DE10028093A1 - Sonnenkollektor und Verfahren zum Reinigen eines Sonnenkollektors - Google Patents
Sonnenkollektor und Verfahren zum Reinigen eines SonnenkollektorsInfo
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Abstract
Durch Schmutzablagerungen auf der Oberfläche von Sonnenkollektoren wird deren Leistungsfähigkeit erheblich beeinträchtigt. Die Erfindung schlägt vor, die Schmutzablagerungen regelmäßig mit Wasser abzuspülen. Hierfür weist ein Sonnenkollektor (10) mit einer Kollektoroberfläche ein Wasserzufuhrsystem (30, 32, 14) auf, das Wasser zu mindestens einem Wasseraustritt (16) führt, der so angeordnet ist, daß das aus ihm austretende Wasser auf die Kollektoroberfläche oder eine auf deren Vorderseite angeordnete Glasscheibe (18) fließt oder auf diese aufgesprüht wird.
Description
Sonnenkollektoren wandeln Sonnenenergie in Wärme um. Sie müssen
möglichst gut und ohne nennenswerte Verluste Sonnenstrahlen
absorbieren. Sie werden hierzu nach Süden ausgerichtet und an
möglichst schattenfreien Orten in einem Winkel so aufgestellt,
daß sie möglichst optimal zum durchschnittlichen Sonnenstand
stehen. Zumeist werden sie auf Hausdächern installiert.
Ein Sonnenkollektor ist zumeist auf der Rückseite isoliert,
damit die in ihm gesammelte Wärme - die Temperaturen betragen
durchschnittlich ca. 50°C - nicht wieder an die Umgebung abge
strahlt wird. Auf seiner Vorderseite zur Sonne hin befindet
sich oftmals eine transparente, häufig besonders energiedurch
lässige Abdeckung. In der Regel ist dies eine Glasscheibe.
Liegen die Sonnenkollektoren nun mit einer gewissen Neigung auf
einem Hausdach, so lagern sich mit der Zeit Staub, Pollen und
andere Schmutzpartikel auf der Glasscheibe ab.
Dieser Schmutz wird zwar bei einem Regen größtenteils abge
spült, anschließend sammelt sich jedoch relativ schnell wieder
neuer Schmutz.
Insbesondere bei einer längeren regenfreien Zeit verschmutzt
die Glasscheibe stark. Dies führt dazu, daß weniger Sonnen
strahlen die Glasscheibe durchdringen, und diese reduzierte
Einstrahlung hat eine Reduktion der Leistungsfähigkeit des
Sonnenkollektors zur Folge. Besonders in regenarmen Ländern,
wie z. B. in Südeuropa, der Türkei und den arabischen Ländern,
in denen sich vermehrt auch Sandstaub auf den Kollektoren
ablagert, spielt die Verschmutzung von Sonnenkollektoren und
die damit verbundene reduzierte Leistungsfähigkeit derselben
eine erhebliche Rolle.
Eine manuelle Reinigung der Kollektoren scheidet zumeist aus,
da sie auf schrägen Dächern nur schwer zugänglich sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sonnen
kollektor bereitzustellen, bei dem das Problem sich ständig
vergrößernder Verschmutzung nicht auftritt, so daß der Sonnen
kollektor in seiner Leistungsfähigkeit durch Schmutz nicht oder
zumindest nicht stark beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird ein Sonnenkollektor mit einer Kollektor
fläche bereitgestellt, auf deren Vorderseite eine Abdeckung aus
lichtdurchlässigem Material angebracht ist, der dadurch gekenn
zeichnet ist, daß er ein Wasserzufuhrsystem aufweist, das
Wasser zu mindestens einem Wasseraustritt führt, der so ange
ordnet ist, daß das aus ihm austretende Wasser auf die Kollek
torfläche oder eine auf deren Vorderseite angeordnete Abdeckung
aus lichtdurchlässigem Material fließt oder auf diese aufge
sprüht wird.
Unter der Vorderseite ist hier die Seite der Kollektorfläche zu
verstehen, die beim Betrieb des Sonnenkollektors der Sonne
zugewandt ist. Die Abdeckung ist in der Regel eine flache
Scheibe, insbesondere eine Glasscheibe.
