[发明专利]用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统，该接收器系统具有限定纵向方向的吸收器管和与纵向平行的、作为二级聚光器的镜阵列，该二级聚光器用于将光束聚集到吸收器管上，该镜阵列具有与纵向方向交叉的镜像对称的曲线轮廓，该曲线轮廓具有至少一个位于顶部上的顶点。

背景技术

通常的接收器系统为太阳能装置的组成部件，另外，该太阳能装置具有以由平行地靠近地面安装的成排的镜子构成的镜场的形式的初级聚光器，该初级聚光器将太阳光线聚集到接收器系统上，太阳光线随后被接收器系统的镜阵列再次投射而聚集到吸收器管上。为此，在初级聚光器镜阵列上方的几米高度处可存在接收器系统，其中借助于轴承或支承部件调节该接收器系统。取决于每种情况下聚光器的设计方案，这种高4m至30m的装置是已知的。二级聚光器具有适当的曲线轮廓，并且将辐射向下投射到以最短的可能距离设置在其下方的吸收器管上。通过聚集的光束而被加热至几百摄氏度的传热流体通过吸收器管。热能够被用于例如产生电流或者作为过程热。

在过去的几年中，已经发现这些类型的菲涅耳太阳能装置处于加速发展的阶段。关于该主题的最近的文献例如为Solar Paces Conference2011，Book of Abstracts上的Gabriel Morin等人的文章“Supernova—Construction，Control&Performance of Steam super heating linear Fresnel-Collector”，以及未审的专利申请WO2010/100293A1和WO99/42765A1。

另外，为了实现高效率，除镜子和吸收器管的光学部件的表面质量之外，镜子和吸收器管的光学几何构造为基本的先决条件，这已经作为众多发明的主题。本发明的主题因此特别专注于镜阵列和接收器管的调节，这在过去给予了很少关注。

接收器系统在日常的循环中局部经受到非常高的并且总体上非常不同的温度波动和环境影响。

发明内容

本发明的目的通过改良的结构构造太阳能装置，该结构对温度波动和环境影响较不敏感，并且因此最后同样增加了其效率和使用寿命。

该目的通过用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统得以实现，该接收器系统具有专利权利要求1的特征。

在开始提到的那类接收器系统中，镜阵列具有设置在顶点的区域中的通风开口。

通风开口通常导致空气交换，使得镜阵列不被不必要地加热。因此，考虑了受热的空气不能直接在最高辐射强度到达镜子表面的地方堆积，并且不形成位于上方的死容积。这里，“在顶点的区域中”将被理解成在稍低于曲线轮廓的顶点的地方也能发现气隙。在位于顶部的顶点下方的曲线轮廓的总高度的10％的区域被视为气隙的优选位置。

这类似地适用于镜阵列的曲线轮廓具有位于顶部上的两个顶点的情形，通风开口在每种情况下被设置在这两个顶点的区域中。

根据本发明的有利的实施例，接收器系统具有接收器管，接收器管由吸收器管和至少以成段的方式围绕吸收器管设置的套筒管组成。

因此，涉及一种真空接收器，其中，在吸收器管和接收器管之间的中间空间被抽空，用于绝热并且用于保护吸收器管的表面。由于吸收器管和围绕吸收器管的套筒管经受不同的热条件，并且由于吸收器管由金属组成，而套筒管由玻璃组成，所以两个管以不同的程度膨胀。套器管因此被分段，并且通常以膨胀波纹管形式的补偿元件以已知的方式被设置在每个套筒管段和吸收器管之间，波纹管以可移动的方式在补偿方向上固定套筒管，但是另外尽可能刚性地固定到吸收器管上。套筒管段和吸收器管之间的补偿元件仅用于补偿二者之间的相对移动。例如在专利申请DE10231467A1中描述了这种真空接收器装置。

本发明的有利的改善提供了：镜阵列具有在纵向方向上分离的第一和第二镜元件，其中有一间隙位于第一和第二镜元件之间。

在被分离成至少两个镜元件的镜阵列中，通风开口以间隙的形式被构造。

为了尽可能多地避免辐射损失，镜阵列具有镜段，镜段至少局部光学地封闭位于第一和第二镜元件之间的间隙。

“至少局部光学地闭合”在这里将被理解为与镜段的特定构造无关，优选地是，每次在第一镜元件和镜段之间以及在第二镜元件和镜段之间设置气隙，由此在本发明实施例的这种变型中，两个气隙形成通风开口。

优选地，镜阵列具有第一和第二轮廓元件，这些轮廓元件中的每一个均与第一或第二镜元件相关联，并且在镜元件的背对接收器管或吸收器管的一侧上容纳相关联的镜元件。