EP2454534A2 - Segment of a solar collector and solar collectors - Google Patents

Segment of a solar collector and solar collectors

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Publication number
EP2454534A2
EP2454534A2 EP10727376A EP10727376A EP2454534A2 EP 2454534 A2 EP2454534 A2 EP 2454534A2 EP 10727376 A EP10727376 A EP 10727376A EP 10727376 A EP10727376 A EP 10727376A EP 2454534 A2 EP2454534 A2 EP 2454534A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segments
solar collector
sheath
segment
fiber material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10727376A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Krüger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FUERST ZU WALDBURG-WALDEGG UND WALDSEE, JOHANNES
Original Assignee
SOLARLITE GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SOLARLITE GmbH filed Critical SOLARLITE GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Definitions

  • the present invention relates to the construction of solar collectors and the construction of segments of a solar collector.
  • Solar collectors are often used in the form of parabolic trough concentrators in power plants or for the production of process heat.
  • Such large systems can usually consist of a plurality of successively arranged solar collectors with channel-shaped reflectors, which direct the sunlight onto a tubular absorber.
  • a tubular absorber In order to align the solar collectors according to the sunlight, it is known to rotate the channel-shaped reflectors about its longitudinal axis. In order to reduce the device complexity, it is usually several consecutively arranged reflectors simultaneously rotated by a drive.
  • the channel-shaped reflectors Since constructions of up to 120 m in length are rotated in this way, the channel-shaped reflectors must have a high torsional rigidity, so that only a small angular deviation can occur during the rotation of the reflectors.
  • the solar collectors were often made of steel structures with mirrors mounted thereon, but this led to a high weight of the solar collectors. Furthermore, elaborate support structures were necessary and due to the weight incurred high transport costs. Frequently, the reflectors had to be assembled from individual components on site, resulting in a high installation effort at the site. Light weight solar collectors often have the disadvantage of a lack of self-supporting structure, so that a large number of supports is necessary or the solar collectors can only be made quite small.
  • a segment of a solar collector has an upper side, a lower side and a circumferential end face with at least one longitudinal side, wherein the longitudinal side forms an upper edge with the upper side and a lower edge with the lower side.
  • the segment further comprises a core structure having at least one core of foamed material.
  • a sheath is arranged, which consists of one or more layers of fiber material, wherein the sheath at least partially covers the top, the bottom and at least the longitudinal side of the circumferential end face and wherein at least one layer of the sheath around the top edge and at least one Layer of the sheath extends around the lower edge.
  • the segment also has a reflective layer which is arranged on the upper side.
  • a particularly lightweight design of the segment and thus of a solar collector is possible.
  • the sheath of one or more layers of fiber material causes the segment to have sufficient stability.
  • two adjacent segments can be connected to each other, wherein the sheath of a segment which extends around the upper edge and the lower edge, with the sheath of the adjacent segment which extends around the upper edge and the lower edge, in the form of a profile carrier a double-T forms.
  • the sheath at least from a first sheath element of a fiber material which is arranged at the top and the core structure covered at the top and a second sheath element made of a fiber material which is arranged on the underside and the core structure the underside is covered.
  • first jacket element extends around the upper edge and / or the second jacket element extends around the lower edge.
  • the jacket element extends around the upper edges of all longitudinal sides, while the second jacket element extends around the lower edges of all longitudinal sides.
  • the sheath comprises a third sheath element made of a fiber material which is arranged on the at least one longitudinal side and covers the core structure on the longitudinal side, wherein the third sheath element extends around the upper edge and / or the lower edge.
  • the first, the second and / or the third jacket element can each consist of at least one layer of fiber material, preferably of at least two layers of fiber material, particularly preferably of three layers of fiber material.
  • the layers of the sheath made of glass fiber or carbon fiber material and have unidirectional or multi-axial fibers.
  • the desired reinforcing effect of the sheath can be achieved in an advantageous manner.
  • a high breaking strength and torsional rigidity of the segments can be achieved, while at the same time allowing a solar collector composed of the segments according to the invention to have a particularly advantageous self-supporting structure. This can be achieved in particular if materials with different fiber directions are used for different layers of the cladding, since the fiber direction can be selected depending on the loading direction of the segments.
  • reinforcing strips of a fiber material are arranged around the upper edge, the lower edge and / or around the further edges formed between the circumferential end faces and the upper side and the lower side, around the upper edge, the lower edge and the further edge of the Reinforce core structure.
  • the core structure has at least one rib of a fiber material, preferably wood, wherein preferably the rib is arranged parallel to the at least one longitudinal side.
  • a rib reinforces the stability of the core structure.
  • the core structure consists of two cores of foamed material and three ribs of fiber material, wherein the ribs and the cores of foamed material are arranged alternately.
  • the core structure consists of two cores of foamed material, which are bordered by two ribs, with another rib between the cores of foamed material is arranged.
  • the two outer ribs are each arranged on one of the longitudinal sides.
  • each rib has a sheath made of a fiber material, whereby a very high stability of the ribs is made possible.
  • a flange for attachment of the segment is arranged with an opposite segment adjacent to the longitudinal side.
  • flanges on the segments for fixing opposite segments have proven to be particularly advantageous.
  • the flanges are part of the overall structure of the segment and thus formed by the core structure and the sheath.
  • the upper side of the core structure may have a curvature such that the reflection layer on which the part of the sheath covering the upper side of the core layer is also curved is curved. In this way, parabolic trough-shaped or parabolic solar collectors can be assembled with the segments according to the invention.
  • the layers of the sheath, the at least one core of foamed material, the corrugations of the core structure, the cladding of the ribs and / or the reinforcing strips may be glued together, preferably with an epoxy resin adhesive or other resin-based adhesive such as polyester or polyvinyl resin.
  • an epoxy resin adhesive has the advantage that it combines in an advantageous manner with layers of the cladding consisting of fiber material and with the ribs of fiber material, in particular if the ribs of fiber material consist of a wood. In this way, an anchoring of the adhesive to the respective material is possible in an advantageous manner.
  • the layers of the sheath When using glass fiber or carbon fiber material for the layers of the sheath, this is impregnated with the epoxy resin adhesive in an advantageous manner, so that a structure of epoxy resin and glass fibers or carbon fibers is formed, which has a high stability.
  • the layers When bonding different layers of the casing of a segment or adjacent segments, the layers can be glued together with the aid of the epoxy resin adhesive in such a way that they can be considered almost as one piece.
  • the object underlying the invention is further achieved by a solar collector with a plurality of segments according to the invention.
  • the solar collector two adjacent segments are glued together over the longitudinal sides and a series of glued together segments by means of the flanges of the segments with a further series of opposite segments is connectable.
  • a solar collector can be produced in a simple manner and transported to a site by a number of adjacent segments can already be glued together in the factory and must be connected on site only with another series of segments according to the invention.
  • the solar collectors formed from the segments according to the invention are very light and therefore transportable in an advantageous manner.
  • the solar collectors have a high torsional rigidity and have a self-supporting structure.
  • a U-profile which surrounds the flanges.
  • the U-profile can for example consist of several layers of fiber material, which are preferably glued together with epoxy resin adhesive. It has been found that the use of a U-profile, a particularly high torsional stiffness of the solar collector can be achieved.
  • the solar collector according to the invention may for example consist of 24 segments according to the invention.
  • a truss structure is arranged to increase the torsional rigidity, wherein the truss structure is preferably fastened via fastening devices which are glued between two adjacent segments on the underside of the solar collector.
  • the truss structure can be connected, for example, with a support structure of an absorber. It is also possible that the truss structure of the solar collector, preferably connected to a mounting plate of a solar collector support. In this way it can be ensured that a particularly high stability of the truss structure is possible.
  • the invention will be explained in more detail with reference to the following figures. Show it:
  • FIG. 1 is a schematic representation of a segment of a solar collector according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the segment shown in FIG. 1; FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged schematic sectional view of a segment according to the invention.
  • Fig. 5 is a schematic sectional view of an inventive
  • Fig. 6 is a schematic perspective view of a solar collector according to the invention.
  • FIG. 1 an inventive segment 1 of a solar collector is shown schematically.
  • the segment 1 has an upper side 2, a lower side 4 and a circumferential end face 6, which comprises two longitudinal sides 8. At least the upper side 2 of the segment is curved, wherein on the upper side a reflection layer 14 is applied, which can reflect incident sunlight.
  • a plurality of segments 1 according to the invention can be connected to a series of segments 1 by these are glued together, for example, over the longitudinal sides 8.
  • FIG. 2 the segment 1 according to the invention shown in Fig. 1 is shown schematically in section.
  • the segment 1 has a core structure 20, which is enveloped by a sheath 22.
  • the core structure 20 consists of two cores 24 of foamed material and ribs 26 of a fiber material.
  • the ribs 26 may be made of wood or a wood-like material, for example.
