DE7608907U1

DE7608907U1 - DEVICE FOR GENERATING ENERGY FROM THE RADIANT ENERGY OF THE SUN

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Publication number: DE7608907U1
Application number: DE7608907U
Authority: DE
Original assignee: KRATOCHWILL MICHAEL 7021 STETTEN
Current assignee: KRATOCHWILL MICHAEL 7021 STETTEN
Priority date: 1976-03-23
Filing date: 1976-03-23
Publication date: 1976-09-30

Description

Vorrichtung zur Energiegewinnung aus der Strahlungsenergie der Sonne Device for generating energy from the radiant energy of the sun

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur _nergiegewinnung aus der Strahlungsenergie der Sonne, vorzugsweise zur Anordnung auf Gebäudedächern u. dergl. , wob'ei die einfallenden Sonnenstrahlen zur Erwärmung eines durch Hohlleiter fließenden Mediums dienen.The invention relates to a device for generating energy from the radiant energy of the sun, preferably for arrangement on building roofs and the like, whereby the incident Sun rays to heat a flowing through waveguide Serving the medium.

Auf Grund des im wesentlichen ständig steigenden Energiebedarfs und der gleichzeitig auftretenden Verknappung der bisherigen konventionellen Energiequellen, insbesondere in Hereich fossiler Brennstoffe —sei dies nun durch die natürliche Erschöpfung dieser Brennstoffe oder durch politische Ereignisse herbeigeführt —ergibt sich die Notwendigkeit, sich für den industriellen, stärker aber noch für den privaten Gebrauch nach anderen, erschließbaren Energiequellen ur.zutun. Ein bevorzugtes Feld solcher Möglichkeiten ist die Ausnutzung der ständig zur Verfügung stehenden, durch die einstrahlendeDue to the essentially constantly increasing energy demand and the simultaneous shortage of conventional energy sources, especially in Hereich fossil fuels - be this through the natural depletion of these fuels or through political events brought about - arises the need to for industrial, but more so for private use after other, accessible energy sources. A preferred field of such possibilities is the utilization of those that are constantly available through the irradiating ones

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Sonnenenergie im weitesten Sinne erzeugten Sekundärenergien, nämlich die Ausnutzung der Wind- oder Viasserkraft, gegebenenfalls auch der Gezeitenkräfte.Secondary energies generated by solar energy in the broadest sense, namely the use of wind or viass power, if necessary also of the tidal forces.

Besonders bevorzugt ist jedoch die unmittelbare Ausnutzung der einfallenden Sonnenenergie, da wegen der normalerweise hohen Strahlungsdichte pro Sonnentag auch bei beschränktem, zur Verfugung stehendem Raum größere Energiemengen vorhanden sind und nutzbar verwendet werden können.However, the direct utilization of the incident solar energy is particularly preferred because it is normally high Radiation density per sunny day even with limited availability standing room larger amounts of energy are available and can be usefully used.

Nachteilig ist bei der unmittelbaren Ausnutzung der Sonnenenergie jedoch, daß, insbesondere in nördlicheren Breiten, die Sonneneinstrahlung nicht ständig zur Verfugung steht, nicht vorausberechnet werden kann und gerade in den Monaten, in denen eine erhöhte Nachfrage nach beispielsweise Heiz- oder Leuchtenergie besteht, die Sonneneinstrahlung ausgerechnet an geringsten ist, nämlich im Winter und den Übergangszeiten.The disadvantage of the direct use of solar energy, however, is that, especially in northern latitudes, the Solar radiation is not always available, cannot be calculated in advance and especially in the months in which there is an increased demand for heating or lighting energy, for example, solar radiation is the lowest, namely in winter and the transition periods.

