DE102010004195A1

DE102010004195A1 - solar generator

Info

Publication number: DE102010004195A1
Application number: DE102010004195A
Authority: DE
Inventors: Dieter 84524 Seifert
Original assignee: CLIMATE INTERCHANGE AG; Climate InterChange AG 85748
Current assignee: CLIMATE INTERCHANGE AG; Climate InterChange AG 85748
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2011-07-14
Also published as: WO2011082777A1

Abstract

Ein Solargenerator für die Gewinnung von elektrischer Energie wird so gestaltet und ausgerüstet, dass er sich unter anderem dazu eignet, durch Kondensationsprozesse während der Nacht Wasser aus der Atmosphäre zu gewinnen. Dabei wird die Kondensationswärme durch Wärmestrahlung zum nächtlichen Himmel abgeführt. Teil der Erfindung sind außerdem Vorrichtungen und Verfahren zur Verstärkung der Tropfenbildung und zur Erhöhung der gewonnenen Wassermenge, einschließlich der Kombination mit der solaren Wasser-Entsalzungstechnik und der Trocknungstechnik. Die Erfindung eignet sich vor allem für große Solaranlagen in ariden und semiariden Gebieten. Die Verbindung der elektrischen Energiegewinnung mit der Süßwassergewinnung und weiterer Funktionen ermöglicht Maßnahmen zur Vermeidung der Wüstenausbreitung und den Aufbau von Siedlungen mit guten Lebensbedingungen auch in bisher kaum bewohnbaren Regionen.A solar generator for the generation of electrical energy is designed and equipped in such a way that it is suitable, among other things, for extracting water from the atmosphere through condensation processes during the night. The heat of condensation is carried away to the night sky through thermal radiation. Part of the invention are also devices and methods for intensifying the formation of drops and for increasing the amount of water obtained, including the combination with the solar water desalination technique and the drying technique. The invention is particularly suitable for large solar systems in arid and semi-arid areas. The connection of the generation of electrical energy with the generation of fresh water and other functions enables measures to avoid desertification and the development of settlements with good living conditions, even in regions that were previously hardly habitable.

Description

Die Erfindung betrifft Solargeneratoren für die Gewinnung von elektrischer Energie.The invention relates to solar generators for the production of electrical energy.

Es sind Geräte bekannt, die den photovoltaisch gewonnenen Strom zum Antrieb von Kühlaggregaten nutzen, an deren Kondensatorflächen Wasser aus der Atmosphäre kondensiert. Wenn die Taupunktstemperatur an einer Oberfläche unterschritten wird, ist mit der Bildung von Tau zu rechnen. Die Taupunktstemperatur hängt vor allem vom Anteil an Wasserdampf in der Atmosphäre ab. Beispielsweise kann Luft bei einem Gesamtdruck von 1 bar bei der Taupunktstemperatur von 30°C bis zu 27,592 g Wasser pro kg trockene Luftmenge dampfförmig enthalten. Wenn diese bei 30°C mit Wasser gesättigte Luft auf 10°C abgekühlt wird, dann ist im thermodynamischen Gleichgewicht nur noch ein dampfförmiger Wasseranteil von 7,7377 g pro kg trockene Luft möglich. Das bedeutet, dass durch Abkühlung der bei 30°C gesättigten Luft auf 10°C ca. 20 g Wasser als Flüssigkeit pro kg trockene Luftmenge abgeschieden werden können. Zur Wassergewinnung aus feuchter Luft sind daher große Mengen an Luft abzukühlen, so dass der apparative Aufwand und der benötigte elektrische Energiebedarf für den Betrieb der Kühleinrichtung hoch sind.There are devices known that use the photovoltaic power generated to drive cooling units condensed on the condenser surfaces water from the atmosphere. If the dew point temperature on a surface is undercut, the formation of dew is to be expected. The dew point temperature depends primarily on the proportion of water vapor in the atmosphere. For example, at a total pressure of 1 bar at the dew point temperature of 30 ° C, air may contain up to 27.592 g of water per kg of dry air volume in vapor form. When this is cooled at 30 ° C water saturated with air to 10 ° C, then only a vaporous water content of 7.7737 g per kg of dry air is possible in the thermodynamic equilibrium. This means that by cooling the air saturated at 30 ° C to 10 ° C, about 20 g of water can be separated as a liquid per kg of dry air. For water extraction from humid air therefore large amounts of air are cool, so that the equipment and the required electrical energy consumption for the operation of the cooling device are high.

Bekannte solare Anlagen zur Süßwassergewinnung aus Meer- oder Brackwasser nutzen Verdunstungseinrichtungen und die Abscheidung des flüssigen Wassers an Flächen, die durch die Umgebungsluft oder durch die Sole gekühlt werden. Als „Sole” wird hier das Wasser bezeichnet, aus dem das Süßwasser gewonnen wird, beispielsweise Meerwasser oder verunreinigtes Wasser. Auch in diesen Fällen ist ein großer Aufwand bezogen auf die gewonnene Wassermenge erforderlich, weil die Raum-Zeit-Ausbeute dieser Einrichtungen gering ist, so dass die Anwendung im erforderlichen großen Maßstab bisher noch nicht verwirklicht werden konnte.Well-known solar plants for the extraction of fresh water from sea or brackish water use evaporation facilities and the separation of the liquid water on surfaces, which are cooled by the ambient air or by the brine. The term "brine" refers to the water from which the freshwater is extracted, such as seawater or contaminated water. Even in these cases, a great effort is required in relation to the amount of water obtained because the space-time yield of these devices is low, so that the application in the required large scale could not yet be realized.

Die Aufgabe, die mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, ist eine möglichst kostengünstige Gewinnung von Süßwasser und im Bedarfsfall von Wärme in Verbindung mit der kostengünstigen Gewinnung von elektrischer Energie.The object to be achieved with the present invention is the most cost-effective extraction of fresh water and, if necessary, heat in conjunction with the cost-effective production of electrical energy.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der jeweiligen unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the subject matter of the respective independent claims. Further advantageous embodiments are described in the respective dependent claims.

Vor allem bei großen Anlagen zur Gewinnung elektrischer Energie mit Hilfe der Photovoltaik (PV) in ariden oder semi-ariden Gebieten ist es von Vorteil, wenn mit dem Solargenerator nicht nur elektrische Energie, sondern auch Süßwasser gewonnen wird. Die Erfindung ermöglicht eine Verbindung dieser beiden Funktionen und weiterer vorteilhafter Funktionen. Dabei werden auch Anwendungen bei großen Solaranlagen ermöglicht, beispielsweise bei Anlagen zur Gewinnung von elektrischer Energie, die gegebenenfalls über weite Entfernungen geleitet wird oder in großem Maßstab zur Gewinnung von Wasserstoff oder für andere elektrochemische Prozesse eingesetzt wird. Die Verbindung der elektrischen Energiegewinnung mit der Süßwassergewinnung und weiterer Funktionen ermöglicht Maßnahmen zur Vermeidung der Wüstenausbreitung und den Bau von Siedlungen mit guten Lebensbedingungen auch in bisher kaum bewohnbaren Regionen.Especially in large systems for the production of electrical energy with the help of photovoltaic (PV) in arid or semi-arid areas, it is advantageous if the solar generator not only electrical energy, but also fresh water is obtained. The invention enables a combination of these two functions and other advantageous functions. It also allows applications in large solar systems, for example, in facilities for the production of electrical energy, which is optionally conducted over long distances or is used on a large scale for the production of hydrogen or other electrochemical processes. The combination of electric power generation with freshwater extraction and other functions enables measures to prevent the spread of the desert and the construction of settlements with good living conditions even in hitherto hardly habitable regions.

Ein wesentlicher Teil der Erfindung ist die vorteilhafte Nutzung der Kühlleistung, die sich durch den Strahlungsaustausch mit dem nächtlichen Himmel ergibt. Diese Kühlleistung ist in ariden und semi-ariden Gebieten besonders hoch, weil die Abstrahlung bei klarem nächtlichem Himmel hoch ist. In solchen Gebieten können etwa 0,5 Liter Wasser als Kondensatmenge pro Nacht pro Quadratmeter der mit dem klaren Nachthimmel im Strahlungsaustausch stehenden Fläche erreicht werden.An essential part of the invention is the advantageous use of the cooling power resulting from the radiation exchange with the night sky. This cooling power is particularly high in arid and semi-arid areas, because the radiation is high in clear night sky. In such areas, about 0.5 liters of water can be obtained as condensate per night per square meter of the area exposed to the clear night sky in the radiation exchange.

Erfindungsgemäß weist der Solargenerator mindestens ein Mittel zur Abschirmung des Solarmoduls auf. Dieses Mittel kann entweder eine Isolierung, insbesondere eine Wärmeisolierung auf der Unterseite eines Solarmoduls sein oder es kann ein Reflektor sein.According to the invention, the solar generator has at least one means for shielding the solar module. This means can either be an insulation, in particular a thermal insulation on the underside of a solar module or it can be a reflector.

Für eine hohe Taumenge ist nötig, dass die Kondensations-Fläche, also die Fläche, die zur Wärmeabstrahlung dient, einen hohen Emissionsgrad für langwellige Strahlung (d. h. für die Wärmestrahlung im Bereich der Taupunktstemperatur) hat und direkt oder über Reflektoren mit hohem Reflexionsgrad für langwellige Strahlung auf den Nachthimmel ausgerichtet ist („Nachtstellung”), so dass die Fläche nicht im Strahlungsaustausch mit der wärmeren Umgebung (insbesondere dem Erdboden) steht. Ein hoher Emissionsgrad der Glasabdeckung an Photovoltaik-Modulen ist gegeben. Bei der üblichen Anordnung der Solarmodule ist jedoch mit einer Heizung des Moduls durch die Strahlung von der warmen Umgebung auf die Rückseite des Solarmoduls zu rechnen, so dass die Kühlleistung stark vermindert wird. Außerdem ist für die Bildung großer Taumengen und für die Gewinnung der Wassermenge wichtig, dass die gebildeten Tautropfen von der Kondensations-Fläche entfernt, gesammelt und gegen Wiederverdunsten geschützt werden.For a high flavor, it is necessary that the condensing surface, that is, the surface for heat dissipation, have a high emissivity for long wavelength radiation (ie for heat radiation at dewpoint temperature) and directly or via high reflectivity reflectors for long wavelength radiation oriented to the night sky ("night position"), so that the surface is not in the radiation exchange with the warmer environment (especially the ground) is. A high emissivity of the glass cover on photovoltaic modules is given. In the usual arrangement of the solar modules, however, a heating of the module is to be expected by the radiation from the warm environment to the back of the solar module, so that the cooling capacity is greatly reduced. In addition, it is important for the formation of large taste buds and for the recovery of the amount of water that the dew drops formed are removed from the condensation surface, collected and protected against re-evaporation.

Es wurde herausgefunden, dass die Anordnung von hydrophilen und hydrophoben Bereichen auf der Kondensationsfläche zum Bilden größerer Tropfen und zu deren Ablaufen führt. Diese Bereiche können in Form von hydrophoben Wachsstreifen oder Wachspunkten ausgebildet sein.It has been found that the placement of hydrophilic and hydrophobic areas on the condensing surface results in the formation of larger droplets and their drains. These Regions may be in the form of hydrophobic wax stripes or wax dots.

Für eine Solaranlage mit Photovoltaik-Modulen (PV-Anlage) ist die Modulfläche in der Größenordnung von 8 m² pro kW installierter elektrischer Kapazität. Bei Verwendung von Reflektoren für die konzentrierte Bestrahlung der Solarmodule ist die Fläche pro kW kleiner. Bei einer mäßigen Konzentration können dennoch bei guten Bedingungen pro kW installierter Kapazität mehrere Liter Wasser pro Nacht durch Tauerzeugung an der Solarmoduloberfläche gewonnen werden.For a solar system with photovoltaic modules (PV system), the module area is on the order of 8 m ² per kW of installed electrical capacity. When using reflectors for the concentrated irradiation of the solar modules, the area per kW is smaller. At a moderate concentration, under good conditions, per liter of installed capacity several liters of water per night can be obtained by generating oxygen at the solar module surface.

