WO2006106139A1 - Sonnenkollektor - Google Patents
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- 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
Definitions
- the invention relates to a solar collector for converting the radiation energy of the sun into heat according to the preamble of claim 1.
- collector systems are being implemented as part of a targeted sustainable energy supply with higher solar coverage (in terms of total energy requirements), combined with larger collector areas.
- solar coverage in terms of total energy requirements
- the Federal Government explicitly promotes the construction of large thermal solar systems (from 100 m 2 ) with higher working temperatures and high solar coverage of 10-30% for systems without, and 60% for systems with seasonal heat storage [O].
- a solar collector which has a arranged on the outside of the collector Abschatt adopted in the form of a flap, can be reflected by means of solar radiation on the collector and by means of which the collector more or less cover and thus can shadow.
- the disadvantage here is that the Abschatt responded is mechanically complex and wind gusts offers a large attack surface.
- a solar collector which has a Abschatt recognized arranged outside the collector in the form of a roll between two roles and developable. If necessary, the shading film is pulled over the collector.
- the film can not only be light-absorbing, but also light-reflecting or light-focusing.
- the disadvantage here is that the Abschatt Spur wind gusts offers a large attack surface and can be easily damaged by wind and other weather conditions.
- the shading roller shutter offers a considerable wind attack surface, especially in the semi-closed state.
- the Abschatt recognized is at least partially disposed in the collector housing
- the Abschatt responded no protruding parts, which provide attack surfaces for gusts of wind.
- the Abschatt driving is completely disposed in the closed collector housing.
- the solar collector can be mounted as a part. There are no additional installation work for the Abschatt driving necessary.
- the activation of the Abschatt coupled or the introduction of the film in the space between the absorber and window by means of a preferably energy-self-sufficient - claim 28 - motor drive means takes place, as Son- commonly installed in locations that are not easily accessible.
- a regulation is possible - claim 27 - by the Abschatt Anlagen is activated when reaching a limit temperature. In this case, the temperature is measured by a temperature sensor in the heat exchanger device or in the absorber. If the temperature falls below another limit temperature, the Abschatt triste is deactivated again.
- the film consists of at least two film sections with different optical properties.
- the film is wound on two opposite rollers and spans the entire absorber front.
- the film section which is not inserted between the window and the absorber front side, is rolled up on one of the two rollers.
- Each of the two film sections is large enough for itself to completely cover the absorber front side. This allows defined conditions to be set for the entire absorber front - Claim 6.
- a first film section is permeable to solar radiation (transmittance> 80%) and its side facing the absorber front side is as far as possible not well permeable to heat or IR radiation, ie at least partially absorbing, ideally even mainly reflective. If this first film section passes through the two rollers inserted between absorber front and window heat losses of the absorber are reduced to the outside through the collector window, while high transmission for sunlight.
- the combination of collector window and first foil section acts like a double pane window.
- a second film section is for the passing through the window and on the absorber front side sunscreen is attenuating or reflective and has a transmittance of less than 20% and preferably less than 10%. This reflective effect is achieved, for example, by metallic vapor deposition of the second film section. If this second film section is retracted by means of the two rollers into the region between the absorber front side and the window, the absorber is shaded and overheating is avoided - claims 7, 8 and 9.
- the advantageous embodiment of the invention according to claim 10 or 11 prevents residents feel impaired by reflections len. This is achieved in that no glare for an observer outside of the collector emanates from the film section or film section used for shading by suitable combination of optical properties such as diffuse (partial) reflection and / or (partial) absorption.
- the advantageous embodiment of the invention according to claim 13 saves weight and height and thus leads to monetary advantages in assembly and transport, since insulation films in comparison to conventional insulation require a lower overall height and lower weight.
- the shading mechanism increases the efficiency of the collector in normal operation by reducing the thermal losses of the absorber: the introduction of the film sections suppresses the formation of convection and reduces the heat radiation between the absorber and the cover or housing rear wall.
- the convective losses have a local minimum at a certain distance between the foil and the window and between the foil and the plate-shaped absorber. With air as the filling gas, this distance is in the range between 8 and 12 mm, and preferably at 9 mm.
- To further suppress the thermal losses of the absorber and transparent inert gases with thermal conductivities lower than that of air can be filled in the collector, for example, Ar, Kr, Xe, SF 6 , UF 6 or CO2.
- these other gases as well as for other absorber geometries and operating conditions (collector inclination and temperature), corresponding values for the optimum distances according to the convection theory are calculated.
- the transparent film section on the absorber side can additionally be designed as a selective covering, that is to say it has a high degree of reflection in the infrared radiation area by means of a suitable coating.
- the advantageous embodiment of the invention according to claim 18 is suitable for retrofitting existing solar panels.
- the entire film suspension and handling mechanism can either be completely integrated into the collector housing - claim 19 - for example via an exchangeable insertion part - claim 20 - for a possible maintenance.
- foil, shaft / roller system, drive, control and power supply in a cassette which can be inserted into the collector as a whole and easily replaced again - claim 20.
- the film is configured as a continuous foil and is guided over a roller / wave deflection system.
- the respectively not inserted between absorber and window part of the film is / is guided by deflection over rollers / waves behind the absorber between the absorber and heat insulation. in the Normal operation is thus the shading section between the absorber and the housing rear wall / insulation and thus contributes to the reduction of the back convection as well as the rear heat radiation losses.
- the film does not sag at the taking place in the collector heating and the associated thermal expansion and the housing or the absorber does not touch, one or both of the rollers / shafts is provided with a clamping mechanism.
- a clamping mechanism for this purpose is a mechanism with an adapted inner spring, as can be found in a snap-on - claim 24.
- plastics can be used which contract reversibly at a higher temperature - claim 25th
- a further advantageous embodiment of the invention additionally consists in the provision of several collector lengths of transparent and shading TeN- pieces on the rollers / waves or in the range of roles / waves described, whereby with decreasing mechanical and optical properties of the film section over the life of e.g. Irradiation, moisture or dust can instead easily be brought into the collector an unused piece of film with still new optical properties - claim 23.
