[发明专利]用于太阳能发电装置的槽式收集器的吸收管路

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的用于太阳能发电装置(Solarkraftwerk)的吸收管路(Absorberleitung)和根据权利要求12的用于制造该吸收管路的方法。

背景技术

自一段时间以来，太阳能热力发电装置已经以工业规模以(相对光电技术)接近以常规方式制造的电流的目前一般商用价格的价格产出电流。

在太阳能发电装置中，太阳的辐射通过收集器(Kollektor)借助于集中器(Konzentrator)而反射并且针对性地聚焦到这样的位置上，即，在该位置中由此产生高的温度。经集中的热量可运走并且可应用于热动力机器(thermische Kraftmaschine)如涡轮的运行，该热动力机器继而驱动产生电的发电装置。

目前，使用三种基本形式的太阳能发电装置：盘式斯特灵系统(Dish-Sterling-System)，太阳能塔式发电装置系统(Solarturmkraftwerkssystem)和抛物面槽式系统(Parabolrinnensystem)。

抛物面槽式发电装置具有大量收集器，该收集器具有带有较小横向尺寸的长的集中器，并且由此不是具有聚焦点而是具有聚焦线，这使抛物面槽式发电装置在其结构方面根本地区别于盘式斯特灵发电装置和太阳能塔式发电装置。该线性集中器目前具有20m直至150m的长度，然而可实现5m或10m且更大的宽度。在聚焦线中伸延有用于经集中的热量(通常直至大约400℃)的吸收管路，该吸收管路将热量传输到发电装置。流体如热油或者过热的水蒸汽可考虑作为传输介质，其在吸收管路中循环。

虽然槽式收集器(Rinnenkollektor)优选构造成抛物面槽式收集器，然而经常应用带有构造成球形或者仅近似抛物面的集中器的槽式收集器，因为带有上文提及的尺寸的精确的抛物面式的集中器仅可以较多的由此在经济上几乎不合理的费用而制造。

在南加州的9个SEGS-槽式-发电装置生产总共约350MW的功率；在内华达州的另一发电装置目前将要并网(ans Netz gehen)并且提供超过60MW。对于槽式发电装置的另一示例是在安达卢西亚的处于测试运行中的安达索尔(Andasol)1，带有510000m²的集中器面积和50MW的功率，其中，在吸收管路中的温度约为400℃。当用于未来大型设备的理念实现时，则用于使传输热量的流体循环的管路系统在这样的发电装置中可达到直至100km的长度，或者更多。用于安达索尔1的费用总计为3亿欧元。

根据估算确定，用于太阳能发电装置的总费用的40％或者更多分摊到收集器和用于传输热量的流体的管路系统上，并且发电装置的效率主要由吸收管路的品质而共同决定。

传统的收集器允许在30至80范围中的集中比这导致在传输热量的介质中的期望的高的温度。这继而不利地导致吸收管路的显著的热放射该热放射可达到100W/m，这对于以上文提及的100km的数量级的管路长度显著地损害发电装置的效率。

相应地，吸收管路以更加复杂的方式而构建，以为了避免该能量损失。因此，普遍的传统的吸收管路构造为由玻璃包围的金属管，其中，在玻璃和金属管之间充满真空。该金属管在其内部中引导传输热量的介质，并且在其外表面处设有覆层，该覆层增强地吸收在可见范围内的射入的光线，然而对于在红外范围中的波长具有低的放射率(Abstrahlungsrate)。起包围作用的玻璃管以通过风来冷却的方式而保护金属管，并且用作用于热放射的附加的屏障。在此不利的是，起包围作用的玻璃壁同样部分地反射或者还吸收穿透的集中的太阳辐射(Sonnenstrahlung)，这导致将减少反射的层施加到玻璃上。

为了降低用于这种吸收管路的昂贵的清洁费用，然而同样为了保护玻璃免受机械损伤，吸收管路可附加地设有环绕其的机械保护管，该机械保护管虽然必须设有用于射入的太阳辐射的开口，然而相当可靠地保护吸收管路。

发明内容

这样的结构不仅在制造方面而且在维修方面为复杂的且相应地为高昂的。因此本发明的目的为，提供所提及类型的吸收管路，该吸收管路价格有利，并且对于传输热量的流体的尽可能高的温度为可应用的。

文件US PS 1 644 473现在描述了与外部隔绝的吸收管路，其带有纵向延伸通过吸收管路的位于内部的吸收空间，所集中的辐射通过同样纵向在吸收管路处伸延的槽口而进入到该吸收空间中。