DE7726548U1

DE7726548U1 - SOLAR PANEL SYSTEM

Info

Publication number: DE7726548U1
Application number: DE19777726548
Authority: DE
Original assignee: Man Maschinenfabrik Augsburg- Nuernberg Ag 8000 Muenchen
Current assignee: Man Maschinenfabrik Augsburg- Nuernberg Ag 8000 Muenchen
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1981-02-26

Description

MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG
AktiengesellschaftMASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG
Corporation

München, den 19. August 1977Munich, August 19, 1977

SonnenkollektoranlageSolar collector system

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sonnenkollektoranlage/ bestehend aus mindestens einem annähernd halbzylindrischen konkaven Reflektor mit parabolförmigen Querschnitt und einem in der Brennlinie des Reflektors angeordneten, einen Wärmeträger führenden Absorber.The invention relates to a solar collector system / consisting of at least one approximately semi-cylindrical concave reflector with a parabolic cross-section and a heat transfer medium arranged in the focal line of the reflector leading absorber.

Die sogenannten Parabol-Kollektoren werden zur Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme hoher Temperaturen eingesetzt. Der Parabol-Reflektor erfaßt ein breites Strahlenbündel und reflektiert es konzentriert auf einen als Rohr ausgebildeten Absorber, der die Energie umwandelt und auf einen mit dem Absorber in wärmeleitendem Kontakt stehenden Wärmeträger weiterleitet. Hierbei können Temperaturen oberhalb 2 00⁰C im Wärmeträger erreicht werden.The so-called parabolic collectors are used to convert solar energy into heat at high temperatures. The parabolic reflector captures a wide bundle of rays and reflects it in a concentrated manner onto an absorber designed as a tube, which converts the energy and transmits it to a heat transfer medium that is in thermal contact with the absorber. Temperatures above 200 ^° C. can be reached in the heat transfer medium here.

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Die Leistung derartiger Kollektoren hängt aber von der Größe der sonnenbestrahlten Reflektorfläche ab. Da deren erreichbare Dimensionen aus fertigungstechnischen Gründen begrenzt sind, schaltet man für bestimmte Anwendungszwecke, wie z.B. Kraftwerken, mehrere Kollektoren zu einer Anlage zusammen, was zum Teil komplizierte oder aufwendige Montagearbeit erfordert, die mit der Stückzahl der zusammenzusetzenden Kollektoren steigt. Es sei hierzu allein schon die Zahl der Absorber-Rohranschlüsse genannt.The performance of such collectors depends on the size the reflector surface exposed to the sun. Since their achievable dimensions are limited for manufacturing reasons are, for certain purposes, such as power plants, several collectors are connected to one system, which sometimes requires complicated or time-consuming assembly work that depends on the number of pieces to be assembled Collectors rises. The number of absorber pipe connections should be mentioned here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonnenkollektoranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine vereinfachte Montage der Einzelbauteile erlaubt.The invention is based on the object of a solar collector system to create of the type mentioned, which allows a simplified assembly of the individual components.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Kollektorplattform vorgesehen ist, in der die Reflektoren • aneinander gereiht und gegebenenfalls mehrere solcher Reihen nebeneinander angeordnet sind, wobei die Brennlinie von den Reflektoren einer Reihe auf eine gemeinsame Gerade zu liegen kommen, in deren Bereich ein für die Reihe vorgesehener . gemeinsamer Absorber angeordnet ist.The object is achieved in that a Collector platform is provided in which the reflectors • lined up and possibly several such rows are arranged next to each other, with the focal line of the reflectors of a row to lie on a common straight line come, in whose area a designated for the series. common absorber is arranged.