- coated or doped plastics or metals are used as film materials in the collector according to the invention, the highly transparent, tear resistant, aging and light stable (all these properties ideally over the collector life of about 15 - 20 years) and temperature resistant (up to the selected limit temperature for the shading) and have the desired optical properties.
- the film can also be made of a TPU plastic, for. B. Desmopan Fa. Bayer, or a UV-stabilized polyester film, z. As the Fa. Mitsubishi, or from an advanced polyethylene terephthalate (PET), z. B. Hostafan from the company Hoechst, be constructed as a base material - claim 37. These materials are tear-resistant, highly transparent, resistant to aging and light and therefore have the required properties.
- the transmission increases for the sunlight and thereby occurring transmission losses of the transparent film part can be at least partially compensated - claim 38th
- the solar collector according to the invention projects almost into the power range of evacuated flat-plate collectors. It is therefore particularly well suited for applications with higher temperatures and higher solar degrees of coverage, such as combined systems, solar air conditioning and solar process heat generation.
- the window is made of glass or solar permeable plastic. The solar radiation passing through the window lies in the range between 0.3 and 4.0 ⁇ m and in particular in the range between 0.4 and 2.5 ⁇ m.
- FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the invention
- Fig. 3 is a detail view of the first embodiment
- Fig. 4 is a schematic sectional view of a second embodiment of the invention with endless film
- Fig. 5 is a schematic sectional view of a third embodiment of the invention with endless foil.
- the solar collector according to the first embodiment comprises a cuboid housing 1 whose large top surface of a permeable to solar radiation window 2, z. B. made of glass, is completed. Behind the window 2, an absorber 3 is arranged, which has an absorber front side 3a facing the window 2 and an absorber rear side 3b facing away from the window 2. The rectangular area of the absorber front side 3 a corresponds approximately to the area of the window 2.
- the absorber 3 is thermally connected to a heat exchanger device 4 in the form of heat exchanging the absorber. exchanger coils coupled in which a heat transfer medium flows. Under the absorber 3 on the absorber rear side 3b between the housing 1 and absorber 3, a heat insulation 5 is provided.
- the Abschatt driving 6 comprises a thin elastic film 7, which spans the entire absorber front 3a. In the lateral edge region, the film 7 is wound on the left and right next to the absorber 3 onto a first and a second roller 8a and 8b (see FIG. 2).
- the one-piece film 7 has a first film section 9 and a second film section 10.
- the side of the first film section 9 facing the window 2 is transparent or translucent for the solar radiation entering through the window.
- the side of the second film section 10 facing the window 2 is reflective in this wavelength range.
- the two film sections 9 and 10 are each dimensioned such that they can completely span the absorber front side 3a.
- the solar collector and the Abschatt driving 6 comprises a motor drive means 11 by means of which leaves the film 7 from the first roller 8a and on the second roller 8b wind up.
- the first roller 8a is provided with a snap mechanism in the manner of a snap-action roller.
- either the second or the first film section 9, 10 is introduced by means of the motor drive device 11 in the area between the window 2 and absorber 3, while the non-required film section 9 or 10 on a the rollers 8 is wound up.
- the motor drive device 11 comprises a worm gear 12 which drives the second roller 8b via a gearwheel 13.
- the worm gear 12 is driven by an electric motor 14.
- the power supply of the electric motor 14 via a photovoltaic element 15, which is arranged in the edge region of the housing 1 at the bottom of the window 2.
- the photovoltaic element 15 and the electric motor 14 are connected via a regulation 16 with each other.
- the controller 16 is also connected to a temperature sensor 17, which is thermally coupled to the absorber 3 and detects its temperature.
- the film 7 is formed as an endless film.
- the endless film 7 likewise has a first film section 9 and a second film section 10. Ie. each not located between the window 2 and absorber front side 3a film section 9 or 10 is guided by deflection over the first roller 8a on the absorber rear side 3b.
- the second film section 10 serving for the shading is located between the absorber rear side 3b and the rear wall of the housing 1 and thus contributes to reducing the back convection as well as the rear heat radiation losses. Due to the endless foil 7, a tensioning mechanism in the first roller 8a is unnecessary.
- Fig. 5 shows a third embodiment of the invention, which differs from the second embodiment of Figure 4 only in terms of the design of the heat insulation on the absorber back 3b; All other components are the same as those of the second embodiment, so that a description can be omitted.
- the heat insulation 5 consists of one or more solid, metallically coated heat insulating films 18, which is spanned in the housing between the rear wall and located on the absorber backside 3b film portion of the continuous film 7.
- the use of heat insulating films 18 instead of conventional thermal insulation allows a lower height and lower weight.
- the heat insulating film 18 and also the motor drive device 11 with control device 16, temperature sensor 17 and photovoltaic element 15 can also be used in the first embodiment of the invention.
- the outside of the window 2 with a Antireflection coating be provided to increase the transmittance of the window 2.
- the operation takes place in accordance with all embodiments of the invention.
- the shading device 6 is active, the transparent film section is wound on one of the two rollers 8 or, in the case of the deflection system - FIG. 4 - positioned between the absorber rear side and the rear wall of the housing 1.
- the regulation of the motor drive device 11 takes place by means of a control device 16, which is connected to the temperature sensor 14 mounted on the absorber 3.
- the temperature sensor 14 may alternatively be attached to the heat exchanger device 4 or outside of the solar collector.
- the shading film section 10 is again wound onto one of the shaft / rollers 8, or positioned on the side of the absorber 3 facing away from the sun, and the transparent film section is inserted between the absorber 3 and the window 2.
- a spacer element can be used, which uses the temperature difference between absorber and window present in the shading case.
