NL2001271C2 - Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector. - Google Patents

Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector. Download PDF

Info

Publication number
NL2001271C2
NL2001271C2 NL2001271A NL2001271A NL2001271C2 NL 2001271 C2 NL2001271 C2 NL 2001271C2 NL 2001271 A NL2001271 A NL 2001271A NL 2001271 A NL2001271 A NL 2001271A NL 2001271 C2 NL2001271 C2 NL 2001271C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
prismatic
transparent
cross
ridges
Prior art date
Application number
NL2001271A
Other languages
English (en)
Inventor
Marinus Johannes Slaman
Ronald Pierre Griessen
Original Assignee
Vereniging Vu Windesheim
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 Vereniging Vu Windesheim filed Critical Vereniging Vu Windesheim
Priority to NL2001271A priority Critical patent/NL2001271C2/nl
Priority to US12/866,724 priority patent/US8474177B2/en
Priority to CN2009801123720A priority patent/CN101999060B/zh
Priority to EP09707350.6A priority patent/EP2245385B1/en
Priority to PCT/NL2009/050056 priority patent/WO2009099331A2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2001271C2 publication Critical patent/NL2001271C2/nl
Priority to IL207476A priority patent/IL207476A0/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/80Arrangements for controlling solar heat collectors for controlling collection or absorption of solar radiation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/50Preventing overheating or overpressure
    • F24S40/52Preventing overheating or overpressure by modifying the heat collection, e.g. by defocusing or by changing the position of heat-receiving elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms
    • G02B5/045Prism arrays
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

Titel: Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector
De uitvinding heeft betrekking op een reflectie-inrichting voor het regelbaar 5 reflecteren van licht, zoals zonlicht, omvattende een doorzichtige laag, een absorberende laag, die in hoofdzaak evenwijdig aan de doorzichtige laag is aangebracht, en een regellaag, die is voorzien van een vloeistofkanaal, en welke regellaag op de doorzichtige laag invallend licht in hoofdzaak doorlaat naar de absorberende laag als het vloeistofkanaal is gevuld met een doorzichtige vloeistof en op 10 de doorzichtige laag invallend licht reflecteert als het vloeistofkanaal leeg is.
Uit US 4270517 is een zonnecollector bekend, die automatisch uitschakelt bij overschrijding van een maximale temperatuur. De zonnecollector omvat een frame met een bodem en opstaande wanden, die zijn afgesloten door een doorzichtige afdekplaat. Op de bodem is een zonne-energie absorberende laag aangebracht. Tussen de 15 absorberende laag en de afdekplaat bevindt zich een optische verstrooiingslaag en een doorzichtige vloeistof met een brekingsindex die ongeveer gelijk is aan de brekingsindex van de verstrooiingslaag. In aanwezigheid van doorzichtige vloeistof laat de verstrooiingslaag op de afdekplaat invallend zonlicht door. Als de temperatuur van de zonnecollector stijgt tot boven de verdampingstemperatuur van de vloeistof, 20 verdampt de vloeistof. Een gedeelte van het zonlicht wordt dan door de verstrooiingslaag gereflecteerd, waardoor de temperatuur van de zonnecollector daalt.
Bij aanzienlijke invallende zonne-energie is de verstrooiingslaag echter onvoldoende effectief. Hierdoor blijft het risico aanwezig dat de zonnecollector de stagnatietemperatuur bereikt, d.w.z. de warmteopname van de zonnecollector door 25 invallend zonlicht is groter dan de warmteafvoer van de zonnecollector, zodat de temperatuur van de zonnecollector en/of onderdelen daarvan stijgt tot oververhitting optreedt. Daarbij kunnen de zonnecollector en/of de onderdelen daarvan worden beschadigd.
Uit US 4056 094 is een zonnecollector bekend, die is voorzien van een 30 doorzichtig paneel en een absorberende plaat, die in hoofdzaak onderling evenwijdig en op afstand van elkaar zijn aangebracht. Tussen het doorzichtige paneel en de absorberende plaat bevindt zich een kanaal. Het benedenoppervlak van het doorzichtige paneel heeft een in dwarsdoorsnede prismatische structuur. Bij aanwezigheid van o z.
vloeistof in het kanaal wordt het op het doorzichtige paneel invallende zonlicht doorgelaten naar de absorberende plaat. Als een gas in het kanaal aanwezig is, wordt het zonlicht gereflecteerd. Een nadeel is echter dat de reflectie van zonlicht afhankelijk is van het tijdstip op de dag. Hoewel de reflectie van zonlicht om 12 uur ‘s middags 5 goed werkt, bestaat vooral vroeg in de ochtend en laat in de middag het risico dat onvoldoende zonlicht kan worden gereflecteerd. Het zonlicht heeft dan schuin invallende lichtstralen, die ondanks de aanwezigheid van gas in het kanaal toch worden doorgelaten naar de absorberplaat.