Bekannte Vorrichtungen zur Ausnutzung der Sonnenenergie können daher lediglich als ergänzende Hilfsmaßnahmen angesehen werden, die in der Lage sind, bei ausreichender Sonneneinstrahlung einen Teil der benötigten Energie, beispielsweise zu Keizzwecken,zu decken oder die Energiedeckung zu diesen Zeiten vollständig zu übernehmen; hört jedoch die Einstrahlung der Sonnenenergie auf, beispielsweise v/eil das Wetter ungünstig ist oder weil es einfach Nacht ist, dann kann man lediglich auf die Wärmeenergien zurückgreifen, die das gegebenenfalls in Isolierbehältern aufbewahrte und ursprünglich von der Sonneneinstrahlung erwärmte Medium noch als Restwärremenge aufweist. Sobald dann diese ebenfalls erschöpft ist, muß auf die üblichen Brennstoffe und auf die üblichen Anlagen zurückgegriffen v/erden, so daß sich äußerst ungünstige Rentabilitätsrechnungen ergeben, wenn für zwei getrennte Anlagen, nämlich eine konventionelle, durch fossile Brennstoffe ge-Known devices for utilizing solar energy can therefore only be viewed as supplementary auxiliary measures that are able to use some of the required energy, for example, if there is sufficient solar radiation For purposes of germination, to cover or to completely take over the energy cover at these times; however hears the radiation the solar energy, for example because the weather is unfavorable or because it is simply night, then you can only to fall back on the heat energies that the possibly Medium stored in insulated containers and originally warmed up by solar radiation still as residual heat having. As soon as this is also exhausted, the usual fuels and the usual systems must be used are used, so that extremely unfavorable profitability calculations result, if for two separate plants, namely a conventional one, produced by fossil fuels

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speiste Heizanlage in einem Haus und für die Sonnenenergieanlage Investitionen getroffen werden müssen. Diese bekannten, bestenfalls als Zusatzwärmeenergieerzsuger anzusprechende Systeme sind in ihrer einfachsten Form beispielsweise so auf-S: '■' ■" gebaut, daß auf den KäuserdoTchern in bevorzugt geschwärzten ι . Behältern Rohrschlangen, beispielsweise aus Kurferrohr ar- U geordnet sind, die von dem wärmeübertragenden Medium, bei-fed heating system in a house and investments have to be made for the solar energy system. These known, at best, to be addressed as Zusatzwärmeenergieerzsuger systems are, for example, as, in its simplest form-S. Assembled '■' ■ "that are ordered on the KäuserdoTchern in preferably blackened ι containers coils, for example, from Kurferrohr ar- U, of the heat transfer medium, both

spielswcise V.'asser durchströmt sind. Die Sonnenenergie trifftSpielswcise V.'asser flowed through. The solar energy hits

s auf diese Rohrschlangen auf und erwärmt das Wasser, jedoch ,s on these coils and heats the water, however,

\ üblicherweise nicht auf Temperaturen, die nennenswert über . \ usually not to temperatures that are appreciably above.

50 oder 60° C liegen, auch dann nicht, wenn es zu längerer. |50 or 60 ° C, even if it is too long. |

Sonnenscheinperioden kommt. Abgedeckt sind diese Rohrrchlan- | gensysteme beispielsweise durch Glasplatten; die Umgebung \ der Rohrschlangen ist bevorzugt geschwärzt zur besseren Wärmeaufnahme . Um mit solchen Systemen überhaupt in einem nennenswerten Maße Energie auch speichern zu können, rr.üssen sehr ' große und außerordentlich gut isolierte Behälter beispielsweise im Kellerbereich des jeweiligen Hauses vorgesehen sein, außerdem müssen Pumpen zur Umwälzung des Mediums vornanaen sein, die mit Fremdenergie anzutreiben sind.Periods of sunshine are coming. These pipe fittings are covered gene systems, for example through glass plates; the environment \ of coils is preferred blackened for better heat absorption. In order to be able to store a significant amount of energy with such systems at all, very large and extremely well insulated containers must be provided, for example in the basement area of the respective house, and pumps for circulating the medium must be in front, which are to be driven with external energy .

Zwar ist noch eine andere Möglichkeit zur unmittelbaren Energiegewinnung aus der Strahlungsenergie der Sonne bekannt, nämlich die Verwendung soaenannter Solarzellen, also Kalbleiter- £ . anordnungen, die unmittelbar' aus der einfallenden StrahlungThere is still another possibility for direct energy generation known from the radiation energy of the sun, namely the use of so-called solar cells, i.e. £. arrangements that result directly from the incident radiation

\[ elektrische Energie gewinnen. Diese Systeme sind jedoch der \ [ generate electrical energy. However, these systems are the

art kostspielig, daß ihr Einsatz für der. privaten Gebrauch auf jeden Fall auf absehbare Zeit ausgeschlossen ist.kind of costly that their use for the. private use is definitely excluded for the foreseeable future.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik lierrt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen ur.i für ein Energiegewinnungssystern zu sorgen, welches wesentlich vielseitiger zu arbeiten in der Lage ist, bei entsprechender. Ausbau keinerlei Hilfsenergieerzeuger wie konventionelle Brenn-The invention is based on this known prior art based on the task of remedying this ur.i to provide an energy generation system, which is essential is able to work more versatile, with appropriate. Expansion, no auxiliary energy generators like conventional fuel