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Abstract
Es wird einen Sonnenkollektor mit hoher Betriebssicherheit angegeben. Der Sonnenkollektor umfasst eine Abschatteinrichtung (7), die wenigstens teilweise in dem Kollektorgehäuse (1) angeordnet ist. Damit bietet die Abschatteinrichtung (7) keine Angriffsflächen für Windböen. Vorzugsweise ist die die Abschatteinrichtung (7) vollständig in dem geschlossenen Kollektorgehäuse (1) angeordnet. Damit kann der Sonnenkollektor als ein Teil montiert werden. Es sind keine zusätzlichen Montagearbeiten für die Abschatteinrichtung notwendig. Die Abschatteinrichtung (7) umfasst eine Folie die im Bedarfsfall über die Absorbervorderseite (3a) gespannt werden kann und damit den Absorber (3) abschattet und eine Überhitzung verhindert. Die Folie kann auch als Endlosfolie ausgebildet sein.
Description
Sonnenkollektor
Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor zur Umwandlung der Strah- lungsenergie der Sonne in Wärme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekannte Sonnenkollektoren werden im Rahmen üblicher solarthermischer Systeme zur Warmwasserbereitung im Wohnbereich eingesetzt. Ein solches System besteht gewöhnlich aus Kollektor(en), Wärmeträgermedium, Rohrleitungssystem, Umwälzpumpe, Wärmetauscher, Ausdehnungsgefäß und Wärmespeicher. Bei fehlender oder nur geringer Wärmeabnahme und hoher Sonneneinstrahlung (z.B. während einer Urlaubsperiode oder bei Ausfall der Umwälzpumpen) gerät ein solches System in Stillstand, was zu einer Überhitzung des Systems führt. Dabei kann sich die Temperatur an bestimmten Stellen des Systems so erhöhen (bis über 2000C), dass irreversible Schäden an einzelnen Komponenten auftreten. Diese sogenannte Stillstandsproblematik ist seit längerem bekannt, hat sich jedoch in den letzten Jahren deutlich verschärft, da die eingesetzten Sonnenkollektoren immer effizienter werden, wodurch sie höhere Stillstandstemperaturen erreichen. Gleichzeitig werden Kollektorsysteme im Zuge einer angestrebten nachhaltigen Energie- Versorgung mit höheren solaren Deckungsanteile (am Gesamtenergiebedarf), verbunden mit größeren Kollektorflächen realisiert. So fördert die Bundesregierung mit ihrem Programm „Solarthermie2000plus" explizit die Errichtung großer thermischer Solaranlagen (ab 100 m2) mit höheren Arbeitstemperaturen und hohem solaren Deckungsanteil von 10-30% für Anlagen ohne, und von 60% für Anlagen mit saisonaler Wärmespeicherung [O].
Mit thermischen Kollektoren werden auch sogenannte Kombianlagen gebaut, die im Winter auch Heizwärme solar bereitstellen. Durch die höhere solare Deckung und die angestrebten höheren Betriebstemperaturen treten bei derartigen Anlagen im Sommer wegen des fehlenden Heizungsbedarfs zwangs- läufig Stillstands- und Überhitzungssituationen gehäuft auf [1]. Diese Pro-
blematik tritt auch bei anderen solaren Anlagentypen, insbesondere mit höheren Betriebstemperaturen (Prozesswärmeerzeugung und Klimatisierung) auf. In der Fachliteratur wird hierbei Materialverschleiß bzw. Materialzerstörung an folgenden Komponenten beschrieben:
1 Wärmetauscher durch Verkalkung [1].
2 Ausdehnungsgefäß durch Zerstörung der Membran [2].
3 Wärmeträgermedium durch chemische Degradation oder Pyrolyse [3,4].
4 Umwälzpumpen durch Zerstörung der beweglichen Teile. Eine höhere Temperaturbeständigkeit ist hier mit deutlich höheren Kosten verbunden [5].
5 Rohrleitungen und Kollektoren durch Dampfschläge [6,7,9].
6 Thermische Zerstörung der Wärmedämmung.
Die umfangreiche Literatur belegt die große praktische Bedeutung dieser Problematik. Ihre Lösung ist Voraussetzung für eine Verbreitung von Kombianlagen, die derzeit vom Bundesministerium als sehr effektive Möglichkeit zur angestrebten solaren Substitution konventioneller Energiequellen eingestuft wird, und stellt eine große technische Herausforderung dar. Zwar exi- stieren auf dem Markt sogenannte eigensichere Konzepte, die i.d.R. auf dem Drain-Back-Verfahren beruhen [10] und bei Stillstand eine Entleerung des Wärmeträgers aus dem solaren System mit anschließender Wiederbefüllung beinhalten, und es wurden jüngst im Rahmen einer Dissertation stillstandsichere Verschaltungs- und Regelstrategien entwickelt [1]. Jedoch gibt es bis heute keine ökonomisch und technisch zufriedenstellende Lösung. Wie drängend das Problem in der Praxis angesehen wird, erkennt man daran, dass teilweise immer noch die energetisch sinnlose, nächtliche Auskühlung des Speichers zur Vermeidung einer Überhitzung untertags ernsthaft in Betracht gezogen wird [2].
Zudem ist eine Schädigung der Anlage unter Stillstandbedingungen meist
auch mit langwierigen rechtlichen Auseinandersetzungen verbunden und steht im Gegensatz zu dem in Solarthermie2000plus formulierten Förderziel der „weiteren Verbreitung von Solaranlagen durch den Abbau rechtlicher und organisatorischer Barrieren" [O].
Anstatt die einzelnen Anlagenkomponenten bzw. die gesamte Anlage stillstandssicher zu machen wurde auch vorgeschlagen, den Kollektor selbst in geeigneter Weise zu kühlen, durch Erniedrigung der inneren Transmission für Sonnenlicht (thermotrope Beschichtung und Verwendung von transparenter Honigwabenisolation) [8], oder die Unterbrechung der Wärmeübertragung auf den Absorber durch mechanisches Abheben der absorbierenden Schicht [13]. Die vorgeschlagenen Lösungen erscheinen jedoch zu aufwändig und kostenintensiv. Bis heute gibt es auch noch keine kommerzielle Umsetzung.
