DE3840895A1 - Solar system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Solaranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a solar system according to the preamble of Claim 1.
Eine derartige Solaranlage hat sich in der Praxis bereits sehr be währt, weil die Spiegelflächen erheblich vergrößert werden können, so daß entsprechend hohe Temperaturen mit geringem Aufwand verhält nismäßig schnell erzielt werden können. Als weiterer besonderer Vorteil erweist es sich, daß die Absorber und die Spiegel auf einer gemeinsamen Stütze gemeinsam von Hand zum Beispiel etwa alle 14 Tage einmal verstellt werden können. Dadurch kann eine Optimierung erreicht werden, ohne daß eine zweiachsige oder auch nur einachsige Sonnennachführung erforderlich ist.Such a solar system has already been very practical lasts because the mirror surfaces can be enlarged considerably, so that correspondingly high temperatures behave with little effort can be achieved quickly. As another special one It proves advantageous that the absorbers and the mirrors on one common support together by hand, for example, about every 14 Days can be adjusted once. This can be an optimization can be achieved without a biaxial or even uniaxial Sun tracking is required.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Möglich keiten der Verstellung zu erweitern und auch zusätzliche Möglichkeiten aufzuzeigen, wie eine derartige Anlage auf einem Schrägdach mit ge ringer Neigung angebracht werden kann.The object of the present invention is to make this possible expansion options and additional options to show how such a system on a pitched roof with ge ring inclination can be attached.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des An spruchs 1 vorgesehen. Dadurch kann die Anlage leicht zum Beispiel an einem Balkon angebracht und dort selbst auch verstellt werden.To solve this problem, the characteristic features of the An Proposition 1 provided. This makes the system easy for example attached to a balcony and can also be adjusted there.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale des An spruchs 2 günstig, weil hierdurch eine solche Verstellung auch Ver wendung finden kann, wenn nahezu gar keine zusätzliche Bodenfläche benötigt wird. In a further embodiment of the invention, the features of the Proverbs 2 cheap, because this adjustment also Ver can find application if there is almost no additional floor space is needed.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 ergibt sich die Möglichkeit, nur die Spiegel für sich allein an einer Fassade zu verstellen, wenn die Kollektoren oder Module ortsfest bleiben sollen.Due to the features of claim 3, the possibility arises only to adjust the mirrors alone on a facade, if the collectors or modules should remain stationary.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 wird eine neue Möglichkeit der Anordnung auf einem Dach mit geringer Neigung angegeben.Due to the features of claim 4, a new possibility of Arrangement specified on a roof with a slight slope.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigtFurther advantages, aims and details of the invention emerge from the following description of some exemplary embodiments referring to the drawing. In this shows
Fig. 1 eine Seitenansicht auf die erste Ausführungsform; Fig. 1 is a side view of the first embodiment;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Ausführungsform nach der Fig. 1, in einer anderen Stellung; FIG. 2 shows a side view of the embodiment according to FIG. 1, in a different position;
Fig. 3 eine Seitenansicht auf eine weitere Ausführungsform mit einem ortsunabhängigen Gestell; 3 is a side view of a further embodiment having a location-independent frame.
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine Fassaden- Anordnung; Figure 4 is a partially sectioned side view of a facade arrangement.
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht bei einer weiteren Ausführungs form; Fig. 5 is a schematic side view in a further embodiment;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht auf eine weitere Ausführungsform und Fig. 6 is a schematic side view of a further embodiment and
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht auf eine darüber hinausgehende Ausführungsform. Fig. 7 is a schematic side view of an additional embodiment.