Nachdem mit modernen Bewässerungsmethoden der Wasserbedarf zum Bewässern von Bäumen in ariden Gebieten bei nur einigen Litern pro Monat liegt – vor allem in den ersten Wachstumsjahren, in denen Bewässerung notwendig ist – können pro MW installierter Kapazität demnach bei geeigneter Technik beispielsweise 10.000 Bäume bewässert werden. Zu den geeigneten Techniken zählt beispielsweise die „Xero-Kulturtechnik”, bei welcher die Jungpflanze in eine mit Kunststofffolie abgedeckte Mulde gepflanzt wird.With modern irrigation methods requiring only a few liters per month to water trees in arid areas - especially in the early years of irrigation - it is possible to irrigate 10,000 trees per MW of installed capacity using appropriate technology. Suitable techniques include, for example, the "Xero Culture Technique" in which the young plant is planted in a plastic-covered trough.

Auf der Seite der PV-Anlage, die der Sonne abgewandt ist, kann somit ein Wald aus Bäumen und Sträuchern entstehen und Trinkwasser für die Anwohner bereitgestellt werden, wenn eine geeignete Technologie zur Verfügung steht, die das Wasser mit genügend niedrigen Kosten bereitstellt.On the side of the photovoltaic system that faces away from the sun, a forest of trees and shrubs can be created and drinking water can be made available to local residents if suitable technology is available to provide the water at a low enough cost.

Die Erfindung hat das Ziel, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zur Wassergewinnung zu überwinden, indem vorteilhafte Bauweisen des Solargenerators, insbesondere des Solarmoduls, verbunden werden mit vorteilhaften Maßnahmen zur Gewinnung des Wassers und gegebenenfalls auch zur Gewinnung von Wärme. Die Erfindung verwirklicht hierzu eine Kombination von Möglichkeiten, die bisher nicht erkannt wurden und ergänzt sie durch zusätzliche Maßnahmen, die durch die erfindungsgemäße Gestaltung, Ausrichtung und gegebenenfalls Bewegung des Solargenerators ermöglicht werden.The invention has the aim to overcome the disadvantages of the known devices for water extraction by advantageous constructions of the solar generator, in particular of the solar module, are connected with advantageous measures for obtaining the water and optionally also for the production of heat. For this purpose, the invention realizes a combination of possibilities which have hitherto not been recognized and supplements them by additional measures which are made possible by the design, alignment and optionally movement of the solar generator according to the invention.

Es wird angemerkt, dass mit Hilfe des Solargenerators beispielsweise durch Solarzellen in PV-Modulen elektrische Energie gewonnen werden kann. Der Solargenerator ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer horizontalen Schwenkachse (zum Beispiel Ost-West-Ausrichtung oder Nord-Süd-Ausrichtung) ausgestattet, so dass eine genügend genaue Ausrichtung entsprechend dem Stand der Sonne durch einen gesteuerten Antrieb erfolgen kann. Es erfolgt also bevorzugt nur die Bewegung um eine Schwenkachse, so dass eine einfache Aufständerung ausreicht. Die Nachführung kann aber auch mit einer schräg angeordneten Schwenkachse, z. B. in polarer Montierung, erfolgen oder mit zwei Achsen. Prinzipiell ist auch eine starre Montierung des Generators möglich. Diese Möglichkeit wird bei der Erläuterung der 13 behandelt. Auch eine stufenweise Ausrichtung, beispielsweise Stellungen für Sommer, Winter und eine Mittelstellung für die Zeit im Bereich der Tag- und Nachtgleiche kommt in Frage. Dieser Fall wird an dem in 14 gezeigten Beispiel erläutert.It is noted that with the help of the solar generator, for example, by solar cells in PV modules electrical energy can be obtained. The solar generator is equipped according to an embodiment of the invention with a horizontal pivot axis (for example, east-west orientation or north-south orientation), so that a sufficiently accurate alignment can be done in accordance with the state of the sun by a controlled drive. It is therefore preferred only the movement about a pivot axis, so that a simple elevation is sufficient. The tracking can also with a tilted pivot axis, z. B. in polar mount, done or with two axes. In principle, a rigid mounting of the generator is possible. This possibility is explained in the explanation of 13 treated. Also, a gradual alignment, for example, positions for summer, winter and a middle position for the time in the area of the equinox and comes into question. This case will be at the in 14 illustrated example explained.

Wesentlich ist, dass der Solargenerator in der Nacht so ausgerichtet werden kann, dass die Solarmodule direkt oder über Reflektoren auf den Nachthimmel ausgerichtet sind, so dass die Bildung von Tau auf den abgekühlten Flächen des Solarmoduls ermöglicht wird, und dass außerdem für die vorteilhafte Ableitung des Wassers gesorgt wird. Bevorzugt werden die Reflektoren mit den Solarmodulen verbunden, so dass sie bei der Nachführung ihre Stellung bezüglich der Solarmodule beibehalten. Dieser Fall wird bei den beschriebenen Ausführungsformen mit Trogspiegel angenommen, wobei der Trogspiegel auch zur gleichmäßigen Erhöhung der Bestrahlungsstärke an den Modulen während des Tages dient. Es ist aber auch erfindungsgemäß, wenn der Spiegel nur für die Abschirmung der nächtlichen Strahlung aus der wärmeren Umgebung dient und gegebenenfalls nicht bewegt wird. Dann bewirkt der Spiegel im Allgemeinen keine gleichmäßige Erhöhung der Bestrahlungsstärke während des Tages.It is essential that the solar generator can be aligned at night so that the solar modules are aligned directly or reflectors on the night sky, so that the formation of dew on the cooled surfaces of the solar module is made possible, and that also for the advantageous dissipation of Water is taken care of. Preferably, the reflectors are connected to the solar modules, so that they maintain their position with respect to the solar modules in the tracking. This case is assumed in the described embodiments with trough mirror, wherein the trough mirror also serves to uniformly increase the irradiance on the modules during the day. But it is also according to the invention, when the mirror is used only for the shielding of the nocturnal radiation from the warmer environment and may not be moved. Then, the mirror generally does not cause a uniform increase in irradiance during the day.

Die Bezeichnung „Solargenerator” wird zur Vereinfachung nicht nur für den einzelnen Solargenerator verwendet, sondern auch für die gesamte Anlage, die aus einer Vielzahl von einzelnen Solargeneratoren bestehen kann, die parallel oder in Serie angeordnet sind.The term "solar generator" is used not only for the individual solar generator for the sake of simplicity, but also for the entire system, which may consist of a plurality of individual solar generators, which are arranged in parallel or in series.

Für die Erläuterung der Erfindung in den 1 bis 12 wird angenommen, dass mehrere Solarmodule eines Solargenerators in zwei oder drei Reihen angeordnet sind, wobei zwei Reihen von einem Reflektor in Form eines Trogspiegels angestrahlt werden können. Im Prinzip eignet sich die Erfindung jedoch auch für Solargeneratoren ohne Reflektoren und für Solargeneratoren mit einer Reihe oder mit mehr als drei Reihen von Solarmodulen.For the explanation of the invention in the 1 to 12 It is assumed that a plurality of solar modules of a solar generator are arranged in two or three rows, wherein two rows can be illuminated by a reflector in the form of a trough mirror. In principle, however, the invention is also suitable for solar generators without reflectors and for solar generators with a row or with more than three rows of solar modules.

Wesentlich ist, dass der Solargenerator über Einrichtungen verfügt, um neben der Gewinnung von elektrischer Energie auch Wasser zu gewinnen und zu leiten.It is essential that the solar generator has facilities to win in addition to the production of electrical energy and water.

Die Verwendung eines Trogspiegels hat mehrere Vorteile. Mehrere Solarmodule können aufgrund des Trogspiegels so angeordnet werden, dass sie sich mit ihren Rückseiten parallel oder geneigt gegenüberstehen und in der Nachtstellung die gebildeten Kondensattropfen schnell ablaufen. Dazu ist es vorteilhaft, dass in der Nachtstellung die Senkrechte zur Moduloberfläche (Flächennormale) mit der Vertikalen-Richtung einen genügend großen Winkel β (maximal 90°) einschließt. Ein Trogspiegel ermöglicht auch einen Winkel β = 90° (parallel senkrecht stehende Modulreihen), so dass das gebildete Kondensat besonders schnell abläuft.The use of a trough mirror has several advantages. Several solar modules can be arranged due to the trough mirror so that they face with their backs parallel or inclined and run in the night position, the condensate drops formed quickly. For this purpose, it is advantageous that in the night position, the perpendicular to the module surface (surface normal) with the Vertical direction includes a sufficiently large angle β (maximum 90 °). A trough mirror also allows an angle β = 90 ° (parallel vertical rows of modules), so that the condensate formed runs very fast.

Eine spezielle Nutzung des Trogspiegels ergibt sich, wenn er auf dessen Rückseite mit einer oben beschriebenen Struktur versehen ist, die sich zum Auffangen von Nebeltröpfchen eignet. Dann kann bei Nebel der Solargenerator mit der Nachführeinrichtung so ausgerichtet werden, dass die Rückseite des Trogspiegels möglichst optimal zum Nebelstrom ausgerichtet ist.A special use of the trough mirror results when it is provided on the back with a structure described above, which is suitable for catching mist droplets. Then in the case of fog, the solar generator can be aligned with the tracking device so that the back of the trough mirror is optimally aligned with the fog flow.

Die Anordnung von parallelen Reihen von Solarmodulen ermöglicht es, zwischen den Solarmodulen mindestens einen Längskanal zu bilden, der unterteilt sein kann und der mit Luft und gegebenenfalls mit Wasser durchströmt werden kann. Der Längskanal kann aber auch zur Aufnahme von Adsorptionsmitteln dienen, wie ebenfalls weiter unten erläutert wird. Der Längskanal kann dadurch gebildet werden, dass er auf mindestens einer Seite durch Solarmodule begrenzt wird. Die Wärmeabfuhr auf der Rückseite durch die Strömung im Kanal bewirkt eine Verbesserung des photovoltaischen Wirkungsgrades, denn dieser nimmt mit wachsender Temperatur ab.The arrangement of parallel rows of solar modules makes it possible to form between the solar modules at least one longitudinal channel, which can be divided and which can be flowed through with air and optionally with water. The longitudinal channel can also serve to accommodate adsorbents, as will also be explained below. The longitudinal channel can be formed by being bounded on at least one side by solar modules. The heat dissipation on the back by the flow in the channel causes an improvement in the photovoltaic efficiency, because this decreases with increasing temperature.

Es kann vorteilhaft sein, einen Schlauch oder mehrere Schläuche im Bereich zwischen den Solarmodulen anzuordnen, um verschiedene erfindungsgemäße Funktionen gleichzeitig verwirklichen zu können.It may be advantageous to arrange a hose or several hoses in the area between the solar modules in order to be able to realize various functions according to the invention simultaneously.

