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DE102008016110A1 - Solar collector for generating energy by concentrating sunlight - Google Patents

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DE102008016110A1
DE102008016110A1 DE102008016110A DE102008016110A DE102008016110A1 DE 102008016110 A1 DE102008016110 A1 DE 102008016110A1 DE 102008016110 A DE102008016110 A DE 102008016110A DE 102008016110 A DE102008016110 A DE 102008016110A DE 102008016110 A1 DE102008016110 A1 DE 102008016110A1
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Germany
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solar collector
light
collector according
focal point
sun
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Application number
DE102008016110A
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Inventor
Juri Koulechoff
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Individual
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Abstract

Der erfindungsgemäße Sonnenkollektor 15 besitzt eine neue Einrichtung zum Fokussieren und Übertragen von Licht (9). Er besteht aus mindestens einer transparenten Kugel (1), die sonnenstandsabhängig einen Brennpunkt (5) auf einer sphärischen Fläche außerhalb der Kugel (1) erzeugt. Durch eine mechanische Vorrichtung (2, 3, 4, 8), die dem Brennpunkt (5) folgt, wird dieser in jeder durch die Sonne vorgegebenen Position fixiert. Durch die matrixförmige Anordnung einer Vielzahl von transparenten Kugeln (1), die einen geringen Durchmesser besitzen, wird ein flacher Sonnenkollektor (15) gebildet, der der üblichen integrierbaren Baugröße von handelsüblichen Warmwasserkollektoren entspricht. Er kann somit fest in Dach- oder Fassadenelementen installiert werden und besitzt äußerlich keine mechanischen störenden Elemente. Trotz ständig änderndem Sonnenstand ist er in der Lage, das direkte Sonnenlicht zu fokussieren und konzentriert zu nutzen. Bei Einspeisung in einen Lichtleiter kann die Sonnenenergie an jeden beliebigen Ort geführt werden, wo das konzentrierte Licht mittels Lichtleiterschalter unterschiedliche Aufgaben erfüllt.The solar collector 15 according to the invention has a new device for focusing and transmitting light (9). It consists of at least one transparent sphere (1) which, depending on the position of the sun, generates a focal point (5) on a spherical surface outside the sphere (1). By a mechanical device (2, 3, 4, 8), which follows the focal point (5), this is fixed in each position predetermined by the sun. By the matrix-shaped arrangement of a plurality of transparent balls (1) having a small diameter, a flat solar collector (15) is formed, which corresponds to the usual integrable size of commercial hot water collectors. It can thus be installed firmly in roof or façade elements and has no external mechanical disturbing elements. Despite constantly changing position of the sun, he is able to focus the direct sunlight and to use concentrated. When fed into a light guide, the solar energy can be led to any location where the concentrated light by means of optical fiber switch performs different tasks.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor zur Energiegewinnung durch Konzentration von Sonnenlicht und dessen Nachführung bzw. Transport.The The invention relates to a solar collector for energy through Concentration of sunlight and its tracking or Transport.

[Stand der Technik][State of the art]

Die Nutzung von konzentriertem Sonnenlicht zur Energiegewinnung erlangt eine immer größere Bedeutung. Der jetzige Stand der Technik stellt sich gegenwärtig so dar, dass Licht mit Hilfe von Parabolspiegeln bzw. Sammellinsen in einem Brennpunkt gebündelt wird. Der Nachteil ist, dass diese Systeme der Sonnenlichtbündelung und dem ständig wechselnden Sonnenstand nachgeführt werden müssen. Dies verlangt in der Regel große mechanisch bewegte Teile, die sehr platzaufwendig und schwer sind. Eine Nutzung für den alltäglichen Hausgebrauch, wie man ihn z. B. von anderen Sonnenkollektoren (Warmwasserkollektoren, Solarkollektoren) her kennt, ist mit diesen Systemen nicht möglich. Außerdem ist es erforderlich, um vielseitige Anwendungsmöglichkeiten zu gewährleisten, das Sonnenlicht mit Hilfe von Lichtleitern effektiv zu transportieren.The Use of concentrated sunlight for energy production an ever greater importance. The current status The technology currently presents itself as light bundled with the help of parabolic mirrors or converging lenses in a focal point becomes. The disadvantage is that these systems of sunlight bundling and tracked the constantly changing position of the sun Need to become. This usually requires big mechanically moving parts that are very space consuming and heavy. A Use for everyday home use, how to him z. B. from other solar panels (hot water collectors, Solar collectors herher knows, is not possible with these systems. Besides, it is required to have versatile uses to ensure the sunlight with the help of light guides to transport effectively.