Uit US 4 148 563 is een reflectiepaneel bekend, dat bijvoorbeeld kan worden 10 toegepast bij zonnecollectoren en kassen. Het reflectiepaneel omvat twee lagen van doorzichtig materiaal. De buitenoppervlakken van het reflectiepaneel zijn vlak, terwijl de binnenoppervlakken van de twee lagen zijn voorzien van in elkaar passende structuren die in dwarsdoorsnede prismatisch zijn. Als een damp aanwezig is tussen de lagen bevinden de lagen zich op afstand van elkaar en wordt het op het reflectiepaneel 15 invallende licht gereflecteerd. Door afkoeling condenseert de damp en ontstaat een vacuüm dat de twee lagen naar elkaar toe trekt. Tussen de twee lagen bevindt zich dan een dunne vloeistoffilm, zodat het op het reflectiepaneel invallende licht wordt doorgelaten door de twee lagen heen. Een nadeel van dit reflectiepaneel is dat licht slecht wordt gereflecteerd als het licht niet loodrecht of niet nagenoeg loodrecht in het 20 reflectiepaneel valt. Voor de werking van het reflectiepaneel moeten verder de lagen nauwkeurig op elkaar zijn afgestemd. Daarnaast vormen de twee lagen van het reflectiepaneel bewegende delen, hetgeen de betrouwbaarheid nadelig beïnvloedt.
Een doel van de uitvinding is een verbeterde reflectie-inrichting te verschaffen
Dit doel is volgens de uitvinding bereikt in een reflectie-inrichting zoals 25 gedefinieerd is in conclusie 1, een zonnecollector zoals gedefinieerd is in conclusie 12 en een schuin dak zoals gedefinieerd is in conclusie 13.
De vloeistofkanalen zijn voorzien van een structuur die in dwarsdoorsnede overwegend prismatisch is. De in dwarsdoorsnede prismatische structuur is bijvoorbeeld in hoofdzaak evenwijdig aan de doorzichtige laag en de absorberende laag 30 daartussen aangebracht. De reflectie van zonlicht op de reflectie-inrichting volgens de uitvinding is regelbaar door middel van de in dwarsdoorsnede prismatische structuur in samenwerking met de doorzichtige vloeistof, bijvoorbeeld water of alcohol. De structuur bezit uitsteeksels die in dwarsdoorsnede prismatisch zijn. Als de in 3 dwarsdoorsnede prismatische structuur in contact is met de doorzichtige vloeistof, laat deze structuur licht vanaf de doorzichtige laag in hoofdzaak door naar de absorberende laag. Als de in dwarsdoorsnede prismatische structuur grenst aan een vacuüm, damp of gas, zoals lucht, wordt vanaf de doorzichtige laag invallend licht in hoofdzaak 5 gereflecteerd. Gebleken is dat een dergelijke prismatische structuur licht bijzonder effectief kan reflecteren - bij recht invallende lichtstralen treedt namelijk zogenaamde “totale reflectie” op.
Volgens de uitvinding omvat de regellaag ten minste twee deellagen, die aangrenzend aan elkaar zijn aangebracht. Hierbij zijn de deellagen voorzien van een 10 eerste structuur respectievelijk een tweede structuur die elk in dwarsdoorsnede prismatisch is. In dit geval zijn twee prismatische structuren boven elkaar geplaatst. Hierdoor neemt de effectiviteit van de reflectie-inrichting toe bij schuin invallende lichtstralen. Bij het passeren van de bovenste deellaag verandert de invalshoek. De onderste deellaag kan de lichtstralen terugbreken die door de bovenste deellaag zijn 15 doorgelaten. Bij toepassing voor de reflectie van zonlicht is de reflectie-inrichting verspreid over de dag effectief, en niet alleen rond 12 uur ’s middags.
Tijdens gebruik is het vloeistofkanaal voorzien van een doorzichtige vloeistof die in contact is met de in dwarsdoorsnede prismatische structuur voor het in hoofdzaak doorlaten van licht door de regellaag, waarbij de doorzichtige vloeistof door 20 verwarming kan verdampen uit het vloeistofkanaal voor het in hoofdzaak reflecteren van licht door de in dwarsdoorsnede prismatische structuur van de regellaag.
Als de prismatische structuur is opgevuld met de doorzichtige vloeistof, wordt zonlicht dat op de doorzichtige laag valt in hoofdzaak ongehinderd doorgelaten door de regellaag. Dit geeft aanleiding tot opwarming van de absorberende laag. Als de 25 temperatuur stijgt tot boven een grenswaarde, treedt verdamping van de doorzichtige vloeistof op. De prismatische structuur grenst dan niet langer aan de doorzichtige vloeistof, zodat de invallende lichtstralen weerkaatsen tegen de oppervlakken van de in dwarsdoorsnede prismatische structuur. Hierdoor maakt de reflectie-inrichting volgens de uitvinding intrinsieke bescherming tegen oververhitting mogelijk.
