SE531566C2

SE531566C2 - Solkoncentrator

Info

Publication number: SE531566C2
Application number: SE0702181A
Authority: SE
Inventors: Bjoern Ekloev
Original assignee: Global Sun Engineering Sweden
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2009-05-19
Also published as: WO2009045141A1; SE0702181L

Description

Ü 53'1 556 2 Kort beskrivning av ritningarna Nedan kommer föredragna utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig. l visar en första perspektivvy av en föredragen utföringsform av en solkoncentrator enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2 visar en andra perspektivvy av solkoncentratorn enligt Fig. 1; Fig. 3 visar en sidovy av solkoncentratorn enligt Fig. l; Fig. visar en perspektivvy av en i solkoncentratorn enligt Fig. l ingående enhet; Fig. 5 visar principen för stràlgàngen hos den första och den andra parabolen som ingår i solkoncentratorn enligt Fig. 1; Fig. 6 visar en sidovy av solkoncentratorn enligt Fig. l, varvid ett exempel på kylmedlets väg genom solkoncentratorn är illustrerat; Fig. 7 visar en sidovy av en alternativ utföringsform av solkoncentratorn enligt föreliggande uppfinning, varvid ett exempel på kylmedlets väg genom solkoncentratorn är illustrerat; och Fig. 8 visar schematiskt i planvy en alternativ utföringsform av en solkoncentrator enligt föreliggande uppfinning, varvid strålgången är inritad.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Den i Fig. 1-3 visade solkoncentratorn innefattar ett stativ 1, vilket i sin tur innefattar ett antal stödstänger 3 som sträcker sig strålformigt ut från stativets centrum.

Stödstängerna 3 är avsedda att anligga mot ett underlag, exempelvis ett tak som solkoncentratorn är placerad på. Det är underförstått att stativet är på lämpligt sätt förankrat i det underlag som det är placerat på.

Stativet l uppvisar en solföljarfunktion, vilket är känd teknik och därför ej beskrivs närmare. Ett i solföljarutrustningen ingående linjärdon 5 är visat i Fig. 1- 3. 531 555 3 Stativet 1 innefattar även en i användningsläget vertikal stolpe 7, vilken har sin nedre ände stelt förbunden med området för stödstängernas 3 centrum. stolpens 7 övre parabol 10, I området för ände är anbringat ett fäste 9 för en första vilken är av konventionellt utförande. Den i Fig. 1-3 visade första parabolen 10 innefattar ett antal plana spegelelement 11 som är monterade i en fasetterad parabolform.

I Fig. 2 har den första parabolens 10 höjdled markerats med en dubbelpil H och dess breddled har markerats med en dubbelpil B.

Solkoncentratorn enligt Fig. 1-3 innefattar även ett bärorgan 8 för den första parabolen 10, varvid detta bärorgan 8 innefattar ett bakstycke 12A samt två konsolarmar 12B, vilka i den visade utföringsformen är parallella och sträcker sig från parabolen 10 i en sådan riktning att de på avstånd från parabolen 10 belägna ändarna 13 av konsolarmarna 12 är belägna på den konkava sidan av parabolen 10. I den visade utföringsformen är konsolarmarna 12 generellt belägna i ett gemensamt plan och konsolarmarna 12 är parallella med varandra i detta plan.

I området för konsolarmarnas 12 fria ändar 13 är monterad en generellt lådformig enhet 15 som är en kombinerad solpanel/andra parabol. Enheten 15 sträcker sig mellan ändarna 13 av konsolarmarna 12. Enheten 15 visas mer i detalj i Fig. 4.

På den sida av enheten 15 som vetter mot den första parabolen 10 är anordnad en solpanel 16 (ej synlig i Fig. 1-3), vilken är belägen i det gemensamma fokusomràdet för de i den första parabolen 10 ingående spegelelementen 11.

Detta kommer att beskrivas mer ingående nedan.