Aus der DE 10 2004 063 853 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sammlung von Licht, dessen Transport und der Abgabe des eingesammelten Lichtes an einem wählbaren anderen Ort zu Beleuchtungszwecken bekannt. Durch eine oder mehrere Sammellinsen wird einfallendes Licht, vorzugsweise Sonnenlicht, zu dem jeweiligen Brennfleck der einzelnen Linsen hin derart fokussiert, dass ein möglichst großer Anteil des fokussierten Lichtes in einen oder mehrere Lichtleiter eintritt, durch die Lichtleiter geleitet wird und am anderen Ende zu Beleuchtungszwecken zur Verfügung steht.From the DE 10 2004 063 853 A1 there is known an apparatus and method for collecting light, transporting it and delivering the collected light to a selectable other location for illumination purposes. By one or more converging lenses, incident light, preferably sunlight, is focused towards the respective focal spot of the individual lenses in such a way that the largest possible portion of the focused light enters one or more light guides through which the light guides pass and at the other end for illumination purposes Available.

Auch diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass für eine effektive Nutzung über den ganzen Tag das gesamte Linsensystem der Sonne nachgeführt werden muss. Außerdem lassen sich mit diesem System keine großflächigen Sonnenkollektoren zur Anordnung auf Dächern realisieren.Also This device has the disadvantage that for an effective Use throughout the day the entire lens system of the Sun must be tracked. In addition, let Do not use this system large solar panels to realize the arrangement on roofs.

[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sonnenkollektor zur Energiegewinnung durch Konzentration von Sonnenlicht zu schaffen, der für eine effektive Nutzung der Sonnenenergie eine flächenhafte Anordnung in einem Gehäuse erlaubt und in seiner Größe und seinem Aufbau überall, wie z. B. auf Dächern von Einfamilienhäusern einsetzbar ist. Außerdem soll er keine äußerlich sichtbaren mechanischen Elemente besitzen, die sich nur störend auf dachintegrierte Flächen auswirken. Weiterhin soll er die Möglichkeit besitzen, hohe Lichtkonzentrationen zu jedem beliebigen Ort zu transportieren, um damit unterschiedlichste Anwendungsbereiche abdecken zu können.task The invention is a solar collector for energy by creating concentration of sunlight that for an effective use of solar energy a areal Arrangement in a housing allowed and in its size and its structure everywhere, such. B. on roofs of Detached houses can be used. He should also no externally visible mechanical elements own, which are only disturbing on roof-integrated surfaces impact. Furthermore, he should have the opportunity to transport high concentrations of light to any location, to cover a wide range of applications.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The Task is solved with the features of the first claim. Advantageous developments and refinements are the subject matter the dependent claims.

Der Sonnenkollektor zum Fokussieren und Übertragen von Licht besteht aus mindestens einer transparenten Kugel, die sonnenstandsabhängig einen Brennpunkt auf einer sphärischen Fläche außerhalb der Kugel erzeugt.Of the Solar panel for focusing and transmitting light consists of at least one transparent ball, depending on the position of the sun a focal point on a spherical surface generated outside the sphere.

Gegenüber dem Prinzip der Lichtbündelung mittels Linsen benutzt die Erfindung zur Sonnenlichtkonzentration eine Kugel.Across from the principle of light bundling using lenses uses the Invention for sunlight concentration a ball.

Eine Linse fokussiert das Licht in einem Brennpunkt auf einer Brennebene, wobei sich der Einfallswinkel des parallelen Lichtes (der Sonnenstand verändert sich) ändert und der Brennpunkt auf der Brennebene wandert und unscharf wird. Um das zu verhindern muss die Linse dem Sonnenstand nachgeführt werden.A Lens focuses light at a focal point on a focal plane, where the angle of incidence of the parallel light (the position of the sun changes) and the focus changes on the Focal plane wanders and becomes blurred. To prevent this the lens can be tracked to the position of the sun.

Demgegenüber wird in der vorliegenden Erfindung das Licht mit einer transparenten Kugel fokussiert. Bei einer Kugel existiert keine Brennebene, denn der Brennpunkt bewegt sich in einen konstanten Abstand zur Kugel um diese herum.In contrast, in the present invention, the light is transparent Ball focused. There is no focal plane for a sphere because the focal point moves at a constant distance to the ball around these.