30 Optioneel kunnen de reflectie-eigenschappen van de reflectie-inrichting volgens de uitvinding worden ingesteld door de doorzichtige vloeistof actief te verwijderen of aan te brengen. In dit geval verschaft de reflectie-inrichting niet alleen een intrinsieke bescherming, maar kan de reflectie-inrichting worden aangestuurd.
4
In een uitvoeringsvorm is de prismatische structuur toegekeerd naar de absorberende laag en op afstand daarvan aangebracht, waarbij het vloeistofkanaal voor de doorzichtige vloeistof is gevormd tussen de prismatische structuur en de absorberende laag. In dit geval is het prismatische oppervlak van de structuur 5 toegekeerd naar de absorberende laag, hetgeen gunstig is voor het reflecterend vermogen van de structuur bij afwezigheid van doorzichtige vloeistof.
Het is mogelijk dat de regellaag een bovenoppervlak bezit dat naar het licht is toegekeerd, waarbij het bovenoppervlak in hoofdzaak vlak is. Als het licht recht op het bovenoppervlak valt, zoals omstreeks 12 uur ’s middags in geval van zonlicht, wordt 10 het licht doorgelaten naar de absorberende laag. Als de doorzichtige vloeistof door verdamping of anderszins is verdwenen uit de prismatische structuur, worden de lichtstralen in hoofdzaak volledig gereflecteerd.
Bij voorkeur zijn de eerste structuur en tweede structuur van de deellagen elk naar de absorberende laag toegekeerd, waarbij de prismatische eerste structuur van de 15 eerste deellaag op afstand van de absorberende laag is aangebracht ter vorming van een eerste vloeistofkanaal voor de doorzichtige vloeistof daartussen, en waarbij de prismatische tweede structuur van de tweede deellaag op afstand van de eerste deellaag is aangebracht ter vorming van een tweede vloeistofkanaal voor de doorzichtige vloeistof daartussen.
20 De prismatische structuur kan op verschillende manieren zijn uitgevoerd.
Bijvoorbeeld is de structuur voorzien van langwerpige ribbels die in dwarsdoorsnede prismatisch zijn. Daarnaast kan de structuur piramidevormige uitsteeksels bezitten of nog anders zijn gevormd.
De ribbels van de prismatische structuur zijn via tussenwanden verbonden met 25 een steunlaag, die afsteunt tegen de absorberende laag. De tussenwanden verlopen in langsrichting van de ribbels. De tussenwanden verschaffen niet alleen constructieve sterkte, maar vormen ook een deelkanalen voor de doorzichtige vloeistof. Tussen de ribbel of meerdere ribbels, de tegenoverliggende steunlaag en twee tussenwanden is telkens een deelkanaal gevormd. De aangrenzende deelkanalen vormen gezamenlijk het 30 vloeistofkanaal. Dit is gunstig voor de stroming van vloeistof door het vloeistofkanaal.
Het is mogelijk dat de ribbels van de regellagen elk een top omvatten, waarbij de toppen van de ribbels van de eerste structuur zijn uitgelijnd ten opzichte van de toppen van de ribbels van de tweede structuur. Als alternatief is het mogelijk dat de ribbels van 5 de regellagen elk een top omvatten, waarbij de toppen van de ribbels van de eerste structuur zijn versprongen ten opzichte van de toppen van de ribbels van de tweede structuur. In een bijzondere uitvoeringsvorm liggen de toppen van de ribbels van de eerste structuur in hoofdzaak in het midden tussen de toppen van de tweede structuur.
5 De reflectie van zonlicht in afwezigheid van fluïdum is hierdoor ook bij schuin invallende lichtstralen relatief hoog.
In een uitvoeringsvorm omvat de doorzichtige laag een afdekplaat, die is aangebracht op afstand van het naar het zonlicht toegekeerde bovenoppervlak van de regellaag. De afdekplaat vormt bijvoorbeeld de buitenzijde van de reflectie-inrichting, 10 waarop licht invalt. De afdekplaat ligt op een afstand boven het bovenoppervlak van de aangrenzende regellaag. Tussen de afdekplaat en dat bovenoppervlak bevindt zich een met lucht gevulde of vacuüm tussenruimte. Deze tussenruimte waarborgt dat convectie niet of nauwelijks kan optreden - de tussenruimte vormt een isolatielaag. Hierdoor worden warmteverliezen gereduceerd.
15 Het is mogelijk dat de doorzichtige laag en/of de absorberende laag en/of de regellaag kunststof omvat. De doorzichtige laag en/of de absorberende laag en/of de regellaag zijn bijvoorbeeld gemaakt van polycarbonaat. De intrinsieke bescherming tegen hoge temperaturen maakt het gebruik van relatief goedkope kunststoffen mogelijk.
20 Bijvoorbeeld is de doorzichtige laag en/of de absorberende laag en/of de regellaag geëxtrudeerd. Ook kunnen de doorzichtige laag, de regellaag en de absorberende laag integraal zijn gevormd door co-extrusie. Het vervaardigen van een enkel paneel, waarin de doorzichtige laag, de regellaag en de absorberende laag zijn geïntegreerd, is relatief goedkoop. De prismatische structuur kan echter ook anders zijn 25 uitgevoerd - bijvoorbeeld is de prismatische structuur gevormd door een folielaag.
