DE9116151U1

DE9116151U1 - Device for tracking solar panels

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Publication number: DE9116151U1
Application number: DE9116151U
Authority: DE
Original assignee: ACKERET HANS CHAM CH
Current assignee: ACKERET HANS CHAM CH
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1992-03-05
Anticipated expiration: 2001-12-11
Also published as: WO1992011496A1

Description

- Ol -- Oil -

Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkol1Device for tracking solar panels ektorenectors

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren, insbesondere von ebenen Anordnungen fotovoltaischer Zellen.The invention relates to a device for tracking solar collectors, in particular planar arrangements of photovoltaic cells.

Fotovoltaische Zellen zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenstrahlung werden in der Regel in ebener Anordnung zu Paneln vereinigt; entsprechend der geografischen Breite werden diese Panel geneigt und im wesentlichen nach Süden orientiert fest montiert, sei es an oder auf Gebäuden, sei es an besonderen Standorten. Sie liefern so allerdings nur einen Teil der möglichen Ausbeute, da die der Sonne exponierte wirksame Fläche dem Cosinus-Gesetz gehorcht; mit andern Worten: Nur bei senkrechter Inzidenz der Sonnenstrahlung ist die Ausbeute an elektrischer Leistung maximal.
Bei jedem anderen Winkel ist die wirksame Fläche reduziert um den Faktor cosV, wobei &psgr; der Winkel zwischen der Flächennormalen und der Inzidenzrichtung ist.Photovoltaic cells for generating electrical energy from solar radiation are usually combined in a flat arrangement to form panels; depending on the geographical latitude, these panels are tilted and mounted, essentially facing south, either on or in buildings or at special locations. However, they only deliver a part of the possible yield, since the effective area exposed to the sun obeys the cosine law; in other words: the yield of electrical power is only maximum when the solar radiation is incident vertically.
At any other angle, the effective area is reduced by the factor cosV, where ψ is the angle between the surface normal and the direction of incidence.

Daher wurde verschiedentlich vorgeschlagen, die Panel anordnung ein- oder zweiachsig nachzuführen dergestalt, dass Flächennormale und Inzidenzrichtung dauernd zusammenfallen. Solche Nachführeinrichtungen sind bekannt und werden seit langer Zeit bei astronomischen Fernrohren eingesetzt. Therefore, it has been suggested on various occasions that the panel arrangement should be tracked on one or two axes in such a way that the surface normal and the direction of incidence constantly coincide. Such tracking devices are known and have been used for a long time in astronomical telescopes.

Bei fotovoltaisehen Sonnenkollektoren - und erst recht bei thermischen Flachkollektoren - haben sich solche, auch einachsige, Nachführungen nicht durchzusetzen vermocht, da der Aufwand an elektrischer Leistung für Steuerung und Motoren auch bei hochentwickelten Lösungen etwa dem Anteil entspricht, der durch die Nachführung gewonnen wird. In den mittleren Breiten liesse sich für das Sommerhalbjahr dieser Aufwand noch knapp vertreten; im Winterhalbjahr, besonders jedoch etwa in den Monaten November, Dezember, Januar würde eine solche elektrisch betriebene Nachfüllvorrichtung praktisch die ganze Ausbeute an elektrischer Leistung konsumieren. Dazu kommt noch der beträchtliche technische und finanzielle Aufwand, der solche bekannten Vorrichtungen völlig unattraktiv macht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Nachführvorrichtung, die völlig ohne elektrische Energie funktioniert und die Nachführung mit der geforderten - massigen - Genauigkeit besorgt.In the case of photovoltaic solar collectors - and even more so in the case of flat-panel thermal collectors - such tracking systems, even single-axis ones, have not been able to prevail, since the amount of electrical power required for the control and motors, even with highly developed solutions, corresponds roughly to the amount gained through tracking. In the middle latitudes, this amount of effort could still be justified for the summer months; in the winter months, but especially in the months of November, December and January, such an electrically operated refilling device would consume practically the entire yield of electrical power. In addition, there is the considerable technical and financial effort, which makes such known devices completely unattractive. The aim of the present invention is to create a tracking device that functions completely without electrical energy and provides tracking with the required - moderate - accuracy.

PHA-301 NachführungPHA-301 Tracking

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im Schutzanspruch 1. Anhand der beigefügten Zeichnung wird der Erfindungsgedanke mittels mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert.The solution to the problem is given in claim 1. The inventive concept is explained using several embodiments in the attached drawing.

Es zeigenShow it

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung, Fig. 1 shows the first embodiment in a schematic representation,

Fig. 2a ein Detail von Fig. 1,Fig. 2a a detail of Fig. 1,

Fig. 2b,c Variationen von Fig. 2a in schematischer Darstellung,Fig. 2b,c Variations of Fig. 2a in schematic representation,

Fig. 3a,b,c schematische Darstellung des Verhaltens der Vorrichtung gemäss Fig. 1,Fig. 3a,b,c schematic representation of the behavior of the device according to Fig. 1,

Fig. 4 eine Erweiterung des ersten Ausführungsbeispiels,Fig. 4 an extension of the first embodiment,

Fig. 5 das zweite Ausführungsbeispiel,Fig. 5 the second embodiment,

Fig. 6 ein Detail zu Fig. 5,Fig. 6 a detail of Fig. 5,

Fig. 7a das dritte Ausführungsbeispiel,Fig. 7a the third embodiment,

Fig. 7b ein Detail von Fig. 7aFig. 7b a detail of Fig. 7a

Fig. 8 das vierte Ausführungsbeispiel.Fig. 8 the fourth embodiment.

Fig. 9 das fünfte Ausführungsbeispiel.Fig. 9 the fifth embodiment.

Fig. 10 a, b eine Detailzeichnung eines Drehantriebs in zwei Ansichten.Fig. 10 a, b a detailed drawing of a rotary drive in two views.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 besteht aus einem fotovoltaischen Solarpanel 1, das von einem Rahmen 2 getragen wird. Ueber beispielsweise einen Fuss 3 ist der Rahmen 2 mit einem Rohr 16 verbunden, das um seine Längsachse schwenkbar an einem Gestell 4 gelagert ist. Am Gestell 4 istThe embodiment according to Fig. 1 consists of a photovoltaic solar panel 1, which is supported by a frame 2. The frame 2 is connected via a foot 3, for example, to a tube 16, which is mounted on a frame 4 so that it can pivot about its longitudinal axis.

PHA-901 NachführungPHA-901 Tracking

zu diesem Zwecke eine Achse 5 befestigt, die im wesentlichen gegen Süden orientiert ist und gegen die Horizontale einen Neigungswinkel aufweist. Dieser Neigungswinkel ■& ist im wesentlichen der Winkel der Mittagshöhe der Sonne am Aufstellungsorte des Solarpanels 1 etwa zur Zeit der Tag- und Nachtgleiche, mit andern Worten der Winkel der geografischen Breite. Der genannte Winkel &udiagr; kann jedoch modifiziert werden, um die Gesamtausbeute über das ganze Jahr hinweg entweder zu optimalisieren oder zu maximieren. Dabei muss jedoch in Betracht gezogen werden, dass eine Abweichung des Flächenlotes um +_ 20° von der Inzidenzrichtung lediglich eine Einbusse von 6% an Ausbeute bringt. Ist # auf die geografische Breite eingestellt, und das Solarpanel 1 parallel zur Achse 5 montiert, so ist die maximale Elevationsabweichung der Inzidenzrichtung vom genannten Flächenlot +_ 23,5°, was einer maximalen Einbusse von etwa 8% entspricht. Aus Optimalisierungsgründen kann das Solarpanel 1 jedoch auch nichtparallel zur Achse 5 montiert werden. Einflussgrössen sind lokale topografische und meteorologische Verhältnisse und der Einsatzzweck der fotovoltaischen Anlage.for this purpose, an axis 5 is attached which is oriented essentially towards the south and has an angle of inclination with respect to the horizontal. This angle of inclination ■& is essentially the angle of the midday height of the sun at the location of the solar panel 1 at approximately the time of the equinox, in other words the angle of the geographical latitude. The said angle &udiagr; can, however, be modified in order to either optimise or maximise the overall yield over the whole year. In this case, it must be taken into account that a deviation of the surface perpendicular of +_ 20° from the direction of incidence only results in a loss of 6% in yield. If # is set to the geographical latitude and the solar panel 1 is mounted parallel to the axis 5, the maximum elevation deviation of the direction of incidence from the said surface perpendicular is +_ 23.5°, which corresponds to a maximum loss of approximately 8%. For optimisation reasons, the solar panel 1 can, however, also be mounted non-parallel to the axis 5. Influencing factors are local topographical and meteorological conditions and the intended use of the photovoltaic system.

