DE9313399U1 - Device for collecting solar energy - Google Patents
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Description
Gerät zum Sammeln von SolarenergieDevice for collecting solar energy
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Sammeln von Solarenergie.The present invention relates to a device for collecting solar energy.
Es sind verschiedene Systeme zum Ausnutzen der Sonnenenergie bekannt und werden in großem Umfang verwendet, um die Sonnenenergie zum Heizen von Wasser zu sammeln. Diese Systeme zum Sammeln von Solarenergie sind normalerweise schwer und teuer herzustellen. Außerdem verwenden diese Systeme zum Sammeln von Solarenergie allgemein eine Solarkollektoreinheit vom flachen Typ, um die Sonnenenergie aufzunehmen. Eine Solarkollektoreinheit vom flachen Typ ist jedoch nicht besonders wirksam, da sie die Sonnenenergie nicht aus allen Richtungen vollständig aufnehmen und sammeln kann.Various solar energy harvesting systems are known and widely used to collect solar energy for heating water. These solar energy harvesting systems are usually difficult and expensive to manufacture. Moreover, these solar energy harvesting systems generally use a flat-type solar collector unit to collect solar energy. However, a flat-type solar collector unit is not very effective because it cannot fully capture and collect solar energy from all directions.
Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Solarkollektoreinheit für Geräte zum Sammeln von Sonnenenergie, die die Sonnenenergie aus allen Richtungen wirksam aufnimmt. Eine weitere AufgabeThe present invention is intended to avoid these disadvantages. A main object of the present invention is to provide a solar collector unit for devices for collecting solar energy, which effectively collects solar energy from all directions. A further object
der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Geräts zum Sammeln von Solarenergie, durch das der tägliche Verbrauch von elektrischer Energie und Gas sehr stark verringert wird. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Solarkollektoreinheit für mit Sonnenenergie betriebene Systeme, die leicht zu warten und zu reparieren ist.The present invention aims to provide a solar energy collection device that greatly reduces the daily consumption of electric energy and gas. Another object of the present invention is to provide a solar collector unit for solar energy systems that is easy to maintain and repair.
Die Solarkollektoreinheit für das Sonnenenergiesystem der vorliegenden Erfindung hat die Form einer Kuppel, die die obere Öffnung des Wasserbehälters des Solarenergiesystems bedeckt. Die Solarkollektoreinheit besteht aus einer Vielzahl von Solarkollektorlinsen, die lösbar an entsprechenden Durchgangslöchern in der kuppeiförmigen Basis befestigt sind. Da die Solarkollektorlinsen gleichförmig über den kuppeiförmigen Grundteil verteilt sind, sammeln sie die Sonnenenergie aus allen Richtungen. Da die Solarkollektorlinsen lösbar am kuppeiförmigen Grundteil befestigt sind, kann jede möglicherweise beschädigte Solarkollektorlinse bequem von dem kuppeiförmigen Grundteil entfernt werden, um ersetzt zu werden. The solar collector unit for the solar energy system of the present invention is in the form of a dome that covers the top opening of the water tank of the solar energy system. The solar collector unit consists of a plurality of solar collector lenses that are removably attached to corresponding through holes in the dome-shaped base. Since the solar collector lenses are evenly distributed over the dome-shaped base, they collect solar energy from all directions. Since the solar collector lenses are removably attached to the dome-shaped base, any potentially damaged solar collector lens can be conveniently removed from the dome-shaped base for replacement.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention is described below using an advantageous embodiment with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 eine aufgeschnittene Ansicht der Anordnung des Solarenergiesystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 is a cutaway view of the arrangement of the solar energy system according to a preferred embodiment of the invention;
Fig. 2 den oberen Teil des Wasserbehälters und den vom Wasserbehälter entfernten Solarkollektor in perspektivischer Ansicht; undFig. 2 the upper part of the water tank and the solar collector removed from the water tank in perspective view; and
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung den Betrieb des erfindungsgemäßen Systems beim Sammeln von Solarenergie aus verschiedenen Richtungen.Fig. 3 shows a schematic representation of the operation of the system according to the invention when collecting solar energy from different directions.
