EP2630417A2 - Absorberrohr für einen rinnenkollektor - Google Patents

Absorberrohr für einen rinnenkollektor

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EP2630417A2
EP2630417A2 EP11788016.1A EP11788016A EP2630417A2 EP 2630417 A2 EP2630417 A2 EP 2630417A2 EP 11788016 A EP11788016 A EP 11788016A EP 2630417 A2 EP2630417 A2 EP 2630417A2
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EP
European Patent Office
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absorber tube
thermal
extending
opening
concentrator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11788016.1A
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French (fr)
Inventor
Andrea Pedretti
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Airlight Energy IP SA
Original Assignee
Airlight Energy IP SA
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Publication date
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Priority claimed from CH01745/10A external-priority patent/CH704007A1/de
Priority claimed from CH01746/10A external-priority patent/CH704006A1/de
Application filed by Airlight Energy IP SA filed Critical Airlight Energy IP SA
Publication of EP2630417A2 publication Critical patent/EP2630417A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a trough collector with a combustion region and an absorber tube arranged in the combustion region.
  • Trough collectors of the type mentioned find u.a. in solar power plants application.
  • the radiation of the sun is mirrored by collectors with the help of the concentrator and focused specifically on a place in which thereby high temperatures.
  • the concentrated heat can be dissipated and used to operate thermal engines such as turbines, which in turn drive the generating generators.
  • Solar tower power plant systems have a central, raised (on the "tower") mounted absorber for hundreds to thousands of individual mirrors with mirrored to him sunlight, so that the radiation energy of the sun over the many mirrors or concentrators in the absorber concentrated and thus temperatures up to 1300 ° C to be achieved, which is favorable for the efficiency of the downstream thermal machines (usually a steam or Fluentturbinenkrafttechnik for power generation).
  • California Solar has a capacity of several MW.
  • the PS20 plant in Spain has an output of 20 MW.
  • Solar tower power plants (in spite of the advantageously achievable high temperatures) to date also found no greater distribution.
  • Parabolic trough power plants are widespread and have collectors in high numbers, which have long concentrators with small transverse dimension, and thus have not a focal point, but a focal line.
  • These line concentrators today have a length of 20 m to 150 m.
  • an absorber tube for the concentrated heat (up to 500 ° C), which transports the heat to the power plant.
  • transport medium z.Bsp. Thermal oil, molten salts or superheated steam in question.
  • thermal opening can be used to denote a physical opening in the external insulation of an absorber tube according to the abovementioned publication.
  • thermal opening also includes in other designs a physically closed area which is constructed for the heat transfer of concentrated solar radiation, wherein, for example, by suitable coatings at the site of heat radiation, a return of heat can be reduced.
  • the person skilled in such constructions are known. Nevertheless, it is necessarily the case that at the location of the thermal opening ultimately no good insulation can be achieved, so the corresponding relevant heat losses must be accepted.
  • thermal opening is further used here also for absorber arrangements in which photovoltaic cells are used which produce electricity upon irradiation.
  • Such Absorber arrangements or absorber tubes are also according to the invention.
  • Absorber tubes according to the present invention which have holders for photovoltaic cells, then have such holders at the location of the thermal opening. In other words, it is then the case that the thermal openings are designed as holders for photovoltaic cells. In this case, isolation is unnecessary. Also eliminates a transport channel for heat-transporting medium.
  • an important parameter for the efficiency of a solar power plant is the temperature of the transport medium heated by the collectors, through which the heat recovered is transported away from the collector and used for conversion into, for example, electricity: higher temperature allows a higher conversion efficiency to be achieved ,
  • the realizable in the transport medium temperature in turn depends on the concentration of the reflected solar radiation through the concentrator.
  • a concentration of 50 means that in the focal zone of the concentrator an energy density per m 2 is achieved which corresponds to 50 times the energy radiated from the sun to one m 2 of the earth's surface.
  • the theoretically maximum possible concentration depends on the geometry of the earth - the sun, ie on the opening angle of the solar disk observed from the earth. From this opening angle of 0.27 ° it follows that the theoretically maximum possible concentration factor for trough collectors is 213. Even with very elaborate, and thus for the industrial use (too) expensive mirrors that are close in cross-section of a parabola and thus produce a focal line area with the smallest diameter, it is not possible today, this maximum concentration of 213 even close to reach , However, a reliably achievable concentration of about 50 to 60 is realistic and already allows the above-mentioned temperatures of about 500 ° C in the absorber tube of a parabolic trough power plant.
  • a trough collector which has a pressure cell with a flexible concentrator mounted in the pressure cell.
  • the concentrator is curved differently in different areas and thus comes quite close to the desired parabolic shape. Although this allows to reach a temperature of about 500 ° C in the absorber tube at a reasonable cost for the concentrator.
  • WO 2010/099516 with an absorber tube, which shows a bottleneck in one pass through its isolation.
  • the constriction is located on the inside of the insulation, the passage is designed as a compound parabolic concentrator (CPC).
  • CPC compound parabolic concentrator
  • the focal region of the concentrator of the collector is on the outside of the passage where the passage is at the same time farthest.
  • the CPC serves to continuously reflect radiation that necessarily meets the walls of the passageway throughout the passageway so that it reaches the interior of the absorber tube.
  • This arrangement has the disadvantage that the mirror of the CPC must be cooled continuously, which brings a considerable design effort.
  • Object of the present invention is to provide a gutter collector for the production of heat on an industrial scale, which has the highest possible efficiency.
  • the concentrated radiation can diverge again after the firing range and thus reach the transport channel and heat the heat-transporting medium there.
  • each section of a linear concentrator can be assigned a thermal opening.
  • the geometry of the trough concentrator be optimized as such (for better approximation to the parabolic shape, see WO 2010/037 243), but according to the invention additionally also reduce the width of the thermal opening in the absorber tube, to a degree in that the sum of the widths of all thermal openings in the division according to the invention is smaller than the width of a single thermal opening which receives the concentrated radiation of all concentrator sections over its entire width.
  • the heat radiation of the absorber tube is reduced accordingly, whereby its efficiency is increased.
  • a plurality of rows of individual thermal openings extending along the absorber tube may also be provided, as described in more detail below. As a result, the entire surface of the thermal openings is additionally reduced in an advantageous manner.
  • the inventive design of the thermal openings with a constriction is not necessarily related to the arrangement of several thermal openings on the absorber tube. Although both arrangements are advantageously combined, i. a plurality of thermal openings provided next to each other, which at least partially have the bottlenecks according to the invention. However, the arrangements can also be realized independently of one another, e.g. several openings next to each other without bottlenecks or even a single, conventional, designed as a longitudinal slot on the absorber tube thermal opening, which is provided with a constriction.
  • FIG. 1 shows a conventional trough collector
  • FIG. 2 a shows a trough collector with a second concentrator arrangement
  • FIG. 2b shows a view in a cross-sectional plane of the trough collector of FIG. 2a
  • Figure 2c is a view in a longitudinal plane of the trough collector of Figure 2c
  • 3a shows a trough collector with a second concentrator arrangement according to another embodiment 3b shows a section in a cross-sectional plane of the trough collector of Figure 3b,
  • FIG. 4 shows a view of an absorber tube with its thermal opening
  • FIG. 5a shows a cross section through a first embodiment of the absorber tube of Figure 4,
  • FIG. 5b shows a cross section through a second embodiment of the absorber tube of FIG. 4,
  • Figure 6a is a view of an absorber tube according to another embodiment
  • FIG. 6b shows a longitudinal section over a partial region of the absorber tube of FIG. 6a
  • FIG. 7a shows a view of an absorber tube according to a still further embodiment
  • Figure 8 is a graph of the difference in power consumption when a row or rows of thermal openings (or photovoltaic cells) are provided on an absorber assembly.
  • FIG. 1 shows a trough collector 1 of conventional type with a pressure cell 2, which has the shape of a cushion and is formed by an upper, flexible membrane 3 and a lower, flexible membrane 4 concealed in the figure.
  • the membrane 3 is permeable to the sun's rays 5 which fall in the interior of the pressure cell 2 on a concentrator membrane (concentrator 10, Figure 2a) and are reflected by these as rays 6, to an absorber tube 7, in which a heat-transporting medium circulates which dissipates the heat concentrated by the collector.
  • the absorber tube 7 is held by supports 8 in the focal line region of the concentrator membrane (concentrator 10, Figure 2a).
  • the pressure cell 2 is mounted in a frame 9, which in turn is mounted in a known manner the daily position of the sun pivotally mounted on a frame.
  • Such solar collectors are described for example in WO 2010/037243 and WO 2008/037108. These documents are expressly incorporated by reference into this specification.
  • the radiation path of a trough collector according to FIG. 1 has a focal line region, wherein the absorber tube is arranged at the location of the focal line region.
  • the present invention is preferably used in a trough collector of this type, i. is used with a pressure cell and a clamped in the pressure cell concentrator membrane application, it is in no way limited thereto, but for example, also applicable in trough collectors whose concentrators are designed as non-flexible mirror. Collectors with non-flexible mirrors are used for example in the above-mentioned power plants.
  • FIG. 2a shows another embodiment of a trough collector, which has not yet become known.
  • a collector 10 designed in principle like the collector 1 of FIG. 1 has a concentrator 11 and an absorber tube 12 mounted on supports 8. Sunbeams 5 fall on the concentrator 11 and are reflected by this as rays 6.
  • the concrete design of the concentrator 11 results in a first radiation path for reflected radiation, which is represented by the beams 6.
  • the concentrator 11 is, as curved in one direction, a linear concentrator, with the advantage that it can be compared to the parabolic concentrators curved in two directions simpler and also produced with a large area, without having to pay for the frame structure and the day-to-day alignment necessary according to the position of the sun according to prohibitive constructive boundary conditions.
  • the arrow 16 indicates the longitudinal direction
  • the arrow 17 the transverse direction
  • the concentrator 11 is curved in the transverse direction 17, and not in the longitudinal direction 16.
  • the radiation path of the concentrator 11 has a focal line area, necessarily, since on the one hand due to the opening angle of the sun whose radiation 5 is not incident parallel, the concentration in a geometrically accurate focal line so that is not possible and also because of an exact pa rabeiförmige curvature of the concentrator is not feasible for a theoretically approximated as far as possible focal line with reasonable cost.
  • the concentrator 11 is part of a first concentrator assembly of the collector 10, which is formed here from the (as mentioned above to relieve the figure omitted) pressure cell, the organs for maintaining and controlling the pressure and the frame in which the concentrator 11 is clamped.
  • the omitted elements are known to those skilled in the art.
  • plate-shaped, for concentrated radiation transparent optical elements 20 are arranged in the first radiation path of the concentrator 11 (and thus in the radiation path of the first Konzentratoranix), so that the radiation path passes through them. These optical elements 20 break the incident on it (reflected by the concentrator 11) radiation 6 such that the radiation is concentrated 6 after the optical elements 20 as radiation 15 in a focal area.
  • the second radiation path represented by the radiation 15 of each of the optical elements 20 has a focal point region 21.
  • a number of optical elements 20 corresponding to the length of the solar collector are shown, and their focal point regions are shown by way of example in the case of two optical elements 20.
  • the optical elements 20 are part of a second concentrator arrangement, which is arranged in the first radiation path in front of the focal line area.