  • the ribs 26 are made of Australian pine, since such a wood has a particularly high rigidity.
  • the ribs 26 each have a shell 28 made of a fiber material. Two of the ribs 26 are arranged on the longitudinal sides 8 of the segment 1, so that the ribs surround the cores 24 of foamed material. The third rib 26 with sheath 28 is disposed between the cores 24 of foamed material.
  • the sheath 28 of fibrous material increases the stability of the ribs 26.
  • the sheath 22, which wraps the core structure 20, may consist of one or more layers of fiber material.
  • the sheath 22 consists of a first sheath member 30 and a second sheath member 32, each consisting of a layer of fiber material.
  • the first jacket element 30 is arranged on the upper side 2 and covers the core structure 20 on the upper side 2, while the second jacket element 32 is arranged on the lower side 4 and covers the core structure 20 on the lower side 4.
  • the first jacket element 30 extends around the upper edges 10 formed between the longitudinal sides 8 and the upper side 2
  • the second jacket element 30 element 32 extends around the bottom edges 12 formed between the longitudinal sides 8 and the bottom 4.
  • the first jacket element 30 and the second jacket element 32 can consist of one or more layers of a fiber material.
  • Fig. 3 the area around the longitudinal side 8 of a segment 1 according to the invention is shown schematically in an enlarged sectional view.
  • the embodiment illustrated in FIG. 3 has essentially the same structure as the exemplary embodiment of a segment 1 according to the invention shown in FIG. 2.
  • the essential difference is that the first jacket element 30 consists of three layers 30 a - 30 c, while the second jacket element 32 consists of three layers 32a-32c.
  • the layers 30a-30c and 32a-32c each consist of fiber material, for example fiberglass material. These can be applied in the form of glass fiber mats.
  • the ribs 26 are glued to the shell 28 with the aid of an adhesive, preferably an epoxy resin adhesive.
  • the individual layers of the second jacket element 32 are also adhesively bonded by means of an adhesive, preferably an epoxy resin adhesive, and the core structure 20 is arranged on the second jacket element 32. If reinforcing strips 34 are to be used, they can be introduced before or after the arrangement of the core structure 20 and also glued.
  • the individual layers of the first jacket element 30 are applied and bonded.
  • a fiber material for the individual layers of the jacket elements 30 and 32 they are impregnated by the epoxy resin adhesive in an advantageous manner when using an epoxy resin adhesive, so that a very good bond between the individual layers is formed.
  • the cohesive connection between the individual layers is so good that the sheathing consisting of the individual layers can be regarded as one piece.
  • Unevenness or free space for example caused by the reinforcing strips 34, can be compensated or filled by the adhesive.
  • the two segments 1 according to the invention are glued together over the longitudinal side 8.
  • the segments 1 have substantially the same in Figs. 2 and 3 shown structure.
  • the sheath 22 of the segments 1 may consist of several layers of fiber material.
  • the adhesive preferably an epoxy resin adhesive
  • the cohesive connection through the bond is so good that the two shells 22 of the two segments 1 can be regarded as integral, as indicated in Fig. 4 by the dashed line.
  • a support structure is formed which has a double T-shape. In this way, a particularly high stability of a solar collector produced from a plurality of segments 1 is achieved, with an advantageous self-supporting structure of the solar collector being created on account of the bonded sheathing 22.
  • a solar collector of low weight and high stability can be provided with the segments according to the invention.
  • the segments of the invention may be reinforced by further layers of fibrous material which are applied in regions of high mechanical stress.
  • the flange may be reinforced by further layers.
  • a solar collector 100 according to the invention is shown schematically in section, wherein the internal structure of the cut segments 1 is not shown.
  • a solar collector 100 according to the invention is shown schematically in a perspective view. In the representation shown in FIG. 6, the solar collector 100 is shown in a strongly rotated position.
  • the solar collector 100 consists of a plurality of interconnected segments 1, wherein adjacent segments 1 are connected via the longitudinal sides 8 to a series of segments 1. With the help of the flanges 16 of the segments 1, two rows of segments 1 are connected to a parabolic trough. As can be seen from FIG. 6, a solar collector can consist of 24 segments 1. The flanges 16 are enclosed by an elongated U-profile 36, whereby the size of the flanges 16 can be kept small and the torsional rigidity of the solar collector 100 can be improved.
  • the U-profile 36 may consist of several layers of fiber material glued together. The two rows of segments 1 and the U-profile 36 can be screwed or glued together.
  • solar collector supports 38 are arranged, on which the solar collector is suspended rotatably via mounting plates 40. It can be provided that several solar collectors 100 are placed one behind the other in a row and connected to each other, so that a plurality of solar collectors 100 can be rotated via a common drive to align the solar panels on the sun.
  • a tubular absorber 42 is arranged, which is held by a support structure 44. In use, the medium to be heated flows through the absorber 42.
  • a truss structure 46 is arranged, which improves the torsional rigidity of the solar collector 100.
  • the truss structure 46 can be secured to the surface formed by the lower sides 4 of the segments 1, wherein the fastening device, for example glued between two adjacent segments and / or in the in FIGS. 5 and 6 ribs, not shown, can be screwed segments.
  • the truss structure is further connected to the U-profile 36 and the mounting plate 40.
  • the truss structure 46 is connected to the support structure 44 of the absorber 42.
  • the torsional rigidity is so high that occurs in a series of several solar panels 100 of 120 m in length during a rotary motion only a rotation of the solar collectors of 5 millirad.
  • the truss structure 46 is preferably made of a stable material, such as steel.
  • the segments according to the invention have the advantage that very light solar collectors can be produced with a self-supporting structure, which moreover have a very high torsional rigidity.
  • Several segments according to the invention can already be glued together in the factory to form a series of segments, so that they only have to be connected at the installation site to a further series of segments via the flanges. It has been found that up to 12 meters wide segments can be glued together in the factory, without causing transport problems.
  • the solar collectors according to the invention can have a length of up to 12 m and an aperture of 4.60 m.

Abstract

The invention relates to a segment (1) of a solar collector (100) having a top side (2), a bottom side (4), a circumferential end face (6) having at least one longitudinal side (8), wherein the longitudinal side (8) forms a top edge (10) with the top side (2) and forms a bottom edge (12) with the bottom side (4), and having a core structure (20), comprising at least one core (24) made of foamed material. The segment (1) of a solar collector (100) further has a shell (22) made of one or more layers of a fiber material, wherein the shell (22) at least partially covers the top side (2), the bottom side (4), and at least the longitudinal side (8) of the circumferential end face (6), wherein at least one layer of the shell (22) extends about the top side (10) and at least one layer of the shell (22) extends about the bottom side (12), and having a reflection layer (14) disposed on the top side (2).

Description

Segment eines Solarkollektors sowie Solarkollektoren  Segment of a solar collector as well as solar collectors
Die vorliegende Erfindung betrifft den Aufbau von Solarkollektoren sowie den Aufbau von Segmenten eines Solarkollektors. Solarkollektoren werden häufig in der Form von Parabolrinnenkonzentratoren in Kraftwerken oder zur Gewinnung von Prozesswärme eingesetzt. The present invention relates to the construction of solar collectors and the construction of segments of a solar collector. Solar collectors are often used in the form of parabolic trough concentrators in power plants or for the production of process heat.
Derartige Großanlagen können meist aus mehreren hintereinander angeordneten Solarkollektoren mit rinnenförmigen Reflektoren bestehen, die das Sonnenlicht auf einen rohrförmigen Absorber lenken. Um die Solarkollektoren entsprechend des Sonnenlichtes auszurichten, ist es bekannt, die rinnenförmigen Reflektoren um ihre Längsachse zu drehen. Um den vorrichtungstechnischen Aufwand zu verringern, werden dabei zumeist mehrere hintereinander angeordnete Reflektoren gleichzeitig über einen Antrieb gedreht. Such large systems can usually consist of a plurality of successively arranged solar collectors with channel-shaped reflectors, which direct the sunlight onto a tubular absorber. In order to align the solar collectors according to the sunlight, it is known to rotate the channel-shaped reflectors about its longitudinal axis. In order to reduce the device complexity, it is usually several consecutively arranged reflectors simultaneously rotated by a drive.
Da auf diese Weise Konstruktionen von bis zu 120 m Länge gedreht werden, müssen die rinnenförmigen Reflektoren eine hohe Torsionssteifigkeit aufweisen, damit es nur zu einer geringen Drehwinkelabweichung bei der Drehung der Reflektoren kommen kann. Since constructions of up to 120 m in length are rotated in this way, the channel-shaped reflectors must have a high torsional rigidity, so that only a small angular deviation can occur during the rotation of the reflectors.