Deshalb ist bei einer Kugel lediglich eine mechanische Vorrichtung zu schaffen, die dem Brennpunkt folgt und ihn in jeder, durch die Sonne vorgegebenen Position fixiert.Therefore is to create a ball only a mechanical device, which follows the focal point and sets it in each, given by the sun Position fixed.

Werden nun eine Vielzahl von transparenten Kugeln, die einen geringen Durchmesser besitzen, matrixförmig auf einem Träger angeordnet, wird ein flacher Sonnenkollektor gebildet, der der üblichen integrierbaren Baugröße von handelsüblichen Warmwasserkollektoren entspricht. Er kann somit fest in Dach- oder Fassadenelementen installiert werden und besitzt äußerlich keine mechanischen störenden Elemente. Trotz ständig ändernden Sonnenstand ist er in der Lage, das direkte Sonnenlicht zu fokussieren und konzentriert zu nutzen.Become now a variety of transparent balls that have a small diameter have, arranged in a matrix on a support, a flat solar panel is formed, which is the usual integrable size of commercially available Hot water collectors corresponds. He can thus firmly in roof or Facade elements are installed and has external no mechanical disturbing elements. Despite constantly changing Sun position, he is able to focus the direct sunlight and focused to use.

Bei Einspeisung in einen Lichtleiter kann die Sonnenenergie an jeden beliebigen Ort geführt werden, wo das konzentrierte Licht mittels Lichtleiterschalter unterschiedliche Aufgaben erfüllen kann.at Feeding into a light guide can direct solar energy to everyone Any place where the concentrated light fulfill different tasks by means of light guide switch can.

Bei der matrixförmigen Anordnung der Kugeln auf einem Träger können die mechanischen Vorrichtungen zum Folgen der Brennpunkte aller Kugeln direkt oder indirekt miteinander verbunden und synchron beweg werden.at the matrix-shaped arrangement of the balls on a support The mechanical devices can follow the foci all balls directly or indirectly connected and synchronous be moved.

Es ist aber auch denkbar, an den Positionen, an denen die Brennpunkte fixiert sind, statt der Lichtleiter andere Einrichtungen wie z. B. Solarzellen zu installieren.But it is also possible, at the positions, where the focal points are fixed, instead of the light guide other devices such. B. to install solar cells.

[Beispiele][Examples]

An Hand von Zeichnungen werden der Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert.At Hand of drawings are the structure and operation of the Invention explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen flächenhaften Sonnenkollektor bestehend aus einer Vielzahl lichtsammelnder transparenter Kugeln in einer Vorder- und Seitenansicht sowie einer Seitenansicht mit Andeutung einer integrierten Mechanik, 1 a planar solar collector consisting of a plurality of light-collecting transparent spheres in a front and side view and a side view with an intimation of an integrated mechanism,

2 das Verhalten eines Brennpunktes a) bei einer Linse und b) einer Kugel, 2 the behavior of a focus a) on a lens and b) a sphere,

3 ein mechanisches Grundgerüst mit einer Einrichtung zum Folgen des Brennpunktes, 3 a mechanical skeleton with a means of following the focal point,

4 ein mechanische Grundgerüst als Gesamtheit mit mechanischen Verbindungselementen und Antriebsmotoren, 4 a mechanical skeleton as a whole with mechanical fasteners and drive motors,

5 die Beweglichkeit der Mechanik bei Einspeisung in einen integrierten Lichtleiter, 5 the mobility of the mechanics when fed into an integrated light guide,

6 die Beweglichkeit einer fest installierten Halterung auf einer drehbaren Kugel, 6 the mobility of a fixed mount on a rotatable ball,

7 verschiedene Variationsmöglichkeiten einer Halterung für die Aufnahme des Lichtleiters und 7 various possible variations of a holder for receiving the light guide and

8 die Darstellung einer möglichen Anwendung der Erfindung. 8th the representation of a possible application of the invention.

In 1 ist ein flächenhafter Sonnenkollektor 15 gemäß der Erfindung bestehend aus einer Vielzahl lichtsammelnder transparenter Kugeln 1 in einer Vorder- und Seitenansicht dargestellt.In 1 is a planar solar panel 15 according to the invention consisting of a plurality of light-collecting transparent balls 1 shown in a front and side view.