  • the second concentrator Order here include, for example, still carrier 22, which are fixed to the absorber tube 12 and where the optical elements 20 are held in position.
  • the absorber element embodied here as absorber tube 12 is located at the location of the focal point regions 21 and has a number, at least one, thermal openings 23 for the passage of the concentrated radiation 15 into the interior of the absorber tube 12.
  • the thermal openings 23 are arranged one behind the other over the length of the absorber tube arranged.
  • FIG. 2b shows a cross-section (arrow 17) through the collector 10 of FIG. 2a with a view of the radiation path projected in this cross-sectional plane and the first and second radiation paths of the two concentrator arrangements, respectively.
  • all elements of the trough collector 10 which are not essential for the understanding of the invention are known to the person skilled in the art and have been omitted in order to relieve the figure.
  • the first radiation path of the first concentrator arrangement represented here by the two reflected beams 6, 6 '
  • the radiation 6 passes through the optical element 20, wherein its second radiation path, represented here by the two beams 15, 15 ', converges towards the focal point region 21.
  • the concentration of the first concentration arrangement takes place in the transverse direction (arrow 17).
  • the focus areas 21 of the optical elements 20 are in the focal zone of the concentrator 11, i. in the focal line region of the first concentrator arrangement.
  • the reflected radiation 6 is not refracted by the optical element 20, i. essentially lying in a straight line.
  • a beam 6, 6 'passes through the optical element 20 a slight offset of the radiation path 15, 15' relative to the path 6, 6 'can occur, but this is not relevant here.
  • FIG. 2 c shows a section through the collector 10 of FIG. 2 a in the longitudinal direction (arrow 16), with a view of the radiation path projected in this longitudinal plane or first and second radiation path of the first and the second concentrator arrangement. However, only part of the longitudinal section over the length of one of the optical elements 20 is shown.
  • FIG. 2c shows the view of the left half of the concentrator 11 (FIG. 2b).
  • the first radiation path of the first concentrator arrangement (concentrator 11), represented here by the reflected beams 6, 6 ', runs against a focal line region at the location of the absorber tube 23.
  • the radiation 6 to 6 'passes through the optical element 20, is refracted therethrough in the longitudinal direction 16, wherein the second radiation path of the optical elements 20 (represented by the beams 15, 15') converges toward a respective focal point region 21.
  • the concentration of the second concentration arrangement takes place in the longitudinal direction (arrow 16).
  • the second concentrator arrangement has at least one optical element 20 with a second radiation path, wherein at least one focal point region 21 is generated by the at least one optical element 20. It should be noted that the arrangement according to the invention can be implemented for small or very small applications with only one optical element 20 or for industrial applications in collectors with the largest dimensions with tens or hundreds of optical elements 20.
  • FIGS. 2b and 2c further show that the optical element 20 in the illustrated embodiment is designed as a linear concentrator whose concentration direction is transverse or perpendicular to the concentration direction of the linear concentrator of the first concentrator arrangement.
  • optically active surfaces (at which the refraction of the light beams is generated) of the optical elements 20 with respect to the first radiation path of the first concentrator arrangement (here the concentrator 11) are aligned such that the path of each individual beam, projected onto a plane perpendicular to the focal line region (shown in FIG. 2b), is a straight line, but is refracted toward the focal point region 21 in a plane lying in the focal line region (shown in FIG. 2c).
  • the optical elements preferably have a Fresnel structure, which allows them to be formed with a plate-shaped body as shown in FIGS. 2a to 2c.
  • the underside of the plate-shaped body may be flat and the upper surface may be formed with parallel Fresnel steps, wherein the steps in the transverse direction 17 are parallel to each other, so that the focal point region lies above the center of the plate-shaped body.
  • each optical element 20 may also be designed as a converging lens which extends transversely below the absorber tube 12 and generates the refraction according to FIGS. 2b and 2c.
  • Such formed optical elements 20 can be made, for example, by glazing, in which a metal mold is made and a suitable transparent plastic material (or even glass) is cast.
  • the radiation path of a trough collector according to FIGS. 2 a to 2 c has a number of focal point regions arranged in a line, wherein the absorber tube is arranged at the location of the focal point regions.
  • FIG. 3 a shows a collector 60, whose first concentrator arrangement has a plurality of concentrator sections 61, 62 extending alongside one another and longitudinally. It should be noted at this point that the first concentrator arrangement can have not only two, but for example four, six, eight or more such concentrator sections. In WO 2010/037243 a concentrator arrangement with six sections is described.
  • Each concentrator section 61, 62 is assigned a row 63, 64 of optical elements 65, 66, wherein in turn each optical element 65, 66 has its own thermal opening 67, 68 in the absorber tube 69. Again, to relieve the figure, the supports for the optical elements 65, 66 and other elements not essential to understanding the invention are omitted.
  • This arrangement has the advantage that the transverse extent (direction 17) of the individual concentrator sections 61, 62 is smaller than would be the case for a single concentrator, so that smaller focal point ranges can be achieved in comparison to a wider concentrator (opening angle of the sun). This in turn leads to smaller thermal openings 67,68, whose entire area is smaller than the area of the thermal openings with only one, but much wider concentrator.
  • optical elements 65, 66 are arranged pivotably on the absorber tube 69, as shown by way of example in FIGS. 4 to 5b.
  • a suitably designed absorber tube thus has not only one but two or more rows running along its length, each consisting of successive thermal openings 67, 68 (an example of two rows is shown in FIG. 7).
  • FIG. 3b shows a collector 70 which is slightly modified with respect to FIG. 3a, likewise with two concentrator sections 71, 72 and two rows 73, 74 of optical elements 20 (it may be added here that generally more than two concentrator sections may be present instead of the present one) in the figures exemplified two sections, as disclosed by way of example in the above-mentioned WO 2010/037243).
  • the optical elements 20 of each row 73, 74 are aligned with their respective associated concentrator section 71, 72 and thus arranged obliquely, and thus can be pivoted according to the invention in an oblique plane indicated by the dot-dash lines 75, 76. By this alignment of the optical elements 20, the efficiency of the arrangement improves.
  • the figure further shows a solar beam 80, a reflected beam 81 representing the first radiation path of the concentrate section 71, and a beam 82 (which thus runs past the boundary mirror 50) which runs correctly and passes the second radiation path lateral frame parts 84 and 85, between which the concentrator sections 71, 72 are spanned,
  • the width of the strip 83 is selected such that only it is shadowed by the two rows 73, 74 of the optical elements 20.
  • the radiation path of a trough collector according to FIGS. 3 a and 3 b has a number of focal point regions which are arranged one behind the other in lines, with a plurality of such lines running parallel to one another.
  • the absorber tube is in turn arranged at the location of the focal point areas.
  • FIG. 4a now shows a view of a preferred embodiment of an absorber tube 20. It is possible to see a schematically illustrated connection piece 21 for a line which leads the heat-transporting medium away from the absorber tube 20 (the connecting piece at the other end of the absorber tube 20 is covered). It can also be seen that a slot opening 22 leading over the length of the absorber tube 20, which forms the outer end of the thermal opening of the absorber tube, and breaks through the outer surface 23 of the absorber tube 20.
  • FIG. 4b shows a view of a further preferred embodiment of an absorber tube 30 which has a plurality of thermal openings 31, 32.
  • the thermal apertures 31, 32 extend the length of the absorber tube 30.
  • the sum of the widths of the thermal apertures 31, 32 is less than the width of a single thermal aperture (of course, this is not provided by the walkable tab 83 of FIG 3b conditionally but applies to a concentrator with contiguous sections).
  • FIG. 5a shows a cross section through the absorber tube 20 of FIG. 4.
  • An insulation region 25 extends inwards from the outer surface 23 and encloses a transport channel 26 for heat-transporting medium.
  • the transport channel 26 passes through the absorber tube 20 in length, is connected to the connecting piece at its end and can thus convey the heat-transporting medium.
  • a thermal opening extending radially from the outside through the insulation region 25 to the transport channel 26 breaks through the insulation region and is designed here as a slot-shaped connection channel 27.
  • the dashed lines 26 'and 23' in the figure show the course of the wall of the transport channel 26 and the course of the outer surface 23, as he would exist without connecting channel.
  • the connecting channel extends from the bottleneck, in the embodiment shown both inwardly and outwardly.
  • the figure further shows beams 30, 31 and 32, which represent the radiation path of the concentrator of the trough collector 1 ( Figure 1).
  • the beams 30, 31 and 32 intersect in the focal line area of the concentrator at the location of the point 30.
  • the combustion line region of the trough collector is associated with a thermal opening, which is formed as extending over the length of the absorber tube 20, slot-shaped connecting channel 27 between the outside world and the transport channel 26, wherein the bottleneck 29 of the thermal opening is located in the interior of the connecting channel 27, and wherein the connecting channel 27 widens both inwardly and outwardly.
  • the illustrated embodiment of the absorber tube 20 makes it possible to provide an external insulation of any desired thickness, for example of rock wool, which is embedded between the transport channel 26 and the outer surface 23, which allows a much more cost-effective production of the absorber tube 20 compared with the absorber tubes used today.
  • the unavoidably present, heat radiating surface (namely: the surface of the thermal opening, here the surface of the connecting channel 27 at its throat) of the absorber tube 20 are kept minimal, which is important because the heat radiation with the fourth power the temperature rises.
  • FIG. 5b shows a cross section through a second, preferred embodiment of an absorber tube 35 according to FIG. 4.
  • the constriction 36 of the connecting channel 37 rests against the outer surface 23 of the absorber tube 35.
  • the connecting channel 37 expands inwards and has a V-shaped cross section.
  • the figure further shows beams 38 and 39, which represent the radiation path of the concentrator of the trough collector 1 ( Figure 1).
  • the beams 38 and 39 intersect in the focal line area of the concentrator at the location of the point 40.
  • the embodiment shown in the figure has the above-mentioned advantages of the embodiment of Figure 5a and is also particularly easy to manufacture.
  • the bottleneck is located on the inside of the isolation area.
  • the connecting channel thus narrows against the inside, the combustion area is located on the inside of the insulation area.
  • the connecting channel has an A-shaped cross-section.
  • FIG. 6 a shows an absorber tube 50 with a series of thermal openings 51 which is suitable for a trough collector 10 (FIG. 2 a), since a thermal opening in the absorber tube 50 is then assigned to each focal point region 21 of the optical elements 20.
  • each thermal opening here, these are designed as connection channels 51 opening in a V-shape
  • connection channels 51 opening in a V-shape are separated from the adjacent thermal opening by the insulation region 25.
  • constriction 51 is located on the outer surface 23 of the absorber tube 50.
  • Beams 52, 53 represent the second radiation path of the optical element 20 associated with the illustrated connection channel 51 (FIG. 2a).
  • the connecting channels 51 have a configuration as shown in FIG. 5b (V-shaped).
  • the individual connecting channels in the longitudinal and cross-section X-shaped or A-shaped may be formed, analogous to the representation in Figure 5a.
  • FIG. 7a shows an absorber tube 100 suitable for a trough collector 60 or 70 according to FIGS. 3a or 3b.
  • the absorber tube 100 here has two rows 101, 102 of thermal openings formed as connecting channels 103.
  • Each of the connection channels 103 is assigned a focal point region 78 (FIG. 3a) or a focal point region of a single optical element 20 (FIGS. 3a and 3b).
