CH703998A1 - Solar collector comprises first concentrator arrangement having first radiation path with combustion line portion, which exhibits incident solar radiation alternately in operating region, and absorber arrangement for concentrated radiation - Google Patents

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CH703998A1
CH703998A1 CH01744/10A CH17442010A CH703998A1 CH 703998 A1 CH703998 A1 CH 703998A1 CH 01744/10 A CH01744/10 A CH 01744/10A CH 17442010 A CH17442010 A CH 17442010A CH 703998 A1 CH703998 A1 CH 703998A1
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Abstract

Solar collector comprises a first concentrator arrangement having a first radiation path with a combustion line portion, which exhibits incident solar radiation (5) alternately in an operating region, and an absorber arrangement for concentrated radiation. The first concentrator arrangement comprises many concentrator sections with a focal line area, and a second concentrator arrangement is provided with many rows of additional concentrators along the length of the absorber arrangement, which are arranged behind one another. Solar collector comprises a first concentrator arrangement having a first radiation path with a combustion line portion, which exhibits incident solar radiation (5) alternately in an operating region, and an absorber arrangement for concentrated radiation. The first concentrator arrangement comprises many concentrator sections with a focal line area, and a second concentrator arrangement is provided with many rows of additional concentrators along the length of the absorber arrangement, which are arranged behind one another. The additional concentrators of each row respectively exhibit an associated focal line area and are arranged in the first radiation path before the respective focal line area, and the additional concentrators have a second radiation path, each with a focal line area. The collector exhibits a device for running the alignment in an alignment region of additional concentrators against an actual path of a radiation of concentrator section of the first concentrator arrangement. A thermal opening is associated with each row of additional concentrator, respectively along the length of the absorber arrangement, which is arranged on the absorber arrangement in adjacently extending rows. The device is provided for aligning the running additional concentrators, whose focal point areas are fixed in its associated thermal opening. An independent claim is also included for an absorber tube (7), where the absorber arrangement is formed as an absorber tube, and is completely insulated on the outside including the areas situated between the thermal openings.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor nach Anspruch 1. The present invention relates to a solar collector according to claim 1.

[0002] Strahlungskollektoren bzw. Konzentratoren der genannten Art finden u.a. in Sonnenkraftwerken Anwendung. Radiation collectors or concentrators of the type mentioned u.a. in solar power plants application.

[0003] Bis heute ist es wegen der noch nicht überwundenen Nachteile der Fotovoltaik nicht gelungen, Solarstrom in Anwendung dieser Technologie in annähernd kostendeckender Art zu erzeugen. Solarthermische Kraftwerke hingegen produzieren schon seit einiger Zeit Strom im industriellen Massstab zu Preisen, die - gegenüber der Fotovoltaik - nahe an den heute üblichen kommerziellen Preisen für in herkömmlicher Art erzeugten Strom liegen. To date, it has not been able to produce solar power in application of this technology in approximately cost-covering nature because of the not yet overcome disadvantages of photovoltaics. Solar thermal power plants, on the other hand, have been producing electricity on an industrial scale for some time now at prices which, compared to photovoltaics, are close to the current commercial prices for conventionally generated electricity.

[0004] In Solarthermischen Kraftwerken wird die Strahlung der Sonne durch Kollektoren mit Hilfe des Konzentrators gespiegelt und gezielt auf einen Ort fokussiert, in welchem dadurch hohe Temperaturen entstehen. Die konzentrierte Wärme kann abgeführt und zum Betrieb von thermischen Kraftmaschinen wie Turbinen verwendet werden, die wiederum die Strom erzeugenden Generatoren antreiben. In solar thermal power plants, the radiation of the sun is mirrored by collectors with the help of the concentrator and focused specifically focused on a place in which thereby high temperatures. The concentrated heat can be dissipated and used to operate thermal engines such as turbines, which in turn drive the generating generators.

[0005] Heute sind drei Grundformen von solarthermischen Kraftwerken im Einsatz: Dish-Sterling-Systeme, Solarturmkraftwerkssysteme und Parabolrinnensysteme. Today, three basic forms of solar thermal power plants are in use: Dish Sterling systems, solar tower power plant systems and parabolic trough systems.

[0006] Die Dish-Sterling-Systeme als kleine Einheiten im Bereich von bis zu 50 kW pro Modul haben sich nicht generell durchgesetzt. The Dish Sterling systems as small units in the range of up to 50 kW per module have not generally prevailed.

[0007] Solarturmkraftwerksysteme besitzen einen zentralen, erhöht (auf dem «Turm») montierten Absorber für das durch hunderte bis tausende von einzelnen Spiegeln mit zu ihm gespiegelte Sonnenlicht, womit die Strahlungsenergie der Sonne über die vielen Spiegel bzw. Konzentratoren im Absorber konzentriert und so Temperaturen bis zu 1300° C erreicht werden sollen, was für den Wirkungsgrad der nachgeschalteten thermischen Maschinen (in der Regel ein Dampf- oder Fluidturbinenkraftwerk zur Stromerzeugung) günstig ist. Die Anlage «Solar two» in Kalifornien besitzt eine Leistung von mehreren MW. Die Anlage PS20 in Spanien besitzt eine Leistung von 20 MW. Solarturmkraftwerke haben (trotz der vorteilhaft erreichbaren hohen Temperaturen) bis heute ebenfalls keine grössere Verbreitung gefunden. Solar tower power plant systems have a central, increased (on the "tower") mounted absorber for hundreds to thousands of individual mirrors with mirrored to him sunlight, so the radiation energy of the sun over the many mirrors or concentrators concentrated in the absorber and so Temperatures up to 1300 ° C to be achieved, which is favorable for the efficiency of the downstream thermal machines (usually a steam or fluid turbine power plant for power generation). California Solar has a capacity of several MW. The PS20 plant in Spain has an output of 20 MW. Solar tower power plants (in spite of the advantageously achievable high temperatures) to date also found no greater distribution.

[0008] Parabolrinnenkraftwerke jedoch sind verbreitet und besitzen Kollektoren in hoher Anzahl, die lange Konzentratoren mit geringer Querabmessung aufweisen, und damit nicht einen Brennpunkt, sondern eine Brennlinie besitzen. Diese Linienkonzentratoren besitzen heute eine Länge von 20 m bis zu 150 m. In der Brennlinie verläuft ein Absorberrohr für die konzentrierte Wärme (bis gegen 500°C), das die Wärme zum Kraftwerk transportiert. Als Transportmedium kommt z.B. Thermoöl, geschmolzene Salze oder überhitzter Wasserdampf in Frage. Parabolic trough power plants, however, are common and have collectors in high numbers, which have long concentrators with small transverse dimension, and thus do not have a focal point, but a focal line. These line concentrators today have a length of 20 m to 150 m. In the focal line runs an absorber tube for the concentrated heat (up to 500 ° C), which transports the heat to the power plant. The transport medium is e.g. Thermal oil, molten salts or superheated steam in question.