Fig. 1 zeigt einen Balkon 45 in Seitenansicht, an dem oben mittels des Scharnieres 33 die gemeinsame Stütze 35 mit den Spiegeln 17 und den Absorbern oder Modulen 2 angeordnet ist. Im unteren Bereich der Stütze 35 greift die Stütze 14 mittels des Gelenkes 34 an. Diese Stütze 14 ist hier mittels eines Bolzens 42 arretiert, der unten am Balkon 45 fest angebracht ist. Dieser Bolzen sitzt in einem Loch der Stütze 14. Weitere Löcher sind weiter rechts 43, 44, 46 und 47 zur Verstellung der Stütze 14 angeordnet. Fig. 1 shows a balcony 45 in side view, the common support 35 is arranged with the mirrors 17 and the absorbers or modules 2 at the top by means of the hinge 33rd In the lower region of the support 35 , the support 14 engages by means of the joint 34 . This support 14 is locked here by means of a bolt 42 which is firmly attached to the balcony 45 below. This bolt is seated in a hole in the support 14 . Further holes 43, 44, 46 and 47 are arranged further to the right for adjusting the support 14 .
Die Fig. 1 zeigt eine verhältnismäßig steile Einstellung, wie sie im Winter benötigt wird. Fig. 1 shows a relatively steep setting, as is required in winter.
Fig. 2 zeigt eine andere Einstellung bei der gleichen Anordnung. Hier sitzt der Bolzen 42 in dem Loch 44 der Stütze 14. Dadurch ist die gemeinsame Stütze 35 weit nach links und nach oben ausgeschwenkt, so daß sie jetzt nur noch einen sehr geringen Neigungswinkel gegen über der Horizontalen hat. Dieser wird benötigt, um in unseren Brei tengraden die diffuse Strahlung optimal aufzunehmen. In Ländern in der Nähe des Äquators ist diese Stellung unter Umständen mittags oder auch sonst am günstigsten. Fig. 2 shows another setting with the same arrangement. Here the bolt 42 is seated in the hole 44 of the support 14 . As a result, the common support 35 is pivoted far to the left and upward, so that it now has only a very small angle of inclination with respect to the horizontal. This is required to optimally absorb the diffuse radiation in our latitudes. In countries near the equator, this position may be the best for lunch or otherwise.
Die Bauweise der für die Spiegel 1, 17 und die Absorber 2, 2 a gemein samen Stütze 35 ist durch das Hauptpatent bekannt und muß deshalb nicht näher erläutert worden. Bekanntlich müssen die Spiegel 1, 17 seitlich, also senkrecht zu der hier gezeichneten Ebene über die Absorber 2, 2 a hinausgehen.The design of the common for the mirror 1, 17 and the absorber 2, 2 a 35 prop is known from the main patent and therefore need not be explained. Is well known that the mirrors 1, 17 laterally beyond, ie perpendicular to the drawn here level on the absorber 2, 2 a.
Die erwähnte Verstellung in die verschiedenen Löcher kann von Hand erfolgen. Natürlich werden in der Regel zwei Stützen 14 vorgesehen sein, nämlich jeweils eine am Ende des Balkons. Zwischenstützen sind selbstverständlich bei sehr breiten Balkonen auch möglich. The mentioned adjustment in the different holes can be done by hand. Of course, two supports 14 will usually be provided, namely one at the end of the balcony. Intermediate supports are of course also possible with very wide balconies.
Die Anordnung an einem Balkon ist ganz allgemein günstig, weil die Anlage hier zum Zwecke der erwähnten Verstellung leichter zugängig ist als zum Beispiel auf einem hoch liegenden Dach.The arrangement on a balcony is generally cheap because the Attachment more accessible here for the purpose of the adjustment mentioned is than, for example, on a high roof.
Fig. 3 zeigt die gleiche Verstellung bei einem bekannten Gestell. Das Scharnier 33 sitzt hier an den lotrechten Stützen 10 oder in der Nähe desselben. Im untersten Bereich sind verschiedene Bohrungen 50, 51 und 52 im Abstand senkrecht übereinander angeordnet, um hier das Ende der Stütze 14 verstellen zu können. Fig. 3 shows the same adjustment in a known frame. The hinge 33 sits here on the vertical supports 10 or in the vicinity thereof. In the lowest area, different bores 50, 51 and 52 are arranged vertically one above the other at a distance in order to be able to adjust the end of the support 14 here.