De dikte van de regellaag is bepaald door de hoogte van de structuur of boven elkaar aangebrachte structuren. De hoogte van elke structuur ligt bijvoorbeeld tussen 10 pm en 5 mm. Als de structuur is gevormd door een folie die in de regellaag is aangebracht, kan de hoogte daarvan in de orde van pm groot zijn. Bij het extruderen 30 van een kunststof regellaag is de hoogte van elke structuur bijvoorbeeld 2 of 3 mm.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een zonnecollector voor het omzetten van zonne-energie in warmte, omvattende een doorzichtige laag, een zonne-energie absorberende laag, die in hoofdzaak evenwijdig aan de doorzichtige laag is 6 aangebracht, en een regellaag, die is voorzien van een vloeistofkanaal, en welke regellaag op de doorzichtige laag invallend licht in hoofdzaak doorlaat naar de absorberende laag als het vloeistofkanaal is gevuld met een doorzichtige vloeistof en op de doorzichtige laag invallend licht reflecteert als het vloeistofkanaal leeg is.
5 Volgens de uitvinding is het vloeistofkanaal voorzien van een structuur die in dwarsdoorsnede prismatisch is. Zolang de prismatische structuur van de regellaag van de zonnecollector is gevuld met de doorzichtige vloeistof, laat de regellaag het zonlicht door. De zonnecollector warmt onder invloed van het invallende zonlicht op. Als de temperatuur zodanig is gestegen dat de doorzichtige vloeistof verdampt, vormt de 10 prismatische structuur een reflectieoppervlak voor het invallende zonlicht. Hierdoor is de zonnecollector intrinsiek beschermd tegen oververhitting. Eventueel is de zonnecollector zodanig uit gevoerd, dat de doorzichtige vloeistof verwijderbaar is door ingrijpen van een bediener. De reflectie-eigenschappen zijn hierdoor instelbaar.
De opgewarmde doorzichtige vloeistof in de zonnecollector is toepasbaar als 15 warmtedrager, d.w.z. de opgewarmde doorzichtige vloeistof kan bijvoorbeeld worden verzameld in een voorraadvat en vervolgens gebruikt voor ruimteverwarming en/of tap waterverwarming.
In een uitvoeringsvorm is de absorberende laag voorzien van kanalen voor een warmtedragend fluïdum. In plaats van rechtstreekse toepassing van de doorzichtige 20 vloeistof in het vloeistofkanaal voor verwarming is het mogelijk dat deze vloeistof in warmtewisselend contact is met een warmtedragend fluïdum in de kanalen van de absorberende laag. Het warmtedragende fluïdum, zoals water, wordt vervolgens bijvoorbeeld verzameld in een voorraadvat en vervolgens gebruikt als warm tapwater of in een verwarmingsinstallatie.
25 Aangezien de doorzichtige vloeistof in het vloeistofkanaal in dit geval is gescheiden van het warmtedragende fluïdum in de absorberende laag, kan de doorzichtige vloeistof in het vloeistofkanaal worden aangepast aan de gewenste eigenschappen voor het reflecteren en doorlaten van licht in combinatie met het materiaal van de regellaag.
30 De maatregelen van de afhankelijke conclusies met betrekking tot de reflectie- inrichting zijn ook toepasbaar bij de zonnecollector volgens de uitvinding.
De uitvinding betreft tevens een schuin dak omvattende een zonnecollector zoals hierboven beschreven, waarbij de of elke structuur is voorzien van langwerpige ribbels 7 die in dwarsdoorsnede prismatisch zijn, en waarbij die ribbels zich uitstrekken in dakhellingsrichting. Hierdoor is de invloed van de hoogte van de zon minimaal, d.w.z. het rendement van de zonnecollector is niet of nauwelijks afhankelijk van het jaargetijde. Wel varieert de reflectie met het tijdstip op de dag - om 12 uur ’s middags 5 is de invallende zonne-energie maximaal en reflecteert de zonnecollector zonder het doorzichtige fluïdum in het fluïdumkanaal het zonlicht vrijwel totaal.
Om de zonnecollector een aantrekkelijk uiterlijk te geven, kan de zonnecollector bijvoorbeeld de vorm van een dakpan bezitten. De zonnecollector kan hierdoor onopvallend worden verwerkt in het schuine dak.
10 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening.
Figuur 1 toont een aanzicht in dwarsdoorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van een reflectie-inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 2a toont het reflecteren van een lichtstraal door de prismatische structuur 15 van de in figuur 1 getoonde reflectie-inrichting.
Figuur 2b toont het doorlaten van een lichtstraal door de prismatische structuur van de in figuur 1 getoonde reflectie-inrichting.
Figuur 3 toont een aanzicht in dwarsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van een reflectie-inrichting volgens de uitvinding.