[0009] Die 9 SEGS-Parabolrinnen-Kraftwerke in Südkalifornien produzieren zusammen eine Leistung von ca. 350 MW. Das 2007 ans Netz gegangene Kraftwerk «Nevada Solar One» besitzt Rinnenkollektoren mit 182400 gekrümmten Spiegeln, die auf einer Fläche von 140 Hektar angeordnet sind und produziert 65 MW. Andasol 3 in Spanien ist seit September 2009 im Bau, soll in 2011 den Betrieb aufnehmen, so dass die Anlagen Andasol 1 bis 3 eine Höchstleistung von 50 MW aufweisen werden. The 9 SEGS parabolic trough power plants in Southern California together produce an output of about 350 MW. The "Nevada Solar One" power plant, which went online in 2007, has trough collectors with 182400 curved mirrors arranged over an area of 140 hectares and produces 65 MW. Andasol 3 in Spain, under construction since September 2009, is expected to be operational in 2011 so that the Andasol 1 to 3 turbines will have a maximum output of 50 MW.

[0010] Für die Gesamtanlage (Andasol 1 bis 3) wird ein Spitzenwirkungsgrad von ca. 20% sowie ein Wirkungsgrad im Jahresmittel von rund 15% erwartet. For the overall system (Andasol 1 to 3), a peak efficiency of about 20% and an annual average efficiency of about 15% is expected.

[0011] Wie erwähnt ist ein wesentlicher Parameter für den Wirkungsgrad eines Solarkraftwerks die Temperatur des durch die Kollektoren erhitzten Transportmediums, über welches die gewonnene Wärme vom Kollektor wegtransportiert und für die Umwandlung in beispielsweise Strom genutzt wird: mit höherer Temperatur lässt sich ein höherer Wirkungsgrad bei der Umwandlung erzielen. Die im des Transportmedium realisierbare Temperatur hängt wiederum von der Konzentration der reflektierten Sonnenstrahlung durch den Konzentrator ab. Eine Konzentration von 50 bedeutet, dass im Brennbereich des Konzentrators eine Energiedichte pro m2 erzielt wird, die der 50 fachen der von der Sonne auf einen m2 der Erdoberfläche eingestrahlten Energie entspricht. As mentioned, an essential parameter for the efficiency of a solar power plant, the temperature of the heated by the collectors transport medium through which the heat is transported away from the collector and used for the conversion into, for example, electricity: with higher temperature can be a higher efficiency at to achieve the conversion. The realizable in the transport medium temperature in turn depends on the concentration of the reflected solar radiation through the concentrator. A concentration of 50 means that in the focal zone of the concentrator an energy density per m2 corresponding to 50 times the energy radiated from the sun to one m2 of the earth's surface is achieved.

[0012] Die theoretisch maximal mögliche Konzentration hängt von der Geometrie Erde-Sonne, d.h. vom Öffnungswinkel der von der Erde aus beobachteten Sonnen-Scheibe ab. Aus diesem Öffnungswinkel von 0,27° folgt, dass der theoretisch maximal mögliche Konzentrationsfaktor für Rinnenkollektoren bei 213 liegt. The theoretically maximum possible concentration depends on the geometry of the earth-sun, i. from the opening angle of the solar disk observed from the earth. From this opening angle of 0.27 ° it follows that the theoretically maximum possible concentration factor for trough collectors is 213.

[0013] Selbst mit sehr aufwändig hergestellten, und damit für den industriellen Einsatz (zu) teuren Spiegeln die im Querschnitt einer Parabel gut angenähert sind und damit einen Brennlinienbereich mit kleinstem Durchmesser erzeugen, ist es heute nicht möglich, diese maximale Konzentration von 213 auch nur annähernd zu erreichen. Eine zuverlässig erzielbare Konzentration von ca. 50 bis 60 ist jedoch realistisch und erlaubt bereits die oben genannten Temperaturen von gegen 500°C im Absorberrohr eines Parabolrinnenkraftwerks. Even with very elaborate, and thus for industrial use (too) expensive mirrors are well approximated in cross-section of a parabola and thus produce a focal line area with the smallest diameter, it is not possible today, this maximum concentration of 213 only almost reach. However, a reliably achievable concentration of about 50 to 60 is realistic and already allows the above-mentioned temperatures of about 500 ° C in the absorber tube of a parabolic trough power plant.

[0014] Um die Parabelform eines Rinnenkollektors bei vertretbaren Kosten möglichst gut anzunähern, hat die Anmelderin in WO 2010/037 243 einen Rinnenkollektor vorgeschlagen, der eine Druckzelle mit einem flexiblen, in der Druckzelle aufespannten Konzentrator aufweist. Dabei ist der Konzentrator in verschiedenen Bereichen unterschiedlich gekrümmt und kommt so der gewünschten Parabelform recht nahe. Dies ermöglicht zwar, bei vertretbaren Kosten für den Konzentrator eine Temperatur von gegen 500°C im Absorberrohr zu erreichen, nicht aber eine noch einmal gesteigerte Prozesstemperatur im Absorberrohr. In order to approximate the parabolic shape of a gutter collector at reasonable cost as possible, the Applicant has proposed in WO 2010/037 243 a gutter collector having a pressure cell with a flexible, clamped in the pressure cell concentrator. The concentrator is curved differently in different areas and thus comes quite close to the desired parabolic shape. Although this makes it possible to achieve a temperature of about 500 ° C in the absorber tube at a reasonable cost for the concentrator, but not a once again increased process temperature in the absorber tube.

[0015] Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rinnenkollektor für die Produktion von Wärme im auch industriellen Massstab bereitzustellen, der erlaubt, noch höhere Temperaturen im Transportmedium zu erzeugen. Accordingly, it is the object of the present invention to provide a gutter collector for the production of heat on an industrial scale, which allows to produce even higher temperatures in the transport medium.

[0016] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Sonnenkollektor mit den Merkmalen von Anspruch 1. This object is achieved by a solar collector with the features of claim 1.

[0017] Dadurch, dass durch die zweite Konzentratoranordnung die reflektierte Sonnenstrahlung nicht mehr in einen Brennlinienbereich, sondern in mindestens einen Brennpunktbereich reflektiert wird, ergibt sich eine Konzentration im eindimensionalen Rinnenkonzentrator, die zweidimensional ist, nämlich eine Konzentration über die Länge des Kollektors in eine Brennlinie und dann über dessen Breite in mindestens einen Brennpunktbereich. Dadurch erhöht sich die theoretisch mögliche maximale Konzentration auf über 40 000. Natürlich kann auch hier diese maximal mögliche Konzentration nicht annähernd erreicht werden. Eine geringe Realisierung dieses enormen Potentials erlaubt aber, die Temperaturen im Transportmedium der gestellten Aufgabe gemäss zu steigern und so den Wirkungsgrad des Kraftwerks (oder auch einer kleinsten Wärme erzeugenden Einheit) zu verbessern. Characterized in that reflected by the second concentrator arrangement, the reflected solar radiation is no longer reflected in a focal line area, but in at least one focal area, results in a concentration in one-dimensional trough concentrator, which is two-dimensional, namely a concentration over the length of the collector in a focal line and then across its width in at least one focus area. This increases the theoretically possible maximum concentration to more than 40 000. Of course, this maximum possible concentration can not be reached here. However, a small realization of this enormous potential allows to increase the temperatures in the transport medium of the task according to and thus to improve the efficiency of the power plant (or even a smallest heat generating unit).

[0018] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Absorberrohr mit einer Anzahl von thermischen Öffnungen versehen, die nur am Ort des mindestens einen Brennpunktbereichs liegen, was die Wärmeverluste des Absorberrohrs erheblich vermindert und dazu beiträgt, die gewünscht hohen Temperaturen im Transportmedium zu erreichen. In a preferred embodiment, the absorber tube is provided with a number of thermal openings, which are only at the location of at least one focal point area, which significantly reduces the heat losses of the absorber tube and helps to achieve the desired high temperatures in the transport medium.