Am Gestell 4 sind zwei Zylinder 6, 7 gelenkig befestigt, die über ihre ganze Länge in parabolische Reflektoren 8 eingebaut sind. Die Reflektoren 8 sind beispielsweise durch transparente Platten 9 abgeschlossen, weisen jedoch an ihren Stirnseiten Oeffnungen 10, 11, auf für die mechanischen Anschlüsse der Zylinder 6,7. Als Zylinder 6, 7 kommen solche Geräte in Betracht, die mit einem niedrig siedenden Stoffe gefüllt sind sei dies eine Flüssigkeit oder ein fester Stoff - und ab einer bestimmten Schwellentemperatur in Funktion der Temperatur einen Kolben bewegen. Dieser ist an eine Stange 13 angeschlossen und bewegt sich axial zum Zylinder 6, 7. Das andere Ende des Zylinders 6, 7 ist an einer weiteren Stange 12 befestigt. Solche genannten Zylinder werden weit verbreitet zum Heben von Frühbeet-Abdeckungen und Fenstern von Treibhäusern eingesetzt. Die Rückstellkräfte werden beispielweise von einer Schraubenfeder aufgebracht, die entweder im Zylinder integriert ist, oder den Zylinder umgibt.Two cylinders 6, 7 are attached to the frame 4 in an articulated manner, which are built into parabolic reflectors 8 over their entire length. The reflectors 8 are closed off, for example, by transparent plates 9, but have openings 10, 11 on their front sides for the mechanical connections of the cylinders 6, 7. Devices that are filled with a low-boiling substance - be it a liquid or a solid substance - and that move a piston as a function of the temperature from a certain threshold temperature are considered as cylinders 6, 7. This is connected to a rod 13 and moves axially to the cylinder 6, 7. The other end of the cylinder 6, 7 is attached to another rod 12. Such cylinders are widely used to lift cold frame covers and greenhouse windows. The restoring forces are applied, for example, by a coil spring that is either integrated in the cylinder or surrounds the cylinder.

Die Befestigung der Zylinder 6, 7 am Gestell 4 geschieht mittels der Stangen 12 über beispielsweise elastische Gelenke 28. Die Reflektoren 8 sind an den Stangen 12 befestigt, während die Stangen 13 in den Oeffnun-The cylinders 6, 7 are attached to the frame 4 by means of the rods 12 via, for example, elastic joints 28. The reflectors 8 are attached to the rods 12, while the rods 13 are in the openings.

MachführungMach leadership

gen 11 hin und her gleiten können. Die beiden Oeffnungen 10,11 in den Reflektoren 8 sind so angeordnet, dass die Längsachsen der Zylinder 6, 7 sich in der Brennlinie der Reflektoren 8 befindet. Der Reflektor 8 mit dem Zylinder 6 ist im wesentlichen nach Osten, jener mit dem Zylinder 7 im wesentlichen gegen Westen orientiert. Die Stangen 13 sind an einem kurzen, plattenförmig ausgestalteten Hebel 14 mittels zweier Gelenke 18 gelagert. Der Hebel 14 ist um eine zur Achse 5 senkrecht stehende Achse 15 schwenkbar, welche durch eine am Rohr 16 beispielsweise angeschweisste Fahne 17 hindurchgeht. Der Hebel 14 ist im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zweischenklig ausgeführt. Damit entsteht Platz für die Gelenke 18. Die Normallage des Solarpanels 1 in der erfindungsgemässen Anordnung ist - wie in Fig. 1 angedeutet - die Orientierung nach Süden, parallel zur Achse 5. Die Normal lage wird beispielsweise nachts oder bei bedecktem Himmel eingenommen. Geht nun morgens die Sonne auf, so strahlt sie streifend, oder gar von hinten auf das Solarpanel 1; zugleich aber strahlt sie auf den im wesentlichen nach Osten gerichteten Reflektor 8, der den Zylinder 6 enthält. Dadurch wird dieser erwärmt, und die Stange 13 axial verschoben; auf den Hebel 14 wirkt eine Kraft, die ihn nach oben drücken würde, würde er nicht durch die Stange 13 des Zylinders 7 zwangsgeführt, wie in Fig. 2 gezeigt. Mit A_ ist der Bogen bezeichnet, der vom Gelenk des Zylinder 6 beschrieben wird, mit B jener des Zylinders 7. Der Hub des Zylinders 6 bewirkt also Drehung des Rohrs 16, da nur der Zylinder 6 von der Sonne beschienen wird. Durch die Orientierung des nach Osten geöffneten Reflektors 8 wird bewirkt, dass bei steigender Sonne immer weniger Strahlung darauf fällt, die Erwärmung des Zylinders 6 nachlässt, bzw. der Zylinder 6 teilweise vom Solarpanel 1 beschattet wird. Bei Sonnenhöchststand fällt keine Strahlung mehr in den nach Osten orientierten Reflektor 8, oder bei entsprechender Justierung gleich wenig auf beide Reflektoren 8, womit sich die Drehwirkungen beider Zylinder 6, 7 kompensieren. Verlängerungen der beiden Zylinder 6, 7, die durch die Umgebungstemperatur bedingt sind, werden durch die Drehbewegung des Hebels 14 um die Achse 15 aufgenommen, ohne dass eine Drehwirkung um die Achse 5 entsteht.
Der in Fig. 2a eingetragene Winkel « ist im wesentlichen 90°; damit entspricht der Hub h des Zylinders 6 im wesentlichen der Verschwenkung &ngr;gen 11 can slide back and forth. The two openings 10, 11 in the reflectors 8 are arranged so that the longitudinal axes of the cylinders 6, 7 are in the focal line of the reflectors 8. The reflector 8 with the cylinder 6 is oriented essentially towards the east, that with the cylinder 7 essentially towards the west. The rods 13 are mounted on a short, plate-shaped lever 14 by means of two joints 18. The lever 14 can be pivoted about an axis 15 which is perpendicular to the axis 5 and which passes through a flag 17 which is welded to the tube 16, for example. The lever 14 is designed with two legs in the embodiment according to Fig. 1. This creates space for the joints 18. The normal position of the solar panel 1 in the arrangement according to the invention is - as indicated in Fig. 1 - the orientation to the south, parallel to the axis 5. The normal position is assumed, for example, at night or when the sky is overcast. Now, when the sun rises in the morning, it shines grazingly or even from behind the solar panel 1; at the same time, however, it shines on the reflector 8, which is directed essentially to the east and contains the cylinder 6. This heats the cylinder and moves the rod 13 axially; a force acts on the lever 14 which would push it upwards if it were not forced to move by the rod 13 of the cylinder 7, as shown in Fig. 2. A_ designates the arc described by the joint of the cylinder 6, and B that of the cylinder 7. The stroke of the cylinder 6 therefore causes the tube 16 to rotate, since only the cylinder 6 is illuminated by the sun. The orientation of the reflector 8, which is open to the east, means that as the sun rises, less and less radiation falls on it, the heating of the cylinder 6 decreases, or the cylinder 6 is partially shaded by the solar panel 1. At the highest point of the sun, no more radiation falls on the reflector 8, which is oriented to the east, or, if adjusted accordingly, the same amount falls on both reflectors 8, which compensates for the rotational effects of both cylinders 6, 7. Extensions of the two cylinders 6, 7, which are caused by the ambient temperature, are absorbed by the rotational movement of the lever 14 about the axis 15, without any rotational effect about the axis 5 occurring.
The angle « shown in Fig. 2a is essentially 90°; thus the stroke h of the cylinder 6 corresponds essentially to the pivoting v.