Die obige Formulierung läßt auch den Fall zu, daß gar keine
Abdeckung vorgesehen ist. Die Oberfläche des Sonnenkollektors,
die verschmutzen kann, ist dann also die Absorberfläche, die in
der Regel ein mit Absorberrohren verbundenes schwarzes Blech
bzw. ein Aluminium-Profil ist. Es können auch Röhre oder eine
Platte aus Kunststoff oder Gummi verwendet werden.
Beim erfindungsgemäßen Sonnenkollektor kann somit die Absorber
fläche bzw. die Abdeckung regelmäßig mit Wasser abgespült
werden, und das über die Kollektorfläche bzw. die Abdeckung
fließende Wasser trägt den Schmutz dann mit sich fort.
Beispielsweise können an den seitlichen Rändern der Kollektor
fläche mehrere Düsen vorgesehen sein, durch die Wasser auf die
gesamte Kollektorfläche gesprüht wird. Es ist auch denkbar, daß
eine Öffnung, durch die Wasser austritt, mitten auf der Kollek
torfläche vorgesehen ist.
Bevorzugt ist der Wasseraustritt jedoch am oberen Rand des
Sonnenkollektors angeordnet. Hierbei bezieht sich der Ausdruck
"oberer Rand" auf die geneigte Lage des Sonnenkollektors im
Betrieb, d. h. z. B. auf einem Dach, so daß Wasser am oberen
Teil der Kollektorfläche austreten und im wesentlichen über die
gesamte Kollektorfläche herunterfließen kann. Bei dieser Anord
nung des Wasseraustritts wird das Wasser optimal genutzt. Es
fließt von ganz oben nach ganz unten und kann auf dem gesamten
Weg Schmutzteilchen mit sich nehmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder Wasseraus
tritt eine Öffnung in einem flexiblen Schlauch, und vorzugswei
se ist in dieser Öffnung auch eine Düse angeordnet, so daß das
Wasser unter Druck herausgespritzt werden kann. Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform ist jeder Wasseraustritt
eine Öffnung in einem starren Rohr, in der ebenfalls vorzugs
weise eine Düse angeordnet ist.
Würde man den Schlauch einfach mit einigen Schlauchschellen an
der oberen Seite des Kollektors befestigen, so würde dieser
eine wellige Form einnehmen. Ästhetisch ansprechender ist es
daher, ein Profil zur Aufnahme des Schlauchs am Kollektorrahmen
vorzusehen. Dies kann beispielsweise ein U-Profil sein. Es kann
auch ein Rohr verwendet werden, das nach der Seite des Wasser
austritts (Düsen) geöffnet ist oder Schlitze aufweist. Auch
könnte das Profil aus zwei Teilen bestehen, wobei nach Einlegen
des Schlauches ein Teil auf das andere geschoben und befestigt
wird, z. B. kann die Befestigung einrastend erfolgen. Der in dem
Profil aufgenommene Schlauch ist dann von vorne nicht sichtbar.
Das Profil kann entweder separat an dem Sonnenkollektor ange
bracht werden, oder es kann einstückig mit einer Rahmenkon
struktion des Sonnenkollektors gefertigt sein. Ein solches
Profil kann auch zur Aufnahme eines oben genannten starren
Rohrs dienen, denn auch dies führt zu einem ästhetisch anspre
chenderen Eindruck von außen. Das Profil kann auch selber das
starre Rohr bilden. In diesem Fall muß kein gesondertes Rohr
durch das Profil geführt werden, sondern das Wasser fließt
direkt durch das Profil. Dann muß das Profil selbstverständlich
geschlossen sein und weist als Öffnungen lediglich eine Öffnung
zur Zufuhr des Wassers sowie Wasseraustritte auf.
Das Wasserzufuhrsystem kann direkt mit einer Wasserleitung
verbunden sein, über die Frischwasser zugeführt wird, das dann
vom unteren Rand des Sonnenkollektors z. B. auf das Dach läuft
und über das Dach selbst abläuft.