  • FIG. 7b shows a cross section through the absorber tube 100 at the location of two adjoining connection channels 103 and 103 '. Shown are rays 105 and 106 representing the second radiation path of an optical element 20 associated with the concentrator section 71 (FIG. 3b).
  • the rays 107, 108 represent the second radiation path of an optical element associated with the concentrator section 72.
  • the bottlenecks 110 and 111 on the outer surface or outer wall 23 of the absorber tube 100 are formed in the cross section shown V-shaped (but may also be X-shaped or A-shaped).
  • the connecting channels preferably have the configuration of the connecting channels 51 according to FIG. 6b.
  • the cross section of the absorber tube 100 of Figure 7b corresponds to the cross section of the absorber tube 30 of Figure 4b, correspondingly omitted here a special figure for the cross section of the absorber tube 30 with the associated reference numbers.
  • At least portions of the inner wall of the connecting channels are formed such that they reflect incoming concentrated radiation toward the transport channel.
  • This is advantageous if, due to a faulty geometry in the concentrator arrangements of the trough collector or because of the opening angle of the sun, radiation does not traverse the focal line or focal point area with the intended convergence, but travels outside the focal zone. Then, such "erroneous" radiation is reflected in the transport channel 26 and not absorbed by the isolation region 25.
  • FIG. 8 shows in a diagram a comparison between the absorber tube 20 of FIG. 4 a and the absorber tube 30 of FIG. 4 b.
  • A denotes the width of the slot opening 22 of the absorber tube 20
  • B denotes the width of the two slot openings 31, 32 of the absorber tube 30.
  • Both absorber tubes 20, 30 are assigned the same concentrator, wherein the absorber tube 20 with its slot opening 22 is arranged in the focal line area of the entire concentrator is, while the slot openings 30,31 each associated with one half of this concentrator or each focal line region of this half.
  • the curves over the indicated widths A and B denote the power absorbed by the respective slot openings 22 and 30, 31 via the concentrated radiation.
  • the difference in the power absorbed by an absorber tube 20 with respect to an absorber tube 30 corresponds to the difference between the hatched area and the two dotted areas.
  • the dotted areas are equal to or slightly larger than the hatched area.
  • the power consumption of the concentrator 30 with two less wide slot openings 31,31 is equal to or slightly larger than that of the concentrator 20 with only one slot opening 22nd
  • This effect is due to the aperture angle of the sun, whereupon reflected radiation in the concentrator necessarily scatters into a focal line region, which effect increases with increasing distance of the edge regions of the concentrator.
  • the efficiency of the absorber tube and thus of the collector according to the invention can be improved in three steps:
  • the thermal opening (or the cross-sectional area of the connecting channel 27 open relative to the transport channel 26) is minimized to a constriction, which is reduced to the dimension of the focal line region of conventional trough concentrators.
  • the thermal opening is resolved into a number of smaller thermal openings, with a total area of the smaller openings that is smaller than the area of the single thermal opening. This is made possible by the use of a second concentrator arrangement which dissolves the focal line region of the trough concentrator into focal areas.
  • the conventional thermal opening extending the length of the absorber tube is resolved into smaller width thermal openings, and each of the less wide thermal openings is associated with a concentrator section. The same heat input into the absorber tube takes place with a smaller total area of the thermal openings, as is the case with a single thermal opening.
  • these thermal openings can be provided with a bottleneck.

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Abstract

Rinnenkollektor mit einem Brennbereich und einem im Brennbereich angeordneten Absorberrohr, das einen von seiner Aussenfläche sich nach innen erstreckenden Isolationsbereich aufweist, der vorzugsweise einen das Absorberrohr der Länge nach durchlaufenden Transportkanal für Wärme transportierendes Medium umschliesst und von mindestens einer sich radial von aussen durch den Isolationsbereich hindurch zum Transportkanal erstreckenden thermischen Öffnung durchbrochen ist, wobei die mindestens eine thermische Öffnung für hindurch tretende Strahlung eine Engstelle aufweist, wobei der Brennbereich in der Engstelle liegt.

Description

Absorberrohr für einen Rinnenkollektor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rinnenkollektor mit einem Brennbereich und einem im Brennbereich angeordneten Absorberrohr.
Rinnenkollektoren der genannten Art finden u.a. in Sonnenkraftwerken Anwendung.
Bis heute ist es wegen der noch nicht überwundenen Nachteile der Fotovoltaik nicht gelungen, Solarstrom in Anwendung dieser Technologie in annähernd kostendeckender Art zu erzeugen. Solarthermische Kraftwerke hingegen produzieren schon seit einiger Zeit Strom im industriellen Massstab zu Preisen, die - gegenüber der Fotovoltaik - nahe an den heute üblichen kommerziellen Preisen für in herkömmlicher Art erzeugten Strom liegen.
In Solarthermischen Kraftwerken wird die Strahlung der Sonne durch Kollektoren mit Hilfe des Konzentrators gespiegelt und gezielt auf einen Ort fokussiert, in welchem dadurch hohe Temperaturen entstehen. Die konzentrierte Wärme kann abgeführt und zum Betrieb von thermischen Kraftmaschinen wie Turbinen verwendet werden, die wiederum die Strom erzeugenden Generatoren antreiben.
Heute sind drei Grundformen von solarthermischen Kraftwerken im Einsatz: Dish-Sterling- Systeme, Solarturmkraftwerkssysteme und Parabolrinnensysteme.
Die Dish-Sterling-Systeme als kleine Einheiten im Bereich von bis zu 50 kW pro Modul haben sich nicht generell durchgesetzt.
Solarturmkraftwerksysteme besitzen einen zentralen, erhöht (auf dem "Turm") montierten Absorber für das durch hunderte bis tausende von einzelnen Spiegeln mit zu ihm gespiegelte Sonnenlicht, womit die Strahlungsenergie der Sonne über die vielen Spiegel bzw. Konzentratoren im Absorber konzentriert und so Temperaturen bis zu 1300° C erreicht werden sollen, was für den Wirkungsgrad der nachgeschalteten thermischen Maschinen (in der Regel ein Dampf- oder Flu- idturbinenkraftwerk zur Stromerzeugung) günstig ist. Die Anlage "Solar two" in Kalifornien besitzt eine Leistung von mehreren MW. Die Anlage PS20 in Spanien besitzt eine Leistung von 20 MW. Solarturmkraftwerke haben (trotz der vorteilhaft erreichbaren hohen Temperaturen) bis heute ebenfalls keine grössere Verbreitung gefunden.
Parabolrinnenkraftwerke jedoch sind verbreitet und besitzen Kollektoren in hoher Anzahl, die lange Konzentratoren mit geringer Querabmessung aufweisen, und damit nicht einen Brennpunkt, sondern eine Brennlinie besitzen. Diese Linienkonzentratoren besitzen heute eine Länge von 20 m bis zu 150 m. In der Brennlinie verläuft ein Absorberrohr für die konzentrierte Wärme (bis gegen 500°C), das die Wärme zum Kraftwerk transportiert. Als Transportmedium kommt z.Bsp. Thermoöl, geschmolzene Salze oder überhitzter Wasserdampf in Frage.
Konventionelle Absorberrohre werden mit aufwendiger und teuerer Konstruktion hergestellt, um die Wärmeverluste soweit wie möglich zu minimieren. Da das die Wärme transportierende Medium im Rohrinneren zirkuliert, erwärmt die durch den Konzentrator konzentrierte Sonnenstrahlung zuerst das Rohr, und dieses dann das Medium, mit der Folge, dass das notwendigerweise gegen 500°C heisse Absorberrohr seiner Temperatur entsprechend Wärme abstrahlt. Die Abstrahlung von Wärme über das Leitungsnetz für das Wärme transportierende Medium kann 100 W/m erreichen, die Leitungslänge in einer Grossanlage bis 100 km, so dass die Wärmeverluste über das Leitungsnetz für den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks von erheblicher Bedeutung sind, ebenso der auf die Absorberrohre entfallende Anteil an Wärmeverlusten. In WO 2010 / 078 668 ist ein aussenisoliertes Absorberrohr offenbart, dessen durch den Einsatz in einem Rinnenkollektor gegebene Schlitzöffnung im Hinblick auf die Wärmeverluste optimiert ist.
Mit dem Begriff "thermische Öffnung" kann je nach Bauform des Absorberrohrs eine physische Öffnung in der Aussenisolation eines Absorberrohrs gemäss der oben genannten Publikation bezeichnet werden. Der Begriff "thermische Öffnung" umfasst aber auch bei anderen Bauformen einen physisch geschlossenen Bereich, der für den Wärmedurchgang der konzentrierten Sonnenstrahlung konstruiert ist, wobei beispielsweise durch geeignete Beschichtungen am Ort der Wärmeeinstrahlung eine Rückstrahlung der Wärme vermindert werden kann. Dem Fachmann sind solche Konstruktionen bekannt. Dennoch ist es notwendigerweise so, dass am Ort der thermischen Öffnung letztlich keine gute Isolation erzielbar ist, also die entsprechenden relevanten Wärmeverluste hingenommen werden müssen. An dieser Stelle sei angefügt, dass der Begriff "thermische Öffnung" hier weiter auch für Absorberanordnungen gebraucht wird, bei denen photovoltaische Zellen eingesetzt werden, die bei Bestrahlung Strom produzieren. Solche Absorberanordnungen bzw. Absorberrohre sind ebenfalls erfindungsgemäss. Absorberrohre gemäss der vorliegenden Erfindung, die Halterungen für photovoltaische Zellen aufweisen, besitzen solche Halterungen dann am Ort der thermischen Öffnung. Mit anderen Worten ist es dann so, dass die thermischen Öffnungen als Halterungen für photovoltaische Zellen ausgebildet sind. In diesem Fall ist eine Isolation entbehrlich. Auch entfällt ein Transportkanal für Wärme transportierendes Medium.
Die 9 SEGS-Parabolrinnen-Kraftwerke in Südkalifornien produzieren zusammen eine Leistung von ca. 350 MW. Das 2007 ans Netz gegangene Kraftwerk "Nevada Solar One" besitzt Rinnenkollektoren mit 182'400 gekrümmten Spiegeln, die auf einer Fläche von 140 Hektar angeordnet sind und produziert 65 MW. Andasol 3 in Spanien ist seit September 2009 im Bau, soll in 2011 den Betrieb aufnehmen, so dass die Anlagen Andasol 1 bis 3 eine Höchstleistung von 50 MW aufweisen werden.
Für die Gesamtanlage (Andasol 1 bis 3) wird ein Spitzenwirkungsgrad von ca. 20% sowie ein Wirkungsgrad im Jahresmittel von rund 15% erwartet.
Wie erwähnt ist ein wesentlicher Parameter für den Wirkungsgrad eines Solarkraftwerks die Temperatur des durch die Kollektoren erhitzten Transportmediums, über welches die gewonnene Wärme vom Kollektor wegtransportiert und für die Umwandlung in beispielsweise Strom genutzt wird: mit höherer Temperatur lässt sich ein höherer Wirkungsgrad bei der Umwandlung erzielen. Die im des Transportmedium realisierbare Temperatur hängt wiederum von der Konzentration der reflektierten Sonnenstrahlung durch den Konzentrator ab. Eine Konzentration von 50 bedeutet, dass im Brennbereich des Konzentrators eine Energiedichte pro m2 erzielt wird, die der 50 fachen der von der Sonne auf einen m2 der Erdoberfläche eingestrahlten Energie entspricht.