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stoff anlagen benötigt und ausreichende Energienengen rr.it einer sehr hohen Temperatur des Energieträgers zur Verfugung stellen kann, so daß auch längere Perioden fehlender Sonneneinstrahlung ohne Komforteinbuße überstanden werden können.material plants are required and sufficient amounts of energy rr.it a very high temperature of the energy source available, so that even longer periods of lack of solar radiation can be survived without sacrificing comfort.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß mindestens eine, bevorzugt eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Kärr.ekonzentratioaseinheiter. vorgesehen sind, jeweils bestehend aus einem oberhalb eines sich öffnenden Schachts angeordneten Linsenlängssysterrv und einem darunter in Schachtinneren angeordneten, von dem zu erhitzenden Medium durchflossenen, transparenten Rohr, welches in der Brennpunktlinie des Linsenlängssystems angeordnet ist, derart, da3 das Medium im Rohrinneren auf eine den Siedepunkt des Kassers übersteigende Temperatur erwärmbar ist.To solve this problem, the invention is based on the device mentioned at the beginning and, according to the invention, consists in that at least one, preferably a plurality of Kärr.ekonzentratioaseinheiter arranged next to one another. are provided each consisting of a longitudinal lens system arranged above an opening shaft and one below in Inside the shaft, through which the medium to be heated flows, transparent pipe, which is in the focal line of the longitudinal lens system is arranged in such a way that the medium inside the tube reaches the boiling point of the Kassers excess temperature can be heated.

Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß auch dann, wennIn this way there is the advantage that even if

vercf leichs.weiseEasily confiscate

lediglich eihevgleich große Einstrahlungsfläche bei der Ausnutzung der Sonnenenergie asr Verfügung steht, dem Energieträger medi irr. eine so hohe Temperatur verliehen werden kann, daß die Temperaturdifferenz zur Umgebungstemperatur nicht nur einige 10° beträgt. Als Energieträgerr.edium wird dabei bevorzugt ein Stoff mit hohem Siedepunkt, also nicht vrasser verwendet; es besteht jedoch die Möglichkeit, dieses Kediuir. dann, beispielsweise mit Hilfe eines Wämetauschos, mit ;":ssGr als sekundärem Energieträger in Berührung zu bringen, so daß sich überhitzter Wasserdampf entwickelt, der dann auf die vielfältigste vreise zur Energieversorgung, insbesondere aber auch zur Energiespeicherung ausgenutzt werden kann. Hierauf wird weiter unteninoch genauer eingegangen. _;.only the same large irradiation area is available when using solar energy asr, the energy carrier medi irr. such a high temperature can be imparted that the temperature difference from the ambient temperature is not only a few 10 °. A substance with a high boiling point, i.e. not vrasser, is preferably used as the energy carrier medium; However, there is the possibility of this Kediuir. then, for example with the help of a heat exchange, to bring into contact with; ": ssGr as a secondary energy carrier, so that superheated water vapor develops, which can then be used in a wide variety of ways for energy supply, in particular for energy storage received in more detail. _; .

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.Further refinements of the invention are the subject of the subclaims and laid down in these.

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Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen näher erläutert.The structure and mode of operation of an exemplary embodiment are described below the invention explained in more detail with reference to the drawing.

Die in der Zeichnung dargestellte Wärmekonzentrationseinheit besteht im einfachsten Fall aus einem Linsensystem 2 und
einem unterhalb des Linsensystems 2 angeordneten Rohrelement 3, durch welche das die Sonnenenergie aufnehmende und
weiter transportierende Medium fließt.The heat concentration unit shown in the drawing consists in the simplest case of a lens system 2 and
a tube element 3 arranged below the lens system 2, through which the solar energy absorbing and
further transporting medium flows.

