Solarkollektor Next Generation
Werner Baumschlager
als ich heute so in der Sonne saß, ist mir folgender Gedanke gekommen:
Wäre es zum Zwecke der Warmwasserbereitung nicht viel intelligenter,
die Sonne zum Wasser zu bringen, statt das Wasser zur Sonne? Mir
schwebt dazu vor, das Licht mit einem Parabolspiegel zu sammeln, es
von dort per LWL in den Keller zu führen und es dort wie auch immer in
den Warmwasserkreis einzukoppeln.
Spricht irgendwas dagegen, daß ich gleich morgen zum Patentamt
pilgere? Oder sollte ich vielleicht noch vorher bei den Physikern
fragen?
MfG
Werner
C.P. Kurz
> Spricht irgendwas dagegen, daß ich gleich morgen zum Patentamt
> pilgere? Oder sollte ich vielleicht noch vorher bei den Physikern
> fragen?
Die Physiker werden dir erklären, dass der Spiegel zwar erstmal eine
gute Idee ist (gibt ja genug Solarkraftwerke, die das so machen), aber
der Transport der Wärmeenergie über 'Glasfaser' nicht funktioniert.
Abgesehen davon, dass ein Metallrohr mit innenliegender 'Glasfaser' aus
Wasser dafür auch billiger/einfacher ist ;-)
Es gibt auch andere gute technische Gründe, warum im Bereich üblicher
Systeme für den privaten Verbraucher Flächenabsorber schlicht günstiger
und sicherer sind.
- Carsten
Sabine Sauer
"Werner Baumschlager" <werner.ba...@gmx.net> schrieb im Newsbeitrag
news:1badb6d3-c2c3-4402...@a30g2000yqn.googlegroups.com...
>Hallo zusammen,
Glasfasern werden doch verwendet gerade um Licht "kalt" wo hinzubringen, wo
man Wärme nicht brauchen kann aber viel Licht.
Also vermute ich mal, das Wasser bei Dir im Keller wird zwar sehr hell aber
nicht warm ;-)
Heiko Neubauer
> Hallo zusammen,
>
> als ich heute so in der Sonne sa�, ist mir folgender Gedanke gekommen:
> W�re es zum Zwecke der Warmwasserbereitung nicht viel intelligenter,
> die Sonne zum Wasser zu bringen, statt das Wasser zur Sonne? Mir
> schwebt dazu vor, das Licht mit einem Parabolspiegel zu sammeln, es
> den Warmwasserkreis einzukoppeln.
Mann macht das doch heute so:
Mit einer Art von Parabolspiegel (Brennglas) wird nicht Wasser sondern
�l in einem W�rmespeicher erhitzt, und mit diesem Medium dann das Wasser.
Heiko
Ludwig Körner
> Spricht irgendwas dagegen, daß ich gleich morgen zum Patentamt
> pilgere?
Zu spät, was einmal veröffentlicht war, lässt sich nicht mehr patentieren.
--
Gruß Ludwig
http://info.kopp-verlag.de/news/brisante-neuerscheinung-eva-herman-bricht-ihr-schweigen.html
Werner Baumschlager
> Werner Baumschlager wrote:
> > Spricht irgendwas dagegen, daß ich gleich morgen zum Patentamt
> > pilgere?
>
> Zu spät, was einmal veröffentlicht war, lässt sich nicht mehr patentieren.
Ist das so? Quasi wie beim Songcontest?
Werner Baumschlager
> Glasfasern werden doch verwendet gerade um Licht "kalt" wo hinzubringen, wo
> man Wärme nicht brauchen kann aber viel Licht.
> Also vermute ich mal, das Wasser bei Dir im Keller wird zwar sehr hell aber
> nicht warm ;-)
Helles Wasser klingt aber auch nicht schlecht. Da müsste doch
zumindest im Esoterikbereich was zu machen sein. :)
Werner Baumschlager
> Werner Baumschlager schrieb:
>
> > Spricht irgendwas dagegen, daß ich gleich morgen zum Patentamt
> > pilgere? Oder sollte ich vielleicht noch vorher bei den Physikern
> > fragen?