Die Anordnung von Solarmodulen in einander gegenüberstehenden Reihen hat den großen Vorteil, dass die Rückseiten der Solarmodule in der Nachtstellung nicht im Strahlungsaustausch mit der Umgebung stehen. Die Solarmodule werden gemeinsam durch die Abstrahlung der Moduloberfläche abgekühlt. Im Bereich zwischen den Solarmodulen kann sich auch an den kalten Rückseiten eine nach unten gerichtete Konvektionsströmung ausbilden, mit der fortlaufend feuchte Luft an die Rückseite der Solarmodule gelangt, so dass auch dort Kondensat erzeugt werden kann.The arrangement of solar modules in opposing rows has the great advantage that the backs of the solar modules are not in the night position in the radiation exchange with the environment. The solar modules are cooled together by the radiation of the module surface. In the area between the solar modules, a downwardly directed convection flow can also form on the cold rear sides, with which continuously moist air reaches the rear side of the solar modules, so that condensate can also be generated there.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit ergibt sich, wenn ein Tragrohr aus Platten gebildet wird, die im Leichtbau Anwendung finden, insbesondere Sandwich-Platten, sowie Hohlflachplatten und Höckerplatten aus Aluminium, die beispielsweise für Fahrbahnbrücken verwendet werden. Diese Platten können so verbunden werden, dass sie ein Tragrohr mit Dreiecksquerschnitt bilden. Zur Verbindung können die Längskanten der Profiltafeln beispielsweise verschweißt, vernietet oder verschraubt werden, wobei zur Verbindung auch Profilstäbe eingesetzt werden können. Die Tafeln können an den Längskanten so ausgebildet werden, dass sie in einfacher Weise miteinander verbunden werden können, aber auch vorteilhafte Befestigungsmöglichkeiten für die Solarmodulreihen bieten. Die Befestigung der Solarmodulreihen am Tragrohr kann so erfolgen, dass zwischen dem Tragrohr und jeder Solarmodulreihe ein Kanal gebildet wird. Außerdem ist das Innere des Tragrohres als Kanal nutzbar. Bei der Gestaltung der Befestigung der Solarmodulreihen am Tragrohr wird durch Öffnungen und Leitungen dafür gesorgt, dass das Wasser, das sich als Kondensat auf der Rückseite der Solarmodulreihen bildet, gezielt abgeführt wird.A further advantageous possibility arises when a support tube is formed from plates which are used in lightweight construction, in particular sandwich panels, as well as hollow flat plates and bump plates made of aluminum, which are used for example for carriageway bridges. These plates can be connected so as to form a support tube with a triangular cross-section. For connection, the longitudinal edges of the profiled sheets can be welded, riveted or screwed, for example, and profile bars can be used for the connection. The panels can be formed at the longitudinal edges so that they can be connected to each other in a simple manner, but also offer advantageous mounting options for the solar module rows. The attachment of the solar module rows on the support tube can be made so that a channel is formed between the support tube and each row of solar modules. In addition, the interior of the support tube can be used as a channel. In the design of the attachment of the solar module rows on the support tube is ensured by openings and lines that the water that forms condensate on the back of the solar module rows, is deliberately dissipated.

Falls die Solarmodule eine ausreichend hohe Festigkeit haben, kann ein eigenes Tragrohr als Träger der Module entfallen, weil dann die Module als selbsttragende Elemente der Tragstruktur verwendet und durch Verbindungselemente so zusammengehalten werden können, dass ein Träger mit Längskanal gebildet wird.If the solar modules have a sufficiently high strength, a separate support tube as a carrier of the modules can be omitted, because then the modules can be used as self-supporting elements of the support structure and can be held together by fasteners so that a support with a longitudinal channel is formed.

Die Solarmodule können jedoch auch an einen Fachwerkträger montiert werden, der dann zusammen mit den Solarmodulen das Tragrohr bildet.However, the solar modules can also be mounted on a truss, which then forms the support tube together with the solar modules.

Der Solargenerator kann aus einzelnen Bereichen bestehen, bei denen der Längskanal zwischen den Modulen unterschiedliche Funktionen hat. Es können auch Bereiche des Solargenerators ohne PV-Modulen ausgestattet sein oder die PV-Modulen können durch Warmwasser- oder Warmluft-Kollektoren ersetzt werden, so dass der Solargenerator an den Bedarf an elektrischer Energie, Wasser und Wärme angepasst werden kann. Diese Anpassung wird durch den modularen Aufbau des Solargenerators erleichtert.The solar generator can consist of individual areas in which the longitudinal channel between the modules has different functions. It can also areas of the solar generator without PV modules are equipped or the PV modules can be replaced by hot water or hot air collectors, so that the solar generator can be adapted to the demand for electrical energy, water and heat. This adaptation is facilitated by the modular design of the solar generator.

Durch die Bestrahlung der Solarmodule über einen konzentrierenden Reflektor kann die Gewinnung der elektrischen Energie aus dem Solarmodul erhöht werden. Nachdem die Kosten für den Reflektor im Vergleich zu den Solarmodulkosten gering sind, kann die Konzentration der Solarstrahlung wesentlich zur Verbilligung der photovoltaischen Stromerzeugung beitragen. Das gilt vor allem, wenn der Konzentrationsfaktor C maximal so gewählt wird, dass herkömmliche, kostengünstige Solarmodule verwendet werden können.By irradiating the solar modules via a concentrating reflector, the extraction of electrical energy from the solar module can be increased. After the cost of the reflector compared to the solar module costs are low, the concentration of solar radiation can significantly contribute to the cheapening of photovoltaic power generation. This is especially true when the concentration factor C is selected to be the maximum that conventional, low-cost solar modules can be used.

Hohe Konzentrationsfaktoren benötigen spezielle Solarmodule und gegebenenfalls aufwändige Kühltechnik und exakt arbeitende Nachführungen. Außerdem ist zu beachten, dass die elektrische Leistung des Solargenerators bei hoher Konzentration sehr von der schwankenden Intensität der direkten Solarstrahlung abhängt, weil der diffuse Anteil der Solarstrahlung nicht konzentriert wird. Durch Wolken werden bei großem Konzentrationsfaktor große Schwankungen bei der erzeugten elektrischen Leistung bewirkt. Diese Schwankungen führen zu einer schlechten Auslastung des angeschlossenen Systems zur die Nutzung der elektrischen Energie. Daher kann ein Konzentrationsfaktor kleiner als 5 empfehlenswert sein, wobei die Obergrenze der Anwendung kostengünstiger Solarmodule bevorzugt wird.High concentration factors require special solar modules and, if necessary, complex cooling technology and precisely working trackers. In addition, it should be noted that the electric power of the solar generator at high concentration depends very much on the fluctuating intensity of the direct solar radiation, because the diffused portion of the solar radiation is not concentrated. Clouds cause large fluctuations in the generated electrical power at a large concentration factor. These fluctuations lead to a poor utilization of the connected system for the use of electrical energy. Therefore, a concentration factor less than 5 may be recommended, with the upper limit of using low cost solar modules being preferred.

Wasser kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Solargenerators auf mehrfache Weise gewonnen werden: Durch Auffangen und Weiterleiten von Regen, durch Auskondensieren von Tau, durch Einfangen von Nebeltröpfchen und durch Adsorption. Erfindungsgemäße Anwendungen dieser Verfahren werden im Folgenden beschrieben.Water can be obtained with the help of the solar generator according to the invention in many ways: By catching and passing on rain, by condensation of dew, by trapping mist droplets and by adsorption. Applications according to the invention of these methods are described below.

Für das Auffangen von Regen wird der Reflektor bevorzugt senkrecht zur Richtung aufgestellt, in der die Regentropfen fallen. Dadurch wird die aufgefangene Regenmenge maximiert. Zum Fortleiten des Wassers zum Wasserspeicher können Rinnen bzw. Kanäle und Rohre dienen. Der Trogspiegel selbst kann als Rinne dienen. Dies ist besonders bei großen Mengen an gezielt abzuleitendem Wasser vorteilhaft, wie es bei starkem Regen der Fall ist. Für ein schnelles Ablaufen auch bei geringem Wasserstrom ist eine Rinne an der Verbindung der beiden Reflektorteile vorteilhaft. Bei Solargeneratoren mit geneigter Achse, beispielsweise bei der polaren Montierung, ist eine Neigung der Rinne bereits gegeben. Auch in den anderen Fällen ist es vorteilhaft, über einen genügend langen Bereich des Generators eine eindeutige Neigung, zum Beispiel von einem oder einigen mm pro Meter zu verwirklichen, so wie es auch bei Dachrinnen üblich ist. Um ein Ablaufen des Wassers zu erreichen, kann jedoch auch nur die Rinne geneigt angeordnet werden. Zur Verbesserung der Ableitung des gewonnenen Wassers ist es vorteilhaft, die Rinne mit einer Oberfläche auszustatten, die möglichst nicht benetzt wird, so dass kleine Wassermengen schnell abperlen.For catching rain, the reflector is preferably placed perpendicular to the direction in which the raindrops fall. This maximizes the collected rainfall. Channels or channels and pipes can be used to divert the water to the water reservoir. The trough mirror itself can serve as a gutter. This is particularly advantageous for large amounts of water to be derived selectively, as is the case with heavy rainfall. For a quick drain even at low water flow, a channel at the junction of the two reflector parts is advantageous. In solar generators with inclined axis, for example in the polar mount, a slope of the channel is already given. Also in the other cases, it is advantageous to realize over a sufficiently long range of the generator a clear inclination, for example, of one or a few mm per meter, as is also customary in gutters. In order to achieve drainage of the water, however, only the gutter can be arranged inclined. To improve the discharge of the recovered water, it is advantageous to equip the channel with a surface that is not wetted if possible, so that small amounts of water bead off quickly.

Um Tau an den Solargeneratorflächen, insbesondere an den Solarmodul-Oberflächen, zu erzeugen, wird der Solargenerator in der Nacht so ausgerichtet, dass diese Oberflächen möglichst vollständig direkt und/oder über einen Reflektor im Strahlungsaustausch mit dem Nachthimmel stehen. In einer bevorzugten Gestaltung des Solargenerators sind dann die Solarmodule zumindest angenähert vertikal ausgerichtet, so dass das Kondensat durch die Schwerkraft nach unten läuft und mit der Rinne des Reflektors aufgefangen werden kann.In order to generate dew on the solar generator surfaces, in particular on the solar module surfaces, the solar generator is aligned at night so that these surfaces as completely as possible directly and / or over a reflector in the radiation exchange with the night sky. In a preferred embodiment of the solar generator then the solar modules are at least approximately aligned vertically, so that the condensate runs downwards by gravity and can be collected with the gutter of the reflector.

Eine vorteilhafte Möglichkeiten zur Gewinnung von Tropfen auf der Rückseite des Reflektors und der Rückseite der Solarmodule besteht darin, die Oberfläche mit einer Struktur von hydrophilen Erhebungen und dazwischen liegenden hydrophoben Tälern auszustatten.An advantageous possibility for obtaining drops on the back of the reflector and the back of the solar modules is to provide the surface with a structure of hydrophilic elevations and intervening hydrophobic valleys.

Die Vorderseite des Reflektors und die Vorderseite des Solarmoduls, also die aktive Seite des Reflektors und des Solarmoduls, kann mit einer Struktur versehen werden, die die Bildung von Tropfen und ein verstärktes Ablaufen der Tropfen bewirkt. Hierzu können beispielsweise transparente, hydrophobe Beläge dienen oder abwechselnd hydrophile und hydrophobe Streifen auf der Oberfläche angebracht werden. Diese Maßnahme ist mit Beschichtungstechnologien verwirklichbar.The front of the reflector and the front of the solar module, so the active side of the reflector and the solar module can be provided with a structure that causes the formation of droplets and an increased drainage of the drops. For this purpose, for example, serve transparent, hydrophobic coverings or alternately hydrophilic and hydrophobic strips are mounted on the surface. This measure can be realized with coating technologies.