Die theoretisch maximal mögliche Konzentration hängt von der Geometrie Erde - Sonne, d.h. vom Öffnungswinkel der von der Erde aus beobachteten Sonnenscheibe ab. Aus diesem Öffnungswinkel von 0,27° folgt, dass der theoretisch maximal mögliche Konzentrationsfaktor für Rinnenkollektoren bei 213 liegt. Selbst mit sehr aufwändig hergestellten, und damit für den industriellen Einsatz (zu) teuren Spiegeln die im Querschnitt einer Parabel gut angenähert sind und damit einen Brennlinienbereich mit kleinstem Durchmesser erzeugen, ist es heute nicht möglich, diese maximale Konzentration von 213 auch nur annähernd zu erreichen. Eine zuverlässig erzielbare Konzentration von ca. 50 bis 60 ist jedoch realistisch und erlaubt bereits die oben genannten Temperaturen von gegen 500°C im Absorberrohr eines Parabolrinnenkraftwerks.
Um die Parabelform eines Rinnenkollektors bei vertretbaren Kosten möglichst gut anzunähern, hat die Anmelderin in WO 2010 / 037 243 einen Rinnenkollektor vorgeschlagen, der eine Druckzelle mit einem flexiblen, in der Druckzelle aufespannten Konzentrator aufweist. Dabei ist der Konzentrator in verschiedenen Bereichen unterschiedlich gekrümmt und kommt so der gewünschten Parabelform recht nahe. Dies ermöglicht zwar, bei vertretbaren Kosten für den Konzentrator eine Temperatur von gegen 500°C im Absorberrohr zu erreichen.
An dieser Stelle sei auch auf WO 2010/099516 mit einem Absorberrohr verwiesen, das eine Engstelle in einem Durchgang durch dessen Isolation zeigt. Die Engstelle liegt an der Innenseite der Isolation, der Durchgang ist als Compound parabolic concentrator ausgebildet (CPC). Bei solch einer Anordnung liegt aus Gründen der Optik der Brennbereich des Konzentrators des Kollektors an der Aussenseite des Durchgangs, wo der Durchgang gleichzeitig am weitesten ist. Der CPC dient dazu, Strahlung, die notwendigerweise auf die Wände des Durchgangs trifft, durch den ganzen Durchgang hindurch laufend zu reflektieren, so dass sie das Innere des Absorberrohrs erreicht. Diese Anordnung besitzt den Nachteil, dass die Spiegel des CPC laufend gekühlt werden müssen, was einen erheblichen konstruktiven Aufwand mit sich bringt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rinnenkollektor für die Produktion von Wärme im auch industriellen Massstab bereitzustellen, der einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweist.
Diese Aufgabe wird einerseits gelöst durch einen Sonnenkollektor mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. ein Absorberrohr mit den Merkmalen von Anspruch 9.
Dadurch, dass die thermische Öffnung für hindurch tretende Strahlung eine Engstelle am Ort des Brennbereichs aufweist, wird die Rückstrahlung von Wärme aus dem Absorberrohr hinaus minimiert, was die Wärmemenge, die abtransportiert werden kann erhöht und so den Wirkungsgrad des Rinnenkollektors steigert. Da der Brennbereich in der Engstelle liegt, besitzt diese die minimal mögliche Ausdehnung, da der Pfad der in das Absorberrohr eintretenden, konzentrierten Strahlung im Brennbereich seine minimale Ausdehnung aufweist.
Dadurch, dass sich bei bevorzugten Ausführungsformen die thermische Öffnung von der Engstelle aus erweitert, kann die konzentrierte Strahlung nach dem Brennbereich wieder divergieren und so den Transportkanal erreichen und dort das Wärme transportierende Medium erwärmen.
Die gestellte Aufgabe wird andererseits auch gelöst durch einen Sonnenkollektor mit den Merkmalen von Anspruch 19 bzw. ein Absorberrohr mit den Merkmalen von Anspruch 21.
Dadurch, dass mehrere thermische Öffnungen neben einander angeordnet sind, die über die Länge des Absorberrohrs laufen, kann jedem Abschnitt eines Linearkonzentrators eine thermische Öffnung zugeordnet werden. Durch den Einsatz mehrerer Abschnitte lässt sich nicht nur die Geometrie des Rinnenkonzentrators als solche optimieren (für bessere Annäherung an die Parabelform, s. die WO 2010 / 037 243), sondern erfindungsgemäss zusätzlich auch die Breite der thermischen Öffnung im Absorberrohr reduzieren, in einem Mass, dass die Summe der Breiten aller thermischen Öffnungen bei der erfindungsgemässen Aufteilung kleiner ist als die Breite einer einzigen thermischen Öffnung, die die konzentrierte Strahlung aller Konzentratorabschnit- te über deren ganze Breite aufnimmt. Dies, weil die Konzentration von Sonnenstrahlung in einem rinnenförmigen Linearkonzentrator mit zunehmender Breite relativ abnimmt, mehrere Abschnitte jeweils kleinere Breite haben und deshalb die Konzentration einer nur einem Abschnitt zugeordneten thermischen Öffnung über deren ganze (und entsprechend dem weniger breiten Abschnitt: auch geringeren) Breite höher ist. Bei der erfindungsgemässen Aufteilung einer konventionell einzigen längs am Absorberrohr verlaufenden thermischen Öffnung in mehrere längs verlaufende thermische Öffnungen lässt sich damit entweder dieselbe Wärmemenge mit einer insgesamt kleineren Fläche der thermischen Öffnungen oder bei insgesamt der gleichen Fläche eine höhere von den thermischen Öffnungen aufgenommene Wärmemenge erzielen.
Bei insgesamt kleinerer Fläche reduziert sich die Wärmeabstrahlung des Absorberrohrs entsprechend, womit dessen Wirkungsgrad erhöht ist. Natürlich können an Stelle der längs durchgehenden Öffnungen auch mehrere längs am Absorberrohr verlaufende Reihen von einzelnen thermischen Öffnungen vorgesehen sein, wie dies weiter unten näher beschrieben ist. Dadurch verkleinert sich die gesamte Fläche der thermischen Öffnungen in vorteilhafter Weise zusätzlich.
Es versteht sich, dass die erfindungsgemässe Ausbildung der thermischen Öffnungen mit einer Engstelle nicht zwingend zusammenhängt mit der Anordnung von mehreren thermischen Öffnungen am Absorberrohr. Zwar werden beide Anordnungen vorteilhafterweise kombiniert, d.h. mehrere thermische Öffnungen neben einander vorgesehen, die mindestens teilweise die erfin- dungsgemässen Engstellen aufweisen. Die Anordnungen können aber auch unabhängig von einander realisiert werden, z.B. mehrere Öffnungen neben einander ohne Engstellen oder auch eine einzelne, konventionelle, als Längsschlitz am Absorberrohr ausgebildete thermische Öffnung, die mit einer Engstelle versehen ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen die Merkmale der abhängigen Ansprüche auf.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 einen konventionellen Rinnenkollektor,
Figur 2a einen Rinnenkollektor mit einer zweiten Konzentratoranordnung,
Figur 2b eine Ansicht in einer Querschnittsebene des Rinnenkollektors von Figur 2a,
Figur 2c eine Ansicht in einer Längsebene des Rinnenkollektors von Figur 2c
Figur 3a einen Rinnenkollektor mit einer zweiten Konzentratoranordnung gemäss einer weiteren Ausführungsform Figur 3b einen Schnitt in einer Querschnittsebene des Rinnenkollektors von Figur 3b,
Figur 4 eine Ansicht eines Absorberrohrs mit seiner thermischen Öffnung,
Figur 5a einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des Absorberrohrs von Figur 4,
Figur 5b einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Absorberrohrs von Figur 4,
Figur 6a eine Ansicht eines Absorberrohrs gemäss einer weiteren Ausführungsform
Figur 6b einen Längsschnitt über einen Teilbereich des Absorberrohrs von Figur 6a,
Figur 7a eine Ansicht eines Absorberrohrs gemäss einer noch weiteren Ausführungsform,
Figur 7b einen Längsschnitt über einen Teilbereich des Absorberrohrs von Figur 7a, und
Figur 8 ein Diagramm betreffend dem Unterschied in der Leistungsaufnahme, wenn eine Reihe oder mehrere Reihen von thermischen Öffnungen (bzw. photovoltaische Zellen) an einer Absorberanordnung vorgesehen sind.
Figur 1 zeigt einen Rinnenkollektor 1 konventioneller Art mit einer Druckzelle 2, welche die Gestalt eines Kissens aufweist und durch eine obere, flexible Membran 3 und eine in der Figur verdeckte, untere flexible Membran 4 gebildet wird.
Die Membran 3 ist für Sonnenstrahlen 5 durchlässig, die im Inneren der Druckzelle 2 auf eine Konzentrator-Membran (Konzentrator 10, Figur 2a) fallen und durch diese als Strahlen 6 reflektiert werden, hin zu einem Absorberrohr 7, in dem ein Wärme transportierendes Medium zirkuliert, das die durch den Kollektor konzentrierte Wärme abführt. Das Absorberrohr 7 wird durch Stützen 8 im Brennlinienbereich der Konzentrator-Membran (Konzentrator 10, Figur 2a) gehalten.
Die Druckzelle 2 ist in einem Rahmen 9 aufgespannt, der wiederum in bekannter Art dem täglichen Sonnenstand entsprechend verschwenkbar auf einem Gestell gelagert ist. Solche Sonnenkollektoren sind beispielsweise in der WO 2010/037243 und der WO 2008/037108 beschrieben. Diese Dokumente werden durch Verweis ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Strahlungspfad eines Rinnenkollektors gemäss Figur 1 einen Brennlinienbereich aufweist, wobei das Absorberrohr am Ort des Brennlinienbereichs angeordnet ist.
Obschon die vorliegende Erfindung bevorzugt in einem als Rinnenkollektor ausgebildeten Sonnenkollektor dieser Art, d.h. mit einer Druckzelle und einer in der Druckzelle aufgespannten Konzentrator-Membran Anwendung findet, ist sie in keiner Weise darauf beschränkt, sondern beispielsweise ebenso in Rinnenkollektoren anwendbar, deren Konzentratoren als nicht flexible Spiegel ausgebildet sind. Kollektoren mit nicht flexiblen Spiegeln werden beispielsweise in den oben erwähnten Kraftwerken eingesetzt.
In den nachstehend beschriebenen Figuren sind jeweils die für das Verständnis der Erfindung nicht relevanten Teile des Rinnenkollektors weggelassen, wobei hier noch einmal erwähnt sei, dass solche weggelassenen Teile entsprechend des oben beschriebenen Stands der Technik (Kollektoren mit Druckzelle oder solche mit nicht flexiblen Spiegeln) ausgebildet sind und vom Fachmann für den konkreten Anwendungsfall leicht bestimmt werden können.
Figur 2a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Rinnenkollektors, die bis heute noch nicht bekannt geworden ist. Ein grundsätzlich wie der Kollektor 1 von Figur 1 ausgebildeter Kollektor 10 weist einen Konzentrator 11 und ein an Stützen 8 gelagertes Absorberrohr 12 auf. Sonnenstrahlen 5 fallen auf den Konzentrator 11 und werden von diesem als Strahlen 6 reflektiert. Durch die konkrete Ausbildung des Konzentrators 11 ergibt sich ein erster Strahlungspfad für reflektierte Strahlung, der durch die Strahlen 6 repräsentiert ist.