Wie dies in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, weist ein erfindungsgemäßes Solarenergiesystem allgemein einen Wasserbehälter 2 und eine kuppeiförmige Solarkollektoreinheit 1 auf, die die obere Öffnung 21 des Wasserbehälters 2 bedeckt. Die kuppeiförmige Solarkollektoreinheit 1 besteht aus einem gekrümmten Hauptteil mit einer Vielzahl von Solarkollektorlinsen 11, die in Öffnungen desselben angeordnet sind. Die Solarkollektoreinheit 1 ist am Wasserbehälter 2 mit einer Schraubenverbindung ohne Berücksichtigung der Richtung des Sonnenlichtes befestigt. Ist die kuppeiförmige Solarkollektoreinheit 1 installiert, so sammelt sie die Sonnenenergie aus allen Richtungen.As shown in the accompanying drawings, a solar energy system according to the present invention generally comprises a water tank 2 and a dome-shaped solar collector unit 1 covering the upper opening 21 of the water tank 2. The dome-shaped solar collector unit 1 consists of a curved main body with a plurality of solar collector lenses 11 arranged in openings thereof. The solar collector unit 1 is fixed to the water tank 2 with a screw connection without considering the direction of sunlight. When the dome-shaped solar collector unit 1 is installed, it collects solar energy from all directions.
Eine Wärmespeichereinheit 22 ist innerhalb des Wasserbehälters 2 in der Nähe der oberen Öffnung 21 befestigt. Die Wärmespeichereinrichtung 22 ist nach innen gekrümmt, und ihre Größe ist ungefähr gleich dem inneren Durchmesser der oberen Öffnung 21. Daher kann die von der Solarkollektoreinheit 1 gesammelte Sonnenenergie in der Wärmespeichereinheit 22 sehr wirksam angesammelt werden. Eine Wasserschale 23 ist unterhalb der Wärmespeichereinheit 22 mit einem Zwischenraum von ungefähr 2 Millimetern angeordnet. Konstruktion und Form der Wasserschale 23 sind so, daß sie mit der gekrümmten Bodenfläche der Wärmespeichereinrichtung 22 zusammenpassen. Zugeführtes Wasser wird durch ein elektromagnetisches Ventil 24 gesteuert, so daß es in die Wasserschale 23 mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit einströmt. Daher strömt Wasser durch ein Kaltwasserrohr durch das elektromagnetische Ventil 24, durch die Wasserschale 23 und tropft dann in den Behälter 2. Durch das elektromagnetische Ventil 24 wird die Strömungsgeschwindigkeit des kalten Wassers in den Wasserbehälter 2 gesteuert. Die Wand des Behälters 2 weist ein getrenntes Abteil auf, das mit geschäumtem Polyurethan und mit Helium oder Stickstoff zur Wärmeisolierung gefüllt ist. Ein Wasserpegeldetektor 25, ein Wassertemperaturdetektor 26 und eine Heizeinheit 27 sind innerhalb des Wasserbehälters 2 an verschiedenen Orten angeordnet. Ein Wasserauslaß 28 ist im Wasserbehälter 2 in der Nähe von dessenA heat storage unit 22 is mounted inside the water tank 2 near the upper opening 21. The heat storage unit 22 is curved inward and its size is approximately equal to the inner diameter of the upper opening 21. Therefore, the solar energy collected by the solar collector unit 1 can be very efficiently accumulated in the heat storage unit 22. A water tray 23 is arranged below the heat storage unit 22 with a gap of approximately 2 millimeters. The design and shape of the water tray 23 are such that they fit with the curved bottom surface of the heat storage unit 22. Supplied water is controlled by an electromagnetic valve 24 so that it flows into the water tray 23 at a low flow rate. Therefore, water flows through a cold water pipe through the electromagnetic valve 24, through the water bowl 23 and then drops into the tank 2. The flow rate of the cold water into the water tank 2 is controlled by the electromagnetic valve 24. The wall of the tank 2 has a separate compartment filled with foamed polyurethane and helium or nitrogen for heat insulation. A water level detector 25, a water temperature detector 26 and a heating unit 27 are arranged inside the water tank 2 at different locations. A water outlet 28 is provided in the water tank 2 near its
Boden angeordnet. Eine Zeitsteuerung 3 ist außerhalb des Wasserbehälters 2 angeordnet und elektrisch mit dem Wasserpegeldetektor 25, dem Wassertemperaturdetektor 26 und der Heizeinheit 27 verbunden.floor. A timer 3 is arranged outside the water tank 2 and is electrically connected to the water level detector 25, the water temperature detector 26 and the heating unit 27.
