AT517465B1

AT517465B1 - Kollektor für Strahlungsenergie

Info

Publication number: AT517465B1
Application number: ATA588/2015A
Authority: AT
Inventors: Ing Eckel Bernd
Original assignee: Ing Eckel Bernd
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2017-02-15
Also published as: AT517465A4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kollektor für Stahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 TH2 (Tera-Hertz) und 10 PH2 (Peta-Hertz) insbesondere für Sonnenenergie, gebildet aus mindestens zwei parallel auf einer Unterlage angeordneten Profilkörpern und mindestens einer zwischen den Profilkörpern angeordneten Platte. Um bei gegebener Stahlungsintensität eine maximale Energieausbeute bzw. spezifisch höchstmögliche Energiemenge verfügbar zu haben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Profilkörper (1) im Querschnitt eine Rohrform (10) mit außenseitig einem Auflageteil (12) mit einer Auflageebene (14) und gegebenenfalls mit mindestens einem Befestigungsteil (11,11') für eine Anbindung an eine Auf-bzw. Unterlage (A) aufweist und gegebenenfalls Halteelemente (15,15', 16,16') mit einer Fläche parallel zur Auflageebene (14) am Profilkörper (1) einander gegenüberliegend ausgeformt sind und in den Auflageteil (12) oder in die benachbarten Halteelemente (15, 15', 16,16') integriert Schlitze (13, 13') bzw. Ausnehmungen oder Anlagen in Längsrichtung für einen Einschub oder eine Anlage von ebenen oder in Querrichtung profilierten Platten (2, 2') und gegebenenfalls Dichtelementen eingebracht bzw. angeordnet sind.

Description

Beschreibung

KOLLEKTOR FÜR STRAHLUNGSENERGIE

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THZ (Tera-Hertz) und 10 PHZ (Peta-Hertz) insbesondere für Sonnenenergie, gebildet aus mindestens zwei parallel auf einer Unterlage angeordneten Profilkörpern und mindestens einer zwischen den Profilkörpern angeordneten Platte.

[0002] Kollektoren für Wärme-Strahlungsenergie, insbesondere für Sonnenenergie, sind im Wesentlichen bekannt und zählen zum Stand der Technik.

[0003] In der technischen Entwicklung von Kollektoren der eingangs genannten Art waren die Ziele einerseits, den Wirkungsgrad der Energieaufnahme zu steigern und derart die Energieausbeute je bestrahlter Flächeneinheit zu erhöhen und/oder andererseits die Herstellungskosten von Kollektoranlagen zu minimieren, um wirtschaftliche Vorteile zu erreichen.

[0004] Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung vorzuschlagen, die bei einer gegebenen Wärme-Strahlungsintensität die Energieausbeute maximiert. Mit anderen Worten dargelegt, hat die Erfindung die Aufgabe, für eine gegebenenfalls vorgesehene Absorberfläche eine neue Kollektoreinrichtung zu schaffen, bei welcher spezifisch eine höchstmögliche Energiemenge erstellbar ist.

[0005] Diese Aufgabe wird mit einem Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THZ und 10 PHZ der eingangs genannten Art bestehend aus Profilkörper und Platte(n) dadurch gelöst, dass der Profilkörper im Querschnitt eine Rohrform mit außenseitig einem Auflageteil mit einer Auflageebene und gegebenenfalls mit mindestens einem Befestigungsteil für eine Anbindung an eine Auf- bzw. Unterlage aufweist und gegebenenfalls Halteelemente mit einer Fläche parallel zur Auflageebene am Profilkörper einander gegenüberliegend ausgeformt sind und in den Anlageteil oder in die benachbarten Halteelemente integriert Schlitze bzw. Ausnehmungen oder Anlagen in Längsrichtung für einen Einschub oder eine Anlage von ebenen oder in Querrichtung profilierten Platten und gegebenenfalls Dichtelementen eingebracht bzw. angeordnet sind.

[0006] Die erfindungswesentlichen Teile eines vorgenannten Kollektors sind ein Profilkörper in Rohrform mit Festlegungselementen und in bzw. an Teilen der Außenoberfläche des Rohrkörpers ausgeformte Schlitze bzw. Anlagen für Platten.

