DE29601105U1 - Device for obtaining energy from sunlight with at least one solar collector - Google Patents

Device for obtaining energy from sunlight with at least one solar collector

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Description

Vorrichtung zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht
mit mindestens einem SolarkollektorDevice for generating energy from sunlight
with at least one solar collector

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von thermischer und/oder elektrischer Energie aus Sonnenlicht, mit mindestens einem Solarkollektor, der einen länglichen Absorber und einen den Absorber über seine Länge hinweg und umfänglich zumindest bereichsweise umschließenden, das Sonnenlicht optisch auf den Absorber konzentrierenden Energiekonzentrator aufweist.The present invention relates to a device for obtaining thermal and/or electrical energy from sunlight, with at least one solar collector which has an elongated absorber and an energy concentrator which surrounds the absorber over its length and at least in part and optically concentrates the sunlight onto the absorber.

Solarkollektoren mit optischen Energiekonzentratoren sind bekannt. Die bekannten Ausführungen beruhen entweder auf dem Prinzip einer Fresnel-Linse {s. hierzu beispielsweise die Druckschriften US-A-4 022 186, US-A-4 069 812 und US-A-4 337 759), einer Sammellinse oder einer Streulinse. Kollektoren, die nach dem Prinzip der Fresnel-Linse oder der Sammellinse aufgebaut sind, erreichen jedoch maximal einen Konzentrationsfaktor von 1:1,3 bis 1:1,5. Dieser Konzentrationsfaktor kann allenfalls dadurch erhöht werden, daß der Kollektor mechanisch dem Sonnenlauf nachgeführt wird, wie es in den genannten Druckschriften auch jeweils beschrieben ist. Dies ist jedoch konstruktiv außerordentlichSolar collectors with optical energy concentrators are known. The known designs are based on either the principle of a Fresnel lens (see, for example, the publications US-A-4 022 186, US-A-4 069 812 and US-A-4 337 759), a converging lens or a scattering lens. Collectors that are constructed according to the principle of the Fresnel lens or the converging lens, however, achieve a maximum concentration factor of 1:1.3 to 1:1.5. This concentration factor can at best be increased by mechanically adjusting the collector to the sun's course, as is also described in the publications mentioned. However, this is extremely structurally

aufwendig. Bei den Fresnel-Linsensystemen ist zudem nachteilig, daß alle einzelnen im Querschnitt etwa dreieckförmigen Stufenlinsen unterschiedlich so berechnet und gestaltet werden müssen, daß die gewünschte Punkt- bzw. Linienfokussierung erreicht wird. Streulinsen erreichen zwarcomplex. Another disadvantage of Fresnel lens systems is that all individual step lenses, which are roughly triangular in cross-section, must be calculated and designed differently so that the desired point or line focus is achieved. Diffuser lenses achieve

&igr; · &igr;&igr; · &igr;

einen etwas höheren Konzentrationsfaktor von etwa 1:1,9. Dieser Kollektorentyp hat aber den großen Nachteil einer sehr schwierigen und kostenaufwendigen Fertigung. Seine in rohraxialer Richtung aufgebauten Linsen weisen eine geringste Dicke von ca. 3 mm, aber eine größte Dicke von 10 mm auf. Dies bringt bei der Herstellung durch Extrudieren Materialspannungen durch unterschiedliches Abkühlen des transparenten Materials mit sich. Diese Materialspannungen sind nur schwierig zu beherrschen und führen zu einem überdurchschnittlich hohen Herstellungspreis.a slightly higher concentration factor of around 1:1.9. However, this type of collector has the major disadvantage of being very difficult and expensive to manufacture. Its lenses, which are built in the axial direction of the tube, have a minimum thickness of around 3 mm, but a maximum thickness of 10 mm. During production by extrusion, this results in material stresses due to the transparent material cooling down at different rates. These material stresses are difficult to control and lead to an above-average manufacturing price.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der auf besonders wirtschaftliche Weise ein höherer Konzentrationsfaktor und damit ein verbesserter Wirkungsgrad erreicht werden kann.The present invention is based on the object of creating a device of the generic type with which a higher concentration factor and thus an improved efficiency can be achieved in a particularly economical manner.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Energiekonzentrator zumindest in einem entsprechend dem täglichen Sonnenlauf mit Sonnenlicht bestrahlbaren Umfangsbereich eine aus einem transparenten Material bestehende Prismenanordnung mit einer Vielzahl von axial, parallel zum Absorber verlaufenden und umfänglich verteilt nebeneinander angeordneten Prismen aufweist, wobei alle Prismen im Querschnitt gleichschenklig ausgebildet und mit ihren Spitzen dem Absorber zugekehrt sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Prismen auf ihren dem Sonnenlicht zugewandten Seiten konvex gekrümmte Außenflächen aufweisen.According to the invention, this is achieved in that the energy concentrator has, at least in a peripheral area that can be irradiated with sunlight according to the daily course of the sun, a prism arrangement made of a transparent material with a large number of prisms that run axially, parallel to the absorber and are distributed around the circumference, with all prisms being isosceles in cross-section and facing the absorber with their tips. It is particularly advantageous if the prisms have convexly curved outer surfaces on their sides facing the sunlight.

Hierdurch werden praktisch "konvexprismatische Linsen" gebildet.This creates what are essentially “convex prismatic lenses”.

Die erfindungsgemäße Prismenanordnung ist außerordentlich einfach und preiswert herstellbar, indem entweder transparentes, ursprünglich im wesentlichen flaches Film- bzw. Folienmaterial verwendet wird, welches auf einer Seite die Prismen und anderseitig eine ebene Oberfläche aufweist. Dieses Material braucht dann lediglich in eine Röhrenform oder zumindest in eine Röhrenschalenform (z.B. Halbschale) geformt zu werden. Aufgrund der besonderen, sehr einfachen Geometrie der erfindungsgemäßen Prismen ist vorteilhafterweise aber auch eine Herstellung des Energiekonzentrators als Kunststoff-Extrusionsteil möglich, was besonders wirtschaftlich ist.The prism arrangement according to the invention can be manufactured extremely easily and inexpensively by using either transparent, originally essentially flat film or foil material, which has the prisms on one side and a flat surface on the other. This material then only needs to be formed into a tube shape or at least into a tubular shell shape (e.g. half shell). Due to the special, very simple geometry of the prisms according to the invention, it is also advantageously possible to manufacture the energy concentrator as a plastic extrusion part, which is particularly economical.

Durch die Erfindung wird das Sonnenlicht über einen Sonnenlauf von mehr als 160° hinweg optimal ausgenutzt, d.h. nahezu vollständig auf den Absorber konzentriert. Dies kann vorteilhafterweise erreicht werden, ohne daß der Solarkollektor mechanisch dem Sonnenlauf nachgeführt werden müßte; vielmehr handelt es sich erfindungsgemäß um eine optisch einachsige Nachführung des Sonnenlaufs auf den Absorber. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß auch ohne mechanische Nachführung ein sehr beachtlicher Konzentrationsfaktor von mehr als 1:2,5 erreicht werden kann. Der Erfindung liegt diesbezüglich die Erkenntnis zugrunde, daß bei den bekannten Fresnel-Linsensystemen aufgrund einer dort bewirkten, genau zu berechnenden Punkt- bzw. Linien-Fokussierung im Falle einer Sonnenbewegung ohne mechanische Nachführung sehr schnell die Fokussierung gänzlich aus dem Bereich des Absorbers "wegwandern" würde. Mit der erfindungsgemäßen Prismenanordnung wird aufgrund der besonderen,The invention makes optimal use of sunlight over a sun path of more than 160°, i.e. it is almost completely concentrated on the absorber. This can advantageously be achieved without the solar collector having to mechanically track the sun's path; rather, the invention involves optically uniaxial tracking of the sun's path on the absorber. Surprisingly, it has been shown that a very considerable concentration factor of more than 1:2.5 can be achieved even without mechanical tracking. The invention is based on the knowledge that in the known Fresnel lens systems, due to a point or line focusing that can be calculated precisely, in the event of a sun movement without mechanical tracking, the focusing would very quickly "wander away" completely from the area of the absorber. With the prism arrangement according to the invention, due to the special,

-A--A-

gleichschenkligen Geometrie der Prismen, wobei bevorzugt alle Prismen auch bezüglich ihrer Querschnittsform gleichartig ausgebildet sind, bewußt eine Flächenfokussierung bewirkt, so daß vorteilhafterweise beim Sonnenlauf die Fokussierungsflache sich stets in einem zumindest anteilig den Bereich des Absorbers überdeckenden Bereich befindet. Dies bedeutet, daß durch eine gewollte "Reststreuung" die Strahlung auf einen Flächenbereich konzentriert wird, der sich dann bei der Sonnenbewegung nur vergleichsweise geringfügig relativ zum Absorber verlagert. Hierdurch ist vorteilhafterweise eine mechanische Nachführung des Systems entbehrlich. Ferner werden durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Prismenanordnung Umkehr- bzw. Totalreflexionen nahezu vollständig vermieden, da eine solche Totalreflexion jeweils allenfalls im Bereich nur eines der Prismen auftreten kann. Dies führt zu einem vernachlässigbar geringen Energieverlust.isosceles geometry of the prisms, whereby preferably all prisms are also designed in the same way with regard to their cross-sectional shape, deliberately causes a surface focusing, so that the focusing surface is advantageously always located in an area that at least partially covers the area of the absorber during the course of the sun. This means that the radiation is concentrated on a surface area through a deliberate "residual scattering" which then only shifts comparatively slightly relative to the absorber as the sun moves. This advantageously means that mechanical tracking of the system is unnecessary. Furthermore, the inventive design of the prism arrangement almost completely avoids reverse or total reflections, since such total reflection can only occur in the area of one of the prisms at most. This leads to a negligible energy loss.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung und besondere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungs- und Anwendungsbeispielen enthalten.Further advantageous design features of the invention and particular embodiments are contained in the subclaims and the following description of preferred embodiments and application examples.