>
> Die Physiker werden dir erklären, dass der Spiegel zwar erstmal eine
> gute Idee ist (gibt ja genug Solarkraftwerke, die das so machen), aber
> der Transport der Wärmeenergie über 'Glasfaser' nicht funktioniert.
Ist das so? Eine Glasfaser transportiert nicht die Energie des
Lichts?
> Abgesehen davon, dass ein Metallrohr mit innenliegender 'Glasfaser' aus
> Wasser dafür auch billiger/einfacher ist ;-)
Schon, aber im Betrieb wäre es doch viel einfacher, Licht zu leiten,
als Wasser durch die Gegend zu pumpen. Ganz zu schweigen von der
Flexibilität so einer Lichtleitung gegenüber einer Wasserleitung.
Harald Horn
> Ist das so? Eine Glasfaser transportiert nicht die Energie des
> Lichts?
sie transportiert nicht den Anteil der Energie, der vom Wasser besonders
gut absorbiert wird (das langwellige Infrarot).
>> Abgesehen davon, dass ein Metallrohr mit innenliegender 'Glasfaser' aus
>> Wasser daf�r auch billiger/einfacher ist ;-)
>
> Schon, aber im Betrieb w�re es doch viel einfacher, Licht zu leiten,
> als Wasser durch die Gegend zu pumpen. Ganz zu schweigen von der
> Flexibilit�t so einer Lichtleitung gegen�ber einer Wasserleitung.
Auhauera - bitte lies dich mal in die Theorie und Fertigungstechnik von
Lichtleitern eine. Die Geschichte ist wesentlich komplizierter und
ineffizienter (Leitungsd�mpfung!) als eine Wasserleitung. Und wesentlich
teurer in der Herstellung. So viel teurer, da� die Amortisation die
Lebenszeit der Anlage �berschreiten d�rfte. Daran �ndert in dem
Speziellen Fall auch Massenfertigung nicht viel. Ganz zu schweigen
davon, wie du 100m� beleuchtete Dachfl�che in die Faser einkoppeln
willst (eine Stelle, an der es schon wieder D�mpfung g�be, und zwar mehr
als auf der ganzen Leitungsl�nge).
Und von wegen Flexibilit�t von Wasserleitungen: Es gibt da eine
brandneue Erfindung, hab�selber erst gestern davon geh�rt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schlauch ;-)
Gru�,
Harald
Siegfried Schmidt
> Ist das so? Eine Glasfaser transportiert nicht die Energie des
> Lichts?
Natürlich, aber nicht jede Wellenlänge gleich gut.
<http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Optisches-Fenster-optical-
window.html>
Siegfried
Roland Damm
Werner Baumschlager wrote:
>> Die Physiker werden dir erklären, dass der Spiegel zwar erstmal eine
>> gute Idee ist (gibt ja genug Solarkraftwerke, die das so machen), aber
>> der Transport der Wärmeenergie über 'Glasfaser' nicht funktioniert.
>
> Ist das so? Eine Glasfaser transportiert nicht die Energie des
> Lichts?
Schon. Aber Sonnenlicht besteht aus vielen Farben (physikalsich
Wellenlängen). Glas kann nicht alle diese Wellenlängen durchlassen. Gut
'leitfähige' Gläser sind für die Datenübertragung entwickelt worden, die
können aber nur den nahen Infrarotbereich richtig gut.
> Schon, aber im Betrieb wäre es doch viel einfacher, Licht zu leiten,
> als Wasser durch die Gegend zu pumpen. Ganz zu schweigen von der
> Flexibilität so einer Lichtleitung gegenüber einer Wasserleitung.
Na ja, ist auch eine Kostenfrage. So ein Glasfaserbündel ist nicht ganz
billig. Und durch eine dünne Faser alleine bekommst du die Leistung nicht
durch. Aus vielerlei Gründen.