Die Verstellung kann aber auch auf beliebige andere Art erfolgen. Zum Beispiel kann ein Getriebe vorgesehen sein, durch das das Ende der Stütze 14 nach oben oder unten verändert wird, zum Beispiel durch ein selbsthemmendes Schneckengetriebe. Das Gelenk 34 greift hier wieder an der Stütze 35 an, ähnlich wie in den Fig. 1 und 2.The adjustment can also be made in any other way. For example, a gear can be provided by which the end of the support 14 is changed up or down, for example by a self-locking worm gear. The joint 34 engages the support 35 here again, similarly to FIGS. 1 and 2.
Zusätzlich können hier nun noch Spiegel 17 l an den Stützen 14 ange bracht sein, um auf diese Weise zusätzlich Sonneneinstrahlung auf die darunter liegende Anordnung auf der Stütze 35 zu lenken. Dadurch wird der Winkel des Spiegels 17 l mit einer Änderung der Einstellung der Stütze 14 ebenfalls vorteilhaft verändert. Der oben sichtbare Ab stand b zwischen zwei gemeinsamen Stützen 35 muß bekanntlich so groß gewählt werden, daß eine gegenseitige Beschattung in unseren Breiten graden nicht eintritt.In addition, mirrors 17 l can now be placed on the supports 14 in order to additionally direct sunlight onto the arrangement below on the support 35 in this way. As a result, the angle of the mirror 17 l is also advantageously changed with a change in the setting of the support 14 . The visible from above stood b between two common supports 35 must be chosen so large that mutual shading does not occur in our latitudes.
Die Stützen 11 dienen lediglich zur Abstützung der lotrechten Stützen 10 in dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, die Stütze 11 nach Süden anzuordnen, auf der dann ähnlich wie im oberen Bereich die gemeinsamen Stützen 35 verstell bar sein können.The supports 11 serve only to support the vertical supports 10 in the present exemplary embodiment. Of course, there is also the possibility of arranging the support 11 to the south, on which the common supports 35 can then be adjusted, similarly to the upper region.
Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht durch die Fassade eines Gebäudes. Unten ist die Mauer 61 geschnitten dargestellt, an der links ein Winkeleisen 62 mit den übereinander im Abstand lie genden Löchern 50, 51, 52 angebracht ist, die in diesem Falle der Verstellung dienen. Im Loch 50 ist die Stütze 14 a befestigt, die oben wieder mit dem Gelenk 34 an der Halterung für die beiden Spiegel 17 f, 17 g angreift, die um das Scharnier 33 schwenkbar sind. Durch eine Einstellung in verschiedenen Löchern wird hier also lediglich die Spiegelanordnung für sich allein verstellt. Fig. 4 shows a partially sectioned side view through the facade of a building. Below the wall 61 is shown in section, on the left an angle iron 62 with the holes lying one above the other holes 50, 51, 52 is attached, which serve the adjustment in this case. In the hole 50 , the support 14 a is fastened, which again engages at the top with the joint 34 on the holder for the two mirrors 17 f , 17 g , which can be pivoted about the hinge 33 . By setting in different holes, only the mirror arrangement is adjusted here on its own.
Anstelle der Absorber ist hier eine strahlungsdurchlässige Isolation 64 angeordnet, hinter der ein schwarz gefärbter Radiator 63 gemäß dem Stand der Technik vorhanden ist, der gleichzeitig geeignet ist, das Zimmer zu erwärmen. Dies ist bereits bekannt und muß daher nicht im einzelnen erläutert werden.Instead of the absorbers, a radiation-permeable insulation 64 is arranged here, behind which there is a black-colored radiator 63 according to the prior art, which is also suitable for heating the room. This is already known and therefore need not be explained in detail.
Anstelle dieser Anordnung kann man auch wieder entweder Kollektoren oder Fassadenmodule haben, die in diesem Falle ortsfest an der senk rechten Wand angeordnet sein können.Instead of this arrangement you can either use collectors again or have facade modules, which in this case are fixed to the lower right wall can be arranged.