Das Linsensystem 2 ist so aufgebaut, daß eine Sammellinse gebildet ist, die eine beliebige axiale Längserstreckung in
Richtung des Doppelpfeils A aufweist und in einer Querrichtung hierzu über die erforderliche Krümmung verfügt, um rr.it Bezug auf einfallende Strahlung 4 die erforderlichen Sarneleigenschaften aufzuweisen. In Querrichtung zum Pfeil A verdickt sich daher das Linsensystem 2 von einen Randbereich zunehmend, durchläuft eine maximale Materialdicke und verjüngt sich wieder, wobei das Linsensystem bevorzugt eine plane Unterseite 5 und eine gekrümmte Oberseite 6 aufweist, die auf die einfallende Strahlung 4 gerichtet ist. Das Material des Linsenlängssystems 2 ist an sich beliebig, nuß jedoch selbstverständlich für die einfallende Strahlung durchlässig, daher transparent oder glasklar sein. Als Material kann geeigneter, lichtstrahlen- bzw. allgemein wärmestrahltndurchlässiger Kunststoff verwendet werden, bevorzugt wird Glas verwendet, welches beispielsweise auch Preßglas sein kann, denn es versteht sich, daß die Brechungseigenschaften eines selchen Linsenlängssysters keinen extrem hohen Anforderungen
zu genügen brauchen, sondern daß es ledirlich erforderlich ist, daß das Linsenlängssystem einen sich in Längsrichtung als
Linie fortsetzenden Brennpunkt 7 aufweist, in welchem,—ent,-; sprechend den aus der planen Unterseite 5 des Linsenlängssystems austretenden Strahlengängen 8,—die einfallenden
Lichtstrahlen 4 fokussiert werden. Ein solches LinsenlänffS-The lens system 2 is constructed in such a way that a converging lens is formed which has an arbitrary axial longitudinal extension in
Has the direction of the double arrow A and has the necessary curvature in a transverse direction to this in order to have the required Sarnel properties with reference to the incident radiation 4. In the transverse direction to arrow A, the lens system 2 therefore thickens increasingly from an edge area, passes through a maximum material thickness and tapers again, the lens system preferably having a flat underside 5 and a curved upper side 6, which is directed onto the incident radiation 4. The material of the longitudinal lens system 2 is arbitrary per se, but it must of course be permeable to the incident radiation, therefore it must be transparent or crystal clear. A suitable material permeable to light radiation or generally heat radiation can be used, glass is preferably used, which can also be, for example, pressed glass, because it goes without saying that the refractive properties of such a longitudinal lens system do not meet extremely high requirements
need to suffice, but that it is only necessary that the lens longitudinal system is in the longitudinal direction as
Line continuing focal point 7, in which, -ent, -; speaking of the beam paths 8 emerging from the flat underside 5 of the longitudinal lens system — the incident ones
Light rays 4 are focused. Such a lens length

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system kann daher auch sehr preiswert erstellt werden.system can therefore also be created very inexpensively.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Lagerung jIn the preferred embodiment, the storage takes place j

des Linsenlängssystems 2 dadurch, daß es auf die oberen Rand- { of the longitudinal lens system 2 in that it is on the upper edge {

bereiche eines Schachtes 9 aufgesetzt ist, dessen Längswände i 10 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zueinander einen J Winkel einschließen und sich divergierend nach oben, also j in Richtung auf den Lagerbereich für das Linseniängssystem 2, j öffnen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt j der Schacht 9 über eine Bodenwand 11, diese kann aber auch gekrümmt ausgebildet sein oder die Längswände nähern sich spitzwinklig aneinander. Auch die Stirnseiten jedes zu einer solchen Wärmekonzentrationseinheit 1 gehörenden Schachtes 9 sind bevorzugt abgeschlossen, und zwar durch Stirnwände 12. In der Zeichnung ist der hintere Teil der Wärmekonzentrationseinheit abgebrochen dargestellt, da die Längserstreckung an sich beliebig ist.areas of a shaft 9 is placed, the longitudinal walls i 10 in the illustrated embodiment include a J angle to each other and diverging upwards, that is j in the direction of the storage area for the longitudinal lens system 2, j to open. In the illustrated embodiment, the shaft 9 has a bottom wall 11, but this can also be curved or the longitudinal walls approach one another at an acute angle. Also the front sides of each one Shafts 9 belonging to such a heat concentration unit 1 are preferably closed off, specifically by end walls 12. In the drawing, the rear part of the heat concentration unit is shown broken off because the longitudinal extension is on is arbitrary.