Das Problem bei Sonnenkollektoren ist sowie ein anderes: Die Sonne leuchtet
mit einem gewissen Spektrum. Das warme Wasser leuchtet aber auch, nur eben
mit einem anderen Spektrum. Die Kunst besteht nun darin, das warme Wasser so
einzupacken, dass es nicht durch Konvektion gekühlt wird aber auch seine
Wärmestrahlung nur sehr schlecht abgeben kann. Andererseits muss die
Verpackung für Sonnenlicht möglichst vollständig durchlässig sein.
Licht von einem Ort zum anderen zu transportieren löst dieses Grundproblem
in keinster Weise.
CU Rollo
Helmut Hullen
Du meintest am 06.06.10:
> Und von wegen Flexibilität von Wasserleitungen: Es gibt da eine
> brandneue Erfindung, hab?selber erst gestern davon gehört:
> http://de.wikipedia.org/wiki/Schlauch ;-)
Neumodsches Zeug. Ich bevorzuge die in Jahrhunderten bewährte Lösung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Aquaedukt
Viele Gruesse!
Helmut
Ludwig Körner
>> Zu spät, was einmal veröffentlicht war, lässt sich nicht mehr
>> patentieren.
>
> Ist das so?
Vertrau mir! Jede Art von öffentlicher Bekanntmachung, Ausstellung auf
Messen, Verkauf usw. sind ein Patenthindernis, denn patentiert wird nur,
was neu ist.
MaWin
news:huih5g$gf2$1...@speranza.aioe.org...
>
> Vertrau mir! Jede Art von öffentlicher Bekanntmachung, Ausstellung auf
> Messen, Verkauf usw. sind ein Patenthindernis, denn patentiert wird nur,
> was neu ist.
Prust . LOL.
Du baust dein Weltbild ohne den Patentamtmitarbeiter,
der nämlich vom erteilten Patent lebt, und daher jeden Scheiss durchwinkt,
ob perpetuum mobile oder die tausendeste Erfindung der Schraube.
So lange du dem Patentamtmitarbeiter bei der Einreichung nicht gleich
den Forumsartikel beiheftest, merkt der doch nix.
Als Konkurrent in einen evtnuellen Disput hast du natürlich mit dem
Forumsartikel gute Karten.
--
Manfred Winterhoff
Roland Damm
Mark Henning wrote:
> Im Solarpaneel sitzen kleine Linsen, die das Licht auf einzelne
> Glasfasern bündeln.
Das geht aber nur gut, wenn man direkte Sonne hat und die Linsen auf diese
ausrichtet. Ja wenn man sich den Aufwand einer Mitführung leisten will/kann,
kann man sowieso einiges optimieren. Fragt sich nur, ob sich das auf
finanziell rechnet. Denn altes Phänomen bei Sonne wie bei Windenergie: Für
den doppelten Preis kann man auch einfach die Fläche verdoppeln, das ist
keine Kunst. Die Primärenergie kostet ja schließlich nichts. Daher ist auch
der pysikalische Wirkungsgrad nicht wirklich von primärem Interesse. Was
zählt ist der Nutzenergieertrag pro Investitionskosten.
CU Rollo
Rainer Hübenthal
> Im Solarpaneel sitzen kleine Linsen, die das Licht auf einzelne
> Glasfasern bündeln. Mehrere Glasfasern kann man dann in eine münden
> lassen (mit Glasfasern kann man auch fokussieren). Die Anzahl der
> Glasfasern wird damit überschaubar. Macht man mW bei manchen
> Solarzellen auch schon so.
>
> Aber was die Dämpfung betrifft: Das kann ich quantitativ jetzt nicht
> beurteilen.