PHA-901 NachführungPHA-901 Tracking

des Zylinders 7. Allerdings ist &ogr; keineswegs auf 90° beschränkt. \staj> 90°, so bewirkt der gleiche Hub h eine stärkere Verdrehung des Rohres 16, bei«<90° eine kleinere, als bei &agr; = 90°.
Je nach eingesetztem Zylinder, den ortsüblichen Lufttemperaturen, den zu erwartenden Windlasten auf das Solarpanel 1, können die Flächen der Reflektoren 8, die Länge des Hebels 14 und der Winkel &eegr; variiert werden um ein optimales Resultat, das heisst sonnenstandbedingtes Schwenken der erfindungsgemässen Vorrichtung zu bewirken. In den Fig. 2b,c sind die Winkel a= 60° und &agr;= 120° dargestellt. Das Gestell 4, die beiden Zylinder 6, 7 und der Hebel 14 sind nur schernatisch dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass für&agr;= 60° die Verschwenkung des Hebels 14 wesentlich kleiner ist, als für&agr;= 120°; dabei tritt die durch den Hub des Zylinders 6 auf den Zylinder 7 übertragene Längskraft als Druckkraft in Erscheinung, bei &agr;= 60° als Zugkraft. Nur bei &agr; - 90° wird keine Längskraft übertragen.of the cylinder 7. However, &ogr; is by no means limited to 90°. \staj> 90°, the same stroke h causes a greater twisting of the tube 16, at <90° a smaller one, than at &agr; = 90°.
Depending on the cylinder used, the local air temperatures, the expected wind loads on the solar panel 1, the areas of the reflectors 8, the length of the lever 14 and the angle η can be varied in order to achieve an optimal result, i.e. pivoting of the device according to the invention depending on the position of the sun. The angles a= 60° and α= 120° are shown in Fig. 2b,c. The frame 4, the two cylinders 6, 7 and the lever 14 are only shown schematically. It can be seen that for α= 60° the pivoting of the lever 14 is significantly smaller than for α= 120°; the longitudinal force transmitted to the cylinder 7 by the stroke of the cylinder 6 appears as a compressive force, and at α= 60° as a tensile force. Only at α - 90° is no longitudinal force transmitted.

Ueberschreitet die Sonne den Kulminationspunkt, so wird der den Zylinder 7 enthaltende Reflektor 8 allmählich mehr und mehr beschienen, worauf der Zylinder 7 auf seine Stange 13 Schub ausübt und damit das Rohr 16 auf die andere Seite schwenkt. Dieser im wesentlichen nach Westen geöffnete Reflektor 8 kann selbstverständlich den klimatischen und topografischen Verhältnissen entsprechend, und unabhängig vom anderen Reflektor 8, eingestellt werden.If the sun passes the culmination point, the reflector 8 containing the cylinder 7 is gradually illuminated more and more, whereupon the cylinder 7 exerts a thrust on its rod 13 and thus swings the tube 16 to the other side. This reflector 8, which is essentially open to the west, can of course be adjusted according to the climatic and topographical conditions and independently of the other reflector 8.

Der gesamte Schwenkbereich der erfindungsgemässen Vorrichtung beträgt knapp 180°. Durch Anschläge 19 am Rohr 16 und am Gestell 4 ist dafür gesorgt, dass die Grenzen nicht erreicht werden, und gleichzeitig damit verhindert, dass die Zylinder 6, 7 in die falsche Drehrichtung wirken.
Ist es einerseits die Aufgabe des Hebels 14 zu ermöglichen, dass nur der eine der Zylinder 6, 7 axiale Verlängerung oder Verkürzung erfährt, so sorgt er gleichzeitig dafür, dass keine Drehung erfolgt, wenn sich beide ZyIinder lediglich unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur gleichsinnig verlängern. Dies ist in den Fig. 3a,b,c je für &eegr; - 90°; &agr; = 60° und &agr;= 120° dargestellt. Mit R sind die hier schematisch zu einem Punkt zusammengefassten Gelenke 18 bezeichnet in der Normallage des Solarpanels 1. Den Buchstaben S^ trägt dieser Punkt in den den Fig. 2b,c entsprechenden Positionen. Wird bei den Zylindern 6,7 noch eine TemperaturdifferenzThe entire swivel range of the device according to the invention is almost 180°. Stops 19 on the tube 16 and on the frame 4 ensure that the limits are not reached and at the same time prevent the cylinders 6, 7 from rotating in the wrong direction.
If on the one hand the task of the lever 14 is to enable only one of the cylinders 6, 7 to undergo axial extension or contraction, it also ensures that no rotation occurs if both cylinders extend in the same direction only under the influence of the ambient temperature. This is shown in Fig. 3a,b,c for η - 90°; α = 60° and α = 120°. The joints 18, which are schematically combined here to form a point, are designated by R in the normal position of the solar panel 1. This point bears the letter S^ in the positions corresponding to Fig. 2b,c. If a temperature difference is still present in the cylinders 6,7,

PHA-301 NachführungPHA-301 Tracking

überlagert, die oberhalb der Schwellentemperatur liegt und wobei der entsprechende zusätzliche Hub bei beiden Zylindern 6, 7 beispielsweise gleich gross ist, so ergeben sich daraus die Punkte J_, deren seitliche Abweichungen von der Lage der Punkte S klein ist. Mit dieser weiteren Funktion des Hebels 14 arbeitet die Vorrichtung im wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperatur.which is above the threshold temperature and where the corresponding additional stroke is, for example, the same for both cylinders 6, 7, the result is the points J_ whose lateral deviations from the position of the points S are small. With this additional function of the lever 14, the device works essentially independently of the ambient temperature.

Fig. 4 zeigt die gleiche Vorrichtung wie Fig. 1, hier ergänzt um einen dritten, von der Sonnenstrahlung völlig abgeschirmten Zylinders 20. Ferner tritt an die Stelle des starr mit dem Rahmen 2 verbundenen Fusses 3 ein Fuss 21 mit einem Scharniergelenkt 22, das erlaubt, das Solarpanel 1 in der Elevationsrichtung um einen Winkel von beispielsweise 45° zu schwenken. Der genannte Zylinder 20 funktioniert als Thermometer für die Umgebungstemperatur und bewirkt bei hohen Temperaturen ein Flachstellen des Solarpanels, womit der bisher nicht berücksichtigte Jahresgang der Sonne angenähert wird. Bei einer Verschwenkbarkeit von beispielsweise 45° wird das Solarpanel 1 in Normalstellung, also bei völlig eingefahrenem Zylinder 20 um etwa 23° steiler gestellt, als die Achse 5, um die das Rohr 16 dreht. Damit kann, bei völlig ausgefahrenem Zylinder 20 auch der höchste Sonnenstand annähernd erreicht werden. Wiederum sind klimatische und topografische Elemente bestimmend für den Einsatz und die Dimensionierung auch des Zylinders 20.Fig. 4 shows the same device as Fig. 1, here supplemented by a third cylinder 20 that is completely shielded from solar radiation. Furthermore, instead of the foot 3 that is rigidly connected to the frame 2, there is a foot 21 with a hinge joint 22 that allows the solar panel 1 to be pivoted in the elevation direction by an angle of, for example, 45°. The cylinder 20 mentioned functions as a thermometer for the ambient temperature and causes the solar panel to flatten at high temperatures, thereby approximating the annual course of the sun that has not been taken into account so far. With a pivoting ability of, for example, 45°, the solar panel 1 is positioned in the normal position, i.e. with the cylinder 20 fully retracted, about 23° steeper than the axis 5 around which the tube 16 rotates. This means that even with the cylinder 20 fully extended, the highest position of the sun can be approximately reached. Again, climatic and topographical elements determine the use and dimensioning of cylinder 20.

Die Fig. 1 bis 4 beziehen sich auf eine Neigung der Achse 5, wie sie in mittleren geografischen Breiten vorkommt. Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemässe Vorrichtung auch in äquatorialen Breiten einsetzen. Im Extremfall ist die Achse 5 horizontal, die beiden Reflektoren 8 nach wie vor im wesentlichen nach Osten bzw. nach Westen orientiert. Der Einsatz des Zylinders 20 entfällt wegen der doppelten Periodizität des Sonnenstandes im Jahresgang und wegen Mangels eines ausgeprägten jährlichen Temperaturganges.Fig. 1 to 4 refer to an inclination of the axis 5 as occurs in medium geographical latitudes. Of course, the device according to the invention can also be used in equatorial latitudes. In the extreme case, the axis 5 is horizontal, the two reflectors 8 are still oriented essentially to the east and west. The use of the cylinder 20 is omitted due to the double periodicity of the sun's position over the course of the year and due to the lack of a distinct annual temperature trend.

Im Erfindungsgedanken mitenthalten ist es, die Zylinder 6, 7 vor der Achse 5 anstatt hinter ihr anzuordnen. Fahne 17 und Hebel 14 werden dann entsprechend vorne angebracht, und die Stellungen der Zylinder 6, 7 sind vertauscht: Der nach Osten geöffnete Reflektor 8 mit dem Zylinder 6 ist westlich, der andere, nach Westen geöffnete, östlich des Rohres 16 angebracht.The idea behind the invention is to arrange the cylinders 6, 7 in front of the axis 5 instead of behind it. The flag 17 and lever 14 are then mounted at the front accordingly, and the positions of the cylinders 6, 7 are swapped: the reflector 8 with the cylinder 6, which is open to the east, is mounted to the west, the other, which is open to the west, to the east of the tube 16.

