WO1992011496A1 - Vorrichtung zum nachführen von sonnenkollektoren - Google Patents

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WO1992011496A1
WO1992011496A1 PCT/CH1991/000252 CH9100252W WO9211496A1 WO 1992011496 A1 WO1992011496 A1 WO 1992011496A1 CH 9100252 W CH9100252 W CH 9100252W WO 9211496 A1 WO9211496 A1 WO 9211496A1
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cylinders
tube
cylinder
axis
frame
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PCT/CH1991/000252
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Inventor
Hans Ackeret
Original Assignee
Hans Ackeret
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S30/40—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules for rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/20—Arrangements for controlling solar heat collectors for tracking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S30/00—Arrangements for moving or orienting solar heat collector modules
    • F24S2030/10—Special components
    • F24S2030/11—Driving means
    • F24S2030/115—Linear actuators, e.g. pneumatic cylinders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a device for tracking solar collectors, in particular flat arrangements of photovoltaic cells.
  • Photovoltaic cells for obtaining electrical energy from solar radiation are generally combined in panels in a flat arrangement; In accordance with the geographical latitude, these panels are inclined and permanently fixed, oriented essentially to the south, be it on or on buildings, or at special locations. However, they only provide 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 at a maximum only when the incidence of solar radiation is perpendicular. At any other angle, the effective area is reduced by the factor cos ⁇ , where ⁇ is the angle between the surface normal and the direction of incidence.
  • the object of the present invention is to provide a tracking device which functions completely without electrical energy and which provides tracking with the required - moderate - accuracy.
  • FIG. 1 shows a detail of FIG. 1
  • FIG. 6 shows a detail of FIG. 5,
  • Fig. 7b shows a detail of Fig. 7a
  • Fig. 8 shows the fourth embodiment.
  • Fig. 9 shows the fifth embodiment.
  • Solar panel 1 which is supported by a frame 2, preferably, for example, a foot 3, the frame 2 is connected to a tube 16, which is pivotally mounted on a frame 4 about its longitudinal axis.
  • a frame 4 On frame 4 is For this purpose, an axis 5 is attached, which is oriented essentially to the south and has an angle of inclination to the horizontal.
  • This angle of inclination 1. is essentially the angle of the midday height of the sun at the installation locations of the solar panel 1 at about the same time as day and night, in other words the angle of the latitude.
  • the angle ⁇ & above can be modified to the Intelaus ⁇ yield over the whole year either optimize or ximieren to ma.
  • Two cylinders 6, 7 are articulated to the frame 4 and are installed in parabolic reflectors 8 over their entire length.
  • the reflectors 8 are closed, for example, by transparent plates 9, but have openings 10, 11 on their end faces for the mechanical connections of the cylinders 6, 7.
  • cylinders 6, 7, such devices come into consideration which are filled with a low-boiling substance - be it a liquid or a solid substance - and move a piston as a function of the temperature from a certain threshold temperature. 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 a further rod 12.
  • Such cylinders are widely used for lifting cold frame covers and greenhouse windows.
  • the restoring forces are applied, for example, by a helical spring which is either integrated in the cylinder or surrounds the cylinder.
  • 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 fastened to the rods 12, while the rods 13 are in the opening. can glide back and forth 11.
  • the two openings 10, 11 in the reflectors 8 are arranged such that the longitudinal axes of the cylinders 6, 7 are located in the focal line of the reflectors 8.
  • the reflector 8 with the cylinder 6 is oriented essentially to the east, that with the cylinder 7 is oriented essentially to 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, for example welded to the tube 16.
  • the lever 14 is in the embodiment of FIG. 1 two legs!
  • 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. If the sun rises in the morning, it shines in grazing light, or even from behind on the solar panel 1; at the same time, however, it radiates onto the reflector 8, which essentially faces east and contains the cylinder 6. As a result, this is heated and the rod 13 axially displaced; a force acts on the lever 14 which would push it upwards if it were not forced through the rod 13 of the cylinder 7, as shown in FIG. 2.
  • A_ denotes the arc which is described by the joint of the cylinder 6 and that of the cylinder 7.
  • the stroke of the cylinder 6 thus 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 less radiation falls on it as the sun rises, the heating of the cylinder 6 ceases, or the cylinder 6 is partially shaded by the solar panel 1.
  • no more radiation falls into the reflector 8 oriented to the east, or, with a corresponding adjustment, equally little onto both reflectors 8, which compensates for the rotary effects of both cylinders 6, 7.
