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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine im Solargebiet verwendete Vorrichtung, insbesondere betrifft einen thermischen Solarkollektor.
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Stand der Technik
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Fossile Energieträger werden erschöpft sein, die bisher Lösungen enthalten Wasserenergie, Windenergie, Erdwärme, Solarenergie usw, wobei Solarenergie weltweit anerkennte umweltgeschützte Energie ist. Aber in dem System, mit dem die Solarenergie verwendet wird, ist die Schlüsseltechnologie die effiziente Sammlung der Solarenergie und die Umwandlung der Solarenergie in Wärme. Der thermische Solarkollektor stellt die bequemste Weise zur Sammlung der Solarenergie dar. Mittels des thermischen Solarkollektors wird Solarenergie in Wärme umwandelt und somit werden Wasser oder andere Medien mit der Wärme erhitzt, oder wird die gesammelte Wärme in Energien in anderen Formen zur Verwendung umwandelt. Zum Beispiel kann ein einfacher Flachkollektor verwendet werden, um die Solarenergie zu sammeln. Ein Flachkollektor besteht normalerweise aus ein metallisches Blech (Cu, Al usw.). Die der Sonne zugewandte Seite wird als schwarze Oberfläche mit großer Absorptionskoeffizient ausgebildet, um die Sonnenstrahlungsenergie zu vollständig absorbieren. Wenn Wasser an der Rückseite des metallischen Bleches fließt, heizt die von dem metallischen Blech absorbierte Solarenergie das Wasser auf. Um die gesammelte Solarenergie vollständig zu Medium zu übertragen, wird die der Sonne zugewandte Seite des metallischen Bleches mit einer oder mehreren Glasschichten oder Plastikplatten vorgesehen, und wird die Rückseite und der Umfang mit Wärmehaltungseinrichtung vorgesehen, um den Wärmeverlust zu reduzieren und somit bestimmte Erhitzungstemperatur zu behalten. Der Flachkollektor kann zur Wassererhitzung, Meerwasserentsalzung, Wohnungerwärmung, Trocknung usw. Verwendung finden. Neben dem Flachkollektor gibt es auch ein konzentrierender Kollektor. Bei dem konzentrierenden Kollektor werden allgemein Linse, Parabolrinnenspiegel oder mehrere reflektierende Flachkondensatoren als Kollektoren mit höherer Energiedichte verwendet, um eine Temperatur höher als 1000°C zu erhalten.
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Aber zurzeit ist der Fertigungsprozess der thermischen Solarkollektoren kompliziert, und die Fertigungskosten sind hoch, damit können die Kollektoren nicht großflächig weit verwendet werden.
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Hinsichtlich der dargestellten Nachteilen der thermischen Solarkollektoren aus Stand der Technik wird ein neuartiger thermischer Solarkollektor bereitgestellt, dadurch, dass auf reichlichen Erfahrungen sowie Fachkenntnissen zu Design und Herstellung der Produkte von solcher Art basierend in Verbindung mit Theorien die aktiven innovativen Forschungen vom Erfinder durchgeführt werden, wobei die bisher traditionalen thermischen Solarkollektoren verbessert werden können, sodass diese Kollektoren praktischer sind. Nach wiederholten Forschungen, Designs und mit vielfachen Proben und Verbesserungen wird schliesslich die praktische Erfindung erhalten.
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Darstellung der Erfindung
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Die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteilen des thermischen Solarkollektors aus Stand der Technik zu überwinden, um einen thermischen Solarkollektor mit neuartigem Aufbau bereitzustellen, die zulösenden technischen Probleme sind durch die Innovation von Aufbau des Kollektors zu ermöglichen, die Effizienz des Kollektors für Umwandlung der Solarenergie zu erhöhen, die Fertigungskosten des Kollektors zu senken, das Fertigungsprozess zu vereinfachen, und somit findet diese neuartige Ausgestaltung in Industrie Verwendung.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen termischen Solarkollektor bereitzustellen, die zulösenden technischen Probleme bestehen aus, dass die hohlen Polykarbonatplatten die Fertigungseigenschaft aufweisen, mit der diese holen Polykarbonatplatten einteilig gedrückt werden können, sowie Wärmeabsorberschicht, Wärmespeicherschicht, Wärmedämmschicht unterschiedliche Funktionsschichten bilden sollen, so dass dieser thermischen Solarkollektor die Sonnenstrahlungsenergie in Wärme umwandelt und diese Wärme absorbieren, speichern und übertragen kann, und gleichzeitig die Wärmezerstreuung gut verhindert werden kann, und somit dieser thermischen Solarkollektor besser verwendet werden kann.
