CH706918A1

CH706918A1 - Solarkollektor.

Info

Publication number: CH706918A1
Application number: CH01586/12A
Authority: CH
Inventors: Jose Solo De Zaldivar; Peter Baumgartner
Original assignee: Fresolar Gmbh
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2014-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die auf einem Sockel (15) montiert ist, bestehend aus drei Solarkollektoren (20) mit je einem Parabolspiegel, einem Absorberrohr (3) und mit einer einstellbaren Befestigungseinrichtung (2) zwischen dem Absorberrohr (3) und dem Spiegel. Die Stellung der Solarkollektoren 20 gegenüber der Sonneneinstrahlung kann eingestellt werden in horizontaler und vertikaler Richtung mittels zwei Motoren und Getriebe (16, 17). Diese können durch Fotozellen und einer entsprechenden elektronischen Schaltung oder mittels eines astronomischen Algorithmus, der das Azimut und die Höhe der Sonne bestimmt, gesteuert werden.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Einrichtung mit einem oder mehreren Solarkollektoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.

[0002] Solarkollektoren zum Erwärmen eines flüssigen Mediums sind bekannt und werden vielerorts angewendet. Meistens sind sie auf einem Dach, an einer Wand eines Gebäudes oder auf dem Boden in einer flachen Lage oder an einem Hang montiert. Diese Solarkollektoren haben den Nachteil, dass die erhaltene Leistung aus der Sonnenstrahlung von der Stellung der Sonne gegenüber den Solarkollektoren abhängt und somit im Laufe eines Tages und je nach der Saison stark variiert kann.

[0003] Die Erfindung, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 11 dargestellt sind ermöglicht die Realisierung von Sonnenkollektoren, mit einer hohen Wärmeausbeute bei hohen Temperaturen ( bis 180°C) mit einem reduzierten Gewicht, mit einer zweidimensionalen Orientierung nach den Sonnenstrahlen, einer Kontrolle der momentanen Wärmeausbeute und einem optimal dimensionierten und isolierten Rohr zur Aufnahme der Strahlungswärme.

[0004] Die Erfindung wird näher erläutert durch die Zeichnungen.

[0005] Es zeigen: <tb>Fig. 1 :<SEP>Einzelner Solarkollektor <tb>Fig. 2 :<SEP>Drei Solarkollektoren in Serie geschaltet <tb>Fig. 3 :<SEP>Zerlegter Solarkollektoren <tb>Fig. 4 :<SEP>Absorberrohr mit Anschlüssen, Temperaturfühler und Rohrglasisolierung <tb>Fig. 5 , 6 , 7 :<SEP>Montage der Spiegel <tb>Fig. 8 :<SEP>Montage des Absorberrohrs <tb>Fig. 9 , 10 :<SEP>Einrichtung der Solarkollektoren auf einem Sockel (Sicht von vorne und hinten) <tb>Fig. 11 :<SEP>Seitenansicht der Einrichtung

[0006] Die Fig. 1 zeigt ein Solarkollektor 20 mit einem Rahmen 1, einem Parabolspiegel 4, eine Befestigungsvorrichtung 2 für ein Rohr 3 indem eine Flüssigkeit zirkulieren kann, um die Wärme der reflektierten Strahlung vom Parabolspiegel 4 aufzunehmen. Das Rohr 3 besteht aus einem Metall, vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl. Es kann am äusseren Umfang mit einem Überzug versehen sein, der möglichst annähernd schwarz ist, um möglichst viel Lichtstrahlungsenergie aufnehmen zu können und kann zusätzlich mit einem Glasrohr umgeben sein um die Wärmeverluste durch Luftkonvektion zu verringern.

[0007] Die Fig. 2 zeigt drei Sonnenkollektoren 20, wobei die Rohre zueinander in Serie geschaltet sind. Am Eingang 5a und am Ende 5b der in Serie geschalteten Rohre befindet sich je ein Temperaturfühler 6, um die aufgenommene Energie messen zu können.

[0008] Bei der zerlegten Darstellung eines Solarkollektors zeigt in der Fig. 3 den Rahmen 1, die Befestigungsvorrichtung 2 für das Rohr 3 und der Parabolspiegel 4, der auf dem Rahmen 1 an den vorgesehenen Stellen 7 befestigbar ist.

[0009] Die Fig. 4 zeigt das Absorberrohr 3 mit den Anschlüssen 5a und 5b, Temperaturfühler 6 und ein über einem Metallrohr vorhandenen Glasrohr 8 für die Reduktion von Wärmeverlusten. Die Pfeile 9a und 9b markieren den Durchfluss des flüssigen Mediums.

[0010] Die Fig. 5 zeigt den Spiegel 4 mit den 4 an ihn geklebten Pflöcken 9 aus einem vorzugsweise weichen Material.

[0011] Die Fig. 6 zeigt die Methode um den Parabolspiegel 4 mit dem Metallrahmen 1 zu verbinden. Die Einstellung der genauen Stellung des Spiegels 4 zum Metallrahmen 1 erfolgt durch Schrauben und Muttern 11 die Bestandteile einer Vorrichtung 10 sind, die den Rahmen 1 umschlingt.