[0019] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Absorberrohr längsverschieblich gelagert, so dass die mindestens eine thermische Öffnung dem Sonnenstand entsprechend verschoben werden kann. In a further preferred embodiment, the absorber tube is mounted longitudinally displaceable, so that the at least one thermal opening can be moved according to the position of the sun.

[0020] Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind anhand der Figuren näher beschrieben. Particular embodiments of the present invention are described in detail with reference to FIGS.

[0021] Es zeigt: <tb>Fig. 1<sep>schematisch einen Rinnenkollektor, wie er in Solarkraftwerken Verwendung findet, <tb>Fig. 2<sep>schematisch den Aufbau eines Rinnenkollektor gemäss der vorliegenden Erfindung, <tb>Fig. 3<sep>einen Querschnitt durch den Rinnenkollektor von Fig. 1, <tb>Fig. 4<sep>einen Längsschnitt durch den Rinnenkollektor von Fig. 1 am Ort des Absorberrohrs, <tb>Fig. 5a<sep>eine erste Ausführungsform des optischen Elements der zweiten Konzentratoranordnung, <tb>Fig. 5b<sep>das optische Element von Fig. 4a im Querschnitt, wobei die Geometrie der durch das Element hindurchtretenden Strahlung dargestellt ist, <tb>Fig. 6a<sep>eine zweite Aus führungsform des optischen Elements der zweiten Konzentratoranordnung, <tb>Fig. 6b<sep>das optische Element von Fig. 5aim Querschnitt, ebenfalls mit der Geometrie der hindurchtretenden Strahlung, <tb>Fig. 7a<sep>eine dritte Ausführungsform des optischen Elements der zweiten Konzentratoranordnung, <tb>Fig. 7b<sep>das optische Element von Fig. 7aim Querschnitt, mit der hindurchtretenden Strahlung, <tb>Fig. 8<sep>ein Absorberrohr für einen Rinnenkollektor gemäss der vorliegenden ErfindungIt shows: <Tb> FIG. 1 schematically shows a trough collector, as used in solar power plants, <Tb> FIG. 2 schematically shows the construction of a trough collector according to the present invention, <Tb> FIG. 3 <sep> a cross section through the trough collector of Fig. 1, <Tb> FIG. FIG. 4 shows a longitudinal section through the trough collector of FIG. 1 at the location of the absorber tube; FIG. <Tb> FIG. 5a <sep> a first embodiment of the optical element of the second concentrator arrangement, <Tb> FIG. 5b shows the optical element of FIG. 4a in cross-section, showing the geometry of the radiation passing through the element, FIG. <Tb> FIG. 6a <sep> a second embodiment of the optical element of the second concentrator arrangement, <Tb> FIG. 6b <sep> the optical element of FIG. 5aim cross-section, likewise with the geometry of the radiation passing through, <Tb> FIG. 7a <sep> a third embodiment of the optical element of the second concentrator arrangement, <Tb> FIG. 7b <sep> the optical element of FIG. 7aim cross-section, with the radiation passing through, <Tb> FIG. 8 <sep> an absorber pipe for a trough collector according to the present invention

[0022] Fig. 1 zeigt einen Rinnenkollektor 1 konventioneller Art mit einer Druckzelle 2, welche die Gestalt eines Kissens aufweist und durch eine obere, flexible Membran 3 und eine in der Figur verdeckte, untere flexible Membran 4 gebildet wird. Die Membran 3 ist für Sonnenstrahlen 5 durchlässig, die im Inneren der Druckzelle 2 auf eine Konzentrator-Membran (Konzentrator 10, Fig. 2) fallen und durch diese als Strahlen 6 reflektiert werden, hin zu einem Absorberrohr 7, in dem ein Wärme transportierendes Medium zirkuliert, das die durch den Kollektor konzentrierte Wärme abführt. Das Absorberrohr 7 wird durch Stützen 8 im Brennlinienbereich der Konzentrator-Membran (Konzentrator 10, Fig. 2) gehalten. Fig. 1 shows a trough collector 1 conventional type with a pressure cell 2, which has the shape of a pad and is formed by an upper, flexible membrane 3 and a concealed in the figure, lower flexible membrane 4. The membrane 3 is permeable to the sun's rays 5 which fall in the interior of the pressure cell 2 onto a concentrator membrane (concentrator 10, FIG. 2) and are reflected by them as jets 6, towards an absorber tube 7, in which a heat-transporting medium circulates, which dissipates the heat concentrated by the collector. The absorber tube 7 is held by supports 8 in the focal line region of the concentrator membrane (concentrator 10, FIG. 2).

[0023] Die Druckzelle 2 ist in einem Rahmen 9 aufgespannt, der wiederum in bekannter Art dem Sonnenstand entsprechend verschwenkbar auf einem Gestell gelagert ist. The pressure cell 2 is clamped in a frame 9, which in turn is mounted in a known manner according to the position of the sun pivotally mounted on a frame.

[0024] Solche Sonnenkollektoren sind beispielsweise in der WO 2010/037 243 und der WO 2008/037 108 beschrieben. Diese Dokumente werden durch Verweis ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung einbezogen. Such solar panels are described for example in WO 2010/037 243 and WO 2008/037 108. These documents are expressly incorporated by reference into this specification.

[0025] Obschon die vorliegende Erfindung bevorzugt in einem als Rinnenkollektor ausgebildeten Sonnenkollektor dieser Art, d.h. mit einer Druckzelle und einer in der Druckzelle aufgespannten Konzentrator-Membran Anwendung findet, ist sie in keiner Weise darauf beschränkt, sondern ebenso in Rinnenkollektoren anwendbar, deren Konzentratoren als nicht flexible Spiegel ausgebildet sind. Kollektoren mit nicht flexiblen Spiegeln werden beispielsweise in den oben erwähnten Kraftwerken eingesetzt. Although the present invention is preferably embodied in a trough collector of this type, i. E. With a pressure cell and a concentrated in the pressure cell concentrator membrane application, it is in no way limited thereto, but also applicable in trough collectors whose concentrators are designed as non-flexible mirror. Collectors with non-flexible mirrors are used for example in the above-mentioned power plants.

[0026] In den nachstehend beschriebenen Figuren sind jeweils die für das Verständnis der Erfindung nicht relevanten Teile des Rinnenkollektors weggelassen, wobei hier noch einmal erwähnt sei, dass solche weggelassenen Teile entsprechend des oben beschriebenen Stands der Technik (Kollektoren mit Druckzelle oder solche mit nicht flexiblen Spiegeln) ausgebildet sind und vom Fachmann für den konkreten Anwendungsfall leicht bestimmt werden können. In the figures described below, each of the not relevant to the understanding of the invention parts of the trough collector are omitted, and here again mentioned that such omitted parts according to the above-described prior art (collectors with pressure cell or those with non-flexible Mirrors) are formed and can be easily determined by the skilled person for the specific application.