Daher wurden in der Vergangenheit die Solarkollektoren häufig aus Stahlkonstruktionen mit darauf aufgesetzten Spiegeln hergestellt, was jedoch zu einem hohen Gewicht der Solarkollektoren führte. Ferner waren aufwändige Stützkonstruktionen notwendig und aufgrund des Gewichtes fielen hohe Transportkosten an. Häufig mussten die Reflektoren aus einzelnen Bauteilen vor Ort montiert werden, wodurch am Aufstellungsort ein hoher Montageaufwand entstand. Solarkollektoren in Leichtbauweise haben häufig den Nachteil einer mangelnden selbsttragenden Struktur, so dass eine Vielzahl von Stützen notwendig ist oder die Solarkollektoren nur recht klein ausgestaltet sein können. Therefore, in the past, the solar collectors were often made of steel structures with mirrors mounted thereon, but this led to a high weight of the solar collectors. Furthermore, elaborate support structures were necessary and due to the weight incurred high transport costs. Frequently, the reflectors had to be assembled from individual components on site, resulting in a high installation effort at the site. Light weight solar collectors often have the disadvantage of a lack of self-supporting structure, so that a large number of supports is necessary or the solar collectors can only be made quite small.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Segment eines Solarkollektors bereitzustellen, der einen Solarkollektor mit einem leichten Aufbau, einer hohen Torsionssteifigkeit und einer selbsttragenden Struktur ermöglicht, wobei gleichzeitig der Montageaufwand am Aufstellungsort gering gehalten werden soll. It is therefore an object of the present invention to provide a segment of a solar collector, which allows a solar collector with a lightweight construction, a high torsional stiffness and a self-supporting structure, at the same time the assembly effort at the site should be kept low.
Es ist femer die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Solarkollektor von leichtem Aufbau mit selbsttragender Struktur bereitzustellen. It is also the object of the present invention to provide a solar collector of lightweight construction with self-supporting structure.
Die Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 und 14 gelöst. The object is solved by the claims 1 and 14.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Segment eines Solarkollektors eine Oberseite, eine Unterseite und eine umlaufende Stirnfläche mit mindestens einer Längsseite aufweist, wobei die Längsseite mit der Oberseite eine Oberkante und mit der Unterseite eine Unterkante bildet. Das Segment weist ferner eine Kernstruktur mit mindestens einem Kern aus geschäumten Material auf. An der Kernstruktur ist eine Ummantelung angeordnet, die aus einer oder mehreren Schichten aus Fasermaterial besteht, wobei die Ummantelung die Oberseite, die Unterseite und zumindest die Längsseite der umlaufenden Stirnfläche zumindest teilweise bedeckt und wobei sich mindestens eine Schicht der Ummantelung um die Oberkante und mindestens eine Schicht der Ummantelung um die Unterkante erstreckt. Das Segment weist ferner eine Reflektions- schicht auf, die auf der Oberseite angeordnet ist. According to the invention, a segment of a solar collector has an upper side, a lower side and a circumferential end face with at least one longitudinal side, wherein the longitudinal side forms an upper edge with the upper side and a lower edge with the lower side. The segment further comprises a core structure having at least one core of foamed material. At the core structure, a sheath is arranged, which consists of one or more layers of fiber material, wherein the sheath at least partially covers the top, the bottom and at least the longitudinal side of the circumferential end face and wherein at least one layer of the sheath around the top edge and at least one Layer of the sheath extends around the lower edge. The segment also has a reflective layer which is arranged on the upper side.
Durch die Verwendung einer Kernstruktur mit mindestens einem Kern aus geschäumtem Material ist eine besonders leichte Bauweise des Segmentes und somit eines Solarkollektors möglich. Die Ummantelung aus einer oder mehreren Schichten aus Fasermaterial bewirkt dabei, dass das Segment eine ausreichende Stabilität besitzt. Mit Hilfe der Längsseite lassen sich zwei benachbarte Segmente miteinander verbinden, wobei die Ummantelung eines Segmentes, die sich um die Oberkante und die Unterkante erstreckt, mit der Ummantelung des benachbarten Segmentes, die sich um die Oberkante und die Unterkante erstreckt, eine Art Profilträger in Form eines Doppel-T bildet. By using a core structure with at least one core of foamed material, a particularly lightweight design of the segment and thus of a solar collector is possible. The sheath of one or more layers of fiber material causes the segment to have sufficient stability. With the help of the longitudinal side, two adjacent segments can be connected to each other, wherein the sheath of a segment which extends around the upper edge and the lower edge, with the sheath of the adjacent segment which extends around the upper edge and the lower edge, in the form of a profile carrier a double-T forms.
Auf diese Weise wird eine besonders hohe strukturelle Festigkeit eines aus den erfindungsgemäßen Segmenten bestehenden Solarkollektors erreicht. Dieser Effekt wird insbesondere dadurch verstärkt, wenn zwei benachbarte Segmente miteinander verklebt sind, da die beiden ebenfalls verklebten Ummantelungen der benachbarten Segmente somit stoffschlüssig verbunden werden und eine besonders feste Struktur bilden. Durch die Verwendung von Fasermaterial als Ummantelung entsteht durch das Verkleben der benachbarten Segmente eine Tragstruktur aus dem Fasermaterial, die als nahezu einstückig angesehen werden kann, da das Fasermaterial von dem Klebstoff durchtränkt werden kann. Somit können aus den erfindungsgemäßen Segmenten Solarkollektoren mit einer selbsttragenden Struktur erschaffen werden, wodurch die Solarkollektoren eine große Länge aufweisen können, ohne dass zusätzliche Stützen notwendig sind. In this way, a particularly high structural strength of a solar collector consisting of the segments according to the invention is achieved. This effect is particularly enhanced if two adjacent segments are glued together, since the two likewise bonded cladding of the adjacent segments are thus materially connected and form a particularly strong structure. By the use of fiber material as a sheath by bonding the adjacent segments creates a support structure of the fiber material, which can be considered as nearly integral, since the fiber material can be impregnated by the adhesive. Thus, from the segments according to the invention solar collectors can be created with a self-supporting structure, whereby the solar panels can have a large length, without additional supports are necessary.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Ummantelung zumindest aus einem ersten Mantelelement aus einem Fasermaterial, das an der Oberseite angeordnet ist und die Kernstruktur an der Oberseite bedeckt und einem zweiten Mantelelement aus einem Fasermaterial, das an der Unterseite angeordnet ist und die Kernstruktur an der Unterseite bedeckt, besteht. In a preferred embodiment it is provided that the sheath at least from a first sheath element of a fiber material which is arranged at the top and the core structure covered at the top and a second sheath element made of a fiber material which is arranged on the underside and the core structure the underside is covered.
Auf diese Weise ist das Herstellen einer Ummantelung der Kernstruktur auf einfache Art und Weise möglich. In this way, the production of a sheathing of the core structure in a simple manner possible.
Dabei kann vorgesehen sein, dass sich das erste Mantelelement um die Oberkante erstreckt und/oder sich das zweite Mantelelement um die Unterkante erstreckt. Bei einem erfindungsgemäßen Segment, das zwei oder mehrere Längsseiten der umlaufenden Stirnfläche aufweist, über die das Segment mit anderen Segmenten verbindbar ist, kann vorgesehen sein, dass sich das Mantelelement um die Oberkanten aller Längsseiten erstreckt, während sich das zweite Mantelelement um die Unterkanten aller Längsseiten erstreckt. Durch das Vorsehen eines ersten und eines zweiten Mantelelementes ist das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Ummantelung der Kernstruktur auf eine einfache Art und Weise möglich, wobei gleichzeitig gewährleistet wird, dass die gewünschte Erstreckung der Ummantelung um die Oberkante und um die Unterkante in vorteilhafter Weise gewährleistet ist. It can be provided that the first jacket element extends around the upper edge and / or the second jacket element extends around the lower edge. In a segment according to the invention, which has two or more longitudinal sides of the circumferential end face over which the segment with can be connected to other segments, it can be provided that the jacket element extends around the upper edges of all longitudinal sides, while the second jacket element extends around the lower edges of all longitudinal sides. By providing a first and a second jacket element providing the sheath of the core structure according to the invention is possible in a simple manner, while ensuring that the desired extent of the sheath around the upper edge and around the lower edge is ensured in an advantageous manner.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Ummantelung ein drittes Mantelelement aus einem Fasermaterial aufweist, das an der mindestens einen Längsseite angeordnet ist und die Kernstruktur an der Längsseite bedeckt, wobei sich das dritte Mantelelement um die Oberkante und/oder die Unterkante erstreckt. Das erste, das zweite und/oder das dritte Mantelelement können jeweils aus mindestens einer Schicht aus Fasermaterial, vorzugsweise aus mindestens zwei Schichten aus Fasermaterial, besonders vorzugsweise aus drei Schichten aus Fasermaterial, bestehen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Schichten der Ummantelung aus Glasfaser- oder Kohlefasermaterial bestehen und unidirektionale oder multiaxiale Fasern aufweisen. Additionally or alternatively, it may be provided that the sheath comprises a third sheath element made of a fiber material which is arranged on the at least one longitudinal side and covers the core structure on the longitudinal side, wherein the third sheath element extends around the upper edge and / or the lower edge. The first, the second and / or the third jacket element can each consist of at least one layer of fiber material, preferably of at least two layers of fiber material, particularly preferably of three layers of fiber material. In particular, it is provided that the layers of the sheath made of glass fiber or carbon fiber material and have unidirectional or multi-axial fibers.