In einer weiteren Seitenansicht ist im Schnitt die zum Folgen der Brennpunkte 5 eingesetzte integrierte Mechanik zu erkennen. Die Mechanik besteht, jeweils für eine Kugel 1, aus einer ersten Gleitschiene 2, einer zweiten Gleitschiene 3 und einer Halterung 4 zur Einspeisung in einen Lichtleiter 6.In another side view is in section to follow the foci 5 recognize used integrated mechanics. The mechanics exists, each for a ball 1 , from a first slide rail 2 , a second slide rail 3 and a holder 4 for feeding into a light guide 6 ,

An einer geeigneten Stelle treten die Lichtleiter 6 als Bündel aus dem Gehäuse 16 des Sonnenkollektors 15 aus.At a suitable place, the light guides occur 6 as a bundle from the case 16 of the solar collector 15 out.

2 zeigt den Unterschied im Verhalten des Brennpunktes a) bei einer Linse (Stand der Technik) und b) bei einer Kugel. 2 shows the difference in the behavior of the focus a) in a lens (prior art) and b) in a ball.

Das Prinzip der Lichtbündelung mit Hilfe von Linsen 14 (2a) ist weitreichend bekannt und wird zur Sonnenlichtkonzentration in den unterschiedlichsten Formen genutzt. Dabei fokussiert eine Linse 14 das einfallende Licht 9 in einem Brennpunkt 5 auf einer Brennebene. Der Nachteil der Linse 14 ist, wenn sich der Einfallswinkel des parallelen Sonnenlichtes 9 (der Sonnenstand verändert sich) ändert, wandert der Brennpunkt 5 auf der Brennebene und wird unscharf. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, dass die Linse 14 dem Sonnenstand nachgeführt werden muss.The principle of light bundling with the help of lenses 14 ( 2a ) is widely known and is used for sunlight concentration in a variety of forms. It focuses a lens 14 the incoming light 9 in a focal point 5 on a focal plane. The disadvantage of the lens 14 is when the angle of incidence of the parallel sunlight 9 (the sun's position changes), the focus moves 5 on the focal plane and gets blurred. Hence the need for that lens 14 the sun's position must be tracked.

Bei einer Kugel gemäß 2b existiert keine Brennebene, denn der Brennpunkt 5 bewegt sich in einen konstanten Abstand zur Kugel 1 um diese herum. Aus diesem Grund spielt die Ausrichtung zur Sonne für die Qualität des Brennpunktes 5 keine Rolle und eine mechanische Nachführung der Linse 14 entfällt komplett.In a ball according to 2 B there is no focal plane, because the focal point 5 moves at a constant distance to the ball 1 around these. For this reason, the orientation to the sun plays for the quality of the focal point 5 no role and a mechanical tracking of the lens 14 completely eliminated.

Damit nun das Licht 9 von dem Brennpunkt 5 der Kugel 1 z. B. in einen Lichtleiter 6 eingespeist werden kann, muss sich der Lichtleiter 6 in einen vorgegebenen konstanten Abstand im Bereich der gewünschten sphärischen Fläche um die Kugel 1 herum bewegen können.So now the light 9 from the focal point 5 the ball 1 z. B. in a light guide 6 can be fed, the light guide must be 6 in a predetermined constant distance in the range of the desired spherical surface around the ball 1 can move around.

Der Lichtleiter 6 wird dem sich ständig ändernden Sonnenstand und dem damit „wandernden” Brennpunkt 5 mit Hilfe einer Mechanik, im Wesentlichen bestehend aus den Gleitschienen 2 und 3, dargestellt in 3, angepasst. Die Gleitschienen 2 und 3 sind an einer Abdeckplatte 17 des Sonnenkollektors 15 drehbar gelagert sind. Die Abdeckplatte 17 beinhaltet gleichzeitig die Kugeln 1 zum Fokussieren des Lichtes 9, wobei eine Hälfte der Kugel 1 aus der Abdeckplatte 17 ragt.The light guide 6 becomes the constantly changing position of the sun and thus the "wandering" focal point 5 with the help of a mechanism, essentially consisting of the slide rails 2 and 3 represented in 3 , customized. The slide rails 2 and 3 are on a cover plate 17 of the solar collector 15 are rotatably mounted. The cover plate 17 includes the balls at the same time 1 to focus the light 9 , where one half of the ball 1 from the cover plate 17 protrudes.

Um Kosten und Gewicht zu sparen, kann die Abdeckplatte 17 mit den integrierten Kugeln 1 in ein Stück aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt werden.To save costs and weight, the cover plate can 17 with the integrated balls 1 be made in a piece of plastic by injection molding.

Um alle notwendigen Brennpunkte 5 ansteuern zu können, benötigt jede Kugel 1 zwei Gleitschienen 2 und 3, die sich um 90° kreuzen.To all necessary focal points 5 to be able to drive requires every ball 1 two slide rails 2 and 3 , which intersect at 90 °.