[0027] Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt ist der Konzentrator 10 eines wie in Fig. 1dargestellten Rinnenkollektors 1. Gestrichelt dargestellt sind eine untere Membran 11 und eine obere Membran 12 der Druckzelle, in welcher der Konzentrator 10 über Rahmenelemente 13 aufgespannt ist. Das Absorberrohr ist über Stützen 8 aufgehängt. Sonnenstrahlen 5 fallen auf den Konzentrator 10 und werden von diesem als Strahlen 6 reflektiert. Durch die konkrete Ausbildung des Konzentrators 10 ergibt sich ein Strahlungspfad für reflektierte Strahlung, der durch die Strahlen 6 repräsentiert ist. Fig. 2 shows a preferred embodiment of the invention. Illustrated is the concentrator 10 of a trough collector 1 as shown in Fig. 1 dashed lines are a lower membrane 11 and an upper membrane 12 of the pressure cell, in which the concentrator 10 is stretched over frame members 13. The absorber tube is suspended by supports 8. Sun rays 5 fall on the concentrator 10 and are reflected by this as rays 6. The concrete design of the concentrator 10 results in a radiation path for reflected radiation, which is represented by the beams 6.

[0028] Der Konzentrator 10 ist, da nur in einer Richtung gekrümmt, ein Linearkonzentrator, mit dem Vorteil, dass er gegenüber den in zwei Richtungen gekrümmten Parabol-Konzentratoren einfacher und zudem mit grosser Fläche hergestellt werden kann, ohne dass sich für die Rahmenstruktur und die laufend über Tag notwendige Ausrichtung dem Sonnenstand entsprechend prohibitive konstruktive Randbedingungen ergeben. The concentrator 10 is, as curved in one direction, a linear concentrator, with the advantage that it can be compared to the parabolic concentrators curved in two directions simpler and also produced with a large area, without affecting the frame structure and the necessary orientation over the day, according to the position of the sun, results in prohibitive constructive constraints.

[0029] Für die Orientierung in der Figur zeigt der Pfeil 16 die Längsrichtung, der Pfeil 17 die Querrichtung an. Entsprechend ist der Konzentrator 10 in Querrichtung gekrümmt, und in Längsrichtung nicht. For the orientation in the figure, the arrow 16, the longitudinal direction, the arrow 17, the transverse direction. Accordingly, the concentrator 10 is curved in the transverse direction, and not in the longitudinal direction.

[0030] Der Strahlungspfad des Konzentrators 10 weist einen Brennlinienbereich auf, notwendigerweise, da einerseits auf Grund des Öffnungswinkels der Sonne deren Strahlung nicht parallel einfällt, die Konzentration in eine geometrisch genaue Brennlinie damit gar nicht möglich ist und zudem, weil eine genaue parabelförmige Krümmung des Konzentrators für eine theoretisch soweit wie möglich angenäherte Brennlinie mit vernünftigem Kostenaufwand nicht machbar ist. The radiation path of the concentrator 10 has a focal line area, necessarily, since on the one hand due to the opening angle of the sun whose radiation is not incident parallel, the concentration in a geometrically accurate focal line so that is not possible and also because an accurate parabolic curvature of Concentrator for a theoretical as close as possible approximated focal line with reasonable cost is not feasible.

[0031] Der Konzentrator 10 ist Bestandteil einer ersten Konzentratoranordnung des Kollektors 1, die hier gebildet ist aus der Druckzelle, den Organen für Aufrechterhaltung und Steuerung des Drucks und dem Rahmen mit den Elementen 13. The concentrator 10 is part of a first concentrator assembly of the collector 1, which is formed here from the pressure cell, the organs for maintaining and controlling the pressure and the frame with the elements thirteenth

[0032] In der Figur plattenförmig ausgebildete optische Elemente 20 sind im Strahlungspfad des Konzentrators 10 (und damit im Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung) angeordnet, so dass der Strahlungspfad durch diese hindurch verläuft. Diese optischen Elemente 20 brechen die auf sie einfallende (durch den Konzentrator 10 reflektierte) Strahlung 6 derart, dass die Strahlung 6 nach den optischen Elementen 20 als Strahlung 15 in einen Brennpunktbereich konzentriert wird. Mit anderen Worten weist der durch die Strahlung 15 repräsentierte Strahlungspfad jedes der optischen Elemente 20 einen Brennpunktbereich 21 auf. In der Figur sind drei optische Elemente 20 und damit drei gestrichelt angedeutete Brennpunkbereiche 21 dargestellt. In the figure, plate-shaped optical elements 20 are arranged in the radiation path of the concentrator 10 (and thus in the radiation path of the first concentrator arrangement), so that the radiation path passes through them. These optical elements 20 break the incident on it (reflected by the concentrator 10) radiation 6 such that the radiation is concentrated 6 after the optical elements 20 as radiation 15 in a focus area. In other words, the radiation path represented by the radiation 15 of each of the optical elements 20 has a focal point region 21. In the figure, three optical elements 20 and thus three focal points indicated by dashed lines 21 are shown.

[0033] Die optischen Elemente 20 sind Bestandteil einer zweiten Konzentratoranordnung, die im Strahlungspfad für reflektierte Parallelstrahlung der ersten Konzentratoranordnung, vor deren Brennlinienbereich, angeordnet ist. Zur zweiten Konzentratoranordnung gehören hier beispielsweise noch Träger 22, an denen die optischen Elemente 20 in Position gehalten werden. The optical elements 20 are part of a second concentrator arrangement, which is arranged in the radiation path for reflected parallel radiation of the first concentrator arrangement, in front of the focal line region. The second concentrator arrangement here includes, for example, still carriers 22, on which the optical elements 20 are held in position.

[0034] Ein hier als Absorberrohr 23 ausgebildetes Absorberelement befindet sich am Ort der Brennpunktbereiche 21. An absorber element embodied here as an absorber tube 23 is located at the location of the focal point regions 21.

[0035] Fig. 3 zeigt einen Schnitt in Querrichtung (Pfeil 17) durch die Anordnung von Fig. 2 mit einer Ansicht des in diese Querschnittsebene projizieren Stahlungsgang bzw. Strahlungspfads der beiden Konzentratoranordnungen. Wie oben erwähnt, sind alle für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Elemente des Rinnenkollektors 1 zur Entlastung der Figur weggelassen. Fig. 3 shows a section in the transverse direction (arrow 17) through the arrangement of Fig. 2 with a view of projecting into this cross-sectional plane Stahlungsgang or radiation path of the two concentrator assemblies. As mentioned above, all elements of the trough collector 1 which are not essential for the understanding of the invention have been omitted in order to relieve the figure.

[0036] Insbesondere ist ersichtlich, dass der Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (Konzentrator 10), hier dargestellt durch die beiden reflektierten Strahlen 6,6 ́, gegen einen Brennlinienbereich am Ort des Absorberrohrs 23 konvergiert. Die Strahlung 6 tritt durch das optische Element 20 hindurch, wobei dessen Strahlungspfad, hier dargestellt durch die beiden Strahlen 15,15 ́, gegen einen Brennpunktbereich 21 konvergiert. In particular, it can be seen that the radiation path of the first concentrator arrangement (concentrator 10), represented here by the two reflected beams 6, 6, converges toward a focal line region at the location of the absorber tube 23. The radiation 6 passes through the optical element 20, wherein its radiation path, represented here by the two beams 15, 15, converges towards a focal point region 21.

[0037] Die Konzentration der ersten Konzentrationsanordnung erfolgt in Querrichtung (Pfeil 17). The concentration of the first concentration arrangement takes place in the transverse direction (arrow 17).