[0007] Der Rohrkörper ermöglicht mit Vorteil eine koaxiale Führung des Wärmeträgers und damit eine effiziente Aufnahme und Weitergabe von Wärmeenergie. Weiters dienen die außenseitigen Schlitze bzw. Anlagenflächen am Rohrkörper einer intensiven Übertragung von Wärmeenergie aus den zwischenliegenden Platten in den Profilkörper des Kollektors.

[0008] Halteelemente für weitere Kollektorteile mit einer Anlage für diese parallel zur Auflagefläche können am Profilkörper ausgeformt sein und vorteilhaft zur Festlegung von Isolationsscheiben oder Voltaikelementen oder dergleichen dienen.

[0009] Es soll hier ausdrücklich festgestellt werden, dass die Teile des Kollektors für Strahlungsenergie per se erfindungswesentlich sind, jedoch nicht deren geometrische Ausgestaltung.

[0010] Wenn die Profilkörper und die Platte(n) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium und/oder einer Aluminiumbasislegierung, gebildet sind, wird ein hoher Wirkungsgrad des Kollektors erreicht. Der Wirkungsgrad der spezifischen Kollektorfläche kann zwar durch eine Verwendung von Kupfer erhöht sein, was jedoch wirtschaftliche Nachteile aufweisen kann.

[0011] Mit Vorteil weist der Profilkörper im Hohl des Rohres ein weiteres Rohr bzw. ein Innenrohr zur koaxialen Führung einer Wärmeträgerflüssigkeit auf, was sowohl für die Kühlmittelanschlussteile als auch für eine Kühlmittelführung bzw. eine Thermosiphonwirkung günstig ist.

[0012] Eine wesentliche Steigerung der Energieausbeute eines Kollektors kann erreicht werden, wenn Photovoltaikmodule oder die Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässigen Deckplatten an den Halteelementen des Profilkörpers festgelegt sind. Derart kann sowohl elektrische Energie als auch Wärmeenergie aus einer Strahlung im Frequenzbereich zwischen 1 THZ und 10 PHZ verfügbar erstellt werden. Besonders günstig ist dabei, wenn die Profilkörper dem Auflageteil gegenüberliegend Halteelemente für Photovoltaik-Module und/oder eine eine Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässige Deckplatte und Festlegungselemente für diese aufweisen.

[0013] Herstellungstechnisch und funktionstechnisch ist es günstig, wenn die Profilkörper aus Strangpressprofilen aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung bestehen und die Platten aus Aluminiumblech mit einer Dicke von 0.5 bis 2 mm und einer Breite von 400 bis 1000 mm gefertigt sind.

[0014] Wenn das Auflageteil des Profilkörpers an der Unterlage befestigt und unter den Platten zur Unterlage hin eine Isolierschicht angeordnet ist, ist eine stabile und energetisch hocheffiziente Kollektoreinrichtung erstellbar.

[0015] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden schematischen Zeichnung näher erläutert.

[0016] Fig. 1 zeigt ausschnittsweise einen Kollektor für Strahlungsenergie im Querschnitt.

[0017] Zur leichteren Zuordnung der Teile und Komponenten einer erfindungsgemäßen Anlage soll die nachfolgende Bezugszeichenliste dienen.

[0018] A Auf- bzw. Unterlage [0019] 1 Profilkörper [0020] 10 Rohrform [0021] 10‘ Innenrohr [0022] 11,11“ Befestigungsteil [0023] 12 Auflageteil [0024] 13,13“ Schlitze [0025] 14 Auflageebene [0026] 15,15“, 16,16“ Halteelemente [0027] 18,18“ Photovoltaik-Module [0028] 19,19“ Deckplatten [0029] 2,2“ Platten [0030] 7,7“ Isolierschichten [0031] Fig. 1 zeigt schematisch einen Kollektor für Strahlungsenergie, befestigt auf einer Unterlage A, beispielsweise auf einer Dachfläche, bestehend im Wesentlichen aus rohrförmigen Profilkörpern 1 und dazwischen angeordneten Platten 2,2“.