  • Extensions of the two cylinders 6, 7, which are caused by the ambient temperature are absorbed by the rotary movement of the lever 14 about the axis 15, without causing a rotary effect about the axis 5.
  • the local air temperatures, the wind loads to be expected on the solar panel 1, the areas of the reflectors 8, the length of the lever 14 and the angle ⁇ can be varied in order to achieve an optimal result, that is to say the pivoting of the device according to the invention based on the position of the sun to effect.
  • the frame 4, the two cylinders 6, 7 and the lever 14 are only shown schematically.
  • the reflector 8 containing the cylinder 7 is gradually illuminated more and more, whereupon the cylinder 7 exerts 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.
  • the joints 18, which are schematically combined here to form a point, are designated by j3 in the normal position of the solar panel 1.
  • FIG. 4 shows the same device as FIG. 1, here supplemented by a third cylinder 20 that is completely shielded from the solar radiation. Furthermore, a foot 21 with a hinge joint 22 replaces the foot 3 rigidly connected to the frame 2. this allows the solar panel 1 to be pivoted in the elevation direction by an angle of, for example, 45 °.
  • the above-mentioned cylinder 20 functions as a thermometer for the ambient temperature and causes the solar panel to flatten at high temperatures, which approximates the annual cycle of the sun, which has not been taken into account to date.
  • the solar panel 1 in the normal position that is to say when the cylinder 20 is completely retracted, is set steeper by approximately 23 ° than the axis 5 about which the tube 16 rotates. With the cylinder 20 fully extended, the highest position of the sun can thus be approximately reached.
  • climatic and topographical elements are decisive for the use and dimensioning of the cylinder 20.
  • the device according to the invention can also be used in equatorial widths.
  • the axis 5 is horizontal, the two reflectors 8 are still oriented essentially to the east and to the west.
  • the use of the cylinder 20 is eliminated because of the double periodicity of the position of the sun in the annual cycle and due to the lack of a pronounced annual temperature cycle. Included in the inventive concept 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 attached accordingly at the front, and the positions of the cylinders 6, 7 are interchanged: the reflector 8 with the cylinder 6, which is open to the east, is to the west, the other, to the west, is open to the east of the tube 16 appropriate. Still in the inventive idea is the arrangement above 1 b of the solar panel 1, also with both possible arrangements. The angle ⁇ is then preferably opened upwards. Of course, the cylinders 6, 7 with their reflectors 8 can also be attached below the solar panel 1 with the angle ⁇ open at the top.
  • FIG. 5 A second embodiment is shown in FIG. 5.
  • two further cylinders 23, which are shielded from the solar radiation are provided. These are, for example, of the same design and the same temperature / displacement characteristic as the cylinders 6, 7, and also have rods 25 which are firmly connected to them and movable rods 26 which transmit the stroke, analogously to the rods 12, 13 of the cylinders 6 , 7. From the axis 5 to the frame 4 runs a strut 24 to which the rods 26 are attached. The rods 25 are connected to the rods 12 of the cylinders 6, 7.
  • these rods 12 are now not connected to the frame 2 by means of flexible joints, but instead run axially freely in a tube 27 each connected 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 in the longitudinal direction of the rod 12, as indicated by an arrow in FIG. 6. Thus, the pivoting movement of the lever 14 is only dependent on the stroke of the cylinder 6 or 7 irradiated by the sun; the temperature change is compensated.
  • the embodiment according to FIGS. 5, 6 is particularly preferable for places with a strong daily course of the air temperature.
  • the third exemplary embodiment according to FIGS. 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 one another and run essentially in a north-south direction, their axes, for example, being perpendicular to the axis 5 about which the solar panel 1 pivots.
  • the rod 13 which transmits the stroke of the cylinder 6 is attached to a flag 31 which is fixedly 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 Rod 34 is mounted in a longitudinally sliding manner 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.
  • the reflector 8 of the cylinder is oriented essentially to the east, that of the cylinder 7 is oriented essentially to the west, each with an elevation that 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 transmits the longitudinal displacement via the fork 33 to the cylinder 7, which exerts tension on the flag 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 flag 32 and thus pivots the solar panel 1 in a westward direction. In order to avoid tension, one of the rods 12 can be attached to the fork 33 in an articulated manner.
  • the rod 13 of the cylinder 7 works on a toothed rack which extends in the same direction as the rod 13 and is firmly connected to it.