[0038] Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform liegen die Brennpunktbereiche 21 der optischen Elemente 20 im Brennlinienbereich des Konzentrators 10, d.h. im Brennlinienbereich der ersten Konzentratoranordnung. Daraus ergibt sich für die in der Fig. 3 dargestellte Sicht auf die Querschnittsebene (nicht aber in Längsrichtung, siehe nachstehend zu Fig. 4), dass die reflektierte Strahlung 6 durch das optische Element 20 nicht gebrochen wird, d.h. im Wesentlichen in einer Geraden liegen. Im Wesentlichen deshalb, weil beim Durchtritt eines Strahls 6 durch das optische Element 20 hindurch ein leichter Versatz des Strahlungspfads 15,15 ́ gegenüber dem Pfad 6,6 ́ auftreten kann, der aber hier nicht relevant ist. In the illustrated preferred embodiment, the focus regions 21 of the optical elements 20 are in the focal line region of the concentrator 10, i. in the focal line region of the first concentrator arrangement. As a result, for the view of the cross-sectional plane (not longitudinal direction, see below of FIG. 4) shown in FIG. 3, the reflected radiation 6 is not refracted by the optical element 20, i. essentially lying in a straight line. Essentially because, as a beam 6 passes through the optical element 20, a slight offset of the radiation path 15, 15 with respect to the path 6, 6 can occur, but this is not relevant here.

[0039] Die Figur zeigt weiter, dass der Konzentrator 10 in zwei Bereiche 25 und 26 unterteilt ist, mit dem Vorteil, dass die Beschattung durch das optische Element 20 die Konzentratorfläche nicht oder nicht wesentlich erreicht und dass eine begehbare Fläche 27 für Montage und Wartung gegeben ist. Solch eine Konfiguration der ersten Konzentratoranordnung ist in der WO 2010/037 243 dargestellt und dem Fachmann grundsätzlich bekannt. The figure further shows that the concentrator 10 is divided into two areas 25 and 26, with the advantage that the shading by the optical element 20, the concentrator not or not substantially achieved and that a walk-in surface 27 for installation and maintenance given is. Such a configuration of the first concentrator arrangement is shown in WO 2010/037 243 and is generally known to the person skilled in the art.

[0040] Zur Entlastung der Figur sind wiederum die nicht wesentlichen Elemente, hier auch die Träger 22 (Fig. 2) für die optischen Elemente 20 weggelassen. To relieve the figure again the non-essential elements, here also the carrier 22 (Fig. 2) are omitted for the optical elements 20.

[0041] Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung von Fig. 2in Längsrichtung (Pfeil 16), mit einer Ansicht des in diese Längsebene projizieren Stahlungsgangs bzw. Strahlungspfads der ersten und der zweiten Konzentratoranordnung. Fig. 4 shows a section through the arrangement of Fig. 2 in the longitudinal direction (arrow 16), with a view of projecting into this longitudinal plane Stahlungsgangs or radiation path of the first and the second concentrator assembly.

[0042] Mit einer angenommenen Blickrichtung von rechts nach links (Fig. 3) zeigt Fig. 4 den Blick auf den Bereich 25 des Konzentrators 10. With an assumed viewing direction from right to left (FIG. 3), FIG. 4 shows the view onto the region 25 of the concentrator 10.

[0043] Insbesondere ist ersichtlich, dass der Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (Konzentrator 10), hier dargestellt durch die reflektierten Strahlen 6 bis 6»’, gegen einen Brennlinienbereich am Ort des Absorberrohrs 23 läuft. Die Strahlung 6 bis 6 ́ ́ ́ tritt durch die optischen Element 20 bis 20 ́ ́ ́ hindurch, wird durch diese in Längsrichtung gebrochen, wobei der Strahlungspfad der optischen Elemente 20 bis 20 ́ ́ ́ (dargestellt durch die Strahlen 15 bis 15 ́ ́ ́) gegen jeweils einen Brennpunktbereich 21, 21 ́ ́ und 21 ́ ́ ́ konvergiert. In particular, it can be seen that the radiation path of the first concentrator arrangement (concentrator 10), represented here by the reflected beams 6 to 6 ", runs against a focal line region at the location of the absorber tube 23. The radiation 6 to 6 passes through the optical elements 20 to 20, is refracted therethrough in the longitudinal direction, wherein the radiation path of the optical elements 20 to 20 (represented by the beams 15 to 15 ) Converges to one focus area 21, 21 and 21, respectively.

[0044] Die Konzentration der zweiten Konzentrationsanordnung erfolgt in Längsrichtung (Pfeil 16). The concentration of the second concentration arrangement takes place in the longitudinal direction (arrow 16).

[0045] Das Absorberrohr 23 weist am Ort der Brennpunktbereiche 21 bis 21 ́ ́ ́ thermische Öffnungen 29, 29 ́ ́ und 29 ́ ́ ́ auf. The absorber tube 23 has at the location of the focal point regions 21 to 21 thermal openings 29, 29 and 29.

[0046] Zur Entlastung der Figur sind die Strahlungspfade der optischen Elemente 20* und 20** weggelassen, ebenso die Träger 22 (Fig. 2) für die optischen Elemente 20. To relieve the figure, the radiation paths of the optical elements 20 * and 20 ** are omitted, as are the carriers 22 (FIG. 2) for the optical elements 20.

[0047] Es ergibt sich, dass die zweite Konzentratoranordnung mindestens ein optisches Element 20 mit einem durch dieses hindurch führenden Strahlungspfad aufweist, wobei die Brennpunktbereiche 21 durch das optische Element 20 erzeugt werden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die erfindungsgemässe Anordnung für kleine oder kleinste Anwendungen mit nur einem optischen Element 20 oder für industrielle Anwendung in Kollektoren mit grössten Abmessungen mit Dutzenden oder Hunderten von optischen Elementen 20 ausgeführt werden kann. It can be seen that the second concentrator arrangement has at least one optical element 20 with a radiation path leading therethrough, wherein the focal point regions 21 are generated by the optical element 20. It should be noted here that the arrangement according to the invention can be implemented for small or very small applications with only one optical element 20 or for industrial applications in collectors with the largest dimensions with tens or hundreds of optical elements 20.

[0048] Aus den Fig. 3 und 4 ergibt sich weiter, dass das optische Element 20 als Linearkonzentrator ausgebildet ist, dessen Konzentrationsrichtung quer oder senkrecht zur Konzentrationsrichtung des Linearkonzentrators der ersten Konzentratoranordnung verläuft. From Figs. 3 and 4 further shows that the optical element 20 is formed as a linear concentrator whose concentration direction is transverse or perpendicular to the direction of concentration of the linear concentrator of the first concentrator.

[0049] Damit ergibt sich weiter, dass die optisch wirksamen Oberflächen (an denen die Brechung der Lichtstrahlen erzeugt wird) der optischen Elemente 20 gegenüber dem Stahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung (hier des Konzentrators 10) derart ausgerichtet sind, dass der Pfad jedes einzelnen Strahls, projiziert auf eine zum Brennlinienbereich senkrecht stehende Ebene (dargestellt in Fig. 3) eine Gerade ist, aber in einer im Brennlinienbreich liegenden Ebene (dargestellt in Fig. 4) zum Brennpunktbereich 21 hin gebrochen wird. Thus, it follows that the optically active surfaces (at which the refraction of the light beams is generated) of the optical elements 20 with respect to the radiation path of the first concentrator arrangement (here the concentrator 10) are aligned such that the path of each beam, projected onto a plane perpendicular to the focal line region (shown in FIG. 3) is a straight line, but is refracted toward the focal point region 21 in a plane lying in the focal plane region (shown in FIG. 4).