Da ein Kollektor 15 aus mehren Kugeln 1 besteht, wie in 4 dargestellt, handelt es sich hier um Reihen von Gleitschienen 2, 3, die wiederum in paralleler Anordnung stehen und durch mechanische Verbindungselemente 8 miteinander verbunden sind, so dass sie sich synchron bewegen.As a collector 15 from several balls 1 exists, as in 4 shown, these are rows of slide rails 2 . 3 , which in turn are in parallel arrangement and by mechanical fasteners 8th connected together so that they move synchronously.

Die Gleitschienen 2 sind also alle mechanisch miteinander verbunden und die Gleitschienen 3 sind wiederum auch alle mechanisch miteinander verbunden und können sich somit unabhängig voneinander bewegen. Hierfür benötigt das System zwei getrennt voneinander gesteuerte Motoren 7.The slide rails 2 So all are mechanically interconnected and the slide rails 3 In turn, all are mechanically connected to each other and thus can move independently. For this the system needs two separately controlled motors 7 ,

Werden die Gleitschienen 2, 3 bewegt, umlaufen sie den unteren Bereich der Kugel 1. Auf der Gleitschiene 2 und 3 ist jeweils für eine Kugel eine Halterung 4 befestigt, welche sich wiederum auf den Gleitschienen 2, 3, dargestellt in 5, hin und her bewegen lässt.Be the slide rails 2 . 3 moves, they run around the bottom of the sphere 1 , On the slide rail 2 and 3 is a holder for each ball 4 attached, which in turn on the slide rails 2 . 3 represented in 5 to move back and forth.

Durch das Bewegen der Gleitschienen 2, 3 kann also die Halterung 4 in jede beliebige Position gebracht werden. Die Halterung 4 besitzt in diesem Beispiel eine trichterförmige innen verspiegelte Form (7), die eine Größe besitzt, um das zu bündelnde Licht 9 aufzunehmen. Der Abstand der Trichterspitze zur Kugel 1 entspricht genau dem Brennpunkt 5.By moving the slide rails 2 . 3 So can the holder 4 be brought into any position. The holder 4 has in this example a funnel-shaped internally mirrored shape ( 7 ), which has a size around the light to be focused 9 take. The distance of the funnel tip to the ball 1 corresponds exactly to the focal point 5 ,

Durch die Drehbewegungen der Gleitschienen 2 und 3 sowie der Beweglichkeit der Halterung 4, wird sichergestellt, das alle notwendigen Brennpunkte 5 unterhalb der Kugel 1 angesteuert werden können wie in 5 dargestellt. Scheint Sonnenlicht 9 durch die Kugel 1 kann die Halterung 4 solch eine Position einnehmen, dass der entstehende Brennpunkt 5 genau in die Trichterspitze der Halterung 4 hinein scheint.By the rotational movements of the slide rails 2 and 3 and the mobility of the holder 4 , ensures all the necessary foci 5 below the ball 1 can be controlled as in 5 shown. Sunlight shines 9 through the ball 1 can the holder 4 assume such a position that the resulting focus 5 exactly in the funnel tip of the holder 4 shines in.

Gesteuert wird der gesamte Mechanismus 2, 3, 4, 8 durch Lichtsensoren 12. Diese können sich unterhalb einer einzelnen Kugel 1 (dargestellt in 1) befinden. Vorstellbar wäre z. B. dass sich in einer Trichterspitze 4 statt des Lichtleiters 6 der Lichtsensor 12 befindet (1). Dieser steuert die beiden Motoren 7 für die Gleitschienen 2, 3 so, dass sich der Sensor 12 immer optimal im Brennpunkt 5 fixiert. Da alle Trichterspitzen 4 sich synchron ausrichten, ist eine optimale Korrektur des sich bewegenden Brennpunktes 5 gegeben. Eine komplizierte Einmessung, wie bei anderen Systemen ist nicht nötig, da sich das System selbst steuert (Kostenersparnis durch schnelle und unkomplizierte Montage möglich).The whole mechanism is controlled 2 . 3 . 4 . 8th through light sensors 12 , These can be below a single ball 1 (shown in 1 ) are located. It would be conceivable z. B. that is in a funnel tip 4 instead of the light guide 6 the light sensor 12 located ( 1 ). This controls the two motors 7 for the slide rails 2 . 3 so that the sensor 12 always optimally in focus 5 fixed. Since all funnel tips 4 Align synchronously is an optimal correction of the moving focus 5 given. A complicated measurement, as with other systems is not necessary because the system controls itself (cost savings through quick and easy installation possible).