Die aneinandergereihten Reflektoren bilden somit einen langen Parabol-Reflektor mit einer vielfachen Länge eines Einzelspiegels, so daß hier anstelle von getrennten Absorberrohren ein einziges, über die Länge des Reflektors sich erstreckendesThe lined-up reflectors thus form a long parabolic reflector with a multiple length of a single mirror, so that here instead of separate absorber tubes a single one that extends the length of the reflector

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Absorberrohr verwendet werden kann. Die Rohranschlüsse reduzieren sich dabei auf nur wenige Verbindungen, nämlich die die zwischen den Absorberrohren der einzelnen Reihen noch hergestellt werden müssen.Absorber tube can be used. The pipe connections are reduced to just a few connections, namely which still have to be produced between the absorber tubes of the individual rows.

Die Plattform kann in einer einfachen Art aus als Fachwerk zusainmengesetzten Verstrebungen ausgebildet sein, wobei die Verstrebungen für die Auflagefläche für die Kollektoren bzw. Reflektoren längs- und quergerichtet in Abständen angeordnet sind, die der Dimension eines Reflektors entsprechen oder ein Vielfaches davon sind.The platform can be formed in a simple way from struts assembled as a framework, the Struts for the support surface for the collectors or reflectors are arranged lengthways and transversely at intervals which correspond to the dimension of a reflector or are a multiple thereof.

Somit ist eine Vorlage geschaffen, auf der die Reflektoren annährend Stoß an Stoß angeordnet werden können, um somit die Oberfläche der Gesamtanlage als Nutzfläche für die Sonnenstrahlenaufnahme optimal zu nutzen.Thus, a template is created on which the reflectors can be arranged almost butt-to-butt, so as to to optimally use the surface of the entire system as a usable area for the absorption of sun rays.

Die einzelnen Reflektoren können vorteilhaft auf Rahmen angeordnet eingespannt sein, die dann mit den Verstrebungen der Auflagefläche der Plattform verbunden werden. Um üngenauigkeiten in den Toleranzen der Plattform auszugleichen, sind mindestens zwei-dimensional verstellbare Befestigungsmittel zur Befestigung der Rahmen an die Verstrebungen vorgesehen.The individual reflectors can advantageously be clamped on frames, which are then clamped to the struts be connected to the support surface of the platform. To compensate for inaccuracies in the tolerances of the platform, are at least two-dimensionally adjustable fasteners intended for fastening the frame to the struts.

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■? Auch ist es möglich, die Verbindung zwxschen Reflektor und■? It is also possible to make the connection between the reflector and

J- Rahmen mit verstellbaren sowie elastischen SpannelementenJ-frame with adjustable and elastic clamping elements

';' herzustellen.';' to manufacture.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besteht ein Spannelement aus einer Schraube, einer darauf aufgeschraubten 1 Auflagescheibe und einer Spannmutter, zwischen denen dieAccording to one embodiment of the invention, a tensioning element consists of a screw, one screwed onto it 1 support washer and a clamping nut, between which the

I Kante des Reflektors eingespannt ist. Mit ZurhilfenahmeI edge of the reflector is clamped. With the help

I von Federelementen als Zwischenlage zu beiden Seiten desI of spring elements as an intermediate layer on both sides of the

¹J Reflektors wird erreicht, daß die Verbindung zwischen Re ¹ J reflector is achieved that the connection between Re

I flektor und Rahmen elastisch ist, um geringe DehnbewegungenI flexor and frame is elastic to allow for slight stretching movements

|j . insbesondere durch Wärmedehnungen des Reflektors in der| j. in particular due to thermal expansion of the reflector in the

jy ' Tangentialebene zuzulassen.jy 'to allow tangent plane.

I' Die erfindungsgemäße Anlage ist gegenüber den bisherigen I ' The system according to the invention is compared to the previous

f Anordnungen nicht nur rascher und leichter herstell- undf not only faster and easier to manufacture and

|) montierbar, sondern auch kompakt und aufgxund seines vertret-|) mountable, but also compact and due to its justifiable

jf: baren Gewichtes geeignet, als eine der Sonnenlage nachstell-jf: suitable as one of the sun's position readjusted

P- bare Anlage schwenkbar zu montieren. P- mountable system can be swiveled.

|| Ein Ausführungsbexspxel gemäß der Erfindung ist in der Zeich-.|| A Ausführungsbexspxel according to the invention is in the drawing.

