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DE9010541U1 - Solarvorrichtung

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Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1990-11-08
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Description

PATENTANWALT DIPL-ING. J. WENZEL 7 STUTTGART HAUPTMANNSREUTE 46

Solarvorrichtung

Die Neuerung betrifft eine Solarvorrichtung ü£ .h ders Oberbegriff des Anspruchs 1.

F" sind bereits eine gi.oße:i··. Anzahl d^rarti^er Solarvorrich- ~" ( tung>?n bekannt, uie den gr- ~~n Vorteil zeigen, daß auch die trühmo; ons und spätabends einfallenden Sonnenstrahlen durch d«e Spiegel genutzt werden köiini- ohne daß irgendeine Sonnennach füTvung der Spiegel oder der Absorberflachen oder Solarzellenflachen vorgesehen ist. Hierdurch tritt auch eine Vergleichmäßigung de- Bespiegelung ein, die bei Solarzellenmodulen von allergrößter Wichtigkeit ist, weil andernfalls die " .rwendung von starren nicht nachführbaren Spiegeln gar nicht möglich wäre. (DE-GM 90 03 220).

Hierbei ist auch schon bekannt, daß die Spiegelflächen mit ■ ihren zugehörigen Tragelementen in der Seitenansicht gebogen sind, so daß ein allmählicher übergang von dem kleineren Neigungswinkel zu dem größeren erfolgt (DE-GM 88 02 322).

Zur vollsn Wirksamkeit einer solchen Vorrichtung ist erforderlich, von Zeit zu Zeit eine Verstellung des Neigungswinkels vorzunehmen, womit dann gleichzeitig meistens auch der Neigungswinkel der Spiegel in gleichem Umfang verstellt wird.

Hierzu sind bereits eine sehr große Anzahl von kraftbetätigten Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die aber aufwendig sind, außerdem ist hierzu dann meist erforderlich, elektrische oder andere Energie zu verenden.

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Ein weiterer schweißer Nachteil dp bekannten Vorrichtungen zur Verstellung des Neigungswinkels besteht darin, daß die Verstellung nur vom Dach erfolgen"kann j d, h* es muß mindestens eine Person auf das Dach oder das Gestell klettern, um diese saisonale Verstellung vorzunehmen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Solarvorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern,daß eine Verstellung von Hand bequem möglich ist, ohne daß jemand auf das Dach oder das Gestell gehen muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Wenn man den Neigungswinkel verstellen will, braucht man dann nur das eine Seil nachzulassen und das andere Seil anzuziehen.

Der Aufwand hierfür ist sehr gering, weil außer den Seilen oder Ketten nur noch einige Seilrollen und ein Haken zur Arretierung für jedes Seil oder jede Kette erforderlich ist.

Weitere Vorteile der Neuerung ergeben rieh aus den Unteransprüchen.

Darüber hinausgehende Einzelheiten der Neuerung ergecen sich aus der nun folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die einzige Figur der Zeichnung, die eine Seitenansicht auf die neuerungsgemäße Ausführungsform zeigt.

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Unten sieht man ein Dach 20, das hier als Flachdach dargestellt ist. Es kann sich aber um ein Dach mit ganz beliebiger Npigung handeln. Auf dem Dach 20 sind Tf agschi etien 6 in geringem Abstand zu dem Dach befestigt, was dem Fachmann seit langem bekannt ist und deshalb nii_.il· näher erläutert werden muß. Diese Tragschienen 6 sind indessen handelsfähige Objekte und können auch jederzeit wieder ausgebaut werden.

Die neuerungsgemäße Halterung für ein Solarzellenmodul 4 oder Absorber sowie die zugehörigen Spiegel 14, 15, 17, 18 bestehen aus einem Stahlprofilrahmen 1, 2, 3, der aus einem Stück gebogen ist. An der rechten unteren Ecke ist eine Bohrung 5 vorhanden, in die ein Bolzen eingeführt wird, um den sich der gesamte Tragrahmen 1, 2, 3 schwenken läßt.

Dargestellt ist der Neigungswinkel do , der durch Anziehen oder Nachlassen der beiden Seile oder Ketten 7, 8 neuerungsgemäß änderbar ist.

Hierzu ist das Seil oder die Kette 7 um die Rolle 9 und weitere nicht dargestellte Rollen auf der gegenüber liegenden Seite der Tragschiene geführt. Ebenso ist das Seil oder die Kette H oben am Schenkel 3 am Punkt 21 befestigt und wird von da über die Rollen 10 und 11 sowie weitere mögliche Rollen nach unten zu der Seil- oder Kettenwinde 12 geführt. Noch vor dieser Winde ist ein Haken 13 dargestellt, der sich zum Zwecke der Arretierung in die Kette einstecken läßt, falls es sich um eine Kette handelt und nicht um ein Seil. In diesem Falle kann die Seiloder Kettenwinde 12 entfallen.