  • the flag 32 there is a gear, which 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 of course also omitted.
  • the rod 13 of the cylinder 7 acts on a chain which rotates around a chain wheel which is fastened coaxially to the rod 16.
  • This chain is biased by a spring.
  • the pressure force supplied by the rod 13 of the cylinder 7 has a reducing effect on the pretensioning force, which produces the desired rotation.
  • a wire rope can of course also be used, which runs around a drum coaxial with the rod 16 and is also biased by a spring.
  • Fig. 7b is a section through the rod 34, the tubes 35, 36 and
  • FIGS. 8 a, b A further arrangement as a fourth embodiment is shown in FIGS. 8 a, b; 8a in perspective, FIG. 8b in a schematic top view from the rear.
  • 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 fastened 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 FIGS. 7a, b, articulated by means of the fork 33 to the rod 12 of the cylinder 7.
  • the fork 33 also has a rod 34 which slides in a tube 35 fastened in a second column 39.
  • the rod 13 of the cylinder 7 acts on a flag 40 which, for example, is welded to the tube 16 pointing north.
  • the two reflectors 8 are directed essentially to the north and tilted slightly upwards by an angle which is dependent on the geographical latitude and the local conditions.
  • the columns 38, 39 are connected by a strut 41. In order to avoid incorrect sun exposure of the reflectors 8, they are each provided with an inner cover plate 42.
  • geometric swapping of the cylinders 6, 7 is within the inventive concept: the cylinder 7 is fastened to the column 39, the fork 33 with the rod 34 is located the east side at the column 38, and the cylinder 6 works between the fork 33 and the flag 40.
  • the reflectors 8 can be asymmetrical, in such a way that one longitudinal wall is higher than the other. If there is an increased collection effect for sunlight from one side, this form simultaneously causes shading from the other.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 9 is a variant of that according to FIG. 4.
  • the lever 14 is not articulated, but is fixedly connected to the tube 16.
  • the tube 16 is shortened at the top, so that it is also axially displaceable along its axis 5.
  • the tube 16 is normally located at the bottom due to its weight. If the cylinders 6, 7 expand because of the high ambient temperature, regardless of the different tanning, the tube 16 is pushed axially upwards due to the common stroke.
  • the frame 2 of the solar panel 1 is articulated on the foot 21 by means of the hinge joint 22 as in FIG. 4.
  • hinge joints 45 At the upper part of the frame there are two further horizontal and mutually coaxial hinge joints 45, to which struts 46 hinged wel ⁇ che - interconnected - by a further horizontal charm 'erge- directing 47 are pivotable.
  • the hinge joint 47 is located on a ring 48, which is rotatable about the uppermost part of the axis 5, but is non-displaceable axially.
  • the annual sun exposure can be carried out via the air temperature.
  • FIG. 1 a, b shows a variant of the rotating device according to FIGS. 1, 4 and 9 in two views; 10 a from the side, FIG. 10 b from the rear.
  • the axially displaceable tube 16 according to FIG. 9 rests by its own weight on a tube 49, which is also axially displaceable, but is not rotatable. It is prevented from rotating by a bolt 50 which runs in a slot 51 and is fastened to the axis 5 of the device.
  • An arm 52 is fastened to this tube 49, which carries a cable drum 53 with a swivel arm 54 fastened thereon.
  • 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 rope drum 53 and is fastened to it, for example, by a clamp 56.
  • the wire rope 55 runs upwards over two deflection rollers 57, which are also rotatably fastened to the arm 52, is deflected by them and then runs around a further rope drum 58, which is connected coaxially to the tube 16 and whereupon the wire rope 55 by means of a further clamp 56 attached.
  • the diameters of the cable drums 53 and 58 are coordinated with one another in such a way that the maximum swivel range of the swivel arm 54 corresponds to the maximum necessary rotation of the tube 16.
  • the diameter of the cable drum 53 is therefore generally larger than that of the cable drum 58.
  • the cable drive described according to FIGS. 10 a, b can be replaced by an appropriately dimensioned bevel gear drive without leaving the scope of the inventive concept. 10 a, b can also be used in the other exemplary embodiments with small modifications which are familiar to any person skilled in the art.
  • the rotary drive according to FIGS. 10 a, b can also be used for those exemplary embodiments in which the axial displacement of the upper tube 16 is not provided , in particular in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 4.