Anhand der Zeichnung soll nun die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden. Dabei zeigen:The invention will now be explained in more detail using the drawing as an example. It shows:

Fig. 1 in einer schematischen Stirnansicht den Aufbau eines erfindungsgemäßen Solarkollektors in einer ersten Ausführungform,Fig. 1 shows a schematic front view of the structure of a solar collector according to the invention in a first embodiment,

Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung des Energiekonzentrators in einer zu Fig. 1 analogen Darstellung,Fig. 2 shows an alternative embodiment of the energy concentrator in a representation analogous to Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Energiekonzentrators ähnlich Fig. 2, jedoch in einer weiteren Ausführungsvariante, Fig. 3 a view of the energy concentrator similar to Fig. 2, but in a further embodiment,

Fig. 4 stark schematisch den Aufbau der Prismenanordnung bzw. eines zur Herstellung der Prismenanordnung verwendeten Film- bzw. Folienmaterials,Fig. 4 shows a highly schematic view of the structure of the prism arrangement or of a film or foil material used to produce the prism arrangement,

Fig. 4a einen Ausschnitt der Prismenanordnung zur Erläuterung des Strahlengangs bzw. der Konzentrationswirkung, Fig. 4a shows a section of the prism arrangement to explain the beam path or the concentration effect,

Fig. 5 einen Teil-Axialschnitt in einem Endbereich des Solarkollektors mit Darstellung eines Teils eines Halterungselementes,Fig. 5 a partial axial section in an end region of the solar collector showing part of a support element,

Fig. 6 eine Perspektivansicht des Solarkollektors mit zwei endseitigen Halterungselementen,Fig. 6 a perspective view of the solar collector with two end mounting elements,

Fig. 7 bis 9Fig. 7 to 9

jeweils eine schematische Darstellung von möglichen Zusammenschaltungen mehrerer erfindungsgemäßer Solarkollektoren,each a schematic representation of possible interconnections of several solar collectors according to the invention,

Fig. 10 eine weitere, besondere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiekonzentrators in einer Ansicht analog zu Fig. 1 bis 3,Fig. 10 shows a further, particularly advantageous embodiment of the energy concentrator according to the invention in a view analogous to Figs. 1 to 3,

Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs t XI in Fig. 10 undFig. 11 is an enlarged view of the area t XI in Fig. 10 and

Fig. 12 eine stark schematische, d.h. nicht maßstabgerechte Prinzipdarstellung des Energiekonzentrators gemäß Fig.10 zur Erläuterung der Geometrie.Fig. 12 is a highly schematic, i.e. not to scale, schematic representation of the energy concentrator according to Fig. 10 to explain the geometry.

-&bgr;--β-

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß jede eventuell nur einmal unter Bezugnahme auf eine der Zeichnungsfiguren vorkommende Beschreibung eines Teils analog auch bezüglich der anderen Zeichnungsfiguren gilt, in denen dieses Teil mit dem entsprechenden Bezugszeichen ebenfalls zu erkennen ist.In the various figures of the drawing, identical parts are always provided with the same reference symbols, so that any description of a part that may only appear once with reference to one of the drawing figures also applies analogously to the other drawing figures in which this part can also be identified with the corresponding reference symbol.

Wie sich zunächst aus Fig. 1 ergibt, weist ein erfindungsgemäßer Solarkollektor 2 einen länglichen, bevorzugt aus Aluminium bestehenden Absorber 4 und einen den Absorber 4 über seine Länge hinweg und umfänglich zumindest bereichsweise umschließenden Energiekonzentrator 6 auf, der das' Sonnenlicht optisch auf den Absorber 4 konzentriert, d.h. umlenkt. Zur Gewinnung von thermischer Energie ist der Absorber 4 rohrförmig ausgebildet, so daß er von einem geeigneten, insbesondere metalldotierten Wärmetransportmedium durchströmbar ist. Der Absorber 4 überträgt die auf ihn abgestrahlte Energie als Wärme auf das Wärmetransportmedium. Dabei ist das Wärmetransportmedium bevorzugt mit sehr kleinen Kupfer-Partikeln dotiert sowie dabei insbesondere derart inhibiert, daß eine elektrisch leitende Brücke zum bevorzugt aus Aluminium bestehenden Absorber 4 vermieden wird. Diese Maßnahme bewirkt vor allem einen effektiveren Korrosionsschutz.As can be seen from Fig. 1, a solar collector 2 according to the invention has an elongated absorber 4, preferably made of aluminum, and an energy concentrator 6 which surrounds the absorber 4 over its length and at least in part, which optically concentrates the sunlight onto the absorber 4, i.e. redirects it. To obtain thermal energy, the absorber 4 is tubular so that a suitable, in particular metal-doped, heat transport medium can flow through it. The absorber 4 transfers the energy radiated onto it as heat to the heat transport medium. The heat transport medium is preferably doped with very small copper particles and is particularly inhibited in such a way that an electrically conductive bridge to the absorber 4, which is preferably made of aluminum, is avoided. This measure primarily provides more effective corrosion protection.

Zusätzlich oder aber alternativ kann der Absorber 4 zur Erzeugung von elektrischer bzw. photovoltaischer Energie außenseitig photovoltaische Elemente 8 aufweisen. Diese sind insbesondere als außenseitige, oberflächige Beschichtung aus einem entsprechenden Halbleitermaterial {z.B. AlGaAS) ausgebildet.Additionally or alternatively, the absorber 4 can have photovoltaic elements 8 on the outside for generating electrical or photovoltaic energy. These are designed in particular as an external, surface coating made of a corresponding semiconductor material (e.g. AlGaAS).

Erfindungsgemäß weist nun der Energiekonzentrator 6 zumindest in einem entsprechend dem täglichen Sonnenlauf mit Sonnenlicht (vgl. die Pfeile 10 in Fig. 1) bestrahlbaren Umfangsbereich eine aus einem transparenten ("glasklaren") Material bestehende Prismenanordnung 12 auf. Diese erfindungsgemäße Prismenanordnung 12 weist mindestens einen Umfangsbereich mit (rohr-)axial, parallel zum Absorber 4 verlaufenden und in Umfangsrichtung verteilt nebeneinander angeordneten Prismen 14 auf. Diese Prismen 14 bewirken ein Ablenken des Sonnenlichtes 10 derart, daß dieses auf den Absorber 4 konzentriert wird. Dies ist in Fig. 1 anhand von Pfeilen 16 angedeutet. Somit wirken die Prismen 14 als sogenannte Ablenkprismen, wobei erfindungsgemäß alle Prismen 14 gleichschenklig sowie vorzugsweise auch gleichartig ausgebildet sind. Damit sind vorzugsweise auch alle Prismenwinkel und alle Winkel zwischen jeweils benachbarten Prismenflächen gleich groß. Erfindungsgemäß sind dabei die Prismen 14 mit ihren Spitzen bzw. "brechenden Kanten" 18 dem Absorber 4 zugekehrt angeordnet, wobei die den Prismenwinkel halbierenden, durch die Spitzen 18 verlaufenden Achsen 19 im wesentlichen radial zur Mittelachse des Solarkollektors 2 verlaufen. Zudem ist es für einen besonders hohen Konzentrationsfaktor vorteilhaft,wenn die Prismen 14 auf ihren dem Sonnenlicht 10 zugewandten Seiten - im Querschnitt gesehen - konvex gekrümmte Außenflächen 20 aufweisen. Hierdurch sind "konvexprismatische Linsen" gebildet. Hierbei ist es insbesondere herstellungstechnisch besonders vorteilhaft, wenn die konvexen Außenflächen 20 der Prismen 14 von einer durchgehend konvexen, im Querschnitt insbesondere kreisbogenförmigen Außenfläche 22 des Energiekonzentrators 6 gebildet sind.According to the invention, the energy concentrator 6 now has a prism arrangement 12 made of a transparent ("crystal-clear") material at least in a peripheral area that can be irradiated with sunlight according to the daily course of the sun (see arrows 10 in Fig. 1). This prism arrangement 12 according to the invention has at least one peripheral area with prisms 14 that run (tube-)axially, parallel to the absorber 4 and distributed next to one another in the peripheral direction. These prisms 14 cause the sunlight 10 to be deflected in such a way that it is concentrated on the absorber 4. This is indicated in Fig. 1 by arrows 16. The prisms 14 thus act as so-called deflection prisms, whereby according to the invention all prisms 14 are isosceles and preferably also of the same design. This means that all prism angles and all angles between adjacent prism surfaces are preferably the same size. According to the invention, the prisms 14 are arranged with their tips or "refracting edges" 18 facing the absorber 4, with the axes 19 bisecting the prism angle and running through the tips 18 running essentially radially to the central axis of the solar collector 2. In addition, it is advantageous for a particularly high concentration factor if the prisms 14 have convexly curved outer surfaces 20 on their sides facing the sunlight 10 - seen in cross section. This forms "convex-prismatic lenses". In this case, it is particularly advantageous in terms of manufacturing technology if the convex outer surfaces 20 of the prisms 14 are formed by a continuously convex outer surface 22 of the energy concentrator 6, which is in particular circular in cross section.

Vorzugsweise ist der Energiekonzentrator 6 mit einer den Absorber 4 insbesondere koaxial umschließenden RöhrenformPreferably, the energy concentrator 6 is provided with a tubular shape which surrounds the absorber 4, in particular coaxially.

L:L:

ausgebildet. Dabei erstreckt sich die Prismenanordnung 12 entweder gemäß Fig. 1 über im wesentlichen den ganzen Röhrenumfang des Energiekonzentrators 6, oder aber gemäß Fig. 2 und 3 nur über einen insbesondere etwa halbschalenförmigen, d.h. sich etwa über 180° erstreckenden Teilbereich des Röhrenumfanges des Energiekonzentrators 6. Gemäß Fig. 2 ist dann der übrige, prismenfreie Teilbereich des Röhrenumfanges des Energiekonzentrators 6 als mit der Prismenanordnung 12 insbesondere einstückig verbundene Röhrenschale {Hohlzylindersektor) 24 ausgebildet. In der Ausführungsform nach Fig. 3 bildet die Prismenanordnung 12 lediglich eine Halbschale-, wobei sich die Prismenanordnung 12 mit einem nicht dargestellten Gehäuseteil zu der Röhrenform ergänzt; dieses nicht dargestellte Gehäuseteil ist dann mit der Prismenanordnung 12 über geeignete, ebenfalls nicht dargestellte Verbindungsmittel verbunden, und zwar insbesondere derart, daß zwischen den Teilen im Bereich der seitlichen Endkanten 26 der halbschalenförmigen Prismenanordnung 12 eine Dichtigkeit gewährleistet ist. Der Zweck dieser Maßnahme wird im folgenden noch erläutert werden.formed. The prism arrangement 12 extends either according to Fig. 1 over essentially the entire tube circumference of the energy concentrator 6, or according to Figs. 2 and 3 only over a particularly approximately half-shell-shaped part of the tube circumference of the energy concentrator 6 , ie extending approximately over 180°. According to Fig. 2, the remaining, prism-free part of the tube circumference of the energy concentrator 6 is then formed as a tube shell (hollow cylinder sector) 24 which is particularly integrally connected to the prism arrangement 12. In the embodiment according to Fig. 3, the prism arrangement 12 forms only a half-shell, with the prism arrangement 12 being supplemented with a housing part (not shown) to form the tube shape; This housing part (not shown) is then connected to the prism arrangement 12 via suitable connecting means (also not shown), in particular in such a way that a seal is ensured between the parts in the region of the lateral end edges 26 of the half-shell-shaped prism arrangement 12. The purpose of this measure will be explained below.