[0032] Die längsseitigen Endenbereiche der Platten 2,2“ stehen mittels Schlitzen 13,13“ oder gegebenenfalls mittels Anlageflächen (nicht dargestellt) mit dem Profilkörper 1 in flächiger Berührung, so dass in diese Wärmeenergie einleitbar ist.

[0033] Die Schlitze 13,13“ können auch im Auflageteil 12 des Profilkörpers 1 vorgesehen sein und Dichtungselemente aufweisen sowie federnde Andrückteile erfordern.

[0034] Unter den Platten 2,2“ zur Unterlage A hin können Isolierschichten 7,7“ angeordnet sein.

[0035] An der Außenoberfläche des Profilkörper 1 können Halteelemente 15,15“ und 16, 16“ ausgeformt sein, welche parallel zur Auflageebene 14 Anlageflächen für Voltaik-Module 18,18“ und/oder die Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässige Deckplatten 19,19“ aufweisen, die beispielsweise mit Festlegungselementen stabilisiert sind.

Claims

Patentansprüche

1. Kollektor für Strahlungsenergie im Frequenzbereich zwischen 1 THZ (Tera-Hertz) und 10 PHZ, (Peta-Hertz) insbesondere für Sonnenenergie, gebildet aus mindestens zwei parallel auf einer Unterlage angeordneten Profilkörpern und mindestens einer zwischen den Profilkörpern angeordneten Platte, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (1) im Querschnitt eine Rohrform (10) mit außerseitig einem Auflageteil (12) mit einer Auflageebene (14) und gegebenenfalls mit mindestens einem Befestigungsteil (11,11‘) für eine Anbindung an eine Auf- bzw. Unterlage (A) aufweist und gegebenenfalls Halteelemente (15,15‘, 16,16“) außen mit einer Fläche parallel zur Auflageebene (14) am Profilkörper (1) einander gegenüberliegend ausgeformt sind und in den Auflageteil (12) oder in die benachbarten Halteelemente (15,15“, 16,16“) integriert Schlitze (13,13“) bzw. Ausnehmungen oder Anlagen in Längsrichtung für einen Einschub oder eine Anlage von ebenen oder in Querrichtung profilierten Platten (2,2“) und gegebenenfalls Dichtelementen eingebracht bzw. angeordnet sind.
2. Kollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkörper (1) und die Platte(n) (2,2“) aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Aluminium und/oder einer Aluminiumbasislegierung gebildet sind.
3. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkörper (1) im Hohl des Rohres (10) ein weiteres Rohr bzw. Innenrohr (10‘) zur koaxialen Führung einer Wärmeträgerflüssigkeit aufweist.
4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Photovolta-ikmodule (18) oder die Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässigen Deckplatten (19) an den Halteelementen (15,15“, 16,16“) des Profilkörpers (1) festgelegt sind.
5. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkörper (1) dem Auflageteil (12) gegenüberliegend Halteelemente (16) für Photovoltaik-Module (18) oder eine eine Strahlungsenergie zumindest teilweise durchlässige Deckplatte (19) und Festlegungselemente (17) für diese aufweist.
6. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilkörper (1) aus Strangpressprofilen aus Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung bestehen und die Platten aus Aluminiumblech mit einer Dicke von 0.5 bis 2 mm und einer Breite von 400 bis 1000 mm gefertigt sind.
7. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageteil (12) des Profilkörpers (1) an der Unterlage (A) befestigt und unter den Platten (2) zur Auflage (A) hin eine Isolierschichte (7) angeordnet sind.
8. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor zumindest teilweise die Form einer Kegel- oder Kegelstumpffläche hat, wobei die gegebenenfalls in Querrichtung profilierten Platten (2,2“) im Wesentlichen eine Keilform bzw. die Form eines Dreieckes oder die Form eines gleichschenkeligen bzw. gleichseitigen Polygons aufweist.
9. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor als Dachfläche bzw. als Wetterschutz-Dachhaut wirksam ist.