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Abstract

Die erfindungsgemässe Vorrichtung löst die Aufgabe fotovoltaische Flachkollektoren der Sonne nachzuführen, ohne elektrische Energie dafür zu verwenden. An einem Rohr (16), das um eine etwa nach Süden orientierte und im wesentlichen um den Winkel der geografischen Breite gegen die Horizontale geneigte Achse (5) schwenkt, ist ein Solarpanel (1) befestigt. Das Rohr (16) trägt ferner eine senkrecht zu ihm stehende Fahne (32). Eine zweite, gleiche Fahne (31) ist am Gestell (4) befestigt, das die ganze Anlage trägt. An den Fahnen (31, 32) greifen die beweglichen Stangen (13) zweier Zylinder (6, 7) an; die Zylinder sind mit einem niedrig siedenden Stoff gefüllt, unter dessen Druckwirkung die Stangen (13) in Funktion der Temperatur axial verschoben werden. Die an den Zylindern (6, 7) feststehenden Stangen (12) sind an einer Gabel (33) befestigt, die mit einer koaxial zu den Stangen (12, 13) verlaufenden Stange (34) verbunden ist und in einem gelenkig gelagerten Rohr (35) axial verschieblich ist. Die Zylinder (6, 7) sind in parabolische Reflektoren (8) eingehaut; derjenige des Zylinders (6) ist im wesentlichen gegen Osten, jener des Zylinders (7) im wesentlichen gegen Westen orientiert. Trifft die Strahlung der aufgehenden Sonne den Zylinder (6), so dehnt sich dieser bei Erreichen der Schwellentemperatur aus und schwenkt das Rohr (16) mit dem Solarpanel (1) zur Sonne hin. Das gleiche geschieht nach Überschreiten der Mittagshöhe mit dem Zylinder (7). Überschreitet die Umgebungstemperatur die Schwellentemperatur der Zylinder (6, 7), so dehnen sich beide, und die Stange (34) wird axial in das Rohr (35) hineingeschoben; eine Drehwirkung findet dann nicht statt.

Description

Vorrichtung zum Nachführen von Soπnenkollektoren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollek- toren, insbesondere von ebenen Anordnungen fotovoltaischer Zellen. Fotovoltaisehe Zellen zur Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnen¬ strahlung 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 Ge¬ bäuden, 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 senkrech¬ ter Inzidenz der Sonnenstrahlung ist die Ausbeute an elektrischer Lei¬ stung maximal . Bei jedem anderen Winkel ist die wirksame Fläche reduziert um den Faktor cosψ, wobei ψ der Winkel zwischen der Fl chennormalen und der Inzidenz- richtung ist.
Daher wurde verschiedentlich vorgeschlagen, die Panelanordnung ein- oder zweiachsig nachzuführen dergestalt, dass Flächennormale und Inzidenz- richtung dauernd zusammenfallen. Solche Nachführeinrichtungen sind be- kannt und werden seit langer Zeit bei astronomischen Fernrohren einge¬ setzt.
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 mitt¬ leren 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 Nach- führvorrichtung praktisch die ganze Ausbeute an elektrischer Leistung konsumieren. Dazu kommt noch der beträchtliche technische und finanziel¬ le Aufwand, der solche bekannten Vorrichtungen völlig unattraktiv macht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Nachführ¬ vorrichtung, die völlig ohne elektrische Energie funktioniert und die Nachführung mit der geforderten - massigen - Genauigkeit besorgt. Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im Patentanspruch 1. Anhand der beigefügten Zeichnung wird der Erfindungsgedanke mittels meh¬ rerer Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel in schematischer Darstel¬ lung,
Fig. 2a ein Detail von Fig. 1,
Fig. 2b,c Variationen von Fig. 2a in schematischer Darstellung,
Fig. 3a,b,c schematische Darstellung des Verhaltens der Vorrichtung gemäss Fig. 1 ,
Fig. 4 eine Erweiterung des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 5 das zweite Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 ein Detail zu Fig. 5,
Fig. 7a das dritte Ausführungsbeispiel,
Fig. 7b ein Detail von Fig. 7a
Fig. 8 das vierte Ausführungsbeispiel.
Fig. 9 das fünfte Ausführungsbeispiel.