Ein ablaufender Tropfen nimmt die auf seinem Weg liegenden Tropfen auf, so dass seine Ablauf-Spur von Wasser entsteht und somit Tropfen besonders wirksam sind, die im oberen Teil der Fläche entstehen. Daher kann es vorteilhaft sein, oben an den Solarmodulen eine Verlängerung anzubringen, die mit einer Oberfläche für starke Kondensatbildung und intensivem Tropfenablauf ausgestattet ist. Diese Verlängerung der Solarmodulflächen können vor allem aus Metall, Kunststoff oder Glas hergestellt werden. Die Oberflächen sollen im langwelligen Bereich der Strahlung einen hohen Emissionsgrad haben. Durch eine Oberflächenstruktur mit abwechselnd hydrophilen und hydrophoben Bereichen kann die Tropfenbildung verstärkt werden. Die Oberfläche der Module kann dann ohne spezielle Beschichtung sein. Allerdings wäre eine hydrophobe Beschichtung oder eine Beschichtung mit hydrophoben Streifen oder Punkten günstig.An outflowing drop absorbs the drops lying on its way, so that its drainage trace of water develops and thus drops are particularly effective, which develop in the upper part of the surface. It may therefore be advantageous to provide an extension at the top of the solar modules, which is provided with a surface for heavy condensate formation and intensive droplet discharge. This extension of the solar module surfaces can be made mainly of metal, plastic or glass. The surfaces should have a high emissivity in the long-wave range of the radiation. By a surface structure with alternating hydrophilic and hydrophobic areas, the formation of droplets can be enhanced. The surface of the modules can then be without special coating. However, a hydrophobic coating or coating with hydrophobic stripes or dots would be beneficial.

Als weitere Möglichkeit, die auskondensierte Flüssigkeit von der Kondensations-Fläche zu entfernen, besteht darin, Wasser mit Hilfe einer Pumpe im oberen Bereich der Kondensations-Fläche aufzubringen und die Kondensationsfläche wiederholt abzuspülen. Dazu ist eine Verteil-Einrichtung, beispielsweise eine Überlauf-Rinne entlang der Oberkante der Kondensations-Fläche oder Wasser-Düsen, anzubringen.Another possibility to remove the condensed liquid from the condensation surface is to apply water by means of a pump in the upper part of the condensation surface and rinse the condensation surface repeatedly. For this purpose, a distribution device, for example, an overflow channel along the upper edge of the condensation surface or water nozzles to install.

Gegebenenfalls kann die Nachführ-Einrichtung genutzt werden, um den Solargenerator periodisch so zu schwenken, so dass die Kondensattropfen ablaufen. Durch am Generator angebaute Rüttel-Einrichtungen können Stöße und Vibrationen erzeugt werden, um das Ablaufen des Kondensats zu verstärken.Optionally, the tracking device can be used to periodically pivot the solar generator so that the condensate drops drain. By means of shaker devices mounted on the generator, shocks and vibrations can be generated to increase the drainage of the condensate.

Um die Taumenge weiter zu erhöhen, kann der Feuchtigkeitsgehalt der Luft am Solargenerator in der Nacht vergrößert werden, indem am Tag Sole in einem flachen Becken erwärmt wird und in der Nacht die feuchte Luft über diesem warmen Wasservorrat dem Längskanal des Solargenerators zugeführt wird. Hierzu kann vorteilhaft eine Wasserentsalzungsanlage mit dem Solargenerator verbunden werden. Die Wasserentsalzungsanlage kann in der bekannten Bauweise aus einem flachen Solebecken mit einer schrägen Abdeckung bestehen und einer Rinne für das an der Abdeckung ablaufende Kondensat.In order to further increase the amount of milk, the moisture content of the solar generator at night can be increased by heating brine in a shallow basin during the day and adding moist air over this hot water supply to the longitudinal channel of the solar generator during the night. For this purpose, a water desalination plant can advantageously be connected to the solar generator. The desalination plant can in the known construction of a shallow brine with consist of an oblique cover and a groove for the running on the cover condensate.

Die Erfindung ermöglicht es, die hohe auf den Solargenerator eingestrahlte Energie – die von der Photovoltaik nur zu einem kleinen Teil in elektrische Energie umgewandelt wird – zur Erzeugung einer möglichst großen Süßwassermenge zu nutzen. Es kann hierzu Luft im Längskanal erwärmt und zur Erwärmung und Verdunstung des Wassers verwendet werden. Der warme Luftstrom aus dem Solargenerator kann dabei nicht nur der Wasserentsalzungsanlage bzw. einem Wasser-Vorratsbecken zugeführt werden, sondern es kann auch der Sole-Zufluss zur Wasserentsalzungsanlage als abgedeckter Kanal ausgebildet werden, in den der Luftstrom geleitet wird, so dass er die zufließende Sole überstreicht. Der abgedeckte Kanal kann vorteilhaft mit Strömungs-Schikanen ausgestattet werden, um die Wärme austauschende und Wasser verdunstende Fläche zu vergrößern. Durch den Luftumlauf steigt die Wassertemperatur während des Tages an. In der Nacht kann dann eine große Menge an Wasser im gesamten System kondensiert werden.The invention makes it possible to use the high energy radiated on the solar generator - which is converted by the photovoltaic only to a small extent into electrical energy - to produce the largest possible amount of fresh water. For this purpose, air in the longitudinal channel can be heated and used for heating and evaporation of the water. The warm air flow from the solar generator can not only be supplied to the water desalination plant or a water storage tank, but it can also be the brine inflow to desalination plant as a covered channel are formed, in which the air flow is passed, so that he the inflowing brine sweeps. The covered channel can be advantageously equipped with flow baffles to increase the heat exchanging and water evaporating area. The air circulation increases the water temperature during the day. At night, a large amount of water can be condensed throughout the system.

Die Wasserentsalzungsanlage kann einen oder mehrere Abschnitte haben, in dem die zugeführte Sole zum Kühlen des feuchten Luftstroms in der Wasserentsalzungsanlage verwendet wird, wobei die Sole vorgewärmt wird. An dieser Kühlvorrichtung und an der transparenten Abdeckung des übrigen Teils der Wasserentsalzungsanlage kann bereits während des Tages Kondensat gewonnen werden.The water desalination plant may have one or more sections in which the supplied brine is used to cool the humid air flow in the desalination plant, preheating the brine. At this cooling device and on the transparent cover of the remaining part of the desalination plant condensate can be obtained during the day.

Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung der Kondensatmenge besteht darin, den Längskanal zwischen den Solarmodulen, eventuell mit Hilfe von Schläuchen in diesem Längskanal, am Tag mit Sole aus der Wasserentsalzungsanlage zu durchströmen und sie dabei zu erwärmen. Die erwärmte Sole wird in die Wasserentsalzungsanlage zurückgeführt.Another way to increase the amount of condensate is to flow through the longitudinal channel between the solar modules, possibly with the help of hoses in this longitudinal channel, during the day with brine from the desalination plant and to heat them. The heated brine is returned to the desalination plant.

Wasser kann auch gewonnen werden durch das Anbringen von feinmaschigen Netzen zum Auffangen von Nebeltropfen an der Rückseite des Reflektors. Dazu kann die für den Reflektor bestehende Halterung genutzt werden. Der Solargenerator kann dabei so geschwenkt sein, dass die Strömung mit den Nebeltröpfchen mit dem Netz wirksam in Kontakt kommt. Hierzu wird im Allgemeinen eine Ausrichtung des Netzes quer zur Anströmrichtung vorteilhaft sein. Die Luftumlenkung am Reflektor kann eine verstärkende Wirkung bei der Tropfenabscheidung bewirken.Water can also be obtained by attaching fine-meshed nebulizer traps to the rear of the reflector. For this purpose, the existing holder for the reflector can be used. The solar generator can be pivoted so that the flow with the fog droplets effectively comes into contact with the network. For this purpose, an orientation of the network across the direction of flow will generally be advantageous. The air deflection on the reflector can cause a reinforcing effect in the droplet deposition.

Wasser aus der Atmosphäre kann auch durch Adsorptions- und Desorptionsprozesse gewonnen werden. Hierzu kann beispielsweise der Längskanal mit dem Adsorptionsmittel gefüllt werden, das in der Nacht mit Wasser beladen und am Tag mit Hilfe der zugeführten Wärme desorbiert und einem Speicher zugeführt wird.Water from the atmosphere can also be obtained by adsorption and desorption processes. For this purpose, for example, the longitudinal channel can be filled with the adsorbent, which is loaded with water at night and desorbed during the day with the aid of the heat supplied and fed to a memory.

Als billiges und in großen Mengen verfügbares Adsoptionsmittel kann beispielsweise Zeolithe als Langzeitspeicher solarer Energie zur Wärmeversorgung im Niedertemperaturbereich genutzt werden. Dabei kann das Absorptionsmittel in dem Längskanal im Raum zwischen den Solarmodulen eingesetzt werden und mit Luft durchströmt werden. Wenn in der Nacht feuchte Luft in den Längskanal geleitet wird, wird Wasser adsorbiert und es tritt trockene erwärmte Luft aus, weil die Adsorptionswärme an den Luftstrom abgegeben wird. Dieser Luftstrom kann in der Nacht für Heizzwecke genutzt werden. Die Beladungsfront bewegt sich durch das Adsorptionsmittel und es entsteht eine mit Wasser gesättigte Schicht aus Zeolith.For example, zeolites can be used as long-term storage of solar energy for supplying heat in the low-temperature range as a cheap adsorption agent that is available in large quantities. In this case, the absorbent can be used in the longitudinal channel in the space between the solar modules and be traversed with air. When wet air is introduced into the longitudinal channel at night, water is adsorbed and dry heated air is released because the heat of adsorption is released to the airflow. This airflow can be used at night for heating purposes. The loading front moves through the adsorbent, creating a water-saturated layer of zeolite.

Während des Tages kann bei erhöhter Temperatur, durch die Sonneneinstrahlung auf den Solargenerator, die Regeneration des Absorptionsmittels erfolgen, indem das Wasser desorbiert wird und ein Luftstrom entsteht, der mit dem desorbierten Wasser beladen ist. Aus diesem Strom feuchter Luft wird durch Abkühlung Wasser abgeschieden, beispielsweise mit Hilfe eines Kaltwassser-Reservoirs, das beispielsweise während der Nacht mit einem anderen Teil des Solargenerators oder mit anderen Einrichtungen zur Wärmeabgabe abgekühlt wurde.During the day, at elevated temperatures, solar radiation from the solar generator can regenerate the absorbent by desorbing the water and creating a flow of air laden with desorbed water. From this stream of moist air is deposited by cooling water, for example by means of a cold water reservoir, which has been cooled, for example, during the night with another part of the solar generator or other means for heat dissipation.

Die Wärme aus dem Solargenerator kann aber beispielsweise auch zur Beladung von Tages- oder Jahreszeitenspeichern genutzt werden. Dann wird der Längskanal von einem Wärmeträgermedium, im allgemeinen Wasser, durchströmt, das seine Wärme an den Speicher abgibt. Oder es wird erwärmte Luft aus dem Solargenerator ein Adsorptionsmittel-Speicher desorbiert, so dass bei Wärmebedarf durch Adsorption von Wasser die Adsorptionswärme genutzt werden kann.The heat from the solar generator can also be used, for example, to load day or season storage. Then, the longitudinal channel of a heat transfer medium, generally water, flows through, which gives off its heat to the memory. Or it is desorbed heated air from the solar generator adsorbent storage, so that when heat demand by adsorption of water, the heat of adsorption can be used.

Die Einstrahlung auf den Solargenerator am Tag kann auch zur Erwärmung von Luft für andere Desorptionsprozesse genutzt werden. Geeignet für die Nutzung der Wärme sind vor allem Prozesse, die keine hohe Temperatur verlangen, beispielsweise Trocknung land- und forstwirtschaftlicher Güter und gegebenenfalls von Ziegeln, wenn sie für die Aushärtung bei diesen Temperaturen geeignet sind, und für Desoptionsprozesse.The irradiation on the solar generator during the day can also be used to heat air for other desorption processes. Processes which do not require a high temperature, for example drying of agricultural and forestry goods and, if appropriate, of bricks, if they are suitable for curing at these temperatures, and for desorption processes, are suitable for the use of the heat.

