[发明专利]用于菲涅尔太阳能装置的接收器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于菲涅尔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；平行于所述纵向方向的、作为用于将光束聚集在吸收器管上的二级聚光器的镜阵列；以及用于所述接收器管和所述镜阵列的支撑框架。

背景技术

普通的接收器系统是太阳能发电装置的一部分，其另外具有靠近地面平行安装的多排镜子形成的镜场的形式的初级聚光器，该初级聚光器将太阳射线聚集到接收器系统上，太阳射线随后再次通过其镜阵列投射，从而被聚集到吸收器管上。为此，接收器系统被发现在初级聚光器镜阵列上方几米高度处。根据不同情况下的收集器设计，4m至30m高的这种装置是已知的。二级聚光器具有合适的曲线轮廓，并且其将辐射向下投射到以最可能短的距离设置在其下方的吸收器管上。由所聚集的光辐射加热到几百度的传热流体经过吸收器管。例如，该热能够用于产生电流或作为过程热。

在过去的几年，这些类型的菲涅尔太阳能装置已经被发现处在加速发展阶段。针对该主题的更多最近的文献，例如Gabriel Morin等人的太阳能发展会议2011(Solar Paces Conference2011),摘要之书中的文章“超级新星—蒸气超级加热线性菲涅尔收集器的建造、空气和性能(Supernova—Construction,Control&Performance of Steam super heating linear Fresnel-Collector)”和公开文献(未审查的专利申请)WO2010/100293A1和WO99/42765A1。

为了实现高效率，特别地，除了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结构构造是基本先决条件，这已经是许多发明研究的主题。本发明的主题因此特别是涉及接收器管和镜阵列的调整，这在过去很少被注意到。

接收器系统在日常循环期间部分地经受非常高的和总体上非常不同的温度波动和环境影响。

发明内容

本发明的目的是通过对温度波动和环境影响不太敏感的改进结构来构造太阳能装置，并因此最终还增加其效率和使用寿命。

该目的通过具有专利权利要求1的特征的菲涅尔太阳能的接收器系统来实现。

在一开始命名的类型的接收器系统中，用于保持吸收器管的第一悬架和用于保持镜阵列或镜阵列的至少部分的第二悬架彼此独立地安装在根据本发明的支撑框架上，第一悬架具有第一补偿装置，并且第二悬架具有第二补偿装置，并且所述第一补偿装置和第二补偿装置允许吸收器管和镜阵列在纵向方向上不同的膨胀。

本发明基于一方面吸收器管和另一方面镜阵列经受不同的温度波动的认识。而且，该两个部件由不同材料制造，从而它们在操作期间不同的膨胀。因为太阳能装置通常几百米长，所以被最强地加热的吸收器管的纵向膨胀可达到若干米。然而，镜子也由于被加热而有明显程度的膨胀，但是该膨胀与吸收器管的膨胀不同。此外，应考虑到，吸收器管连续地延伸太阳能装置的整个长度，而镜阵列在整个长度内被分成多个单独的段。

第一补偿装置和第二补偿装置各自基本上在纵向方向提供一个自由度，使得能够平衡吸收器管和镜阵列的独立膨胀。这样，有效地避免镜子表面的变形，特别是在利用铝镜的情况下。

如基于下面给出的实施例的示例变得清楚的，除线性补偿运动之外，例如通过连接到旋转接头，自由度还允许弯曲补偿运动，特别是圆形补偿运动，由此，然而，仅在纵向方向上延伸的补偿运动的切向分量是重要的。在该意义上，此处认为是“基本上在纵向方向上”的一个自由度。

根据本发明的有利实施例，接收器系统具有接收器管，接收器管包括吸收器管和至少部分地围绕吸收器管设置的套筒管。

因此，涉及真空接收器，其中吸收器管和接收器管之间的中间空间被抽空，以便用于吸收器管的表面的热隔离和保护。因为吸收器管和包围吸收器管的套筒管经受不同的热条件且因为吸收器管包括金属，但是套筒管包括玻璃，所以两个管不同程度地膨胀。套筒管因此被分段，且通常为膨胀波纹管形式的补偿元件以已知方式设置在每一个套筒管段和所述吸收器管之间，且波纹管以可移动的方式在补偿方向上固定套筒管，但是以其它方式尽可能刚性地将套筒管固定在吸收器管上。套筒管因而在支撑框架上安装在吸收器管和第一悬架上方，并顺应吸收器管的补偿运动。套筒管段和吸收器管之间的补偿元件仅用于补偿两者之间的相对运动。这样的真空接收器布置结构例如在专利申请DE 102 31 467 A1中描述。

支撑框架优选地具有平行于吸收器或接收器管并平行于镜阵列延伸的纵向支撑构件，第一悬架安装在该纵向支撑构件上。