Aus [16] ist ein Sonnenkollektor bekannt, der eine auf der Außenseite des Kollektors angeordnete Abschatteinrichtung in Form einer Klappe aufweist, mittels der Sonnenstrahlung auf den Kollektor reflektiert werden kann und mittels der sich der Kollektor mehr oder weniger abdecken und somit abschatten läßt. Nachteilig ist hierbei, dass die Abschatteinrichtung mechanisch aufwendig ist und Windböen eine große Angriffsfläche bietet.
Aus [17] ist ein Sonnenkollektor bekannt, der eine außerhalb des Kollektors angeordnete Abschatteinrichtung in Form einer zwischen zwei Rollen auf- und abwickelbaren Folie aufweist. Bei Bedarf wird die abschattende Folie über den Kollektor gezogen. Die Folie kann nicht nur Licht absorbierend sein, sondern auch Licht reflektierend oder Licht fokussierend sein. Nachteilig ist hierbei, dass die Abschatteinrichtung Windböen eine große Angriffsfläche bietet und durch Wind und sonstige Witterungseinflüsse leicht beschädigt werden kann.
Aus [18] und [19] ist jeweils ein Sonnenkollektor bekannt, bei der über dem
Kollektor eine Abschatteinrichtung nach Art eines Fensterrollladens gefahren werden kann. Eine derartige Abschatteinrichtung ist mechanisch aufwendig und besitzt schon aus Stabilitätsgründen ein erhebliches Eigengewicht. Zu-
- A -
sätzlich bietet der abschattende Rollladen insbesondere in halb geschlossenen Zustand eine erhebliche Windangriffsfläche.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Sonnenkollektor anzugeben, der eine höhere Betriebssicherheit bietet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Dadurch, dass die Abschatteinrichtung wenigstens teilweise in dem Kollektorgehäuse angeordnet ist, weist die Abschatteinrichtung keine überstehenden Teile auf, die Angriffsflächen für Windböen bieten. Vorzugsweise ist die die Abschatteinrichtung vollständig in dem geschlossenen Kollektorgehäuse angeordnet. Damit kann der Sonnenkollektor als ein Teil montiert werden. Es sind keine zusätzlichen Montagearbeiten für die Abschatteinrichtung notwendig.
Durch die Anordnung einer Folie als abschattendes Element im Inneren des Kollektorgehäuses zwischen Kollektorfenster und Absorbervorderseite ergibt sich eine einfache und leichte Konstruktion, die zudem eine geringe Bauhöhe aufweist- Anspruch 2 und 3.
Zwar ist die Verwendung von beschichteten Kunststofffolien zur Solarenergiegewinnung allgemein bekannt [12]. Ebenso gilt dies für die Folieneinbringung in Sonnenkollektoren zur Reduzierung der thermischen Verluste des Absorbers, die seit den 80er Jahren von der Fa. Viessmann patentiert und kommerziell umgesetzt wurde [11]. Obwohl physikalisch sehr effizient, wurde die Technik allerdings aufgrund von Materialproblemen (Trübung, Reißen der Folie) seit einigen Jahren nicht mehr weiter verfolgt. Zudem ist die Folie in diesen Erfindungen optisch einheitlich ausgebildet und nicht durch optisch unterschiedliche Teilstücke zur Abschattung des Absorbers vorgesehen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 erfolgt die Aktivierung der Abschatteinrichtung bzw. das Einbringen der Folie in den Raum zwischen Absorber und Fenster mittels einer vorzugsweise energieautarken - Anspruch 28 - motorischen Antriebseinrichtung, da Son-
nenkollektoren häufig an Standorten montiert sind, die nicht ohne weiteres zugänglich sind. Auch ist damit eine Regelung möglich - Anspruch 27 - durch die die Abschatteinrichtung bei Erreichen einer Grenztemperatur aktiviert wird. Hierbei wird die Temperatur durch einen Temperaturfühler in der Wärmetauschereinrichtung oder im Absorber gemessen. Fällt die Temperatur wieder unter eine weitere Grenztemperatur, wird die Abschatteinrichtung wieder deaktiviert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 5 besteht die Folie aus wenigstens zwei Folienabschnitten mit unterschiedlichen optischen Ei- genschaften. Die Folie ist auf zwei gegenüberliegenden Rollen aufgewickelt und überspannt die gesamte Absorbervorderseite. Der Folienabschnitt, der nicht zwischen Fenster und Absorbervorderseite eingebracht ist, ist auf einer der beiden Rollen aufgerollt ist.
Jeder der beiden Folienabschnitte ist für sich groß genug, die Absorbervor- derseite vollständig zu überdecken. Damit lassen sich für die gesamte Absorbervorderseite definierte Bedingungen einstellen - Anspruch 6.
Durch die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der zwei Folienabschnitte kann zum einen durch Abschattung die Überhitzung des Absorbers vermieden und zum anderen können Wärmeverluste des Absorbers nach außen durch das Kollektorfenster vermindert werden. Ein erster Folienabschnitt ist für Sonnenstrahlung durchlässig (Transmissiongrad > 80%) und seine der Absorbervorderseite zugewandte Seite ist für Wärme- oder IR- Strahlung möglichst nicht gut durchlässig, also zumindest teilweise absorbierend, idealerweise sogar hauptsächlich reflektierend.. Wird dieser erste FoIi- enabschnitt durch die beiden Rollen zwischen Absorbervorderseite und Fenster eingeführt werden Wärmeverluste des Absorbers nach außen durch das Kollektorfenster vermindert, bei gleichzeitig hoher Transmission für das Sonnenlicht. Die Kombination aus Kollektorfenster und erstem Folienabschnitt wirkt wie ein Doppelscheibenfenster. Ein zweiter Folienabschnitt ist für die durch das Fenster hindurch tretenden und auf die Absorbervorderseite einfal-
lende Sonnenstrahlung dämpfend oder reflektierend und weist einen Transmissionsgrad von weniger als 20% und vorzugsweise von weniger als 10% auf. Diese reflektierende Wirkung wird beispielsweise durch metallische Bedampfung des zweiten Folienabschnittes erreicht. Wird dieser zweite Folien- abschnitt mittels der beiden Rollen in den Bereich zwischen Absorbervorderseite und Fenster eingefahren, wird der Absorber abgeschattet und eine Überhitzung wird vermieden - Ansprüche 7, 8 und 9.
