ( 13 a ', 39 ) to the radiation converter ( 42 ) directed. 4. Plattform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungswandler (42) eine Photozelle ist, die über die nach unten weisende Wandung des Bereiches (5) der unteren Schale (3) ihre Verlustwärme in die Wasserschicht (9) leitet.4. Platform according to claim 3, characterized in that the radiation converter ( 42 ) is a photocell which conducts its heat loss into the water layer ( 9 ) via the downward-facing wall of the area ( 5 ) of the lower shell ( 3 ). 5. Plattform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zylindrisch aus­ gebildeten Stranglinse (11) und dem Strahlungswandler (42) rechteckige, konische Kon­ zentratoren (41) angeordnet sind.5. Platform according to claim 3, characterized in that between the cylindrical lens ( 11 ) and the radiation converter ( 42 ) rectangular, conical con centrators ( 41 ) are arranged. 6. Plattform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranglinse (11) und/oder die Konzentratoren (41) aus einem transparenten Dielektrikum bestehen.6. Platform according to claim 5, characterized in that the strand lens ( 11 ) and / or the concentrators ( 41 ) consist of a transparent dielectric. 7. Plattform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundäroptik aus einem transparenten Behälter besteht, welcher mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die keine OH, NH oder CH-Gruppen und keine Mehrfachbindungen aufweist, z. B. CS₂ oder Chlortrifluor­ ethylen.7. Platform according to claim 3, characterized in that the secondary optics from one there is a transparent container which is filled with a liquid which contains no OH, NH or CH groups and has no multiple bonds, e.g. B. CS₂ or chlorotrifluor ethylene. 8. Plattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einem Be­ hälter eingeschlossen ist, dessen unterer Bereich (96) aus Metall besteht und dessen oberer Bereich (100) aus transparentem Werkstoff besteht und daß der metallische Teil (96) einen engen Kontakt mit einem Wandbereich (99) der unteren Schale (3) aufweist.8. Platform according to claim 7, characterized in that the liquid is enclosed in a loading container, the lower region ( 96 ) consists of metal and the upper region ( 100 ) consists of transparent material and that the metallic part ( 96 ) is a narrow Has contact with a wall area ( 99 ) of the lower shell ( 3 ). 9. Plattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Behälters (96, 100) eine in der Flüssigkeit liegende Photozelle (98) angeordnet ist. 9. Platform according to claim 7, characterized in that in the lower region of the container ( 96 , 100 ) a photocell ( 98 ) lying in the liquid is arranged. 10. Plattform nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Photozellen-Unterseite in der Flüssigkeit liegt.10. Platform according to claim 7, characterized in that the bottom of the photocell is in the liquid. 11. Plattform nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenwände (96′) und (96′′) den unteren Bereich des Behälters (96, 100) in rechteckige Konzentratoren unterteilt.11. Platform according to claim 7 or 8, characterized in that partitions ( 96 ' ) and ( 96'' ) the lower region of the container ( 96 , 100 ) divided into rectangular concentrators. 12. Plattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenlinse (74) in Betriebsstellung auf einer Schrägen verläuft und mit einem Gehäuse (76, 76′) einen im wesentlichen dreieckigen prismatischen Raum (77) einschließt.12. Platform according to claim 2, characterized in that the stepped lens ( 74 ) extends in the operating position on a slope and with a housing ( 76 , 76 ') includes a substantially triangular prismatic space ( 77 ). 13. Plattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenlinse (74) Stufen aufweist, die die Sonnenstrahlen (10) um mehr als 70 Grad umlenken.13. Platform according to claim 2, characterized in that the step lens ( 74 ) has steps which deflect the sun rays ( 10 ) by more than 70 degrees. 14. Plattform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentratorvorrichtung um eine horizontale senkrecht zu den Sonnenstrahlen verlaufende Achse (80) verschwenk­ bar ist, wobei der Schwenkwinkel so groß ist, daß die Stufenlinse (74) in Ruheposition nach unten weist.14. Platform according to claim 2, characterized in that the concentrator device is pivotable about a horizontal axis perpendicular to the sun's rays ( 80 ), the pivoting angle being so large that the stepped lens ( 74 ) points downward in the rest position.
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