用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统制造方法及图纸

技术编号:15727676 阅读:235 留言:0更新日期:2017-06-30 15:34
本发明专利技术涉及一种用于菲涅耳太阳能装置(100)的接收器系统(104,204),包括限定纵向方向的吸收器管(108,208);和镜阵列(112,212),该镜阵列用于将光束聚集到所述吸收器管上,且该镜阵列(112,212)与所述纵向方向平行地延伸并且具有镜像对称的曲线轮廓,该镜像对称的曲线轮廓具有至少一个顶点。该镜阵列(112,212)具有在所述顶点的区域中的通风孔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统
本专利技术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。
技术介绍
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SolarPacesConference2011,BookofAbstracts上的GabrielMorin等人的文章“Supernova—Construction,Control&PerformanceofSteamsuperheatinglinearFresnel-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,这已经作为众多专利技术的主题。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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。根据本专利技术的有利的实施例,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。本专利技术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,由此在本专利技术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。迄今为止,仅用于整个接收器系统的壳体是已知的,在壳体中设置了两个镜阵列以及接收器管和轴承部件。壳体的目的是避免接收器系统受环境的影响和灰尘。与单个镜元件相关联的轮廓元件同样实现了相同的目的,但有利的是,轮廓元件提供了对各个单独镜元件的个别保护并且因此能够和它们一起移动,这每次取决于所需,并且它们使光学部件(镜阵列和吸收器管或接收器管)和轴承部件更好地通风成为可能。当(优选在每种情况下)在镜元件和相关联的轮廓元件之间设置通风开口时,这尤其是对的。第一和第二镜元件均有利地至少在一侧上借助于补偿装置被固定至相关联的第一和第二轮廓元件,所述补偿装置允许镜元件和相关联的轮廓元件在纵向方向上不同地膨胀。以此方式,为受热不同的镜元件和轮廓元件产生膨胀补偿。由于是成本高效的,所以在有利的实施例变体中,第一和第二轮廓元件被构造为L形。根据第一备选的实施例,镜段优选被形成为第三镜元件,并且镜阵列具有第三轮廓元件,所述第三轮廓元件优选为U形并且与第三镜元件相关联,该轮廓元件在第三镜元件的背对吸收器管的一侧上容纳第三镜元件。由于第三镜元件以及相关联的第三轮廓元件继而同样经受不同的温度并且因此不同的纵向膨胀,已证实将第三镜元件至少在一侧上借助于补偿装置固定到相关联的第三轮廓元件是有利的,所述补偿装置允许第三镜元件和相关联的轮廓元件在纵向方向上不同地膨胀。根据第二备选的实施例,镜段被形成为套筒管的反射面。这种变型基本上可从未审的专利申请WO2010/100293A1中获知,但是在该专利申请里用于另一个目的,即:使接收器系统的镜阵列尽可能地靠近吸收器管,以利用辐射损失,否则辐射损失将未被使用地通过吸收器管和镜之间的中间空间。特别优选地,接收器系统具有用于吸收器管或接收器管和镜阵列的支承框架,在支承框架上彼此独立地安装用于保持吸收器管或接收器管的第一悬架和用于保持镜阵列或者至少部分镜阵列的第二悬架,其中,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,而且第一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地膨胀。如果在这里提到“至少部分镜阵列”,则在存在轮廓元件的情况下,其指的是至少是位于外侧的两个第一和第二镜元件及其相关联的轮廓元件。本专利技术的该方面的基础知识是一侧上的吸收器管和另一侧上的镜阵列经受不同的温度波动。此外,两个部件由不同的材料制造,从而它们在操作期间不同地膨胀。由于太阳能装置通常为几百米长,所以受热最强烈的吸收器管的纵向膨胀可达几米。然而,镜子由于受热同样以明显的程度膨胀,但是这种膨胀不同于吸收器管的膨胀。另外,应当考虑到吸收器管在太阳能装置的整个长度上连续地膨胀,而镜阵列在整个长度上被分为多个单独的段。第一补偿装置和第二补偿装置均提供基本上在纵向方向上的一个自由度,使得能够平衡吸收器管和镜阵列的独立膨胀。以此方式,有效地避免了镜子表面的变形本文档来自技高网
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用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统