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 10 oder 11 wird verhindert, dass Anwohner sich durch Reflexionen beeinträchtigt füh- len. Dies wird dadurch erreicht, dass von dem zur Abschattung verwendeten Folienteilstück bzw. Folienabschnitt durch geeignete Kombination optischer Eigenschaften wie diffuse (Teil)-Reflexion und/oder (Teil-)Absorption keine Blendung für einen Beobachter außerhalb des Kollektors ausgeht.
Durch die vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 8, 12, 12a, 13, 14, 15 oder 16 werden Wärmeverluste des Absorbers weiter vermindert.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 13 spart Gewicht und Bauhöhe und führt damit zu geldwerten Vorteilen bei Montage und Transport, da Isolationsfolien im Vergleich zu herkömmlicher Isolation eine geringer Bauhöhe und geringeres Gewicht bedingen.
Durch den Abschattungsmechanismus wird die Effizienz des Kollektors im Normalbetrieb durch Reduzierung der thermischen Verluste des Absorbers gesteigert: Das Einbringen der Folienteilstücke unterdrückt nämlich die Ausbildung der Konvektion und verringert die Wärmestrahlung zwischen Absor- ber und Abdeckung bzw. Gehäuserückwand. Die Konvektionsverluste haben je nach verwendetem Füllgas bei einem bestimmten Abstand zwischen Folie und Fenster und zwischen Folie und plattenförmigem Absorber ein lokales Minimum. Bei Luft als Füllgas liegt dieser Abstand im Bereich zwischen 8 und 12 mm und vorzugsweise bei 9 mm.
Zur weiteren Unterdrückung der thermischen Verluste des Absorbers können auch transparente inerte Gase mit Wärmeleitfähigkeiten niedriger als die von Luft in den Kollektor eingefüllt werden, z.B. Ar, Kr, Xe, SF6 ,UF6 oder CO2. Für diese anderen Gase sowie auch für andere Absorber-Geometrien und Betriebsbedingungen (Kollektorneigung und Temperatur) errechnet man entsprechende Werte für die optimalen Abstände nach der Konvektionstheorie.
Zur noch stärkeren Reduktion der Wärmeabstrahlung des Absorbers kann der transparente Folienabschnitt absorberseitig zusätzlich als selektive Abdeckung ausgebildet sein, das heißt, er weist im infraroten Strahlungsbereich einen hohen Reflexionsgrad durch eine geeignete Beschichtung auf.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 18 eignet sich zum Nachrüsten bestehender Sonnenkollektoren.
Die gesamte Folienaufhängung und Abwicklungsmechanik kann entweder zur Gänze in das Kollektorgehäuse - Anspruch 19 - integriert werden, bei- spielsweise über ein auswechselbares Einschubteil - Anspruch 20 - für eine eventuelle Wartung. Oder es werden, vergleichbar mit der Einbringung eines Filmes in frühere analoge Fotoapparate die Rollen/Wellen, der Motor, und die Regelung außen am Kollektorgehäuse, z.B. unter der bei Flachkollektoren üblichen seitlichen Verblendung, angebracht und die Folie über Schlitze in den Raum zwischen Absorber und Abdeckung eingeführt - Anspruch 18.
Zur leichteren Wartung ist es vorteilhaft Folie, Wellen-/Rollensystem, Antrieb, Regelung und Energieversorgung in eine Kassette zu integrieren, die in den Kollektor als ganzes eingeschoben und leicht wieder ausgetauscht werden kann - Anspruch 20.
Nach der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 21 und 22 ist die Folie als Endlosfolie ausgestaltet und wird über ein Rollen/Wellen- Umlenksystem geführt. Das jeweils nicht zwischen Absorber und Fenster eingebrachte Folienteilstück ist/wird durch Umlenkung über Rollen/Wellen hinter den Absorber zwischen Absorber und Wärmeisolierung geführt. Im
normalen Betrieb befindet sich dadurch also das abschattende Teilstück zwischen Absorber und Gehäuserückwand/Isolation und trägt so zur Verminderung der rückseitigen Konvektion wie auch der rückseitigen Wärmestrahlungsverluste bei.
Damit die Folie bei der im Kollektor stattfindenden Erwärmung und der damit verbundenen thermischen Ausdehnung nicht durchhängt und das Gehäuse bzw. den Absorber nicht berührt, ist eine oder beide der Rollen/Wellen mit einem Spannmechanismus versehen. Beispielsweise eignet sich hiefür ein Mechanismus mit einer angepassten inneren Feder, wie er bei einem Schnapprollo zu finden ist - Anspruch 24. Alternativ können auch Kunststoffe verwendet werden, die sich bei höherer Temperatur reversibel zusammenziehen - Anspruch 25.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht zusätzlich in dem Vorhalten mehrerer Kollektorlängen transparenter und verschattender TeN- stücke auf den Rollen/Wellen bzw. im Bereich der beschriebenen Rollen/Wellen, wodurch bei nachlassenden mechanischen und optischen Eigenschaften des Folienteilstücks über die Lebensdauer durch z.B. Bestrahlung, Feuchte oder Staub stattdessen auf einfache Weise ein unverbrauchtes Folienstück mit noch neuwertigen optischen Eigenschaften in den Kollektor ein- gebracht werden kann - Anspruch 23.
Mittlerweile stehen im Zuge der nanotechnologischen Revolution neuartige Folien zur Verfügung, die z.B. mit Hilfe eingelagerter Nanopartikel - Anspruch 35 - für die jeweilige Anwendung quasi maßgeschneidert werden können, Beispiele hierfür sind:
1 Die Interferenz-pigmentierte Solarflair-Folie von Merck zur Reflexion des IR-Anteils des Sonnenlichts bei gleichzeitiger Transmission des sichtbaren Bereichs. Sie wird in Gewächshäusern als sogenannte Agrarfolie eingesetzt.