Enheten 15 innefattar även en andra parabol 17, vilken generellt har en väsentligt mindre utsträckning i breddled B än den första parabolen 10. Utsträckningen i höjdled H är i huvudsak densamma för den första parabolen 10 och den andra parabolen 17. Enheten 15 innefattar även ett vakuumrör 18, vilken generellt har en motsvarande utsträckning i höjdled som den andra parabolen 17. Vid den i Fig. 4 visade utföringsformen är ett värmerör/en heatpipe anordnad inuti vakuumröret 18. ß 531 566 4 Det förtjänar att påpekas att stativet 1 är så utformat att solföljarfunktionen ombesörjer att den första parabolen 10 och den andra parabolen 17 rör sig synkront med varandra.

Funktionen av solkoncentratorn enligt föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas nedan. Därvid hänvisas först till Fig. 5, vilken generellt visar strålgången för solstrålar som infaller mot den första parabolen 10. Såsom ovan påpekats är den visade utföringsformen den första parabolen sammansatt av ett antal plana spegelelement 11.

Varje spegelelement 11 är så orienterat relativt solpanelen 16 att en stråle som S1 som infaller mot området för ett spegelelements ll vänstra kant i Fig. 5 kommer efter reflektion i den första parabolen 10 att träffa området för solpanelens 16 vänstra kant i Pig. 5. På motsvarande sätt kommer en stråle S2 som infaller mot området för ett spegelelements ll högra kant i Pig. 5, efter reflektion i den första parabolen 10, att träffa området för solpanelens 16 högra kant i Fig. 5. Genom detta arrangemang kommer det mot solpanelen 16 infallande solljuset att vara jämnt fördelat över hela den yta av solpanelen 16 som är vänd mot den första parabolen 10. Solpanelen 16 omvandlar på känt sätt det infallande solljuset till elektrisk energi som tillvaratas på lämpligt sätt.

Av Fig. 5 framgår även att mot den andra parabolen 17 infallande solstràlar S3 reflekteras mot det vakuumrör 18 som är placerat i fokus för den andra parabolen 17. Enligt en föredragen utföringsform är ett värmerör/en heatpipe anordnat/anordnad inuti vakuumröret 18. Detta är känd teknik, varvid ett värmerör/en heatpipe är ett slutet rör med vätska inuti. Trycket i röret är sådant att vätskan förångas vid lämplig temperatur (ofta strax över rumstemperatur).

Värmerör/heatpipes används för att transportera värme från vakuumrörets solfångare till vattenburna värmeledningssystem, exempelvis för att värma tappvarmvatten. I ett värmerör/en heatpipe kan värmen bara transporteras i en riktning. Vätskan i rörets nedre ände förgasas och stiger uppåt där gasen kondenseras för att rinna längs rörets insida ner och förgasas. I området för den övre änden av vakuumröret 18, dvs 531 556 där kondensering av vätskan sker i värmeröret/heatpipen, är anordnat ett värmeväxlararrangemang 19.

Vid drift av solkoncentratorn enligt föreliggande uppfinning kommer det att föreligga behov av att kyla vissa delar av solkoncentratorn, varvid solpanelen 16 är en del som måste kylas. Till det ändamålet är solkoncentratorn enligt föreliggande uppfinning utrustad med ett kylningsarrangemang.

Såsom framgår av Fig. 6 är kylrör/kylledningar anordnade, varvid dessa symboliseras av heldragna/streckade linjer 25, varvid pilar 26 indikerar strömningsriktningen för ett kylmedel, vilket företrädesvis utgörs av en vätska som förgasas vid viss temperatur. Kylmedlet cirkuleras genom solkoncentratorn medelst en pump, vilken ej visas.

Enligt den visade utföringsformen kommer kylmedlet, vilket företrädesvis är i vätskeform, in i solkoncentratorn via stolpen 7. Därefter leds kylmedlet via röret/ledningen 25 nedåt inuti bakstycket 12A och ut i den nedre konsolarmen 12B.