PHA-9Ü¹ NachführungPHA-9Ü ¹ Tracking

Immer noch im Erfindungsgedanken ist die Anordnung &ogr; b e r h a 1 b des Solarpanels 1, ebenfalls mit beiden möglichen Anordnungen. Vorzugsweise ist der Winkel &agr; dann nach oben geöffnet. Selbstverständlich lassen sich die Zylinder 6, 7 mit ihren Reflektoren 8 auch unterhalb des Solarpanels 1 mit nach oben geöffnetem Winkel &agr; anbringen.The arrangement &ogr; b e r h a 1 b of the solar panel 1 is still in the inventive concept, also with both possible arrangements. Preferably, the angle &agr; is then open upwards. Of course, the cylinders 6, 7 with their reflectors 8 can also be attached below the solar panel 1 with the angle &agr; open upwards.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 dargestellt. Zusätzlich zu den von den Reflektoren 8 umgebenen Zylindern 6, 7 sind zwei weitere, durchwegs von der Sonnenstrahlung abgeschirmte Zylinder 23, vorgesehen. Diese sind beispielsweise von gleicher Bauart und gleicher Temperatur/ Weg-Charakteristik, wie die Zylinder 6, 7, und weisen ebenfalls fest mit ihnen verbundene Stangen 25 und bewegliche, den Hub übertragende Stangen 26 auf, analog zu den Stangen 12, 13 der Zylinder 6, 7. Von der Achse 5 zum Gestell 4 verläuft eine Strebe 24, an der die Stangen 26 befestigt sind. Die Stangen 25 sind mit den Stangen 12 der Zylinder 6, 7 verbunden. Hier sind diese Stangen 12 nun nicht über Biegegelenke mit dem Gestell 2 verbunden, sondern laufen axial frei in je einem mit dem Gestell 4 gelenkig verbundenen Rohr 27, wie in Fig. 6 gezeigt.
Steigt nun die Lufttemperatur über den Schwellenwert der Zylinder 6, 7, 23, so senkt sich die Stange 25 und nimmt die mit ihr verbundene Stange 12 in der Längsrichtung der Stange 12 mit, wie in Fig. 6 mit einem Pfeil angedeutet. Damit ist die Schwenkbewegung des Hebels 14 nur noch vom Hub des von der Sonne bestrahlten Zylinder 6 bzw. 7 abhängig; der Temperaturgang ist kompensiert.
Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 5, 6 ist vor allem für Orte mit starkem täglichem Gang der Lufttemperatur vorzuziehen.A second embodiment is shown in Fig. 5. In addition to the cylinders 6, 7 surrounded by the reflectors 8, two further cylinders 23 are provided, which are completely shielded from solar radiation. These are, for example, of the same design and have the same temperature/displacement characteristics as the cylinders 6, 7, and also have rods 25 firmly connected to them and movable rods 26 which transmit the stroke, analogous to the rods 12, 13 of the cylinders 6, 7. A strut 24 runs from the axis 5 to the frame 4, to which the rods 26 are attached. The rods 25 are connected to the rods 12 of the cylinders 6, 7. Here, these rods 12 are not connected to the frame 2 via flexible joints, but run axially freely in a tube 27 which is articulated to the frame 4, as shown in Fig. 6.
If the air temperature now rises above the threshold value of the cylinders 6, 7, 23, the rod 25 lowers and takes the rod 12 connected to it with it in the longitudinal direction of the rod 12, as indicated by an arrow in Fig. 6. The pivoting movement of the lever 14 is thus only dependent on the stroke of the cylinder 6 or 7 irradiated by the sun; the temperature variation is compensated.
The embodiment according to Fig. 5, 6 is preferable especially for places with strong daily variations in air temperature.

Das dritte Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7a,b zeigt eine andere Anordnung der Zylinder 6, 7 als das erste und zweite. Die beiden Zylinder 6, 7 sind parallel zueinander angeordnet und verlaufen im wesentlichen in nord-südlicher Richtung, wobei ihre Achsen beispielsweise senkrecht stehen auf der Achse 5, um die das Solarpanel 1 schwenkt. Die den Hub des Zylinders 6 übertragende Stange 13 ist an einer Fahne 31 angebracht, die fest mit dem Gestell 4 verbunden ist. Die Stange 13 des Zylinders 7 ist gelenkig mit einer Fahne 32 verbunden, die am Rohr 16 beispielsweise angeschweisst ist. Die beiden Stangen 12 sind mit einer Gabel 33 verbunden, die auf eine zu den Stangen 12 parallele Stange 34 arbeitet. DieThe third embodiment according to Fig. 7a,b shows a different arrangement of the cylinders 6, 7 than the first and second. The two cylinders 6, 7 are arranged parallel to each other and run essentially in a north-south direction, with their axes being perpendicular, for example, to the axis 5 around which the solar panel 1 pivots. The rod 13 transmitting the stroke of the cylinder 6 is attached to a flag 31 which is firmly connected to the frame 4. The rod 13 of the cylinder 7 is connected in an articulated manner to a flag 32 which is welded to the tube 16, for example. The two rods 12 are connected to a fork 33 which works on a rod 34 parallel to the rods 12. The

&Rgr;&EEgr;&Agr;-90&Iacgr; Nachführung&Rgr;&EEgr;&Agr;-90&Iacgr; Tracking

Stange 34 ist längsgleitend in einem gelenkig gelagerten Rohr 35 gelagert, und die Anordnung beispielsweise mittels eines Rohres 36 auf einer Platte 37 befestigt, die an einer Mauer angeschraubt wird. Wiederum ist der Reflektor 8 des Zylinders im wesentlichen nach Osten, jener des Zylinders 7 im wesentlichen nach Westen orientiert, jeweils mit einer Elevation, die den örtlichen Verhältnissen angepasst wird.
Diese Anordnung kompensiert die Umgebungstemperatur, sobald diese über die Schwellentemperatur der Zylinder 6, 7 ansteigt. Dehnt sich der Zylinder 6, so überträgt er über die Gabel 33 die Längsverschiebung auf den Zylinder 7, der über seine Stange 13 auf die Fahne 32 Zug ausübt und damit das Solarpanel 1 in östlicher Richtung verschwenkt. Erhält der Zylinder 7 Sonnenstrahlung, so übt er auf die Fahne 32 eine Druckkraft aus und verschwenkt damit das Solarpanel 1 in westlicher Richtung. Um Spannungen zu vermeiden, kann die Befestigung von einer der Stangen 12 an der Gabel 33 gelenkig ausgebildet werden.Rod 34 is mounted so as to slide longitudinally in an articulated tube 35, and the arrangement is fastened, for example by means of a tube 36, to a plate 37 which is screwed to a wall. Again, the reflector 8 of the cylinder is oriented essentially to the east, that of the cylinder 7 essentially to the west, each with an elevation which is adapted to the local conditions.
This arrangement compensates for the ambient temperature as soon as it rises above the threshold temperature of the cylinders 6, 7. If the cylinder 6 expands, it transfers the longitudinal displacement via the fork 33 to the cylinder 7, which exerts tension on the vane 32 via its rod 13 and thus pivots the solar panel 1 in an easterly direction. If the cylinder 7 receives solar radiation, it exerts a compressive force on the vane 32 and thus pivots the solar panel 1 in a westerly direction. In order to avoid tension, the attachment of one of the rods 12 to the fork 33 can be designed to be articulated.

In einer nicht gezeichneten Variante zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig 7a arbeitet die Stange 13 des Zylinders 7 auf eine Zahnstange, die sich in der gleichen Richtung erstreckt wie die Stange 13 und fest mit ihr verbunden ist. Anstelle der Fahne 32 tritt ein Zahnrad, das ebenfalls auf der Achse 5 läuft und fest mit dem Rohr 16 verbunden ist. Damit entfällt die Beschränkung des Drehwinkels auf knapp 180°; ebenso entfallen dann natürlich die Anschläge 19.In a variant of the embodiment according to Fig. 7a (not shown), the rod 13 of the cylinder 7 works on a rack that extends in the same direction as the rod 13 and is firmly connected to it. Instead of the flag 32, there is a gear wheel that also runs on the axis 5 and is firmly connected to the tube 16. This eliminates the restriction of the angle of rotation to just under 180°; the stops 19 are also of course eliminated.