Am unteren Rand des Sonnenkollektors kann jedoch auch eine
Wasseraufnahmeeinrichtung vorgesehen sein. Bevorzugt ist diese
eine Rinne (geringeren Durchmessers), die entweder getrennt an
dem Sonnenkollektor angebracht ist oder Teil einer Rahmenkon
struktion des Sonnenkollektors ist. Auf der Rinne kann man ein
Sieb vorsehen, um groben Schmutz und Blätter, und im Winter
auch Schnee, abzufangen.
Die Wasseraufnahmeeinrichtung kann verhindern, daß das Wasser
über das Dach läuft. Über ein Leitungssystem kann die Wasser
aufnahmeeinrichtung das aufgefangene Wasser der Abwasserleitung
zuführen.
Die Wasseraufnahmeeinrichtung ist besonders sinnvoll dann, wenn
das aufgenommene Wasser in einem Kreislauf wieder zurückgeführt
wird, so daß es abermals zum Abspülen des Sonnenkollektors
verwendet werden kann. In diesem Fall ist die Wasseraufnahme
einrichtung mit mindestens einem Vorratsbehälter verbunden, in
den das von der Wasseraufnahmeeinrichtung aufgenommene Wasser
geleitet wird, und der Vorratsbehälter seinerseits ist mit dem
Wasserzufuhrsystem verbunden, so daß das Wasser aus dem Vor
ratsbehälter dem Wasseraustritt zugeführt werden kann. Zusätz
lich muß dann natürlich eine Einrichtung vorgesehen sein, um
das Wasser wieder dem Wasseraustritt zuzuführen. In der Regel
ist dies eine Pumpe. Außerdem kann in dem Kreislaufsystem ein
Filter vorgesehen sein, so daß das schmutzige Wasser gereinigt
wird, bevor es abermals auf den Sonnenkollektor geleitet wird.
Um zu gewährleisten, daß der Vorratsbehälter immer eine Min
destmenge Wasser führt, kann man eine Einrichtung vorsehen, die
mißt, ob der Behälter bis zu einem Mindestwasserstand gefüllt
ist. Entweder wird dann dem Vorratsbehälter über eine Steuer
einrichtung automatisch frisches Wasser zugeführt, oder es wird
eine Signalausgabeeinrichtung wie etwa ein Alarm oder eine
Leuchtanzeige vorgesehen, der bzw. die das Unterschreiten des
Mindestwasserstands anzeigt, so daß bei Bemerken des Alarms
durch eine Wartungsperson der Wasserstand aufgefüllt werden
kann.
Der Vorratsbehälter besitzt vorteilhafterweise einen Überlauf.
Durch die Wasseraufnahmeeinrichtung wird nämlich nicht nur das
aus dem Vorratsbehälter entnommene Wasser, das auf die Abdec
kung geleitet wurde, aufgefangen, sondern auch Regenwasser.
Dadurch füllt sich der Vorratsbehälter immer mehr und ein
Überlauf kann sich als notwendig erweisen. Durch das Regenwas
ser wird das Reinigungswasser regelmäßig aufgefrischt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Vorratsbehäl
ter mit einem Reinigungsmittelbehälter verbunden, von dem aus
dem Wasser in dem Vorratsbehälter ein Reinigungsmittel zuge
führt wird. Dieses Reinigungsmittel sollte ein biologisch
abbaubares Reinigungsmittel sein, das das Abspülen des Schmut
zes von der Abdeckung unterstützt.
Alternativ zu dieser Ausführungsform kann das Reinigungsmittel
in einem getrennten Kreislauf auf die Abdeckung geleitet werden
und wird dann von dem Spülwasser abgespült, das gleichzeitig
das Reinigungsmittel aufnimmt. In diesem Fall weist der Sonnen
kollektor also ein separates Reinigungsmittelzufuhrsystem auf,
das zu einem Reinigungsmittelaustritt führt, der so angeordnet
ist, daß das aus ihm austretende Reinigungsmittel auf die
Abdeckung fließt oder auf diese aufgesprüht wird.