Darüber sieht man das Fenster 65 und darüber die Stütze 14 b ent sprechend der Stütze 14 a.Above you can see the window 65 and above the support 14 b accordingly the support 14 a .
Diese verstellbaren Spiegel nach der Fig. 4 zeigen den Vorteil, daß sie auch nachträglich angebracht werden können, wenn z. B. Fassaden- Kollektoren oder Fassaden-Module in bekannter Weise schon vorhanden sind.These adjustable mirrors according to FIG. 4 show the advantage that they can also be retrofitted if, for. B. facade collectors or facade modules are already available in a known manner.
Fig. 5 zeigt ein Satteldach 59 mit einer verhältnismäßig geringen Neigung von z. B. nur 15°. Links ist Süden und rechts Norden, wie auch durch die großen Buchstaben angegeben ist. Man sieht, daß eine Thermosyfonanlage mit dem Kollektor 2 und dem Speicherbehälter 58 nicht wie üblich auf dem Süddach, sondern auf dem Norddach angeordnet ist. Hierzu sind Balken 53, 54, 55, 56, 57 etwa parallel zu dem Dach first 60 mittels der bekannten Dachhaken an dem Dach befestigt. Fig. 5 shows a gable roof 59 with a relatively low inclination of z. B. only 15 °. Left is south and north is right, as indicated by the large letters. It can be seen that a thermosystem with the collector 2 and the storage container 58 is not arranged as usual on the south roof, but on the north roof. For this purpose, beams 53, 54, 55, 56, 57 are fastened to the roof approximately parallel to the roof 60 by means of the known roof hooks.
Im oberen Bereich unweit des Dachfirstes 60 sind sogar zwei Balken 53, 54 übereinander angeordnet, damit der Abstand zwischen dem obe ren Spiegel 17 f und dem Dach mit geringer Neigung etwas größer wird. Dagegen liegt der untere Spiegel 17 g in etwa parallel zu dem Dach auf demselben, wobei er unter anderem durch den Balken 56 zusammen mit dem Ende des Kollektors oder Absorbers 2 gehalten wird. Weiter unten sieht man eine etwa senkrechte Stütze 10, die durch den Balken 57 gehalten wird. In der Regel sind natürlich zwei Stützen 10 vor handen. Oben sieht man einen etwas verkürzten Spiegel 1 b, der sich an dem Speicherbehälter 58 bekannter Art abstützt. Die Thermosyfon anlagen dieser Art sind im allgemeinen bekannt und müssen daher nicht näher beschrieben werden.In the upper area not far from the roof ridge 60 , two beams 53, 54 are even arranged one above the other, so that the distance between the mirror 17 f and the roof becomes slightly larger with a slight inclination. In contrast, the lower mirror 17 g lies approximately parallel to the roof on the same, being held together by the beam 56 together with the end of the collector or absorber 2 . Below you can see an approximately vertical support 10 , which is held by the beam 57 . In general, two supports 10 are of course available. Above you can see a slightly shortened mirror 1 b , which is supported on the storage container 58 of a known type. The Thermosyfon plants of this type are generally known and therefore do not need to be described in detail.
Der Vorteil der Anordnung nach der Fig. 5 besteht darin, daß die Spiegel 17 ohne große Windbeanspruchung etwa parallel zum Dach angeordnet werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß überhaupt eine zusätzliche Dachfläche, nämlich das Norddach, ge nutzt wird. In Ländern in Äquatornähe kann die Dachneigung auch erheblich größer sein.The advantage of the arrangement according to FIG. 5 is that the mirrors 17 can be arranged approximately parallel to the roof without great wind loads. Another advantage is that an additional roof area, namely the north roof, is used at all. In countries near the equator, the roof pitch can also be considerably larger.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform mit einem Speicherbehälter 37, der gemäß der Erfindung nicht nur im Süden mit einem transparen ten Wärmedämm-Material 38, sondern auch oben mit einem Wärmedämm- Material 39 versehen ist. Fig. 6 shows an embodiment with a storage container 37 , which is provided according to the invention not only in the south with a transparen th thermal insulation material 38 , but also above with a thermal insulation material 39 .