In einer weiteren, ebenfalls nicht gezeichneten, Variante wirkt die genannte Stange 13 des Zylinders 7 auf eine Kette, die um ein Kettenrad umläuft, welches koaxial an der Stange 16 befestigt ist. Diese Kette ist durch eine Feder vorgespannt. Die durch die Stange 13 des Zylinders 7 gelieferte Druckkraft wirkt vermindernd auf die Vorspannkraft, wormit die gewünschte Drehung erzeugt wird. Anstelle der Kette kann selbstverständlich auch ein Drahtseil verwendet werden, das um eine zur Stange 16 koaxiale Trommel umläuft und ebenfalls durch eine Feder vorgespannt ist.In another variant, also not shown, the mentioned rod 13 of the cylinder 7 acts on a chain that runs around a sprocket that is attached coaxially to the rod 16. This chain is pre-tensioned by a spring. The pressure force provided by the rod 13 of the cylinder 7 reduces the pre-tensioning force, thus producing the desired rotation. Instead of the chain, a wire rope can of course also be used that runs around a drum coaxial with the rod 16 and is also pre-tensioned by a spring.

In Fig. 7b ist ein Schnitt durch die Stange 34, die Rohre 35, 36 und die Platte 37 dargestellt. Montagedetails sind nur als Beispiele dargestellt und können, da nicht erfindungswesentlich, je nach den örtlichen Gegebenheiten anders ausgeführt werden. Allgemein sind die Befestigungen desFig. 7b shows a section through the rod 34, the tubes 35, 36 and the plate 37. Assembly details are shown only as examples and, as they are not essential to the invention, can be carried out differently depending on the local conditions. In general, the fastenings of the

PHA-9Q1 NachführungPHA-9Q1 tracking

Gestells 4 an die Urngebungsstruktur nur schematisch dargestellt.Frame 4 to the surrounding structure is only shown schematically.

Selbstverständlich ist eine Vertauschung der beiden Zylinder 6, 7 - im Sinne, dass der Zylinder 6 auf die Fahne 32, der Zylinder 7 auf die Fahne 31 arbeitet - im Erfindungsgedanken mitenthalten.Of course, an exchange of the two cylinders 6, 7 - in the sense that cylinder 6 works on the flag 32, cylinder 7 on the flag 31 - is included in the inventive concept.

Eine weitere Anordnung als viertes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 8 a,b; Fig. 8a in Perspektive, Fig. 8b in schematischer Aufsicht von hinten. Die Achsen der beiden auch hier vorgesehenen Zylinder 6, 7 sind ost-westlich orientiert. Die den Hub übertragende Stange 13 des Zylinders 6 ist an einer Säule 38 befestigt, die ihrerseits mit dem Gestell 4 verbunden ist. Die zum Zylinder 6 gehörige Stange 12 ist, wie im vorigen AusfUhrungsbeispiel gemäss Fig. 7a,b, mittels der Gabel 33 mit der Stange 12 des Zylinders 7 gelenkig verbunden. Die Gabel 33 weist ebenfalls eine Stange 34 auf, die in einem in einer zweiten Säule 39 befestigten Rohr 35 gleitet. Die Stange 13 des Zylinders 7 wirkt auf eine Fahne 40, die am Rohr 16 nach Norden hinweisend beispielsweise angeschweisst ist. Die beiden Reflektoren 8 sind hier im wesentlichen nach Norden gerichtet und etwas nach oben gekippt um einen Winkel, der abhängig ist von der geografischen Breite und den örtlichen Gegebenheiten.
Zum Ausgleich der Zug- und Druckkräfte der beiden Zylinder 6, 7 sind die Säulen 38, 39 dgrch eine Strebe 41 verbunden. Um Fehlbesonnungen der Reflektoren 8 zu vermeiden, sind sie mit je einer innenliegenden Abdeckplatte 42 versehen.A further arrangement as a fourth embodiment is shown in Fig. 8a,b; Fig. 8a in perspective, Fig. 8b in a schematic view from behind. The axes of the two cylinders 6, 7 also provided here are oriented east-west. The rod 13 of the cylinder 6, which transmits the stroke, is attached to a column 38, which in turn is connected to the frame 4. The rod 12 belonging to the cylinder 6 is, as in the previous embodiment according to Fig. 7a,b, articulated to the rod 12 of the cylinder 7 by means of the fork 33. The fork 33 also has a rod 34, which slides in a tube 35 attached to a second column 39. The rod 13 of the cylinder 7 acts on a flag 40, which is, for example, welded to the tube 16 pointing north. The two reflectors 8 are essentially directed towards the north and tilted slightly upwards by an angle which depends on the geographical latitude and the local conditions.
To compensate for the tensile and compressive forces of the two cylinders 6, 7, the columns 38, 39 are connected by a strut 41. To prevent the reflectors 8 from being exposed to the sun, they are each provided with an internal cover plate 42.

Wird am Morgen nur der Zylinder 6 von der Sonne bestrahlt, so überträgt sich sein Hub auf die Gabel 33, die dann auch den Zylinder 7 nach Westen zieht. Die dadurch auf die Fahne 40 wirkende Zugkraft schwenkt das Rohr 16, und damit das Solarpanel 1, um maximal einen rechten Winkel. Die höher steigende Sonne lässt - wegen des Neigungswinkels der Reflektoren 8 - weniger Energie auf den Zylinder 6 fallen, wodurch der Hub zurückgeht, und das Solarpanel 1 seine Normal!age langsam wieder einnimmt. Der Vorgang am Nachmittag betrifft nur den Zylinder 7, dessen Hub auf die Fahne 40 eine Druckkraft ausübt und damit das Solarpanel 1 nach Westen verschwenkt. If only cylinder 6 is illuminated by the sun in the morning, its stroke is transferred to the fork 33, which then also pulls cylinder 7 to the west. The pulling force acting on the flag 40 swings the pipe 16, and thus the solar panel 1, by a maximum of a right angle. The higher rising sun - due to the angle of inclination of the reflectors 8 - allows less energy to fall on cylinder 6, whereby the stroke decreases and the solar panel 1 slowly returns to its normal position. The process in the afternoon only affects cylinder 7, the stroke of which exerts a compressive force on the flag 40 and thus swings the solar panel 1 to the west.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist geometrische Vertauschung der Zylinder 6, 7 innerhalb des Erfindungsgedankens: Der Zylinder 7 ist an der Säule 39 befestigt, die Gabel 33 mit der Stange 34 befindet sich aufIn this embodiment, the geometric interchange of the cylinders 6, 7 is also within the concept of the invention: The cylinder 7 is attached to the column 39, the fork 33 with the rod 34 is located on

PHA-9G1 NachführungPHA-9G1 tracking

der östlichen Seite bei der Säule 38, und der Zylinder 6 arbeitet zwischen der Gabel 33 und der Fahne 40.the eastern side at column 38, and cylinder 6 operates between the fork 33 and the flag 40.

Für alle Ausführungsbeispiele gilt auch, dass die Reflektoren 8 asymmetrisch sein können, dergestalt, dass die eine Längswand höher ist als die andere. Tritt damit ein erhöhter Sammeleffekt ein für Sonnenlicht von der einen Seite, so bewirkt diese Form gleichzeitig eine Beschattung von der anderen.For all embodiments, the reflectors 8 can also be asymmetrical, in such a way that one longitudinal wall is higher than the other. If this results in an increased collection effect for sunlight from one side, this shape simultaneously creates shading from the other.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 ist eine Variante zu jenem gemäss Fig. 4. Hier ist der Hebel 14 nicht gelenkig ausgeführt, sondern fest mit dem Rohr 16 verbunden. Ferner ist das Rohr 16 oben verkürzt, so dass es entlang seiner Achse 5 auch axial verschieblich ist. Normalerweise sitzt das Rohr 16 - infolge seines Gewichtes ganz unten. Dehnen sich die Zylinder 6,7 wegen hoher Umgebungstemperatur aus, ungeachtet der unterschiedlichen Besonnung, so wird das Rohr 16 infolge des gemeinsamen Hubes axial nach oben geschoben. Der Rahmen 2 des Solarpanels 1 ist wie in Fig. 4 mittels des Scharniergelenkes 22 am Fuss 21 angelenkt. Am oberen Teil des Rahmens befinden sich zwei weitere horizontale und zueinander koaxiale Scharniergelenke 45, an welchen Streben 46 angelenkt sind, welche - miteinander verbunden - um ein weiteres horizontales Scharniergelenk 47 schwenkbar sind. Das Scharniergelenk 47 befindet sich an einem Ring 48, welcher um den obersten Teil der Achse 5 drehbar ist, axial jedoch unverschieblich ist.The embodiment according to Fig. 9 is a variant of that according to Fig. 4. Here, the lever 14 is not designed to be articulated, but is firmly connected to the tube 16. Furthermore, the tube 16 is shortened at the top so that it can also be moved axially along its axis 5. Normally, the tube 16 is located at the very bottom due to its weight. If the cylinders 6, 7 expand due to high ambient temperatures, regardless of the different sun exposure, the tube 16 is pushed axially upwards due to the common stroke. The frame 2 of the solar panel 1 is hinged to the base 21 by means of the hinge joint 22 as in Fig. 4. On the upper part of the frame there are two further horizontal and coaxial hinge joints 45 to which struts 46 are hinged, which - connected to one another - can be pivoted about another horizontal hinge joint 47. The hinge joint 47 is located on a ring 48, which can rotate about the uppermost part of the axis 5, but is axially immovable.