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Das Seil oder die Kette 7 ist oben im Punkt 22 mit dem Schenkel 1 des Stahlprofiles befestigt.

Seil- oder Ke t Lcnzüp/ sind Hpni Fechmenn auf diese;n Gebiet bekannt und müssen nicht näher erläutert werden, ebenso wie rie Vorrichtung im übrigen.

Beispielsweise ist schon bekannt, daß dir beiden Spiegel und 15 in einem kleinen Winkel zueinander dadurch versetzt sind, daß oben im Bereich der Befestigung 22 ein Unterlegklotz 16 unter den Spiegel 15 gelegt wird.

Es ist auch schon bekannt, daß diese Spiegel vorzugsweise aus mi* Spiegelfolie beklebten Holzbrettern bestehen können, es sind aber auch Metallspiegel verschiedener Art bekannt.

Auch die beiden Spiegel 17 und 16 sind in dieser Wpisp &lgr;&pgr;&ogr;&rgr;-ordnet, wobei der Klotz 18 oben einen geringen Abstand zwischen dem Stahlprofilschenkel 3 und dem Spiegel 18 bewirkt.

Es ist auch schon bekannt, daß die Spiegel durchgehend leicht gebogen sind, weil sie andernfalls sehr viel kleiner ausfallen müßten, wenn sie nämlich absolut eben sein würden.

Nun ist dem Fachmann selbstverständlich bekannt, daß über die Länge des Moduls 4 mehrere derartige Stahlprofiihalter 1-3 erforderlich sind, mindestens jedoch 2. Dies ist nicht im einzelnen dargestellt, weil es dem Fachmann ohne weiteres verständlich ist.

Es ist auch schon bekannt, daß die Spiegel 14, 15, 17, 18 die Module oder Absorber 4 in der Zeichenebene weit überragen aus den bekannten Gründen.

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Man weiß auch, daß das Modul 4 verhältnismäßig schmal sein sollte und etwa 330 mm nicht überschreiten sollte, damit auch die diffuse Strahlung auf das Modul 4 reflektiert wird.

: Selbstverständlich müssen auch die Seile 7, 8 über die er-

;· wähnte Ausdehnung senkrecht zur Zeichenebene mehrfach vor-

.' , gesehen sein, mindestens jedoch zweimal, ebenso wis die Stahlprofile 1-3. Das ist dem Fachmann mit der Kenntnis '' des vorangegangenen Standes der Technik so bekannt, daß es nicht zeichnerisch dargestellt werden muß.

Gerade dann, wenn es sich um eine Vielzahl derartiger Vorrichtungen handelt, die senkrecht z.ur Zeichenebene nebeneinander auf dem Dach angeordnet werden, kann sich eine % Seil- oder Kettenwinde 12 empfehlen, mit der dann zumindest

eine größere Anzahl der Vorrichtungen gleichzeitig verstellt &psgr; werden können.

Es ist" aber auchjselbstverständlich möglich, zusätzliche derartige Vorrichtungen links oder rechts neben die dargestellte anzuordnen. Natürlich sollte dann der Abstand so groß sein, daß eine Beschattung möglichst wenig, bei einem Schrägdach sogar überhaupt gar nicht eintritt.

Mit iir erwähnten Dimension des Solarmoduls 4 sind auch die Gesamtabmessungen der Vorrichtung auf dem Dach verhältnismäßig klein und liegen_/weit unter einem m. Dennoch könnte, z. B. bei wesentlich größeren Abmessungen, wünschenswert sein, die Dimensionen über dem Dach noch weiter zu reduzieren.

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Hierzu besteht die Möglichkeit, in-dem der Schenkel 1 der Stahlprofi lhal t et ung etwa um di<* Hälfte verkürzt wird und dann der Spiegel 1 ganz entfällt. Man erkennt ohne weiteres, daß dadurch die Abmessung zwischen dem äußersten oberen Punkt und dem Dach wesentlich reduziert wird. Die Befestigung 22 ninß dnnn wesentlich nach unten verlegt werden, wie dem Fachmann ohneweiteres verständlich ist, ohne daß dies zeichnerischer dargestellt wird. Natürlich bewirkt eine derartige Reduzierung der Spiegelfläche auch eine entsprechende>Minderung der Leistung.

Andererseits besteht durchaus die Möglichkeit, zusätzliche nicht dargestellte Spiegel in Verlängerung der Spiegel 15, 18 anzubringen, um den Konzentrationsfaktor zu erhöhen. Dies erscheint besonders bei der Verwendung der Absorber 4 sinnvoll, weil hier die Gefahr der Braunfärbung wie bei Solarzellenmodulen nicht besteht.