Fig. 10 a, b eine DetailZeichnung eines Drehantriebs in zwei Ansichten.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 besteht aus einem fotovoltaisehen
Solarpanel 1, das von einem Rahmen 2 getragen wird, lieber 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 ist zu diesem Zwecke eine Achse 5 befestigt, die im wesentlichen gegen Süden orientiert ist und gegen die Horizontale einen Neigungswinkel aufweist. Dieser Neigungswinkel 1. 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 ■& kann jedoch modifiziert werden, um die Gesamtaus¬ beute über das ganze Jahr hinweg entweder zu optimalisieren oder zu ma- ximieren. Dabei muss jedoch in Betracht gezogen werden, dass eine Abwei¬ chung des Flächenlotes um +_ 20° von der Inzidenzrichtung lediglich eine Einbusse von 6% an Ausbeute bringt. Ist -i. 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 nichtpa- rallel zur Achse 5 montiert werden. Einflussgrössen sind lokale topogra- fische und meteorologische Verhältnisse und der Einsatzzweck der foto- voltaischen Anlage.
Am Gestell 4 sind zwei Zylinder 6, 7 gelenkig befestigt, die über ihre ganze Länge in parabolische Reflektoren 8 eingebaut sind. Die Reflekto- ren 8 sind beispielsweise durch transparente Platten 9 abgeschlossen, weisen jedoch an ihren Stirnseiten Oeffnungen 10, 11, auf für die mecha¬ nischen Anschlüsse der Zylinder 6,7. Als Zylinder 6, 7 kommen solche Ge¬ räte in Betracht, die mit einem niedrig siedenden Stoffe gefüllt sind - sei dies eine Flüssigkeit oder ein fester Stoff - und ab einer bestimm- ten Schwellentemperatur in Funktion der Temperatur einen Kolben bewegen. Dieser ist an eine Stange 13 angeschlossen und bewegt sich axial zum Zy¬ linder 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 einge- setzt. Die Rückstellkräfte werden beispielweise von einer Schraubenfeder aufgebracht, die entweder im Zylinder integriert ist, oder den Zylinder umgibt.
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- 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 angeschweiss- te Fahne 17 hindurchgeht. Der Hebel 14 ist im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zweischenk! g ausgeführt. Damit entsteht Platz für die Gelenke 18. Die Normalläge des Solarpanels 1 in der erfindungsgemässen Anordnung ist - wie in Fig. 1 angedeutet - die Orientierung nach Süden, parallel zur Achse 5. Die Nor allage wird beispielsweise nachts oder bei bedeck¬ tem 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 jener des Zylin¬ ders 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 we¬ nig auf beide Reflektoren 8, womit sich die Drehwirkungen beider Zylin- der 6, 7 kompensieren. Verlängerungen der beiden Zylinder 6, 7, die durch die Umgebungstemperatur bedingt sind, werden durch die Drehbewe¬ gung des Hebels 14 um die Achse 15 aufgenommen, ohne dass eine Drehwir¬ kung um die Achse 5 entsteht.
Der in Fig. 2a eingetragene Winkel a ist im wesentlichen 90°; damit eπt- spricht der Hub h^ des Zylinders 6 im wesentlichen der Verschwenkung v des Zylinders 7. Allerdings ist keineswegs auf 90° beschränkt. Istα;> 90°, so bewirkt der gleiche Hub b_ eine stärkere Verdrehung des Rohres 16, bei <90° eine kleinere, als bei α = 90°.
Je nach eingesetztem Zylinder, den ortsüblichen Lufttemperaturen, den zu erwartenden Windlasten auf das Solarpanel 1, können die Flächen der Re¬ flektoren 8, die Länge des Hebels 14 und der Winkel a variiert werden um ein optimales Resultat, das heisst sonnenstandbedingtes Schwenken der erfindungsgemässen Vorrichtung zu bewirken. In den Fig. 2b,c sind die Winkel = 60° undα= 120° dargestellt. Das Gestell 4, die beiden Zylin- der 6, 7 und der Hebel 14 sind nur scherr.atisch dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass für α = 60° die Verschwenkung des Hebels 14 wesentlich kleiner ist, als für a = 120°; dabei tritt die durch den Hub des Zylin¬ ders 6 auf den Zylinder 7 übertragene Längskraft als Druckkraft in Er¬ scheinung, bei α= 60° als Zugkraft. Nur bei α = 90° wird keine Längs- kraft übertragen.
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 geöff- nete Reflektor 8 kann selbstverständlich den klimatischen und topografi- schen Verhältnissen entsprechend, und unabhängig vom anderen Reflektor 8, eingestellt werden.