Auf diese Weise ist der gewünschte Verstärkungseffekt der Ummantelung in vorteilhafter Weise erreichbar. Durch die Verwendung der Schichten aus unidi- rektionalen oder multiaxialen Fasern kann eine hohe Bruchfestigkeit und Torsi- onssteifigkeit der Segmente erreicht werden, wobei gleichzeitig ermöglicht wird, dass ein aus den erfindungsgemäßen Segmenten zusammengesetzter Solarkollektor eine besonders vorteilhafte selbsttragende Struktur aufweist. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, wenn für verschiedene Schichten der Ummantelung Materialien mit unterschiedlichen Faserrichtungen verwendet werden, da je nach Belastungsrichtung der Segmente die Faserrichtung gewählt sein kann. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass um die Oberkante, die Unterkante und/oder um die zwischen den umlaufenden Stirnflächen und der Oberseite und der Unterseite gebildeten weiteren Kanten Verstärkungsstreifen aus einem Fasermaterial angeordnet sind, um die Oberkante, die Unterkante und die weitere Kante der Kernstruktur zu verstärken. In this way, the desired reinforcing effect of the sheath can be achieved in an advantageous manner. By using the layers of unidirectional or multiaxial fibers, a high breaking strength and torsional rigidity of the segments can be achieved, while at the same time allowing a solar collector composed of the segments according to the invention to have a particularly advantageous self-supporting structure. This can be achieved in particular if materials with different fiber directions are used for different layers of the cladding, since the fiber direction can be selected depending on the loading direction of the segments. In a preferred embodiment it is provided that reinforcing strips of a fiber material are arranged around the upper edge, the lower edge and / or around the further edges formed between the circumferential end faces and the upper side and the lower side, around the upper edge, the lower edge and the further edge of the Reinforce core structure.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kernstruktur mindestens eine Rippe aus einem Fasermaterial, vorzugsweise Holz, aufweist, wobei vorzugsweise die Rippe parallel zu der mindestens einen Längsseite angeordnet ist. Eine derartige Rippe verstärkt die Stabilität der Kern struktur. In a particularly preferred embodiment it is provided that the core structure has at least one rib of a fiber material, preferably wood, wherein preferably the rib is arranged parallel to the at least one longitudinal side. Such a rib reinforces the stability of the core structure.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kernstruktur aus zwei Kernen aus geschäumtem Material und drei Rippen aus Fasermaterial besteht, wobei die Rippen und die Kerne aus geschäumtem Material alternierend angeordnet sind. Mit anderen Worten: Die Kernstruktur besteht aus zwei Kernen aus geschäumtem Material, die von zwei Rippen eingefasst sind, wobei eine weitere Rippe zwischen den Kernen aus geschäumtem Material angeordnet ist. Die beiden äußeren Rippen sind dabei jeweils an einer der Längsseiten angeordnet. Ein derartiger Aufbau hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. It can be provided that the core structure consists of two cores of foamed material and three ribs of fiber material, wherein the ribs and the cores of foamed material are arranged alternately. In other words, the core structure consists of two cores of foamed material, which are bordered by two ribs, with another rib between the cores of foamed material is arranged. The two outer ribs are each arranged on one of the longitudinal sides. Such a structure has proved to be particularly advantageous.
Es kann vorgesehen sein, dass jede Rippe eine Hülle aus einem Fasermaterial aufweist, wodurch eine sehr hohe Stabilität der Rippen ermöglicht wird. It can be provided that each rib has a sheath made of a fiber material, whereby a very high stability of the ribs is made possible.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass an die Längsseite angrenzend ein Flansch zur Befestigung des Segmentes mit einem gegenüberliegenden Segment angeordnet ist. Bei der Montage eines Solarkollektors aus erfindungsgemäßen Segmenten haben sich Flansche an den Segmenten zur Befestigung gegenüberliegender Segmente als besonders vorteilhaft erwiesen. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere über die Längsseiten der Segmente in einer Reihe befestigter Segmente mit einer weiteren Reihe von Segmenten über die Flansche aneinander zu befestigen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Flansche Teil der Gesamtstruktur des Segmentes und somit von der Kernstruktur und der Ummantelung gebildet sind. Die Oberseite der Kernstruktur kann eine Krümmung aufweisen, so dass die Reflektionsschicht, auf der der die Oberseite der Kernschicht bedeckende Teil der Ummantelung angeordnet ist, ebenfalls gekrümmt ist. Auf diese Weise können mit den erfindungsgemäßen Segmenten parabolrinnenförmige oder parabolförmige Solarkollektoren zusammengesetzt werden. In one embodiment of the invention, it is provided that a flange for attachment of the segment is arranged with an opposite segment adjacent to the longitudinal side. When mounting a solar collector of segments according to the invention, flanges on the segments for fixing opposite segments have proven to be particularly advantageous. In this way it is possible to fasten a plurality of segments fastened over the longitudinal sides of the segments in a row to one another with a further series of segments via the flanges. It can be provided that the flanges are part of the overall structure of the segment and thus formed by the core structure and the sheath. The upper side of the core structure may have a curvature such that the reflection layer on which the part of the sheath covering the upper side of the core layer is also curved is curved. In this way, parabolic trough-shaped or parabolic solar collectors can be assembled with the segments according to the invention.
Die Schichten der Ummantelung, der mindestens eine Kern aus geschäumtem Material, die Rippen der Kernstruktur, die Umhüllung der Rippen und/oder die Verstärkungsstreifen können miteinander verklebt sein, vorzugsweise mit einem Epoxidharzklebstoff oder eines anderen Klebstoffs auf Harzbasis, wie beispielsweise Polyester- oder Polyvinylharz. Die Verklebung der einzelnen Teile eines erfindungsgemäßen Segmentes miteinander hat den Vorteil, dass eine besonders feste Verbindung zwischen den einzelnen Bestandteilen möglich ist. Die Verwendung von einem Epoxidharzklebstoff hat den Vorteil, dass sich dieser in vorteilhafter Weise mit aus Fasermaterial bestehenden Schichten der Ummantelung und mit den Rippen aus Fasermaterial verbindet, insbesondere wenn die Rippen aus Fasermaterial aus einem Holz bestehen. Auf diese Weise ist eine Verankerung des Klebstoffes an dem jeweiligen Material in vorteilhafter Weise möglich. Bei der Verwendung von Glasfaser- oder Kohlefasermaterial für die Schichten der Ummantelung wird dieses in vorteilhafter Weise mit dem Epoxidharzklebstoff durchtränkt, so dass eine Struktur aus Epoxidharz und Glasfasern oder Kohlefasern entsteht, die eine hohe Stabilität aufweist. Bei der Verklebung unterschiedlicher Schichten der Ummantelung eines Segmentes oder benachbarter Segmente können mit Hilfe des Epoxidharzklebstoffes die Schichten derart miteinander verklebt werden, dass sie nahezu als einstückig angesehen werden können. The layers of the sheath, the at least one core of foamed material, the corrugations of the core structure, the cladding of the ribs and / or the reinforcing strips may be glued together, preferably with an epoxy resin adhesive or other resin-based adhesive such as polyester or polyvinyl resin. The bonding of the individual parts of a segment according to the invention with each other has the advantage that a particularly strong connection between the individual components is possible. The use of an epoxy resin adhesive has the advantage that it combines in an advantageous manner with layers of the cladding consisting of fiber material and with the ribs of fiber material, in particular if the ribs of fiber material consist of a wood. In this way, an anchoring of the adhesive to the respective material is possible in an advantageous manner. When using glass fiber or carbon fiber material for the layers of the sheath, this is impregnated with the epoxy resin adhesive in an advantageous manner, so that a structure of epoxy resin and glass fibers or carbon fibers is formed, which has a high stability. When bonding different layers of the casing of a segment or adjacent segments, the layers can be glued together with the aid of the epoxy resin adhesive in such a way that they can be considered almost as one piece.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird ferner durch einen Solarkollektor mit mehreren erfindungsgemäßen Segmenten gelöst. The object underlying the invention is further achieved by a solar collector with a plurality of segments according to the invention.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass bei dem Solarkollektor zwei benachbarte Segmente über die Längsseiten miteinander verklebt sind und eine Reihe von miteinander verklebten Segmenten mit Hilfe der Flansche der Segmente mit einer weiteren Reihe von gegenüberliegenden Segmenten verbindbar ist. Ein derartiger Solarkollektor ist auf eine einfache Art und Weise herstellbar und an einen Aufstellungsort transportierbar, indem eine Reihe benachbarter Segmente bereits im Werk miteinander verklebt werden können und vor Ort lediglich mit einer weiteren Reihe von erfindungsgemäßen Segmenten verbunden werden müssen. Preferably, it is provided that in the solar collector two adjacent segments are glued together over the longitudinal sides and a series of glued together segments by means of the flanges of the segments with a further series of opposite segments is connectable. Such a solar collector can be produced in a simple manner and transported to a site by a number of adjacent segments can already be glued together in the factory and must be connected on site only with another series of segments according to the invention.