Im wesentlichen so, daß sich die weiter vorn schon erwähnte Brennpunktlinie 7 im Inneren des zum Transport des die Sonnenenergie aufnehmenden Rohres befindet/ ist dieses Rohr 13 in unteren Bereich des Schachtes 9 angeordnet. Das Rohr 13 besteht aus einem mit Bezug auf die einfallenden Wärme- und Lichtstrahlen durchlässigen Material, beispielsweise aus Glas oder einem sonstigen transparenten Material, so daß die Strahlen, die sich etwa im Rohrnittelpunkt im Querschnitt gesehen kreuzen, dort die heißeste Stelle des Wärmekonzentrationsryster.s aufbauen und das Medium bis zu Terperaturen erhitzer können, die bei 200 bis 300° C liegen. 3evorzugt wird als V."ürir.etransportir.edium ein öl, nämlich sogenanntes Therrr.oöl verwendet. Essentially in such a way that the focal point line 7 already mentioned earlier is located in the interior of the for transporting the solar energy receiving tube is / is this tube 13 in arranged lower area of the shaft 9. The pipe 13 consists made of a material that is transparent to the incident heat and light rays, for example made of glass or some other transparent material, so that the rays, which are seen approximately in the pipe center point in cross section cross, there the hottest point of the heat concentration ryster.s build up and can heat the medium up to temperatures, which are between 200 and 300 ° C. 3 is preferred as V. "ürir.etransportir.edium an oil, namely so-called thermal oil, is used.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rohr 13, welches im übrigen von beliebiger, zum Transport des Wärme-In the illustrated embodiment, the tube 13, which incidentally of any, for the transport of the heat

»·■ · nt»· ■ · nt

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* trägermediums geeigneter Form sein kann, in einer umgebenen * The carrier medium can be of a suitable form, in a surrounding

''· Isolierung 14 eingebettet, die beispielsweise Glaswolle, '' Embedded insulation 14, for example glass wool,

Asbest oder ein sonstiges Isoliermedium sein kann, damit dieAsbestos or some other insulating medium can be used so that the

% von dem Medium im Inneren des Rohres 13 entwickelte Wärme % of heat developed by the medium inside the tube 13

-' nicht durch Kontaktberührung, Konvektion aier Strahlung wieder verloren geht. Die Grenzschicht zwisc .en Pohr 13 und isolierendem, umgebendem Medium 14 ist bevorzugt mit einer- 'not by contact, convection or radiation again get lost. The boundary layer between Pohr 13 and insulating, surrounding medium 14 is preferably with a

·;■· Schwarz schicht 15 ausgefüllt, die auch als Leitpaste bell zeichnet werden kann und die sich, wie schon erwähnt, zwi-·; ■ · Black layer 15 filled, also known as conductive paste bell can be drawn and which, as already mentioned, is between

I
sehen der Rohraußenflache und dem umgebenden Isoliermaterial I.
see the pipe outer surface and the surrounding insulating material

|i 14 befindet. Diese Leitpaste liegt an beiden Materialien eng| i 14 is located. This conductive paste is tight on both materials

an und ist beispielsweise auf gestrichen oder aufgetragen; sie sorgt dafür, daß gegebenenfalls durch dir- Rohrwandung nachon and is for example painted or applied; it ensures that, if necessary, through the pipe wall after

^: unten wieder aistretende Licht- und Wärnestrahlen hier ihre ^: below again emerging light and heat rays here theirs

, Restenergie verlieren, die dann auf die Rohrwandung übertragen wird. Solche Leitpasten bevorzugt in schwarzer Einfärbung, Lose residual energy, which is then transferred to the pipe wall will. Such conductive pastes are preferably colored black

, sind bekannt und brauchen nicht näher erläutert zu werden., are known and do not need to be explained in more detail.

Es versteht sich, daß die Isolierung nicht die in der Zeichnung dargestellte Form aufzuweisen braucht, insbesondere kann die Isolierung den gesamten unteren Schachtbereich ausfüllen, sie ist jedoch so dein Rohr 13 zugeordnet, daß sich die Isolierung nach oben, also in Richtung auf die von den Linsenlängssystem 2 zum Rohr 13 laufenden Licht- und V.'ärnestrahlen beispielsweise trichterförmig geöffnet, um den Einfall der Strahlen nicht zu behindern. Daher ist der Kohrwar.dun-jsteil, ' dtr auf die Linsenunterflache 5 gerichtet ist und der von Jieser nit Strahlen beaufschlag¹- v/erden kann, von Isolierung frei. !It goes without saying that the insulation does not need to have the form shown in the drawing, in particular the insulation can fill the entire lower shaft area, but it is assigned to your pipe 13 that the insulation is upwards, so in the direction of the Longitudinal lens system 2 to the tube 13 running light and V.'ärnestrahlen for example funnel-shaped, so as not to hinder the incidence of the rays. Therefore, the Kohrwar.dun -jteil, 'dtr is directed at the lens lower surface 5 and which can be exposed to radiation from this ¹ - v / ground, free of insulation. !