Kylmedlet fortsätter sedan upp utefter baksidan av solpanelen 16 för att kyla denna. Därvid transporteras kylmedlet genom det làdformiga utrymme 20 som finns mellan solpanelen 16 och den andra parabolen 17. Därigenom säkerställs att det sker en kylning av hela solpanelen 16, dvs kylmedlet kommer i kontakt med i princip hela baksidan av solpanelen 16. Kylmedlet värms upp i ett första steg vid passage av solpanelen 16. När kylmedlet har nått upp till den övre änden av elementet 15 kommer kylmedlet att strömma genom det värmeväxlararrangemang 19 som är anordnat vid elementets 15 övre ände. Såsom ovan beskrivits innefattar detta värmeväxlararrangemang 19 ett värmerör/en heatpipe, varvid den i värmeröret/heatpipen befintliga vätskan föràngas och stiger uppåt där den åter kondenseras i värmeväxlararrangemanget. I samband med kondenseringen avger vätskan i värmeröret/heatpipen värme till kylmedlet, vilket således värms upp i ett andra steg vid passage genom värmeväxlararrangemanget 19. Det således i två steg uppvärmda kylmedlet leds därefter utefter den övre konsolarmen l2B, ner utefter bakstycket 12 A, genom stolpen 7 och vidare till ett ytterligare värmeväxlararrangemang (ej visat) där värmeinnehållet i kylmedlet tas om hand.

U 531 566 6 I Fig. 7 visas en alternativ utföringsform av en solkoncentrator enligt föreliggande uppfinning, varvid det som skiljer solkoncentratorn enligt Fig. 7 från den ovan beskrivna solkoncentratorn är utformningen av enheten 115 som utgör en kombinerad solpanel/andra parabol. Detta medför att rören 125 för kylmedlet erhåller en annorlunda utformning i anslutning till enheten 115. När det gäller de delar av solkoncentratorn enligt Fig. 7 som är i princip identiska med solkoncentratorn enligt Fig. 1-6 har motsvarande hänvisningsbeteckningar använts som i Fig. 1-6.

Enheten 115 innefattar ej något värmerör/någon heatpipe utan efter det att kylmedlet, via röret 125, har passerat utefter solpanelens 16 baksida leds ett rör/en ledning 125 upptill in i ett vakuumrör som ingår i enheten 115, varvid röret/ledningen 125 med kylmedel arrangeras i en slinga inuti vakuumröret. Röret/ledningen 125 leds ut ur vakuumröret i området för vakuumrörets övre ände. Därefter leds röret/ledningen 125, via den övre konsolarmen 12B, bakstycket 12A och stolpen 7 till ett ytterligare värmeväxlararrangemang där värmeinnehållet i kylmedlet tas om hand.

Den i Fig. 8 visade utföringsformen av en solkoncentrator enligt föreliggande uppfinning innefattar två första paraboler 210, två solpaneler 216 och en andra parabol 217. De två första parabolerna 210 består av plana spegelelement 211. Solpanelerna 216 är parallella och så orienterade relativt varandra att det definieras ett lådformigt utrymme 220 mellan solpanelerna 216.

Såsom framgår av Fig. 8 är den andra parabolen 217 placerad mellan de båda första parabolerna 210. I fokusområdet av den andra parabolen 217 är anordnat ett vakuumrör 218, i vilket en heatpipe kan vara upptagen. När det gäller funktionen av en heatpipe hänvisas till vad som har sagts ovan.

Solkoncentratorn enligt Fig. 8 uppbärs medelst ett stativ (ej visat) på i principiellt motsvarande sätt som vid de ovan enligt Fig. 1-7 beskrivna utföringsformerna.

När det gäller den i Fig. 8 visade strålgången är den principiellt likadan som den i Fig. visade, varvid 531 556 7 motsvarande hänvisningsbeteckningar har använts för strålarna Sl, S2 och S3.

Den i Fig. 8 visade solkoncentratorn fungerar på principiellt motsvarande sätt som solkoncentratorn enligt Fig. 1-6, dvs de första parabolerna 210 fokuserar solljuset på en tillhörande solpanel 216. Den andra parabolen 217 reflekterar det infallande solljuset mot det vakuumrör 218 som är placerat i fokusområdet för den andra parabolen 217.