Wie sich nun aus Fig. 4 ergibt, kann die Prismenanordnung 12 mit Vorteil aus einem flexiblen, ursprünglich im wesentlichen flachen, d.h. einseitig eine ebene Oberfläche 28 und anderseitig die Prismen 14 aufweisenden Film- bzw. Folienmaterial 3 0 gebildet sein. Dieses Material 3 0 braucht dann vorteilhafterweise lediglich kreisbogenförmig bzw. zylinderschalenförmig verformt zu werden, wodurch dann aus der ebenen Oberfläche 28 die konvexe bzw. kreisbogenförmige Außenfläche 22 der Prismenanordnung 12 entsteht (vgl.Fig.4 mit Fig.4a sowie Fig.l). Dabei wird bei der Herstellung der Aus führungs form nach Fig. 1 mit dem Material 30 ein umfänglich geschlossener Hohlzylinder gebildet, wobei bevorzugt die aneinanderstoßenden Längsseitenkanten dicht miteinanderAs can be seen from Fig. 4, the prism arrangement 12 can advantageously be formed from a flexible, originally essentially flat film or foil material 30, i.e. having a flat surface 28 on one side and the prisms 14 on the other. This material 30 then advantageously only needs to be deformed in the shape of a circular arc or a cylindrical shell, whereby the convex or circular-arc-shaped outer surface 22 of the prism arrangement 12 is created from the flat surface 28 (cf. Fig. 4 with Fig. 4a and Fig. 1). In the manufacture of the embodiment according to Fig. 1, a circumferentially closed hollow cylinder is formed with the material 30, with the abutting longitudinal side edges preferably being tightly sealed to one another.

verbunden werden, und zwar insbesondere stoffschlüssig, z.B. durch Kleben oder Verschweißen.be connected, in particular in a material-locking manner, e.g. by gluing or welding.

Wie sich nun ferner aus Fig. 4 ergibt, weist das bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 bevorzugt für die Prismenanordnung 12 verwendete Material 3 0 eine Dicke D gemessen von der äußeren Oberfläche 28 bis zu den Spitzen bzw. "brechenden Kanten" 18 - von mindestens 0,5 mm auf. Um eine bessere mechanische Stabilität zu erreichen, liegt die Dicke D aber vorzugsweise etwa im Bereich von 1,5 bis 2 mm. Dabei weisen die Prismen 14 - ausgehend von einer diese miteinander verbindenden Basis 32 - eine Höhe H etwa im Bereich von 0,15 bis 0,2 mm auf. Im "flachliegenden" Zustand des Materials 3 0 gemäß Fig. 4 weisen zudem die benachbarten Prismen 14 einen seitlichen Mittenabstand A (Abstand der Spitzen 18) voneinander auf, der etwa im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm liegt. Zudem schließen die aneinandergrenzenden Prismenflächen 34, 3 6 zweier benachbarter Prismen 14 einen Winkel &agr; ein, der im flachen Zustand nach Fig. 4 im Bereich von etwa 96° liegt. Wird dann das Material 3 0 in die bevorzugte Kreisbogenform bzw. Hohlzylinderschalenform des Energiekonzentrators 6 gebracht, verkleinert sich der Winkel a' (Fig. 4a) bis auf etwa 60° bis 80°, insbesondere etwa 70°. Damit ist der Winkel o>' in dieser Aus führungs form kleiner/gleich 90°. Durch diese Verformung des Materials 3 0 verringert sich dann auch der oben angegebene Abstand A zwischen den Prismenspitzen 18 entsprechend. Der Prismenwinkel ß beträgt bei dieser Ausführungsform etwa 90°.As can now be seen from Fig. 4, the material 3 0 preferably used for the prism arrangement 12 in the embodiment according to Figs. 1 to 3 has a thickness D measured from the outer surface 28 to the tips or "breaking edges" 18 - of at least 0.5 mm. In order to achieve better mechanical stability, the thickness D is preferably in the range of 1.5 to 2 mm. The prisms 14 - starting from a base 32 connecting them to one another - have a height H approximately in the range of 0.15 to 0.2 mm. In the "flat" state of the material 3 0 according to Fig. 4, the adjacent prisms 14 also have a lateral center distance A (distance between the tips 18) from one another, which is approximately in the range of 0.3 to 0.5 mm. In addition, the adjacent prism surfaces 34, 3 6 of two adjacent prisms 14 enclose an angle α. which in the flat state according to Fig. 4 is in the range of about 96°. If the material 3 0 is then brought into the preferred circular arc shape or hollow cylinder shell shape of the energy concentrator 6, the angle a' (Fig. 4a) is reduced to about 60° to 80°, in particular about 70°. The angle o>' in this embodiment is therefore less than or equal to 90°. Due to this deformation of the material 3 0, the distance A between the prism tips 18 specified above is also reduced accordingly. The prism angle ß in this embodiment is about 90°.

In Fig. 4a sind beispielhaft zwei Strahlengänge eingezeichnet, wodurch erkennbar ist, daß das Licht nach innen auf den Absorber konzentriert wird.In Fig. 4a, two beam paths are shown as examples, which show that the light is concentrated inwards onto the absorber.

Der gesamte Solarkollektor 2 weist bevorzugt eine Länge von etwa 1 m und einen Außendurchmesser von etwa 150 mm auf.The entire solar collector 2 preferably has a length of about 1 m and an outer diameter of about 150 mm.

Gemäß Fig. 1 ist bevorzugt vorgesehen, auf der dem Sonnenlicht 10 bzw. der Prismenanordnung 12 abgekehrten Seite "unterhalb" des Absorbers 4 einen Reflektor 3 8 anzuordnen. Dieser Reflektor 3 8 erstreckt sich axial und parallel zum Absorber 4 durch den insbesondere röhrenförmigen Energiekonzentrator 6. Dabei kann der Reflektor 3 8 - wie dargestellt - im Querschnitt winkelförmig oder aber parabolisch ausgebildet sein. Der Reflektor 3 8 ist mit einem sehr hohen Reflexionsgrad von etwa 95% ausgebildet, was durch eine Hochglanzverspiegelung erreicht werden kann. Der Reflektor 3 8 dient damit zur Reflexion derjenigen Sonnenstrahlen, die zunächst an dem Absorber 4 vorbei verlaufen, so daß nach Reflexion durch den Reflektor 38 diese Strahlen doch den Absorber 4 treffen. Dies ist in Fig. 1 anhand von Pfeilen 40 angedeutet. Zudem bewirkt der Reflektor 3 8 vorteilhafterweise auch eine Reflexion von vom Absorber 4 ausgehender Wärmestrahlung zurück auf den Absorber 4.According to Fig. 1, it is preferably provided to arrange a reflector 38 on the side facing away from the sunlight 10 or the prism arrangement 12 "below" the absorber 4. This reflector 38 extends axially and parallel to the absorber 4 through the energy concentrator 6, which is in particular tubular. The reflector 38 can - as shown - be angular or parabolic in cross-section. The reflector 38 is designed with a very high degree of reflection of around 95%, which can be achieved by a high-gloss mirror coating. The reflector 38 thus serves to reflect those sun rays that initially pass by the absorber 4, so that after reflection by the reflector 38 these rays still hit the absorber 4. This is indicated in Fig. 1 by arrows 40. In addition, the reflector 3 8 advantageously also causes a reflection of heat radiation emanating from the absorber 4 back onto the absorber 4.

Für den Wirkungsgrad des Solarkollektors 2 ist es vorteilhaft, wenn der Raum 42 zwischen dem Absorber 4 und dem optischen Energiekonzentrator 6 evakuiert bzw. evakuierbar ist. Dies ist der Grund dafür, daß - wie oben bereits angedeutet - der röhrenförmige Energiekonzentrator 6 umfangsgemäß dicht (gas- und feuchtigkeitsdicht) ausgebildet sein sollte. Zur Evakuierung des Raumes 42 wird dann eine nicht dargestellte Vakuumpumpe verwendet, die vorzugsweise zumindest anteilig von der durch die photovoltaischen Elemente 8 gewonnenen elektrischen Energie gespeist wird. Diese bevorzugte Art der Evakuierung hat den entscheidenden Vorteil, daß das Vakuum praktisch über die gesamte LebensdauerFor the efficiency of the solar collector 2, it is advantageous if the space 42 between the absorber 4 and the optical energy concentrator 6 is evacuated or can be evacuated. This is the reason why - as already indicated above - the tubular energy concentrator 6 should be designed to be sealed around its circumference (gas and moisture tight). A vacuum pump (not shown) is then used to evacuate the space 42, which is preferably fed at least in part by the electrical energy generated by the photovoltaic elements 8. This preferred type of evacuation has the decisive advantage that the vacuum is maintained practically over the entire service life.

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des Solarkollektors 2 aufrechterhalten werden kann. Dabei erfolgt die Evakuierung praktisch nur bei Sonneneinstrahlung, was besonders wirtschaftlich ist, weil nur dann eine Evakuierung sinnvoll ist. Dies bedeutet, daß beispielsweise nachts eine Evakuierung gar nicht erforderlich ist.of the solar collector 2 can be maintained. The evacuation practically only takes place when there is sunlight, which is particularly economical because only then does an evacuation make sense. This means that, for example, an evacuation is not necessary at night.