In einer weiteren Ausführungsform sind zwei Vorratsbehälter
vorgesehen, die beide mit der Wasserzufuhr und mit der Wasser
aufnahmeeinrichtung verbunden sind. Über Ventile wird ge
steuert, aus welchem und in welchen Vorratsbehälter das Wasser
fließt. In diesem Fall befindet sich im ersten Vorratsbehälter
mit Reinigungsmittel versetztes Wasser, das in einem ersten
Schritt auf die Abdeckung geleitet wird und von der Wasserauf
nahmeeinrichtung wieder aufgefangen wird. Im zweiten Vorratsbe
hälter befindet sich im wesentlichen nicht mit Reinigungsmittel
versetztes Wasser. Aus diesem Behälter wird zum Nachspülen in
einem zweiten Schritt Wasser auf die Abdeckung geleitet und
wieder aufgefangen. Vorteilhafterweise kann auch eine Frisch
wasserzufuhrleitung mit dem Wasserzufuhrsystem verbunden sein,
so daß in dem zweiten Schritt aus dieser frisches Wasser auf
die Abdeckung geleitet wird, oder auf den zweiten Schritt kann
noch ein dritter Schritt erfolgen, in dem Wasser aus der
Frischwasserzufuhrleitung auf die Abdeckung geleitet wird.
Dieses Wasser wird dann in dem zweiten Vorratsbehälter aufge
fangen, damit das darin befindliche Wasser aufgefrischt wird.
Zum guten Funktionieren des Spülsystems sollte dieses nicht zu
jedem beliebigen Zeitpunkt aktiviert werden, sondern es sollte
eine Steuerung vorgesehen sein, die nach bestimmten Kriterien
arbeitet. Hierfür ist es erforderlich, daß zumindest eine
Meßeinrichtung zumindest eine Meßgröße mißt und die Steuerung
der Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraustritt in Abhängigkeit von
den Meßgrößen steuert.
Beispielsweise kann als Meßeinrichtung ein Lichtsensor vorgese
hen sein. Dann würde die Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraus
tritt in Abhängigkeit von der Intensität der Sonneneinstrahlung
gesteuert. Hierbei kommt es nicht notwendigerweise auf die
absolute Intensität an, sondern es kann auch die relative
Intensität berücksichtigt werden, d. h. die Änderung der Inten
sität. Das Abspülen der Abdeckung kann beispielsweise morgens
nach dem Einsetzen einer Sonneneinstrahlung mit einer Minde
stintensität erfolgen. Zu bestimmten Jahreszeiten befindet sich
morgens Tau auf der Abdeckung. Die Abdeckung ist also ohnehin
bereits feucht. Die nächtliche Ablagerung von Pollen und Staub
ist dann weitgehend abgeschlossen. Andererseits muß die Sonnen
einstrahlung stark genug sein, daß auf der Abdeckung verblei
bendes Wasser innerhalb von kurzer Zeit verdampft wird, denn
sonst würde auf der noch nassen Scheibe Schmutz schneller
haften. Der optimale Zeitpunkt für ein Abspülen ist also kurz
nach Einsetzen der ersten stärkeren Sonnenstrahlung oder aber
auch nach Einsetzen der Morgendämmerung.
Als Meßeinrichtung kann auch eine Uhr vorgesehen sein, so daß
die Steuerung die Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraustritt in
Abhängigkeit von der Tageszeit steuert. Es ist dabei auch
möglich, die Jahreszeit und insbesondere die Zeiten des Sonnen
aufgangs und/oder Sonnenuntergangs zu berücksichtigen.
Als Meßeinrichtung kann auch eine solche vorgesehen sein, die
mißt, ob es regnet oder geregnet hat, so daß die Steuerung die
Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraustritt in Abhängigkeit davon
steuert, wann es zuletzt geregnet hat. So ist ein Abspülen der
Abdeckung beispielsweise innerhalb von 24 Stunden nach dem
letzten Regen nicht erforderlich. Um zu detektieren, ob es
regnet oder geregnet hat, kann die Meßeinrichtung ein Durch
flußsensor sein, oder es kann einfach ständig bzw. regelmäßig
der Wasserstand in dem Vorratsbehälter gemessen werden.