S nung schematisch dargestellt. Es zeigen:S nung shown schematically. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht undFig. 1 is a plan view and

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispieles undFig. 2 is a side view of the embodiment and

Fig. 3 bis 5 je Einzelheiten des Ausführungsbeispieles.Fig. 3 to 5 each details of the embodiment.

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Flg. 1 zeigt eine auf einem Sockel 10 beweglich montierte Kollektoranlage 11 mit parabolförmigem Querschnitt auf— weisende Reflektoren 12, die in Reflektorenzeilen '!3 zusammengefaßt sind. In der Brennlinie der einzelnen Reflektorzeilen 13 ist je ein Absorberrohr 14 angeordnet, in dem ein Wärmeträger zur Speicherung der vom Absorber 14 aufgenommenen Wärmeenergie fließt. Über anschlußstücke sind die Absorberrohre miteinander bzw. mit einem zentralen Sammelleitungssystem (Fig. 2) verbunden.Flg. 1 shows one mounted movably on a base 10 Collector system 11 with a parabolic cross-section on pointing reflectors 12, which are summarized in reflector rows'! 3. In the focal line of each Reflector rows 13 are each arranged an absorber tube 14 in which a heat transfer medium for storing the from the absorber 14 absorbed thermal energy flows. Via connectors the absorber pipes are connected to one another or to a central manifold system (Fig. 2).

Die einzelnen Spiegel 12 sind in einer Zeile 13 unterein-The individual mirrors 12 are in a row 13 below.

ander so angeordnet, daß die jeweiligen linsenförmigen Brennflecke auf einer Geraden 17 zu liegen kommen. Auf dieser Geraden wird das Absorberrohr mittels Blechteilen gehalten. Je nach Bedarf kann so eine Reflektorzeile mit mehr oder weniger Spiegeln 12 bestückt und in entsprechender Vielzahl nebeneinander zu einer Anlage zusammengefaßt werden.other arranged so that the respective lenticular Focal spots come to rest on a straight line 17. on The absorber tube is held in place on this straight line by means of sheet metal parts. Depending on requirements, a reflector line can have more or fewer mirrors 12 are fitted and combined in a corresponding number next to one another to form a system.

Die auf diese Weise hergestellten Kollektoren werden auf eine aus Verstrebungen 20 hergestellte Plattform 21 montiert. Um eine zuverlässige und rasche Montage zu gewährleisten, bei der eine optimale Orientierung der Bauelemente erreicht werden kann, sind Rahmen 25 vorgesehen, die jeweils ein oder mehrere Reflektoren halten, Fig. 3. Die Rahmen 25The collectors produced in this way are mounted on a platform 21 made of struts 20. Around to ensure a reliable and quick assembly, in which an optimal orientation of the components is achieved frames 25 are provided which each hold one or more reflectors, FIG. 3. The frames 25

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bestehen aus Längsleisten 26 und parobolförmig gebogene Querleisten 27, die so miteinander verbunden sind, daß der Gesamtrahmen entweder einen Parabol-Reflektor oder auch mehrere oder aber die einzelnen Spiegelsegmente 29, die zum Aufbau eines gesamten Reflektors dienen_f aufnehmen kann.consist of longitudinal strips 26 and parobolförmig curved transverse strips 27, which are interconnected so that the total frame either a parabolic reflector or may receive a plurality or the individual mirror segments 29 _f are used to build an entire reflector.

Zur Befestigung der Spiegelsegmente 29 bzw. der Reflektoren dienen Spannelemente 30, die im einzelnen in Fig. 5 näher dargestellt sind. Ein derartiges Spannelement besteht aus ainer mit den Längs- bzw. Querleisten 26 bzw. 27 verbundenen Schraube 32, auf der eine Auflagescheibe 33 aufgeschraubt und der eine Spannmutter 34 zugeordnet ist. Zwischen der Auflagescheibe 33, der Mutter 34 und zwei Federelementen 35 und 36 wird die Kante eines Spiegels, oder von zwei Spiegeln, wenn es sich um eine Mittelleiste handelt, federnd eingespannt.To fasten the mirror segments 29 or the reflectors, clamping elements 30 are used, which are shown in more detail in FIG are shown. Such a tensioning element consists of a screw connected to the longitudinal and transverse strips 26 and 27, respectively 32, on which a support disk 33 is screwed and to which a clamping nut 34 is assigned. Between the support disc 33, the nut 34 and two spring elements 35 and 36 become the edge of a mirror, or of two mirrors if it is one Central bar acts, resiliently clamped.

