DE10134298A1

DE10134298A1 - Vorrichtung zur Energieversorgung

Info

Publication number: DE10134298A1
Application number: DE10134298A
Authority: DE
Inventors: Dieter Ratajczyk
Original assignee: Individual
Current assignee: Ratajczyk Dieter 22848 Norderstedt De
Priority date: 2001-07-14
Filing date: 2001-07-14
Publication date: 2003-01-23

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Energieversorgung und weist mindestens einen von einer Flüssigkeit durchströmten Solarkollektor, mindestens eine Förderpumpe sowie mindestens zwei den Solarkollektor mit der Förderpumpe sowie einer Verbrauchseinrichtung verbindende Flüssigkeitsleitungen auf. Der Solarkollektor ist auf einem Mast angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung, die mindestens einen von einer Flüssigkeit durchströmten Solarkollektor, mindestens eine Förderpumpe sowie mindestens zwei den Solarkollektor mit der Förderpumpe sowie einer Verbrauchseinrichtung verbindende Flüssigkeitsleitungen aufweist.
Derartige Vorrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt und werden üblicher Weise im Bereich von schrägen Dachflächen oder von Flachdächern installiert. Die Solarkollektoren weisen in der Regel eine schwarze Oberfläche auf, um eine Umwandlung der einstrahlenden Sonnenenergie in Wärmeenergie zu unterstützen. Die Wärmeenergie wird an die Flüssigkeit im Innern des Solarkollektors übertragen, als Flüssigkeit wird üblicher Weise Wasser verwendet. Über die Förderpumpe erfolgt eine Zirkulation der Flüssigkeit durch den Solarkollektor sowie in der Regel eine Zuleitung zu einem Vorratstank.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Sonnenkollektoren besteht darin, daß nur selten eine optimale Ausrichtung der Kollektorflächen relativ zu einer Haupteinstrahlungsrichtung der Sonnenstrahlen erfolgen kann, da beispielsweise beim Einbau im Bereich von Dachflächen die räumliche Orientierung der Solarkollektoren durch die Gestaltung sowie räumliche Orientierung des Daches vorgegeben ist. Auch bei Flachdächern treten häufig Standortprobleme auf, da durch benachbarte Gebäude oder Bepflanzungen häufig gerade zu den Haupteinstrahlungszeiten Beschattungen auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß ein verbesserter mittlerer Wirkungsgrad erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Solarkollektor auf einem Mast angeordnet ist.

Die Anordnung des Solarkollektors auf einem Mast ermöglicht es, im Bereich der zur Verfügung stehenden Aufstellungsfläche einen optimalen Aufstellungsort zu wählen. Darüber hinaus kann der Solarkollektor auf dem Mast geeignet hoch installiert werden, um ungewollte Beschattungen weitgehend zu vermeiden.

Zur Optimierung einer jeweiligen Sonneneinstrahlung wird vorgeschlagen, daß der Mast drehbar angeordnet ist.

Zur Vermeidung von Drehkupplungen wird vorgeschlagen, daß der Mast hin und her drehbar angeordnet ist.

Ein automatischer Betrieb wird dadurch unterstützt, daß der Mast mit einem Motor gekoppelt ist.

Eine besonders preiswerte Steuerung kann dadurch realisiert werden, daß der Motor an eine Zeitsteuerung angeschlossen ist.

Zur Bereitstellung einer an eine Umgebung angepaßten äußeren Gestaltung wird vorgeschlagen, daß der Mast und der Solarkollektor gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einer Pflanze aufweisen.

Insbesondere ist daran gedacht, daß der Mast und der Solarkollektor gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einem Baum aufweisen.

Eine preiswerte Bereitstellung der Flüssigkeitsleitungen wird dadurch unterstützt, daß der Mast über flexible Leitungen mit ortsfesten Flüssigkeitsleitungen verbunden ist.

Zur Gewährleistung einer Warmwasserversorgung auch zu Zeiten geringerer oder fehlender Sonneneinstrahlung wird vorgeschlagen, daß die Flüssigkeitsleitungen mit einem Vorratstank verbunden sind.