Der Konzentrator 11 ist, da nur in einer Richtung gekrümmt, ein Linearkonzentrator, mit dem Vorteil, dass er gegenüber den in zwei Richtungen gekrümmten Parabol-Konzentratoren einfacher und zudem mit grosser Fläche hergestellt werden kann, ohne dass sich für die Rahmen- struktur und die laufend über Tag notwendige Ausrichtung dem Sonnenstand entsprechend prohibitive konstruktive Randbedingungen ergeben.
Für die Orientierung in der Figur zeigt der Pfeil 16 die Längsrichtung, der Pfeil 17 die Querrichtung an. Entsprechend ist der Konzentrator 11 in Querrichtung 17 gekrümmt, und in Längsrichtung 16 nicht.
Der Strahlungspfad des Konzentrators 11 weist einen Brennlinienbereich auf, notwendigerweise, da einerseits auf Grund des Öffnungswinkels der Sonne deren Strahlung 5 nicht parallel einfällt, die Konzentration in eine geometrisch genaue Brennlinie damit gar nicht möglich ist und zudem, weil eine genaue pa rabeiförmige Krümmung des Konzentrators für eine theoretisch soweit wie möglich angenäherte Brennlinie mit vernünftigem Kostenaufwand nicht machbar ist.
Der Konzentrator 11 ist Bestandteil einer ersten Konzentratoranordnung des Kollektors 10, die hier gebildet ist aus der (wie oben erwähnt zur Entlastung der Figur weggelassenen) Druckzelle, den Organen für Aufrechterhaltung und Steuerung des Drucks und dem Rahmen, in dem der Konzentrator 11 aufgespannt ist. Wie ebenfalls erwähnt, sind die weggelassenen Elemente dem Fachmann bekannt.
In der Figur plattenförmig ausgebildete, für konzentrierte Strahlung transparente optische Elemente 20 sind im ersten Strahlungspfad des Konzentrators 11 (und damit im Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung) angeordnet, so dass der Strahlungspfad durch diese hindurch verläuft. Diese optischen Elemente 20 brechen die auf sie einfallende (durch den Konzentrator 11 reflektierte) Strahlung 6 derart, dass die Strahlung 6 nach den optischen Elementen 20 als Strahlung 15 in einen Brennpunktbereich konzentriert wird. Mit anderen Worten weist der durch die Strahlung 15 repräsentierte zweite Strahlungspfad jedes der optischen Elemente 20 einen Brennpunktbereich 21 auf. In der Figur sind eine der Länge des Sonnenkollektors entsprechende Anzahl optischer Elemente 20 dargestellt und deren Brennpunktbereiche beispielhaft bei zwei optischen Elementen 20 eingezeichnet.
Die optischen Elemente 20 sind Bestandteil einer zweiten Konzentratoranordnung, die im ersten Strahlungspfad vor dem Brennlinienbereich angeordnet ist. Zur zweiten Konzentratoran- Ordnung gehören hier beispielsweise noch Träger 22, die am Absorberrohr 12 festgelegt sind und an denen die optischen Elemente 20 in Position gehalten werden.
Das hier als Absorberrohr 12 ausgebildetes Absorberelement befindet sich am Ort der Brennpunktbereiche 21 und besitzt eine Anzahl, mindestens eine, thermische Öffnungen 23 für den Durchtritt der konzentrierten Strahlung 15 in das Innere des Absorberrohrs 12. Die thermischen Öffnungen 23 sind über die Länge des Absorberrohrs hintereinander angeordnet.
Figur 2b zeigt einen Schnitt in Querrichtung (Pfeil 17) durch den Kollektor 10 von Figur 2a mit einer Ansicht des in diese Querschnittsebene projizieren Strahlungsgangs bzw. ersten und zweiten Strahlungspfads der beiden Konzentratoranordnungen. Wie oben erwähnt, sind alle für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Elemente des Rinnenkollektors 10 dem Fachmann bekannt und zur Entlastung der Figur weggelassen.
Insbesondere ist ersichtlich, dass der erste Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (Konzentrator 11), hier dargestellt durch die beiden reflektierten Strahlen 6,6', gegen einen Brennlinienbereich 21 am Ort des Absorberrohrs 12 konvergiert. Die Strahlung 6 tritt durch das optische Element 20 hindurch, wobei dessen zweiter Strahlungspfad, hier dargestellt durch die beiden Strahlen 15,15', gegen den Brennpunktbereich 21 konvergiert.
Die Konzentration der ersten Konzentrationsanordnung erfolgt in Querrichtung (Pfeil 17).
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform liegen die Brennpunktbereiche 21 der optischen Elemente 20 im Brennlinienbereich des Konzentrators 11, d.h. im Brennlinienbereich der ersten Konzentratoranordnung. Daraus ergibt sich für die in der Figur 2b dargestellte Sicht auf die Querschnittsebene (nicht aber in Längsrichtung, siehe nachstehend zu Figur 2c), dass die reflektierte Strahlung 6 durch das optische Element 20 nicht gebrochen wird, d.h. im Wesentlichen in einer Geraden liegen. Im Wesentlichen deshalb, weil beim Durchtritt eines Strahls 6,6' durch das optische Element 20 hindurch ein leichter Versatz des Strahlungspfads 15,15' gegenüber dem Pfad 6,6' auftreten kann, der aber hier nicht relevant ist.
Zur Entlastung der Figur sind wiederum die nicht wesentlichen Elemente, hier auch die Träger 22 (Figur 2a) für die optischen Elemente 20 weggelassen. Figur 2c zeigt einen Schnitt durch den Kollektors 10 von Figur 2a in Längsrichtung (Pfeil 16), mit einer Ansicht des in diese Längsebene projizieren Strahlungsgangs bzw. ersten und zweiten Strahlungspfads der ersten und der zweiten Konzentratoranordnung. Dargestellt ist jedoch nur ein Teil des Längsschnitts über die Länge eines der optischen Elemente 20.
Mit einer angenommenen Blickrichtung von rechts nach links (Figur 2b) zeigt Figur 2c den Blick auf die linke Hälfte des Konzentrators 11 (Figur 2b).
Insbesondere ist ersichtlich, dass der erste Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (Konzentrator 11), hier dargestellt durch die reflektierten Strahlen 6, 6', gegen einen Brennlinienbereich am Ort des Absorberrohrs 23 läuft. Die Strahlung 6 bis 6' tritt durch die optischen Element 20 hindurch, wird durch diese in Längsrichtung 16 gebrochen, wobei der zweite Strahlungspfad der optischen Elemente 20 (dargestellt durch die Strahlen 15,15') gegen jeweils einen Brennpunktbereich 21 konvergiert.
Die Konzentration der zweiten Konzentrationsanordnung erfolgt in Längsrichtung (Pfeil 16).
Es ergibt sich, dass die zweite Konzentratoranordnung mindestens ein optisches Element 20 mit einem zweiten Strahlungspfad aufweist, wobei durch das mindestens eine optische Element 20 mindestens ein Brennpunktbereich 21 erzeugt wird. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die er- findungsgemässe Anordnung für kleine oder kleinste Anwendungen mit nur einem optischen Element 20 oder für industrielle Anwendung in Kollektoren mit grössten Abmessungen mit Dutzenden oder Hunderten von optischen Elementen 20 ausgeführt werden kann.
Aus den Figuren 2b und 2c ergibt sich weiter, dass das optische Element 20 bei der dargestellten Ausführungsform als Linearkonzentrator ausgebildet ist, dessen Konzentrationsrichtung quer oder senkrecht zur Konzentrationsrichtung des Linearkonzentrators der ersten Konzentratoranordnung verläuft.
Damit ergibt sich weiter, dass die optisch wirksamen Oberflächen (an denen die Brechung der Lichtstrahlen erzeugt wird) der optischen Elemente 20 gegenüber dem ersten Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (hier des Konzentrators 11) derart ausgerichtet sind, dass der Pfad jedes einzelnen Strahls, projiziert auf eine zum Brennlinienbereich senkrecht stehende Ebene (dargestellt in Figur 2b) eine Gerade ist, aber in einer im Brennlinienbreich liegenden Ebene (dargestellt in Figur 2c) zum Brennpunktbereich 21 hin gebrochen wird.
Bevorzugt weisen die optischen Elemente eine Fresnelstruktur auf, was erlaubt, diese mit einem wie in den Figuren 2a bis 2c dargestellten plattenförmigen Körper auszubilden. Beispielsweise kann die Unterseite des plattenförmigen Körpers eben und die Oberseite strukturiert, mit parallelen Fresnel-Stufen ausgebildet werden, wobei die Stufen in Querrichtung 17 parallel zu einander verlaufen, so dass der Brennpunktbereich oberhalb der Mitte des plattenförmigen Körpers liegt.
Die Auslegung solch einer Fresnellinse 30 kann durch den Fachmann im konkreten Fall leicht vorgenommen werden. Alternativ kann jedes optische Element 20 auch als Sammellinse ausgebildet sein, die sich quer unter dem Absorberrohr 12 hindurch erstreckt und die Brechung gemäss den Figuren 2b und 2c erzeugt. Auf solche Weise ausgebildete optische Elemente 20 können beispielsweise durch Glessen hergestellt werden, in dem eine Metallform hergestellt und ein geeignetes transparentes Kunststoffmaterial (oder auch Glas) vergossen wird.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Strahlungspfad eines Rinnenkollektors gemäss den Figuren 2a bis 2c eine Anzahl von in einer Linie angeordneten Brennpunktbereichen aufweist, wobei das Absorberrohr am Ort der Brennpunktbereiche angeordnet ist.
Figur 3a zeigt einen Kollektor 60, dessen erste Konzentratoranordnung mehrere, neben einander und längs verlaufende Konzentratorabschnitte 61, 62 aufweist. An dieser Stelle sei vermerkt, dass die erste Konzentratoranordnung nicht nur zwei, sondern beispielsweise vier, sechs, acht oder mehr solcher Konzentratorabschnitte besitzen kann. In der WO 2010 / 037243 ist eine Konzentratoranordnung mit sechs Abschnitten beschrieben.
Jedem Konzentratorabschnitt 61,62 ist eine Reihe 63,64 von optischen Elementen 65,66 zugeordnet, wobei wiederum jedem optischen Element 65,66 eine eigene thermische Öffnung 67,68 im Absorberrohr 69 zugeordnet ist. Wiederum sind zur Entlastung der Figur die Träger für die optischen Elemente 65,66 und andere, zum Verständnis der Erfindung nicht wesentliche Elemente weggelassen. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, dass die Querausdehnung (Richtung 17) der einzelnen Konzentratorabschnitte 61,62 kleiner ist, als dies bei einem einzigen Konzentrator der Fall wäre, so dass gegenüber einem breiteren Konzentrator kleinere Brennpunktbereiche erzielbar sind (Öffnungswinkel der Sonne). Dies wiederum führt zu kleineren thermischen Öffnungen 67,68, deren gesamte Fläche kleiner ist als die Fläche der thermischen Öffnungen bei nur einem, aber deutlich breiteren Konzentrator.