In den Bereichen dieser transparenten Wärmedämm-Materialien 38, 39 ist der Behälter 37 als Absorber ausgebildet, so daß eine zu sätzliche Absorberfläche entfällt. Wie man sieht, ist nach links, Süden, der Behälter 37 schräg in einem Winkel von z. B. 45° aus gebildet, während er nach rechts Norden senkrecht ausgebildet ist. In the areas of these transparent thermal insulation materials 38, 39 , the container 37 is designed as an absorber, so that an additional absorber surface is not required. As you can see is to the left, south, the container 37 obliquely at an angle of z. B. 45 ° formed while it is formed perpendicular to the north right.
An der Nordkante des Behälters sieht man den Spiegel 17 in einem Winkel γ 5 von z. B. 80° angeordnet, welcher Spiegel hier auch noch unterteilt ist. Außerdem ragt er nach Osten und Westen weit über den Absorber 39 hinaus. Dadurch wird besonders die niedrige Sonnenstrahlung zusätzlich auf die Absorberfläche hinter dem transparenten Wärmedämm-Material 39 gelenkt, wodurch der Behälter 37 natürlich insgesamt mindestens doppelt soviel Wärme produziert. Auch die sehr niedrige Sonnenstrahlung kurz vor Sonnenauf- und Sonnenuntergang wird durch den Spiegel 17 m noch reflektiert. Darüber hinaus besteht auch noch die Möglichkeit, die Ost- und die Westseite des Behälters mit zusätzlichen transparenten Wärmedämm-Materialien zu versehen, die hinter einer Glasscheibe oder einer transparenten Kunststoff-Folie angeordnet sind.On the north edge of the container you can see the mirror 17 at an angle γ 5 of z. B. 80 °, which mirror is also divided here. It also protrudes east and west far beyond the absorber 39 . As a result, especially the low solar radiation is additionally directed onto the absorber surface behind the transparent thermal insulation material 39 , whereby the container 37 naturally produces at least twice as much heat overall. Even the very low solar radiation just before sunrise and sunset is still reflected by the mirror 17 m . In addition, there is also the possibility of providing the east and west sides of the container with additional transparent thermal insulation materials, which are arranged behind a glass pane or a transparent plastic film.
Auf diese Weise besteht nämlich die Möglichkeit, besonders im Winter die sehr niedrige Sonnenstrahlung frühmorgens und spät abends zusätzlich umzusetzen. Dies ist in der Figur nicht darge stellt, es ist dem Fachmann aber ohne weiteres verständlich.In this way there is the possibility, especially in Winter the very low solar radiation early in the morning and late to be implemented in the evening. This is not shown in the figure provides, it is easily understandable to the expert.
Wenn alle diese Maßnahmen durchgeführt werden, ist der Behälter 37 nur mit Ausnahme der Nordwand und dem Boden nicht mit transparen tem Wärmedämm-Material versehen, hinter dem die Behälterwand selbst als Absorber ausgebildet ist. Der Spiegel 17 m lenkt seine Strahlung teilweise auch auf diese Seitenflächen im Osten und Westen, beson ders morgens und abends im Winter.If all of these measures are carried out, the container 37 is only provided with the exception of the north wall and the bottom with transparent thermal insulation material, behind which the container wall itself is designed as an absorber. The 17 m mirror directs its radiation partly onto these side surfaces in the east and west, particularly in the morning and evening in winter.
Bei der Fig. 6 handelt es sich nur um eine schematische Darstellung. Bei einer praktischen Ausführungsform sind die Ecken des Behälters 37 stark abgerundet. Es kann sich auch um einen in dieser Seiten ansicht im wesentlichen ovalen Behälter handeln, der etwas leichter als der dargestellte gefertigt werden kann. Es kommt lediglich darauf an, daß der Behälter eine Schrägfläche 38 nach Süden und eine etwa horizontal liegende Fläche 39 nach oben weisend hat.In the Fig. 6, there is only a schematic representation. In a practical embodiment, the corners of the container 37 are very rounded. It can also be a substantially oval container in this side view, which can be manufactured somewhat more easily than the one shown. All that matters is that the container has an inclined surface 38 facing south and an approximately horizontal surface 39 pointing upward.