Die aus den erfindungsgemäßen Segmenten gebildeten Solarkollektoren sind sehr leicht und daher in vorteilhafter Weise transportierbar. Darüber hinaus weisen die Solarkollektoren eine hohe Torsionssteifigkeit auf und besitzen eine selbstragende Struktur. The solar collectors formed from the segments according to the invention are very light and therefore transportable in an advantageous manner. In addition, the solar collectors have a high torsional rigidity and have a self-supporting structure.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zwei Reihen von benachbarten Segmenten über die Flansche miteinander verbunden sind, wobei ein U-Profil vorgesehen ist, das die Flansche umschließt. Das U-Profil kann beispielsweise aus mehreren Schichten aus Fasermaterial bestehen, die vorzugsweise mit Epoxidharzklebstoff miteinander verklebt sind. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung eines U-Profils eine besonders hohe Torsionssteifigkeit des Solarkollektors erreicht werden kann. Der erfindungsgemäße Solarkollektor kann beispielsweise aus 24 erfindungsgemäßen Segmenten bestehen. In a particularly preferred embodiment it is provided that two rows of adjacent segments are connected to each other via the flanges, wherein a U-profile is provided, which surrounds the flanges. The U-profile can for example consist of several layers of fiber material, which are preferably glued together with epoxy resin adhesive. It has been found that the use of a U-profile, a particularly high torsional stiffness of the solar collector can be achieved. The solar collector according to the invention may for example consist of 24 segments according to the invention.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass an der durch die Unterseite der Segmente gebildeten Fläche eine Fachwerkkonstruktion zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit angeordnet ist, wobei die Fachwerkkonstruktion vorzugsweise über Befestigungsvorrichtungen, die zwischen zwei benachbarten Segmenten eingeklebt sind, auf der Unterseite des Solarkollektors befestigt ist. In one embodiment of the invention it is provided that on the surface formed by the underside of the segments a truss structure is arranged to increase the torsional rigidity, wherein the truss structure is preferably fastened via fastening devices which are glued between two adjacent segments on the underside of the solar collector.
Die Fachwerkkonstruktion kann dabei beispielsweise mit einer Stützstruktur eines Absorbers verbunden sein. Auch ist es möglich, dass die Fachwerkkonstruktion des Solarkollektors, vorzugsweise mit einem Befestigungsblech einer Solarkollektorstütze verbunden ist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass eine besonders hohe Stabilität der Fachwerkkonstruktion möglich ist. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: The truss structure can be connected, for example, with a support structure of an absorber. It is also possible that the truss structure of the solar collector, preferably connected to a mounting plate of a solar collector support. In this way it can be ensured that a particularly high stability of the truss structure is possible. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the following figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Segmentes eines Solarkollektors, 1 is a schematic representation of a segment of a solar collector according to the invention,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Segmentes, FIG. 2 is a schematic sectional view of the segment shown in FIG. 1; FIG.
Fig. 3 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Segmentes, 3 is an enlarged schematic sectional view of a segment according to the invention,
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung zweier benachbarter erfindungsgemäßer Segmente, 4 is a schematic sectional view of two adjacent segments according to the invention,
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Fig. 5 is a schematic sectional view of an inventive
Solarkollektors und  Solar collector and
Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Solarkollektors. Fig. 6 is a schematic perspective view of a solar collector according to the invention.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Segment 1 eines Solarkollektors schematisch dargestellt. Das Segment 1 weist eine Oberseite 2, eine Unterseite 4 und eine umlaufende Stirnfläche 6 auf, die zwei Längsseiten 8 umfasst. Die Längsseiten 8 bilden mit der Oberseite 2 jeweils eine Oberkante 10 und mit der Unterseite 4 jeweils eine Unterkante 12. Zumindest die Oberseite 2 des Segmentes ist gekrümmt, wobei auf der Oberseite eine Reflektionsschicht 14 aufgebracht ist, die einfallendes Sonnenlicht reflektieren kann. In Fig. 1, an inventive segment 1 of a solar collector is shown schematically. The segment 1 has an upper side 2, a lower side 4 and a circumferential end face 6, which comprises two longitudinal sides 8. At least the upper side 2 of the segment is curved, wherein on the upper side a reflection layer 14 is applied, which can reflect incident sunlight.
Über die Längsseiten 8 können mehrere erfindungsgemäße Segmente 1 zu einer Reihe von Segmenten 1 verbunden werden, indem diese beispielsweise über die Längsseiten 8 miteinander verklebt werden. Angrenzend an die Längsseiten 8 weist das erfindungsgemäße Segment 1 einen Flansch 16 auf, über den das erfindungsgemäße Segment 1 mit einem baugleichen gegenüberliegenden Segment verbindbar ist. About the longitudinal sides 8 a plurality of segments 1 according to the invention can be connected to a series of segments 1 by these are glued together, for example, over the longitudinal sides 8. Adjacent to the longitudinal sides 8, the segment 1 according to the invention has a flange 16, via which the segment 1 according to the invention can be connected to a structurally identical opposite segment.
In Fig. 2 ist das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Segment 1 schematisch im Schnitt dargestellt. Das Segment 1 weist eine Kernstruktur 20 auf, die von einer Ummantelung 22 umhüllt ist. In Fig. 2, the segment 1 according to the invention shown in Fig. 1 is shown schematically in section. The segment 1 has a core structure 20, which is enveloped by a sheath 22.
Die Kernstruktur 20 besteht aus zwei Kernen 24 aus geschäumtem Material sowie Rippen 26 aus einem Fasermaterial. Die Rippen 26 können beispielsweise aus Holz oder einem holzartigen Material hergestellt sein. Vorzugsweise sind die Rippen 26 aus australischer Pinie hergestellt, da ein derartiges Holz eine besonders hohe Steifigkeit aufweist. The core structure 20 consists of two cores 24 of foamed material and ribs 26 of a fiber material. The ribs 26 may be made of wood or a wood-like material, for example. Preferably, the ribs 26 are made of Australian pine, since such a wood has a particularly high rigidity.
Die Rippen 26 weisen jeweils eine Hülle 28 aus einem Fasermaterial auf. Zwei der Rippen 26 sind an den Längsseiten 8 des Segmentes 1 angeordnet, so dass die Rippen die Kerne 24 aus geschäumtem Material einfassen. Die dritte Rippe 26 mit Hülle 28 ist zwischen den Kernen 24 aus geschäumtem Material angeordnet. The ribs 26 each have a shell 28 made of a fiber material. Two of the ribs 26 are arranged on the longitudinal sides 8 of the segment 1, so that the ribs surround the cores 24 of foamed material. The third rib 26 with sheath 28 is disposed between the cores 24 of foamed material.
Die Hülle 28 aus Fasermaterial erhöht die Stabilität der Rippen 26. The sheath 28 of fibrous material increases the stability of the ribs 26.
Die Ummantelung 22, die die Kernstruktur 20 einhüllt, kann aus einer oder mehreren Schichten aus Fasermaterial bestehen. The sheath 22, which wraps the core structure 20, may consist of one or more layers of fiber material.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Ummantelung 22 aus einem ersten Mantelelement 30 und einem zweiten Mantelelement 32, die jeweils aus einer Schicht aus Fasermaterial bestehen. Das erste Mantelelement 30 ist an der Oberseite 2 angeordnet und bedeckt die Kernstruktur 20 an der Oberseite 2, während das zweite Mantelelement 32 an der Unterseite 4 angeordnet ist und die Kernstruktur 20 an der Unterseite 4 bedeckt. Dabei erstreckt sich das erste Mantelelement 30 um die zwischen den Längsseiten 8 und der Oberseite 2 gebildeten Oberkanten 10, während das zweite Mantel- element 32 um die zwischen den Längsseiten 8 und der Unterseite 4 gebildeten Unterkanten 12 erstreckt. Dabei kann das erste Mantelelement 30 und das zweite Mantelelement 32 aus einer oder mehreren Schichten eines Fasermate- rials bestehen. In the embodiment shown in Fig. 2, the sheath 22 consists of a first sheath member 30 and a second sheath member 32, each consisting of a layer of fiber material. The first jacket element 30 is arranged on the upper side 2 and covers the core structure 20 on the upper side 2, while the second jacket element 32 is arranged on the lower side 4 and covers the core structure 20 on the lower side 4. In this case, the first jacket element 30 extends around the upper edges 10 formed between the longitudinal sides 8 and the upper side 2, while the second jacket element 30 element 32 extends around the bottom edges 12 formed between the longitudinal sides 8 and the bottom 4. In this case, the first jacket element 30 and the second jacket element 32 can consist of one or more layers of a fiber material.