Natürlich sind alle optischen Elemente 65, 66 erfindungsgemäss verschwenkbar am Absorberrohr 69 angeordnet, wie dies in den Figuren 4 bis 5b beispielhaft dargestellt ist. Ebenso sind die optischen Elemente 65,66 wie oben beschrieben beispielsweise als Fresnellinsen ausgebildet.
Ein entsprechend ausgebildetes Absorberrohr besitzt also nicht nur eine, sondern zwei oder mehr über seine Länge laufende Reihen, die jeweils aus hintereinander angeordneten thermischen Öffnungen 67,68 bestehen (ein Beispiel von zwei Reihen zeigt Figur 7).
Figur 3b zeigt einen gegenüber Figur 3a leicht modifizierten Kollektor 70, ebenfalls mit zwei Konzentratorabschnitten 71,72 und zwei Reihen 73,74 von optischen Elementen 20 (an dieser Stelle kann angefügt werden, dass generell mehr als zwei Konzentratorabschnitte vorliegen können, an Stelle der vorliegend in den Figuren beispielhaft genannten zwei Abschnitte, wie dies beispielhaft in der oben genannten WO 2010/037243 offenbart wird). Die optischen Elemente 20 jeder Reihe 73,74 sind auf den ihnen jeweils zugeordneten Konzentratorabschnitt 71,72 ausgerichtet und damit schräg angeordnet, und damit in einer durch die strichpunktierten Linien 75,76 angedeuteten, schrägen Ebene erfindungsgemäss verschwenkbar. Durch diese Ausrichtung der optischen Elemente 20 verbessert sich der Wirkungsgrad der Anordnung. Die Figur zeigt weiter einen Sonnenstrahl 80, einen den ersten Strahlungspfad des Konzentrato- rabschnitts 71 repräsentierenden reflektierten Strahl 81 und einen korrekt laufenden, den zweiten Strahlungspfad repräsentierenden Strahl 82 (der somit am Begrenzungsspiegel 50 vorbeiläuft. Weiter zeigt die Figur einen vorzugsweise begehbaren Streifen 83 sowie seitliche Rahmenteile 84 und 85, zwischen denen die Konzentratorabschnitte 71,72 aufgespannt sind. Bevorzugt sind ist die Breite des Streifens 83 so gewählt, dass nur er durch die beiden Reihen 73,74 der optischen Elemente 20 beschattet wird. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Strahlungspfad eines Rinnenkollektors gemäss den Figuren 3a und 3b eine Anzahl von Brennpunktbereichen aufweist, die hintereinander in Linien angeordnet sind, wobei mehrere solcher Linien parallel neben einander verlaufen. Das Absorberrohr ist wiederum am Ort der Brennpunktbereiche angeordnet.
Figur 4a zeigt nun eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Absorberrohrs 20. Ersichtlich ist ein schematisch dargestellter Anschlussstutzen 21 für eine Leitung, die das Wärme transportierende Medium vom Absorberrohr 20 wegführt (der Anschlussstutzen am anderen Ende des Absorberrohrs 20 ist verdeckt). Weiter ersichtlich ist eine über die Länge des Absorberrohrs 20 führende Schlitzöffnung 22, die das äussere Ende der thermischen Öffnung des Absorberrohrs bildet, und die Aussenfläche 23 des Absorberrohrs 20 durchbricht.
Figur 4b zeigt eine Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Absorberrohrs 30, das mehrere thermische Öffnungen 31, 32 aufweist. Hier sind es zwei, die der Anzahl von Konzentratorabschnitten 71,72 des Kollektors 70 von Figur 3b entsprechen. Es können aber auch beispielsweise sechs oder mehr sein, wobei sechs der Anzahl von Konzentratorabschnitten der in der WO 2010 / 037243 gezeigten Ausführungsform entsprechen. Die thermischen Öffnungen 31,32 erstrecken sich über die Länge des Absorberrohrs 30. Wie oben erwähnt, ist die Summe der Breite der thermischen Öffnungen 31,32 kleiner als die Breite einer einzigen thermischen Öffnung (dies ist selbstverständlich nicht durch den begehbaren Streifen 83 von Figur 3b bedingt sondern gilt für einen Konzentrator mit zusammenhängenden Abschnitten).
Figur 5a zeigt einen Querschnitt durch das Absorberrohr 20 von Figur 4. Ein Isolationsbereich 25 erstreckt sich von der Aussenfläche 23 nach innen und umschliesst einen Transportkanal 26 für Wärme transportierendes Medium. Der Transportkanal 26 durchläuft das Absorberrohr 20 der Länge nach, ist mit den Anschlussstutzen an seinem Ende verbunden und kann so das Wärme transportierende Medium befördern.
Eine sich radial von aussen durch den Isolationsbereich 25 hindurch zum Transportkanal 26 erstreckende thermische Öffnung durchbricht den Isolationsbereich und ist hier als schlitzförmiger Verbindungskanal 27 ausgebildet. Die in der Figur gestrichelt eingezeichneten Linien 26' und 23' zeigen den Verlauf der Wand des Transportkanals 26 sowie den Verlauf der Aussenfläche 23, wie er ohne Verbindungskanal existieren würde. Dadurch ist ersichtlich, dass der Verbindungs- kanal 27 im Querschnitt eine X - förmige Kontur besitzt, mit einer Engstelle 29 am Ort des in der Figur eingezeichneten Punktes 30. Der Verbindungskanal erweitert sich von der Engstelle aus, in der gezeigten Ausführungsform sowohl gegen innen wie auch gegen aussen.
Die Figur zeigt weiter Strahlen 30, 31 und 32, die den Strahlungspfad des Konzentrators des Rinnenkollektors 1 (Figur 1) repräsentieren. Die Strahlen 30, 31 und 32 schneiden sich im Brennlinienbereich des Konzentrators am Ort des Punktes 30.
Damit ist dem Brennlinienbereich des Rinnenkollektors eine thermische Öffnung zugeordnet, die als sich über die Länge des Absorberrohrs 20 erstreckender, schlitzförmiger Verbindungskanal 27 zwischen der Aussenwelt und dem Transportkanal 26 ausgebildet ist, wobei die Engstelle 29 der thermischen Öffnung sich im Inneren des Verbindungskanals 27 befindet, und wobei sich der Verbindungskanal 27 sowohl gegen innen als auch gegen aussen erweitert.
Die dargestellte Ausbildung des Absorberrohrs 20 erlaubt, eine Aussenisolation beliebiger Dicke vorzusehen, beispielsweise aus Steinwolle, die zwischen dem Transportkanal 26 und der Aus- senfläche 23 eingebettet wird, was eine wesentlich kostengünstigere Herstellung des Absorberrohrs 20 gegenüber den heute verwendeten Absorberrohren erlaubt. Zudem kann erfindungs- gemäss die unvermeidlich vorhandene, Wärme abstrahlende Fläche (nämlich: die Fläche der thermischen Öffnung, hier die Fläche des Verbindungskanals 27 an seiner Engstelle) des Absorberrohrs 20 minimal gehalten werden, was von Bedeutung ist, da die Wärmeabstrahlung mit der vierten Potenz der Temperatur steigt.
Figur 5b zeigt einen Querschnitt durch eine zweite, bevorzugte Ausführungsform eines Absorberrohrs 35 gemäss Figur 4. Die Engstelle 36 des Verbindungskanals 37 liegt an der Aussenfläche 23 des Absorberrohrs 35. Der Verbindungskanal 37 erweitert sich gegen innen und besitzt V - förmigen Querschnitt.
Die Figur zeigt weiter Strahlen 38 und 39, die den Strahlungspfad des Konzentrators des Rinnenkollektors 1 (Figur 1) repräsentieren. Die Strahlen 38 und 39 schneiden sich im Brennlinienbereich des Konzentrators am Ort des Punktes 40. Die in der Figur gezeigte Ausführungsform weist die oben erwähnten Vorteile der Ausführungsform von Figur 5a auf und ist zudem besonders einfach herzustellen.
Bei einer weiteren in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform liegt die Engstelle an der Innenseite des Isolationsbereichs. Der Verbindungskanal verengt sich damit gegen innen, der Brennbereich liegt an der Innenseite des Isolationsbereichs. Es liegt die umgekehrte Konfiguration von Fig. 5a vor, der Verbindungskanal besitzt A - förmigen Querschnitt.
Figur 6a zeigt ein Absorberrohr 50 mit einer Reihe von thermischen Öffnungen 51, das für einen Rinnenkollektor 10 (Figur 2a) geeignet ist, da dann jedem Brennpunktbereich 21 der optischen Elemente 20 eine thermische Öffnung im Absorberrohr 50 zugeordnet ist.
Im Längsschnitt durch das Absorberrohr 50 ist erkennbar, dass jede thermische Öffnung (hier sind diese als sich V - förmig öffnende Verbindungskanäle 51 ausgebildet) von einer benachbarten thermischen Öffnung durch den Isolationsbereich 25 getrennt sind. Wiederum liegt die Engstelle 51 an der Aussenfläche 23 des Absorberrohrs 50. Strahlen 52,53 repräsentieren den zweiten Strahlungspfad des dem dargestellten Verbindungskanal 51 zugeordneten optischen Elements 20 (Figur 2a).
In Querrichtung gesehen besitzen die Verbindungskanäle 51 eine Konfiguration, wie sie die Figur 5b zeigt (V-förmig).
Alternativ können natürlich die einzelnen Verbindungskanäle im Längs- und im Querschnitt X- förmig oder A-förmig (Engstelle an der Innenseite) ausgebildet sein, analog zur Darstellung in Figur 5a.
Figur 7a zeigt ein Absorberrohr 100, geeignet für einen Rinnenkollektor 60 oder 70 gemäss den Figuren 3a oder 3b. Das Absorberrohr 100 weist hier zwei Reihen 101,102 von als Verbindungskanäle 103 ausgebildeten thermischen Öffnungen. Jedem der Verbindungskanäle 103 ist ein Brennpunktbereich 78 (Figur 3a) oder ein Brennpunktbereich eines einzelnen optischen Elements 20 (Figuren 3a und 3b) zugeordnet. Figur 7b zeigt einen Querschnitt durch das Absorberrohr 100 am Ort zweier neben einander liegender Verbindungskanäle 103 und 103'. Dargestellt sind Strahlen 105 und 106, die den zweiten Strahlungspfad eines optischen Elements 20, das dem Konzentratorabschnitt 71 (Figur 3b) zugeordnet ist, repräsentieren. Die Strahlen 107,108 hingegen repräsentieren den zweiten Strahlungspfad eines optischen Elements, das dem Konzentratorabschnitt 72 zugeordnet ist.
Wiederum befinden sich die Engstellen 110 und 111 an der Aussenfläche bzw. Aussenwand 23 des Absorberrohrs 100 und sind im dargestellten Querschnitt V-förmig ausgebildet (können aber auch X-förmig oder A-förmig sein). Im Längsschnitt besitzen die Verbindungskanäle bevorzugt die Konfiguration der Verbindungskanäle 51 gemäss der Figur 6b.
Der Querschnitt des Absorberrohrs 100 von Figur 7b entspricht dem Querschnitt des Absorberrohrs 30 von Figur 4b, entsprechend entfällt hier eine spezielle Figur für den Querschnitt des Absorberrohrs 30 mit den diesem zugehörigen Referenznummern.