Glasfasern sind keine Schläuche, wo man Licht beliebiger Wellenlänge
langleiten kann. Das Licht wird durch den Grenzwinkel der Totalreflexion
in der Faser gehalten. Wobei die Totalreflexion nicht sprunghaft an der
Aussenfläche stattfindet, sondern die optische Dichte der Faser ändert
sich bedeutend vom Kern zum Rand, womit der Lichtstrahl schon weit vor
Erreichen des Aussenrandes wieder ins Innere gebrochen Wird. Das ganze
ist auch noch wellenlängenabhängig und das Licht kommt am Ende sehr
diffus wieder heraus. Am anderen Ende wird es dann zwar hell, aber nicht
sonderlich warm.
Und um das Licht über einen Parabolspiegel in die Glasfaser
einzuspeisen, muss diesser sehr exakt der Sonne nachgeführt werden.
G. Dorfl
> Harald Horn (Sun, 06 Jun 2010 23:41:28 +0200) wrote:
>
> >> Ist das so? Eine Glasfaser transportiert nicht die Energie des
> >> Lichts?
>
> >sie transportiert nicht den Anteil der Energie, der vom Wasser besonders
> >gut absorbiert wird (das langwellige Infrarot).
>
> Glasfasern bündeln. Mehrere Glasfasern kann man dann in eine münden
> lassen (mit Glasfasern kann man auch fokussieren). Die Anzahl der
> Glasfasern wird damit überschaubar. Macht man mW bei manchen
> Solarzellen auch schon so.
Glasfasern bündeln das Licht nicht, sie leiten es. Stell dir das vor
wie einen schlauch, deine Linsen sind eintrichter, den du in den
Schlauch steckst.
Die Sonne ist ein großes Wasserfass, das über dem Schlauch seinen
Inhalt entleert. Da geht einiges daneben und der trichter läuft auch
über. Klar kommt am Ende des Schlauchs Wasser an, aber nicht mit dem
druck und der geschwindigkeit, die du gerne hättest.
Klar, der Vergleich ist stark vereinfacht, aber er trifft IMO die
sache ganz gut.
Lichtwellenleiter oder Glasfasern sind nicht zu Energieübertragung
gedacht. Das Medium Licht in seiner Eigenschaft als Leuchtmittel soll
irgendwo hin gebracht werden, nicht als Wärmeenergieträger.
Wenn du die Wärmeenergie sammeln und in form von Licht transportieren
willst, wäre ein laser nicht schlecht.
Also, einseitg verspiegelte Vakuumröhre aufs Dach und hoffen, dass die
energie der Sonne ausreicht den Laser zu zünden ;-)
Knut Schottstädt
> On 7 Jun., 21:58, Mark Henning <n1234w56...@homolog.de> wrote:
...
>> Im Solarpaneel sitzen kleine Linsen, die das Licht auf einzelne
>> Glasfasern bündeln. Mehrere Glasfasern kann man dann in eine münden
>> lassen (mit Glasfasern kann man auch fokussieren). Die Anzahl der
>> Glasfasern wird damit überschaubar. Macht man mW bei manchen
>> Solarzellen auch schon so.
>
> Glasfasern bündeln das Licht nicht, sie leiten es.
Nichts gegenteiliges steht Oben. Die Anordnung ist der Punkt. Wenn man an
Stelle von X-Faser X-Element setzt, Bündeln und fokussieren sogar die
Teile selbst.
Von nichtlinearen optischen Effekten in LWLs wollen wir gar nicht erst
anfangen.
> Lichtwellenleiter oder Glasfasern sind nicht zu Energieübertragung
> gedacht. Das Medium Licht in seiner Eigenschaft als Leuchtmittel soll
> irgendwo hin gebracht werden, ...
Das ist dann keine Energie?
Aber selbst wenn "vorrangig Energieübertragung" und "vorrangig
Signalübertragung" unterscheidet, ist deine Aussage, Glasfaser bzw.
Lichtwellenleiter sei nur für den eine Anwendungsschwerpunkt einzusetzen,
schlicht falsch.