2 eine Antireflexfolie der Fa. Merck, in die mittels Sol-Gel-Verfahren
transparenzerhöhende Nanopartikel eingebettet sind.
3 Die nano-dotierte Durethan-Folie von Bayer für höchste Gasdichtigkeit bei Lebensmittelverpackungen.
Gemäß den vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprü- che 29 bis 35 werden im erfindungsgemäßen Kollektor beschichtete oder dotierte Kunststoffe oder Metalle als Folienmaterialien eingesetzt, die hochtransparent, reißfest, alterungs- und lichtstabil (alle diese Eigenschaften idealerweise jeweils über die Kollektorlebensdauer von ca. 15 - 20 Jahren) sowie temperaturbeständig (bis zur gewählten Grenztemperatur für die Abschat- tung) sind und die gewünschten optischen Eigenschaften aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die abschattende Folie aus Teflon oder einem Kopolymer von Ethylen und Tetrafluorethylen (ETFE), z. B. von der Fa. Nowoflon, als Grundmaterial aufgebaut - Anspruch 36. Alternativ kann die Folie auch aus einem TPU-Kunststoff, z. B. Desmopan der Fa. Bayer, oder einem UV-stabilisierten Polyesterfilm, z. B. der Fa. Mitsubishi, oder aus einem weiterentwickelten Polyethylenteraphthalat (PET), z. B. Hostafan von der Fa. Hoechst, als Grundmaterial aufgebaut sein - Anspruch 37. Diese Materialien sind reißfest, hochtransparent, alterungs- und lichtstabil und besitzen daher die geforderten Eigenschaften.
Durch Antifreflexbeschichtung des Fensters und/oder der abschattenden Folie erhöht sich die Transmission für das Sonnenlicht und es können dadurch auftretende Transmissionsverluste des transparenten Folienteils zumindest teilweise ausgeglichen werden - Anspruch 38.
Damit stößt der erfindungsgemäße Sonnenkollektor, bei wesentlich geringe- rem technischen und ökonomischen Aufwand und integriertem Überhit- zungsschutz, nahezu bis in den Leistungsbereich von evakuierten Flachkollektoren vor. Er ist somit besonders gut für Anwendungen mit höheren Temperaturen und höheren solaren Deckungsgraden, wie z.B. Kombianlagen, solare Klimatisierung und solare Prozesswärmeerzeugung, geeignet.
Das Fenster besteht aus Glas oder für Sonnenstrahlung durchlässigen Kunststoff. Die durch das Fenster hindurch tretende Sonnenstrahlung liegt im Bereich zwischen 0,3 und 4,0 μm und insbesondere im Bereich zwischen 0,4 und 2,5 μm.
Die übrigen Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 die Ausgestaltung der Folie bei der ersten Ausführungsform,
Fig. 3 eine Detaildarstellung der ersten Ausführungsform, und
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Endlosfolie, und
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit Endlosfolie.
Der Sonnenkollektor gemäß der ersten Ausführungsform, wie er in den Figu- ren 1 bis 3 dargestellt ist, umfasst ein quaderförmiges Gehäuse 1 dessen großflächige Oberseite von einem für Sonnenstrahlung durchlässigen Fenster 2, z. B. aus Glas, abgeschlossen wird. Hinter dem Fenster 2 ist ein Absorber 3 angeordnet, der eine dem Fenster 2 zugewandte Absorbervorderseite 3a und eine von dem Fenster 2 abgewandte Absorberrückseite 3b auf- weist. Die rechteckige Fläche der Absorbervorderseite 3a entspricht in etwa der Fläche des Fensters 2. Der Absorber 3 ist thermisch mit einer Wärmetauschereinrichtung 4 in Form von den Absorber durchsetztenden Wärme-
tauscherschlangen gekoppelt in denen eine Wärmeträgermedium fließt. Unter dem Absorber 3 auf der Absorberrückseite 3b zwischen Gehäuse 1 und Absorber 3 ist eine Wärmeisolierung 5 vorgesehen. Zwischen Fenster 2 und Absorber 3 ist im Inneren des Gehäuses 1 eine Abschatteinrichtung 6 vorge- sehen. Die Abschatteinrichtung 6 umfasst eine dünne, elastische Folie 7, die die gesamte Absorbervorderseite 3a überspannt. Im seitlichen Randbereich ist die Folie 7 links und rechts neben dem Absorber 3 auf eine erste und eine zweite Rolle 8a und 8b aufgewickelt (siehe Fig. 2). Die einstückige Folie 7 weist einen ersten Folienabschnitt 9 und einen zweiten Folienabschnitt 10 auf. Die dem Fenster 2 zugewandte Seite des ersten Folienabschnitts 9 ist für die durch das Fenster eintretende Sonnenstrahlung transparent bzw. transluzent. Die dem Fenster 2 zugewandte Seite des zweiten Folienabschnitts 10 ist in diesem Wellenlängebereich reflektierend. Die beiden Folienabschnitte 9 und 10 sind jeweils so dimensioniert, dass sie Absorbervor- derseite 3a vollständig überspannen können.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, umfasst der Sonnenkollektor bzw. die Abschatteinrichtung 6 eine motorische Antriebseinrichtung 11 mittels der sich die Folie 7 von der ersten Rolle 8a ab und auf die zweite Rolle 8b aufwickeln läßt. Um die Folie 7 auch in der anderen Richtung von der zweiten Rolle 8b auf die erste Rolle 8a wickeln zu können, ist die erste Rolle 8a mit einem Spannmechanismus nach Art eines Schnapprollos versehen. Je nachdem, ob der Absorber 3 abgeschattet werden soll oder nicht, wird entweder der zweite oder der erste Folienabschnitt 9, 10 mittels der motorischen Antriebseinrichtung 11 in den Bereich zwischen Fenster 2 und Absorber 3 eingeführt, während der nicht benötigte Folienabschnitt 9 oder 10 auf einer der Rollen 8 aufgewickelt ist. Die motorische Antriebseinrichtung 11 umfasst ein Schnek- kengetriebe 12, das über ein Zahnrad 13 die zweite Rolle 8b antreibt. Das Schneckengetriebe 12 wird durch einen Elektromotor 14 angetrieben. Die Stromversorgung des Elektromotors 14 erfolgt über ein Photovoltaikelement 15, das im Randbereich des Gehäuses 1 an der Unterseite des Fensters 2 angeordnet ist. Das Photovoltaikelement 15 und der Elektromotor 14 sind