Für eine hohe Lebensdauer des Solargenerators in Regionen, in denen mit starken Sandstürmen, gerechnet werden muss, ermöglicht die Erfindung eine Position des Reflektors, bei der die Reflektoroberfläche und die Solarmodule gegen die Schädigung durch die Sandkörner geschützt sind. Hierzu wird der Solargenerator so geschwenkt, dass die (konkave) Empfängerseite nach unten gerichtet ist. Bei dieser hat der Solargenerator zudem einen geringen Luftwiderstand, so dass die Belastungen bei Stürmen reduziert werden.For a long life of the solar generator in regions where strong sandstorms must be expected, the invention enables a position of the reflector in which the reflector surface and the solar modules are protected against damage by the grains of sand. For this purpose, the solar generator is pivoted so that the (concave) receiver side is directed downwards. In this case, the solar generator also has a low Air resistance, so that the loads are reduced in storms.

Die Maßnahmen zur Kondensatbildung und zum Ablaufen der Kondensattropfen sind gleichzeitig auch vorteilhaft wirksam bei der Reinigung der Oberflächen von Staubablagerungen auf den Solarmoduloberflächen.The measures for condensate formation and for the drainage of the condensate droplets are at the same time also advantageously effective in the cleaning of the surfaces of dust deposits on the solar module surfaces.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen, die im Folgenden näher beschrieben werden. Es zeigen:To explain the invention serve the drawings, which are described in more detail below. Show it:

1 einen Querschnitt durch einen Solargenerator in einer Betriebsstellung am Tag; 1 a cross section through a solar generator in an operating position during the day;

2 einen Querschnitt durch einen Solargenerator in der Nachtstellung; 2 a cross section through a solar generator in the night position;

3 eine Schrägansicht eines Solargenerators in der Nachtstellung; 3 an oblique view of a solar generator in the night position;

4 einen Querschnitt durch eine Dreiecks-Anordnung mit drei Reihen von Solarmodulen; 4 a cross section through a triangular arrangement with three rows of solar modules;

5 ein Schema für den Betrieb eines Solargenerators zur Gewinnung von Kondensat in der Nacht in Verbindung mit einer einfachen solaren Wasserentsalzungsanlage; 5 a scheme for the operation of a solar generator for the recovery of condensate at night in conjunction with a simple solar desalination plant;

6 einen Plan zur Erläuterung verschiedener Funktionen eines Solargenerators; 6 a plan for explaining various functions of a solar generator;

7 ein Schema zum Betrieb eines Solargenerators während des Tages in Verbindung mit einer Wasserentsalzungsanlage; 7 a scheme for operating a solar generator during the day in connection with a desalination plant;

8 eine Oberflächenstruktur für die beschleunigte Bildung von Tropfen auf der Solarmoduloberseite; 8th a surface structure for the accelerated formation of droplets on the solar module top side;

9 eine Oberflächenstruktur für die beschleunigte Bildung von Tropfen auf der Rückseite des Reflektors, der Rückseite der Solarmodule oder einer Verlängerung der Solarmodule; 9 a surface structure for the accelerated formation of drops on the back of the reflector, the back of the solar modules or an extension of the solar modules;

10 eine schematische Darstellung eines Antriebs und eines Solargenerators in der Position während des Tages; 10 a schematic representation of a drive and a solar generator in position during the day;

11 eine schematische Darstellung des Antriebs und eines Solargenerators in der Position während der Nacht bzw. bei Regen; 11 a schematic representation of the drive and a solar generator in position during the night or in the rain;

12 eine schematische Darstellung des Antriebs und eines Solargenerators in der Position am Morgen; 12 a schematic representation of the drive and a solar generator in the position in the morning;

13 einen Solargenerator in starrer Montierung; 13 a solar generator in a rigid mount;

14 einen Solargenerator, der nur in großen Zeitabständen auszurichten ist; 14 a solar generator, which is only to be aligned at long intervals;

15, 16 und 17 Verlängerungen an den Solarmodulen in Form von Flächen im Querschnitt 15 . 16 and 17 Extensions to the solar modules in the form of surfaces in cross section

18 und 19 Verlängerungen in Form von Nadeln im Querschnitt und in der Seitenansicht. 18 and 19 Extensions in the form of needles in cross-section and in side view.

Die Bilder zeigen bevorzugte Ausführungen in schematisierter Form, wobei die für die Erläuterung der Funktion wesentlichen Punkte veranschaulicht werden. Zur Vereinfachung wird für die Empfänger der Solarstrahlung, bevorzugt PV-Module, die Bezeichnung „Solarmodule” verwendet. Die Darstellungen dienen zur Veranschaulichung der Erfindung ohne dass eine Beschränkung der Erfindung auf die dargestellte Ausführung beabsichtigt ist.The figures show preferred embodiments in schematic form, illustrating the essential points for the explanation of the function. For simplicity, the term "solar modules" is used for the receivers of the solar radiation, preferably PV modules. The illustrations serve to illustrate the invention without any intention to limit the invention to the illustrated embodiment.

1 zeigt die Anordnung von Solarmodulen in zwei Reihen 1a und 1b, einem Reflektor in Form eines Trogspiegels, bestehend aus zwei Reflektorteilen 2a und 2b, der mit den Solarmodulen bewegt wird und der die direkte Solarstrahlung auf die Solarmodule reflektiert. Die Solarmodule sind im gezeichneten Fall parallel zu Einstrahlungsrichtung der Sonne ausgerichtet und werden vom Reflektor mit einer konzentrierten Bestrahlung angestrahlt. Die Solarmodule können jedoch auch schräg zur Mittelebene des Reflektors angeordnet werden. Der Solargenerator wird durch eine Schwenkeinrichtung, beispielsweise ein Zahnrad- oder Kettengetriebe (nicht gezeichnet), in bekannter Weise auf den Höhenstand auf die Sonne nachgeführt. Der Reflektor kann vorteilhaft so geformt sein, dass die Bestrahlungsstärke der Solarmodulfläche überall möglichst gleich ist. Dazu ist neben dem Reflexionsgesetz die Bedingung einzuhalten, dass das Verhältnis des Abstandes dy der eintreffenden Solarstrahlen zum Abstand dx der reflektierten Solarstrahlen auf dem Solarmodul konstant ist: dy/dx = 1/C wobei C der Konzentrationsfaktor ist. Zur Erläuterung sind zwei Solarstrahlen als Pfeile 3 dargestellt. Die wirksame Breite des Reflektors (d. h. die quer zur Einstrahlungsrichtung gemessene Breite) ist dann um den Faktor C größer als die Breite des Solarmoduls. Der Winkel α zwischen der Mittelebene und der Solarmodulfläche beeinflusst die Form des Reflektors. Der Winkel α ist auch definiert als Winkel zwischen der Flächennormalen der Solarmodulfläche und der Flächennormalen der Mittelebene des Solargenerators, zwischen den Solarmodulreihen. Der Winkel α der beiden Solarmodulreihen und auch der Konzentrationsfaktor kann unterschiedlich gewählt werden, wenn auch der Reflektor angepasst wird. 1 ist mit C = 2 und α = 0 gezeichnet. Der Winkel α ist in 4 gezeigt. Der Winkel β zwischen der Flächennormalen der Solarmodulfläche und der Vertikalen ist in 1 veranschaulicht. Durch die Nachführung auf den Sonnenstand und die Konzentration lässt sich gegebenenfalls eine Verbilligung der photovoltaischen Stromerzeugung erreichen und es lassen sich zusätzliche Funktionen des Solargenerators ohne großen Mehraufwand verwirklichen. Die relativ geringe Konzentration verlangt keine hohe Präzision beim Reflektor und bei der Nachführung. Durch die Verlängerung des Reflektors über die theoretische Breite hinaus können zudem Abweichungen gegenüber der theoretisch geforderten Form und Ausrichtung weitgehend kompensiert werden. 1 shows the arrangement of solar modules in two rows 1a and 1b , a reflector in the form of a trough mirror, consisting of two reflector parts 2a and 2 B which is moved with the solar modules and which reflects the direct solar radiation on the solar modules. The solar modules are aligned in the illustrated case parallel to the irradiation direction of the sun and are illuminated by the reflector with a concentrated irradiation. However, the solar modules can also be arranged obliquely to the center plane of the reflector. The solar generator is tracked by a pivoting device, such as a gear or chain transmission (not shown), in a known manner to the level of the sun. The reflector can advantageously be shaped so that the irradiance of the solar module surface is everywhere as equal as possible. In addition to the law of reflection, the condition is to be observed that the ratio of the distance dy of the incoming solar beams to the distance dx of the reflected solar beams on the solar module is constant: dy / dx = 1 / C where C is the concentration factor. For explanation, two solar rays are arrows 3 shown. The effective width of the reflector (ie, the width measured transversely to the direction of irradiation) is then larger by a factor of C than the width of the solar module. The angle α between the center plane and the solar module surface affects the shape of the reflector. The angle α is also defined as the angle between the surface normal of the solar module surface and the surface normal of the center plane of the solar generator, between the rows of solar modules. The angle α of the two solar module rows and also the concentration factor can be chosen differently, even if the reflector is adjusted. 1 is drawn with C = 2 and α = 0. The angle α is in 4 shown. The angle β between the surface normal of the solar module surface and the vertical is in 1 illustrated. By tracking the position of the sun and the concentration can be achieved if necessary, a reduction in photovoltaic power generation and it can be additional functions of the solar generator realize without much extra effort. The relatively low concentration does not require high precision reflector and tracking. By extending the reflector beyond the theoretical width also deviations from the theoretically required shape and orientation can be largely compensated.

2 zeigt eine Anordnung gemäß 1, jedoch in der Nachtstellung, d. h. in der Stellung zur vorteilhaften Energie-Abstrahlung für die Wassergewinnung in der Nacht. Im dargestellten Fall ist der Winkel α = 0 und die Solarmodule sind daher vertikal ausgerichtet und stehen direkt und über den Reflektor im Strahlungsaustausch mit dem Nachthimmel. Dadurch kann die Temperatur an den Solarmodul-Oberflächen unter den Taupunkt sinken und es kann sich Wasser in Form von Tropfen abscheiden. Durch die senkrechte Stellung der Solarmodule 1a und 1b können die Tropfen schnell ablaufen. Am Reflektor ist eine Rinne 4 zur Leitung des gewonnenen Wassers angeordnet. Das Wasser, das außen an den Solarmodulen kondensiert, läuft bzw. tropft von den Solarmodulen nach unten ab und wird von der Rinne 4 aufgefangen und weitergeleitet. Das an der Rückseite der Solarmodule kondensierte Wasser kann im Längskanal geführt werden oder über Öffnungen ebenfall in die Rinne geleitet werden. Die Solarmodulreihen stehen sich gegenüber und es wird dadurch ein Wärmeaustausch mit der warmen Umgebung vermieden. Damit sich Kondensat auf der Reflektor-Innenseite bilden könnte, müsste der Reflektor außen isoliert werden, um die Einstrahlung aus der warmen Umgebung und konvektive Wärmeübertragung zu vermindern. Wesentlich ist, dass die Funktion des Reflektors auch für die langwellige Wärmestrahlung erhalten bleibt. 2 shows an arrangement according to 1 , but in the night position, ie in the position for advantageous energy radiation for water production at night. In the illustrated case, the angle α = 0 and the solar modules are therefore vertically aligned and are directly and through the reflector in the radiation exchange with the night sky. As a result, the temperature on the solar module surfaces may drop below the dew point and water may precipitate in the form of drops. Due to the vertical position of the solar modules 1a and 1b The drops can drain quickly. At the reflector is a gutter 4 arranged to direct the recovered water. The water that condenses on the outside of the solar modules runs or drips downwards from the solar modules and is discharged from the gutter 4 intercepted and forwarded. The water condensed on the back of the solar modules can be routed in the longitudinal channel or can also be led into the channel via openings. The rows of solar modules face each other and this prevents heat exchange with the warm environment. In order for condensate to form on the inside of the reflector, the reflector would have to be externally insulated to reduce the exposure to the warm environment and convective heat transfer. It is essential that the function of the reflector is maintained even for the long-wave heat radiation.