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Die Aufgaben der Erfindung sowie die Lösungen der technischen Probleme werden durch nachfolgende Ausgestaltung gelöst. Der thermische Solarkollektor, der erfindungsgemäß bereitgestellt wurde, weist nacheinander eine erste Wärmedämmschicht, eine erste Wärmespeicherschicht, eine Wärmeabsorberschicht, eine zweite Wärmedämmschicht und mehrere Längsbleche auf; zwischen diesen mehreren Längsblechen und den oben genannten Komponenten werden mehrere Supporträume bilden, und die mehreren Längsblechen die oben genannte Komponenten zusammen verbinden.
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Die Aufgaben der Erfindung sowie die Lösungen der technischen Probleme können durch nachfolgende technische Maßnahmen weiter gelöst werden.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor umfasst der Kollektor zwischen der Wärmeabsorberschicht und der zweiten Wärmedämmschicht weiterhin eine zweite Wärmespeicherschicht.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor, enthält die erste Wärmedämmschicht eine erste lichtdurchlässige Platte und eine zweite lichtdurchlässige Platte, enthält die erste Wärmespeicherschicht die zweite lichtdurchlässige Platte und eine wärmeabsorbierende Platte, wobei die wärmeabsorbierende Platte die dargestellte Wärmeabsorberschicht bildet, enthält die zweite Wärmespeichershicht eine vierte Platte und die dargestellte wärmeabsorbierende Platte, enthält die zweite Wärmedämmschicht die vierte Platte und eine fünfte Platte; die erste Wärmedämmschicht und die zweite Wärmedämmschicht ist Vakuum oder mit Luft gefüllt, die erste Wärmespeicherschicht und die zweite Wärmespeichershicht ist mit Wärmespeicherstoffen gefüllt, wobei die Wärmespeicherstoffe können innerhalb den Supporträumen durchfließen.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor bestehen die durchlässigen Platten aus transparentem Polymermaterial mit guter Lichtdurchlässigkeit und UV-Lichtverträglichkeit, bestehen die wärmeabsorbierende Platte, die vierte Platte oder die fünfte Platte aus transparentem Polymermaterial mit guter Lichtdurchlässigkeit und UV-Lichtverträglichkeit oder aus anderen nicht transparenten Polymermaterialien.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor behandelt es sich bei dem Polymermaterial um Polykarbonat.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor ist das Wärmespeicherstoff Wasser, Wärmeträgeröl oder Wärmeübertragungsmedium.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor umfasst das Wärmespeicherstoff ferner Antifrostmittel und/oder anorganische Sälze.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor, ist diese die Wärmeabsorberschicht bildende lichtabsorbierende Platte dunkle Platte oder dunkler Film, wobei die dunkle Farbe enthält aber nicht auf Schwarz, Braun oder Dunkelbraun beschränkt ist.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor kann das Wärmespeicherstoff innerhalb den sogenannten Supporträumen fliessen.
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Bei dem dargestellten thermischen Solarkollektor, kann die Wärmeabsorbersschicht weiter aus einer lichtdurchlässigen Platte und einer Beschichtung auf der lichtdurchlässigen Platte bestehen, wobei die Beschichtung dunklen Belag oder Wärmeabsoberfilm enthält, die zweite Wärmedämmschicht aus porösem Material oder thermisch reflektierendem Material besteht.
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Bei dem dargestellen thermischen Solarkollektor wird das poröse Material aus Styropor, Mineralfaser oder ausgedehntem Perlit ausgewählt, ist das thermisch reflektierende Material Alufolie.