Wird nun das Rohr 16 durch den gemeinsamen Hub der Zylinder 6,7 angehoben, so schwenken die Streben 41 nach oben aus, wodurch sich im oberen Teil die Distanz des Rahmens 2 zum Rohr 16 verkürzt; mit anderen Worten: Der Rahmen 2 und damit das Solarpanel 1 - werden flacher gestellt. Dies bewirkt Anpassung an die sommerliche Sonnenhöhe.If the tube 16 is now raised by the joint stroke of the cylinders 6, 7, the struts 41 swing upwards, whereby the distance between the frame 2 and the tube 16 is shortened in the upper part; in other words: The frame 2 and thus the solar panel 1 are positioned flatter. This causes adaptation to the height of the sun in summer.

Je nach Länge der Streben 46 und oder axialen Versetzung der Scharniergelenke 45 bezüglich des Scharniergelenkes 47 im Zusammenspiel mit dem Temperaturgang der Zylinder 6,7 kann so der jährliche Sonnengang über die Lufttemperatur geführt werden.Depending on the length of the struts 46 and/or axial displacement of the hinge joints 45 with respect to the hinge joint 47 in conjunction with the temperature gradient of the cylinders 6,7, the annual solar gradient can be guided by the air temperature.

Eine Variante zur Drehvorrichtung gemäss den Fig. 1, 4 und 9 zeigt Fig. 10 a, b in zwei Ansichten; Fig. 10 a von der Seite, Fig. 10 b von hinten. Das axial verschiebliche Rohr 16 gemäss Fig. 9 ruht durch sein Eigengewicht auf einem Rohr 49, welches ebenfalls axial verschieblich,A variant of the rotating device according to Fig. 1, 4 and 9 is shown in Fig. 10 a, b in two views; Fig. 10 a from the side, Fig. 10 b from the rear. The axially movable tube 16 according to Fig. 9 rests by its own weight on a tube 49, which is also axially movable,

PHA-9C1 NachführungPHA-9C1 tracking

aber nicht drehbar ist. Es wird am Drehen gehindert durch einen Bolzen 50, welcher in einem Schlitz 51 läuft und an der Achse 5 der Vorrichtung befestigt ist. An diesem Rohr 49 ist ein Arm 52 befestigt, welcher eine Seiltrommel 53 mit einem darauf befestigten Schwenkarm 54 trägt. Auf die beiden Enden des Schwenkarms 54 wirken die Stangen 13 der Zylinder 6,7 in der bekannten Weise. Ein Drahtseil 55 läuft um die Seiltrommel 53 und ist beispielsweise durch eine Klemme 56 daran befestigt. Das Drahtseil 55 läuft nach oben über zwei Umlenkrolien 57, welche ebenfalls am Arm 52 drehbar befestigt sind, wird durch sie umgelenkt und läuft dann um eine weitere Seiltrommel 58, welche koaxial mit dem Rohr 16 verbunden ist und worauf das Drahtseil 55 mittels einer weiteren Klemme 56 befestigt. Die Durchmesser der Seiltrommeln 53 und 58 sind so aufeinander abgestimmt, dass der maximale Schwenkbereich des Schwenkarmes 54 der maximal nötigen Drehung des Rohres 16 entspricht. Der Durchmesser der Seiltrommel 53 ist also in aller Regel grosser, als jener der Seiltrommel 58. Selbstverständlich kann der beschriebene Seiltrieb gemäss Fig. 10 a, b durch einen entsprechend dimensionierten Kegelradantrieb ersetzt werden, ohne den Bereich des Erfindungsgedankens zu verlassen. Ferner lässt sich der Seiltrieb gemäss Fig. 10 a, b auch bei den anderen Ausführungsbeispielen einsetzen mit kleinen Modifikationen, die jedem Fachmann geläufig sind.but is not rotatable. It is prevented from rotating by a bolt 50 which runs in a slot 51 and is attached to the axis 5 of the device. An arm 52 is attached to this tube 49, which carries a cable drum 53 with a swivel arm 54 attached to it. The rods 13 of the cylinders 6, 7 act on the two ends of the swivel arm 54 in the known manner. A wire rope 55 runs around the cable drum 53 and is attached to it, for example, by a clamp 56. The wire rope 55 runs upwards over two deflection rollers 57, which are also rotatably attached to the arm 52, is deflected by them and then runs around another cable drum 58, which is connected coaxially to the tube 16 and to which the wire rope 55 is attached by means of another clamp 56. The diameters of the cable drums 53 and 58 are matched to one another in such a way that the maximum swivel range of the swivel arm 54 corresponds to the maximum required rotation of the pipe 16. The diameter of the cable drum 53 is therefore generally larger than that of the cable drum 58. Of course, the cable drive described according to Fig. 10 a, b can be replaced by a correspondingly dimensioned bevel gear drive without leaving the scope of the inventive concept. Furthermore, the cable drive according to Fig. 10 a, b can also be used in the other embodiments with small modifications that are familiar to any person skilled in the art.

Ist weder das obere Rohr 16, noch das untere Rohr 49 axial verschieblich ausgebildet, so kann der Drehantrieb gemäss Fig. 10 a, b auch für diejenigen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden, bei denen die axiale Ver-Schiebung des oberen Rohres 16 nicht vorgesehen ist, namentlich also bei den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 und 4.If neither the upper tube 16 nor the lower tube 49 is designed to be axially displaceable, the rotary drive according to Fig. 10 a, b can also be used for those embodiments in which the axial displacement of the upper tube 16 is not provided, namely in the embodiments according to Fig. 1 and 4.

Die Orte, wo die von den Zylindern 6, 7, 23 bewirkten Kräfte entweder an das Gestell 4 oder an eine der Fahnen 17, 32, 40, das genannte Zahrad, den Schwenkarm 54, oder von einer Stange über die Gabel 33 an eine andere Stange abgeleitet werden, sind als Kraftanschlüsse bezeichnet. Im Sinne einer Sprachregelung seien ferner die bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen eingesetzten Bauelemente, wie Hebel 14, Fahnen 32, 40, Schwenkarm 54, gemeinsam Antriebselemente genannt.
Wurde die erfindungsgemässe Nachführvorrichtung bisher ausschliesslich in ihrer Anwendung auf elektrovoltaische Sonnenkollektoren beschrieben,The places where the forces caused by the cylinders 6, 7, 23 are transferred either to the frame 4 or to one of the flags 17, 32, 40, the aforementioned gear, the swivel arm 54, or from a rod via the fork 33 to another rod, are referred to as force connections. For the sake of terminology, the components used in the various embodiments, such as lever 14, flags 32, 40, swivel arm 54, are also referred to collectively as drive elements.
The tracking device according to the invention has so far been described exclusively in its application to electrovoltaic solar collectors,

PHA-901 NAcIi führungPHA-901 NAcIi guide

so ist jedoch immer eingeschlossen, dass anstelle des Solarpanels 1 ein thermischer Flachkollektor treten kann, beispielsweise zur Erzeugung heissen Wassers.However, it is always included that a thermal flat collector can be used instead of the solar panel 1, for example to generate hot water.