Es ist auch schon bekannt, auf Seil - oder Kettenwinden mehrere auch gegenläufige Seile oder Ketten aufzuwinden. Es muß aber betont werden, daß insbesondere hr^A kleineren Anlagen die Seilwinde 12 nicht benötigt wird, sondern einfache Haken 13 zur Arretierung der Ketten genügen.

Außerdem besteht die Möglichkeit, die Ketten oder Seile durch zusätzliche Rollen dorthin zu lenken, wo man die Betätigung haben will. Dafür könnte sich z. 3. derRa-m über dem Balkon eignen.Es besteht aber auch die Möglichkeit, durch eine oder mehrere zusätzliche Öffnungen in der Wand die Ketten in das Gebäude hineinzuführen.

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Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, die Haken direkt an den Tragschienen 6 anzubringen, wodurch im Extremfall di4.f{oLLen 9, 10, 11 ganz entfallen können. Das wird mau auer selbstverständlich nur dann vornehmen, wenn das Dach, &zgr;. B. ein Flachdach, leicht zugänglich ist. In diesem Falle könnte man allerdings z. B. anstelle des Seiles 8 eine starre verstellbare Stütze anordnen, wodurch das Seil 7 ganz entfallen würde. Gegenüber dem Stand der Technik zeigt die Konstruktion mit dem gebogenen Stahlprofil 1, 2, 3 nämlich auch noch den Vorteil, daß sie niedriger baut und leichter zu handhaben ist.

Wie man der Figur entnehmen kann, kann man den NeigungswinkelOc in diesem Falle zwischen 0 und 70° ändern. Wenn es sich nicht um ein Flachdach, sondern um ein Dach mit einer gewissen Neigung handelt, ergeben sich demgegenüber die entsprechenden Unterschiede. Dabei kann erforderlich sein, bei sehr steilem Dachneigungswinkel den Drehpunkt 5 von der unteren rechten Ecke in der Figur in die obere linke Ecke zu verlegen.

Das Gleiche gilt für die Anwendung als Fassadenkollektor. Damit diese Konstruktion ohne Zwischenteile direkt an der Fassade befestigt werden kann, ist die erwähnte Verlegung des Drehpunktes nützlich. Es könnten dann auch die Tragschienen 6 senkrecht von oben nach unten verlegt werden, falls diese überhaupt noch benötigt werden. Im übrigen ist die Konstruktion aber die gleiche, wie sich der Fachmann leicht vorstellen kann.

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Im übrigen ist die Konstruktion aber die gleiche, wie sich der Fachmann leicht vors tellers kau;;.

Es it auch schon bekannt, daß ein Neigungswinkel -^:'- = 0 ° am günstigsten ist, um die diffuse Strahlung aufzunehmen. Diese Verstellung ist dap™ nicht nur saisonbedingt, sondern wird auch bei trübem Wetter vorgenommen.

Schließlich ist auch nicht auszuschließen, daß man die neuerungsgemäße Solarvorrichtung auch als einachsig nachführbare Vorrichtung verwendet, wenn die Seil -oder Kettenwinde 12 elektrisch oder anders angetrieben wird. Nicht auszuschließen ist vor allem die Verstellung von Hand mehrfach am Tage.

Die Neuerung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Der Fachmann hat vielmehr die Möglichkeit, Abwandlungen hiervon im Rahmen der Ansprüche auszuführen.

Claims

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Ansprüche

1. Solarvorrichtung mit einem Absorber oder Soiarzellenmodul, dessen Wirkung durch eine Trog- oder V-förmige Spiegelanordnung verstärkt wird, wobei die Spiegel sich seit!! S über die Absorb? * oder S^larzellenmodule hinaus ausdehnen und auf dem Dach eities C äudes oder auf Tragelemer'-en ergeordnet sind, wobei t: > mechanische Substruktur mit Trai hienen zur Halterung und Ve.stellung des Neigungswinkels angeordnet ist, dadur: ^eke* -zeichnet, daß die gemeinsame Trog- oder V-förmige Halterung (1-3) der Solarzellenmodule oder Absorber (4) mit einem Drehpunkt (5) an der Tragschiene (6) befestigt ist und daß die gemeinsame Halterung mit einer Seilzugeinrichtung (7-13) mit zwei Seilen (3, 8) über Seilrollen (9, 10, 11) und eine Arretierung (13) für die Seile oder Ketten verstellbar ist.

2. Solarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (1-3) aus einstückig gebogenen Metnil-Profilen besteht.

3. Solarvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberschenkel (1) der Halterung gegenüber dem Unterschenkel (3) stark verkürzt ist und nur einen Spiegel (14) aufweist.

U. Solarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung des Kettenzuges ein Haken (11) vorgesehen ist, der in ein Kettenglied eingrpifbar ist.

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5. SoLarvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal; eine Seil- oder Ketten«\&idiagr;·&Lgr; ■. (12) zur Verstellung mehrerer Ketten oder Seile gleichzeitig vorgesehen ist.