20/11/2015 - Ein Heliostatmodell zur Beleuchtung von Umbrien am unteren Gebäuderand patentieren

Menéame

Die Physikgruppe für Energie und natürliche Ressourcen der UCO Arbeitet an Themen der Sonnenstrahlung. Zu seinen Zielen gehört die Verbesserung der natürlichen Beleuchtungssysteme in städtischen Umgebungen. In Gebäuden ist das Sonnenlicht nicht einheitlich an seinen Fassaden. Aufgrund seiner Bewegung von Osten nach Westen im Himmelsgewölbe gibt es Gebiete, die dem Sternenhimmel stärker ausgesetzt sind als andere. Die nördliche Ausrichtung ist kälter und dunkler in der nördlichen Hemisphäre. Eine Lösung zur Beleuchtung bestimmter Bereiche von Gebäuden wie Fenstern ist die Verwendung eines Heliostat. Wie eine Sonnenblume dreht das Gerät seinen Spiegel entsprechend der Sonnenbewegung und reflektiert seine Strahlen in den gewünschten Bereich.

Das Forscherteam der Universität von Cordoba hat einen innovativen Heliostaten vorgestellt. Das für kleine Anwendungen geschaffene System basiert auf einem flachen Spiegel, der die Sonnenstrahlen parallel zur Polarachse der Erde widerspiegelt. "Wir wissen, wo die Sonne zu jeder Jahreszeit ist und wann und wie schnell sie sich dreht, unsere Position auf dem Planeten und wir wissen, was die Neigung der Erde ist. Mit diesen astronomischen Daten erstellen wir das Gerät," erklärt der Koordinator der Gruppe, Rafael López Luque. Alle sind grundlegende Konzepte in der Astronomie; zum Beispiel, die Drehgeschwindigkeit der Erde um ihre Achse, die Rotationsbewegung oder ihren Neigungsgrad, Wissen, das in der Pflichtschule vermittelt wird.

Schraube und Polygon

Der entwickelte Polarheliostat besteht aus einer Schraube und einem Polygon, das sich um ihn herum bewegt. Die Schraube befindet sich parallel zur Erdachse. "Das Gerät ist sehr einfach und braucht nur eine einzige Aktion für seine Positionierung, so dass es leicht von einem elektronischen Controller implementiert wird," fasst Manuel Torres Roldán zusammen, der Doktor der Forschungsgruppe. In einem ersten Artikel, das Ergebnis der Doktorarbeit, die er entwickelt, wurde der Prototyp der wissenschaftlichen Gemeinschaft in der Zeitschrift vorgestellt. Solar Energy.

Die anderen Heliostaten sind im Grunde ein Spiegel auf einer Gabel montiert, die eine doppelte Motorisierung erfordert. Im Falle des UCO-Designs ist der Mikrocontroller, der die Position der Sonne und die Neigung des Lichtreflektors berechnet, Hardware und freie Software, basierend auf Arduino. Auf dem Gerät folgt der Spiegel der Bewegung während des Tages und nachts wieder auf den Sonnenaufgang, oder wenn man die Neigung ändern muss, gibt er eine vollständige Drehung von 360 Grad. Auf diese Weise befindet sich der Spiegel in der spiegelnden Stellung, wenn die Sonne bei Tagesanbruch durch den Himmelsgewölbe fährt.

Ein weiterer Vorteil, den die Schöpfer für die Einrichtung haben, besteht darin, daß ein einziger Motor mehrere der Gurte, die das Polygon um die Schraube in den Takt der Sonne drehen, bewegen kann. "Das heißt, wir können mehrere Heliostate montieren und verschiedene Bereiche mit der parallelen Installation dieser Geräte zur Erdachse beleuchten," so Marta Varo Martínez, Co-Direktorin der Doktorarbeit. Auf diese Weise können Heliostate in Ketten installiert werden.

Das Schraubensystem und das entformbare Polygon wurden von der Firma "Energieinitiativen des Südens" (Inersur) im Rahmen eines Forschungsabkommens mit dem Büro für den Transfer von Forschungsergebnissen (OTRI) der Universität Cordoba patentiert.

Ref.

M. Torres, R. López Luque, M. Varo. ‘Design of an innovative and simplified polar heliostat for integration in buildings and urban environments’. Solar Energy 119 (2015). 159-168.

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UCO

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