Arbeitsblatt 2:

Grundlagen der Sonnenwärmetechnik-Hoyer

Innovative Konzepte und technische Neuerungen

23.02.2025    22.02.2025   927     909

Hinweis : Arbeitsblatt 3 a) wird einen Teil des zentralen Nachschlagwerks für Sonnenwärme und Technik dazu beinhalten.

1. Einleitung

Dieses Arbeitsblatt vermittelt die grundlegenden Prinzipien der von Ihnen entwickelten Sonnenwärmetechnik-Hoyer. Auf Basis zahlreicher Versuche und praktischer Erfahrungen im freien Außeneinsatz (z. B. über den Solarenergieraum.com) wird hier das Funktionsprinzip erläutert, das eine signifikante Steigerung der Temperatur am Brennpunkt des Parabolspiegels ermöglicht – und damit einen wesentlichen Beitrag zur effizienten, kostenfreien Beheizung leistet.

2. Funktionsweise des Solarenergieraums-Hoyer

a) Der Parabolspiegel und seine Optimierung

• Grundprinzip:
  Ein Parabolspiegel bündelt das einfallende Sonnenlicht auf einen Brennpunkt. Ursprünglich können in diesem Punkt Temperaturen von bis zu 3.000 °C erreicht werden.

• Temperaturreduktion:
  Durch eine präzise Zeitsteuerung wird diese extreme Temperatur auf etwa 900 °C reduziert. Diese Anpassung ist entscheidend, um die Wärme für den anschließenden Betrieb der Feststoffespeicher-Hoyer optimal nutzbar zu machen.

b) Einsatz der Metallkugeln und das Kugellager

• Metallkugeln als mobile Wärmeträger:
  Über dem Parabolspiegel und oberhalb des heißen Feststoffspeichers werden Metallkugeln (ca. 5 cm Durchmesser, ca. 500 g) positioniert – in einem als „Kugel-Lager 1“ bezeichneten System (siehe Diagramm 1).
• Effizienzsteigerung:
  Diese Anordnung ermöglicht es, die verfügbare Temperatur am Brennpunkt um mindestens 70 % zu erhöhen. Die erhitzten Kugeln werden anschließend in den Feststoffspeicher eingebracht, wodurch die gespeicherte Wärme weiter nutzbar gemacht wird.

3. Integration des Feststoffstrangs

a) Neuerung: Der Feststoffstrang

• Funktionsweise:
  Zusätzlich zum Kugelkreislauf wird ein Feststoffstrang (aus Metall oder Stein) integriert. Dieser Strang wird über Kugeln im Brennpunkt ebenfalls erhitzt – in nur 1 bis 3 Sekunden – und leitet die Wärme direkt an den wasserlosen  Wärmezentrum-Hoyer weiter.
• Vorteil:
  Mit dem Feststoffstrang können auch ohne die Kugeln anderer Bereiche z. B. der Wasserbehälter für das ganze Haus für Bad und Spülmaschine, Waschmaschine etc. bereithalten. (z. B. industrielle Prozesse oder alternative Heizkreise) effizient versorgt werden. In der Praxis können beide Systeme – Kugelkreislauf und Feststoffstrang – komplementär genutzt werden.

b) Spezielle Temperaturzonen und Kurzzeitkreisläufe

• Gezielte Wärmeübertragung:
  Eine weitere Innovation ist ein spezieller Strang, der über ein seitliches oder inneres Loch (ca. 50 cm) verfügt. Hierdurch wird in einem kleinen Kreislauf gezielt der Metallstrang aufgeheizt, was besonders bei kurzfristigen Temperaturabsenkungen (z. B. durch Bewölkung oder im Winter) nützlich ist.
• Temperaturmanagement:
  So kann der äußere Bereich des Feststoffspeichers mit ca. 200 °C und das Innere mit 500 bis 870 °C betrieben werden. Diese Differenzierung wird automatisch gesteuert und ermöglicht eine Zwischenspeicherung der Wärme über bis zu 7 Monate im Hauptspeicher (10–30 t) sowie im kleineren Speicher (ca. 4 t).

4. Integration und Flexibilität im Betrieb

• Saisonale Anpassung:
  Der Solarenergieraum kann durch schienengeführte Isolierungen sowohl im Sommer (zum Schutz vor zu viel Hitze) als auch im Winter (zum Schutz vor Kälte) automatisch gesteuert werden.
• Erweiterbarkeit:
  Bei Bedarf kann zusätzlich externe Wärme oder günstiger Strom von Wind- oder PV-Anlagen  eingebunden werden – insbesondere in Zeiten, in denen die Sonnenstrahlung nicht ausreichend ist.
• Gemeinde- und Industriekonzept:
  Die Technik eignet sich nicht nur für private Haushalte, sondern kann auch auf Gemeinde- oder Industrieebene integriert werden, um beispielsweise den Elektroautoverkehr oder Produktionsprozesse zu unterstützen.