[0050] Bevorzugt weisen die optischen Elemente eine Fresnelstruktur auf, was erlaubt, diese mit einem wie in den Fig. 2 bis 4dargestellten plattenförmigen Körper auszubilden. Fig. 5a zeigt solche, im Folgenden als Fresnellinse 30 bezeichnetes optisches Element, mit einer ebenen unteren optisch wirksamen Oberfläche 31 und einer strukturierten oberen optisch wirksamen Oberfläche 32, die mit parallelen Stufen 33 mit Flanken 34 versehen ist, welche im eingebauten Zustand der Fresnellinse 30 (Fig. 2 bis 4) quer, d.h. in Richtung des Pfeils 17 verlaufen und entsprechend die vom Konzentrator 10 reflektierten Sonnenstrahlen 6 gegen die mittlere Zone 35 des optischen Elements 30 hin brechen. Im eingebauten Zustand liegt die Zone 35 direkt unter der zugeordneten thermischen Öffnung 29 des Absorberrohrs 28. Preferably, the optical elements have a Fresnel structure, which makes it possible to form them with a plate-shaped body as shown in FIGS. 2 to 4. 5a shows such, hereinafter referred to as Fresnel lens 30 designated optical element, with a planar lower optically active surface 31 and a structured upper optically active surface 32 which is provided with parallel steps 33 with flanks 34, which in the installed state of the Fresnel lens 30th (Fig. 2 to 4) transversely, ie in the direction of the arrow 17 and accordingly the reflected from the concentrator 10 sun rays 6 against the central zone 35 of the optical element 30 break down. When installed, the zone 35 is located directly below the associated thermal opening 29 of the absorber tube 28th

[0051] Die Auslegung solch einer Fresnellinse 30 kann durch den Fachmann im konkreten Fall leicht vorgenommen werden. The design of such a Fresnel lens 30 can be easily made by a person skilled in the concrete case.

[0052] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Linse 30 nach Fig. 5a noch verbessert, um Fehler durch Aberration zu minimieren: In another preferred embodiment, the lens 30 of Fig. 5a is further improved to minimize errors due to aberration:

[0053] Fig. 5b zeigt einen Schnitt in Querrichtung 17 durch die Fresnellinse 30 im eingebauten Zustand, der Schnitt verläuft entlang einer der Stufen 33. Dieser Schnitt entspricht demjenigen von Fig. 3, wobei zur Entlastung der Figur nur die links von der strichpunktierten Symmetrielinie 35 gelegene Hälfte der Fresnellinse 30 mit dem in ihm verlaufenden Strahlungspfad dargestellt ist. Fig. 5b shows a section in the transverse direction 17 through the Fresnel lens 30 in the installed state, the section runs along one of the steps 33. This section corresponds to that of Fig. 3, wherein to relieve the figure, only the left of the dash-dotted line of symmetry 35 located half of the Fresnel lens 30 is shown with the radiation path extending in it.

[0054] Von der ersten Konzentratoranordnung (hier: Konzentrator 10) reflektierte Sonnenstrahlen 6IV bis 6VI fallen an der unteren optisch wirksamen Oberfläche 31 ein, werden an dieser zum Lot 36 hin gebrochen, durchqueren den Körper der Fresnellinse 30 bis zur oberen optisch wirksamen Oberfläche 32 und verlassen diese als Strahlen 15IV bis 15VI, wobei sie an der oberen Oberfläche 32 vom Lot weg gebrochen werden. Da die Stufen 33 und die Flanken 34 in Querrichtung 17 verlaufen, hat die zweifache Brechung nun zur Folge, dass die Strahlen 15IV bis 15VI zu den Strahlen 6IV bis 6VI etwas parallel versetzt sind, wobei der Versatz für aussen gelegene Strahlen grösser ist als für innen gelegene Strahlen, was den Brennpunktbereich je nach dem konkreten Fall nachteilig vergrössern kann. Dies ist mit Hilfe der gestrichelt eingezeichneten Fortsetzungen der Strahlen 6IV bis 6V qualitativ (und übertrieben) verdeutlicht: würden die Strahlen 6IV bis 6V nicht zweifach gebrochen, wären sie recht gut auf die thermische Öffnung 29 des Absorberrohrs 28 konzentriert. Durch die Brechung ergibt sich der beschriebene Parallelversatz, so dass die Strahlen 15IV bis 15VI die thermische Öffnung 29 nur teilweise erreichen, was nicht optimal sein kann. From the first concentrator assembly (here: concentrator 10) reflected sun rays 6IV to 6VI fall on the lower optically active surface 31, are refracted at this to the solder 36 out, traverse the body of the Fresnel lens 30 to the upper optically active surface 32nd and leave them as rays 15IV to 15VI, breaking off the solder at the top surface 32. Since the steps 33 and the flanks 34 extend in the transverse direction 17, the double refraction results in the rays 15IV to 15VI being displaced somewhat parallel to the rays 6IV to 6VI, the offset being greater for outward rays than for the inside which may adversely increase the focal range depending on the particular case. This is qualitatively (and exaggeratedly) illustrated with the aid of the continuations of the beams 6IV to 6V shown in dashed lines: if the beams 6IV to 6V were not refracted twice, they would be quite well concentrated on the thermal opening 29 of the absorber tube 28. The refraction results in the described parallel offset, so that the beams 15IV to 15VI only partially reach the thermal opening 29, which may not be optimal.

[0055] Fig. 6a zeigt eine diesbezüglich optimierte Ausführungsform. Dargestellt ist ein als Fresnel-Gitterlinse 40 ausgebildetes optisches Element, dessen untere optisch wirksame Oberfläche 41 eben, und dessen obere optisch wirksame Oberfläche 42 abgesehen von der mittleren Zone 43 eine Fresnel-Gitterstruktur aufweist. Die Grundstruktur der Fresnel-Gitterlinse 40 entspricht der Struktur des optischen Elements 30. Die Abweichung gegenüber dem optischen Element 30 liegt in der Ausbildung der Flanken 44, die ihrerseits in Facetten 45 unterteilt sind, wobei jede Facette 45 im eingebauten Zustand in Querrichtung 17 anders geneigt ist. Wie, zeigt Fig. 6banhand eines einfallenden Strahls 6VI, der beim Durchtritt durch die untere optisch wirksame Oberfläche 41 zum Lot gebrochen wird und den Körper des Elements 41 durchquert, bis er an der durch die jeweilige Facette 45 gebildete obere optisch wirksame Oberfläche 42 beim Austritt wieder gebrochen wird und als Strahl 15VII die Öffnung 29 des Absorberrohrs 28 erreicht. Fig. 6a shows an optimized embodiment in this respect. Shown is a designed as a Fresnel grating lens 40 optical element whose lower optically active surface 41 is flat, and whose upper optically active surface 42 except for the central zone 43 has a Fresnel grating structure. The basic structure of the Fresnel grating lens 40 corresponds to the structure of the optical element 30. The deviation from the optical element 30 is in the formation of the flanks 44, which in turn are divided into facets 45, each facet 45 in the installed state in the transverse direction 17 differently inclined is. As shown in FIG. 6b, an incident beam 6VI is refracted as it passes through the lower optically active surface 41 and traverses the body of the element 41 until it exits the upper optically active surface 42 formed by the respective facet 45 is broken again and reaches the opening 29 of the absorber tube 28 as beam 15VII.