Für die Montage einer erfindungsgemäßen Kollektoranlage wird zunächst die fachwerkarfcige Plattform 21 zusammengebaut. Auf der Auflagefläche der Plattform bilden die Verstrebungen Halterahmen, die zur Aufnahme eines oder mehrerer Spiegelrahmen 25 ausgelegt sind. Das Einspannen der Reflektoren bzw. der SpiegelSegmente 29 im Rahmen 25 erfolgt in der Weise, daß die Auflagescheiben 33 eines Rahmens 25 zunächst durch Verschrauben so eingestellt werden, daßFor the assembly of a collector system according to the invention The framework platform 21 is first assembled. The struts form on the supporting surface of the platform Holding frames which are designed to hold one or more mirror frames 25. Clamping the reflectors or the mirror segments 29 in the frame 25 takes place in such a way that the support washers 33 of a frame 25 are initially set by screwing so that

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deren Auflagefläche die Fläche einer theoretischen Zylinder-Parabolflache angleichen. Durch einen Lackpunkt werden diese Scheiben in der eingestellten Lage fixiert. Erst dann werden die Spiegel aufgelegt und mit der Mutter 34, die mit einem vorbestimmten Anzugsmoment angezogen wird, befestigt. Die auf diese Weise erhaltene Reflektoreinheit wird dann in den entsprechenden Plattformrahmen eingelegt und init den Seitenleisten an die entsprechenden Piattformverstrebungen befestigt. Durch Langlöcher oder Einstellschrauben können hierbei Ungenauigkeiten in der Fertigung der Plattform ausgeglichen werden. Bei dieser Anordnung hängt die gebogene Reflektorfläche nach unten durch.whose contact area is the area of a theoretical parabolic cylinder surface align. These panes are fixed in the set position by means of a point of lacquer. First then the mirrors are put on and with the nut 34, which is tightened with a predetermined tightening torque, attached. The reflector unit obtained in this way is then placed in the corresponding platform frame and with the sidebars to the corresponding platform struts attached. Oblong holes or adjusting screws can cause inaccuracies in production of the platform. In this arrangement, the curved reflector surface sags downwards.

Nach dem Einlegen und Befestigen der einzelnen Reflektoren innerhalb einer Zeile, wird das Absorberrohr, das im allgemeinen von einer lichtdurchlässigen Schutzhülle 40 umgeben ist, in die Blechhalterungen 18 eingelegt. Auf diese Weise wird eine Zeile nach der anderen auf die Plattform anmontiert und anschließend v/erden die Endverschlüsse 15 der Absorberrohre 14 entsprechend verschaltet. Die Zahl der Leitungsanschlüsse richtet sich also nur nach der Zahl der Reflektorzeilen, die in einer Anlage vorgesehen werden. Die Anschlüsse sind aber nicht von der Anzahl von Reflektoren bzw. Kollektoren innerhalb einer Reflektorzeile abhängig. Dieser Vorteil gegenüber den bisherigen Kollektoranlagen macht sich insbesondere bei den Hochleistungsanlagen bemerkbar, bei denenAfter inserting and attaching the individual reflectors within a row, the absorber tube, which is generally is surrounded by a transparent protective sheath 40, inserted into the sheet metal holders 18. In this way one row after the other is mounted on the platform and then the end closures 15 of the absorber pipes are grounded 14 interconnected accordingly. The number of line connections depends only on the number of reflector rows, which are provided in a system. The connections are not dependent on the number of reflectors or Collectors within a reflector line dependent. This advantage over the previous collector systems makes itself felt especially noticeable in the high-performance systems where

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der Wärmeträger innerhalb der Absorberrohre 14 unter höherem Druck steht.the heat transfer medium within the absorber tubes 14 is under higher pressure.