Zur Halterung der Solarmodule 1a und 1b und des Reflektorteile 2a und 2b dient der bevorzugt rohrförmige Längsträger 6. Der Längsträger 6 kann aber beispielsweise auch als Fachwerkträger ausgebildet werden oder teilweise aus den Solarmodulen gebildet werden.For holding the solar modules 1a and 1b and the reflector parts 2a and 2 B serves the preferred tubular side member 6 , The side member 6 but may for example be formed as truss or partially formed from the solar modules.

An den Solarmodulreihen 1a und 1b sind oben Verlängerungen 7 angebracht, die durch einen hohen Emissionsgrad und gegebenenfalls durch eine Oberflächenstruktur mit abwechselnd hydrophoben und hydrophilen Bereichen für die Bildung von Kondensat-Tropfen besonders geeignet sind. Es ist eine Tragstruktur 8 für den Reflektor 2 skizziert. Diese Tragstruktur wird bevorzugt mit dem Längsträger 6 verbunden, so dass sich der Reflektor mit den Solarmodulen bewegt. Die Verbindung zwischen der Tragstruktur und dem Längsträger ist zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.At the solar module rows 1a and 1b are up extensions 7 attached, which are particularly suitable for the formation of condensate drops by a high emissivity and optionally by a surface structure with alternating hydrophobic and hydrophilic areas. It is a support structure 8th for the reflector 2 outlined. This support structure is preferred with the side member 6 connected, so that the reflector moves with the solar modules. The connection between the support structure and the longitudinal member is not shown for clarity.

3 ist eine Schrägansicht des Solargenerators. Die Länge des Solargenerators mit den Solarmodulen 1 kann sehr groß sein. Um die Belastung auf den Längsträger 6 nicht zu groß werden zu lassen, ist er in kürzeren Abständen gelagert. Es ist eine Lagerung 9 mit Stütze 10 gezeigt. 3 is an oblique view of the solar generator. The length of the solar generator with the solar modules 1 can be very big. To the load on the side member 6 not to be too big, it is stored at shorter intervals. It is a storage 9 with support 10 shown.

In 3 ist ein Längskanal 5 gezeigt, der an zwei Seiten durch die Solarmodulreihen 1a und 1b begrenzt ist. Diese Bauweise verlangt einen geringen Aufwand für den Längskanal und ergibt einen geringen Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Solarmodul und dem Medium im Längskanal. Es gibt eine Vielfalt an Möglichkeiten zur Nutzung des Längskanals: als Rohr für die Abkühlung von feuchter Luft zur Kondensatgewinnung in der Nacht, zur Erwärmung von Luft oder Wasser am Tag oder zur Aufnahme von Adsorptionsmittel. Der Längskanal wird dementsprechend zum Beispiel mit Blechen oder durch Kunststoff- oder Gewebebahnen geschlossen oder mit Schläuchen, zum Beispiel aus Kunststofffolie oder Gewebe ausgestattet.In 3 is a longitudinal channel 5 shown on two sides by the solar panel rows 1a and 1b is limited. This design requires little effort for the longitudinal channel and results in a low heat transfer resistance between the solar module and the medium in the longitudinal channel. There are a variety of ways to use the longitudinal channel: as a tube for cooling moist air to collect condensate at night, to heat air or water during the day or to absorb adsorbent. The longitudinal channel is accordingly closed, for example, with sheets or by plastic or fabric webs or equipped with hoses, for example made of plastic film or fabric.

An den Lagerstellen des Solargenerators kann der Längskanal über Verbindungsleitungen überbrückt werden oder es wird der Längskanal im Bereich der Lagerung an ein stationäres Leitungssystem (Kanal- oder Rohrsystem) angeschlossen. In 3 ist an der hinteren Lagerstelle ein Verbindungsrohr 11 zur Überbrückung der Lagerstelle skizziert. Bei Solargeneratoren mit angenähert horizontaler Drehachse wird durch eine geringe Neigung der Rinne 4 gegenüber der Horizontalen erreicht, dass das Wasser, das von den Solarmodulen und von den übrigen Flächen abläuft bzw. abtropft, gezielt dem Leitungssystem zuläuft.At the bearing points of the solar generator, the longitudinal channel can be bridged via connecting lines or the longitudinal channel is connected in the area of storage to a stationary line system (duct or pipe system). In 3 is at the rear bearing a connecting pipe 11 sketched for bridging the bearing. In solar generators with approximately horizontal axis of rotation is due to a slight inclination of the channel 4 relative to the horizontal reaches that the water that drains or drips from the solar modules and from the other surfaces, specifically tapers the pipe system.

4 zeigt den Querschnitt durch eine Dreiecks-Anordnung von drei Reihen von Solarmodulen 1a, 1b und 1c. Das Tragrohr 6 befindet sich im Inneren der Dreiecks-Anordnung und besteht aus Profiltafeln 12, die an den Längskanten an Profilstäbe 13 angeschlossen sind. Die Profilstäbe 13 verbinden die Profiltafeln und können für die Befestigung der Solarmodule 1a, 1b und 1c dienen. Durch die Befestigung der Solarmodule an den Dreieckseiten mit Abstand zu den Profiltafeln 12 des Tragrohres 6 wird hinter jeder Solarmodulreihe ein Kanal 5a, 5b und 5c gebildet. Außerdem ist das Innere des Tragrohres als Kanal nutzbar. Für die gezeichnete Anordnung in Form eines gleichseitigen Dreiecks ergibt sich ein Winkel α = 30° zwischen der Mittelebene und der Solarmoduloberfläche, der in 4 eingetragen ist. Wenn von der gleichseitigen Anordnung abgewichen wird, ergeben sich andere Winkel α. Es kommen vor allem Winkel im Bereich von 0° bis 60° in Frage. Wie bei der Anordnung mit α = 0° in den 1 bis 3, hat auch die Dreiecksanordnung in 4 den Vorteil, dass die Rückseite der Solarmodule nicht im Strahlungsaustausch mit der warmen Umgebung steht. 4 shows the cross section through a triangular arrangement of three rows of solar modules 1a . 1b and 1c , The support tube 6 is located inside the triangle arrangement and consists of profiled sheets 12 at the longitudinal edges of profiled bars 13 are connected. The profile bars 13 connect the profiled sheets and can be used for fixing the solar modules 1a . 1b and 1c serve. By attaching the solar modules to the sides of the triangle at a distance from the profiled sheets 12 of the support tube 6 behind each solar module row is a channel 5a . 5b and 5c educated. In addition, the interior of the support tube can be used as a channel. For the drawn arrangement in the form of an equilateral triangle, an angle α = 30 ° results between the median plane and the solar module surface, which in 4 is registered. If deviated from the equilateral arrangement, other angles α arise. It comes especially Angle in the range of 0 ° to 60 ° in question. As with the arrangement with α = 0 ° in the 1 to 3 , also has the triangle arrangement in 4 the advantage that the back of the solar modules is not in the radiation exchange with the warm environment.

5 enthält ein Schema für einen Betrieb des Solargenerators zur Gewinnung von Kondensat während der Nacht in Verbindung mit einer Wasserentsalzungsanlage. Aus der Wasserentsalzungsanlage 14 mit dem Solebecken 15 wird feuchte Luft mit Hilfe des Gebläses 16 entnommen und dem Längskanal 5 des Solargenerators zugeführt. Die feuchte Luft kommt dadurch mit den kalten Solarmodulen in Kontakt, so dass sich Kondensat bildet. Das Kondensat fließt innen an den Solarmodulen nach unten, wird in die Rinne oder direkt aus dem Längskanal abgeleitet und im Süßwasserbehälter 17, einem offenen oder einem abgedeckten bzw. geschlossenen Behälter, gesammelt. Es kann beispielsweise für die Tropfbewässerung von Bäumen 18 mit Hilfe einer Pumpe 19 verwendet werden. Auch das in der Wasserentsalzungsanlage 14 gewonnene Kondensat, das sich an der transparenten Abdeckung 20 bildet und in die Süßwasser-Rinne 21 abläuft, kann dem Süßwasserbehälter 17 zugeführt werden. 5 includes a scheme for operating the solar generator to recover condensate during the night in conjunction with a desalination plant. From the desalination plant 14 with the brine pool 15 is moist air with the help of the blower 16 taken and the longitudinal channel 5 supplied to the solar generator. The moist air comes into contact with the cold solar modules so that condensate forms. The condensate flows down the inside of the solar modules, is discharged into the gutter or directly from the longitudinal channel and in the fresh water tank 17 , an open or a covered container. It can, for example, for the drip irrigation of trees 18 with the help of a pump 19 be used. Also in the desalination plant 14 recovered condensate that adheres to the transparent cover 20 forms and into the fresh water channel 21 can drain, can the fresh water tank 17 be supplied.

6 enthält eine schematische Darstellung erfindungsgemäßer Anwendungen des Solargenerators, der oben für 4 verschiedene Anwendungsverfahren dargestellt ist, die mit A, B, C und D bezeichnet sind:
In der Funktion A ist die in 5 beschriebene Betriebsweise skizziert. Dabei befindet sich der Süßwasserbehälter 17 im Unterteil eines Gebäudes 22. Zur Vereinfachung der Darstellung ist angenommen, dass im Gebäude übereinander angeordnet ein Wohnbereich 23 und ein Trocknungsbereich 24 sind, wobei der Trocknungsbereich zur Trocknung von land- oder forstwirtschaftlichen oder industriellen Produkten und zur Wärmespeicherung dienen kann. Es gibt vielfache Möglichkeiten, diese Funktionsbereiche anders anzuordnen. Im gezeichneten Fall kann der Vorrat an kaltem Wasser besonders einfach zur Kühlung des Wohnbereichs 23 bei hohen Außentemperaturen dienen, indem beispielsweise Wasser aus dem Süßwasserbehälter 17 durch einen Wärmetauscher (nicht gezeichnet) gepumpt wird, durch den die zu kühlenden Luft geleitet wird. Und es kann gegebenenfalls im Trocknungsbereich gespeicherte Wärme zur Heizung des Wohnbereichs eingesetzt werden. Um einen unkontrollierten Wärmeübergang zu vermeiden, können die Stockwerke mit Isolierschichten voneinander getrennt werden. Durch einen gezielten Luftaustausch zwischen den Funktionsbereichen über steuerbare Verbindungskanäle oder über Wärmetauscher kann somit der Wohnbereich je nach Bedarf vorteilhaft gekühlt oder beheizt werden. 6 12 contains a schematic representation of applications of the solar generator according to the invention, which is illustrated above for 4 different application methods, which are designated A, B, C and D:
In function A, the in 5 Outlined operation described. This is the fresh water tank 17 in the lower part of a building 22 , To simplify the illustration, it is assumed that a living area is arranged one above the other in the building 23 and a drying area 24 The drying area can be used for drying of agricultural or forestry or industrial products and for heat storage. There are many ways to rearrange these functional areas. In the case shown, the supply of cold water is particularly easy to cool the living area 23 Serve at high outside temperatures, for example, water from the fresh water tank 17 is pumped by a heat exchanger (not shown), through which the air to be cooled is passed. And it may optionally be used in the drying area stored heat for heating the living area. In order to avoid an uncontrolled heat transfer, the floors can be separated with insulating layers. Through a targeted exchange of air between the functional areas via controllable connection channels or heat exchangers, the living area can thus advantageously be cooled or heated as required.