Ein hoher Wirkungsgrad bei der Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärmeenergie wird auch dadurch erreicht, daß der Solarkollektor schwarz beschichtete metallische Flächen aufweist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der wesentlichen Funktionskomponenten,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines auf einem drehbaren Mast angeordneten Solarkollektors,
Fig. 3 einen weiteren auf einem Mast angeordneten Solarkollektor,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines auf einem Mast angeordneten Solarkollektors,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines auf einem Mast angeordneten Solarkollektors mit zusätzlicher Darstellung einer Verankerung im Untergrund,
Fig. 6 eine Darstellung eines auf einem Mast angeordneten Solarkollektors, wobei die Kollektorflächen und der Mast ähnlich zu einem Baum konturiert sind und
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Mast mit einem Solarkollektor, der mit drei einen Baum nachbildenden Kollektorflächen versehen ist.
Das Blockschaltbild in Fig. 1 veranschaulicht das funktionelle Zusammenwirken der wesentlichen Komponenten der Vorrichtung. Ein Solarkollektor (1) ist über zwei Flüssigkeitsleitungen (2, 3) und eine Förderpumpe (4) mit einem Vorratstank (5) verbunden. An den Vorratstank (5) sind eine Wassereinspeisung (6) und eine Verbrauchseinrichtung (7) angeschlossen.
Fig. 2 veranschaulicht, daß der Solarkollektor (1) auf einem Mast (8) angeordnet ist. Der Mast (8) ist über ein Fundament (9) im Bereich eines Untergrundes (10) gehaltert. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht der Mast (8) aus einem Mastsockel (11), der im Untergrund (10) drehbar gelagert ist, und einem Mastaufbau (12), der starr mit dem Mastsockel (11) verbunden ist.
Zur Gewährleistung einer sicheren Halterung des Mastaufbaus (12) auch bei einwirkenden Querwinden weisen der Mastsockel (11) und der Mastaufbau (12) jeweils Mastflansche (13, 14) auf, die miteinander verschraubt sind.
Der Mastsockel (11) ist über Drehlager (15, 16) im Fundament (9) drehbar gelagert. Zur Ermöglichung einer Rotation des Mastes (8) ist im Bereich des Fundamentes (9) ein Motor (17) angeordnet, der den Mast (8) vorzugsweise lediglich mit einer Pendelbewegung rotatorisch hin- und herbewegt. Dies hat den Vorteil, daß teure Drehkupplungen für die Flüssigkeitsleitungen (2, 3) vermieden werden. Bei einer Hin- und Herbewegung ist es ausreichend, Anschlüsse (18, 19) des Mastes (8) über flexible Leitungen (20, 21) mit Anschlüssen (22, 23) im Bereich des Fundamentes (9) zu verbinden.
Der Solarkollektor (1) ist bei der dargestellten Ausführungsform plattenartig ausgebildet und wird relativ zur Horizontalen geneigt vom Mast (8) gehaltert. Die Neigung des Solarkollektors (1) relativ zur Horizontalen wird vorzugsweise derart gewählt, daß die Fläche des Solarkollektors (1) senkrecht zur Haupteinstrahlungsrichtung der Sonne ausgerichtet ist.
Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der der Solarkollektor (1) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Eine derartige Konstruktion erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn der Mast (8) nicht mit einem Rotationsantrieb versehen ist und unbeweglich vom Fundament (9) gehaltert wird.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Mastes (8), der einen Solarkollektor (1) haltert. Der Mastsockel (11), ist hier als eine Platte ausgebildet, die auf einem Fundament verschraubt werden kann.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein plattenartiger Mastsockel (11) über Verstrebungen (24) im Bereich des Untergrundes (10) gehaltert wird. Ein Innenraum des Mastes (8) ist über eine Zugangsöffnung (25) erreichbar.
Fig. 6 zeigt einen auf einem Mast (8) angeordneten Solarkollektor (1), der aus drei Kollektorelementen (26) ausgebildet ist. Die Kollektorelemente (26) sind gerundet konturiert und bilden gemeinsam mit dem Mast (8) eine baumartige Kontur aus.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Mast (8) mit drei Kollektorelementen (26), die ähnlich zu spitz zulaufenden Blättern konturiert sind. Auch diese Konstruktion führt zu einer im wesentlichen baumartigen Silhouette.
Der Rotationsantrieb des Mastes (8) kann beispielsweise zeitgesteuert erfolgen. Es ist aber ebenfalls daran gedacht, über einen Sensor eine jeweilige Einstrahlungsrichtung zu ermitteln und eine Ausrichtung des Mastes in Abhängigkeit von der aktuell erfaßten Sonnenposition vorzunehmen.
Der Solarkollektor (1) bzw. die Kollektorelemente (26) können beispielsweise aus schwarz eloxierten dünnen Kupferplatten oder Kupferfolien realisiert sein, die in wärmeleitendem Kontakt mit Rohren zur Leitung der Flüssigkeit stehen.
Eine vorteilhafte Installation kann derart erfolgen, daß die Förderpumpe (4) und der Vorratstank (5) im Bereich eines Kellers eines Hauses angeordnet werden und daß der Mast (8) mit dem Solarkollektor (1) lediglich über die Flüssigkeitsleitungen (2, 3) mit dem Vorratstank (5) in Verbindung steht. Durch die Anordnung des Mastes (8) mit dem Solarkollektor (1) im Freien und mit einem Abstand zum zu versorgenden Haus sind innerhalb des jeweiligen Hauses keine Rohrleitungen erforderlich, somit wird auch keine zusätzliche Gefahr von Leckagen hervorgerufen.

Claims

1. Vorrichtung zur Energieversorgung, die mindestens einen von einer Flüssigkeit durchströmten Solarkollektor, mindestens eine Förderpumpe sowie mindestens zwei den Solarkollektor mit der Förderpumpe sowie einer Verbrauchseinrichtung verbindende Flüssigkeitsleitungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (1) auf einem Mast (8) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) drehbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) hin und her drehbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) mit einem Motor (17) gekoppelt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (17) an eine Zeitsteuerung angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) und der Solarkollektor (1) gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einer Pflanze aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) und der Solarkollektor (1) gemeinsam eine Kontur ähnlich zu einem Baum aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (8) über flexible Leitungen (20, 21) mit ortsfesten Flüssigkeitsleitungen (2, 3) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitungen (2, 3) mit einem Vorratstank (5) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarkollektor (1) schwarz beschichtete metallische Flächen aufweist.