Vn sicherzustellen, daß dann nicht dur^h Strahlung oder Kon- : vektionsfluß nach oben wieder Wärme des stark erhitzten Mediums im Rohrinneren verlorengeht, ist die Trichteröffnung 16 der Isolierschicht 15 nach oben abgedeckt, und zwar bevor- In order to ensure that no heat from the strongly heated medium inside the pipe is lost again due to radiation or convection flow upwards, the funnel opening 16 of the insulating layer 15 is covered at the top, namely before

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zugt mittels Glasplatten oder einem sonstigen transparenten Material. Dei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei,added by means of glass plates or another transparent material. Dei the illustrated embodiment are two,

übereinanderliegende Glasplatten 17 und 18 vorgesehen, wobei :superimposed glass plates 17 and 18 are provided, wherein:

17 die untere Platte ist und sehr nahe an Rohr 13 angeordnet j17 is the lower plate and is placed very close to tube 13 j

sein kann. Dadurch v/ird sichergestellt, daß im wesentlichen ]can be. This ensures that essentially]

keine Konvektionsbewegung auftritt und möglichst die gesamte jno convection movement occurs and, if possible, the entire j

gesammelte Energie von dem Transport- oder Trägermeclium auch ]collected energy from the transport or carrier meclium also]

abgeführt werden kann. \ can be discharged. \

Bevorzugt ist eine solche Wärmekonzentrationseinheit 1 so ausgebildet, daß der Schacht, der hauptsächlich als Lagerung für die mit Bezug auf die Energiegewinnung wichtigen Elemente vorgesehen ist, hermetisch abgeschlossen ist, so daß kein Staub eintritt und daher keine Verschmutzung der Teile möglich ist, so daß sich auch eine Reinigung der inneren Teile erübrigt. Eine solche Wärmekonzentrationseinheit braucht dann lediglich noch auf ihrer Oberfläche, d.h. auf der gewölbten Außenfläche des Linsenlängssystems 2, soweit erforderlich, gereinigt zu werden.Such a heat concentration unit 1 is preferably designed so that the shaft, which is mainly used as a storage for the elements that are important with regard to energy generation is provided, is hermetically sealed, so that no Dust enters and therefore no contamination of the parts is possible, so that cleaning of the inner parts is also unnecessary. Such a heat concentration unit then only needs on its surface, i.e. on the curved one Outer surface of the longitudinal lens system 2, if necessary, to be cleaned.

Bevorzugt sind eine Vielzahl solcher nebeneinander angeordneter Wärmekonzentrationseinheiten vorgesehen und beispielsweise auf einer entsprechenden freien Fläche eines Daches, Lagerhauses, aber auch an sonstigen freien und der Sonneneinwirkung ausgesetzten Flächen angeordnet.A plurality of such heat concentration units arranged next to one another are preferably provided and, for example on a corresponding free area of a roof, warehouse, but also on other free and sun exposure exposed surfaces.

Entsprechend einer v/eiteren Ausgestaltung können die Wärnekenzentrationseinhoiten .schwenkbar ausgebildet sein, wobei sie dann aber led irrlich in Qst-vrcst-Richtur.g der Scnr.enbev.-egung nachzufuhren sind, urr. ~ögliehst für einen senkrechten Lichteinfall zu sorgen. Die Längsachse Λ der Wänr.ekonzentraticnseinheiten ist dann in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet; es bedarf, wie einzuseher, ist, keiner Nachführung oder keiner änderung des Anstellwinkels in Nord-Süd-P.ichtur.g, da we gen derAccording to a further embodiment, the heat concentration units can .be designed pivotable, but then erroneously in Qst-vrcst-Richtur.g the Scnr.enbev.-EGung are to be replenished, urr. ~ ögliehst for a vertical incidence of light to care. The longitudinal axis Λ of the heat concentration units is then aligned in a north-south direction; As can be seen, no adjustment or change is required of the angle of attack in north-south direction, because of the

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Längserstreckung des Linsensystems 2 auch zur Längsachse A schrägeinfallende Sonnenstrahlen nutzbar verwendet werden können und lediglich - nämlich bei starker Schrägstellung - an den Stirnbereichen einige einfallende Strahlungsrnengen nicht das Rohr 13 erreichen. Die Ost-West-Nachführung der Wärmekonzentrationseinheit(en) kann in üblicher Weise, beispielsweise gesteuert von Fotoelementen u.dergl. erfolgen.Longitudinal extension of the lens system 2 can also be used to make use of sun rays incident obliquely to the longitudinal axis A and only - namely with a strong inclination - not some incident amounts of radiation at the forehead areas reach the pipe 13. The east-west tracking of the heat concentration unit (s) can in the usual way, for example controlled by photo elements and the like. respectively.