Wie sich nun weiterhin aus Fig. 1 ergibt, weist der Absorber 4 vorzugsweise Außenrippen 44 zur Vergrößerung seiner Energie aufnehmenden Oberfläche auf, wodurch auch solche Sonnenstrahlen "aufgefangen" werden, die nicht ganz genau auf das Zentrum bzw. auf die Mantelfläche des rohrförmigen Absorbers 4 treffen. Vorzugsweise tragen dann diese Außenrippen 44 die photovoltaischen Elemente 8. Der Absorber 4 bildet somit auch eine Trägerkonstruktion mit guten statischen Eigenschaften. Es ist zudem vorteilhaft, wenn der rohrförmige Absorber 4 auch Innenrippen 46 zur Vergrößerung seiner Energie an das Wärmetransportmedium abgebenden Innenfläche aufweist. Die bessere thermische Energieabgabe an das Wärmetransportmedium wird durch entsprechende Vergrößerung der "Reynolds-Zahl" und der "Nusselt-Zahl" erreicht .As can also be seen from Fig. 1, the absorber 4 preferably has outer ribs 44 to increase its energy-absorbing surface, whereby even those sun rays that do not exactly hit the center or the outer surface of the tubular absorber 4 are "caught". These outer ribs 44 then preferably carry the photovoltaic elements 8. The absorber 4 thus also forms a support structure with good static properties. It is also advantageous if the tubular absorber 4 also has inner ribs 46 to increase its inner surface that releases energy to the heat transport medium. The better thermal energy release to the heat transport medium is achieved by correspondingly increasing the "Reynolds number" and the "Nusselt number".

Alternativ (oder auch zusätzlich) zu den Innenrippen 46 kann mit besonderem Vorteil für den Absorber 4 auch ein Wärmetauscherrohr verwendet werden, dessen Rohrwandung insbesondere im sogenannten "Verbeulungsverfahren", wie es z.B. in der DE-A-25 57 215 beschrieben ist, derart "reliefartig" strukturiert ist, daß sickenartig verformte, in einer insbesondere wabenartigen (z.B. vier- oder sechseckig) , flächendeckenden Verteilung angeordnete Flächenzonen sich nach innen in den Rohr-Innenquerschnitt erstrecken. Zweckmäßigerweise erfolgt dies vom Rohr-Inneren her durch Vakuum-Beaufschlagung der Rohrwandung, wodurchAs an alternative (or in addition) to the inner ribs 46, a heat exchanger tube can also be used with particular advantage for the absorber 4, the tube wall of which is structured in a "relief-like" manner, in particular in the so-called "denting process", as described, for example, in DE-A-25 57 215, such that bead-like deformed surface zones arranged in a particularly honeycomb-like (e.g. square or hexagonal) area-covering distribution extend inwards into the inner cross-section of the tube. This is expediently done from the inside of the tube by applying a vacuum to the tube wall, whereby

diese zonal "nach innen gezogen" wird. Die Strukturierung kann aber auch durch Beaufschlagung von außen und beispielsweise mechanisch gebildet werden.this is "pulled inwards" in zones. However, the structuring can also be created by external impact and, for example, mechanically.

Diese Maßnahme der "zonalen Sickenverformungen" führt zu beachtlichen Vorteilen. So wurde festgestellt, daß durch die Strukturierung der Innenwandung eine erheblich verbesserte Wärmeübertragung zwischen dem Rohr und dem strömenden Wärmemedium erreicht wird, und diesbezüglich wurde erkannt, daß dies auf einer gesteigerten Tendenz des Mediums zur turbulenten Strömung beruht, d.h. durch die Strukturierung kann schon bei sehr geringer Pumpenleistung eine gute Verwirbelung des Wärmemediums erreicht werden, und zwar schon vor Erreichen der eigentlichen Reynoldszahl. Ferner wird auch eine sehr hohe mechanische Stabilität schon bei geringer Wandstärke erreicht, so daß der Absorber sehr dünnwandig mit nur der Hälfte oder sogar einem Drittel der bisher erforderlichen Wandstärke ausgebildet sein kann. Dies führt zu reduzierten Materialkosten. Bei dieser Ausführungsform werden dann bevorzugt die Enden des Absorbers zur mechanischen Halterung und zum Medium-dichten Anschluß eingegossen; was wegen der strukturierten, "unebenen" Oberfläche vorteilhaft ist.This measure of "zonal bead deformations" leads to considerable advantages. It was found that the structuring of the inner wall results in a significantly improved heat transfer between the pipe and the flowing heat medium, and in this regard it was recognized that this is based on an increased tendency of the medium to turbulent flow, i.e. the structuring can achieve good turbulence of the heat medium even with very low pump power, and even before the actual Reynolds number is reached. Furthermore, a very high mechanical stability is achieved even with a low wall thickness, so that the absorber can be designed with very thin walls with only half or even a third of the wall thickness previously required. This leads to reduced material costs. In this embodiment, the ends of the absorber are then preferably cast in for mechanical support and for medium-tight connection; which is advantageous due to the structured, "uneven" surface.

Das beschriebene struktierte ("verbeulte") Wärmetauscherrohr kann mit Vorteil auch unabhängig von dem erfindungsgemäßen Solarkollektor für Temperierungszwecke allgemeiner Art, z.B. für Heiz- und/oder Kühlanlagen, verwendet werden.The described structured ("dented") heat exchanger tube can also advantageously be used independently of the solar collector according to the invention for general temperature control purposes, e.g. for heating and/or cooling systems.

Wie sich nun aus Fig. 5 bis 9 ergibt, weist der Solarkollektor 2 beidendig jeweils ein Halterungselement 50 auf. Diese Halterungselemente 50 fixieren sowohl den inneren Absorber 4 als auch den äußeren Energiekonzentrator 6 - undAs can be seen from Fig. 5 to 9, the solar collector 2 has a mounting element 50 at both ends. These mounting elements 50 fix both the inner absorber 4 and the outer energy concentrator 6 - and

gegebenenfalls auch den Reflektor 38. Zudem dienen die Halterungselemente 50 auch zur Montage des Solarkollektors 2 insbesondere im Bereich eines Gebäudedaches. In der dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen,daß jedes Halterungselement 50 den röhrenförmigen Energiekonzentrator 6 endseitig dicht umschließt, und zwar insbesondere mit einem ringförmigen, elastischen Profildichtungselement 52 und/- oder durch Vergießen. Die dadurch erreichte Abdichtung dient dazu, in der oben beschriebenen Weise eine Evakuierung des Raumes 42 vornehmen zu können. Zudem haben die Dichtungselemente 52 die Aufgabe, auftretende Wärmeausdehnungen des Solarkollektors 2 aufzunehmen bzw. auszugleichen und so Materialspannungen zu vermeiden.if necessary also the reflector 38. In addition, the mounting elements 50 are also used for mounting the solar collector 2, in particular in the area of a building roof. In the embodiment shown, it is provided that each mounting element 50 tightly encloses the tubular energy concentrator 6 at the end, in particular with an annular, elastic profile sealing element 52 and/or by casting. The sealing achieved in this way serves to be able to evacuate the space 42 in the manner described above. In addition, the sealing elements 52 have the task of absorbing or compensating for any thermal expansion of the solar collector 2 and thus avoiding material stresses.

Gemäß Fig. 5 und 6 ist jedes Halteelement 50 gehäuseartig mit mindestens einer Aufnahmeöffnung 54 für ein Ende des Solarkollektors 2 ausgebildet, wobei in dieser Aufnahmeöffnung 54 das Dichtungselement 52 sitzt. Das gehäuseartige Halteelement 50 besteht zweckmäßigerweise aus zwei Gehäusehälften 56a und 56b mit einer von der Mittelachse des Solarkollektors 2 bestimmten Teilungsebene 58 {Fig. 6) . Die Gehäusehälften 56a, b sind unter Einschluß des Solarkollektor-Endes fest miteinander verbindbar {verspannbar), und zwar vorzugsweise lösbar über Schraubverbindungen. Hierzu weist die eine, "untere" Gehäusehälfte 56b (siehe Fig. 5) insbesondere Sacklöcher 60 auf, in die nicht dargestellte, vorzugsweise selbstschneidende Schrauben, die Durchgangslöcher der anderen, "oberen" Gehäusehälfte 56a durchgreifen, einschraubbar sind. Zudem weist zumindest die eine Gehäusehälfte 56b Befestigungslöcher 62 auf, durch die zur Befestigung des Halterungselementes 50 einem dachseitigen, nicht dargestellten Halter entsprechende Schrauben geführt werden können.According to Fig. 5 and 6, each holding element 50 is designed like a housing with at least one receiving opening 54 for one end of the solar collector 2, with the sealing element 52 sitting in this receiving opening 54. The housing-like holding element 50 expediently consists of two housing halves 56a and 56b with a dividing plane 58 determined by the central axis of the solar collector 2 (Fig. 6). The housing halves 56a, b can be firmly connected to one another (clamped), including the solar collector end, and preferably detachably via screw connections. For this purpose, the one, "lower" housing half 56b (see Fig. 5) has in particular blind holes 60 into which preferably self-tapping screws (not shown) that pass through through holes in the other, "upper" housing half 56a can be screwed. In addition, at least one housing half 56b has fastening holes 62 through which corresponding screws can be passed to fasten the mounting element 50 to a roof-side holder (not shown).

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Gemäß Fig. 5 ist jedes Ende des röhrenförmigen Energiekonzentrators 6 mit einem teller- bzw. stopfenartigen Führungselement 64 verschlossen,wobei mit dem Dichtungselement 52 auch der Ringspalt zwischen dem Energiekonzentrator 6 und dem Führungselement 64 abgedichtet ist. Jedes Führungselement 64 besitzt eine zentrische Öffnung 66 zum Durchführen eines endseitigen Rohrstückes 68 des Absorbers 4. Hierdurch ist der Absorber 4 zentrisch bzw. koaxial innerhalb des Energiekonzentrators 6 fixiert. Außerdem weist jedes Halterungselement 50 mindestens einen in den rohrförmigen Absorber 4 bzw. in das Rohrstück 68 übergehenden Anschluß 70 für eine Verbindungsleitung 71 {Zu- bzw. Ableitung; vgl. hierzu Fig. 7 bis 9) für das Wärmetransportmedium auf. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Gehäusehälften 56a, b zur Bildung dieser Anschlüsse 70 jeweils herausbrechbare Zonen 72 aufweisen, was durch die Bildung von entsprechenden "Sollbruchstellen" erreicht werden kann.According to Fig. 5, each end of the tubular energy concentrator 6 is closed with a plate-like or plug-like guide element 64, whereby the annular gap between the energy concentrator 6 and the guide element 64 is also sealed with the sealing element 52. Each guide element 64 has a central opening 66 for passing through an end pipe section 68 of the absorber 4. As a result, the absorber 4 is fixed centrally or coaxially within the energy concentrator 6. In addition, each support element 50 has at least one connection 70 leading into the tubular absorber 4 or the pipe section 68 for a connecting line 71 (supply or discharge line; see Fig. 7 to 9) for the heat transport medium. In this case, it is advantageous if the housing halves 56a, b each have break-out zones 72 to form these connections 70, which can be achieved by forming corresponding "predetermined breaking points".