Bevorzugt werden mindestens Abschnitte der Innenwand der Verbindungskanäle derart ausgebildet, dass sie eintretende konzentrierte Strahlung gegen den Transportkanal hin reflektieren. Vorteilhaft ist dies, wenn Strahlung aufgrund einer fehlerhaften Geometrie in den Konzentrato- ranordnungen des Rinnenkollektors oder wegen des Öffnungswinkels der Sonne nicht mit der vorgesehenen Konvergenz den Brennlinien- oder Brennpunktbereich durchquert, sondern ausserhalb des Brennbereichs durchläuft. Dann wird solche "fehlerhafte" Strahlung in den Transportkanal 26 reflektiert und nicht vom Isolationsbereich 25 absorbiert. Andererseits ist es auch möglich, die Verbindungskanäle hinter der Engstelle nicht mit dem vollen Öffnungswinkel der eintretenden Strahlung auszubilden und dies über reflektierende Wände zu kompensieren. Auch dann liegt der Brennbereich erfindungsgemäss in der Engstelle, so dass die Wärmeab- strahlung des Konzentrators durch die thermische Öffnung hindurch gegen aussen minimiert ist.
An dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, dass zwar in den Figuren 4a bis 7b die Anordnung erfindungsgemäss mehrerer thermischen Öffnungen in Verbindung mit den erfin- dungsgemässen Engstellen beschrieben sind, aber sich mehrere thermische Öffnungen oder Engstellen unabhängig von einander realisieren lassen, wobei dann die jeweiligen Vorteile ohne den Effekt der Kombination zum Tragen kommen. Figur 8 zeigt schliesslich in einem Diagramm einen Vergleich zwischen dem Absorberrohr 20 von Fig. 4a und dem Absorberrohr 30 von Fig. 4b. A bezeichnet die Breite der Schlitzöffnung 22 des Absorberrohrs 20, B bezeichnet die Breite der beiden Schlitzöffnungen 31,32 des Absorberrohrs 30. Beiden Absorberrohren 20, 30 sei der gleiche Konzentrator zugeordnet, wobei das Absorberrohr 20 mit seiner Schlitzöffnung 22 im Brennlinienbereich des gesamten Konzentrators angeordnet ist, während die Schlitzöffnungen 30,31 je einer Hälfte dieses Konzentrators bzw. je einem Brennlinienbereich dieser Hälfte zugeordnet sind.
Die Kurven über den eingezeichneten Breiten A und B bezeichnen die durch die entsprechenden Schlitzöffnungen 22 bzw. 30,31 über die konzentrierte Strahlung aufgenommene Leistung.
Die Differenz in der von einem Absorberrohr 20 gegenüber einem Absorberrohr 30 aufgenommenen Leistung entspricht der Differenz zwischen der schraffierten und den beiden gepunkteten Flächen. Die gepunkteten Flächen sind gleich oder etwas grösser als die schraffierte Fläche. Somit ist die Leistungsaufnahme des Konzentrators 30 mit zwei weniger breiten Schlitzöffnungen 31,31 gleich gross oder etwas grösser als diejenige des Konzentrators 20 mit nur einer Schlitzöffnung 22.
Dieser Effekt ist auf den Öffnungswinkel der Sonne zurückzuführen, wonach im Konzentrator reflektierte Strahlung notwendigerweise in einen Brennlinienbereich streut, welcher Effekt mit steigender Entfernung der Randbereiche des Konzentrators sich verstärkt.
Zusammenfassend lässt sich der Wirkungsgrad des Absorberrohrs und damit des Kollektors er- findungsgemäss in drei Schritten verbessern:
Zum einen wird die thermische Öffnung (bzw. die gegenüber dem Transportkanal 26 offene Querschnittsfläche des Verbindungskanals 27) zu einer Engstelle minimiert, die auf die Dimension des Brennlinienbereichs konventioneller Rinnenkonzentratoren reduziert ist.
Dann wird die thermische Öffnung in eine Anzahl kleinerer thermischer Öffnungen aufgelöst, mit einer Gesamtfläche der kleineren Öffnungen, die kleiner ist als die Fläche der einzigen thermischen Öffnung. Dies ist durch die Verwendung einer zweiten Konzentratoranordnung ermöglicht, die den Brennlinienbereich des Rinnenkonzentrators in Brennpunktbereiche auflöst. Schliesslich wird die konventionelle thermische Öffnung, die über die Länge des Absorberrohrs verläuft, in thermische Öffnungen mit einer geringeren Breite aufgelöst, und jede der weniger breiten thermischen Öffnungen einem Konzentratorabschnitt zugeordnet. Dabei erfolgt mit kleinerer Gesamtfläche der thermischen Öffnungen der gleiche Wärmeeintrag in das Absorberrohr, wie es bei einer einzigen thermischen Öffnung der Fall ist. Zusätzlich können diese thermischen Öffnungen mit einer Engstelle versehen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Rinnenkollektor mit einem Brennbereich und einem im Brennbereich angeordneten Absorberrohr, das einen von seiner Aussenfläche sich nach innen erstreckenden Isolationsbereich aufweist, der vorzugsweise einen das Absorberrohr der Länge nach durchlaufenden Transportkanal für Wärme transportierendes Medium umschliesst und von mindestens einer sich radial von aussen durch den Isolationsbereich hindurch zum Transportkanal erstreckenden thermischen Öffnung durchbrochen ist, wobei die mindestens eine thermische Öffnung für hindurch tretende Strahlung eine Engstelle aufweist, wobei der Brennbereich in der Engstelle liegt.
2. Rinnenkollektor nach Anspruch 1 wobei sich die thermische Öffnung nach der Engstelle gegen innen laufend erweitert, derart, dass im Wesentlichen die gesamte in die thermische Öffnung eingetretene und nach dem Brennbereich wieder divergierende Strahlung den Transportkanal direkt erreichen kann.
3. Rinnenkollektor nach Anspruch 1 , wobei die thermische Öffnung als sich von der Aussenfläche des Absorberrohrs bis in den Transportkanal erstreckender Verbindungskanal ausgebildet ist, wobei sich der Verbindungskanal hinter der Engstelle gegen innen laufend erweitert und vorzugsweise mit reflektierenden Wänden ausgebildet ist, derart, dass die nach dem Brennbereich wieder divergierende Strahlung den Transportkanal im Wesentlichen ohne Absorption an den reflektierenden Wänden vollständig erreicht.
4. Rinnenkollektor nach Anspruch 1 mit einem oder mehreren Brennlinienbereichen, wobei jedem Brennlinienbereich eine thermische Öffnung zugeordnet ist, die als sich über die Länge des Absorberrohrs erstreckender, schlitzförmiger Verbindungskanal zwischen der Aussenwelt und dem Transportkanal ausgebildet ist, wobei die Engstelle jeder thermischen Öffnung vorzugsweise an der Aussenfläche des Absorberrohrs liegt, und wobei sich dann der Verbindungskanal gegen innen erweitert.
5. Rinnenkollektor nach Anspruch 1 mit einem oder mehreren Brennlinienbereichen, wobei jedem Brennlinienbereich mindestens eine thermische Öffnung zugeordnet ist, die als sich über die Länge des Absorberrohrs erstreckender, schlitzförmiger Verbindungskanal zwi- sehen der Aussenwelt und dem Transportkanal ausgebildet ist, wobei die Engstelle jeder thermischen Öffnung sich im Inneren des Verbindungskanals befindet, so dass sich der Verbindungskanal sowohl gegen innen als auch gegen aussen erweitert oder die Engstelle an der Innenseite des Isolationsbereichs vorgesehen ist.
6. Rinnenkollektor nach Anspruch 1 mit mehreren Reihen von neben einander liegenden Brennpunktbereichen, wobei jedem Brennpunkt eine einzelne als Verbindungskanal ausgebildete thermische Öffnung zugeordnet ist, die von den übrigen thermischen Öffnungen durch den Isolationsbereich getrennt ist, deren Engstelle vorzugsweise an der Aussenfläche des Absorberrohrs liegt.
7. Rinnenkollektor nach Anspruch 1 mit mehreren Reihen von neben einander liegenden Brennpunktbereichen, wobei jedem Brennpunkt eine einzelne als Verbindungskanal ausgebildete thermische Öffnung zugeordnet ist, die von den übrigen thermischen Öffnungen durch den Isolationsbereich getrennt ist, deren Engstelle im Inneren des Verbindungskanals liegt, und wobei sich der Verbindungskanal von dieser aus sowohl gegen innen als auch gegen aussen erweitert erweitert oder deren Engstelle an der Innenseite des Isolationsbereichs vorgesehen ist .
8. Rinnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7 wobei mindestens Abschnitte der Innenwand des Verbindungskanals derart ausgebildet sind, dass sie eintretende konzentrierte Strahlung gegen den Transportkanal hin reflektieren.
9. Absorberrohr für einen Rinnenkollektor das einen von seiner Aussenfläche sich nach innen erstreckenden Isolationsbereich aufweist, der vorzugsweise einen es der Länge nach durchlaufenden Transportkanal für Wärme transportierendes Medium umschliesst und von mindestens einer sich radial von aussen durch den Isolationsbereich hindurch zum Transportkanal erstreckenden thermischen Öffnung durchbrochen ist, wobei die mindestens eine thermische Öffnung in Richtung der hindurchtretenden Strahlung eine Engstelle aufweist und sich von dieser aus erweitert.
10. Absorberrohr nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine thermische Öffnung als schlitzförmiger Verbindungskanal ausgebildet ist, der sich über die Länge des Absorberrohrs erstreckt, wobei sich dessen Engstelle sich an der Aussenfläche des Absorberrohrs befindet.
11. Absorberrohr nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine thermische Öffnung als schlitzförmiger Verbindungskanal ausgebildet ist, der sich über die Länge des Absorberrohrs erstreckt, wobei sich dessen Engstelle in seinem Inneren befindet, und wobei sich der Verbindungskanal von dieser aus sowohl gegen innen als auch gegen aussen erweitert.
12. Absorberrohr nach Anspruch 9, wobei eine Anzahl in einer Reihe hintereinander über die Länge des Absorberrohrs angeordneter thermischer Öffnungen vorgesehen sind, die von einander durch den Isolationsbereich getrennt sind.
13. Absorberrohr nach Anspruch 9 oder 10, wobei mehrere Reihen von thermischen Öffnungen parallel neben einander vorgesehen sind.
14. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei jede thermische Öffnung als Verbindungskanal ausgebildet ist, der sich von der Aussenfläche nach innen erstreckt, dessen Engstelle an der Aussenfläche liegt, und der sich gegen innen erweitert.
15. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei jede thermische Öffnung als Verbindungskanal ausgebildet ist, der sich von der Aussenfläche nach innen erstreckt, dessen Engstelle sich in seinem Inneren befindet, und sich der Verbindungskanal von dieser aus sowohl gegen innen als auch gegen aussen erweitert.
16. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei mindestens Abschnitte der Innenwand der Verbindungskanäle derart ausgebildet sind, dass sie eintretende konzentrierte Strahlung gegen den Transportkanal hin reflektieren.
17. Absorberrohr nach Anspruch 16, wobei die reflektierenden Abschnitte als Compound Para- bolic Concentrator ausgebildet sind.