Es wäre natürlich auch möglich, wie in 6 dargestellt, die transparente Kugel 1 indirekt in die Abdeckplatte 17 so zu integrieren, dass sie sich frei drehen kann. Damit besteht die Möglichkeit, die Halterung (Trichter) 4 für den Lichtleiter 6 oder andere gewünschte Bauelemente fest mit der Kugel 1 zu verbinden. In diesen Fall richtet sich also die komplette Kugel 1 mit der sich darauf befindlichen fest verbundenen Halterung 4 nach dem jeweiligen Sonnenstand aus.It would of course be possible, as in 6 represented, the transparent sphere 1 indirectly in the cover plate 17 integrate so that it can rotate freely. This gives the possibility of the holder (funnel) 4 for the light guide 6 or other desired components fixed to the ball 1 connect to. In this case, therefore, the entire sphere depends 1 with the firmly attached bracket thereon 4 according to the respective position of the sun.

Gesteuert wird die Variante nach 6 zentral über mechanische Verbindungselemente, so dass sich alle Kugeln 1 synchron bewegen.The variant is controlled according to 6 Centrally via mechanical fasteners, so that all balls 1 move synchronously.

Wie schon erwähnt, besteht natürlich die Möglichkeit in die Trichterspitze von der Halterung 4 die unterschiedlichsten Einrichtungen und Materialien einzubringen, wie zum Beispiel eine Solarzelle zur Stromerzeugung. In diesen Fall befindet sich jedoch ein Lichtleiter in der Halterung (Trichterspitze) 4, in die das Licht 9 eingeleitet wird.As already mentioned, of course, there is the possibility in the funnel tip of the holder 4 to bring in a wide variety of equipment and materials, such as a solar cell for power generation. In this case, however, there is a light guide in the holder (funnel tip) 4 into which the light 9 is initiated.

Um in diesem Fall eine optimale Aufnahme des Brennpunktes 5 in den Lichtleiter 6 zu gewährleisten, sind in 7 einige Beispiele der Variationsmöglichkeit der Trichterspitze also Halterung 4 aufgeführt.In this case, an optimal recording of the focal point 5 in the light guide 6 to ensure are in 7 some examples of the possibility of variation of the funnel tip so bracket 4 listed.

In 7, Trichter 4a befindet sich der Lichtleiter 6 direkt im Zentrum des Brennpunktes 5.In 7 Funnel 4a is the light guide 6 right in the center of the focal point 5 ,

In 7, Trichter 4b vergrößert sich die verspiegelte Trichterspitze 10 konisch, um einen besseren Eintrittswinkel des Lichtes 9 in den Lichtleiter 6 herzustellen. Hierfür muss der Lichtleiter 6 etwas außerhalb des Brennpunktes 5 liegen.In 7 Funnel 4b the mirrored funnel tip enlarges 10 conical, for a better entrance angle of the light 9 in the light guide 6 manufacture. This requires the light guide 6 a little out of focus 5 lie.

In 7, Trichter 4c wird kurz vor der Trichterspitze eine Zerstreuungslinse 11 eingebracht, um das zum Brennpunkt 5 laufende Licht 9 wieder in ein parallelähnliches Licht umzuwandeln. Hierbei dringt anschließend das Licht 9 optimal in den Lichtleiter 6 ein. Das Licht 9 kann nun an einen beliebigen Ort transportiert werden, wo es individuell genutzt werden kann.In 7 Funnel 4c becomes a diverging lens shortly before the funnel tip 11 introduced to the focal point 5 running light 9 to transform it back into a parallel-like light. Here then the light penetrates 9 optimal in the light guide 6 one. The light 9 can now be transported to any place where it can be used individually.

So besteht nun die Möglichkeit, dargestellt in 8, dass das Licht 9 mit Hilfe eines Lichtleiterschalters 13 unterschiedlich genutzt werden kann. So besteht also die Möglichkeit der direkten Sonnenlichtnutzung in schwer lichtzugänglichen Räumen, wie z. B. Tiefgaragen oder Büroräumen in Untergeschossen. Durch Lichtschaltsysteme 13 kann auch je nach Bedarf auf Warmwasseraufbereitung oder Kochen umgestellt werden. Wird beides nicht benötigt, kann das System beispielsweise auf Stromerzeugung umschalten.So now there is the possibility presented in 8th that the light 9 with the help of a light guide switch 13 can be used differently. So there is the possibility of direct sunlight use in hard to reach areas such. B. underground garages or office space in basements. By light switching systems 13 can also be converted to hot water preparation or cooking as needed. If both are not needed, the system can, for example, switch to power generation.