【技术保护点】
一种用于菲涅耳太阳能装置(100)的接收器系统(104,204),所述接收器系统具有限定纵向方向的吸收器管(108,208,908,1008,1108);和镜阵列(112,212,912,1012,1112),所述镜阵列与所述纵向方向平行并且具有镜像对称的曲线轮廓,所述镜像对称的曲线轮廓具有至少一个位于顶部的顶点,且所述镜阵列用于将光线聚集到所述吸收器管上,所述接收器系统的特征在于:所述镜阵列(112,212,912,1012,1112)具有设置在所述顶点的区域中的通风开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.16 DE 102011088830.61.一种用于菲涅耳太阳能装置(100)的接收器系统(104,204),所述接收器系统具有限定纵向方向的吸收器管(108,208,908,1008,1108);和镜阵列(112,212,912,1012,1112),所述镜阵列与所述纵向方向平行并且具有镜像对称的曲线轮廓,所述镜像对称的曲线轮廓具有至少一个位于顶部的顶点,且所述镜阵列用于将光线聚集到所述吸收器管上,所述接收器系统的特征在于:所述镜阵列(112,212,912,1012,1112)具有设置在所述顶点的区域中的通风开口。2.根据权利要求1所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:由所述吸收器管(108,208,908,1008,1108)和套筒管(110,210,910,1010,1110)组成接收器管(106,206,906,1006,1106),所述套筒管(110,210,910,1010,1110)至少以成段的方式围绕所述吸收器管(108,208,908,1008,1108)设置。3.根据权利要求2所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述镜阵列(112,212,912,1012,1112)具有在所述纵向方向上分离的第一和第二镜元件(432,434,932,934,1032,1034,1132,1134),且有一间隙(436,936,1036)位于所述第一和第二镜元件之间。4.根据权利要求3所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述镜阵列(112,212,912,1012,1112)具有镜段(968,1068),所述镜段至少局部光学地闭合所述间隙(436,936,1036)。5.根据权利要求4所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:在所述第一镜元件(932,1032,1132)和所述镜段(968,1068)之间以及在所述第二镜元件(934,1034,1134)和所述镜段(968,1068)之间留有气隙(970,1070,1170),所述气隙形成所述通风开口。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述镜阵列(112,212,912,1012,1112)具有与所述第一和第二镜元件(432,434,932,934,1032,1034,1132,1134)相关联的第一和第二轮廓元件(438,440,1038,1040,1138,1140),所述轮廓元件在所述镜元件的背对所述吸收器管(108,208,908,1008,1108)的一侧上容纳相关联的所述镜元件。7.根据权利要求6所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:在每种情况下,所述通风开口被设置在镜元件(432,434,932,934,1032,1034,1132,1134)和轮廓元件(438,440,1038,1040,1138,1140)之间。8.根据权利要求6所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述第一和所述第二轮廓元件(438,440,1038,1040,1138,1140)被构造成L形。9.根据权利要求6所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:在每种情况下,所述第一和第二镜元件(432,434,932,934,1032,1034,1132,1134)至少在一侧上借助于补偿装置而被固定到相关联的所述第一和第二轮廓元件(438,440,1038,1040,1138,1140)上,所述补偿装置允许所述镜元件和相关联的所述轮廓元件在纵向方向上不同地膨胀。10.根据权利要求4或5中的任一项所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述镜段(968,1068)被形成为第三镜元件(971,1171)。11.根据权利要求10所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述镜阵列(112,212,912,1012,1112)具有与所述第三镜元件(971,1171)相关联的第三轮廓元件(756,1156),所述第三轮廓元件在所述第三镜元件的背对所述吸收器管(108,208,908,1008,1108)的一侧上容纳所述第三镜元件。12.根据权利要求11所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述第三轮廓元件(756,1156)被构造成U形。13.根据权利要求11所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述第三镜元件(971,1171)至少在一侧上借助于补偿装置而被固定到相关联的所述第三轮廓元件(756,1156),所述补偿装置允许所述第三镜元件和相关联的所述轮廓元件在所述纵向方向上不同地膨胀。14.根据权利要求4或5中的任一项所述的接收器系统(104,204),其特征还在于:所述镜段(968,1068)被形成为所述套筒管(110,210,910...

【专利技术属性】
技术研发人员:安德烈亚斯·绍尔博恩蒂姆·格内迪希托马斯·库克尔科恩蒂姆·布伦格尔曼
申请(专利权)人:瑞欧格拉斯太阳能控股公司
类型:发明
国别省市:西班牙,ES

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