20 Figuur 4 toont een aanzicht in dwarsdoorsnede van een derde uitvoeringsvorm van een reflectie-inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 5 toont een schuin dak, dat is voorzien van een reflectie-inrichting volgens de uitvinding.
Figuur 6 toont schematisch een warmtesysteem met een zonnecollector volgens 25 de uitvinding.
In figuur 1 is een reflectie-inrichting 1 weergegeven, die eveneens toepasbaar is als zonnecollector. De reflectie-inrichting 1 omvat een doorzichtige laag 3 voor het ontvangen van zonlicht. De doorzichtige laag 3 is gevormd door een paneel. De doorzichtige laag 3 heeft een afdekplaat 4, die de naar de zon toegekeerde buitenzijde 30 van de reflectie-inrichting 1 bepaalt. Tussen de afdekplaat 4 en het bovenoppervlak 8 van de regellaag 7 is een isolatielaag 2 gevormd. Aan de tegenoverliggende zijde van de regellaag 7 bevindt zich een absorberende laag 5 voor het absorberen van zonne- 8 energie. De absorberende laag 5 vormt de zogenaamde absorberplaat en is meestal zwart uitgevoerd.
De afdekplaat 4 is in dit uitvoeringsvoorbeeld door middel van tussenwanden 15 op afstand aangebracht van een regellaag 7 voor het regelen van de reflectie van 5 zonlicht. De tussenwanden 15 kunnen echter worden weggelaten (niet getoond).
De regellaag 7 bezit een structuur die in dwarsdoorsnede prismatisch is. In dit uitvoeringsvoorbeeld is de prismatische structuur gevormd door langwerpige ribbels 14, die naar de absorberende laag 5 zijn toegekeerd. De ribbels 14 verlopen in hoofdzaak recht over het benedenoppervlak van de regellaag 7. In dwarsdoorsnede zijn 10 de ribbels 14 prismatisch, d.w.z. de ribbels 14 bepalen in dwarsdoorsnede elk een driehoek. Als de zonnecollector 1 op een schuin dak is geplaatst, verlopen de ribbels 14 in dakhellingsrichting.
De ribbels 14 omvatten elk een top 17 die naar de absorberende laag 5 is gericht. De ribbels 14 zijn aangebracht op afstand van de absorberende laag 5. Tussen de 15 ribbels 14 en de absorberende laag 5 is een vloeistofkanaal 10 gevormd. De prismatische structuur van de regellaag 7 begrenst het vloeistofkanaal 10. Het vloeistofkanaal 10 is tijdens normaal bedrijf gevuld met een doorzichtige vloeistof 9. De brekingsindex van de doorzichtige vloeistof 9 is bij voorkeur in hoofdzaak gelijk aan de brekingsindex van het materiaal van de prismatische structuur van de regellaag 20 7. Dit is echter niet noodzakelijk voor de werking van de regellaag 7.
In dit uitvoeringsvoorbeeld zijn een of meer ribbels 14 begrensd door verdere tussenwanden 15, die zich in langsrichting daartussen uitstrekken. Hierdoor is het vloeistofkanaal 10 verdeeld in deelkanalen 16. De tussenwanden 15 tussen de ribbels 14 en de absorberende laag 5 zijn optioneel.
25 De werking van de regellaag 7 is weergegeven in figuur 2a en 2b. Als in het vloeistofkanaal 10 de doorzichtige vloeistof 9 is opgenomen, worden de invallende lichtstralen doorgelaten door de ribbel 14 (zie figuur 2b). Het invallende zonlicht verwarmt de absorberende laag 5, waardoor de temperatuur stijgt. Bij het overschrijden van de verdampingstemperatuur van de doorzichtige vloeistof verdampt dit uit het 30 vloeistofkanaal 10. De ribbel 14 vormt dan een overgang van het materiaal van de regellaag 7 en de lucht die zich in het vloeistofkanaal 10 bevindt. Een recht van boven invallende lichtstraal weerkaatst dan op de oppervlakken van de ribbel 14 (zie figuur 9 2a). Het schakelen vanuit doorlaten naar reflecteren is eveneens mogelijk door de doorzichtige vloeistof opzettelijk te verwijderen uit het vloeistofkanaal 10.
Figuur 3 toont een tweede uitvoeringsvorm van de reflectie-inrichting of zonnecollector 1 volgens de uitvinding, waarin dezelfde of soortgelijke onderdelen zijn 5 aangegeven met dezelfde verwijzingscijfers. De regellaag 7 heeft twee deellagen, die elk zijn voorzien van een structuur 11,12 die in dwarsdoorsnede prismatisch is. In dit uitvoeringsvoorbeeld heeft elke prismatische structuur 11,12 langwerpige ribbels 14 die naar de absorberende laag 5 zijn toegekeerd. Zowel tussen de ribbels 14 van de onderste structuur 12 en de absorberende laag 5 als tussen de ribbels 14 van de 10 bovenste structuur 11 en het bovenoppervlak van de onderste structuur 12 bevinden zich vloeistofkanalen 10 voor het opnemen van doorzichtige vloeistof.