Die beiden Spiegel sind unterteilt, wie zuvor.The two mirrors are divided as before.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, die speziell für Länder in der Nähe des Äquators geeignet ist. Bekanntlich geht die Sonne am Äquator genau im Osten auf und genau im Westen unter, sie steigt und fällt auch genau senkrecht. Deshalb ist hier eine Ver stellung für die verschiedenen Jahreszeiten, wie zuvor beschrieben, nicht nötig. Fig. 7 shows another embodiment that is particularly suitable for countries near the equator. As is known, the sun rises exactly in the east and sets in the west at the equator, it rises and falls exactly vertically. Therefore, an adjustment for the different seasons, as previously described, is not necessary.
Die geradlinige gemeinsame Stütze 35 liegt hier horizontal auf dem Boden oder dem Flachdach. Die Kollektoren oder Solarzellenmodule 2, 2 a sind mit einer Breite b und einem Abstand a zueinander ange ordnet. Hier kann der Abstand a wesentlich größer sein, weil die Gefahr der Beschattung durch die Spiegel jedenfalls am Äquator nicht vorhanden ist. Durch sehr große Abstände a muß natürlich in Kauf genommen werden, daß die diffuse Strahlung der oberen Spiegel 1 a, 17 f nur wenig reflektiert wird. Dafür ergeben sich aber höhere Konzentrationsgrade der direkten Strahlung, weil die Spiegel wesentlich größer sind.The straight common support 35 here lies horizontally on the floor or flat roof. The collectors or solar cell modules 2, 2 a are arranged with a width b and a distance a from one another. Here, the distance a can be much larger because there is no danger of shading from the mirrors at any rate at the equator. By very large distances a must of course be accepted that the diffuse radiation of the upper mirrors 1 a , 17 f is only slightly reflected. However, this results in higher levels of direct radiation because the levels are much larger.
Von links nach rechts sieht man zunächst eine Stütze 18, die die beiden gegeneinander versetzten Spiegel 17 g, 17 f abstützen. Da runter ist rechts das Solarzellenmodul 2 sichtbar, an das sich rechts die beiden Spiegel 1 b, 1 a anschließen, welche durch die ge meinsame Stütze 36 a gehalten werden, die auch die rechtsseitigen Spiegel hält. Weiter rechts sieht man das Modul 2 a, an das sich wieder die Spiegel anschließen, die durch die Stütze 36 b gehalten sind. From left to right you can first see a support 18 which supports the two mutually offset mirrors 17 g , 17 f . Down there on the right, the solar cell module 2 is visible, to which the two mirrors 1 b , 1 a connect on the right, which are held by the common support 36 a , which also holds the right-hand mirror. Further to the right you can see the module 2 a , to which the mirrors are connected, which are held by the support 36 b .
Selbstverständlich kann die gemeinsame Stütze 35 auch wie zuvor oder durch das Hauptpatent beschrieben verstellbar sein. Je näher man am Äquator ist, desto kleiner ist bekanntlich der Neigungswinkel einzu stellen. Außerdem ist die Verstellung umso weniger erforderlich, je näher man an dem Äquator ist.Of course, the common support 35 can also be adjustable as described above or by the main patent. As is known, the closer you are to the equator, the smaller the angle of inclination to be set. In addition, the closer you are to the equator, the less necessary is the adjustment.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen be schränkt. Der Fachmann hat vielmehr die Möglichkeit, abgewandelte Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche zu schaffen.The invention is not based on the illustrated embodiments limits. Rather, the specialist has the option of modified To provide embodiments within the scope of the claims.
Claims (7)
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Country | Link |
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