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Im Vergleich zum Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung deutliche Vorteile und günstige Wirkungen. Aus der oben beschriebenen Ausgestaltung ist bekannt, dass um die Aufgaben der Erfindung zu lösen, das technische Gehalt der Erfindung ist im Folgenden:
In der Erfindung ist einen thermischen Solarkollektor bereitgestellt, das bedeutet, die hohlen Polykarbonatplatten sowie Wärmedämmschichten werden kompakt aufeinander angeordnet und einteilig ausgebildet, mittels der dritten Absorptionsschicht kann der thermischen Solarkollektor die Wärme der direkt eingestrahlten sowie diffusen Sonnenstrahlungen absorbieren, durch Wärmeübertragung ermöglicht die von der Wärmeabsorberschicht absorbierte Wärme, dass sich die Wärmespeicherstoffe zwischen der zweiten und dritten Polykarbonatplatte und zwischen der dritten und vierten Polykarbonatplatte erwärmen, zwischen der ersten und zweiten Polykarbonatplatte und zwischen der vierten und fünften Polykarbonatplatte Wärmedämmungseffekt für Luftschichten gebildet wird, um die Wärmezerstreuung zu reduzieren, und somit sich Wasser oder andere Wärmespeichermedien durch Erhitzung erwärmen, um den Effekt für Solarenergiesammlung zu erreichen.
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Mit der oben genannten Ausgestaltung hat der thermische Solarkollektor gemäß der Erfindung nachfolgende Vorteile:
- (1) das Design von Wärmeabsorption: Sonnenlicht läuft durch die erste und zweite transparente Polykarbonatplatte bis zur dritten Solarabsorptionsplatte, diese Solarabsorptionsplatte wird aus dunklem (z. B. braunem, dunkelbraunem oder schwarzem) Polykarbonat dirket einteilig gedrückt, oder weiter mit der durch die lichtdurchlässigen Platten ausgebildeten Wärmeabsorberschicht wird die Solarabsorptionsplatte gebildet, wobei die lichtdurchlässigen Platten mit dunklen Beschichtungen oder Wärmeabsorberfilmen beschichtet werden.
- (2) das Design von Wärmespeicherung: bei dem absorbieren das Wasser und das Wärmespeichermedium zwischen der zweiten und dritten Polykarbonatplatte und zwischen der dritten und vierten Polykarbonatplatte die von der dritten Solarabsorptionsplatte absorbierten Wärme, unterhalb und oberhalb von dem Wasser und Wärmespeichermedium werden die erste Wärmedämmschicht und die zweite Wärmedämmschicht vorgesehen, um den Wärmeverlust zu verhindern, so dass Wasser oder Wärmespeichermedium mit zunehmender Tempertur Wärme speichern.
- (3) das Design von Wärmedämmung: die erste Wärmedämmschicht A ist die zwischen der ersten und zweiten Polykarbonatplatte ausgebildete Luftschicht, diese Luftschicht kann Wärmedämmungseffekt bilden, um den Wärmeverlust zu reduzieren. Die zweite Wärmedämmschicht D ist die zwischen der vierten und fünften Polykarbonatplatte ausgebildete Luftschicht, diese Luftschicht kann Wärmedämmungseffekt bilden, um den Wärmeverlust zu reduzieren.
- (4) der thermischen Solarkollektor gemäß der Erfindung hat noch folgende Vorteile, dieser Kollektor ist mit einfachem Aufbau, günstig für Fertigung und Herstellung und kann einteilig ausgebildet werden, der Aufbau des Kollektors ist stabil, Fertigung-, Anwendung- und Wartungskosten verringern sich stark.
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Im Zusammenhang, der thermische Solarkollektor gemäß der Erfindung mit spezifischem Aufbau hat die oben genannten Vorteile und praktischem Werte, bei gleichartigen Produkten gibt es keine ähnliche Ausgestaltung zur Offenbarung oder Verwendung, ist somit die vorliegende Erfindung wirklich eine Innovation, bei Aufbau und Funktionalität der Produkte gibt es große Verbesserung, bei Technik gibt es auch große Verbesserung, und der Kollektor umfasst günstige und praktische Effekte, und im Vergleich zu thermischem Solarkollektor aus Stand der Technik gibt es dabei mehrere zusätzliche Funktionen, und somit ist der Solarkollektor geeigneter für praktische Anwendungen sowie kann in Industrie weit verwendet werden, so ist die Erfindung eine neuartige, verbesserte und praktische Ausgestaltung.
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Die dargestellte Beschreibung ist nur eine Zusammenfassung für die Ausgestaltung gemäß der Erfindung, um die technischen Methoden der Erfindung genauer zu verstehen, diese Ausgestaltung kann gemäß dem Gehalt der Beschreibung durchgeführt werden, im Folgenden werden in Verbindung mit begleitenden Figuren die vorteilhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben.