Diese beschriebene, bevorzugte Ausführung ermöglicht eine sehr einfache und kostengünstige Montage. Hierzu werden lediglich der Absorber 4 und gegebenenfalls der Reflektor 3 8 in den röhrenförmigen Energiekonzentrator 6 eingeführt, und die Fixierung erfolgt dann über die Führungselemente 64. Die so gebildete Solarkollektor-Einheit 2 wird dann endseitig mit den Halterungselementen 50 versehen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Führungselemente 64 aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, da hierdurch Wärmebrücken zwischen dem Absorber 4 und den Halte rungs element en 50 vermieden werden.This described, preferred embodiment enables very simple and cost-effective assembly. To do this, only the absorber 4 and, if applicable, the reflector 3 8 are introduced into the tubular energy concentrator 6, and they are then fixed in place using the guide elements 64. The solar collector unit 2 thus formed is then provided with the support elements 50 at the end. It is advantageous if the guide elements 64 are made of a material with low thermal conductivity, as this avoids thermal bridges between the absorber 4 and the support elements 50.

Gemäß Fig. 7 bis 9 können mehrere erfindungsgemäße Solarkollektoren 2 in praktisch beliebiger Weise zusammengeschaltet werden. So ist in Fig. 7 beispielhaft eine Parallelschaltung veranschaulicht. Fig. 8 zeigt demgegenüberAccording to Fig. 7 to 9, several solar collectors 2 according to the invention can be connected together in practically any way. For example, Fig. 7 shows a parallel connection. Fig. 8, on the other hand, shows

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eine Reihenschaltung von mehreren Solarkollektoren 2. In diesem Beispiel nach Fig. 8 sind die Solarkollektoren 2 aber räumlich parallel zueinander angeordnet, so daß insgesamt ein "mäanderförmiger" Verlauf erreicht wird. Demgegenüber ist in Fig. 9 eine andere Art der Reihenschaltung veranschaulicht. Hier sind zwei (oder mehrere) Solarkollektoren 2 koaxial hintereinander angeordnet. Selbstverständlich können auch Anordnungen als Kombinationen der in Fig. 7 bis 9 veranschaulichten Schaltungsvarianten vorgesehen sein.a series connection of several solar collectors 2. In this example according to Fig. 8, the solar collectors 2 are arranged spatially parallel to one another, so that overall a "meandering" course is achieved. In contrast, Fig. 9 shows another type of series connection. Here, two (or more) solar collectors 2 are arranged coaxially one behind the other. Of course, arrangements as combinations of the circuit variants illustrated in Figs. 7 to 9 can also be provided.

Die erfindungsgemäßen Solarkollektoren 2 sind außerordentlich einfach und mit geringem Aufwand sowie auch in individueller Anpassung an den jeweiligen Montageort, z.B. an Dachformen, Brüstungen, Geländer, Dach(first)kanten usw., montierbar, wozu nicht zuletzt auch ein sehr geringes Gewicht beiträgt. Daher kann in der Regel zur Montage auf einen Kran oder dergleichen verzichtet werden.The solar collectors 2 according to the invention can be installed extremely easily and with little effort, and can also be individually adapted to the respective installation location, e.g. to roof shapes, parapets, railings, roof (ridge) edges, etc., which is also due to their very low weight. Therefore, a crane or the like can generally be dispensed with for installation.

Bei dem erfindungsgemäßen Solarkollektor handelt es sich um einen "Hochleistungskollektor". Bezogen auf eine meteorologische mittlere horizontale Sonneneinstrahlung von ca. 3 kwh/d wird bei einer physikalischen Fläche von ca. Im2 mit sieben Kollektoren 2 eine thermische Leistung von 6 kwh/d und gegebenenfalls zusätzlich eine photovoltaische Energie von etwa 1,1 kwh/d erreicht (gemessene Werte).The solar collector according to the invention is a "high-performance collector". Based on a meteorological average horizontal solar radiation of approx. 3 kWh/d, a thermal output of 6 kWh/d and, if necessary, additional photovoltaic energy of approx. 1.1 kWh/d is achieved with a physical surface of approx. 2 with seven collectors 2 (measured values).

Es soll nun noch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung erläutert werden. Dabei handelt es sich darum, daß der Energiekonzentrator 6 zumindest im Bereich der Prismenanordnung 12 eine außenseitige, oberflächige Beschichtung (in der Zeichnung nicht erkennbar) insbesondere zur Verringerung der Oberflächen-Verschmutzung aufweist. Diese Ober-An advantageous further development of the invention will now be explained. This involves the energy concentrator 6 having an external surface coating (not visible in the drawing) at least in the area of the prism arrangement 12, in particular to reduce surface contamination. This surface

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f lächen-Beschichtung besteht vorzugsweise aus transparenten Keramik-Partikeln mit einer im Nanometer-Bereich liegenden Größe (sog. "Nanokristalle"). Hierdurch entsteht eine extrem glatte, schmutzabweisende und auch mechanisch sehr (kratz-)feste Oberfläche, durch die auch eine elektrostatische Aufladung vermieden wird. Die Schmutz-Haftung wird wesentlich reduziert. Die Beschichtung kann aufgesprüht und /oder aufgewalzt werden. Durch diese vorteilhafte Maßnahme läßt sich die Oberflächen-Verschmutzung auf nur noch etwa 5% der "normalerweise" auftretenden Verschmutzung reduzieren, und dies vorteilhafterweise ohne jegliche Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften des Energiekonzentrators 6. Gleichzeitig wird auch ein mechanischer Oberflächenschutz erreicht.The surface coating preferably consists of transparent ceramic particles with a size in the nanometer range (so-called "nanocrystals"). This creates an extremely smooth, dirt-repellent and also mechanically very (scratch) resistant surface, which also prevents electrostatic charging. The adhesion of dirt is significantly reduced. The coating can be sprayed and/or rolled on. This advantageous measure allows surface contamination to be reduced to only about 5% of the "normal" contamination, and this advantageously without any impairment of the optical properties of the energy concentrator 6. At the same time, mechanical surface protection is also achieved.

Es soll nun anhand der Fig. 10 bis 12 eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Energiekonzentrators 6 erläutert werden. Dabei weist die Prismenanordnung 12 eine insbesondere symmetrisch zwischen zwei Prismenzonen 80 angeordnete, insbesondere prismenfreie Linsenzone 82 auf, in deren Bereich ein Linsenelement 84 angeordnet ist. Dieses Linsenelement 84 ist als langgestreckte, parallel zu den Prismen 14 und damit parallel zur Längserstreckung des Energiekonzentrators 6 verlaufende konvex/konkav-Linse ausgebildet, wobei sie sich mit ihrer konvex/konkaven Krümmung nach innen in den Energiekonzentrator 6 und somit radial in Richtung des Absorbers 4 erstreckt. Dabei sind eine konvexe Linsenfläche 86 dem Absorber 4 zugekehrt und eine gegenüberliegende konkave Linsenfläche 88 vom Absorber 4 abgekehrt. Vorzugsweise sind hierbei die beiden Prismenzonen 80 über einen den Kreisbogen bzw. Zylindermantel fortsetzenden, prismenfreien Verbindungsabschnitt 90 einstückig miteinander verbunden.A further, particularly advantageous embodiment of the energy concentrator 6 according to the invention will now be explained with reference to Fig. 10 to 12. The prism arrangement 12 has a lens zone 82, in particular a prism-free lens zone, arranged particularly symmetrically between two prism zones 80, in the area of which a lens element 84 is arranged. This lens element 84 is designed as an elongated convex/concave lens running parallel to the prisms 14 and thus parallel to the longitudinal extension of the energy concentrator 6, with its convex/concave curvature extending inwards into the energy concentrator 6 and thus radially in the direction of the absorber 4. A convex lens surface 86 faces the absorber 4 and an opposite concave lens surface 88 faces away from the absorber 4. Preferably, the two prism zones 80 are connected to one another in one piece via a prism-free connecting section 90 that continues the circular arc or cylinder shell.

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Das Linsenelement 84 dient dazu, auch solche Lichtstrahlen, die von den Prismen 14 quer, als eigentlich "am Absorber 4 vorbei laufende" Sekanten abgelenkt werden, nach innen zum Absorber 4 umzulenken. Dies ist in Fig. 12 anhand von Pfeilen 92 angedeutet.The lens element 84 serves to redirect light rays that are deflected transversely by the prisms 14 as secants that actually "run past the absorber 4" inwards towards the absorber 4. This is indicated in Fig. 12 by arrows 92.

Das Linsenelement 84 ist bevorzugt als gesondertes Teil hergestellt, z.B. extrudiert, und mit dem übrigen, vorzugsweise ebenfalls extrudierten, i.w. rohrförmigen Teil verbunden. Hierzu weist der rohrförmige Teil des Energiekonzentrators 6 vorzugsweise zwei etwa radial nach innen ragende, in* Längsrichtung verlaufende Haltestege 94 auf, zwischen denen das Linsenelement 84 kraft- und/oder formschlüssig gehalten ist, indem es z.B. in axialer Richtung zwischen die Haltestege 94 eingeschoben oder aber durch elastische Verformung in radialer Richtung eingesetzt wird.The lens element 84 is preferably manufactured as a separate part, e.g. extruded, and connected to the remaining, preferably also extruded, essentially tubular part. For this purpose, the tubular part of the energy concentrator 6 preferably has two holding webs 94 that protrude approximately radially inwards and run in the longitudinal direction, between which the lens element 84 is held in a force-fitting and/or form-fitting manner, e.g. by being pushed in the axial direction between the holding webs 94 or by being inserted in the radial direction by elastic deformation.