De toppen 17 van de ribbels 14 van de prismatische structuren 11,12 zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld ten opzichte van elkaar uitgelijnd. De toppen 17 kunnen echter ten opzichte van elkaar zijn versprongen (niet weergegeven).
15 Figuur 4 toont een derde uitvoeringsvorm van de reflectie-inrichting of zonnecollector 1 volgens de uitvinding, waarin dezelfde of soortgelijke onderdelen zijn aangegeven met dezelfde verwijzingscijfers. De absorberende laag 5 is voorzien van inwendige kanalen 20 voor het opnemen van een warmtedragend fluïdum. De doorzichtige vloeistof in het vloeistofkanaal 10 is hierbij gescheiden van het 20 warmtedragende fluïdum.
De onderdelen van de reflectie-inrichting of zonnecollector 1 kunnen zijn gemaakt van kunststof, zoals polycarbonaat. De productiekosten zijn hierdoor relatief laag, in het bijzonder als extruderen wordt toegepast.
Figuur 5 toont schematisch een schuin dak 80, dat is voorzien van een reflectie-25 inrichting of zonnecollector 1 zoals hierboven beschreven. De langwerpige ribbels 14 van de prismatische structuur strekken zich uit in dakhellingsrichting, die is aangegeven met pijl P. Hierdoor is de invloed van de hoogte van de zon minimaal, d.w.z. de efficiency van de zonnecollector is niet of nauwelijks afhankelijk van het jaargetijde. Wel varieert de reflectie met het tijdstip op de dag.
30 Figuur 6 toont schematisch een warmtesysteem voor het omzetten van zonne- energie in warmte. Het warmtesysteem omvat een zonnecollector 1, die bijvoorbeeld is uitgevoerd zoals hierboven is beschreven. De zonnecollector 1 heeft een fluïduminlaat 22 en een fluïdumuitlaat 23 voor het toevoeren respectievelijk afvoeren van het 10 doorzichtige fluïdum. De fluïduminlaat 22 en de fluïdumuitlaat 23 zijn buiten de zonnecollector 1 onderling verbonden door een circulatieleiding 24.
De circulatieleiding 24 strekt zich uit door een warmtewisselaar 27. De een warmtewisselaar 27 heeft een warmte absorberende leiding 28 die in warmtewisselend 5 contact staat met de circulatieleiding 24 in de warmtewisselaar 27. Overigens kan de doorzichtige vloeistof uit het vloeistofkanaal eventueel direct worden toegepast zonder tussenkomst van een warmtewisselaar (niet getoond). In de circulatieleiding 24 is in dit uitvoeringsvoorbeeld een circulatiepomp 26 opgenomen. De circulatie kan echter ook plaatsvinden als gevolg van natuurlijke convectie, d.w.z. de circulatiepomp is dan 10 overbodig.
Een open reservoir 25 is via een leiding 30 verbonden met de zonnecollector 1. Het open reservoir 25 en de leiding 30 zijn gevuld met het doorzichtige fluïdum 9. Bij het verdampen en condenseren van het doorzichtige fluïdum 9 verandert het niveau in het open reservoir 25. Het is mogelijk dat in plaats van een open reservoir een ander 15 systeem voor het compenseren van drukverschil wordt toegepast, zoals een gesloten reservoir of expansievat.
De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot de in figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden. De vakman kan verschillende aanpassingen aanbrengen die binnen de reikwijdte van de uitvinding liggen. Bijvoorbeeld is de reflectie-inrichting 20 niet alleen geschikt voor een zonnecollector, maar ook voor een zonnecel of andere toepassingen waarbij het gewenst is om inkomende zonne-energie bij overschrijding van een maximale temperatuur te beperken. Ook is de reflectie-inrichting volgens de uitvinding niet beperkt tot zonlichttoepassingen - de reflectie-inrichting is ook geschikt voor het regelen van de reflectie van licht van andere lichtbronnen.
25

Claims (13)

1. Reflectie-inrichting (1) voor het regelbaar reflecteren van licht, zoals zonlicht, omvattende een doorzichtige laag (3), een absorberende laag (5), die in hoofdzaak 5 evenwijdig aan de doorzichtige laag (3) is aangebracht, en een regellaag (7), die is voorzien van een vloeistofkanaal (10), en welke regellaag (7) op de doorzichtige laag (3) invallend licht in hoofdzaak doorlaat naar de absorberende laag (5) als het vloeistofkanaal (10) is gevuld met een doorzichtige vloeistof (9) en op de doorzichtige laag (3) invallend licht reflecteert als het vloeistofkanaal (10) leeg is, waarbij het 10 vloeistofkanaal (10) is voorzien van een structuur (11) die in dwarsdoorsnede prismatisch is, met het kenmerk, dat de regellaag (7) ten minste twee deellagen omvat, die aangrenzend aan elkaar zijn aangebracht, en dat de deellagen zijn voorzien van een eerste structuur (11) respectievelijk een tweede structuur (12) die elk in dwarsdoorsnede prismatisch zijn. 15
2. Reflectie-inrichting volgens conclusie 1, waarbij het vloeistofkanaal (10) is voorzien van een doorzichtige vloeistof (9) die in contact is met de in dwarsdoorsnede prismatische structuur (11) voor het in hoofdzaak doorlaten van licht door de regellaag (7), en waarbij de doorzichtige vloeistof (9) door verwarming kan verdampen uit het 20 vloeistofkanaal (10) voor het in hoofdzaak reflecteren van licht door de in dwarsdoorsnede prismatische structuur (11) van de regellaag (7).