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Die spezifischen Ausführungsformen ergeben sich detailliert aus folgenden Ausführungsbeispielen und begleitenden Figuren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung von einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt eine perspektivische Außenansicht der Ausführungsform in 1.
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3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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4 zeigt eine perspektivische Außenansicht der Ausführungsform in 3.
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Im Folgenden wird die Bezugszeichenliste für die oben gezeigten Figuren beschrieben:
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Polykarbonatplatte
- 2
- zweite Polykarbonatplatte
- 3
- dritte Polykarbonatplatte
- 4
- vierte Polykarbonatplatte
- 5
- fünfte Polykarbonatplatte
- 6
- Längspolykarbonatplatte
- A
- erste Wärmedämmschicht
- B
- erste Wärmespeicherschicht
- C
- zweite Wärmespeicherschicht
- D
- zweite Wärmedämmschicht
- E
- dunkler Belag oder Wärmeabsorberfilm
- F
- poröse Wärmedämmschicht
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Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
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Im Folgenden wird der thermischen Solarkollektor gemäß der Erfindung und die spezifischen Ausführungsformen, Aufbaue, Merkmale sowie Funktionen in Verbindung mit begleitenden Figuren und vorteilhaften Ausführungsformen im Detail beschrieben, um die technischen Methoden und Funktionen zu näher erläutern, mit den in der Erfindung die vorbestimmten Aufgaben gelöst werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform, die dargestellte erste Polykarbonatplatte 1, zweite Polykarbonatplatte 2, dritte Polykarbonatplatte 3, vierte Polykarbonatplatte 4, fünfte Polykarbonatplatte 5 und Längspolykarbonatplatten 6 entsprechen eine erste lichtdurchlässige Platte, eine zweite lichtdurchlässige Platte, eine wärmeabsorbierende Platte, eine dritte Platte, eine vierte Platte und Längsplatten.
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Wie in der 2 gezeigt, ist eine perspektivische Außenansicht einer Ausführungsform der Erfindung dargestellet: mit dem Support der mehreren Längspolykarbonatplatten 6 werden mehrere Räume gebildet (A, B, C, D), Luft wird jeweils in den oberen Teil, d. h. in die erste Wärmedämmschicht A sowie in den unteren Teil, d. h. die zweite Wärmedämmschicht D eingeführt und füllt die oben genannten Wärmedämmschichten aus, jedoch wird Wasser, Wärmeträgeröl oder Wärmeübertragungsmedium in den mittleren Teilen, d. h. in die erste Wärmespeicherschicht B und die zweite Wärmespeicherschicht C eingeführt und fließt innerhalb den oben genannten Wärmespeicherschichten durch.
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Wie in der 1 gezeigt, ist eine schematische Schnittdarstellung gemäß 2 dargestellt: die von der ersten und zweiten Polykarbonatplatte gebildete erste Wärmedämmschicht A des Kollektors ist gefüllt mit Luft, die von der zweiten, dritten, vierten Polykarbonatplatte gebildete erste Wärmespeicherschicht B und zweite Wärmespeicherschicht C sind gefüllt mit Wasser oder Wärmespeichermedium, die von der vierten Polykarbonatplatte und der fünften Polykarbonatplatte gebildete zweite Wärmedämmschicht D ist gefüllt mit Luft, die oben dargestellten Schichten werden nacheinander angeordnent und mit mehreren Längspolykarbonatplatten 6 zur Abbildung von mehreren Supporträumen vorgesehen, wodurch die dargestellten Schichten kompakt nacheinander angeordnet werden und können einteilig gedrückt werden; aufgrund der Erwärmung durch Erhitzen speichert das Wasser oder Wärmespeichermedium zwischen dieser zweiten, dritten und vierten Polykarbonatplatte Wärme; diese erste und zweite Polykarbonatplatte sind transparent, so dass das Sonnenlicht einstrahlen kann; diese dritte Polykarbonatplatte ist schwarz, um eine Solarabsorptionsplatte auszubilden, um das direkt eingestrahlte und duffuse Licht zu absorbieren.
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Wie in der 4 gezeigt, ist eine perspektivische Außenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellet: mit dem Support der mehreren Längspolykarbonatplatten 6 werden mehreren Räumen gebildet (A, B), der obere Teil, d. h. die erste Wärmedämmschicht A ist vollständig gefüllt mit Luft, jedoch wird Wasser in die zweite Wärmespeicherschicht B eingeführt und fließt innerhalb dieser Wärmespeicherschicht durch, die zweite Wärmedämmschicht F unterhalb der zweiten Wärmespeicherschicht B besteht aus porösem Material oder thermisch reflektierendem Material.