Als Meßeinrichtung kann auch ein Thermometer vorgesehen sein,
so daß die Steuerung die Zuführ von Wasser zu dem Wasseraus
tritt in Abhängigkeit von der vorherrschenden Temperatur steu
ert. Beispielsweise sollte bei Minustemperaturen, bei denen das
Wasser auf der Oberfläche der Abdeckung festgefrieren kann, ein
Abspülen der Abdeckung unterlassen werden.
Bisher wurde immer davon ausgegangen, daß das Wasser von selbst
abfließt und das restliche Wasser durch die Sonne getrocknet
wird. Es kann auch ein z. B. über einen elektrischen Motor
betätigbarer Wischer vorgesehen sein, der Wasser, das sich auf
der Abdeckung befindet, abwischen kann, in ähnlicher Weise wie
das bei einem Autoscheibenwischer der Fall ist.
Die Erfindung kann auch bei Sonnenkollektorenfeldern eingesetzt
werden, die zwei oder mehr Sonnenkollektoren umfassen. In
diesem Falle muß nicht jeder Sonnenkollektor einzeln ein System
zum Abspülen, wie es oben beschrieben wurde, aufweisen. Minde
stens zwei Sonnenkollektoren können über ein gemeinsames Was
serzufuhrsystem, also z. B. ein durchgehendes Rohr mit
Wasseraustritten, und/oder eine gemeinsame Wasseraufnahmeein
richtung, also z. B. eine durchgehende Rinne, verfügen. Sie
können dann auch einen gemeinsamen Wasservorratsbehälter auf
weisen.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Reinigen der Ober
fläche eines Sonnenkollektors mit einer Kollektorfläche bereit,
das die Schritte umfaßt:
- - Aufstellen des Sonnenkollektors in einem Winkel von etwa 10° bis 80° bezüglich der Bodenoberfläche,
- - Aufbringen von Wasser auf die Kollektorfläche oder eine auf deren Vorderseite angeordnete Abdeckung aus lichtdurchläs sigem Material.
Durchschnittlich sollte der Sonnenkollektor aus Gründen der
Effizienz der Wärmeaufnahme in einem Winkel von etwa 45° bezüg
lich der Bodenoberfläche aufgestellt sein. Zum Abfließen des
Wassers ist es vorteilhaft, wenn der Sonnenkollektor möglichst
steil aufgestellt wird.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen beschrieben. Es
zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen
Sonnenkollektor (Schnitt I-I von Fig. 2),
Fig. 2 eine Draufsicht aus ein Sonnenkollektorenfeld
gemäß der Erfindung aus zwei erfindungsgemäßen
Sonnenkollektoren,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen
Sonnenkollektor, in dem Details des Aufbaus des
Sonnenkollektors dargestellt sind.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Darstellungen eines Sonnenkol
lektorenfelds mit zwei Sonnenkollektoren 10 und 12 in Drauf
sicht (Fig. 2) bzw. im Schnitt (Schnitt I-I aus Fig. 2 in Fig.
1). Ein Rohr 14, das sich über beide Sonnenkollektoren 10, 12
erstreckt und an deren oberen Rand angeordnet ist, weist Was
seraustritte 16 auf, aus denen Wasser auf eine als Abdeckung
dienende Glasscheibe 18 fließen kann. Am unteren Rand der
Sonnenkollektoren 10 und 12 befindet sich eine Rinne 20, in der
das die Glasscheibe 18 herunter geflossene Wasser aufgenommen
wird. Von dort gelangt es über Rohre 22 in einen Vorratsbehäl
ter 24. Dieser Vorratsbehälter 24 weist einen Überlauf 26 auf,
damit Regenwasser, das in das System gelangt, abfließen kann.
Andererseits weist er auch eine aus der städtischen Wasserver
sorgung gespeiste Frischwasserzufuhr 28 auf, aus der bei Unter
schreiten eines Mindestwasserstands im Vorratsbehälter 24
frisches Wasser zugeführt werden kann. Dies ist, wenn es in der
Zwischenzeit nicht regnet, nach mehreren Spülvorgängen erfor
derlich, weil bei jedem Spülvorgang etwas Wasser auf den Ober
flächen der Sonnenkollektoren 10 und 12 zurückbleibt und
verdampft.
Ferner ist in dem Vorratsbehälter 24 ein Filter (nicht gezeigt)
vorgesehen, welcher das Wasser filtert.