Dadurch, dass sich das erste Mantelelement 30 und das zweite Mantelelement 32 um die Oberkante 10 und die Unterkante 12 erstrecken, wird bei dem Verkleben eines erfindungsgemäßen Segmentes 1 mit einem weiteren erfindungsgemäßen Element 1 über die jeweiligen Längsseiten 8 eine stabile Struktur aus den jeweiligen Ummantelungen 22 der erfindungsgemäßen Segmente 1 gebildet. Auf diese Weise können Solarkollektoren mit einer selbsttragenden Struktur geschaffen werden, die darüber hinaus eine hohe Torsionssteifigkeit und Bruchfestigkeit besitzen. As a result of the fact that the first jacket element 30 and the second jacket element 32 extend around the upper edge 10 and the lower edge 12, a stable structure of the respective sheaths 22 is produced in the bonding of a segment 1 according to the invention with a further element 1 according to the invention via the respective longitudinal sides 8 formed the segments 1 according to the invention. In this way, solar collectors can be created with a self-supporting structure, which also have a high torsional stiffness and breaking strength.
Auf der Oberseite 2 des erfindungsgemäßen Segmentes 1 ist eine On the upper side 2 of the segment 1 according to the invention is a
Reflektionsschicht angeordnet, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist. Reflective layer arranged, which is not shown in Fig. 2.
In Fig. 3 ist der Bereich um die Längsseite 8 eines erfindungsgemäßen Segmentes 1 schematisch in vergrößerter Schnittdarstellung gezeigt. In Fig. 3 the area around the longitudinal side 8 of a segment 1 according to the invention is shown schematically in an enlarged sectional view.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist im Wesentlichen die gleiche Struktur auf wie das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Segmentes 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass das erste Mantelelement 30 aus drei Schichten 30a-30c besteht, während das zweite Mantelelement 32 aus drei Schichten 32a-32c besteht. Die Schichten 30a-30c bzw. 32a-32c bestehen jeweils aus Fasermaterial, beispielsweise aus Glasfasermaterial. Diese können in Form von Glasfasermatten aufgebracht werden. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die der Kernstruktur 20 zugewandten Schichten 30c und 32c aus einem Glasfasermaterial mit multiaxial ausgerichteten Fasern besteht, während die äußeren Schichten The embodiment illustrated in FIG. 3 has essentially the same structure as the exemplary embodiment of a segment 1 according to the invention shown in FIG. 2. The essential difference is that the first jacket element 30 consists of three layers 30 a - 30 c, while the second jacket element 32 consists of three layers 32a-32c. The layers 30a-30c and 32a-32c each consist of fiber material, for example fiberglass material. These can be applied in the form of glass fiber mats. In this case, provision may be made, for example, for the layers 30c and 32c facing the core structure 20 to consist of a glass fiber material with multiaxially oriented fibers, while the outer layers
30a, 30b, 32a, 32b aus einem Glasfasermaterial mit unidirektionaler Faserrichtung bestehen. Darüber hinaus sind Verstärkungsstreifen 34 vorgesehen, die an der Oberkante 10 und der Unterkante 12 angeordnet sind und die Kanten der Kernstruktur 20 verstärken. Die Verstärkungsstreifen 34 können ebenfalls aus einem Fasermaterial bestehen. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Segmentes 1 werden zunächst die Rippen 26 mit Hilfe eines Klebstoffes, vorzugsweise eines Epoxidharzklebstoffes, mit der Hülle 28 verklebt. Die einzelnen Schichten des zweiten Mantelelementes 32 werden ebenfalls mit Hilfe eines Klebstoffes, vorzugsweise eines Epoxidharzklebstoffes, verklebt und die Kernstruktur 20 wird auf dem zweiten Mantelelement 32 angeordnet. Falls Verstärkungsstreifen 34 verwendet werden sollen, können diese vor oder nach der Anordnung der Kernstruktur 20 eingebracht und ebenfalls verklebt werden. Anschließend werden die einzelnen Schichten des ersten Mantelelementes 30 aufgebracht und verklebt. Durch die Verwendung eines Fasermaterials für die einzelnen Schichten der Mantelelemente 30 und 32 werden diese bei der Verwendung eines Epoxidharzklebstoffes in vorteilhafter Weise von dem Epoxidharzklebstoff durchtränkt, so dass eine sehr gute Verbindung zwischen den einzelnen Schichten entsteht. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Schichten ist dabei so gut, dass die aus den einzelnen Schichten bestehende Ummantelung als einstückig angesehen werden kann. 30a, 30b, 32a, 32b consist of a fiberglass material with unidirectional fiber direction. In addition, reinforcing strips 34 are provided, which are arranged on the upper edge 10 and the lower edge 12 and reinforce the edges of the core structure 20. The reinforcing strips 34 may also be made of a fibrous material. In the production of the segment 1 according to the invention, first the ribs 26 are glued to the shell 28 with the aid of an adhesive, preferably an epoxy resin adhesive. The individual layers of the second jacket element 32 are also adhesively bonded by means of an adhesive, preferably an epoxy resin adhesive, and the core structure 20 is arranged on the second jacket element 32. If reinforcing strips 34 are to be used, they can be introduced before or after the arrangement of the core structure 20 and also glued. Subsequently, the individual layers of the first jacket element 30 are applied and bonded. By using a fiber material for the individual layers of the jacket elements 30 and 32, they are impregnated by the epoxy resin adhesive in an advantageous manner when using an epoxy resin adhesive, so that a very good bond between the individual layers is formed. The cohesive connection between the individual layers is so good that the sheathing consisting of the individual layers can be regarded as one piece.
Unebenheiten oder Freiräume, die beispielsweise durch die Verstärkungsstreifen 34 entstehen, können durch den Klebstoff ausgeglichen oder ausgefüllt werden. Unevenness or free space, for example caused by the reinforcing strips 34, can be compensated or filled by the adhesive.
In Fig. 4 sind zwei miteinander verklebte erfindungsgemäße Segmente 1 schematisch im Schnitt dargestellt. In Fig. 4, two segments 1 of the invention glued together are shown schematically in section.
Die beiden erfindungsgemäßen Segmente 1 sind über die Längsseite 8 miteinander verklebt. Die Segmente 1 weisen im Wesentlichen die in den Fign. 2 und 3 dargestellte Struktur auf. Die Ummantelung 22 der Segmente 1 kann aus mehreren Schichten aus Fasermaterial bestehen. Durch die Verklebung der Segmente 1 an der Längsseite 8 wird das Fasermaterial der Ummantelung 22 von dem Klebstoff, vorzugsweise einem Epoxidharzklebstoff, durchtränkt, so dass eine sehr gute Bindung zwischen den Ummantelungen 22 der einzelnen Segmente 1 entsteht. Die stoffschlüssige Verbindung durch die Verklebung ist dabei so gut, dass die beiden Ummantelungen 22 der beiden Segmente 1 als einstückig angesehen werden können, wie in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Auf diese Weise entsteht aus den Ummantelungen 22 der miteinander verklebten Segmente 1 eine Stützstruktur, die eine Doppel-T-Form aufweist. Auf diese Weise wird eine besonders hohe Stabilität eines aus mehreren Segmenten 1 hergestellten Solarkollektors erreicht, wobei aufgrund der verklebten Umman- telung 22 eine vorteilhafte selbstragende Struktur des Solarkollektors entsteht. The two segments 1 according to the invention are glued together over the longitudinal side 8. The segments 1 have substantially the same in Figs. 2 and 3 shown structure. The sheath 22 of the segments 1 may consist of several layers of fiber material. As a result of the bonding of the segments 1 to the longitudinal side 8, the fiber material of the sheath 22 is impregnated by the adhesive, preferably an epoxy resin adhesive, so that a very good bond is produced between the sheaths 22 of the individual segments 1. The cohesive connection through the bond is so good that the two shells 22 of the two segments 1 can be regarded as integral, as indicated in Fig. 4 by the dashed line. In this way, from the casings 22 of the segments 1 glued together, a support structure is formed which has a double T-shape. In this way, a particularly high stability of a solar collector produced from a plurality of segments 1 is achieved, with an advantageous self-supporting structure of the solar collector being created on account of the bonded sheathing 22.
Aufgrund der verwendeten Materialien für die erfindungsgemäßen Segmente kann ein Solarkollektor von geringem Gewicht und hoher Stabilität mit den erfindungsgemäßen Segmenten geschaffen werden. Due to the materials used for the segments according to the invention, a solar collector of low weight and high stability can be provided with the segments according to the invention.