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Wie in der 3 gezeigt, ist die schematische Schnittdarstellung gemäß 4 dargestellt: die erste, zweite und dritte Polykarbonatplatte des Kollektors bestehen aus transparentem Polykarbonatstoff, die zwischen der ersten und zweiten Polykarbonatplatte ausgebildete erste Wärmedämmschicht A ist gefüllt mit Luft, die zwischen der zweiten und dritten Polykarbonatplatte ausgebildete zweite Wärmspeicherschicht B ist gefüllt mit Wasser oder Wärmespeichermedium, die dritte transparente Polykarbonatplatte selbst ist mit schwarzer Beschichtung oder mit schwarzem Wärmeabsorberfilm E beschichtet, die Abstrahlrichtung von Sonnenlicht ist von außen nach den Innenraum des thermischen Solarkollektors gemäß der Erfindung, somit läuft das Sonnenlicht zuerst durch die erste, zweite und dritte Polykarbonatplatte, dann trifft auf der Solarabsorptionsplatte E, deshalb diese Solarabsorptionsplatte E kann das direkt eingestrahlte und diffuse Licht absorbieren und somit sich erwärmt, durch Wärmeübertragung erwärmt sich das Wasser und Wärmespeichermedium zwischen der zweiten und dritten Polykarbonatplatte, um Wärme zu speichern.
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Mit der die zwischen der ersten und zweiten transparenten Polykarbonatplatte ausgebildete erste Wärmedämmschicht A befüllenden Luftschicht oder Vakuumschicht kann ein Wärmedämmungseffkt gebildet werden, um den Wärmeverlust zu reduzieren.
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Ferner, mit der unter der schwarzen Beschichtung oder dem schwarzen Film E liegenden Wärmedämmschicht F kann solcher Effekt beseitigt werden, mit den die Wärme zerstreut; die oben dargestellten Schichten werden nacheinander angeordnent und mit mehreren Längspolykarbonatplatten 6 zur Abbildung von mehreren Supporträumen vorgesehen, diese Räume werden gemäß den unterschiedlichen Funktionsbereichen mit Luft zur Wärmedämmung gefüllt, oder mit Wasser oder Wärmespeichermedium zur Wärmeabsorption oder Wärmeübertragung gefüllt; wodurch werden die oben dargestellten Schichten kompakt nacheinander angeordnet werden und einteilig gedrückt, um den thermischen Solarkollektor gemäß der Erfindung herzustellen.
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Weil Solarabsorptionsplatte E die Solarenergie absorbiert, kann sich das Wasser oder Wärmespeichermedium zwischen der zweiten und dritten Polykarbonatplatte erwärmt, und somit erwärmt sich das Wasser mittels Wärmeübertragung durch Erhitzen, um die Wärme zu speichern.
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Diese erste und zweite Polykarbonatplatte sind transparent, so dass Sonnenlicht in den thermischen Solarkollektor gemäß der Erfindung einstrahlen kann.
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Diese dritte transparente Polykarbonatplatte wird mit schwarzer Beschichtung oder mit als Film ausgebildeter Solarabsorptionsplatte E kompakt beschichtet, um das eingestrahlte und diffuse Licht zu absorbieren.
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Die obenen Beschreibungen sind nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, aber keine formalen Einschränkung der Erfindung. Obwohl die Erfindung unter der Verwendung der bevorzugten Ausführungsbeispiele wie oben offenbart wurde, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt, und Fachmann in disem Gebiet können natürlich unter Verwendung der oben offenbarten technischen Gehalte kleine Variationen oder Revisionen machen, um äquivalente Ausführungsbeispiele mit äquivalenten Variationen zu erhalten, ohne Abweichung von dem Bereich der technischen Lösungen der Erfindunng. Wenn es keine Abweichung von den Gehalten der technischen Lösungen der Erfindung gibt, gehöhrt die gemäß der technischen Grundlagen der Erfindung für die oben genannten Ausführungsbeispiele durchgeführten einfachen Modifizierungen, äquivalenten Variationen und Revisionen noch zum Bereich der technischen Lösungen der Erfindung.