Aus dem Vorratsbehälter 24 kann das Wasser mittels einer Pumpe
30 über Rohre 32 dem Rohr 14 und damit den Wasseraustritten 16
zugeführt werden. Die Pumpe 30 wird über eine Steuerung 34
gesteuert. Ein Lichtsensor 36 erfaßt, ob die Intensität der
Sonneneinstrahlung die gewünschte Betriebszeit sinnvoll er
scheinen läßt. Die Steuerung 34 umfaßt eine Uhr, einen Speicher
und eine Datenverarbeitungseinrichtung (nicht gezeigt). Die
Meßwerte des Lichtsensors 36 werden in dem Speicher abgelegt.
Wenn die Datenverarbeitungseinrichtung erfaßt, daß nach einer
längeren Phase der Dunkelheit (Nacht) nun eine stärkere Sonnen
einstrahlung beginnt, so wird die Pumpe 30 aktiviert.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Lichtsensor 36 können andere
Meßeinrichtungen vorgesehen sein, wie etwa ein Thermometer,
eine Meßeinrichtung, die den Wasserstand in dem Vorratsbehälter
24 mißt, etc. Die Steuerung 34 kann dann die Pumpe 30 aufgrund
einer Vielzahl von Kriterien aktivieren oder auch nicht. Z. B.
wird die Pumpe 30 nicht aktiviert, wenn Minustemperaturen
herrschen oder wenn die Steuerung erkennt, daß es innerhalb der
letzten 24 Stunden geregnet hat.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfin
dungsgemäßen Sonnenkollektors. Während das Rohr 14 bei der
Ausführungsform aus Fig. 1 und Fig. 2 an den Sonnenkollekto
ren 10 und 12 angebracht wurde, ist nun ein Rohr 38 in einen
Aluminiumrahmen des Kollektors integriert. Der Aluminiumrahmen
besteht hier aus einem Gehäuseteil 40 und einem Halteteil 42,
das eine Glasscheibe 44 hält, welche die in dem Aluminiumrahmen
befindlichen Absorber 46 abdeckt. Unter den Absorbern befindet
sich eine Isolierung 48. Die beiden Teile 40, 42 des Aluminium
rahmens und das Rohr 38 können auch einstückig ausgebildet
sein.
Am unteren Rand des Sonnenkollektors befindet sich eine Rinne
50, in der das abfließende Wasser aufgefangen wird. In Fig. 3
ist angedeutet, daß sich in der Rinne 50 ein Sieb 52 befindet,
das verhindern soll, daß Blätter oder im Winter Schnee die
Rinne 50 verstopfen.
Das Rohr 38 und die Rinne 50 sind hier rund gezeichnet, sie
können selbstverständlich auch eckige Formen haben.
In den gezeigten Ausführungsformen tritt das Wasser immer von
oben aus. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungs
formen beschränkt, insbesondere sind auch Ausführungsformen
denkbar, in denen ein Rohr oder ein Schlauch seitlich von den
Sonnenkollektoren angebracht ist, wobei dann Wasser z. B. unter
Druck aus dem Rohr bzw. Schlauch auf die Glasscheibe herausge
spritzt wird. Auch in diesem Falle kann gewährleistet sein, daß
über die gesamte Glasscheibe oder zumindest über einen wesent
lichen Bereich der Glasscheibe, der zum Erhöhen der Effizienz
des Sonnenkollektors sauber gehalten werden muß, Wasser fließt
und dieses Schmutz mit sich führt.
Die Rohre und die Rinne können in beliebiger Weise an den
Sonnenkollektoren befestigt sein, insbesondere angeklebt,
angeschraubt, oder an diesen angeklipst sein. Sie können aus
beliebigen Materialien wie etwa Kunststoff, Blech, Aluminium
oder Kupfer bestehen. Es sollte berücksichtigt werden, daß das
Material der Witterung ausgesetzt ist und daher relativ witte
rungsbeständig sein sollte.