PHA-901 NAchführungPHA-901 Tracking

Claims

- Ol -- Oil -

SchutzansprücheProtection claims

1. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren mit einem Gestell (4), einem Solarpanel (1), das mittels eines Fusses (3) auf einem um eine im wesentlichen erdachsenparallele Achse (5) schwenkbaren Rohr (16) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass1. Device for tracking solar collectors with a frame (4), a solar panel (1) which is mounted by means of a base (3) on a tube (16) which can be pivoted about an axis (5) which is essentially parallel to the earth's axis, characterized in that

- zwei je in einem parabolischen Reflektor (8) montierte Zylinder (6, 7) vorhanden sind, deren Kolben sich ab einer Schwellentemperatur in Funktion der Temperatur in axialer Richtung bewegen und je eine axiale Druckkraft ausüben,- there are two cylinders (6, 7) each mounted in a parabolic reflector (8), the pistons of which move in the axial direction from a threshold temperature as a function of the temperature and each exert an axial pressure force,

- der den einen Zylinder (6) umgebende Reflektor (8) im wesentlichen nach Osten, jener, der den anderen Zylinder (7) umgibt, im wesentlichen nach Westen orientiert ist,- the reflector (8) surrounding one cylinder (6) is oriented essentially towards the east, and the reflector surrounding the other cylinder (7) is oriented essentially to the west,

- die beiden Zylinder (6, 7) je mit dem einen Kraftanschluss auf der einen Seite am Gestell (4), auf der anderen Seite an einem am Rohr (16) befindlichen Antriebseieinent (14, 32, 40, 54) angeschlossen sind, welcher Antriebselemente (14, 32, 40, 54) die von den Zylindern (6, 7) in Funktion ihrer Besonnung erzeugten Schubbewegung in eine Drehbewegung des Rohres (16) um seine Achse (5) umwandeln und damit das Solarpanel drehen, welches in Normal stellung im wesentlichen nach Süden orientiert ist,- the two cylinders (6, 7) are each connected to the frame (4) with a power connection on one side and to a drive element (14, 32, 40, 54) on the tube (16) on the other side, which drive elements (14, 32, 40, 54) convert the thrust movement generated by the cylinders (6, 7) as a function of their exposure to sunlight into a rotary movement of the tube (16) about its axis (5) and thus rotate the solar panel, which in the normal position is oriented essentially towards the south,

- der Zylinder (6), dessen Reflektor (8) im wesentlichen nach Osten orientiert ist, so eingebaut ist, dass seine axiale Druckkraft das Rohr (16) um die Achse (5) aus seiner Normalstellung in östliche Richtung dreht,- the cylinder (6), the reflector (8) of which is oriented essentially to the east, is installed in such a way that its axial pressure force rotates the tube (16) about the axis (5) from its normal position in an easterly direction,

- der Zylinder (6), dessen Reflektor (8) im wesentlichen nach Westen orientiert ist, so eingebaut ist, dass seine axiale Druckkraft das Rohr (16) um die Achse (5) aus seiner Normalstellung in westliche Richtung dreht.- the cylinder (6), the reflector (8) of which is oriented substantially towards the west, is installed in such a way that its axial pressure force rotates the tube (16) about the axis (5) from its normal position in a westerly direction.

2. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass2. Device for tracking solar collectors according to protection claim 1, characterized in that

- die Zylinder (6, 7), die je eine feststehende axiale Stange (12) und eine durch ihren Hub axial bewegte Stange (13) aufweisen, mit der Stange (12) am Gestell (4) gelenkig befestigt sind,- the cylinders (6, 7), each of which has a fixed axial rod (12) and a rod (13) that moves axially due to its stroke, are articulated to the frame (4) by means of the rod (12),

&Rgr;&EEgr;^&eeacgr;-901 Ndc^;ifüh"-ung&Rgr;&EEgr;^&eeacgr; -901 Ndc ^; ifüh"-ung

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- die Enden der Stangen (13) an einem am Rohr (16) befestigten Hebel (14) gelenkig befestigt sind, welcher Hebel (14) im wesentlichen senkrecht steht auf der Achse (5) des Rohres (16),- the ends of the rods (13) are hinged to a lever (14) fixed to the tube (16), which lever (14) is substantially perpendicular to the axis (5) of the tube (16),

- die Achsen der Zylinder (6, 7) zueinander einen Winkel bilden, welcher zwischen 60 und 120 liegt.- the axes of the cylinders (6, 7) form an angle between 60 and 120.

3. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (14) eine Schwenkachse (15) aufweist, welche auf der Achse (5) des Rohres (16) und auf dem Hebel (14) senkrecht steht.3. Device for tracking solar collectors according to protection claim 2, characterized in that the lever (14) has a pivot axis (15) which is perpendicular to the axis (5) of the tube (16) and to the lever (14).

4. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel , den die Längsachsen der beiden Zylinder (6, 7) miteinander bilden, gegen unten geöffnet ist.4. Device for tracking solar collectors according to protection claim 2 or 3, characterized in that the angle that the longitudinal axes of the two cylinders (6, 7) form with each other is open towards the bottom.

5. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel , den die Längsachsen der beiden Zylinder (6, 7) miteinander bilden, gegen oben geöffnet ist.5. Device for tracking solar collectors according to protection claim 2 or 3, characterized in that the angle that the longitudinal axes of the two cylinders (6, 7) form with each other is open towards the top.

6. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach einem der Schutzansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6, 7) unterhalb des Solarpanels (1) angebracht sind.6. Device for tracking solar collectors according to one of the protection claims 2, 4 or 5, characterized in that the two cylinders (6, 7) are mounted below the solar panel (1).

7. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach einem der Schutzansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6, 7) oberhalb des Solarpanels (1) angebracht sind.7. Device for tracking solar collectors according to one of the protection claims 2, 4 or 5, characterized in that the two cylinders (6, 7) are mounted above the solar panel (1).

8. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass8. Device for tracking solar collectors according to protection claim 2, characterized in that

- zusätzlich zu den Zylindern (6, 7) zwei weitere Zylinder (23) vorhanden sind, von denen je einer parallel zu einem der Zylinder (6, 7) angeordnet ist und jeder mit zwei axialen Stangen (25, 26) ausgestattet ist, wobei die einen Stangen (25) fest mit den Zylindern- in addition to the cylinders (6, 7), two further cylinders (23) are present, one of which is arranged parallel to one of the cylinders (6, 7) and each is equipped with two axial rods (25, 26), one of the rods (25) being firmly connected to the cylinders

PHh-%1 NachführungPHh-%1 tracking

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(23) verbunden sind, und die anderen Stangen (26) den von den Zylindern (23) erzeugten Hub übertragen, also axial beweglich sind,(23) are connected, and the other rods (26) transmit the stroke generated by the cylinders (23), i.e. are axially movable,

- die beiden festen Stangen (25) an einer mit dem Gestell (4) fest verbundenen Strebe (24), die axial beweglichen Stangen (26) an den feststehenden Stangen (12) der Zylinder (6, 7) angeschlossen sind,- the two fixed rods (25) are connected to a strut (24) firmly connected to the frame (4), the axially movable rods (26) are connected to the fixed rods (12) of the cylinders (6, 7),

- die feststehenden Stangen (12) der Zylinder (6, 7) am Gestell (4) axial beweglich und gelenkig geführt sind,- the fixed rods (12) of the cylinders (6, 7) on the frame (4) are axially movable and articulated,

- die Zylinder (23) von der Sonnenstrahlung abgeschirmt sind und somit als Thermometer funktionieren.- the cylinders (23) are shielded from solar radiation and thus function as thermometers.

9. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass9. Device for tracking solar collectors according to protection claim 1, characterized in that

- die beiden Zylinder (6, 7) parallel zueinander angeordnet sind, wobei der eine Kraftanschluss des Zylinders (6) am Gestell (4), und sein anderer Kraftanschluss zusammen mit dem einen Kraftanschluss des Zylinders (7) an einer Gabel (33) angeschlossen, und der zweite Kraftanschluss des Zylinders (7) gelenkig mit dem als Fahne (32) ausgebildeten Hebel (14) verbunden ist,- the two cylinders (6, 7) are arranged parallel to one another, with one power connection of the cylinder (6) being connected to the frame (4), and its other power connection being connected together with the one power connection of the cylinder (7) to a fork (33), and the second power connection of the cylinder (7) being connected in an articulated manner to the lever (14) designed as a flag (32),

- die Gabel (33) an einer zu den Achsen der Zylinder (6, 7) parallelen Stange (34) befestigt ist, welche am Gestell (4) axial beweglich und gelenkig geführt ist.- the fork (33) is attached to a rod (34) parallel to the axes of the cylinders (6, 7), which is guided axially movable and articulated on the frame (4).

10. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesentlichen in nord-südlicher Richtung angeordnet sind.10. Device for tracking solar collectors according to protection claim 9, characterized in that the two cylinders (6, 7) are arranged essentially in a north-south direction.

11. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesentlichen in ost-westlicher Richtung angeordnet sind.11. Device for tracking solar collectors according to protection claim 9, characterized in that the two cylinders (6, 7) are arranged essentially in an east-west direction.

12. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass12. Device for tracking solar collectors according to protection claim 1, characterized in that

- die beiden Zylinder (6, 7) parallel zueinander angeordnet sind, wobei der eine Kraftanschluss des Zylinders (7) am Gestell (4), und sein anderer Kraftanschluss zusammen mit dem einen Kraftan-- the two cylinders (6, 7) are arranged parallel to each other, with one power connection of the cylinder (7) on the frame (4), and its other power connection together with the one power connection

PHA-9U1 SachführungPHA-9U1 Fact management

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Schluss des Zylinders (6) an einer Gabel (33) angeschlossen, und der zweite Kraftanschluss des Zylinders (6) gelenkig mit dem als Fahne (32) ausgebildeten Hebel (14) verbunden ist,The end of the cylinder (6) is connected to a fork (33), and the second power connection of the cylinder (6) is connected in an articulated manner to the lever (14) designed as a flag (32),

- die Gabel (33) an einer zu den Achsen der Zylinder (6,'7) parallelen Stange (34) befestigt ist, welche am Gestell (4) axial beweglich und gelenkig geführt ist.- the fork (33) is attached to a rod (34) parallel to the axes of the cylinders (6, 7) which is guided axially movable and articulated on the frame (4).

.13. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad koaxial mit der Achse (5) am Rohr (16) angebracht ist, und eine mit diesem Zahnrad im Eingriff stehende Zahnstange mit dem Zylinder (6) verbunden ist, welche in der Richtung der Achse des Zylinders (6) verläuft und die Hubkraft der Zylinder (6, 7) auf das Zahnrad überträgt..13. Device for tracking solar panels according to claim 9, characterized in that a gear is mounted coaxially with the axis (5) on the tube (16), and a rack engaging with this gear is connected to the cylinder (6), which runs in the direction of the axis of the cylinder (6) and transmits the lifting force of the cylinders (6, 7) to the gear.

14. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesentlichen in nord-südlicher Richtung angeordnet sind.14. Device for tracking solar collectors according to claim 9, characterized in that the two cylinders (6, 7) are arranged essentially in a north-south direction.

15. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesentlichen in ost-westlicher Richtung angeordnet sind.15. Device for tracking solar collectors according to protection claim 9, characterized in that the two cylinders (6,7) are arranged essentially in an east-west direction.

16. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach einem der Schutzansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass16. Device for tracking solar collectors according to one of the protection claims 1 to 15, characterized in that

- der Rahmen (2) des Solarpanels (1) mittels eines Scharniergelenkes (22) mit in Normalstellung horizontaler Achse mit dem Rohr (16) verbunden ist,- the frame (2) of the solar panel (1) is connected to the tube (16) by means of a hinge joint (22) with a horizontal axis in the normal position,

- ein weiterer Zylinder (20) vorhanden ist, dessen Kraftanschlüsse einerseits am Rohr (16), anderseits am Solarpanel (1) gelenkig angeschlossen sind, und der im wesentlichen senkrecht zum Rohr (16) eingebaut ist.- a further cylinder (20) is present, the force connections of which are connected in an articulated manner on the one hand to the pipe (16) and on the other hand to the solar panel (1), and which is installed essentially perpendicular to the pipe (16).

17. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass17. Device for tracking solar collectors according to protection claim 2, characterized in that

- der Rahmen (2) des Solarpanels (1) mittels eines Scharniergelenkes- the frame (2) of the solar panel (1) by means of a hinge joint

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(22) mit in Normalste!lung horizontaler Achse mit dem Rohr (16) verbunden ist,(22) is connected to the pipe (16) with its axis in the normal position horizontal,

- das Rohr (16) längs der Achse (5) axial verschieblich ausgebildet ist- the tube (16) is designed to be axially displaceable along the axis (5)

- am Rahmen (2) oberhalb des nun unteren Scharniergelenkes (22) zwei weitere horizontale und zueinander koaxiale obere Scharniergelenke (45) angebracht sind, um welche zwei Streben (46) schwenkbar gelagert sind, wobei die Streben (46) gemeinsam um eine drittes Scharniergelenk (47) schwenkbar sind, welches dritte Scharniergelenk (47) an einem um die Achse (5) drehbaren Ring (48) befestigt ist.- on the frame (2) above the now lower hinge joint (22) two further horizontal and mutually coaxial upper hinge joints (45) are attached, around which two struts (46) are pivotably mounted, whereby the struts (46) can pivot together about a third hinge joint (47), which third hinge joint (47) is attached to a ring (48) that can rotate about the axis (5).

18. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass18. Device for tracking solar collectors according to protection claim 1, characterized in that

die Zylinder (6, 7), die je eine feststehende axiale Stange (12) und eine durch ihren Hub axial bewegte Stange (13) aufweisen, mit der Stange (12) am Gestell (4) gelenkig befestigt sind,the cylinders (6, 7), each of which has a fixed axial rod (12) and a rod (13) that moves axially due to its stroke, are articulated to the frame (4) by means of the rod (12),

- der Winkel , den die Längsachsen der beiden Zylinder (6, 7) miteinander bilden, gegen unten geöffnet ist,- the angle formed by the longitudinal axes of the two cylinders (6, 7) is open downwards,

- die durch den Hub der Zylinder (6, 7) bewegten Stangen (13) an je einem Ende eines Schwenkarms (54) gelenkig befestigt sind, welcher Schwenkarm (54) in Normalstellung horizontal ist,- the rods (13) moved by the stroke of the cylinders (6, 7) are each articulated to one end of a swivel arm (54), which swivel arm (54) is horizontal in the normal position,

- eine erste Seiltrommel (53) mit dem Schwenkarm (54) fest verbunden und um eine Achse drehbar ist, welche senkrecht steht auf der Achse (5) des Rohres (16),- a first cable drum (53) is firmly connected to the swivel arm (54) and is rotatable about an axis which is perpendicular to the axis (5) of the tube (16),

- eine zweite Seiltrommel (58) vorhanden ist, welche koaxial mit dem Rohr (16) verbunden ist,- a second cable drum (58) is present which is coaxially connected to the pipe (16),

- ein unteres Rohr (49) vorhanden ist, welches einen Arm (52) trägt, an welchem die Achse der ersten Seiltrommel (53) befestigt ist,- a lower tube (49) is provided which carries an arm (52) to which the axle of the first cable drum (53) is attached,

- der Arm (52) ferner zwei Umlenkrollen (57) trägt,- the arm (52) further carries two pulleys (57),

- ein Drahtseil (55) vorhanden ist, welches auf beiden Seiltrommeln (53, 58) mit je einer Klemme (56) befestigt ist und um die erste Seiltrommel (53) umläuft, über die Umlenkrollen (57) geleitet ist und wieder um die zweite Seiltrommel (58) umläuft, dergestalt dass eine Drehung der ersten Seiltrommel (53) zwangsläufig eine Drehung der zweiten Seiltrommel (58) bewirkt.- a wire rope (55) is present which is attached to both rope drums (53, 58) with a clamp (56) each and runs around the first rope drum (53), is guided over the deflection rollers (57) and runs again around the second rope drum (58) in such a way that a rotation of the first rope drum (53) inevitably causes a rotation of the second rope drum (58).

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19. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der ersten Seiltrommel (53) grosser ist, als derjenige der zweiten Seiltrommel (58).19. Device for tracking solar collectors according to protection claim 18, characterized in that the diameter of the first cable drum (53) is larger than that of the second cable drum (58).

20. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Schutzanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass20. Device for tracking solar collectors according to protection claim 18, characterized in that

- das obere Rohr (16) axial verschieblich ausgebildet ist,- the upper tube (16) is axially displaceable,

- das untere Rohr (49) einen Längsschlitz (51) aufweist, dass ferner in der Achse (5) des oberen Rohres (16) ein Bolzen (50) befestigt ist, über welchen der Längsschlitz (51) gleitet, wodurch eine auf die Länge des Schlitzes (51) begrenzte axiale Bewegung des unteren Rohres (49) ermöglicht, und eine Drehung des unteren Rohres (49) verhindert wird.- the lower tube (49) has a longitudinal slot (51), and furthermore a bolt (50) is fastened in the axis (5) of the upper tube (16), over which the longitudinal slot (51) slides, thereby enabling an axial movement of the lower tube (49) limited to the length of the slot (51), and preventing rotation of the lower tube (49).

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