Es ist weiter vorn schon erwähnt worden, daß auf Grund einer solchen Ausbildung der die Strahlungsenergie der Sonne konzentrierenden Wärmeeinheiten 1 eine beträchtliche Erhitzung des primären Wärmeträgermediums bewirkt werden kann, näniich über 200 bis zu 300° C und darüber. Dadurch bieten sich interessante v/eitere Möglichkeiten des Energieverbrauchs, der Energieumsetzung und der Energiespeicherung an, auf die im folgenden kurz eingegangen wird. Wegen des hohen konzentrierten Wärrneinhalts des primären Wärmeträgers ist es zunächst cinrr.-il r^öglich, rⁿ'ⁱ'ⁱr uespnMinh aerinaerem Soeichervolumen auszukommen und auch über längere Zeiträume große Wärmemengen zufriedenstellend zu speichern. Andererseits kann man sich jedoch auch dann, wenn nur eine geringe, die Sonnenstrahlen auffangende Fläche zur Verfugung steht, von sonstigen Energieträgern insofern autark machen, daß die Wärmeenergie des primären Energieträgers, nämlich beim Ausführungsceispiel des Thermoöls im Rohr 13, auf einen sekundären Energieträger übertragen wird, indem beispielsweise aus Wasser überhitzter Wasserdampf hergestellt wird. Dieser Wasserdampf kann zurr: Antrieb von Turbinen und nachgeschalteten Elektrcenergieerzeugern, also Generatoren ausgenutzt werden, so daß zunächst unmittelbar eine zweite, zur Verfugung stehende Er.ergleart gewonnen wird, nämlich Elektrizität, die auch in dieser Forir. verbraucht und gegebenenfalls gespeichert v/erden kann. Hierzu stehen dem Fachmann eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Verfugung, einschließlich der Speicherung mit Hilfe einer Viel-It has already been mentioned above that due to such a design of the heat units 1 concentrating the radiant energy of the sun, a considerable heating of the primary heat transfer medium can be brought about, well over 200 up to 300 ° C. and above. This offers interesting additional possibilities for energy consumption, energy conversion and energy storage, which are briefly discussed below. Because of the high concentration Wärrneinhalts the primary heat transfer medium, it is first cinrr.-il r ^ öglich, r ⁿ ^'i' ⁱ r uespnMinh get along aerinaerem Soeichervolumen and store large amounts of heat over long periods satisfactory. On the other hand, even if there is only a small area available to collect the sun's rays, you can make yourself self-sufficient from other energy sources in that the thermal energy of the primary energy source, namely the thermal oil in the pipe 13, is transferred to a secondary energy source by producing superheated steam from water, for example. This water vapor can be used to drive turbines and downstream electrical energy generators, i.e. generators, so that initially a second, available Er.ergleart is obtained, namely electricity, which is also used in this Forir. can be consumed and possibly stored. A multitude of possibilities are available to the person skilled in the art, including storage with the help of a multitude of

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zahl von Akkumulatoren. Andererseits kann aber auch mit geringem Aufwand die Elektroenergie, die ja bei einfallender Sonne ständig erzeugt wird, zur elektrolytischen Zerlegung von Wasser und damit zur Gewinnung von Wasserstoff verwendet werden. Der so gewonnene Wasserstoff ist ein hervorragender Energieträger und kann ohne Schwierigkait über längere Zeiträume auch gespeichert werden, so daß sich hier eine I'.öglichkeit ergibt, auch im kleineren Maßstab Wasserstoff zu gewinnen und Energie zu speichern, die bei fehlender Sonneneinstrahlung, -auch über sehr lange Zeiträume hinweg,-dann als zu verbrauchende Primärenergie wieder zur Heizung, zum Antrieb von Kraftfahrzeugen u.dergl. verwendet wird. Solche Maßnahmen sind deshalb möglich, weil der Primärenergieträger einen sehr hohen Wärmegehalt bei hoher Ausgangstemperatur aufweist, die eine Vielzahl von technologischen Energieververtungsmöglichkeiten, außer den schon genannten,möglich macht. Beispielsweise kann die hohe zur Verfügung stehende Temperatur aes PrimärenuiyieLj.ä^rs auch zur Durchführung rhpnisr:hfir Reaktionen ausgenutzt werden, die eine Speicherung der dabei benötigten Energie ermöglichen. number of accumulators. On the other hand, the electrical energy, which is constantly generated when the sun shines, can also be used for the electrolytic decomposition of water and thus for the production of hydrogen with little effort. The hydrogen obtained in this way is an excellent energy carrier and can be stored for longer periods of time without difficulty, so that there is a possibility of obtaining hydrogen on a smaller scale and storing energy that, in the absence of solar radiation, also over very long periods of time, then as primary energy to be consumed again for heating, for driving motor vehicles and the like. is used. Such measures are possible because the primary energy source has a very high heat content at a high starting temperature, which makes a multitude of technological energy conversion options possible, in addition to those already mentioned. For example, the high available temperature aes PrimärenuiyieLj.ä ^ rs can also be used to carry out rhpnisr: hfir reactions that enable the energy required to be stored.