über eine Regelung 16 miteinander verbunden. Die Regelung 16 ist auch mit einem Temperaturfühler 17 verbunden, der thermisch mit dem Absorber 3 gekoppelt ist und dessen Temperatur erfasst.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der er- sten Ausführungsform dadurch unterscheidet, dass die Folie 7 als Endlosfolie ausgebildet ist. Die Endlosfolie 7 weist ebenfalls einen ersten Folienabschnitt 9 und einen zweiten Folienabschnitt 10 auf. D. h. der jeweils nicht zwischen Fenster 2 und Absorbervorderseite 3a befindliche Folienabschnitt 9 oder 10 ist durch Umlenkung über die erste Rolle 8a auf der Absorberrückseite 3b geführt. Im normalen Betrieb befindet sich dadurch also der der Abschattung dienende zweite Folienabschnitt 10 zwischen der Absorberrückseite 3b und der Rückwand des Gehäuses 1 und trägt so zur Verminderung der rückseitigen Konvektion wie auch der rückseitigen Wärmestrahlungsverluste bei. Aufgrund der Endlosfolie 7 erübrigt sich ein Spannmechanismus in der er- sten Rolle 8a.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die sich von der zweiten Ausführungsform nach Fig. 4 lediglich hinsichtlich der Ausgestaltung der Wärmeisolierung auf der Absorberrückseite 3b unterscheidet; alle übrigen Komponenten entsprechen denen der zweiten Ausführungsform, so dass auf eine Beschreibung verzichtet werden kann. Die Wärmeisolierung 5 besteht aus einer oder mehreren festen, metallisch beschichteten Wärmeisolationsfolien 18, die in dem Gehäuse zwischen der Rückwand und dem sich auf der Absorberrückseite 3b befindlichen Folienabschnitt der Endlosfolie 7 aufgespannt ist. Die Verwendung von Wärmeisolationsfolien 18 anstelle herkömm- licher Wärmeisolierungen ermöglicht eine geringere Bauhöhe und geringeres Gewicht.
Die Wärmeisolationsfolie 18 und auch die motorische Antriebseinrichtung 11 mit Regeleinrichtung 16, Temperaturfühler 17 und Photovoltaikelement 15 kann auch bei der ersten Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden. Bei allen Ausführungsformen kann die Außenseite des Fensters 2 mit einer
Antireflexbeschichtung versehen sein, um den Transmissionsgrad des Fensters 2 zu erhöhen.
Der Betrieb erfolgt bei allen Ausführungsformen der Erfindung entsprechend. Überschreitet die durch den Temperaturfühler 14, z. B. in Form eines Bime- tal Istreifens, am Absorber gemessene Absorbertemperatur einen vorgegebenen Wert, wird die Absorbervorderseite 3a in der Art eines Rollos temporär durch Einbringen des abschattenden Folienabschnitts 10 zwischen Fenster 2 und Absorber 3 mittels der motorischen Antriebseinrichtung 11 verschattet, bis die Temperatur des Absorbers 3 unter einen vorgegebenen Wert fällt und/oder wieder Wärme abgenommen wird und/oder die solare Einstrahlung nachgelassen hat. Wenn die Abschatteinrichtung 6 aktiv ist, ist der transparente Folienabschnitt auf einer der der beiden Rollen 8 aufgewickelt oder im Falle des Umlenksystems - Fig. 4 - zwischen der Absorberrückseite und der Rückwand des Gehäuses 1 positioniert. Die Regelung der motorischen An- triebseinrichtung 11 erfolgt mittels einer Regeleinrichtung 16, die mit dem auf dem Absorber 3 montierten Temperaturfühler 14 verbunden ist. Der Temperaturfühler 14 kann alternativ auch an der Wärmetauschereinrichtung 4 oder außerhalb des Sonnenkollektors angebracht sein.
Beim Übergang zum normalen Betrieb wird der abschattende Folienabschnitt 10 wieder auf eine der Wellen-/Rollen 8 aufgewickelt, bzw. auf der Sonne abgewandten Seite des Absorbers 3 positioniert und der transparente Folienabschnitt zwischen Absorber 3 und Fenster 2 eingebracht.
Zur Energieversorgung kann anstelle des Photovoltaikmoduls 15 ein PeI- tierelement eingesetzt werden, das die im Abschattungsfall vorhandene Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Fenster nutzt.
Bezugszeichenliste:
1 Gehäuse
2 Fenster
3 Absorber
3a Absorbervorderseite
3b Absorberrückseite
4 Wärmetauschereinrichtung
5 Wärmeisolierung
6 Abschatteinrichtung
7 Folie
8a erste Rolle/Welle
8b zweite Rolle/Welle
9 erster Folienabschnitt
10 zweiter Folienabschnitt
11 motorische Antriebseinrichtung
12 Schneckengetriebe
13 Zahnrad
14 Elektromotor
15 Photovoltaikelement
16 Regeleinrichtung
17 Temperaturfühler
18 Wärmeisolationsfolien
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Claims
1. Sonnenkollektor zur Umwandlung von Sonnenstrahlung in Wärme, mit einem geschlossenen Gehäuse (1 ), einem in dem Gehäuse (1 ) vorgesehenen sonnenstrahlungsdurchlässigen Fenster (2), einem in dem Gehäuse (1 ) hinter dem Fenster (2) angeordneten Sonnenstrahlungsabsorber (3), der eine dem Fenster (2) zugewandte Absorbervorderseite (3a) und eine von dem Fenster (2) abge- wandte Absorberrückseite (3b) umfasst, und einer thermisch mit dem Absorber (3) gekoppelt Wärmetauschereinrichtung (4) zur Abfuhr der Wärme aus dem Gehäuse (1 ), einer Abschatteinrichtung (6) mittels der sich der Absorber (3) zumindest teilweise abschatten lässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) wenigstens teilweise in dem
Gehäuse (1 ) angeordnet ist.