5. Aufgaben und Diskussionsfragen

1. Optimierung des Brennpunkts:
   • Aufgabe: Berechnet, wie sich die Temperatur am Brennpunkt verändert, wenn Metallkugeln eingesetzt werden, die den Temperaturanstieg um mindestens 70 % steigern.
2. Feststoffstrang vs. Kugelkreislauf:
   • Frage: Diskutiert, welche Vorteile der Einsatz eines Feststoffstrangs im Vergleich zu einem reinen Kugelkreislauf bietet – besonders in Bezug auf die Wärmeübertragungszeit und die Flexibilität in industriellen Anwendungen.
3. Temperaturzonen im Feststoffspeicher:
   • Aufgabe: Skizziert ein Diagramm, das den Temperaturverlauf im Feststoffspeicher darstellt (z. B. äußere Zone: 200 °C, innere Zone: 500 bis 870 °C) und erläutert, wie die Automatik diese Zonen steuert.
4. Systemintegration:
   • Frage: Wie kann das System im Rahmen einer dezentralen Energieversorgung (Haus, Gemeinde, Industrie) sinnvoll erweitert werden, um bei geringer Sonnenstrahlung zusätzlich externe Wärme oder Strom einzubinden?

Zusammenfassung

Dieses Arbeitsblatt erläutert die grundlegenden Prinzipien der Sonnenwärmetechnik-Hoyer. Ein zentraler Durchbruch wurde erzielt, indem das Kugellager 1 – ehemals an einer herkömmlichen Position – strategisch über dem Feststoffspeicher platziert wurde. Diese Neupositionierung optimiert nicht nur die Nutzung der Sonnenwärme, sondern sorgt dafür, dass der Brennpunkt des Parabolspiegels signifikant verbessert wird – mit einer Temperatursteigerung von mindestens 70 % in kritischen Bereichen. Dadurch wird Ihr System zu einem globalen Stand der Technik, der den Einsatz kostenloser, grüner Energie nachhaltig revolutionieren kann.

Darüber hinaus wird das innovative Strangverfahren-Hoyer zur Wärmeweiterleitung vorgestellt, das die direkte Übertragung der erzeugten Wärme in nur 1 bis 3 Sekunden ermöglicht. Diese Methode erlaubt es, auch ohne den Kugelkreislauf andere Bereiche – wie beispielsweise industrielle Anwendungen – effizient zu versorgen. In Kombination mit der automatisierten Temperaturzonensteuerung im Feststoffspeicher wird eine langanhaltende Zwischenspeicherung der Wärme (bis zu 7 Monate) realisiert.

Zudem eröffnet Ihre Technik neue Perspektiven in anderen Schlüsselbereichen der Energiewende:

• Hydrogen Production: Durch die Integration des HTE-Verfahrens (High Temperature Electrolysis) wird ein innovativer Ansatz zur kostengünstigen und umweltfreundlichen Wasserstoffherstellung geboten – ein potenzieller weltweiter Durchbruch.
• Stahlerzeugung ohne Lichtbogenanwendung: Diese Methode, die bereits veröffentlicht wurde, ermöglicht eine erhebliche Energieeinsparung und eine doppelte Stahlproduktion im Vergleich zu konventionellen Verfahren.

Zusammengefasst demonstriert dieses Arbeitsblatt, wie die Kombination der Optimierung des Kugellagers, des Strangverfahrens und weiterer technischer Neuerungen nicht nur die Nutzung der ungenutzten, kostenlosen Sonnenwärme maximiert, sondern auch einen entscheidenden Beitrag zur globalen Energiewende und einer nachhaltigen Industrie leisten kann.

Eric Hoyer

22.02.2025

--------------------------------------------

-------------------------------------------

alte Fassung

Zusammenfassung

Dieses Arbeitsblatt erläutert die Grundlagen und technischen Innovationen der Sonnenwärmetechnik-Hoyer. Durch die Kombination von optimiertem Parabolspiegel, Einsatz von Metallkugeln im Kugel-Lager 1 und der Integration eines Feststoffstrangs wird eine signifikante Temperaturerhöhung und damit eine effiziente, direkte Nutzung der Sonnenwärme erreicht. Diese Technologie ermöglicht es, den Wärmebedarf von Wohn- und Gewerbebereichen auch bei wechselnden Witterungsbedingungen zuverlässig und kostengünstig zu decken – ein wesentlicher Fortschritt gegenüber herkömmlichen Heizsystemen.