Der gesamte Schwenkbereich der erfindungsgemässen Vorrichtung beträgt knapp 180°. Durch Anschläge 19 am Rohr 16 und am Gestell 4 ist dafür ge- sorgt, 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 Deide Zylinder lediglich unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur gleichsin¬ nig verlängern. Dies ist in den Fig. 3a,b,c je für a = 90°; α = 60° und α= 120° dargestellt. Mit j3 sind die hier schematisch zu einem Punkt zu- sammengefassten Gelenke 18 bezeichnet in der Normallage des Solarpanels 1. Den Buchstaben ^ trägt dieser Punkt in den den Fig. 2b,c entsprechen- den Positionen. Wird bei den Zylindern 6,7 noch eine Temperaturdiffereπz 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 unabhän¬ gig von der Umgebungstemperatur.
Fig. 4 zeigt die gleiche Vorrichtung wie Fig. 1, hier ergänzt um einen dritten, von der Sonnenstrahlung völlig abgeschirmten Zylinders 20. Fer¬ ner 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 eingefahre¬ nem 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 klima- tische und topografische Elemente bestimmend für den Einsatz und die Di¬ mensionierung auch des Zylinders 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 einset- zen. 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 jährli¬ chen Temperaturganges. Im Erfindungsgedanken mitenthalten ist es, die Zylinder 6, 7 v o r der Achse 5 anstatt h i n t e r ihr anzuordnen. Fahne 17 und Hebel 14 wer¬ den dann entsprechend vorne angebracht, und die Stellungen der Zylinder 6, 7 sind vertauscht: Der nach Osten geöffnete Reflektor 8 mit dem Zy¬ linder 6 ist westlich, der andere, nach Westen geöffnete, östlich des Rohres 16 angebracht. Immer noch im Erfindungsgedanken ist die Anordnung o b e r h a 1 b des Solarpanels 1, ebenfalls mit beiden möglichen Anordnungen. Vorzugsweise ist der Winkel α 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 α anbringen.
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 verbun- den. Hier sind diese Stangen 12 nun nicht über Biegegelenke mit dem Ge¬ stell 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 Tempera¬ turgang ist kompensiert. Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 5, 6 ist vor allem für Orte mit starkem täglichem Gang der Lufttemperatur vorzuziehen.
Das dritte Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7a,b zeigt eine andere Anord¬ nung 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 ste- hen 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 an- geschweisst ist. Die beiden Stangen 12 sind mit einer Gabel 33 verbun- den, die auf eine zu den Stangen 12 parallele Stange 34 arbeitet. Die Stange 34 ist längsgleitend in einem gelenkig gelagerten Rohr 35 gela¬ gert, 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 Zy- linders 7 im wesentlichen nach Westen orientiert, jeweils mit einer Ele- vation, die den örtlichen Verhältnissen angepasst wird. Diese Anordnung kompensiert die Umgebungstemperatur, sobald diese über die Schwelleπte peratur der Zylinder 6, 7 ansteigt. Dehnt sich der Zy¬ linder 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 Zy¬ linder 7 Sonnenstrahlung, so übt er auf die Fahne 32 eine Druckkraft aus und verschwenkt damit das Solarpanel 1 in westlicher Richtung. Um Span¬ nungen zu vermeiden, kann die Befestigung von einer der Stangen 12 an der Gabel 33 gelenkig ausgebildet werden.
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 ent¬ fällt die Beschränkung des Drehwinkels auf knapp 180°; ebenso entfallen dann natürlich die Anschläge 19.
In einer weiteren, ebenfalls nicht gezeichneten, Variante wirkt die ge¬ nannte 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 selbstver¬ ständlich auch ein Drahtseil verwendet werden, das um eine zur Stange 16 koaxiale Trommel umläuft und ebenfalls durch eine Feder vorgespannt ist.
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 Gege- benheiten anders ausgeführt werden. Allgemein sind die Befestigungen des Gestells 4 an die Umgebungsstruktur nur schematisch dargestellt.
Selbstverständlich ist eine Vertauschung der beiden Zylinder 6, 7 - im Sinne, dass der Zylinder 6 auf die Fahne 32, der Zylinder 7 auf die Fah¬ ne 31 arbeitet - im Erfindungsgedanken mitenthalten. Eine weitere Anordnung als viertes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 8 a,b; Fig. 8a in Perspektive, Fig. 8b in schematischer Aufsicht von hin¬ ten. Die Achsen der beiden auch hier vorgesehenen Zylinder 6, 7 sind ost-westlich orientiert. Die den Hub übertragende Stange 13 des Zylin¬ ders 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 Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7a,b, mittels der Gabel 33 mit der Stan¬ ge 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 durch eine Strebe 41 verbunden. Um Fehlbesonnungen der Re¬ flektoren 8 zu vermeiden, sind sie mit je einer innenliegenden Abdeck- platte 42 versehen.