2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) eine Folie (7) umfasst, die zwischen Absorber (3) und Fenster (2) einbringbar ist und die wenigstens in einer Teilfläche (10) sonnenstrahlungsdämpfende Eigenschaften besitzt.
3. Sonnenkollektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) bei ausgeschalteter Abschatteinrichtung (6) aufgerollt ist.
4. Sonnenkollektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) mittels einer motorischen Antriebseinrichtung 11 ) über die Absorbervorderseite (3a) bewegbar ist.
5. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) auf zwei gegenüberliegenden Rollen (8) aufgewickelt ist und zwischen den beiden Rollen (8) die Absorbervorderseite (3a) überspannt, dass die Folie (7) wenigstens einen ersten und einen zweiten
Folienabschnitt (9, 10) aufweist, dass die Folienabschnitte (9, 10) unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen, und dass die Folienabschnitte (9, 10) durch Auf- bzw. Abrollen von den beiden Rollen (8) abwechselnd in den Raum zwischen Absorbervorderseite (3a) und Fenster (2) einbringbar sind.
6. Sonnenkollektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Folienabschnitte (9, 10) jeweils so dimen- sioniert sind, dass sie die Absorbervorderseite (3a) vollständig überspannen.
7. Sonnenkollektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Folienabschnitt (9) im durch das Fenster (2) transmit- tierten Wellenlängenbereich transparent und/oder transluzent ist und dass der zweite Folienabschnitt (10) in diesem Wellenlängenbereich reflektierend und/oder absorbierend ist.
8. Sonnenkollektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Folienabschnitt (9) auf der dem Absorber (3) zugewandten Seite für die von dem Absorber (3) ausgehende Wärmestrahlung reflektierend und/oder absorbierend ausgebildet ist.
9. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass der zweite Folienabschnitt (10) eine metallische Be- schichtung aufweist.
10. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) auf der dem Fenster (2) zugewandten Seite wenigstens teilweise blendfrei ausgestaltet ist.
11. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) auf der dem Fenster (2) zugewandten Seite wenigstens teilweise diffus reflektierend ausgestal- tet ist.
12. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gehäuse (1 ) und der Absorberrückseite (3b) eine Wärmeisolierung (5) vorgesehen ist.
13. Sonnenkollektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung (5) aus wenigstens einer metallischen und/oder me- tall-oxidisch beschichteten und/oder einer IR-reflektierenden Folie (18) besteht, die zwischen Absorberrückseite (3b) und Gehäuse (1 ) aufgespannt ist.
14. Sonnenkollektor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzliche Wärmeisolation Luft als Füllgase in das Gehäuse (1 ) eingebracht ist.
15. Sonnenkollektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen eingebrachter Folie (7) und Fenster (2) und/oder zwischen eingebrachter Folie (7) und Absorbervorderseite (3a) bei Luft als Füllgas im Bereiche zwischen 8 und 12 mm liegt.
16. Sonnenkollektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen Wärmeisolation inerte Gase mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als Luft als Füllgase in das Gehäuse (1 ) eingebracht sind.
17. Sonnenkollektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Füllgase Krypton, Xenon, Argon SF6, UF6 und/oder CO2 eingebracht sind.
18. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rollen außerhalb des Gehäuses (1 ) angeordnet sind und dass die Folie (7) über Schlitze das Gehäuse (1 ) durchsetzt.
19. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rollen (8) in dem Gehäuse
(1 ) angeordnet sind.
20. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) als auswechselbares Modul ausgebildet ist.
21. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) als Endlosfolie ausgebildet ist.
22. Sonnenkollektor nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der nicht zwischen Absorbervorderseite (3a) und Fenster (2) angeordnete Teil der Endlosfolie (7) über eine Umlenkeinrichtung (8) zwischen Gehäuse (1 ) und Absorberrückseite (3b) geführt ist.
23. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) die Folie (7) mehrfach enthält.
24. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (8) eine Spannvorrichtung zum Spannen der Folie (7) umfasst.
25. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus einem Material besteht, das sich bei Temperaturerhöhung zusammenzieht.
26. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die motorische Antriebseinrichtung (11 ) ein Schneckengetriebe (12) umfasst.
27. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) eine Regeleinrichtung (11 , 16, 17) umfasst, um die Abschatteinrichtung (6) bei Erreichen einer bestimmten Grenztemperatur im Absorber (3) oder in der Wärmetauschereinrichtung (4) zu aktivieren.
28. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschatteinrichtung (6) eine autarke Ener- gieversorgung, insbesondere mittels eines Photovoltaikmoduls (15) oder eines Peltierelements umfasst.
29. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) elastisch ist.
30. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) lichtstabil ist.
31. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) alterungsstabil ist.
32. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) reißfest ist.
33. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus Kunststoff und/oder aus Metall besteht.
34. Sonnenkollektor nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus dotiertem Kunststoff und/oder aus dotiertem Metall besteht.
35. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) Nanopartikel enthält.
36. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus Teflon oder einem Kopolymer von Ethylen und Tetrafluorethylen als Grundmaterial auf- gebaut ist.
37. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) aus einem TPU-Ku nststoff oder einem UV-stabilisierten Polyesterfilm oder aus einem Polyethy- lenteraphthalat als Grundmaterial aufgebaut ist.
38. Sonnenkollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (7) und/oder das Fenster (2) mit einer Antireflexbeschichtung zur Erhöhung der Transmission versehen ist.
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- 2006-04-07 WO PCT/EP2006/061420 patent/WO2006106139A1/de not_active Application Discontinuation
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