Durch die Erfindung wurde also ein Sonnenkollektor 15 zum Fokussieren und Transportieren von Sonnenlicht 9 geschaffen, der individuell je nach Wunsch alle bekannten Möglichkeiten der Sonnenenergienutzung ausschöpft.The invention thus became a solar collector 15 for focusing and transporting sunlight 9 created, which exploits individually as desired all known ways of using solar energy.

11
transparente Kugeltransparent Bullet
22
erste Gleitschienefirst slide
33
zweite Gleitschienesecond slide
44
Halterung, Trichter, LichtaufnahmeeinrichtungBracket, Funnel, light receiving device
55
Brennpunktfocus
66
Lichtleiteroptical fiber
77
Motorengine
88th
mechanische Verbindungselementemechanical fasteners
99
Lichtstrahlenlight rays
1010
sich konisch vergrößernde Trichterspitzeyourself conical enlarging funnel tip
1111
Streulinsediffusing lens
1212
Lichtsensorlight sensor
1313
LichtleiterschalterOptical fiber switch
1414
Sammellinseconverging lens
1515
Sonnenkollektorsolar panel
1616
Gehäusecasing
1717
Abdeckplattecover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004063853 A1 [0003] - DE 102004063853 A1 [0003]

Claims (15)

Sonnenkollektor zum Fokussieren und Übertragen von Licht (9), dadurch gekennzeichnet, dass – er aus mindestens einer transparenten Kugel (1) besteht, die sonnenstandsabhängig einen Brennpunkt (5) auf einer sphärischen Fläche außerhalb der Kugel (1) erzeugt und – eine mechanische Vorrichtung (2, 3, 4, 8) angeordnet ist, die dem Brennpunkt (5) folgt und ihn in jeder durch die Sonne vorgegebenen Position fixiert.Solar collector for focusing and transmitting light ( 9 ), characterized in that - it consists of at least one transparent ball ( 1 ), depending on the position of the sun, 5 ) on a spherical surface outside the sphere ( 1 ) and - a mechanical device ( 2 . 3 . 4 . 8th ) which is at the focal point ( 5 ) and fix it in any position given by the sun. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Vorrichtung (2, 3, 4, 8) aus zwei der Wölbung der Kugel (1) angepasste und um 90° gegeneinander versetzte Gleitschienen (2, 3) besteht auf denen eine Halterung (4) zur Verfolgung des Brennpunktes (5) angeordnet ist.Solar collector according to claim 1, characterized in that the mechanical device ( 2 . 3 . 4 . 8th ) from two of the curvature of the ball ( 1 ) and offset by 90 ° staggered slide rails ( 2 . 3 ) on which a holder ( 4 ) for tracking the focal point ( 5 ) is arranged. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (4) zur Verfolgung des Brennpunktes (5) fest mit der Kugel (1) verbunden ist und die Kugel drehbar gelagert ist.Solar collector according to claim 1, characterized in that the holder ( 4 ) for tracking the focal point ( 5 ) firmly with the ball ( 1 ) is connected and the ball is rotatably mounted. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Vielzahl von transparenten Kugeln (1) in matrixförmiger Anordnung in einem Gehäuse (16) ein flacher Sonnenkollektor (15) gebildet ist.Solar collector according to claim 1 to 3, characterized in that from a plurality of transparent balls ( 1 ) in a matrix-like arrangement in a housing ( 16 ) a flat solar panel ( 15 ) is formed. Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (1) zur Hälfte aus einer Abdeckplatte (17) des Gehäuses (16) herausragen.Solar collector according to claim 4, characterized in that the balls ( 1 ) in half from a cover plate ( 17 ) of the housing ( 16 protrude). Sonnenkollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (1) fest mit der Abdeckplatte (17) des Gehäuses (16) verbunden sind.Solar collector according to claim 4, characterized in that the balls ( 1 ) fixed to the cover plate ( 17 ) of the housing ( 16 ) are connected. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen Vorrichtungen (2, 3, 4, 8) aller Kugeln (1) direkt oder indirekt miteinander verbunden und synchron bewegbar sind.Solar collector according to Claims 1 to 4, characterized in that the mechanical devices ( 2 . 3 . 4 . 8th ) of all balls ( 1 ) are directly or indirectly connected to each other and synchronously movable. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kugeln (1) eines flachen Sonnenkollektors (15) über eine mechanische Vorrichtung (8) bewegbar sind.Solar collector according to Claims 1 to 4 and 7, characterized in that all the balls ( 1 ) of a flat solar collector ( 15 ) via a mechanical device ( 8th ) are movable. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 bis 4 und 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren mechanischen Vorrichtungen (2, 3, 4, 8) über einen Lichtsensor (12) und entsprechenden Antriebsmotoren (7) zentral ansteuerbar und so automatisch die Brennpunkte (5) aller Kugeln (1) in ihrer vorgegebenen Position fixierbar sind.Solar collector according to Claims 1 to 4 and 7 to 8, characterized in that the one or more mechanical devices ( 2 . 3 . 4 . 8th ) via a light sensor ( 12 ) and corresponding drive motors ( 7 ) centrally controllable and so automatically the focal points ( 5 ) of all balls ( 1 ) are fixable in their predetermined position. Sonnenkollektor nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass an den Positionen, an denen die Brennpunkte (5) fixiert sind, unterschiedliche Einrichtungen wie z. B. Solarzellen installiert sind.Solar collector according to the preceding claims, characterized in that at the positions where the foci ( 5 ) are fixed, different facilities such. B. solar cells are installed. Sonnenkollektor nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in den vorgegebenen Positionen Lichtleiter (6) installiert sind, in die das fokussierte Licht (9) der Sonne hineinstahlt und über die Lichtleiter (6) an jeden beliebigen Ort transportierbar sind.Solar collector according to the preceding claims, characterized in that in the predetermined positions optical fiber ( 6 ) into which the focused light ( 9 ) steals the sun and over the light guides ( 6 ) are transportable to any location. Sonnenkollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennpunkt (6) direkt auf einen Lichtleiter (6) trifft.Solar collector according to claim 11, characterized in that the focal point ( 6 ) directly onto a light guide ( 6 ) meets. Sonnenkollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lichtaufnahme in den Lichtleiter (6) eine konisch erweiterte verspiegelte Öffnung (10) angeordnet ist, in die der Brennpunkt (5) hineinstahlt.Solar collector according to claim 11, characterized in that for light absorption in the light guide ( 6 ) a conically enlarged mirrored opening ( 10 ), in which the focal point ( 5 ). Sonnenkollektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass kurz vor dem Brennpunkt (5) eine Zerstreuungslinse (11) angeordnet ist, welche zum Einkoppeln in den Lichtleiter (6) das zum Brennpunkt (5) führende Licht (9) in ein parallelähnliches Licht umwandelt.Solar collector according to claim 11, characterized in that shortly before the focal point ( 5 ) a diverging lens ( 11 ) is arranged, which for coupling into the light guide ( 6 ) that to the focal point ( 5 ) leading light ( 9 ) converts into a parallel-like light. Sonnenkollektor nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Sonnenkollektor (15) in die Lichtleiter (6) eingespeiste Licht (9) mit Hilfe von Lichtleiterschaltelementen (13) an unterschiedliche Orte oder Anwendungen zuführbar ist.Solar collector according to claim 11 to 14, characterized in that the solar collector ( 15 ) in the light guides ( 6 ) fed light ( 9 ) by means of light guide switching elements ( 13 ) can be fed to different locations or applications.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103958983A (en) * 2011-02-11 2014-07-30 安德烈·布罗塞尔 Transducer Concentrator System

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019098942A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-23 Nanyang Technological University Lighting apparatus, method for forming the same and method for controlling the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063853A1 (en) 2004-12-30 2006-07-13 Ralf Becker System for light collecting, its transport and delivery of collected light on selectable other point, e.g. for illumination, with incoming quasi parallel sun rays

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2434343A1 (en) * 1978-08-22 1980-03-21 Lercy Claude Fixed spherical refractor for solar energy sensor - refracts incident radiation to concentrate beam onto fluid carrying tubes
IL182390A0 (en) * 2007-03-25 2007-08-19 Oren Aharon A method and apparatus for a solar ball lens concentrator and tracker device and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063853A1 (en) 2004-12-30 2006-07-13 Ralf Becker System for light collecting, its transport and delivery of collected light on selectable other point, e.g. for illumination, with incoming quasi parallel sun rays

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103958983A (en) * 2011-02-11 2014-07-30 安德烈·布罗塞尔 Transducer Concentrator System

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