In der Stellung des Solargenerators entsprechend Funktion B in 6 ist der Reflektor 2 horizontal gestellt, um eine möglichst große Auffangfläche bei Regen zu bekommen. Das Regenwasser wird einem großen Auffanggehälter 25, beispielsweise einem Wasserbecken oder einem Staubecken zugeführt.In the position of the solar generator according to function B in 6 is the reflector 2 placed horizontally to get the largest possible catchment area in the rain. The rainwater becomes a large collection salary 25 , For example, a pool or a reservoir supplied.

In der Funktion C in 6 ist der Solargenerator auf die Sonne ausgerichtet, so dass die Solarmodule in der vorgesehenen Weise über den Reflektor von der Sonne bestrahlt werden und elektrische Energie erzeugen. In dieser Betriebsstellung kann der Längskanal 5 mit Luft durchströmt und erwärmt werden. Die erwärmte Luft kann beispielsweise zum Trocknen von Produkten verwendet werden. Es ist schematisch die Zufuhr der erwärmten Luft in den Trockenraum 24 im Dachgeschoß des Gebäudes 22 gezeigt. Durch wärmespeichernde Massen in diesem Bereich kann dafür gesorgt werden, dass der Wohnraum bei Bedarf mit warmer Luft versorgt werden kann.In function C in 6 the solar generator is aligned with the sun, so that the solar modules are irradiated in the intended manner via the reflector from the sun and generate electrical energy. In this operating position, the longitudinal channel 5 flowed through with air and heated. The heated air can be used, for example, for drying products. It is schematically the supply of heated air in the drying room 24 in the attic of the building 22 shown. Through heat-storing masses in this area can be ensured that the living space can be supplied with warm air if necessary.

Bei der Funktion D wird der Längskanal 5 von der Sole durchströmt und dabei durch die an den Solarmodulen erzeugte Wärme aufgeheizt. Es wird angenommen, dass die Sole mit Hilfe der Pumpe 26 der Wasserentsalzungsanlage 14 entnommen und aufgeheizt wieder zugeführt wird. Dadurch wird die Leistung der Wasserentsalzungsanlage erhöht und es entsteht ein Vorrat an warmem Wasser, der auch in der Nacht für eine hohe absolute Luftfeuchte in der Wasserentsalzungsanlage sorgt. Wenn es sich um genügend große Anlagen handelt, kann es vorteilhaft sein, einen Teil des Solargenerators mit der Funktion C zu betreiben und einen anderen mit der Funktion D. Es kann aber auch nach dem Entleeren des Längskanals 5 von der Funktion D auf die Funktion C gewechselt werden.Function D becomes the longitudinal channel 5 flows through the brine and thereby heated by the heat generated at the solar modules. It is believed that the brine with the help of the pump 26 the desalination plant 14 removed and heated is fed back. This increases the performance of the water desalination plant and creates a supply of warm water that ensures a high absolute humidity in the desalination plant even at night. If it is sufficiently large, it may be advantageous to operate one part of the solar generator with the function C and another with the function D. It can also be used after emptying the longitudinal channel 5 be changed from the function D to the function C.

In 7 ist die Verbindung des Solargenerators mit einer Wasserentsalzungsanlage 14 gezeigt, die im Wesentlichen aus dem Solebecken 15, dem Verdunstungsteil 27 und dem Kondensationsteil 28 besteht. Im Kondensationsteil wird im skizzierten Fall das Solebecken 15 mit einem Dach 29 abgedeckt, das mit Kanälen ausgestattet ist, über das die eintretende Sole geleitet wird. Die Sole nimmt die Kondensationswärme des auf der Unterseite des Daches 29 kondensierenden Süßwassers und die auftreffende Solarstrahlung auf. Die auf diese Weise vorgewärmte Sole strömt in die Sole-Rinne 30 und wird dem Solebecken 15 zugeführt. Das an der Unterseite der Abdeckung 20 und des Daches 29 kondensierte Süßwasser läuft in die Süßwasser-Rinne 21 und wird von dort der Speicherung oder Nutzung zugeführt. Die vorgewärmte Sole kann wie im skizzierten Fall mit einer Pumpe 31 vor dem Eintritt in das Solebecken 15 auf eine mit Schikanen versehenen Zulauf-Rinne 32 verteilt werden, um eine große Oberfläche für die Verdunstung zu erzeugen. Die Temperatur im Verdunstungsteil 27 wird am Tag durch die Solarstrahlung erhöht, die durch dessen transparente Abdeckung eintritt und durch die Zirkulation der Luft durch den Längskanal 5 des Solargenerators mit Hilfe des Gebläses 16. In 7 ist die Situation bei Tag skizziert. In der Nacht wird der Solargenerator gemäß 3 in die Nachstellung gebracht, so dass Süßwasser aus der zirkulierenden feuchten Luft im Solargenerator auskondensieren kann. Die Zufuhr von Sole auf das Dach 20 wird vorteilhaft unterbrochen, weil die Abstrahlung des Daches 20 zur Wärmeabfuhr während der Nacht dienen kann, so dass auch in dieser Phase im Kondensationsteil 28 der Wasserentsalzungsanlage 14 Süßwasser auskondensieren kann.In 7 is the connection of the solar generator with a desalination plant 14 shown essentially from the brine basin 15 , the evaporation part 27 and the condensation part 28 consists. In the condensation part in the case sketched the brine pool 15 with a roof 29 covered with channels through which the incoming brine is directed. The brine absorbs the condensation heat of the bottom of the roof 29 condensing fresh water and the impinging solar radiation. The pre-heated brine flows into the brine gutter 30 and becomes the brine basin 15 fed. That at the bottom of the cover 20 and the roof 29 condensed fresh water runs into the freshwater channel 21 and is there from the storage or use supplied. The preheated brine can, as in the case outlined, with a pump 31 before entering the brine pool 15 on a baffled inlet gutter 32 be distributed to a big one Surface for the evaporation to produce. The temperature in the evaporation part 27 is increased during the day by the solar radiation that enters through its transparent cover and by the circulation of air through the longitudinal channel 5 of the solar generator with the help of the blower 16 , In 7 is the situation outlined during the day. At night, the solar generator is according to 3 brought into the re-adjustment so that fresh water can condense out of the circulating humid air in the solar generator. The supply of brine on the roof 20 is advantageously interrupted because the radiation of the roof 20 can serve for heat dissipation during the night, so that even in this phase in the condensation section 28 the desalination plant 14 Fresh water can condense out.

8 zeigt eine Oberflächenstruktur auf einer Oberfläche 35 für die Verbesserung der Bildung und des Ablaufens von Tropfen von der Oberseite der Solarmodule bzw. der Verlängerung 7 (2) und der Oberfläche des Reflektors. Die Reihen von hydrophoben Punkten 33 oder hydrophobe Linien 34, die in Richtung der gewünschten Tropfenbahn angeordnet sind, bewirken, dass das kondensierte Wasser Tropfen bildet, die schnell ablaufen. Dauerhafte hydrophobe Punkte oder Linien können beispielsweise mit Hilfe bekannter Verfahren zum Beschichten bzw. zum Bedrucken von Glas beziehungsweise Aluminium und durch in der Nanotechnologie entwickelte Verfahren erzeugt werden. Es ist im Allgemeinen nicht erforderlich, die gesamte Oberfläche mit den Reihen von hydrophoben Punkten oder hydrophoben Linien auszustatten, weil es vor allem auf die Bildung genügend großer Tropfen ankommt, die dann selbsttätig ablaufen. Somit kann es wirtschaftlich sein, die Struktur nur an der Verlängerung 7 (2) anzubringen. 8th shows a surface structure on a surface 35 for improving the formation and drainage of drops from the top of the solar modules or the extension 7 ( 2 ) and the surface of the reflector. The rows of hydrophobic dots 33 or hydrophobic lines 34 , which are arranged in the direction of the desired drop path, cause the condensed water drops that expire quickly. Permanent hydrophobic dots or lines can be produced, for example, by known methods for coating or printing glass or aluminum and by methods developed in nanotechnology. It is generally not necessary to provide the entire surface with the rows of hydrophobic dots or hydrophobic lines, because it mainly depends on the formation of large enough drops, which then run off automatically. Thus, it can be economical, the structure only at the extension 7 ( 2 ).

In 9 ist eine Oberflächen-Struktur skizziert, die für die Rückseite des Reflektors und für die Rückseite der Solarmodule geeignet ist und die für eine beschleunigte Bildung von Tropfen 36 geeignet ist. Dabei sind hydrophile Kuppen 37 in hydrophoben Zwischenräumen 38 angeordnet, so dass sich Tropfen im hydrophilen Bereich bilden, die beim Ablaufen auch weiteres Wasser auf ihrem Weg mitnehmen. Skizziert ist eine Möglichkeit zur Erzeugung der Oberflächenstruktur bei der hydrophile Glaskugeln in eine hydrophobe Kunststoffmatrix eingedrückt beziehungsweise eingeschmolzen sind.In 9 is sketched a surface structure, which is suitable for the back of the reflector and for the back of the solar modules and for accelerated formation of drops 36 suitable is. These are hydrophilic crests 37 in hydrophobic spaces 38 arranged so that drops form in the hydrophilic region, which also carry along with them further water on their way. Outlined is a possibility for generating the surface structure in which hydrophilic glass spheres are pressed or melted into a hydrophobic plastic matrix.

10 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebs des Solargenerators, wobei sich der Solargenerator in einer Position während des Tages befindet. Dabei ist er entsprechend dem veränderlichen Höhenstand der Sonne ausgerichtet. Als Antrieb für die Einstellung der Positionen und die Nachführung auf den Höhenstand der Sonne ist ein Kettentrieb mit einer Kette 39 skizziert. Das Ritzel 40 des Kettentriebs wird durch einen nicht gezeichneten Antrieb in bekannter Weise über die Welle 41 angetrieben. Das Kettenrad 42 ist am Tragrohr 6 befestigt und wird durch die Kette 39 in die gewünschte Position gebracht In 11 ist der Solargenerator in der Nachtstellung bzw. in der Stellung bei Regen dargestellt. 10 shows a schematic representation of a drive of the solar generator, wherein the solar generator is in a position during the day. He is aligned according to the variable level of the sun. As drive for the adjustment of the positions and the tracking on the ridge of the sun is a chain drive with a chain 39 outlined. The pinion 40 the chain drive is by a not shown drive in a known manner on the shaft 41 driven. The sprocket 42 is on the support tube 6 attached and is through the chain 39 placed in the desired position 11 the solar generator is shown in the night position or in the position in case of rain.

In 12 ist der Solargenerator in einer der Position am Morgen dargestellt, bei der die Rückseite des Reflektors 2a und 2b zur Wasser-Ernte aus dem morgendlichen Tau dienen soll. Dabei kann die Oberflächenstruktur auf der Rückseite des Reflektors gemäß 9 vorteilhaft wirken. Als Alternative hierzu oder ergänzend kann ein Netz 43 an der Tragstruktur 8 angebracht werden, von dem Wasser aufgefangen und abgeleitet wird. Die optimale Ausrichtung des Reflektors hängt vor allem von der Geländeform des Aufstellungsortes und der Strömungsgeschwindigkeit des Nebels ab. Mit Rinnen 44 und 45 wird das gewonnene Wasser aufgefangen.In 12 The solar generator is shown in one of the position in the morning, at the rear of the reflector 2a and 2 B to serve the water harvest from the morning dew. The surface structure on the back of the reflector according to 9 act favorably. Alternatively, or in addition, a network 43 on the supporting structure 8th be attached, is collected by the water and derived. The optimal orientation of the reflector depends mainly on the terrain shape of the site and the flow velocity of the fog. With gutters 44 and 45 the collected water is collected.