Gemäß Fig. 2 ist die Kollektorplattform 21 um eine vertikale Drehachse 41 drehbar bzw. schwenkbar gelagert und mit einer entsprechenden Winkellage zu der Achse 41 orientiert, so daß die Sonnenstrahlen senkrecht auf Reflektoren einfällt und die gesamte Anlage der Sonne kontinuierlich nachgestellt werden kann. Am Staindort wird die Kollektoranlage so gerichtet, daß die Absorberrohre 14 eine Nord-Südrichtung einnehmen. Die erfxndungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also eine optimale Einstellung sowohl der Leistung als auch des Wirkungsgrades, indem die Richtung der Plattform und die Lage der Reflektoren in den Rahmen und in der Plattform sowie die des Absorberrohres entsprechend eingestellt werden können.According to Fig. 2, the collector platform 21 is about a vertical one Axis of rotation 41 rotatably or pivotably mounted and oriented with a corresponding angular position to axis 41, so that the sun's rays fall perpendicularly on reflectors and the entire system is continuously adjusted to the sun can be. At the storage location, the collector system is directed so that the absorber tubes 14 face a north-south direction take in. The device according to the invention thus enables optimal setting of both the power and the Efficiency by changing the direction of the platform and the location of the reflectors in the frame and in the platform as well which can be adjusted accordingly for the absorber pipe.

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Claims

1. Solar collector system consisting of at least one approximately semi-cylindrical, concave reflector, with a parabolic cross-section and one in the focal line of the reflector arranged a heat carrier leading absorber, characterized in that a Collector platform (21) is provided on which the reflectors (12) are lined up and if necessary

several such rows (13) arranged side by side

, are, with the focal lines of the reflectors one

Line on a common straight line (17), in

the area of which is arranged a common absorber (14) provided for the row.

2. Plant according to claim 1, characterized in that

a platform (21) trained as a professional association

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sehen ist, deren Auflagefläche für die Kollektoren durch Längs- und Querverstrebungen (20) gebildet ist, deren Abstände den Dimensionen des Reflektors entsprechen oder ein Vielfaches davon sind.can be seen whose support surface for the collectors is formed by longitudinal and transverse struts (20) whose distances correspond to the dimensions of the reflector or are a multiple thereof.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus Leisten (26 bzw. 27) hergestellte Rahmen3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that frames made from strips (26 or 27)

(25) vorgesehen sind, an denen je mindestens ein Reflektor (12) mit elastischen, verstellbaren Spannelementen (30) befestigt ist, und daß die Rahmen mit den Verstrebungen (20) der Auflagefläche der Plattform (21) miteinander verbunden sind.(25) are provided, on each of which at least one reflector (12) is attached with elastic, adjustable clamping elements (30), and that the frame with the struts (20) of the support surface of the platform (21) are connected to one another.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (30) Schrauben (32) aufweisen, die verteilt auf dem Rahmen (25) befestigt sind, daß zur Auflage der Reflektoren (12) verstellbare Auflagescheiben auf den Schrauben aufgesetzt sind, und daß die Reflektoren mit Spannrauttern (34) unter Vorspannung von Federelementen (35, 36) gegen die Auflagescheiben gedrückt sind.4. Plant according to claim 3, characterized in that the clamping elements (30) have screws (32) which distributed on the frame (25) are attached, that for the support of the reflectors (12) adjustable support washers are placed on the screws, and that the reflectors with clamping nuts (34) are pretensioned by Spring elements (35, 36) are pressed against the support washers.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche*, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (21) um eine vertikale Achse (41) drehbar gelagert und geneigt zur Vertikalen angeordnet ist.5. Plant according to one of the preceding claims *, characterized in that the platform (21) around a vertical axis (41) is rotatably mounted and inclined to the vertical.

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