Die erfindungsgemäßen Segmente können durch weitere Schichten von Fasermaterial verstärkt sein, die in Bereichen von großer mechanischer Belastung angebracht sind. Beispielsweise kann der Flansch durch weitere Schichten verstärkt sein. The segments of the invention may be reinforced by further layers of fibrous material which are applied in regions of high mechanical stress. For example, the flange may be reinforced by further layers.
In Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßer Solarkollektor 100 schematisch im Schnitt dargestellt, wobei die innere Struktur der geschnittenen Segmente 1 nicht gezeigt ist. In Fig. 6 ist ein erfindungsgemäßer Solarkollektor 100 schematisch in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. In der in Fig. 6 gezeigten Darstellung ist dabei der Solarkollektor 100 in einer stark gedrehten Stellung gezeigt. In Fig. 5, a solar collector 100 according to the invention is shown schematically in section, wherein the internal structure of the cut segments 1 is not shown. 6, a solar collector 100 according to the invention is shown schematically in a perspective view. In the representation shown in FIG. 6, the solar collector 100 is shown in a strongly rotated position.
Der Solarkollektor 100 besteht aus mehreren miteinander verbundenen Segmenten 1, wobei benachbarte Segmente 1 über die Längsseiten 8 zu einer Reihe von Segmenten 1 verbunden sind. Mit Hilfe der Flansche 16 der Segmente 1 werden zwei Reihen von Segmenten 1 zu einer Parabolrinne verbunden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann ein Solarkollektor aus 24 Segmenten 1 bestehen. Die Flansche 16 sind von einem langgestreckten U-Profil 36 umschlossen, wodurch die Größe der Flansche 16 klein gehalten werden kann und die Torsions- steifigkeit des Solarkollektors 100 verbessert werden kann. Das U-Profil 36 kann aus mehreren miteinander verklebten Schichten aus Fasermaterial bestehen. Die beiden Reihen von Segmenten 1 und das U-Profil 36 können dabei miteinander verschraubt oder verklebt sein. The solar collector 100 consists of a plurality of interconnected segments 1, wherein adjacent segments 1 are connected via the longitudinal sides 8 to a series of segments 1. With the help of the flanges 16 of the segments 1, two rows of segments 1 are connected to a parabolic trough. As can be seen from FIG. 6, a solar collector can consist of 24 segments 1. The flanges 16 are enclosed by an elongated U-profile 36, whereby the size of the flanges 16 can be kept small and the torsional rigidity of the solar collector 100 can be improved. The U-profile 36 may consist of several layers of fiber material glued together. The two rows of segments 1 and the U-profile 36 can be screwed or glued together.
An seinen jeweiligen Enden des Solarkollektors 100 sind Solarkollektorstützen 38 angeordnet, an denen der Solarkollektor über Befestigungsbleche 40 drehbar aufgehangen ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass mehrere Solarkollektoren 100 hintereinander in einer Reihe aufgestellt sind und miteinander verbunden sind, so dass mehrere Solarkollektoren 100 über einen gemeinsamen Antrieb gedreht werden können, um die Solarkollektoren auf den Sonnenstand auszurichten. At its respective ends of the solar collector 100 solar collector supports 38 are arranged, on which the solar collector is suspended rotatably via mounting plates 40. It can be provided that several solar collectors 100 are placed one behind the other in a row and connected to each other, so that a plurality of solar collectors 100 can be rotated via a common drive to align the solar panels on the sun.
In dem Fokus der durch die Segmente 1 gebildeten Parabolrinnen ist ein rohr- förmiger Absorber 42 angeordnet, der von einer Stützstruktur 44 gehalten wird. Durch den Absorber 42 fließt im Gebrauch das zu erwärmende Medium. In the focus of the parabolic troughs formed by the segments 1, a tubular absorber 42 is arranged, which is held by a support structure 44. In use, the medium to be heated flows through the absorber 42.
Auf der durch die Unterseiten 4 der Segmente 1 gebildeten Unterseite des Solarkollektors 100 ist eine Fachwerkkonstruktion 46 angeordnet, die die Torsi- onssteifigkeit des Solarkollektors 100 verbessert. Mit Hilfe von in den Fign. 5 und 6 nicht dargestellten Befestigungsvorrichtungen kann die Fachwerkkonstruktion 46 an der durch die Unterseiten 4 der Segmente 1 gebildeten Fläche befestigt werden, wobei die Befestigungsvorrichtung beispielsweise zwischen zwei benachbarten Segmenten eingeklebt und/oder in die in den Fign. 5 und 6 nicht dargestellten Rippen von Segmenten eingeschraubt sein kann. Die Fachwerkkonstruktion ist ferner mit dem U-Profil 36 und dem Befestigungsblech 40 verbunden. Darüber hinaus ist die Fachwerkkonstruktion 46 mit der Stützstruktur 44 des Absorbers 42 verbunden. Auf diese Weise wird eine sehr hohe Stabilität und Torsionssteifigkeit des erfindungsgemäßen Solarkollektors 100 ermöglicht. Die Torsionssteifigkeit ist dabei so hoch, dass bei einer Reihe aus mehreren Solarkollektoren 100 von 120 m Länge bei einer Drehbewegung lediglich eine Verdrehung der Solarkollektoren von 5 Millirad auftritt. Die Fachwerkkonstruktion 46 ist vorzugsweise aus einem stabilen Material, beispielsweise Stahl, hergestellt. On the underside of the solar collector 100 formed by the undersides 4 of the segments 1, a truss structure 46 is arranged, which improves the torsional rigidity of the solar collector 100. With the help of in Figs. 5 and 6 fastening devices, not shown, the truss structure 46 can be secured to the surface formed by the lower sides 4 of the segments 1, wherein the fastening device, for example glued between two adjacent segments and / or in the in FIGS. 5 and 6 ribs, not shown, can be screwed segments. The truss structure is further connected to the U-profile 36 and the mounting plate 40. In addition, the truss structure 46 is connected to the support structure 44 of the absorber 42. In this way, a very high stability and torsional rigidity of the solar collector 100 according to the invention is made possible. The torsional rigidity is so high that occurs in a series of several solar panels 100 of 120 m in length during a rotary motion only a rotation of the solar collectors of 5 millirad. The truss structure 46 is preferably made of a stable material, such as steel.
Die erfindungsgemäßen Segmente haben den Vorteil, dass sehr leichte Solarkollektoren mit einer selbsttragenden Struktur hergestellt werden können, die darüber hinaus eine sehr hohe Torsionssteifigkeit besitzen. Mehrere erfindungsgemäße Segmente können bereits im Werk zu einer Reihe von Segmenten zusammengeklebt werden, so dass diese am Aufstellungsort lediglich mit einer weiteren Reihe von Segmenten über die Flansche verbunden werden müssen. Dabei hat sich herausgestellt, dass bis zu 12 ein Meter breite Segmente im Werk zusammengeklebt werden können, ohne dass es zu Transportproblemen kommt. The segments according to the invention have the advantage that very light solar collectors can be produced with a self-supporting structure, which moreover have a very high torsional rigidity. Several segments according to the invention can already be glued together in the factory to form a series of segments, so that they only have to be connected at the installation site to a further series of segments via the flanges. It has been found that up to 12 meters wide segments can be glued together in the factory, without causing transport problems.
Die erfindungsgemäßen Solarkollektoren können eine Länge von bis zu 12 m und eine Apertur von 4,60 m aufweisen. The solar collectors according to the invention can have a length of up to 12 m and an aperture of 4.60 m.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Segment (1) eines Solarkollektors (100) 1st segment (1) of a solar collector (100)
mit einer Oberseite (2), einer Unterseite (4) und einer umlaufenden Stirnfläche (6) mit mindestens einer Längsseite (8), wobei die Längsseite (8) mit der Oberseite (2) eine Oberkante (10) und mit der Unterseite (4) eine Unterkante (12) bildet,  with an upper side (2), a lower side (4) and a circumferential end face (6) with at least one longitudinal side (8), wherein the longitudinal side (8) with the upper side (2) has an upper edge (10) and with the underside (4 ) forms a lower edge (12),
mit einer Kernstruktur (20), die mindestens einen Kern (24) aus geschäumten Material aufweist,  a core structure (20) having at least one core (24) of foamed material,
mit einer Ummantelung (22) aus einer oder mehreren Schichten aus Fasermaterial, wobei die Ummantelung (22) die Oberseite (2), die Unterseite (4) und zumindest die Längsseite (8) der umlaufenden Stirnfläche (6) zumindest teilweise bedeckt, wobei sich mindestens eine Schicht der Ummantelung (22) um die Oberkante (10) und mindestens eine Schicht der Ummantelung (22) um die Unterkante (12) erstreckt und  with a sheathing (22) of one or more layers of fiber material, the sheath (22) at least partially covering the upper side (2), the underside (4) and at least the longitudinal side (8) of the peripheral end face (6) at least one layer of the sheath (22) extends around the upper edge (10) and at least one layer of the sheath (22) extends around the lower edge (12) and
mit einer Reflektionsschicht (14), die auf der Oberseite (2) angeordnet ist.  with a reflection layer (14), which is arranged on the upper side (2).
2. Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung zumindest aus einem ersten Mantelelement (30) aus einem Faser- material, das an der Oberseite (2) angeordnet ist und die Kernstruktur (20) an der Oberseite (2) bedeckt und einem zweiten Mantelelement (32) aus einem Fasermaterial, das an der Unterseite (4) angeordnet ist und die Kernstruktur (20) an der Unterseite (4) bedeckt, besteht. 2. Segment according to claim 1, characterized in that the sheath at least from a first sheath element (30) made of a fiber material, which is arranged on the upper side (2) and the core structure (20) on the upper side (2) covered and a second jacket member (32) made of a fibrous material disposed on the lower surface (4) and covering the core structure (20) on the lower side (4).
3. Segment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Mantelelement (30) um die Oberkante (10) erstreckt und/oder sich das zweite Mantelelement (32) um die Unterkante (12) erstreckt. 3. Segment according to claim 2, characterized in that the first jacket element (30) extends around the upper edge (10) and / or the second jacket element (32) extends around the lower edge (12).
4. Segment nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (22) ein drittes Mantelelement aus einem Fasermaterial aufweist, das an der mindestens einen Längsseite (8) angeordnet ist und die Kernstruktur (20) an der Längsseite (8) bedeckt, wobei sich das dritte Mantelelement um die Oberkante (10) und/oder die Unterkante (12) erstreckt. 4. Segment according to claim 2 or 3, characterized in that the sheath (22) has a third sheath element made of a fiber material, which is arranged on the at least one longitudinal side (8) and the core structure (20) on the longitudinal side (8) covered , wherein the third jacket element extends around the upper edge (10) and / or the lower edge (12).
5. Segment nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, das zweite und/oder das dritte Mantelelement (30,32) jeweils aus mindestens einer Schicht aus Fasermaterial, vorzugsweise aus mindestens zwei Schichten aus Fasermaterial, besonders vorzugsweise aus drei Schichten aus Fasermaterial, besteht. 5. Segment according to one of claims 2 to 4, characterized in that the first, the second and / or the third jacket element (30,32) each consist of at least one layer of fiber material, preferably at least two layers of fiber material, particularly preferably from three layers of fiber material.
6. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten der Ummantelung (22) aus Glasfaser- oder Kohlefasermaterial bestehen und unidirektionale oder multiaxiale Fasern aufweisen. 6. Segment according to one of claims 1 to 5, characterized in that the layers of the sheath (22) made of fiberglass or carbon fiber material and have unidirectional or multi-axial fibers.
7. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verstärkungsstreifen (34) aus einem Fasermaterial um die Oberkante (10), die Unterkante (12) und/oder um die zwischen der umlaufenden Stirnfläche (6) und der Oberseite (2) oder Unterseite (4) gebildeten weiteren Kanten angeordnet ist, um die Oberkante (10), die Unterkante (12) oder die weiteren Kanten zu verstärken. 7. Segment according to one of claims 1 to 6, characterized in that a reinforcing strip (34) made of a fiber material around the upper edge (10), the lower edge (12) and / or between the circumferential end face (6) and the upper side (2) or underside (4) formed further edges to reinforce the upper edge (10), the lower edge (12) or the other edges.
8. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernstruktur (20) mindestens eine Rippe (26) aus einem Fasermaterial, vorzugsweise Holz, aufweist, wobei vorzugsweise die Rippe (26) parallel zu der mindestens einen Längsseite (8) angeordnet ist. 8. Segment according to one of claims 1 to 7, characterized in that the core structure (20) has at least one rib (26) made of a fiber material, preferably wood, wherein preferably the rib (26) parallel to the at least one longitudinal side (8 ) is arranged.
9. Segment nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernstruktur (20) aus zwei Kernen (24) aus geschäumten Material und drei Rippen (26) besteht, wobei die Rippen (26) und die zwei Kerne (24) aus geschäumten Material alternierend angeordnet sind. 9. Segment according to claim 8, characterized in that the core structure (20) consists of two cores (24) of foamed material and three ribs (26), wherein the ribs (26) and the two cores (24) of foamed material alternately are arranged.
10. Segment nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rippe (26) eine Hülle (28) aus einem Fasermaterial aufweist. 10. Segment according to claim 8 or 9, characterized in that each rib (26) has a sheath (28) made of a fiber material.
11. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an die Längsseite (8) angrenzend ein Flansch (16) zur Befestigung des Segmentes (1) mit einem gegenüberliegenden Segment (1) angeordnet ist. 11. Segment according to one of claims 1 to 10, characterized in that on the longitudinal side (8) adjacent a flange (16) for fixing the segment (1) with an opposite segment (1) is arranged.
12. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (2) eine Krümmung aufweist. 12. Segment according to one of claims 1 to 11, characterized in that the upper side (2) has a curvature.
13. Segment nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten der Ummantelung (22), der mindestens eine Kern (24) aus geschäumten Material, die Rippen (26) der Kernstruktur, die Umhüllung (28) der Rippen (26) und/oder die Verstärkungsstreifen (34) miteinander verklebt sind, vorzugsweise mit einem Epoxidharzklebstoff. 13. Segment according to one of claims 1 to 12, characterized in that the layers of the sheath (22), the at least one core (24) made of foamed material, the ribs (26) of the core structure, the sheath (28) of the ribs ( 26) and / or the reinforcing strips (34) are glued together, preferably with an epoxy resin adhesive.
14. Solarkollektor (100) mit mehreren Segmenten nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 14. Solar collector (100) with a plurality of segments according to one of claims 1 to 13.
15. Solarkollektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Segmente (1) über die Längsseiten (8) miteinander verklebt sind und eine Reihe von miteinander verklebten Segmenten (1) mit Hilfe der Flansche (16) der Segmente (1) mit einer weiteren Reihe von Segmenten (1) verbindbar ist. 15. Solar collector according to claim 14, characterized in that two adjacent segments (1) over the longitudinal sides (8) are glued together and a series of glued together segments (1) by means of the flanges (16) of the segments (1) with a another series of segments (1) is connectable.
16. Solarkollektor nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch zwei über die Flansche (16) der Segmente (1) verbundene Reihen von Segmenten (1) und ein U-Profil (36), das die Flansche umschließt. 16. Solar collector according to claim 15, characterized by two on the flanges (16) of the segments (1) connected rows of segments (1) and a U-profile (36) which surrounds the flanges.
17. Solarkollektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das 17. Solar collector according to claim 16, characterized in that the
U-Profil (36) aus mehreren Schichten Fasermaterial besteht, die verklebt sind, vorzugsweise mit einem Klebstoff auf Harzbasis, besonders vorzugsweise mit einem Epoxidharzklebstoff. U-profile (36) consists of several layers of fiber material which are glued, preferably with a resin-based adhesive, more preferably with an epoxy resin adhesive.
18. Solarkollektor nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bestehend aus 24 Segmenten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 18. Solar collector according to one of claims 14 to 17, consisting of 24 segments (1) according to one of claims 1 to 13.
19. Solarkollektor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an der durch die Unterseite (4) der Segmente (1) gebildeten Fläche eine Fachwerkkonstruktion (46) zur Erhöhung der Torsions- steifigkeit angeordnet ist, wobei die Fachwerkkonstruktion (46) vorzugsweise über Befestigungsvorrichtungen, die zwischen zwei benachbarten Segmenten (1) eingeklebt sind, an dem Solarkollektor befestigt ist. 19. Solar collector according to one of claims 14 to 18, characterized in that on the through the underside (4) of the segments (1) formed surface a truss structure (46) is arranged to increase the torsional stiffness, wherein the truss structure (46). preferably via fastening devices, which are glued between two adjacent segments (1) is attached to the solar collector.
20. Solarkollektor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die 20. Solar collector according to claim 19, characterized in that the
Fachwerkkonstruktion (46) mit einer Stützstruktur (44) eines Absorbers (42) verbunden ist.  Truss structure (46) with a support structure (44) of an absorber (42) is connected.
21. Solarkollektor nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fachwerkkonstruktion (46) mit der Stützkonstruktion des Solarkollektors, vorzugsweise mit einem Befestigungsblech (40) einer Solarkollektorstütze (38), verbunden ist. 21. Solar collector according to claim 19 and 20, characterized in that the truss structure (46) with the support structure of the solar collector, preferably with a mounting plate (40) of a solar collector support (38) is connected.
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