Bei einen Ausführungsbeispiel werden, wie schon erwähnt, eine? Vielzahl der in der Zeichnung gezeigten Wännekonzentrations- f einheiten verwendet und können parallel oder in Reihe bezug- J lieh des die Sonnenenergie aufnehmenden Mediums geschaltet sein.In one embodiment, as already mentioned, a? Variety of heat concentrations shown in the drawing units are used and can be referred to in parallel or in series borrowed the solar energy-absorbing medium switched being.

Es versteht sich, daß als Primärenergietrr'ger auch niedrig siedende Medien, insbesondere Wasser, verwendet v.-ercer. ken nen/ wobei dann die Transportapparatur für das "ediurr. ■ sächlich also das P.ohr 13, entsprechend druckfest ausgebildet sein muß. Solche Wasser als Primärenergieträger beförderndeIt goes without saying that as a primary energy carrier also low v.-ercer uses boiling media, especially water. know / where the transport equipment for the "ediurr. ■ thus the P.ohr 13 must be designed to be pressure-resistant accordingly. Such water as a primary energy carrier

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Rohre könnten dann auf der zur Linse gerichteten Fläche mit einem für Wärme- und Lichtstrahlen durchlässigem Material versehen sein, ähnlich wie dies beispielsweise bei Schaugläsern in hochdruckfesten Rohren zur Druckanzeige bei Dampfkesseln und dergleichen der Fall ist.Tubes could then be placed on the surface facing the lens be provided with a material permeable to heat and light, similar to, for example, sight glasses in high-pressure-resistant tubes for pressure display in steam boilers and the like is the case.

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Claims

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SCHUTZAN PROMISES:

1. Device for generating energy from radiant energy the sun, preferably for arrangement on building roofs and the like, whereby the incident sun rays for warming a medium flowing through waveguides, characterized in that at least one, preferably a plurality of adjacent heat concentration units (1) are provided, each consisting of one arranged above an opening shaft (9) Longitudinal lens system (2) and one below it in the Inside the shaft, through which the medium to be heated flows, transparent tube (13), which in the focal line (7) of the longitudinal lens system (2) is in such a way that the medium inside the r the temperature exceeding the boiling point of the water can be heated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that

e ir ° the longitudinal lens system (2) as a linear axial extension

Kung (A) having converging lens with a flat lower surface (5) and a convex surface (6) is formed.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the lens system on the outer edge areas of a diverging shaft with side surfaces (10) and end faces (12) is placed, in the area of the shaft bottom the tube (13) given by a heat insulation (14) is arranged.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that »as a primary energy carrier with a medium

high boiling point, preferably thermal oil is used.

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5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that

ί indicates that the preferably made of glass = Pipe (13) surrounding insulation (14) the radiation incidence area leaves free from the longitudinal collecting lens (2) to the tube (13).

6. Device according to one of claims ¹ . up to 5, characterized in that the insulation / pipe boundary area is filled with a black layer coating, preferably a black conductive or contact paste for better return of heat flows to the pipe (13).

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the funnel-shaped upwardly widening free area the pipe insulation (14) by a plate-shaped, material permeable to light and heat radiation, is preferably covered by two glass plates (17, 18) which are anchored on both sides in the insulation.

8. The device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that one of the primary energy carrier medium flow-through heat exchanger is intended for the conversion of water into overheated Danpf and for. operation of connected generator and turbine systems for generating electricity.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that an electrolysis vessel is provided for generating hydrogen with the help of the electrical energy given off by the generator.

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10. Device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that when using a low boiling point and therefore at the temperatures involved developing a higher pressure. Primary energy carrier medium, for example water, high-pressure-resistant transport pipes are provided.

11. Device according to / \ nspruch 1o, characterized in that The high-pressure-resistant tubes look like a sight glass in the direction of the lens and have a surface that is permeable to heat rays exhibit.

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