Im folgenden soll insbesondere anhand der Fig. 12 die besondere Geometrie des Energiekonzentrators dieser Ausführungsform nach Fig. 10 erläutert werden. Die Prismen 14 weisen eine in radialer Richtung gemessene Prismenhöhe H und eine Prismenschenke Hänge L auf, wobei diese Maße in einem bestimmten Verhältnis zueinander sowie zum Außendurchmesser d = 2R (2 &khgr; Radius R) stehen, und zwar verhalten sich H : L : d wie 1 : etwa 2 : etwa 100. Besonders vorteilhaft für die Höhe des Konzentrationsfaktors ist das Verhältnis H : L : d = 1 : 1,98 : 100,83.In the following, the special geometry of the energy concentrator of this embodiment according to Fig. 10 is explained, particularly with reference to Fig. 12. The prisms 14 have a prism height H measured in the radial direction and a prism leg slope L, whereby these dimensions are in a certain relationship to each other and to the outer diameter d = 2R (2 x radius R), namely H : L : d are in the ratio 1 : about 2 : about 100. The ratio H : L : d = 1 : 1.98 : 100.83 is particularly advantageous for the level of the concentration factor.

Bezüglich der Auslegung des Linsenelementes 84 sei B die Breite des Linsenelementes, R^ der Krümmungsradius der konkaven Linsenfläche 88 und Rx der Krümmungsradius der konvexen Linsenfläche 86. Es gilt dann im Verhältnis zur Prismenhöhe H die Beziehung H : B : R1, : Rx = 1 : etwaRegarding the design of the lens element 84, B is the width of the lens element, R^ is the radius of curvature of the concave lens surface 88 and R x is the radius of curvature of the convex lens surface 86. In relation to the prism height H, the relationship H : B : R 1 , : R x = 1 : approximately

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95 bis 100 : etwa 60 bis 65 : etwa 60 bis 62, insbesondere95 to 100 : about 60 to 65 : about 60 to 62, especially

1 : 97 : 63,33 : 60,83.1 : 97 : 63.33 : 60.83.

Damit ergibt sich ein Winkelabstand &ggr; der einzelnen Prismen 14 voneinander von etwa 2° {s. Fig. 11).This results in an angular distance γ between the individual prisms 14 of approximately 2° (see Fig. 11).

In einer realisierten Ausführungsform weisen die Haltestege 94 gemäß Fig. 11 eine Höhe h von etwa 3 mm, eine Breite &ngr; von etwa 1,5 mm sowie einen Winkelabstand ax (Fig. 10) voneinander von etwa 60° auf, so daß sich das Linsenelement 84 ebenfalls bevorzugt über diesen Umfangsbereich ax erstreckt. Damit ergibt sich eine Linsenbreite B von etwa 55 bis 60mm, insbesondere etwa 58,2 mm. Der Radius B^. beträgt etwa 38 mm, und Rx ist etwa gleich 3 6,5 mm. Die größte Dicke des Linsenelementes 84 beträgt dabei etwa 2 mm in radialer Richtung des Energiekonzentrators 6. Die Dicke a des Energiekonzentrators 6 in den prismenfreien Bereichen beträgt etwa 2 mm.In a realized embodiment, the holding webs 94 according to Fig. 11 have a height h of about 3 mm, a width v of about 1.5 mm and an angular distance a x (Fig. 10) from one another of about 60°, so that the lens element 84 also preferably extends over this circumferential region a x . This results in a lens width B of about 55 to 60 mm, in particular about 58.2 mm. The radius B^. is about 38 mm, and R x is approximately equal to 3 6.5 mm. The greatest thickness of the lens element 84 is about 2 mm in the radial direction of the energy concentrator 6. The thickness a of the energy concentrator 6 in the prism-free areas is about 2 mm.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich die Prismenanordnung 12 bzw. die beiden Prismenzonen 80 in beiden Umfangsrichtungen über einen Halbkreis von 180° hinaus erstrecken, und zwar mit Erweiterungsabschnitten 96 von z.B. etwa 30°. Dies ist insofern von Vorteil, als bei der Montage der SolarkollektorIn a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the prism arrangement 12 or the two prism zones 80 extend in both circumferential directions over a semicircle of 180°, with extension sections 96 of, for example, approximately 30°. This is advantageous in that when assembling the solar collector

2 bzw. der Energiekonzentrator 6 mit seinem Linsenelement 84 durch Drehung um die Längsachse optimal zum jeweiligen Sonnenlauf, der ja je nach geographischer Lage unterschiedlich ist, ausgerichtet werden kann, dabei aber in jedem Fall noch in den seitlichen Endbereichen des "oberen Halbkreises" Prismen 14 angeordnet sind. Dies bedeutet, daß der Energiekonzentrator 6 ausgehend von der in Fig. 10 dargestellten Mittelstellung in beiden Richtungen zumindest um die Winkelerstreckung des Erweiterungsabschnittes 96 ver-2 or the energy concentrator 6 with its lens element 84 can be optimally aligned to the respective course of the sun, which varies depending on the geographical location, by rotating it around the longitudinal axis, but in any case prisms 14 are still arranged in the lateral end areas of the "upper semicircle". This means that the energy concentrator 6 can be rotated in both directions from the middle position shown in Fig. 10 by at least the angular extent of the extension section 96.

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dreht werden kann. Dies ist vor allem von Bedeutung bei einer Mehrfachanordnung mehrerer paralleler Solarkollektoren 2 (vgl. Fig. 7 8nd 8) , da diese dann zur optimalen Ausnutzung der Sonnenenergie bzw. zur optimalen Energieverteilung über den Tag hinweg in an den Sonnenlauf angepaß-This is particularly important in the case of a multiple arrangement of several parallel solar collectors 2 (see Fig. 7 8nd 8) , as these can then be adjusted to the course of the sun for optimal use of solar energy or for optimal energy distribution throughout the day.

i ■ ti ■ t

ten, insbesondere jeweils unterschiedlichen Drehstellungen montiert werden können, ohne daß hierfür unterschiedliche Ausführungsformen notwendig wären. Vielmehr kann ein einheitlich ausgebildeter Energiekonzentrator 6 hergestellt und für alle unterschiedlichen Ausrichtungen verwendet werden. Dies ist natürlich besonders wirtschaftlich., in particular in different rotational positions, without different designs being necessary. Rather, a uniformly designed energy concentrator 6 can be manufactured and used for all different orientations. This is of course particularly economical.

Im folgenden sollen nun anhand weiterer Zeichnungsfiguren 13 bis 15 einige für die Praxis besonders vorteilhafte Ausführungsformen des Solarkollektors bzw. insbesondere des Energiekonzentrators 6 erläutert werden. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Energiekonzentrator 6 integraler Bestandteil eines Dachbedeckungselementes 100 ist. Dieses Dachbedeckungselement 100 ist in Fig. 13 beispielhaft als Dachpfanne, in Fig. 14 als Firstpfanne und in Fig. 15 als Wellplatte ausgebildet. In jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele weist das Dachbedeckungselement 100 mindestens einen nach oben (zur Dachoberseite) konvex gekrümmten Wölbungsabschnitt: 102 auf, in dessen Bereich das Dachbedeckungselement 100 als Energiekonzentrator 6 entsprechend den oben erläuterten Ausführungsformen der Fig. 1 bis 12 ausgebildet ist. Dies bedeutet, daß in diesem Bereich des Dachbedeckungselementes 100 die Prismenanordnung 12 und gegebenenfalls auch die Linsen-Zone 82 gebildet ist. Dabei ist der Absorber 4 relativ zu dem Dachbedeckungselement 100 derart angeordnet bzw. im Rahmen der Dachkonstruktion derart anordbar, daß der jeweilige als Energiekonzentrator 6 ausgebildete Wölbungsabschnitt 102 denIn the following, some embodiments of the solar collector or in particular of the energy concentrator 6 which are particularly advantageous in practice will be explained using further drawing figures 13 to 15. According to the invention, the energy concentrator 6 is an integral component of a roof covering element 100. This roof covering element 100 is designed as a roof tile in Fig. 13, as a ridge tile in Fig. 14 and as a corrugated sheet in Fig. 15. In each of the embodiments shown, the roof covering element 100 has at least one curved section 102 which is convexly curved upwards (towards the top of the roof), in the area of which the roof covering element 100 is designed as an energy concentrator 6 in accordance with the embodiments of Figs. 1 to 12 explained above. This means that the prism arrangement 12 and possibly also the lens zone 82 are formed in this area of the roof covering element 100. The absorber 4 is arranged relative to the roof covering element 100 in such a way or can be arranged within the framework of the roof construction in such a way that the respective curvature section 102 designed as an energy concentrator 6

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Absorber 4 zumindest über einen Teil von dessen Länge hinweg sowie umfänglich über einen Bereich von <= 180° umschließt.Absorber 4 is enclosed at least over part of its length and circumferentially over an area of <= 180°.

Das Dachbedeckungselement 100 besteht zumindest im Bereich des Energiekonzentrators 6 aus einem transluzenten, d.h. für Sonnenlicht bzw. Energiestrahlung durchlässigen Material, und zwar insbesondere einem hierfür geeigneten Kunststoff. Um hierbei zu vermeiden, daß durch das Dachbedekkungselement 100 hindurch womöglich die Dach-Unterkonstruktion sichtbar ist, kann es besonders vorteilhaft sein, das Dachbedeckungselement 100 aus einem zumindesst oberflächig derart diffusen, d.h. "trüb-lichtdurchlässsigen" Material herzustellen, daß es einerseits für Sonnenlicht in Richtung des Absorbers durchlässig bleibt, andererseits aber im wesentlichen undurchsichtig ist. Dies kann mit Vorteil alternativ oder zusätzlich auch durch eine entsprechende insbesondere unterseitige Beschichtung erreicht werden.The roof covering element 100 consists, at least in the area of the energy concentrator 6, of a translucent material, i.e. permeable to sunlight or energy radiation, and in particular of a plastic suitable for this purpose. In order to avoid the roof substructure being visible through the roof covering element 100, it can be particularly advantageous to manufacture the roof covering element 100 from a material that is at least superficially so diffuse, i.e. "cloudy and translucent", that on the one hand it remains permeable to sunlight in the direction of the absorber, but on the other hand is essentially opaque. This can advantageously be achieved alternatively or additionally by means of a corresponding coating, in particular on the underside.