När det gäller kylningsarrangemanget för den i Fig. 8 visade utföringsformen skall påpekas att kylmedlet passerar mellan solpanelerna 216 och leds därefter bort till vakuumröret 218 där kylmedlet värms ytterligare genom ett värmeväxlararrangemang som motsvarar det ovan beskrivna i anslutning till Fig. 6 och 7.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Det i Fig. 6 och 7 visade rörarrangemanget för kylmedlet skall endast uppfattas såsom exemplifierande. Det är viktigt att kylmedlet passerar förbi solpanelen 16 för kylning av densamma och att kylmedlet tillförs värme via den andra parabolen 17. I övrigt kan rörarrangemanget utformas på mângahanda sätt.

Vid de ovan beskrivna utföringsformerna av solkoncentratorn är anordnat ett stativ som uppbär solkoncentratorn relativt ett horisontellt underlag. Inom ramen för uppfinningen kan man självklart även tänka sig att solkoncentratorn är Väggmonterad. Det i patentkravet 1 använda uttrycket underlag skall således anses omfatta även en vägg eller dylikt.

Vid den ovan beskrivna utföringsformerna innefattar solkoncentratorn en andra parabol 17; 217. Inom ramen för föreliggande uppfinning kan man dock tänka sig att solkoncentratorn innefattar två eller fler andra paraboler, varvid dessa företrädesvis är anordnade i anslutning till varandra.

Vid den i Fig. 8 visade utföringsformen är de två solpanelerna 216 parallella med varandra. föreliggande uppfinning kan man dock tänka sig att solpanelerna är vinklade relativt varandra, Inom ramen för sett i planvy. 531 566 8 Generellt är de antal första och andra paraboler søm visas i de beskrivna utföringsformerna endast att anses som exemplifierande.

Claims

10 Ü 20 25 30 35 531 588 Patentkrav

1. Solkoncentrator som innefattar åtminstone en första parabol (10: 210), i den första parabolens (10; 210) fokusområde anordnad, solpanel (16; 216), organ (25; 125) för att kyla solpanelen (16: 216) med ett kylmedel samt organ (1, 3, 12A, 12B) för uppbärande av den första parabolen (10: 210) och solpanelen (16: 216) relativt ett underlag, varvid solkoncentratorn innefattar åtminstone en andra parabol (17; 217), k ä n n e t e c k n a d åtminstone en, av att båda parabolerna (10: 210 respektive 17; 217) är så orienterade att de upptar direktstràlning från solen, och att i anslutning till den andra parabolen (17; 217) är anordnade organ (18, 19; 218) ytterligare uppvärmning av det från solpanelen (16: 215) kommande kylmedlet. för

2. Solkoncentrator enligt krav 1, att kylmedlet är i vätskeform. k ä n n e t e c k n a d av

3. Solkoncentrator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att organen för transport av kylmedlet innefattar en i den andra solpanelens (17; 217) fokusomràde anordnat värmerör/heatpipe samt ett i anslutning till därtill anordnat värmeväxlararrangemang (19)-

4. Solkoncentrator enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att värmeröret/heatpipen är anordnat/anordnad inuti ett vakuumrör (l8; 218).

5. Solkoncentrator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den andra parabolen (17; 217) har en mindre utsträckning i breddled (B) än den första parabolen (10: 210).

6. Solkoncentrator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den andra parabolen (17; 217) är anordnad i anslutning till solpanelen (16; 216). 10 531 566 10

7. Solkoncentrator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den första parabolen (10; 210) är sammansatt av plana spegelelement (11: 211).

8. Solkoncentrator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d (16) andra parabolen (17) är utformat ett utrymme (20), genom vilket kylmedlet passerar. av att mellan solpanelen och den

9. Solkoncentrator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att solpanelen (16) parabolen (17) uppbars av konsolarmar (12 B) ut fràn den första parabolen (10). och den andra som sträcker sig k ä n n e t e c k n a d av att kylmedlet leds i en slinga i fokusomràdet för den andra parabolen (17).

10. Solkoncentrator enligt krav 1,