--
MfG Knut
Roland Damm
Rainer Hübenthal wrote:
> Glasfasern sind keine Schläuche, wo man Licht beliebiger Wellenlänge
> langleiten kann. Das Licht wird durch den Grenzwinkel der Totalreflexion
> in der Faser gehalten. Wobei die Totalreflexion nicht sprunghaft an der
> Aussenfläche stattfindet, sondern die optische Dichte der Faser ändert
> sich bedeutend vom Kern zum Rand, womit der Lichtstrahl schon weit vor
> Erreichen des Aussenrandes wieder ins Innere gebrochen Wird. Das ganze
> ist auch noch wellenlängenabhängig und das Licht kommt am Ende sehr
> diffus wieder heraus. Am anderen Ende wird es dann zwar hell, aber nicht
> sonderlich warm.
Das ist jetzt der falsche Schluss. Klar überträgt die Faser das ganze
Spektrum nicht exakt im Sinne wie man es bei digitaler Signalübertragung
braucht. Verschiedene Wellenlängen brauchen verschieden lange durch die
Faser. Aber für diesen Zweck ist das egal.
Und die Leistung: Man kann auch Leistungslaser durch Glasfasern übertragen,
zumindest bei YAG-Lasern (nahes Infrarot, ~1um Wellenlänge) geht das.
> Und um das Licht über einen Parabolspiegel in die Glasfaser
> einzuspeisen, muss diesser sehr exakt der Sonne nachgeführt werden.
Da fangen die Probleme erst an. Fasern haben einen meist recht geringen
Akzeptanzwinkel, sie leiten also nur Licht weiter, wenn dieses aus einem
Bereich maximal vielleicht 5° von der Achsrichtung weg auf das Faserende
fällt.
Das Licht der Sonne so wie sie ist bekommst du damit problemlos in die Faser
rein, dann aber nur auf der Fläche die die Faser im Querschnitt hat. Willst
du eine Lupe verwenden, vergrößerst du zwar die Fläche, dafür vergrößert
sich aber auch der notwendige Akzeptanzwinkel der Faser. Oder man muss eine
eine Linse mit exorbitanter Brennweite nehmen was dann - wie du erwähntest -
das Ausrichtungsproblem verstärkt.
Nee, so einfach bekommt man in der Optik nichts geschenkt. Insbesondere gibt
es keinen Trichter für Licht: Ein Bauteil wo vorne auf einer großen Fläche
Licht diffus reingeht und alles Licht hinten schön gerade auf einer kleinen
Fläche wieder herauskommt. Geht nicht, würde nämlich ein Perpetuum Mobile
ermöglichen.
CU Rollo
Robert Pflüger
> ... Willst
> du eine Lupe verwenden, vergrößerst du zwar die Fläche, dafür vergrößert
> sich aber auch der notwendige Akzeptanzwinkel der Faser. Oder man muss eine
ich bin beileibe kein Optiker, aber kann man dieses Problem nicht mit
zwei Linsen lösen. eine konvex und eine konkav ... müsste doch zumindest
theoretisch "konzentrierte parallele Lichtstrahlen" ermöglichen. Wo ist
da der praktische Haken?
--
mit freundlichem Gruß
Robert
Rainer Hübenthal
> Das ist jetzt der falsche Schluss.
Nein.
Klar überträgt die Faser das ganze
> Spektrum nicht exakt im Sinne wie man es bei digitaler Signalübertragung
> braucht. Verschiedene Wellenlängen brauchen verschieden lange durch die
> Faser. Aber für diesen Zweck ist das egal.
Bein. Unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit = unterschiedliche
Brechung. Und damit einen anderen Winkel der Totalreflexion. Die
optische Eigenschaft einer Glasfaser ist genau so, dass sie nur einen
sehr engen Wellenlängenbereich ohne grosse Verluste leiten kann. Und
Sonnenlicht besteht nunmal vom Infrarot bis zum UV. Und eine schwarze
Fläche absorbiert davon reichlich viel und setzt dieses in Wärme um.
Bei Glasfaser wird es auf der anderen Seite hell, aber nicht sonderlich
warm.