In 13 ist ein Solargenerator ohne Nachführung dargestellt. Um die Kondensation von Wasser zu fördern, ist oberhalb der Solarmodule 1 eine Verlängerung 7 angebracht, die ähnlich wie bei 2 beschrieben, für die Bildung von Kondensat-Tropfen ausgestattet ist. Damit die Solarmodule 1 und die Verlängerung 7 durch die nächtliche Abstrahlung genügend abgekühlt werden, ist die Rückseite der Solarmodule und der Verlängerung gegen die Wärmezufuhr aus der Umgebung durch eine Wärmeisolierung 47 geschützt. Diese Wärmeisolierung kann zum Beispiel in bekannter Weise aus einem Strahlungsschutzschirm 48 aus Aluminiumfolie in einer Abdeckung 49 bestehen. Die Strahlungs-Isolierung kann so ausgeführt werden, dass eine ungewünschte Aufheizung der Solarmodule während der Sonneneinstrahlung vermieden wird. Hierzu kann insbesondere ein nach oben gerichteter Konvektionsstrom an der Rückseite des Solarmoduls durch Öffnungen ermöglicht werden.In 13 a solar generator without tracking is shown. To promote the condensation of water is above the solar panels 1 an extension 7 attached, similar to 2 described, is equipped for the formation of condensate drops. So that the solar modules 1 and the extension 7 cooled sufficiently by the nocturnal radiation, the back of the solar modules and the extension against the heat from the environment by a thermal insulation 47 protected. This thermal insulation can, for example, in a known manner from a radiation shield 48 made of aluminum foil in a cover 49 consist. The radiation insulation can be carried out in such a way that undesired heating of the solar modules during solar radiation is avoided. For this purpose, in particular an upwardly directed convection current at the back of the solar module can be made possible through openings.

14 zeigt einen Solargenerator, bei dem die Solarmodule 1 mit einem Trogspiegel in Form von zwei seitlich angebrachten Reflektoren 2a und 2b. Der Solargenerator kann in großen Zeitabständen ausgerichtet werden, jedoch ist er zumindest zweimal pro Jahr, beispielsweise nur von der Winter- auf die Sommerstellung, auszurichten. Für diese Einstellbarkeit ist eine Lagerung auf Rollen 50 gezeichnet. Die Rückseite der Solarmodule und der Reflektoren ist, wie bei 13 beschrieben, durch eine Wärmeisolierung 47 geschützt. Die Isolierung kann auch als Längskanal ausgeführt werden, der entsprechend der bei 5 beschriebenen Funktionen genutzt werden kann. 14 shows a solar generator, in which the solar modules 1 with a trough mirror in the form of two laterally mounted reflectors 2a and 2 B , The solar generator can be aligned at long intervals, but it is at least twice a year, for example, only from the winter to the summer position to align. For this adjustability is a storage on wheels 50 drawn. The back of the solar panels and the reflectors is as in 13 described by a thermal insulation 47 protected. The insulation can also be designed as a longitudinal channel, corresponding to the at 5 described functions can be used.

15 und 16 zeigen Verlängerungen in Form von Flächen 7a und 7b oberhalb der Solarmodule, die so gestaltet sind, dass sie am Tag eine Luftströmung entlang der Rückseiten der PV-Mudule ermöglichen und in der Nachtstellung nur einen geringe Strömung zulassen, um eine Erwärmung durch Konvektion zu minimieren. Hierzu ist am Tag (15) zwischen den Flächen 7a und 7b der Verlängerung ein durch den Anschlag 51 begrenzter Spalt offen, indem beispielsweise durch die Gewichtskraft die Fläche 7b nach unten bewegt wird. In der Nachtstellung (16) kann die Fläche 7b an der Fläche 7a anliegen und damit den Spalt verschließen. Die Flächen 7a und 7b können vorteilhaft mit Strukturen gemäß 8 und 9 versehen sein. 15 and 16 show extensions in the form of surfaces 7a and 7b above the solar modules, designed to allow airflow along the back of the PV mudule during the day and to allow only a small flow in the night position to minimize convection heating. For this is on the day ( 15 ) between the surfaces 7a and 7b the extension one by the stop 51 limited gap open, for example, by the weight of the area 7b is moved down. In the night position ( 16 ) can the area 7b on the surface 7a abut and thus close the gap. The surfaces 7a and 7b can be advantageous with structures according to 8th and 9 be provided.

17 zeigt die Skizze einer Rütteleinrichtung, die mit einem Elektromagneten 52 ausgestattet ist und die die Flächen 7a und 7b kurz auseinander stoßen kann, um die Tautropfen zum Ablaufen zu veranlassen. Mit Rütteleinrichtungen können auch die Verlängerung 7 gemäß 13 und die beschriebenen Reflektoren des Solargenerators für den Tropfenablauf ausgestattet werden. 17 shows the sketch of a vibrating device with an electromagnet 52 is equipped and which the surfaces 7a and 7b can briefly break apart to cause the dewdrops to drain. With vibrators can also extend 7 according to 13 and the described reflectors of the solar generator are equipped for the droplet drain.

18 und 19 zeigen Verlängerungen in Form von Nadeln 53, die Tau- und Nebeltropfen vergrößern und dadurch Tropfen zum Ablaufen über die Oberfläche der Solarmodule 1a und 1b bringen. Zur Vergrößerung der Tropfen können hydrophobe Linien 54 entsprechend 8 und 9 an den Nadeln angeordnet sein. Die hydrophoben Linien können am unteren Ende in einen hydrophoben Bereich übergehen an dem die Tropfen vor dem Ablaufen aufgestaut und zum Wachstum gezwungen werden. In 19 ist dieser hydrophobe Bereich durch die Linien 55 dargestellt. 18 and 19 show extensions in the form of needles 53 , enlarge the dew and fog drops and thereby drops to drain over the surface of the solar modules 1a and 1b bring. To increase the drops can hydrophobic lines 54 corresponding 8th and 9 be arranged on the needles. The hydrophobic lines may merge at the lower end into a hydrophobic region at which the drops are dammed and forced to grow before draining. In 19 is this hydrophobic area through the lines 55 shown.

Die Verlängerungen werden bevorzugt aus lichtbeständigem Kunststoff hergestellt. Durch ausreichende Elastizität der Nadeln kann für die Bewegung der Nadeln gesorgt werden, durch die das Ablaufen der Tropfen gefördert wird.The extensions are preferably made of light-resistant plastic. By sufficient elasticity of the needles can be provided for the movement of the needles, through which the drainage of the drops is promoted.

Die Verlängerungen können als Bausätze zum Anbringen an vorhandene Solarmodule gestaltet werden, so dass sie auch nachträglich angebracht werden können. In Verbindung mit ebenfalls nachträglich montierbaren Komponenten kann die Erfindung auch bei bereits vorhandenen PV-Anlagen genutzt werden.The extensions can be designed as kits for attachment to existing solar modules, so that they can also be retrofitted. In connection with also subsequently retrofittable components, the invention can also be used in existing PV systems.

Claims

Solargenerator aufweisend: ein Solarmodul zur Gewinnung von elektrischem Strom, Mittel zur Abschirmung des Solarmoduls, sodass das Solarmodul während der Nacht gegenüber der Einstrahlung aus der wärmeren Umgebung abgeschirmt ist, und Mittel zum Auffangen von Tau, der sich an dem Solargenerator bildet.Solar generator comprising: a solar module for the production of electricity, Means for shielding the solar module so that the solar panel is shielded from the warmer environment during the night, and Means for catching dew, which forms on the solar generator.

Solargenerator gemäß Anspruch 1, wobei das Mittel zur Abschirmung ein Reflektor in Form eines Trogspiegels ist, zur Reflexion der Solarstrahlung auf das Solarmodul.Solar generator according to claim 1, wherein the means for shielding a reflector in the form of a trough mirror, for reflecting the solar radiation to the solar module.

Solargenerator gemäß Anspruch 2, wobei der Winkel (α) zwischen der Flächennormalen der dem Trogspiegel zugeordneten Solarmodul-Oberfläche und der Mittelebene des Solargenerators im Bereich von 0° bis 60° ist.Solar generator according to claim 2, wherein the angle (α) between the surface normal of the trough mirror associated solar module surface and the center plane of the solar generator in the range of 0 ° to 60 °.

Solargenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Solargenerator ferner eine Nachführeinrichtung aufweist für die Ausrichtung des Solargenerators während des Tages auf die Sonne und für die Ausrichtung des Solargenerators auf den Nachthimmel.Solar generator according to one of the preceding claims, wherein the solar generator further comprises a tracking device for the alignment of the solar generator during the day on the sun and for the alignment of the solar generator on the night sky.

Solargenerator gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche des Solarmoduls und/oder die Oberfläche von an dem Solarmodul angebrachten Verlängerungen mit einer Struktur aus hydrophilen und hydrophoben Bereichen versehen ist.Solar generator according to one of the preceding claims, wherein the surface of the solar module and / or the surface of attached to the solar module extensions is provided with a structure of hydrophilic and hydrophobic areas.

Solargenerator gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner eine Pumpe und Verteil-Einrichtungen aufweisend, so dass an einer Oberfläche gebildeter Tau durch Wasser abgespült werden kann.A solar generator according to any one of the preceding claims, further comprising a pump and distribution means so that dew formed on a surface can be rinsed by water.

Solargenerator gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner eine Rüttel-Einrichtung aufweisend, so dass an einer Oberfläche gebildete Tautropfen durch gezielte Erschütterungen zum Ablaufen veranlasst werden können.Solar generator according to one of the preceding claims, further comprising a vibrating device, so that dew drops formed on a surface can be caused by targeted vibrations to drain.

Solargenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Mittel zum Auffangen von Tau zumindest eines der Mittel aus der Gruppe ist, welche umfasst Rinne, Rohr, Schlauch, offener Behälter und abgedeckter Behälter.A solar generator according to any one of the preceding claims, wherein the means for catching dew is at least one of the group consisting of gutter, pipe, hose, open container and covered container.

Solargenerator gemäß Anspruch 8, wobei das Solarmodul einen Teil des Mittels zum Auffangen von Tau bildet.A solar generator according to claim 8, wherein the solar module forms part of the means for catching tau.

Solargenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Solarmodul ein tragender Teil der Tragstruktur des Solargenerators ist.Solar generator according to one of the preceding claims, wherein the solar module is a supporting part of the support structure of the solar generator.

Verfahren zur Nutzung des Solargenerators nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt der Verwendung der Mittel zum Auffangen zur Erwärmung von Luft und/oder von Adsorptionsmitteln aufweist. A method of using the solar generator of any one of the preceding claims, the method comprising the step of using the means for collecting air and / or adsorbents for heating.

Verfahren zur Nutzung des Solargenerators nach Anspruch 11, wobei die erwärmte Luft zum Trocknen oder Aushärten von Gütern oder zum Desorbieren verwendet wird.A method of using the solar generator of claim 11, wherein the heated air is used for drying or curing goods or for desorbing.

Verfahren zur Nutzung des Solargenerators nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Solargenerator in Verbindung mit einer Wasserentsalzungsanlage betrieben wird, wobei Luft, die in der Wasserentsalzungsanlage angefeuchtet wurde, zum Solargenerator geleitet wird und/oder Luft, die im Generator erwärmt wurde, der Wasserentsalzungsanlage zugeführt wird.Method for using the solar generator according to one of the preceding claims, wherein the solar generator is operated in conjunction with a desalination plant, wherein air that has been moistened in the water desalination plant is passed to the solar generator and / or air that has been heated in the generator, fed to the water desalination plant becomes.