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Dokumentenidentifikation DE10215266B4 04.10.2007
Titel Vorrichtung zum automatischen Ausrichten von Sonnenkollektoren
Anmelder Schmitz, Jan, 66625 Nohfelden, DE
Erfinder Schmitz, Jan, 66625 Nohfelden, DE
DE-Anmeldedatum 06.04.2002
DE-Aktenzeichen 10215266
Offenlegungstag 15.01.2004
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse F24J 2/38(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die Sonnenkollektoren, aber auch andere Geräte automatisch auf eine Lichtquelle, insbesondere die Sonne ausrichten kann.

Die bisher bekannten Vorrichtungen zum Ausrichten von Sonnenkollektoren sind nur über einen Winkelbereich schwenkbar, der dem Tagesverlauf der Sonne entspricht, wie beispielsweise die DE 41 16 894 A1 zeigt. Diese Vorrichtungen sind für den ortsfesten Einsatz vorgesehen und eignen sich nicht für einen mobilen Einsatz, beispielsweise für an Fahrzeugen angebrachte Sonnenkollektoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum automatischen Ausrichten von Sonnenkollektoren zu schaffen, die auch für mobil eingesetzte Kollektoren geeignet und kostengünstig herstellbar ist, wobei auch bei Drehungen dieser Vorrichtung von mehr als 360 Grad elektrische Signale und elektrische Ströme störungsfrei übertragbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnung erläutert.

Eine runde Drehscheibe 1 aus stabilem Material ist zentrisch auf einem Motor 9 – bevorzugt auf einem Gleichstromgetriebemotor – montiert. An der Unterseite dieser Drehscheibe 1 sind Stäbe 2 aus stabilem Material senkrecht zur Drehscheibe 1 angebracht, die an ihren unteren Enden mit Rollen 3 versehen sind. Diese Stabrollenkonstruktion 2, 3 dient zum Stabilisieren und zum genauen horizontalen Ausrichten der Drehscheibe 1. Außerdem ermöglicht diese Konstruktion eine Belastung durch hohes Gewicht. An den Rollen 3 befinden sich bewegliche, elektrisch leitende Schleifbleche 4, die gegen die Rollen 3, die Stäbe 2 und die Drehscheibe 1 elektrisch isoliert sind.

Die Schleifbleche 4 schleifen beim Drehen, an den Rollen 3 auf stufig übereinander bzw. ringförmig angeordneten leitenden Flächen 7, die gegeneinander isoliert und unter der Drehscheibe 1 auf einer Grundplatte angeordnet sind. Von den Schleifblechen 4 führen Stromdrähte auf die Drehscheibe 1, um den von den auf der Drehscheibe 1 gelagerten Sonnenkollektoren 12 gewonnenen Strom abzuführen und um die auf der Drehscheibe 1 vorgesehene Hebevorrichtung 13 mit Strom zu versorgen. Der Energie und Signalfluss von auf der Drehscheibe 1 angeordneten Bauteilen zu den starren, leitenden Flächen 7 unter der Drehscheibe 1 ist somit gewährleistet. Von den starren, leitenden Flächen führen Drähte zur speicherprogrammierbaren Steuerung 15 und zu den Energieabnehmern 16.

Die speicherprogrammiert gesteuerte Hebevorrichtung 13 auf der Drehscheibe 1 ist durch einen Motor 10, bevorzugt einen Getriebegleichstrommotor, antreibbar, um die Sonnenkollektoren 12 vertikal auszurichten.

In gleichen Winkelabständen um die Drehscheibe 1 herum sind mindestens vier Lichtspannungswandler 8 in mindestens vier Richtungen ausgerichtet, welche mit jeweils einem Mikroschalter 5 versehen sind. Diese Mikroschalter 5 werden von einem Bolzen 6 ausgelöst, der genau vor den Sonnenkollektoren 12 auf der Drehscheibe 1 angebracht ist.

Die Lichtspannungswandler 8 liefern jeweils unterschiedliche, der Lichtstärke entsprechende Spannungswerte an die Eingänge der speicherprogrammierbaren Steuerung 15.