[0056] Wie anhand der Fig. 5bbeschrieben, würde der Strahl 6VII ohne Durchgang durch ein optisches Element die thermische Öffnung 29 erreichen (gestrichelte Linie 46), wenn er nicht durch die doppelte Brechung beim Durchgang parallel versetzt würde, was entsprechend der Fig. 6b durch die strichpunktierte Linie 47 angedeutet ist. Tatsächlich wird nun der Strahl 6VII an der geneigten Facette 45 derart gebrochen, dass die Abweichung durch den Versatz kompensiert wird, so dass der Strahl 15VII die thermische Öffnung 29 erreicht. As described with reference to Fig. 5b, the beam 6VII without passage through an optical element would reach the thermal opening 29 (dashed line 46) if it were not offset in parallel by the double refraction in the passage, which is shown in Fig. 6b is indicated by the dashed line 47. In fact, the beam 6VII on the inclined facet 45 is now refracted such that the offset is compensated by the offset so that the beam 15VII reaches the thermal opening 29.

[0057] Der Fachmann kann wiederum im konkreten Fall die Auslegung der Fresnel-Gitterstruktur (z.B. Grösse der Facetten 45) und auch die Neigung jeder der Facetten 45 bestimmen. Again, in a particular case, one skilled in the art can determine the layout of the Fresnel grating structure (e.g., size of facets 45) and also the slope of each facet 45.

[0058] Eine weitere Ausführungsform eines als Fresnel-Gitterlinse 50 ausgebildeten optischen Elements zeigt Fig. 6c, wobei die untere und die obere optisch wirksame Oberfläche 51, 52 je mit einer Fresnel-Gitterstruktur versehen sind. Wiederum entspricht der Schnitt durch Fresnel-Gitterlinse 50 demjenigen von Fig. 3. Facetten 56 in der unteren Oberfläche 51 entsprechen Facetten 55 in der oberen Oberfläche 52, so dass ein einfallender reflektierter Sonnenstrahl 6IX senkrecht auf die Facetten 56, 55 auftrifft und damit durch diese nicht gebrochen wird, somit eine eine Aberration in der dargestellten Ebene unterbleibt. Vorzugsweise sind dann die Facetten 55 in der oberen Oberfläche 52 in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Figur geneigt (Neigung in Richtung 16), so dass die Strahlen 15IX in einen Brennpunktbereich am Ort der thermischen Öffnung 29 konzentriert werden. Auch hier ist eine mittlere Zone 53, 54 ohne Facetten 56, 55 ausgebildet. A further embodiment of an optical element designed as a Fresnel grating lens 50 is shown in FIG. 6c, wherein the lower and the upper optically active surface 51, 52 are each provided with a Fresnel grating structure. Again, the section through Fresnel grating lens 50 corresponds to that of Fig. 3. Facets 56 in the lower surface 51 correspond to facets 55 in the upper surface 52 such that an incident reflected solar beam 6IX perpendicularly impinges upon and therefore through the facets 56,55 is not broken, thus avoiding an aberration in the illustrated plane. Preferably, then, the facets 55 are inclined in the upper surface 52 in a direction perpendicular to the plane of the figure (inclination in the direction 16), so that the rays 15IX are concentrated in a focal region at the location of the thermal opening 29. Again, a middle zone 53, 54 without facets 56, 55 is formed.

[0059] Der Fachmann kann im konkreten Fall die Auslegung der Fresnel-Gitterstrukturen und damit auch die Neigung jeder der Facetten 55, 56 bestimmen. The expert can determine the design of the Fresnel grating structures and thus also the inclination of each of the facets 55, 56 in a specific case.

[0060] Fig. 7a zeigt eine weitere Ausführungsform eines als Fresnellinse 60 ausgebildeten optischen Elements. Der plattenförmige Körper der Fresnellinse 60 ist in einer Richtung (im eingebauten Zustand in Querrichtung 17) gekrümmt. Die untere optisch wirksame Oberfläche 61 ist entsprechend derart gekrümmt, dass die Strahlen 6X bis 6XII senkrecht auf sie einfallen. Ebenso ist die obere wirksame Oberfläche 62, einschliesslich der mittleren Zone 63, derart gekrümmt, dass die durchtretenden Strahlen (immer nur in der Querschnittsebene gesehen) ohne Brechung die Fresnellinse 60 verlassen, so dass die Strahlen 6X bis 6XI mit den Strahlen 15X bis 15XI in einer Geraden liegen, wie dies Fig. 7b zeigt. FIG. 7 a shows a further embodiment of an optical element designed as a Fresnel lens 60. The plate-shaped body of the Fresnel lens 60 is curved in one direction (in the installed state in the transverse direction 17). The lower optically active surface 61 is correspondingly curved in such a way that the rays 6X to 6XII are incident perpendicular to them. Likewise, the upper effective surface 62, including the middle zone 63, is curved such that the passing rays (always viewed only in the cross-sectional plane) leave the Fresnel lens 60 without refraction, so that the rays 6X to 6XI with the rays 15X to 15XI in FIG a straight line, as shown in FIG. 7b.

[0061] Anhand der Fig. 2 bis 7b sind verschiedene Ausführungen des optischen Elements 20 dargestellt worden, die alle eine Fresnelstruktur aufweisen. Solch ein optisches Element mit je nach dem komplizierter Struktur (Fresnel-Gitterstruktur) kann beispielsweise durch Giessen hergestellt werden, in dem eine Metallform hergestellt und ein geeignetes transparentes Kunststoffmaterial (oder auch Glas) vergossen wird. Various embodiments of the optical element 20, all of which have a Fresnel structure, have been illustrated with reference to FIGS. 2 to 7b. Such an optical element, depending on the complicated structure (Fresnel lattice structure), may for example be produced by casting, in which a metal mold is produced and a suitable transparent plastic material (or also glass) is cast.

[0062] Fig. 7c zeigt eine Abwandlung des optischen Elements der zweiten Konzentratoranordnung in Form einer Sammellinse 70, die sich in Querrichtung 17 erstreckt, hier analog zur Konfiguration von Fig. 6a gerade ausgebildet ist, aber auch analog zur Fig. 6ain einer Richtung gekrümmt ausgebildet sein kann. Gestrichelt sind benachbarte Sammellinsen 70 angedeutet, wobei jeder der einzelnen Sammellinsen 70 einen Brennpunktbereich 71 besitzt, dem eine Öffnung 29 im Absorberrohr 28 (Fig. 10) zugeordnet ist. Schematisch angedeutet ist in der Figur ein rinnenförmiger Konzentrator 72 der ersten Konzentratoranordnung. Fig. 7c shows a modification of the optical element of the second concentrator arrangement in the form of a converging lens 70 which extends in the transverse direction 17, here analogous to the configuration of Fig. 6a is formed straight, but also curved in a direction analogous to Fig. 6a can be trained. Dashed lines are adjacent collecting lenses 70 indicated, each of the individual collecting lenses 70 has a focal point region 71, which is associated with an opening 29 in the absorber tube 28 (Fig. 10). Schematically indicated in the figure is a channel-shaped concentrator 72 of the first concentrator arrangement.