18. Rinnenkollektor mit einem Linearkonzentrator, der in mehrere parallel zu einander verlaufende Abschnitte aufgeteilt ist, gekennzeichnet durch ein Absorberrohr das vorzugsweise einen von seiner Aussenfläche sich nach innen erstreckenden Isolationsbereich aufweist, der vorzugsweise einen es der Länge nach durchlaufenden Transportkanal für Wärme transportierendes Medium umschliesst, und für jeden der Abschnitte des Linearkonzentra- tors mindestens eine thermische Öffnung aufweist, wobei diese mindestens einen Öffnungen pro Abschnitt parallel neben einander verlaufen und sich sich über die Länge des Absorberrohrs erstrecken oder pro Abschnitt eine Reihe von hinter einander angeordneten thermischen Öffnungen Halterungen bilden.
19. Rinnenkollektor nach Anspruch 18, wobei die thermischen Öffnungen als als sich von der Aussenfläche des Absorberrohrs bis in den Transportkanal erstreckende Verbindungskanäle ausgebildet sind, und wobei die Verbindungskanäle durch den Isolationsbereich von einander getrennt sind.
20. Absorberrohr für einen Rinnenkollektor das vorzugsweise einen von seiner Aussenfläche sich nach innen erstreckenden Isolationsbereich aufweist, der einen es der Länge nach durchlaufenden Transportkanal für Wärme transportierendes Medium umschliesst oder das Halterungen für photvoltaische Zellen aufweist, gekennzeichnet durch mehrere, parallel neben einander verlaufende, sich über die Länge des Absorberrohrs erstreckende thermische Öffnungen oder durch mehrere über die Länge des Absorberrohrs laufende Reihen von thermischen Öffnungen .
21. Absorberrohr nach Anspruch 17, wobei die thermischen Öffnungen als als sich von der Aussenfläche des Absorberrohrs bis in den Transportkanal erstreckende Verbindungskanäle ausgebildet sind, und wobei die Verbindungskanäle durch den Isolationsbereich von einander getrennt sind.
22. Absorberrohr nach Anspruch 17 oder 20, wobei zwei, vorzugsweise vier und besonders bevorzugt sechs sich über die Länge des Absorberrohrs verlaufende thermische Öffnungen oder Reihen von Öffnungen vorgesehen sind.
3. Rinnenkollektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die thermischen Öffnungen als Halterungen für photovoltaische Zellen ausgebildet sind.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT2304334E (pt) * 2008-03-28 2015-10-23 Airlight Energy Ip Sa Coletor solar para uma unidade de energia solar
CH698860A1 (de) * 2008-05-07 2009-11-13 Airlight Energy Holding Sa Rinnenkollektor für ein Solarkraftwerk.
CH702469A1 (de) 2009-12-17 2011-06-30 Airlight Energy Ip Sa Parabol-Kollektor.
CN104067069B (zh) * 2011-12-29 2017-07-14 昆特里尔资产股份有限公司 用于聚集能量的设备
MX352193B (es) * 2012-03-21 2017-10-27 Inventive Power Sa De Cv Un sistema flexible de concentrador solar parabolico lineal en pequeña escala, para generacion de energia y deshidratacion.
CH706465A1 (de) * 2012-05-01 2013-11-15 Airlight Energy Ip Sa Rinnenkollektor mit einer Konzentratoranordnung.
DE102013201940A1 (de) 2013-02-06 2014-08-07 Sunoyster Systems Gmbh Receiver für Solaranlagen, Solaranlage und Fassadenisolierung
US9949292B2 (en) * 2013-09-11 2018-04-17 Qualcomm Incorporated Coupling uplink and downlink CCA in LTE-U
CN104748404A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 刘玉玺 太阳能聚焦多管集热器
TWI544381B (zh) * 2014-09-04 2016-08-01 緯創資通股份有限公司 觸控輸入系統及其觸控位置產生裝置及方法
WO2016132384A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-25 Council Of Scientific And Industrial Research Modular micro-concentrator array based multi-directional sun tracking system for photovoltaic and thermal energy harvesting
CN107667263B (zh) 2015-04-01 2020-11-17 G·A·蒂博特 太阳能收集系统及其方法
RU2612670C1 (ru) * 2015-12-11 2017-03-13 Дмитрий Семенович Стребков Солнечная электростанция
CN107588970B (zh) * 2017-09-05 2019-05-24 河海大学常州校区 一种多功能反射面适应型槽式集热器测试台的调试方法
CH715206A2 (de) * 2018-07-27 2020-01-31 Eni Spa Verfahren zur Isolation einer Prozesseinheit und Prozesseinheit mit einem isolierenden Bereich.
WO2021119795A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-24 Sundraco Power Inc. Solar energy collector
CN113791466B (zh) * 2021-11-10 2022-03-01 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种波浪形菲涅尔透镜及其制备方法
CN115751735B (zh) * 2022-11-14 2026-03-03 湖南科技大学 碟式聚光系统光学误差补偿用接收器位置调节装置与方法
US12480428B1 (en) * 2025-04-22 2025-11-25 Prince Mohammad Bin Fahd University Solar steam electricity system

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2552237A (en) * 1949-03-24 1951-05-08 Centre Nat Rech Scient Device for heating fluids by means of solar energy
FR1122344A (fr) * 1955-02-21 1956-09-05 Capteur d'énergie rayonnée
US3085565A (en) * 1961-03-10 1963-04-16 Sundstrand Corp Solar energy device
US3869199A (en) * 1973-12-13 1975-03-04 Itek Corp Solar energy absorber
JPS5091845A (de) * 1973-12-19 1975-07-22
JPS50122945A (de) * 1974-03-11 1975-09-26
JPS5126556A (de) * 1974-08-29 1976-03-04 Hitachi Ltd
US4065053A (en) * 1975-07-24 1977-12-27 Nasa Low cost solar energy collection system
US4191594A (en) * 1976-07-09 1980-03-04 Virgil Stark Solar energy conversion
US4134393A (en) * 1976-07-09 1979-01-16 Virgil Stark Solar energy collection
US4078549A (en) * 1976-08-05 1978-03-14 Mckeen Thomas Ray Solar energy collector
US4088120A (en) * 1976-09-02 1978-05-09 Suntec Systems, Inc. Solar concentrator-collector
DE2738667A1 (de) * 1977-08-26 1979-03-08 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Absorber zur aufnahme von strahlungsenergie und deren umwandlung in waermeenergie
IT7967372A0 (it) * 1979-02-20 1979-02-20 Fiat Ricerche Assorbitore di energia solare associato ad un sistema ottico a concentrazione lineare
US4296737A (en) * 1979-12-05 1981-10-27 American Science And Engineering, Inc. Parabolic trough concentrating solar collector
US4307711A (en) * 1980-02-25 1981-12-29 Doundoulakis George J Sun tracking solar energy collector system
AU551553B2 (en) * 1982-04-03 1986-05-01 Mori, K. Solar energy collecting apparatus
CN86205939U (zh) * 1986-08-13 1987-09-16 杨昌海 抛物柱面太阳热水灶
FR2656679A1 (fr) * 1990-01-02 1991-07-05 Armines Dispositif concentrateur de rayonnements.
US5214921A (en) * 1991-01-18 1993-06-01 Cooley Warren L Multiple reflection solar energy absorber
US5286305A (en) * 1992-06-15 1994-02-15 Laing Johannes N Photovoltaic power plant
US6384320B1 (en) * 2000-10-13 2002-05-07 Leon Lung-Chen Chen Solar compound concentrator of electric power generation system for residential homes
US6498290B1 (en) * 2001-05-29 2002-12-24 The Sun Trust, L.L.C. Conversion of solar energy
CN100361153C (zh) 2001-07-12 2008-01-09 杜莱布斯公司 用于产生与装置的缺陷相关的信息的方法和系统
CN2497236Y (zh) * 2001-08-20 2002-06-26 聂洪军 一种真空集热管
US6689949B2 (en) * 2002-05-17 2004-02-10 United Innovations, Inc. Concentrating photovoltaic cavity converters for extreme solar-to-electric conversion efficiencies
AU2002950395A0 (en) * 2002-07-26 2002-09-12 Juliette Harrington Solar magnetohydrodynamic power generation
DE20214823U1 (de) * 2002-09-25 2004-02-19 Besier, Dirk Absorberelement für solare Hochtemperatur-Wärmegewinnung
DE10305428B4 (de) * 2003-02-03 2007-08-09 Schott Ag Hüllrohr, Receiverrohr und Parabolrinnenkollektor
JP2004271063A (ja) * 2003-03-10 2004-09-30 Kawasaki Heavy Ind Ltd 太陽光発電装置
US20050011513A1 (en) * 2003-07-17 2005-01-20 Johnson Neldon P. Solar energy collector
US20070186921A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Ryno Swanepoel Cylindrical solar energy collector
US8469023B2 (en) 2006-09-27 2013-06-25 Airlight Energy Ip Sa Radiation collector
US7856974B2 (en) * 2007-01-03 2010-12-28 Pitaya Yangpichit Solar chimney with internal solar collector
US7854224B2 (en) * 2007-01-03 2010-12-21 Pitaya Yangpichit Solar chimney with internal and external solar collectors
US8960186B2 (en) * 2007-01-03 2015-02-24 Pitaya Yangpichit Solar chimney with external solar collector
US8378280B2 (en) * 2007-06-06 2013-02-19 Areva Solar, Inc. Integrated solar energy receiver-storage unit
US20090084374A1 (en) * 2007-06-13 2009-04-02 Mills David R Solar energy receiver having optically inclined aperture
US20090056703A1 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Ausra, Inc. Linear fresnel solar arrays and components therefor
US20100037953A1 (en) * 2008-02-15 2010-02-18 Jinchun Xie Device for focusing reflected light from a parabolic trough reflector onto focal points in a longitudinal direction
PT2304334E (pt) * 2008-03-28 2015-10-23 Airlight Energy Ip Sa Coletor solar para uma unidade de energia solar
US20100043779A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 John Carroll Ingram Solar Trough and Receiver
MX2011003009A (es) * 2008-09-25 2011-12-16 Solfast Pty Ltd Colector solar.
CH699605A1 (de) 2008-09-30 2010-03-31 Airlight Energy Ip Sa Sonnenkollektor.
CH700227A1 (de) * 2009-01-08 2010-07-15 Airlight Energy Ip Sa Absorberleitung für den Rinnenkollektor eines Solarkraftwerks.
EP2401559A4 (de) 2009-02-28 2012-02-01 Richard Welle Segmentierter fresnel-kollektor
US8430093B1 (en) * 2009-05-27 2013-04-30 Lockheed Martin Corporation Solar collector using subreflector
AU2010306419A1 (en) * 2009-10-16 2012-05-31 Consuntrate Pty Ltd A solar collector
US20110100419A1 (en) * 2009-11-03 2011-05-05 Palo Alto Research Center Incorporated Linear Concentrating Solar Collector With Decentered Trough-Type Relectors
US8800548B2 (en) * 2010-03-06 2014-08-12 King Saud University Glass solar receiver with bifurcated annulus responsive to thermal dimensional changes
WO2011130695A2 (en) * 2010-04-15 2011-10-20 Axisol Inc. Solar collectors
US8816188B2 (en) * 2011-04-20 2014-08-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Photovoltaic devices with electrically coupled supports
EP2834574B1 (de) * 2012-01-05 2020-08-26 Norwich Technologies, Inc. Linearer solarer Empfänger für konzentrierende Sonnenenergiesysteme

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