[0012] Die Fig. 7 zeigt im Detail die Vorrichtung mit den Teilen 9, 10, 11, die den Spiegel mit dem Metallrahmen 1 verbinden und deren Stellung zu einander genau einstellbar ist und zwar in den x-, y- und z-Richtung. Dies ist leicht zu bewerkstelligen mit den Schrauben und Muttern 11.

[0013] Die Fig. 8 zeigt im Detail die Montage zwischen Absorberrohr 3 und dem Metallrahmen 1 mit Hilfe einer vertikalen Schraube und Muttern 12 die dazu dient den Abstand 13 zwischen dem Absorberrohr 3 und dem Parabolspiegel 4 einzustellen 18.

[0014] Die Fig. 9 zeigt die Einrichtung 14 mit 3 Solarkollektoren 20 von vorne gesehen montiert auf einem Sockel 15. Die wärmeaufnehmenden Absorber-Rohre 3 sind in Serie geschaltet. Eine oder mehrere Fotozellen 16 steuern die genaue Stellung der Einrichtung 14 mit oder ohne Hilfe eines Programms des astronomischen Algorithmus, das das Azimut und die Höhe der Sonne bestimmt und/oder bestimmen die Stellung der Einrichtung 1 gegenüber der Sonneneinstrahlung mittels einer elektronischen Schaltung.

[0015] Die Fig. 10 zeigt die Einrichtung 14 mit 3 Solarkollektoren von hinten gesehen. Es sind genau erkennbar die Pflöcke 9 zur Befestigung der Parabolspiegel 4 auf die Rahmen 1.

[0016] Die Fig. 11 zeigt die Einrichtung 14 montiert auf einem Sockel 15 mit drei Solarkollektoren 20 von der Seite gesehen. Es sind erkenntlich das Absorberrohr 3, der Abstandhalter 2 zwischen dem Spiegel 4 und dem Absorberrohr 3. Zwei Linearmotoren oder Schrittmotoren 16, 17 verbunden mit je einer Zahnstange und/oder einer Spindel ermöglicht das Ausrichten der Einrichtung 14 in einer horizontalen Richtung und in einer vertikaler Richtung um die Einrichtung gegenüber der Sonneneinstrahlung auszurichten.

Claims

1. Solarkollektor mit einem rechteckigen parabolischen Spiegel, der auf einem Metallrahmen befestigt ist, wobei der Brennlinie des Spiegels mit einem Rohr übereinstimmt, in dem eine Flüssigkeit zirkulieren kann, zudem ist eine Befestigungsvorrichtung vorhanden, die das Rohr in einer der Brennlinie entsprechenden Distanz festhält, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung am Metallrahmen montiert ist.

2. Solarkollektor nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel auf dem Metallrahmen befestigt ist.

3. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr zum Absorbieren der Wärmestrahlung reflektiert vom parabolischen Spiegel aus einem Metall, vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl besteht.

4. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr einen maximalen Durchmesser von 30 bis 40 mm und eine Wandstärke von ca. 1,5 mm hat.

5. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Umfang des Rohres einen Überzug aufweist, der möglichst annähernd schwarz ist, um möglichst viel Lichtstrahlungsenergie aufnehmen zu können und dass das Rohr von einem Glasrohr umgeben ist, um die Wärmeverluste durch Luftkonvektion zu verringern.

6. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden des Rohres Thermosensoren vorhanden sind, um mit der Differenz der beiden Sensoren die erbrachte Energie durch die Sonneneinstrahlung zu messen.

7. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Solarkollektoren die Rohre jedes Solarkollektors in Serie oder parallel miteinander verbunden sind.

8. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der parabolische Spiegel am Metallrahmen so fixiert ist, dass eine feine Justierung des Spiegels in zwei Richtungen machbar ist.

9. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Spiegelmitte und Rohr einstellbar ist.

10. Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der parabolische Spiegel einen Brennlinienabstand von 650 bis 850 mm aufweist.

11. Einrichtung mit ein oder mehreren Solarkollektor nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Sockel aufweist, um die Solarkollektoren in einer Distanz vom Boden zu halten.

12. Einrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Vorrichtungen aufweist, um die Einrichtung in zwei Achsen so zu verschieben, damit die Spiegel möglichst vertikal und immer senkrecht zur Sonneneinstrahlung positioniert sind.

13. Einrichtung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen aus je einem Schrittmotor und/oder Linearmotor versehen sind, wobei der Azimutwinkel mittels eines Zahnrads und einer Spindel bewegbar ist und der Höhenwinkel mittels eines Linearantriebs.

14. Einrichtung nach einem der Patentansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen eine Steuerung aufweist die mit einer oder mehreren Fotozellen steuerbar ist oder durch einen astronomischen Algorithmus, der das Azimut und die Höhe der Sonne bestimmt.