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 hö¬ her 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 läge langsam wieder einnimmt. Der Vor- gang am Nachmittag betrifft nur den Zylinder 7, dessen Hub auf die Fahne 40 eine Druckkraft ausübt und damit das Solarpanel 1 nach Westen ver¬ schwenkt.
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 auf der östlichen Seite bei der Säule 38, und der Zylinder 6 arbeitet zwi¬ schen der Gabel 33 und der Fahne 40.
Für alle Ausführungsbeispiele gilt auch, dass die Reflektoren 8 asymme¬ trisch 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.
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 verschieb!ich ist. Normalerweise sitzt das Rohr 16 - infolge seines Gewichtes ganz unten. Dehnen sich die Zylinder 6,7 wegen hoher Umgebungstemperatur aus, ungeachtet der unter¬ schiedlichen Besonnung, so wird das Rohr 16 infolge des gemeinsamen Hu- bes 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, wel¬ che - miteinander verbunden - um ein weiteres horizontales Scharm'erge- lenk 47 schwenkbar sind. Das Scharniergelenk 47 befindet sich an einem Ring 48, v/elcher um den obersten Teil der Achse 5 drehbar ist, axial je¬ doch unverschieblich ist.
Wird nun das Rohr 16 durch den gemeinsamen Hub der Zylinder 6,7 angeho¬ ben, 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.
Je nach Länge der Streben 46 und oder axialen Versetzung der Scharnier¬ gelenke 45 bezüglich des Scharniergelenkes 47 im Zusammenspiel mit dem Temperaturgang der Zylinder 6,7 kann so der jährliche Sonnengang über die Lufttemperatur geführt werden.
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 hin¬ ten. Das axial verschiebliche Rohr 16 gemäss Fig. 9 ruht durch sein Ei- gengewicht auf einem Rohr 49, welches ebenfalls axial verschieblich, 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 Umlenkrollen 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 grösser, 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 Ausführungsbei- spielen einsetzen mit kleinen Modifikationen, die jedem Fachmann geläu¬ fig sind.
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 dieje¬ nigen 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.
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 ande- re Stange abgeleitet werden, sind als Kraftanschlüsse bezeichnet. Im Sinne einer Sprechregelung seien ferner die bei den verschiedenen Aus¬ führungsbeispielen eingesetzten Bauelemente, wie Hebel 14, Fahnen 32, 40, Schwenkarm 54, gemeinsam Antriebselemente genannt. Wurde die erfindungsgemässe Nachführvorrichtung bisher ausschliesslich in ihrer Anwendung auf elektrovoltaisehe Sonnenkollektoren beschrieben, so ist jedoch immer eingeschlossen, dass anstelle des Solarpanels 1 ein thermischer Flachkollektor treten kann, beispielsweise zur Erzeugung heissen Wassers.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
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, dass
- zwei je in einem parabolischen Reflektor (8) montierte Zylinder (6, 7) vorhanden sind, deren Kolben sich ab einer Schwellentempe- ratur in Funktion der Temperatur in axialer Richtung bewegen und je eine axiale Druckkraft ausüben,
- der den einen Zylinder (6) umgebende Reflektor (8) im wesentlichen nach Osten, jener, der den anderen Zylinder (7) umgibt, im wesent¬ lichen nach Westen orientiert ist,
- 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 Antriebselement (14, 32, 40, 54) angeschlossen sind, welcher Antriebselemente (14, 32, 40, 54) die von den Zylin¬ dern (6, 7) in Funktionihrer Besonnung erzeugten Schubbewegung in eine Drehbewegung des Rohres (16) um seine Achse (5) umwandeln und damit das Solarpanel drehen, welches in NormalStellung im wesent¬ lichen nach Süden orientiert ist,
- 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,
- 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.
2. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- 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, - 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), - die Achsen der Zylinder (6, 7) zueinander einen Winkel α bilden, welcher zwischen 60° und 120° liegt.
3. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 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.
4. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α , den die Längs¬ achsen der beiden Zylinder (6, 7) miteinander bilden, gegen unten geöffnet ist.
5. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α , den die Längs¬ achsen der beiden Zylinder (6, 7) miteinander bilden, gegen oben ge- öffnet ist.
6. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach einem der Pa¬ tentansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6, 7) unterhalb des Solarpanels (1) angebracht sind.
7. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach einem der Pa¬ tentansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6, 7) oberhalb des Solarpanels (1) angebracht sind.
8. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- zusätzlich zu den Zylindern (6, 7) zwei weitere Zylinder (23) vor¬ handen sind, von denen je einer parallel zu einem der Zylinder (6, 7) angeordnet ist und jeder mit zwei axialen Stangen (25, 26) aus- gestattet ist, wobei die einen Stangen (25) fest mit den Zylindern (23) verbunden sind, und die anderen Stangen (26) den von den Zy¬ lindern (23) erzeugten Hub übertragen, also axial beweglich sind,
- die beiden festen Stangen (25) an einer mit dem Gestell (4) fest verbundenen Strebe (24), die axial beweglichen Stangen (26) an αen feststehenden Stangen (12) der Zylinder (6, 7) angeschlossen sind,
- die feststehenden Stangen (12) der Zylinder (6, 7) am Gestell (4) axial beweglich und gelenkig geführt sind,
- die Zylinder (23) von der Sonnenstrahlung abgeschirmt sind und so¬ mit als Thermometer funktionieren.
9. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- 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 Kraftan¬ schluss 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,
- die Gabel (33) an einer zu den Achsen der Zylinder (6, 7) paral- lelen Stange (34) befestigt ist, welche am Gestell (4) axial be¬ weglich und gelenkig geführt ist.
10. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesent- liehen in nord-südlicher Richtung angeordnet sind.
11. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesent¬ lichen in ost-westlicher Richtung angeordnet sind.
12. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- 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- 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, - die Gabel (33) an einer zu den Achsen der Zylinder (6, 7) paral- lelen Stange (34) befestigt ist, welche am Gestell (4) axial be¬ weglich und gelenkig geführt ist.
13. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad koaxial mit der Achse (5) am Rohr (16) angebracht ist, und eine mit diesem Zahnrad im Ein¬ griff stehende Zahnstange mit dem Zylinder (6) verbunden ist, welche in der Richtung der Achse des Zylinders (6) verläuft und die Hub¬ kraft der Zylinder (6, 7) auf das Zahnrad überträgt.
14. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesent¬ lichen in nord-südlicher Richtung angeordnet sind.
15. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder (6,7) im wesent¬ lichen in ost-westlicher Richtung angeordnet sind.
16. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach einem der Pa¬ tentansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rahmen (2) des Solarpanels (1) mittels eines Scharniergelenkes
(22) mit in Normalstellung horizontaler Achse mit dem Rohr (16) verbunden ist, - 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.
17. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Rahmen (2) des Solarpanels (1) mittels eines Scharniergelenkes (22) mit in Normalstellung horizontaler Achse mit dem Rohr (16) verbunden ist,
- das Rohr (16) längs der Achse (5) axial verschieblich ausgebildet ist, - 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 gela¬ gert sind, wobei die Streben (46) gemeinsam um eine drittes Schar¬ niergelenk (47) schwenkbar sind, welches dritte Scharniergelenk (47) an einem um die Achse (5) drehbaren Ring (48) befestigt ist.
18. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 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,
- der Winkel , den die Längsachsen der beiden Zylinder (6, 7) mit¬ einander bilden, gegen unten geöffnet ist,
- 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,
- eine erste Seiltrommel (53) mit dem Schwenkarm (54) fest verbunden und um eine Achse drehbar ist, welche senkrecht steht auf der Ach¬ se (5) des Rohres (16), - eine zweite Seiltrommel (58) vorhanden ist, welche koaxial mit dem Rohr (16) verbunden ist,
- ein unteres Rohr (49) vorhanden ist, welches einen Arm (52) trägt, an welchem die Achse der ersten Seiltrommel (53) befestigt ist,
- der Arm (52) ferner zwei Umlenkrollen (57) trägt, - 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.
19. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der ersten Seil¬ trommel (53) grösser ist, als derjenige der zweiten Seiltrommel (58).
20. Vorrichtung zum Nachführen von Sonnenkollektoren nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass
- das obere Rohr (16) axial verschieblich ausgebildet ist,
- 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) ermögl cht, und eine Drehung des unteren Rohres (49) verhindert wird.
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