3. Reflectie-inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de prismatische structuur (11) is toegekeerd naar de absorberende laag (5) en op afstand daarvan is aangebracht, 25 waarbij het vloeistofkanaal (10) voor de doorzichtige vloeistof (9) is gevormd tussen de prismatische structuur (11) en de absorberende laag (5).
4. Reflectie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de regellaag (7) een bovenoppervlak (8) bezit dat naar het licht is toegekeerd, waarbij het 30 bovenoppervlak (8) in hoofdzaak vlak is.
5. Reflectie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de prismatische structuur (11) is voorzien van langwerpige ribbels (14) die in dwarsdoorsnede prismatisch zijn.
6. Reflectie-inrichting volgens conclusie 5, waarbij de eerste structuur (11) en tweede structuur (12) van de deellagen elk naar de absorberende laag (5) zijn toegekeerd, en waarbij de prismatische eerste structuur (11) van de eerste deellaag op afstand van de absorberende laag (5) is aangebracht ter vorming van een eerste vloeistofkanaal voor de doorzichtige vloeistof (9) daartussen, en waarbij de 10 prismatische tweede structuur (12) van de tweede deellaag op afstand van de eerste deellaag is aangebracht ter vorming van een tweede vloeistofkanaal voor de doorzichtige vloeistof (9) daartussen.
7. Reflectie-inrichting volgens conclusie 6, waarbij elke structuur (11,12) is 15 voorzien van langwerpige ribbels (14) die in dwarsdoorsnede prismatisch zijn, waarbij de ribbels (14) elk een top (17) omvatten, en waarbij de toppen (17) van de ribbels (14) van de eerste structuur (11) zijn uitgelijnd ten opzichte van de toppen (17) van de ribbels (14) van de tweede structuur (12).
8. Reflectie-inrichting volgens conclusie 6, waarbij elke structuur (11,12) is voorzien van langwerpige ribbels (14) die in dwarsdoorsnede prismatisch zijn, waarbij de ribbels (14) elk een top (17) omvatten, en waarbij de toppen (17) van de ribbels (14) van de eerste structuur (11) zijn versprongen ten opzichte van de toppen (17) van de ribbels (14) van de tweede structuur (12). 25
9. Reflectie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de doorzichtige laag (3) een afdekplaat (4) omvat, die is aangebracht op afstand van het naar het zonlicht toegekeerde bovenoppervlak (8) van de regellaag (7).
10. Reflectie-inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de doorzichtige laag (3) en/of de absorberende laag (5) en/of de regellaag (7) kunststof omvat.
11. Reflectie-inrichting volgens conclusie 10, waarbij de doorzichtige laag (3) en/of de absorberende laag (5) en/of de regellaag (7) is geëxtrudeerd.
12. Zonnecollector voor het omzetten van zonne-energie in warmte, omvattende een 5 doorzichtige laag (3), een zonne-energie absorberende laag (5), die in hoofdzaak evenwijdig aan de doorzichtige laag (3) is aangebracht, en een regellaag (7), die is voorzien van een vloeistofkanaal (10), en welke regellaag (7) op de doorzichtige laag (3) invallend licht in hoofdzaak doorlaat naar de absorberende laag (5) als het vloeistofkanaal (10) is gevuld met een doorzichtige vloeistof (9) en op de doorzichtige 10 laag (3) invallend licht reflecteert als het vloeistofkanaal (10) leeg is, waarbij het vloeistofkanaal (10) is voorzien van een structuur die in dwarsdoorsnede prismatisch is, met het kenmerk, dat de regellaag (7) ten minste twee deellagen omvat, die aangrenzend aan elkaar zijn aangebracht, en dat de deellagen zijn voorzien van een eerste structuur (11) respectievelijk een tweede structuur (12) die elk in 15 dwarsdoorsnede prismatisch zijn.
13. Schuin dak omvattende een zonnecollector (1) volgens conclusie 12, waarbij de structuur is voorzien van langwerpige ribbels (14) die in dwarsdoorsnede prismatisch 20 zijn, en waarbij die ribbels (14) zich uitstrekken in dakhellingsrichting.
NL2001271A 2008-02-08 2008-02-08 Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector. NL2001271C2 (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2001271A NL2001271C2 (nl) 2008-02-08 2008-02-08 Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector.