Es soll nun beispielsweise die Funktion der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Es soll angenommen werden, daß die Einstellung durch die Zeitsteuerung 3 so vorgenommen worden ist, daß man vor 17.10 Uhr Wasser bis zu einer Höhe von 1,50 Meter und einer Temperatur von 550C bis 6O0C hat. Das Sonnenenergiesystem wird nach folgenden Verfahren betrieben. Wie erwähnt tropft Wasser in den Wasserbehälter 2 mit niedriger Geschwindigkeit. Die Höhe des Heißwassers im Wasserbehälter 2 erreicht möglicherweise nicht 1,50 Meter, wenn vom Morgen bis Abend Sonnenenergie gesammelt wird. Ist der um 17.00 Uhr detektierte Wasserpegel unterhalb der gewünschten Höhe (1,50 Meter), so wird das elektromagnetische Ventil 24 durch die Zeitsteuerung 3 so gesteuert, daß die Strömungsgeschwindigkeit des kalten Wassers erhöht wird. Erreicht das Wasser eine Höhe von 1,50 Meter, so ist die Temperatur des Wassers verringert, was durch den Wassertemperaturdetektor 26 festgestellt wird. Aufgrund eines entsprechenden Signals vom Wassertemperaturdetektor 26 stellt die Zeitsteuerung 3 sofort die Heizeinheit 27 an, um das Wasser auf 550C bis 600C zu erhitzen. Man daher ausreichend Wasser der gewünschten Wassertemperatur zur Verwendung um 17.10 Uhr zur Verfügung.The operation of the present invention will now be explained by way of example. It is assumed that the setting has been made by the timer 3 so that water up to a height of 1.50 meters and a temperature of 55 0 C to 60 0 C is available before 5.10 p.m. The solar energy system operates according to the following procedures. As mentioned, water drips into the water tank 2 at a low speed. The height of the hot water in the water tank 2 may not reach 1.50 meters if solar energy is collected from morning to evening. If the water level detected at 5 p.m. is below the desired level (1.50 meters), the electromagnetic valve 24 is controlled by the timer 3 to increase the flow rate of the cold water. If the water reaches a height of 1.50 meters, the temperature of the water is reduced, which is detected by the water temperature detector 26. Based on a corresponding signal from the water temperature detector 26, the timer 3 immediately switches on the heating unit 27 to heat the water to 55 0 C to 60 0 C. Therefore, sufficient water of the desired water temperature is available for use at 5.10 p.m.
Wie dies erwähnt wurde, weist das Sonnenenergiesystem einen Wasserbehälter 2, eine kuppeiförmige Solarkollektoreinheit 1, die die obere Öffnung des Wasserbehälters 2 bedeckt, um Sonnenenergie aus allen Richtungen zu sammeln, und eine Zeitsteuerung 3 auf, um die internen elektrischen Schaltungen des Systems zu steuern, um die Temperatur und Menge des Wassers zu steuern.As mentioned, the solar energy system comprises a water tank 2, a dome-shaped solar collector unit 1 covering the upper opening of the water tank 2 to collect solar energy from all directions, and a timer 3 to control the internal electrical circuits of the system to control the temperature and amount of water.
Die Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden. Das Solarenergiesystem weist einen Wasserbehälter mit einer innenThe invention can be summarized as follows. The solar energy system comprises a water tank with an internal
angeordneten Wärmespeichereinrichtung, eine elektrische Schaltung, die innerhalb des Wasserbehälters installiert ist und einen Wasserpegeldetektor, einen Wassertemperaturdetektor, ein Ventil zum Steuern der Wasserströmungsgeschwindigkeit und eine Heizeinheit aufweist, eine Solarkollektoreinheit, die den Wasserbehälter bedeckt, und eine Zeitsteuerung zum Steuern des Betriebes der elektrischen Schaltung auf, wobei die Solarkollektoreinheit eine Vielzahl von Solarkollektorlinsen aufweist, die gleichförmig über den kuppeiförmigen Grundteil verteilt sind, um die Sonnenenergie aus allen Richtungen zu sammeln.arranged heat storage device, an electrical circuit installed within the water tank and comprising a water level detector, a water temperature detector, a valve for controlling the water flow rate and a heating unit, a solar collector unit covering the water tank and a timer for controlling the operation of the electrical circuit, the solar collector unit comprising a plurality of solar collector lenses uniformly distributed over the dome-shaped base part for collecting the solar energy from all directions.
Es wurde zwar nur eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben. Man wird jedoch verstehen, daß verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen.While only one embodiment of the present invention has been shown and described, it will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (5)
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| DE9313399U DE9313399U1 (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Device for collecting solar energy |
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| DE (1) | DE9313399U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009024974A1 (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-30 | Friedrich Helge Naffin | Device for heating sea water and/or material in e.g. drinking water treatment plant, has carrier unit including segment-like wall elements connected to dome-shaped structure and formed in multidimensional curved-shape |
-
1993
- 1993-09-06 DE DE9313399U patent/DE9313399U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009024974A1 (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-30 | Friedrich Helge Naffin | Device for heating sea water and/or material in e.g. drinking water treatment plant, has carrier unit including segment-like wall elements connected to dome-shaped structure and formed in multidimensional curved-shape |
| DE102009024974B4 (en) * | 2009-06-16 | 2012-01-19 | Friedrich Helge Naffin | Apparatus for heating liquids and / or materials exposed to solar radiation |
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