Die Erfindung kann auch bei Sonnenkollektoren angewendet wer
den, die keine Abdeckung wie etwa die Glasscheibe 18 oder 44
aufweisen, sondern bei der direkt ein auf den Absorbern befind
liches Blech oder Kunststoff oder Gummi (die Kollektorfläche)
die Außenseite bildet. Auch diese Fläche verschmutzt selbstver
ständlich wie im obigen Falle die Glasscheiben. Die Erfindung
wird dann so gestaltet, daß das Wasser direkt auf das Blech
aufgebracht wird.
Während in Fig. 2 ein Kollektorfeld aus nur zwei Sonnenkollek
toren dargestellt ist, kann die Erfindung auch bei Kollektor
feldern mit wesentlich mehr Kollektoren angewendet werden,
wobei sich in diesem Falle das Rohr 14 und die Rinne 20 über
alle Kollektoren erstrecken könnte. Anstelle eines einzigen
Vorratsbehälters 24 könnten auch zwei oder mehr Vorratsbehälter
und Pumpen vorgesehen sein. Es kann auch vorgesehen sein, daß
jeweils eine Teilgruppe der Sonnenkollektoren ein eigenes
Spülsystem mit Wasseraustrittsrohren, Wasseraufnahmerinnen und
Vorratsbehältern und Pumpen aufweist.
Claims (23)
1. Sonnenkollektor (10) mit einer Kollektorfläche, durch
ein Wasserzufuhrsystem (30, 32, 14), dass Wasser zu mindestens
einem Wasseraustritt (16) führt, der so angeordnet ist, daß aus
ihm austretendes Wasser auf die Kollektorfläche oder eine auf
deren Vorderseite angeordnete Abdeckung (18) aus lichtdurchläs
sigem Material fließt oder aufgesprüht wird.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wasseraustritt (16) an einem oberen Rand des Sonnenkollek
tors (10) angeordnet ist.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wasseraustritt als Öffnung in einem flexiblen Schlauch
ausgestaltet ist, wobei in der Öffnung vorzugsweise eine Düse
angeordnet ist.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Wasseraustritt (16) als Öffnung in Einem starren Rohr (14)
ausgestaltet ist, wobei in der Öffnung vorzugsweise eine Düse
angeordnet ist.
5. Sonnenkollektor nach auf Anspruch 2 rückbezogenem Anspruch
3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
an einem oberen Rand des Sonnenkollektors (10) ein Profil zur
Aufnahme des Schlauchs bzw. des Rohrs oder zum Bilden des Rohrs
vorgesehen ist, das entweder an dem Sonnenkollektor angebracht
ist, oder Teil einer Rahmenkonstruktion des Sonnenkollektors
ist.
6. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
an einem unteren Rand des Sonnenkollektors eine Wasseraufnahme
einrichtung (20, 50) vorgesehen ist.
7. Sonnenkollektor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wasseraufnahmeeinrichtung eine Rinne (20, 50) ist, die
entweder an dem Sonnenkollektor (10) angebracht ist oder Teil
einer Rahmenkonstruktion (40, 42) des Sonnenkollektors ist.
8. Sonnenkollektor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Sieb (52) zur Abdeckung der Rinne (50) vorgesehen ist.
9. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wasseraufnahmeeinrichtung (20) mit mindestens einem Vor
ratsbehälter (24) verbunden ist, in den das von der Wasserauf
nahmeeinrichtung (20) aufgenommene Wasser geleitet wird, und
daß der Vorratsbehälter (24) mit dem Wasserzufuhrsystem (30,
32, 14) verbunden ist, so daß das Wasser aus dem Vorratsbehäl
ter (24) dem Wasseraustritt (16) zugeführt werden kann.
10. Sonnenkollektor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorratsbehälter eine Einrichtung umfaßt, die mißt, ob der
Behälter bis zu einem Mindestwasserstand gefüllt ist, und der
Vorratsbehälter ferner entweder eine Einrichtung, die ihm beim
Unterschreiten des Mindestwasserstands automatisch frisches
Wasser zuführt, oder eine Signalausgabeeinrichtung, die das
Unterschreiten des Mindestwasserstands anzeigt, umfaßt.
11. Sonnenkollektor nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Vorratsbehälter mit einem Reinigungsmittelbehälter verbun
den ist, von dem aus dem Wasser in dem Vorratsbehälter ein
Reinigungsmittel zugeführt wird.