US12/866,724 US8474177B2 (en) 2008-02-08 2009-02-09 Reflecting device, solar collector, pitched roof provided with a solar collector of this type, and greenhouse
CN2009801123720A CN101999060B (zh) 2008-02-08 2009-02-09 反射装置、太阳能收集器、装备有该类型太阳能收集器的斜顶、和温室
EP09707350.6A EP2245385B1 (en) 2008-02-08 2009-02-09 Reflecting device and greenhouse with reflecting device
PCT/NL2009/050056 WO2009099331A2 (en) 2008-02-08 2009-02-09 Reflecting device, solar collector, pitched roof provided with a solar collector of this type, and greenhouse
IL207476A IL207476A0 (en) 2008-02-08 2010-08-08 Reflecting device, solar collector, pitched roof provided with a solar collector of this type, and greenhouse

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2001271A NL2001271C2 (nl) 2008-02-08 2008-02-08 Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector.
NL2001271 2008-02-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2001271C2 true NL2001271C2 (nl) 2009-08-13

Family

ID=39744820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2001271A NL2001271C2 (nl) 2008-02-08 2008-02-08 Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL2001271C2 (nl)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783682A (en) * 1950-08-25 1957-03-05 Oscar J Swenson Translucent-transparent window
US4056094A (en) * 1976-02-23 1977-11-01 The Center For The Environment & Man Solar heat collector
US4148563A (en) * 1976-05-06 1979-04-10 Edward Herbert Transparent or reflective panel
FR2420085A1 (fr) * 1978-03-16 1979-10-12 Commissariat Energie Atomique Fenetre a transparence variable et capteur solaire muni d'une telle fenetre
US4270517A (en) * 1979-04-04 1981-06-02 Exxon Research And Engineering Company Fluid optical switch for a solar collector
US4368725A (en) * 1977-11-11 1983-01-18 Mcclintock Michael Solar energy collector
US4586489A (en) * 1984-12-21 1986-05-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Semi-concentrating solar energy collector

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783682A (en) * 1950-08-25 1957-03-05 Oscar J Swenson Translucent-transparent window
US4056094A (en) * 1976-02-23 1977-11-01 The Center For The Environment & Man Solar heat collector
US4148563A (en) * 1976-05-06 1979-04-10 Edward Herbert Transparent or reflective panel
US4368725A (en) * 1977-11-11 1983-01-18 Mcclintock Michael Solar energy collector
FR2420085A1 (fr) * 1978-03-16 1979-10-12 Commissariat Energie Atomique Fenetre a transparence variable et capteur solaire muni d'une telle fenetre
US4270517A (en) * 1979-04-04 1981-06-02 Exxon Research And Engineering Company Fluid optical switch for a solar collector
US4586489A (en) * 1984-12-21 1986-05-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Semi-concentrating solar energy collector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8474177B2 (en) Reflecting device, solar collector, pitched roof provided with a solar collector of this type, and greenhouse
US5220462A (en) Diode glazing with radiant energy trapping
US20150083194A1 (en) Solar light-heat hybrid power generation system
MX2011008565A (es) Colector solar parabolico.
KR20110048548A (ko) 태양 에너지 변환
CN106839456B (zh) 具有自动除霜功能的复合多曲面槽式太阳能聚光集热器
WO2009112495A1 (en) Roof element
WO2015015041A1 (es) Panel solar tridimensional térmico o fotovoltaico con holografía incorporada
NL2001271C2 (nl) Reflectie-inrichting, zonnecollector, en schuin dak voorzien van een dergelijke zonnecollector.
US20120000530A1 (en) Device for harnessing solar energy with integrated heat transfer core, regenerator, and condenser
US20160329861A1 (en) Hybrid system of parametric solar thermal cylinder and photovoltaic receiver
WO2007141431A2 (fr) Dispositif multicouche collecteur d'energie thermique pour convertisseur photonique du rayonnement atmospherique et solaire
Hu et al. A self-driven mechanical ventilated solar air collector: Design and experimental study
JP2017200457A (ja) 太陽熱暖房施設
CN110382973B (zh) 具有反射表面的太阳能收集器
RU2550289C1 (ru) Солнечный коллектор с концентратором для гелиоводоподогрева
KR101480565B1 (ko) 태양광 발전장치
Al-Saiydee et al. A Series Arrangement of Economizer–Evaporator Flat Solar Collectors as an Enhancement for Solar Steam Generator
KR101336602B1 (ko) 태양열을 이용한 고효율의 고온 열원장치
KR101010859B1 (ko) 접시형 태양열 집광기
BE1017838A3 (nl) Verbeterde zonnecollector.
EP2366963A1 (fr) Capteur solaire à concentration
FR2979714A1 (fr) Guide de lumiere pour dispositif solaire
EP0270910B1 (en) Substitute solar roof for replacing building roofs
EP2802826B1 (en) Solar thermal collector comprising a radiation based overheat prevention mechanism

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20190301