Dazu kommt dass der Parabolspiegel permanent exakt nachgeführt werden
muss, und besonders paralell speisst der dann auch nicht in die
Glasfaser ein. Also noch mehr Verluste. Glasfaser sind nicht geeignet,
hohe Mengen an Energie zu transportieren.
Roland Damm
Rainer Hübenthal wrote:
>> Klar überträgt die Faser das ganze
>> Spektrum nicht exakt im Sinne wie man es bei digitaler Signalübertragung
>> braucht. Verschiedene Wellenlängen brauchen verschieden lange durch die
>> Faser. Aber für diesen Zweck ist das egal.
>
> Bein. Unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit = unterschiedliche
> Brechung. Und damit einen anderen Winkel der Totalreflexion. Die
> optische Eigenschaft einer Glasfaser ist genau so, dass sie nur einen
> sehr engen Wellenlängenbereich ohne grosse Verluste leiten kann.
Nun ja, wenn du den Bereich von 800nm bis 250nm als einen engen Bereich
bezeichnest, dann bitte. Ich nenne das eher das gesamte interessante
Spektrum der Sonne. BTDT.
> Und
> Sonnenlicht besteht nunmal vom Infrarot bis zum UV.
Und die meiste Energie kommt im Bereich von Grün an.
> Bei Glasfaser wird es auf der anderen Seite hell, aber nicht sonderlich
> warm.
Wie bitte wird es denn hell, wenn es nicht warm wird? Licht transportiert
Energie.
> Dazu kommt dass der Parabolspiegel permanent exakt nachgeführt werden
> muss, und besonders paralell speisst der dann auch nicht in die
> Glasfaser ein. Also noch mehr Verluste. Glasfaser sind nicht geeignet,
> hohe Mengen an Energie zu transportieren.
Meine ich auch. Aber nicht wegen eines ominösen energielosen Lichtes (hell
aber nicht warm), welches sie nur durchlassen.
CU Rollo
Rainer Hübenthal
> Meine ich auch. Aber nicht wegen eines ominösen energielosen Lichtes (hell
> aber nicht warm), welches sie nur durchlassen.
Ich habe nie gesagt, dass das Licht am anderen Ende energielos wäre,
sonst würde es nämlich nicht hell. Warum da viele Verluste auftreten,
habe ich versucht dir zu erklären.
Du darfst jetzt wählen:
[ ] wenn es bewölkt und diffus ist, dann ist es auch hell. Aber nicht
sonderlich warm. Wenn die Sonne vom Himmel knallt, ist es auch hell.
Aber ziemlich warm. nach deiner Theorie müßte mit meiner konventionellen
Anlage auch bei bewölktem Himmel Jede menge Wärme bekommen. Irgendwie
ist meine Anlage wohl kaputt.
[ ] Du hast recht und ich hab Ruh'.
Roland Damm
Rainer Hübenthal wrote:
:-)
Hast mal mit einem Fotoapparat herumgespielt, so einem der echte Werte für
Empfindlichkeit, Blende und Belichtungszeit anzeigt b.z.w. sich einstellen
lässt? Dann wüsstest du den Helligkeitsunterschied zwischen klarem sonnigen
Himmel und bewölktem Himmel. Was deine Augen melden zählt nicht, die passen
sich an die gegebenen Lichtbedingungen sehr gut an und man merkt kaum, wie
groß die Unterschiede wirklich sind.
siehe z.B.:
http://de.wikipedia.org/wiki/Tageslicht#Beschreibung
2. Abstatz.
Dazu kommt noch: Diese üblichen Vakuumröhren für Sonnenkollektoren arbeiten
einigermaßen gerichtet. Wenn die selbe Lichtmenge aus nur einer Richtung
kommt, arbeiten sie effizienter als wenn das Licht diffus ist. Auch wenn
deren Akzeptanzwinkel recht groß ist, er ist IMO nicht 180°. Eher vielleicht
90°.
Also ich würde jetzt das 2. ankreuzen:-) Aber ich wollte es lieber vorher
noch erklären.
CU Rollo