12. Sonnenkollektor nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
er ein Reinigungsmittelzufuhrsystem aufweist, das zu einem
Reinigungsmittelaustritt führt, der so angeordnet ist, daß das
aus ihm austretende Reinigungsmittel auf die Kollektorfläche
oder die Abdeckung fließt oder auf diese aufgesprüht wird.
13. Sonnenkollektor nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Vorratsbehälter vorgesehen sind, die beide mit dem Wasser
zufuhrsystem und mit der Wasseraufnahmeeinrichtung verbunden
sind, und daß über Ventile gesteuert wird, aus welchem und in
welchen Vorratsbehälter das Wasser fließt, wobei sich im ersten
Vorratsbehälter mit Reinigungsmittel versetztes Wasser und im
zweiten Vorratsbehälter im wesentlichen nicht mit Reinigungs
mittel versetztes Wasser befindet, und wobei vorzugsweise auch
eine Frischwasserzufuhrleitung mit dem Wasserzufuhrsystem
verbunden ist.
14. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Steuerung (34) vorhanden ist, die in Abhängigkeit von
mindestens einer Meßgröße, die von zumindest einer Meßeinrich
tung (36) gemessen wird, die Zufuhr von Wasser zu dem Wasser
austritt (16) steuert.
15. Sonnenkollektor nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Meßeinrichtung ein Lichtsensor (36) ist, so daß die Steue
rung in Abhängigkeit von der Intensität der Sonneneinstrahlung
die Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraustritt steuert.
16. Sonnenkollektor nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Meßeinrichtung eine Uhr ist, so daß die Steuerung die
Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraustritt (16) in Abhängigkeit
von der Tageszeit steuert.
17. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Meßeinrichtung mißt, ob es regnet, so daß die Steuerung
die Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraustritt in Abhängigkeit
davon steuert, wann es zuletzt geregnet hat.
18. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Meßeinrichtung die Außentemperatur mißt, so daß die Steue
rung die Zufuhr von Wasser zu dem Wasseraustritt in Abhängig
keit von der vorherrschenden Temperatur steuert.
19. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
er einen vorzugsweise über einen elektrischen Motor betätigba
ren Wischer aufweist, der Wasser, das sich auf der Kollektor
fläche oder der Abdeckung (18) befindet, abwischen kann.
20. Sonnenkollektorfeld mit zwei oder mehr Sonnenkollektoren
(10, 12) nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei Sonnenkollektoren (10, 12) ein gemeinsames
Wasserzufuhrsystem (30, 32, 14) und/oder eine gemeinsame Was
seraufnahmeeinrichtung (20) und/oder einen gemeinsamen Wasser
vorratsbehälter (24) aufweisen.
21. Verfahren zum Reinigen der Oberfläche eines Sonnenkollek
tors (10), mit einer Kollektorfläche, umfassend die Schritte:
Aufstellen des Sonnenkollektors (10) in einem Winkel von etwa 10° bis 80° bezüglich der Bodenoberfläche, Aufbringen von Wasser auf die Kollektorfläche oder eine auf deren Vorderseite angeordnete Abdeckung (18) aus licht durchlässigem Material.
Aufstellen des Sonnenkollektors (10) in einem Winkel von etwa 10° bis 80° bezüglich der Bodenoberfläche, Aufbringen von Wasser auf die Kollektorfläche oder eine auf deren Vorderseite angeordnete Abdeckung (18) aus licht durchlässigem Material.
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Wasser einmal täglich, vorzugsweise eine bestimmte Zeit
spanne nach dem morgendlichen Beginn der Sonneneinstrahlung,
aufgebracht wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Wasser dann nicht aufgebracht wird, wenn es innerhalb einer
vorgegebenen Zahl von Stunden, vorzugsweise innerhalb von 24
Stunden, zuvor geregnet hat.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10028093A DE10028093A1 (de) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | Sonnenkollektor und Verfahren zum Reinigen eines Sonnenkollektors |
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DE10028093A DE10028093A1 (de) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | Sonnenkollektor und Verfahren zum Reinigen eines Sonnenkollektors |
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