[发明专利]辐射收集器

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1所述的辐射收集器。

背景技术

所述类型的辐射收集器或集中器应用于太阳能发电厂等中。

直到现在由于还没有克服光生伏打技术的缺陷而不能够应用该技 术以近似弥补成本的方式产生太阳能电。相反，一些时间以来，太阳热 发电厂已经在工业的规模上产电，其价格，相对于光生伏打技术而言， 接近于采用常规方式产的电的当今普遍的商业价格。

在太阳热发电厂中，太阳的辐射通过收集器借助于集中器被反射和 特定地聚焦到某个地点上，由此在该处形成高温。被集中的热量可以引 出和用于运行热力机如涡轮机，该热力机又驱动发电的发电机。

目前使用三种基本形式的太阳热发电厂：盘式斯特林系统 (Dish-Sterling-System)，塔式太阳能电站系统和抛物面槽式系统。

盘式斯特林系统装备有抛物面反射镜，它们将太阳光集中到其上布 置有热量接收器的焦点上。反射镜可双轴转动地支承，以便能够跟踪当 时的太阳位置，和具有几米直至10m和更大的直径，由此则达到每模块直 至50kW的功率。在热量接收器中安装的斯特林发动机将热能直接地转 换成机械功，而通过该机械功产电。

在这点上可以参见US-PS4,543,945中所述的实施例和在西班牙安 装的欧盟Distal和Eurodish设备。

US-PS4,543,945在第一实施例中显示了具有一个压力室的收集器的 结构原理，该压力室由两个圆的、相互上下重叠在一起的、在边缘上连接 的膜构成，其中上部的膜是透明的而下部的膜具有反射层。在充气的状态 下压力室具有透镜的形状，其中两个膜球形地弯曲，结果，通过透明的部 分入射的辐射被反射层集中到一个区域中，在此处热量可以被取走。在 第二实施例中，采用负压室取代压力室，从而通过环境压力将具有反射 层的膜置于球形的工作位置上。

设备Distal I和Distal II(分别在1992年和1997年投入运行)具有安 装在构架中的集中器，该集中器作为可扩张的膜绷在构架上和通过真空 泵保持在工作位置上。原则上，该构架构成一个密封的空腔，该空腔用膜 覆盖住，如在鼓的膜的情况下那样。通过真空泵产生的负压将形成集中 器的膜吸入到构架中(或通过环境压力从外部压入到构架中)和然后占据 基本上球形的，但是几乎是抛物面形状的工作位置。Distal II具有8.5m 的反射镜直径或集中器直径。

采用膜具有重量小的优点，这又使得在其上安装膜的构架的费用较 小。与常规的、重的和制造费用高的反射镜相比，其结构费用明显较小。 对于具有高功率的系统，则将多个收集器(其本身是小的)对准到同一个 热量接收器。

FR-PS2497927公开了一种技术方案，其旨在允许构造具有200米 或更大直径的旋转对称的收集器，8至20米直径的可实现的技术方案的 直径可以增大10倍或10的数倍。为此一种特殊结构的集中器膜，其有 利地用支撑面支撑，被构造成一个压力室的一部分，该压力室从外部封 闭并且其中填充一种比空气轻的气体，从而产生的浮力减小了该设置的 重量和因此支撑结构可以构造得较轻和因此成本更有利。

在真空的技术方案情况下，例如按照Distal系统，在真空腔的侧面 上设有另一个压力腔，该侧面背离太阳，该压力腔填充较轻的气体和因 此有利于减小重量。收集器膜然后形成真空腔的前面部分，真空腔的后 膜同时也是填充较轻的气体的真空腔的一个壁。

在过压技术方案的情况下(如在上面的US4,543,945中所述)一个 附加的轻气体腔也连接到集中器膜的背部上。

在两个腔都填充一种轻的气体的情况下，连接两个腔的风扇用于从 内部维持压力梯度，其支持集中器的曲率，该曲率否则由于必然估计到 的膜开口中的泄漏而减小。膜开口反过来允许连接电缆通过膜，通过该 膜可以调节两个腔的总得容积，这种调节在轻气体的温度改变情况下是 不要的，以便控制集中器的浮力。

在只有后部的腔填充了轻气体的情况下，其可以连接到外部轻气体 源上，以便进行充填。腔容积的改变也由管道控制。前部的腔用鼓风机 填充环境空气，直到达到希望的过压。