Mit den Ausführungsformen der Fig. 13 bis 15 lassen sich vorteilhafterweise sehr einfach und wirtschaftlich sogenannte "Energiedächer" herstellen.With the embodiments of Fig. 13 to 15, so-called "energy roofs" can be manufactured very easily and economically.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Wärmetransportmedium zum Durchströmen des Absorbers 4 speziell eine Dispersion aus einem Wärmeträgermedium und aus auf mindestens einem feinteiligen und/oder hochporösen Feststoff absorbiertem Gallium verwendet wird. Eine derartige "lagerstabile Galliumdispersion" ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldungen 195 00 949.5 und 195 12 656.4 sowie der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 95/04791; auf diese genannten An-In a further particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that a dispersion of a heat transfer medium and of gallium absorbed on at least one finely divided and/or highly porous solid is used as the heat transport medium for flowing through the absorber 4. Such a "storage-stable gallium dispersion" is the subject of the German patent applications 195 00 949.5 and 195 12 656.4 as well as the international patent application PCT/EP 95/04791; reference is made to these applications.

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meidungen wird an dieser Stelle in vollem Umfange Bezug genommen. Dieses spezielle Wärmeträgermedium ist insbesondere in Kombination mit den außenseitig an dem Absorber 4 angeordneten photovoltaischen Elementen 8 von besonderem Vorteil. Der Vorteil liegt darin, daß aufgrund des speziellen Wärmeträgermediums die bei Bestrahlung erzeugte Wärme besonders effektiv abgeleitet wird, was zur Folge hat, daß die Oberflächentemperatur des Absorbers 4 unterhalb von der für den Wirkungsgrad der photovoltaischen Elemente 8 kritischen Temperatur (etwa 50° bis 52° C) bleibt. Hierdurch ist es möglich, in Kombination mit dem Solarkollektor photovoltaische Elemente 8 mit gutem Wirkungsgrad einsetzen zu können. Oberhalb der kritischen Temperatur wurden photovoltaische Elemente drastisch an Effektivität verlieren.The above-mentioned measures are fully referred to here. This special heat transfer medium is particularly advantageous in combination with the photovoltaic elements 8 arranged on the outside of the absorber 4. The advantage is that the heat generated during irradiation is dissipated particularly effectively due to the special heat transfer medium, which means that the surface temperature of the absorber 4 remains below the critical temperature for the efficiency of the photovoltaic elements 8 (approximately 50° to 52° C). This makes it possible to use photovoltaic elements 8 with good efficiency in combination with the solar collector. Above the critical temperature, photovoltaic elements would drastically lose their effectiveness.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für die Erfindung zu verstehen.The invention is not limited to the embodiments shown and described, but also includes all embodiments that have the same effect in the sense of the invention. Furthermore, the invention is not yet limited to the combination of features defined in claim 1, but can also be defined by any other combination of specific features of all the individual features disclosed overall. This means that in principle practically every individual feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claims are to be understood as merely a first attempt to formulate the invention.

Claims (39)