Die speicherprogrammierbare Steuerung 15 wertet dann auf Grund eines in ihr abgelegten Programms die ergiebigste Lichtrichtung aus. Nun lässt die speicherprogrammierbare Steuerung 15 über einen ihrer Ausgänge den Drehscheibenantriebsmotor 9 laufen und hält genau an dem Mikroschalter 5 an, welcher zur ergiebigsten Richtung gehört, sobald dieser ein Signal an die speicherprogrammierbare Steuerung 15 liefert. Gleichzeitig fährt die Hebevorrichtung 10, 11, 13 auf der Drehscheibe 1 in die vertikal gewünschte Höhe der Sonnenkollektoren 12. Nach dem Abschalten der Anlage fährt die Hebevorrichtung 13 wieder herunter.

Die Drehscheibe 1 kann 360 Grad rund fahren und besitzt Rechts-Linkslauf bei gleichzeitiger problemloser Signalübertragung von der Drehscheibe 1 auf die Peripherie 15, 16 und umgekehrt. Die Verwendung einer speicherprogrammierbaren Steuerung 15 ermöglicht eine flexible Änderung der Funktionen wie Winkeleinstellungen, Richtungen und Schaltzeiten, sowie die Erfassung der gesammelten Werte.

1
Drehscheibe
2
Stäbe
3
Rollen
4
Schleifbleche
5
Mikroschalter
6
Bolzen
7
leitende Flächen
8
Lichtspannungswandler
9
Antriebsmotor für die Drehscheibe
10
Antriebsmotor für die Hebevorrichtung
11
Hebearm
12
Sonnenkollektoren
13
Hebevorrichtung
15
speicherprogrammierbare Steuerung
16
Energieabnehmer


Anspruch[de]
Vorrichtung zum automatischen Ausrichten von Sonnenkollektoren auf eine Lichtquelle mit folgenden Merkmalen:

– die Sonnenkollektoren (12) werden von einer Drehscheibe (1) aufgenommen, welche um mindestens 360 Grad drehbar ist;

– mindestens vier Lichtspannungswandler (8) sind in gleichen Winkelabständen um die Drehscheibe (1) herum angeordnet und in mindestens vier Richtungen ausgerichtet;

– die Signale der Lichtspannungswandler (8) werden von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (15) ausgewertet, welche einen die Drehscheibe (1) antreibenden Motor (9) ansteuert, wobei der Motor (9) die Drehscheibe (1) solange dreht, bis die Sonnenkollektoren (12) in Richtung des Lichtspannungswandlers (8) ausgerichtet ist, der den stärksten Lichteinfall signalisiert;

– an der Unterseite der Drehscheibe sind mit Rollen (3) und Schleifblechen (4) versehene Stäbe (2) senkrecht zur Drehscheibe (1) angebracht, wobei die Rollen (3) auf einer Grundplatte der Vorrichtung abrollen und die Schleifbleche (4) mit auf der Grundplatte angebrachten, gegeneinander isolierten, elektrisch leitenden Flächen (7) in Verbindung stehen und somit die elektrischen Verbindungen zu den auf der Drehscheibe (1) montierten Bauteilen gewährleisten.
Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Drehscheibe (1) eine Hebevorrichtung (13) mit einem Antriebsmotor (10) und einem Hebearm (11) zur vertikalen Ausrichtung der Sonnenkollektoren (12) vorgesehen ist. Vorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische leitenden Flächen (7) stufig übereinander bzw. ringförmig auf der Grundplatte angeordnet sind. Vorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor den Sonnenkollektoren (12) auf der Drehscheibe (1) ein Bolzen (6) angeordnet ist, der an den Lichtspannungswandlern (8) angebrachte Mikroschalter (5) auslöst, so dass die Mikroschalter (5) der speicherprogrammierbaren Steuerung (15) ein Positionssignal senden. Vorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (9) für die Drehscheibe (1) ein Gleichstromgetriebemotor ist.






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