7799/VIl/bu Jochen Daume, Argonner Weg 29, 42659 Solingen Heinrich Bauer, Kohlkopfstr. 14, 67661 Kaiserslautern Arnold Grimm, Krautgarten 12, 3 6124 Eichenzell Ansprüche7799/VIl/bu Jochen Daume, Argonner Weg 29, 42659 Solingen Heinrich Bauer, Kohlkopfstr. 14, 67661 Kaiserslautern Arnold Grimm, Krautgarten 12, 3 6124 Eichenzell Claims 1. Vorrichtung zur Gewinnung von thermischer und/oder elektrischer Energie aus Sonnenlicht, mit mindestens einem Solarkollektor (2), der einen Absorber {4) und einen den Absorber (4) über seine Länge hinweg und umfänglich zumindest bereichsweise umschließenden, das Sonnenlicht optisch auf den Absorber (4) konzentrierenden Energiekonzentrator (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Energiekonzentrator (6) zumindest in einem entsprechend dem täglichen Sonnenlauf mit Sonnenlicht bestrahlbaren Umfangsbereich eine aus einem transparenten Material bestehende Prismenanordnung (12) mit einer Vielzahl von axial, parallel zum Absorber (4) verlaufenden und umfänglich verteilt nebeneinander angeordneten Prismen (14) aufweist, wobei alle Prismen (14) im Querschnitt gleichschenklig ausgebildet und mit ihren Spitzen (18) dem Absorber (4) zugekehrt sind.1. Device for obtaining thermal and/or electrical energy from sunlight, with at least one solar collector (2) which has an absorber (4) and an energy concentrator (6) which surrounds the absorber (4) over its length and at least in part and optically concentrates the sunlight onto the absorber (4),
characterized in that the energy concentrator (6) has, at least in a peripheral region which can be irradiated with sunlight in accordance with the daily course of the sun, a prism arrangement (12) made of a transparent material with a multiplicity of prisms (14) running axially parallel to the absorber (4) and arranged circumferentially distributed next to one another, wherein all prisms (14) are isosceles in cross-section and face the absorber (4) with their tips (18). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,2. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere gleichartigen Prismen (14) auf ihren dem Sonnenlicht zugewandten Seiten konvex gekrümmte Außenflächen (20) aufweisen.characterized in that the prisms (14), in particular of the same type, have convexly curved outer surfaces (20) on their sides facing the sunlight. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,3. Device according to claim 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen Außenflächen (20) der Prismen (14) jeweils von einer sich über den Bereich mehrerer oder aller Prismen (14) erstreckenden, im Querschnitt insbesondere kreisbogenförmigen Außenfläche (22) des Energie·- konzentrators (6) gebildet sind.characterized in that the convex outer surfaces (20) of the prisms (14) are each formed by an outer surface (22) of the energy concentrator (6) which extends over the area of several or all prisms (14) and is in particular circular in cross section. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,4. Device according to one or more of claims 1 to 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiekonzentrator (6) eine den Absorber (4) insbesondere koaxial umschließende Röhrenform aufweist.characterized in that the energy concentrator (6) has a tubular shape which particularly coaxially encloses the absorber (4). 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,5. Device according to one or more of claims 1 to 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prismenanordnung (12) über im wesentlichen den ganzen Umfang des Energiekonzentrators (6) erstreckt.characterized in that the prism arrangement (12) extends over substantially the entire circumference of the energy concentrator (6). 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,6. Device according to one or more of claims 1 to 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prismenanordnung (12) nur über einen insbesondere etwa halbschalenförmigen Teilbereich des Umfanges des Energiekonzentrators (6) erstreckt.characterized in that the prism arrangement (12) extends only over a, in particular, approximately half-shell-shaped partial area of the circumference of the energy concentrator (6). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,7. Device according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß der übrige, außerhalb der Prismenanordnung (12) liegende Teilbereich des Röhrenumfanges des Energiekonzentrators (6) entweder als mit der Prismenanordnung (12) einstückig verbundene Röhrenschale (24) oder als mitcharacterized in that the remaining portion of the tube circumference of the energy concentrator (6) lying outside the prism arrangement (12) is designed either as a tube shell (24) connected in one piece with the prism arrangement (12) or as a der Prismenanordnung (12) über Verbindungsmittel verbundenes Gehäuseteil ausgebildet ist.the prism arrangement (12) is formed as a housing part connected via connecting means. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,8. Device according to one or more of claims 1 to 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Prismenanordnung (12) mindestens eine vorzugsweise prismenfreie Linsen-Zone (82) mit einem langgestreckten, zu den Prismen (14) parallel verlaufenden, im Querschnitt insbesondere konvex/konkav augebildeten Linsenelement (84) derart gebildet ist, daß von den Prismen (14) quer, mit sekantenartigem Verlauf abgelenkte Lichtstrahlen (92) auf das Linsenelement (84) treffen und von diesem zu dem Absorber (4) umgelenkt werden.characterized in that in the region of the prism arrangement (12) at least one preferably prism-free lens zone (82) is formed with an elongated lens element (84) running parallel to the prisms (14) and having a particularly convex/concave cross-section, such that light rays (92) deflected transversely by the prisms (14) with a secant-like course strike the lens element (84) and are deflected by it to the absorber (4). 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,9. Device according to one or more of claims 1 to 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenanordnung (12) im Bereich der Prismen (14) aus einem flexiblen, ursprünglich flachen, einseitig eine ebene Oberfläche (28) und anderseitig die Prismen (14) aufweisenden Film- bzw. Folienmaterial (3 0) gebildet ist, indem dieses Material (3 0) in eine Zylinder- oder Zylindersektorform gebogen wird.characterized in that the prism arrangement (12) in the region of the prisms (14) is formed from a flexible, originally flat film or foil material (3 0) having a flat surface (28) on one side and the prisms (14) on the other side, by bending this material (3 0) into a cylinder or cylinder sector shape. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,10. Device according to one or more of claims 1 to 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiekonzentrator (6) als Extrusionsteil aus einem glasklaren Kunststoff gebildet ist, wobei vorzugsweise das Linsenelement (84) als gesondertes Teil hergestellt und mit dem übrigen Teil kraft- und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.characterized in that the energy concentrator (6) is formed as an extruded part made of a crystal-clear plastic, wherein the lens element (84) is preferably manufactured as a separate part and is connected to the remaining part in a force-fitting and/or form-fitting and/or material-fitting manner. 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,11. Device according to one or more of claims 1 to 10, dadurch gekennzeichnet, daß das die Prismenanordnung (12) bildende Material (3 0) im Bereich der Prismen (14) eine Dicke (D) - gemessen von der äußeren Oberfläche (28) bis zu den Spitzen (18) .-von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise aber etwa im Bereich von 1,5 bis 2 mm, aufweist.characterized in that the material (30) forming the prism arrangement (12) has a thickness (D) in the region of the prisms (14) - measured from the outer surface (28) to the tips (18) - of at least 0.5 mm, but preferably approximately in the range of 1.5 to 2 mm. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,12. Device according to one or more of claims 1 to 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (14) ausgehend von einer Basis (32) eine radial gemessene Prismenhöhe (H) aufweisen, die sich zur Prismenschenkellänge (L) und zum Außendurchmesser (d) des Energiekonzentrators (6) wie 1 : etwa 2 : etwa 100, insbesondere wie 1 : 1,98 : 100,83, verhält.characterized in that the prisms (14) have a radially measured prism height (H) starting from a base (32), which is related to the prism leg length (L) and the outer diameter (d) of the energy concentrator (6) as 1 : about 2 : about 100, in particular as 1 : 1.98 : 100.83. 13. Vorrichtung nach einem mehreren der Ansprüche 1 bis 12,13. Device according to one of claims 1 to 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prismenhöhe (H) zur Breite (B) des Linsenelementes (84) und zum Krümmungsradius (B^) der konkaven Linsenfläche (88) sowie zum Krümmungsradius (Rx) der konvexen Linsenfläche (86) wiecharacterized in that the prism height (H) is proportional to the width (B) of the lens element (84) and to the radius of curvature (B^) of the concave lens surface (88) and to the radius of curvature (R x ) of the convex lens surface (86) as 1: etwa 100 : etwa 63 : etwa 60 bis 61, insbesondere wie 1 : 97 : 63,33 : 60,83, verhält.1: about 100: about 63: about 60 to 61, in particular like 1:97:63.33:60.83. 14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,14. Device according to one or more of claims 1 to 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (14) ausgehend von einer Basis (32) eine Höhe (H) etwa im Bereich von 0,15 bis 0,8 mm, insbesondere etwa 0,6 mm, aufweisen.characterized in that the prisms (14) have a height (H) starting from a base (32) approximately in the range of 0.15 to 0.8 mm, in particular approximately 0.6 mm. * t* t 15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,15. Device according to one or more of claims 1 to 14, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Prismen (14) einen seitlichen Mittenabstand (A) voneinander aufweisen, der etwa im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm bzw. im Bereich eines Winkelabstandes von etwa 2° liegt.characterized in that the adjacent prisms (14) have a lateral center distance (A) from one another which is approximately in the range of 0.3 to 0.5 mm or in the range of an angular distance of approximately 2°. 16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,16. Device according to one or more of claims 1 to 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinandergrenzenden Prismenflächen (34, 36) zweier benachbarter Prismen (14) einen Winkel {a') einschließen, der kleiner/gleich 90° oder größer/gleich 90° ist, insbesondere im Bereich um etwa 96° liegt.characterized in that the adjacent prism surfaces (34, 36) of two adjacent prisms (14) enclose an angle {a') which is less than or equal to 90° or greater than or equal to 90°, in particular in the range of approximately 96°. 17. Vorrichtung insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,17. Device in particular according to one or more of claims 1 to 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (4) rohrförmig und von einem Wärmetransportmedium durchströmbar ausgebildet ist.characterized in that the absorber (4) is tubular and can be flowed through by a heat transport medium. 18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,18. Device according to one or more of claims 1 to 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (4) außenseitig photovoltaische Elemente (8) aufweist.characterized in that the absorber (4) has photovoltaic elements (8) on the outside. 19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,19. Device according to one or more of claims 1 to 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Sonnenlicht abgekehrten Seite des Absorbers (4) ein Reflektor (38) angeordnet ist.characterized in that a reflector (38) is arranged on the side of the absorber (4) facing away from the sunlight. &bull; · ■· ■ 20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,20. Device according to one or more of claims 1 to 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (42) zwischen dem Absorber (4) und dem optischen Energiekonzentrator (6) evakuiert bzw. evakuierbar ist.characterized in that the space (42) between the absorber (4) and the optical energy concentrator (6) is evacuated or can be evacuated. 21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20,21. Device according to one or more of claims 1 to 20, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise zumindest anteilig von den photovaltaischen Elementen (8) gespeiste Vakuumpumpe.characterized by a vacuum pump preferably fed at least partially by the photovoltaic elements (8). 22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21,22. Device according to one or more of claims 1 to 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (4) Außenrippen (44) zur Vergrößerung seiner Energie aufnehmenden Oberfläche aufweist.characterized in that the absorber (4) has outer ribs (44) to increase its energy-absorbing surface. 23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 22,23. Device according to one or more of claims 14 to 22, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Absorber (4) Innenrippen (46) zur Vergrößerung seiner Energie an das Wärmetransportmedium abgebenden Innenfläche aufweist.characterized in that the tubular absorber (4) has inner ribs (46) for increasing its energy-emitting inner surface to the heat transport medium. 24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 23,24. Device according to one or more of claims 17 to 23, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Absorber (4) eine insbesondere in einem an sich bekannten Verbeulungsverfahrens strukturierte Rohrwandung mit insbesondere radial nach innen ragenden, sickenartig verformten, über die Rohrwandung verteilten Flächenzonen aufweist.characterized in that the tubular absorber (4) has a tube wall structured in particular in a known buckling process with surface zones which project radially inwards and are deformed in a bead-like manner and are distributed over the tube wall. 25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 24,25. Device according to one or more of claims 1 to 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (2) beidendig jeweils ein Halterungselement (50) aufweist, wobei die Halterungselemente (50) vorzugsweise sowohl den inneren Absorber (4) als auch den äußeren Energiekonzentrator (6) als auch gegebenenfalls den Reflektor (38) fixieren.characterized in that the solar collector (2) has a holding element (50) at both ends, wherein the holding elements (50) preferably fix both the inner absorber (4) and the outer energy concentrator (6) as well as optionally the reflector (38). 26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, 26. Device according to one or more of claims 1 to 25, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halterungselement (50) den röhrenförmigen Energiekonzentrator (6) endseitig dicht, insbesondere mit einem elastischen Dichtungselement (52) umschließt.characterized in that each holding element (50) encloses the tubular energy concentrator (6) at the end in a sealed manner, in particular with an elastic sealing element (52). 27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halterungselement (50) mindestens einen in den rohrförmigen Absorber (4) übergehenden Anschluß (70) für eine Verbindungsleitung (71) für das Wärmetransportmedium aufweist.27. Device according to claim 25 or 26,
characterized in that each holding element (50) has at least one connection (70) for a connecting line (71) for the heat transport medium, which connection passes into the tubular absorber (4). 28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27,28. Device according to one or more of claims 1 to 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (4) aus Aluminium besteht.characterized in that the absorber (4) consists of aluminum. 29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 28,29. Device according to one or more of claims 17 to 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetransportmedium metalldotiert, insbesondere kupferdotiert, und dabei vorzugsweise derart inhibiertcharacterized in that the heat transport medium is metal-doped, in particular copper-doped, and preferably inhibited in such a way ist, daß eine elektrische Verbindung zum Absorber (4) vermieden wird.is that an electrical connection to the absorber (4) is avoided. 30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 29,30. Device according to one or more of claims 1 to 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiekonzentrator (6) zumindest im Bereich der Prismenanordnung (12) und gegebenenfalls von deren Linsenelement (84) außenseitig eine oberflächige, schmutzabweisende, transparente Beschichtung aufweist, die insbesondere aus keramischen Kleinstpartikeln gebildet ist.characterized in that the energy concentrator (6) has, at least in the area of the prism arrangement (12) and optionally of its lens element (84), a surface-surface, dirt-repellent, transparent coating on the outside, which is formed in particular from small ceramic particles. 31. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 30,31. Device according to one or more of claims 1 to 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiekonzentrator (6) integraler Bestandteil eines Dachbedeckungselementes (100) ist.characterized in that the energy concentrator (6) is an integral part of a roof covering element (100). 32. Vorrichtung nach Anspruch 31,32. Device according to claim 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Dachbedeckungselement (100) im Bereich von zumindest einem nach oben konvex gekrümmten Wölbungsabschnitt (102) als Energiekonzentrator (6) mit der Prismenanordnung (12) und gegebenenfalls der Linsen-Zone (82) ausgebildet ist.characterized in that the roof covering element (100) is designed in the region of at least one upwardly convexly curved curvature section (102) as an energy concentrator (6) with the prism arrangement (12) and optionally the lens zone (82). 33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32,
dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (4) relativ zu dem Dachbedeckungselement33. Device according to claim 31 or 32,
characterized in that the absorber (4) relative to the roof covering element (100) derart angeordnet bzw. anordbar ist, daß der jeweilige als Energiekonzentrator (6) ausgebildete Wölbungsabschnitt (102) den Absorber (4) zumindest(100) is arranged or can be arranged such that the respective curvature section (102) designed as an energy concentrator (6) covers the absorber (4) at least über einen Teil von dessen Länge hinweg und umfänglich über einen Bereich von <, 180° umschließt.over part of its length and circumferentially over an area of <, 180°. 34. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 33,34. Device according to one or more of claims 31 to 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Dachbedeckungselement (100) zumindest teilweise aus einem transluzenten Material, insbesondere Kunststoff, besteht.characterized in that the roof covering element (100) consists at least partially of a translucent material, in particular plastic. 35. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 34,35. Device according to one or more of claims 31 to 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Dachbedeckungselement (100) aus einem derart diffusen Material besteht, daß es einerseits für Sonnenlicht in Richtung des Absorbers durchlässig, andererseits aber im wesentlichen undurchsichtig ist.characterized in that the roof covering element (100) consists of a material that is so diffuse that on the one hand it is permeable to sunlight in the direction of the absorber, but on the other hand it is essentially opaque. 36. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 35,36. Device according to one or more of claims 31 to 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Dachbedeckungselement (100) eine zumindest einseitige, insbesondere unterseitige Beschichtung derart aufweist, daß es einerseits für Sonnenlicht in Richtung des Absorbers durchlässig, andererseits aber im wesentlichen undurchsichtig ist.characterized in that the roof covering element (100) has a coating on at least one side, in particular on the underside, such that on the one hand it is permeable to sunlight in the direction of the absorber, but on the other hand it is essentially opaque. 37. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 36,37. Device according to one or more of claims 31 to 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Dachbedeckungselement (100) als Dachpfanne, Firstpfanne, Wellplatte oder dergleichen ausgebildet ist.characterized in that the roof covering element (100) is designed as a roof tile, ridge tile, corrugated sheet or the like. - 10 -- 10 - 38. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 37,38. Device according to one or more of claims 17 to 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetransportmedium eine Dispersion aus einem Wärmeträgermedium und auf mindestens einem feinteiligen und/oder hochporösen Feststoff absorbiertem Gallium ist.characterized in that the heat transport medium is a dispersion of a heat transfer medium and gallium absorbed on at least one finely divided and/or highly porous solid. 39. Wärmetauscherrohr für Heizungs- und/oder Kühlzwecke,
gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als rohrförmiger Absorber (4) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 24.39. Heat exchanger tube for heating and/or cooling purposes,
characterized by a design as a tubular absorber (4) according to one or more of the preceding claims, in particular according to claim 24.
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