[0063] Fig. 8a und 8b zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher die zweite Konzentratoranordnung nicht ein optisches Element, sondern einen Spiegel aufweist. In Fig. 8aist ein Sonnenkollektor 100 dargestellt, mit einer Druckzelle 101 bekannter Art, aufgespannt in einem Rahmen 102, der seinerseits für die Nachverfolgung der Sonne verschwenkbar an einem Sockel 103 gelagert ist. Figs. 8a and 8b show another embodiment of the present invention in which the second concentrator assembly does not have an optical element but a mirror. In Fig. 8a a solar collector 100 is shown, with a pressure cell 101 of known type, clamped in a frame 102 which is in turn mounted for tracking the sun on a pedestal 103.

[0064] In der Druckzelle ist eine erste Konzentratoranordnung mit einem mehrteiligen Konzentrator, bestehend aus den Bereichen 104 und 105 angeordnet, wobei erfindungsgemäss eine hier ebenfalls zweiteilige zweite Konzentratoranordnung vorgesehen ist, mit Spiegeln 106 und 107. Jeder Spiegel 106, 107 liegt im Strahlungspfad des ihm zugeordneten Konzentratorbereichs 104, 105. Die Einfallende Sonnenstrahlung wird durch die Strahlen 110, 111 dargestellt, der Strahlungspfad der Konzentratorbereiche 104 und 105 durch die reflektierten Strahlen 112, 113. Die Spiegel 106, 107 befinden sich im Strahlungspfad vor dem Brennlinienbereich des jeweiligen Konzentratorbereichs 104, 105. Der Strahlungspfad der Spiegel 106, 107 für die reflektierte Sonnenstrahlung 112, 113 wird durch die an den Spiegeln reflektierte Strahlung 114, 115 dargestellt. Diese reflektierte Strahlung 114, 115 wird erfindungsgemäss durch die Spiegel 106, 107 in einen Brennpunktbereich 116 konzentriert, der bei einer Öffnung 29 eines Absorberrohrs 28 liegt (Fig. 10). In the pressure cell, a first concentrator arrangement with a multi-part concentrator, consisting of the areas 104 and 105, wherein according to the invention a here also two-part second concentrator arrangement is provided with mirrors 106 and 107. Each mirror 106, 107 is in the radiation path of The incident solar radiation is represented by the rays 110, 111, the radiation path of the concentrator regions 104 and 105 by the reflected rays 112, 113. The mirrors 106, 107 are located in the radiation path in front of the focal line region of the respective concentrator region 104 , 105. The radiation path of the mirrors 106, 107 for the reflected solar radiation 112, 113 is represented by the radiation 114, 115 reflected by the mirrors. According to the invention, this reflected radiation 114, 115 is concentrated by the mirrors 106, 107 into a focal point region 116 which lies at an opening 29 of an absorber tube 28 (FIG. 10).

[0065] Die dazu notwendige Krümmung der Spiegel 106, 107 ist in Fig. 8b schematisch dargestellt. Fig. 8b stellt eine Ansicht auf einen Teil des Sonnenkollektors 100 dar, wobei die Blickrichtung etwa der Pfeilrichtung für das Referenzzeichen 100 in Fig. 8aentspricht. Zur Entlastung der Figur ist nur das Absorberrohr 28, eine der Öffnungen 29 und ein dieser Öffnung zugeordneter Spiegel 107 dargestellt. Benachbarte und gleich ausgebildete Spiegel 107 ́, die sich unter dem Absorberrohr 28 über seine ganze Länge (Pfeil 16) aneinanderreihen, sind gestrichelt angedeutet, wobei jedem Spiegel 107 ́ seinerseits eine Öffnung 29 zugeordnet ist. The curvature of the mirrors 106, 107 required for this purpose is shown schematically in FIG. 8b. FIG. 8b shows a view of a part of the solar collector 100, the viewing direction approximately corresponding to the arrow direction for the reference symbol 100 in FIG. 8a. To relieve the figure, only the absorber tube 28, one of the openings 29 and a mirror associated with this opening 107 is shown. Adjacent and identically formed mirror 107, which line up under the absorber tube 28 along its entire length (arrow 16) are indicated by dashed lines, each mirror 107 in turn having an opening 29 associated therewith.

[0066] Der Spiegel 107 ist in Längsrichtung 16 derart (konkav) gekrümmt, dass, in Längsrichtung gesehen, alle einfallenden Strahlen 113 auf den Brennpunktbereich 116 konzentriert werden, währen der Spiegel 107 zudem in Querrichtung 17 ebenfalls (konkav) gekrümmt ist, so dass die Konzentration auf den Brennlinienbereich 116 in Querrichtung ebenfalls stattfindet. The mirror 107 is curved (concave) in the longitudinal direction 16 so that, viewed in the longitudinal direction, all the incident rays 113 are concentrated on the focal point region 116, while the mirror 107 is also curved (concave) in the transverse direction 17, so that the concentration on the focal region 116 in the transverse direction also takes place.

[0067] Analog ist der Aufbau der Anordnung von Fig. 9a: Ein Sonnenkollektor 130 besitzt eine Druckzelle 131 bekannter Art, die auf einem verschwenkbaren Rahmen 132 aufgespannt ist. Zwei Konzentratorbereiche 133, 134 einer ersten Konzentratoranordnung konzentrieren einfallende Sonnenstrahlung 135, 136 auf einen Brennlinienbereich 137, wobei der Strahlungspfad der Konzentratorbereiche 133, 134 durch die reflektierten Strahlen 138, 139 dargestellt ist. Vor dem Brennlinienbereich 137 befinden sich Spiegel 140, 141, welche die einfallende Strahlung 138, 139 in einen Brennpunktbereich 145 am Ort der Öffnung 29 des Absorberrohrs 28 konzentrieren. Der Strahlungspfad der Spiegel 140, 141 ist durch die von ihnen reflektierten Strahlen 142, 143 repräsentiert. Analogous is the structure of the arrangement of Fig. 9a: A solar collector 130 has a pressure cell 131 of known type, which is clamped on a pivotable frame 132. Two concentrator sections 133, 134 of a first concentrator arrangement concentrate incident solar radiation 135, 136 onto a focal line section 137, the radiation path of the concentrator sections 133, 134 being represented by the reflected beams 138, 139. In front of the focal line region 137 are mirrors 140, 141, which concentrate the incident radiation 138, 139 into a focal point region 145 at the location of the opening 29 of the absorber tube 28. The radiation path of the mirrors 140, 141 is represented by the rays 142, 143 reflected by them.

[0068] Fig. 9b zeigt analog zu Fig. 8b eine Ansicht der Anordnung von Fig. 9aaus der Blickrichtung des in Fig. 9a seitlich rechts auf dem Rahmen 132 stehenden Menschen 146. Ersichtlich ist die Oberfläche des Konzentratorbereichs 134, das Absorberrohr 28 mit einer seiner Öffnungen 29, sowie ein Spiegel 141 (mit einem gestrichelt angedeuteten benachbarten Spiegel 141 ́). 9b shows, analogously to FIG. 8b, a view of the arrangement of FIG. 9a from the viewing direction of the person 146 standing laterally on the frame 132 in FIG. 9a. The surface of the concentrator region 134, the absorber tube 28, can be seen with a its openings 29, as well as a mirror 141 (with a dashed line indicated adjacent mirror 141).

[0069] Sonnenstrahlung 136 fällt auf den Konzentratorbereich 134, wird (in Längsrichtung 16 gesehen) parallel reflektiert und am (konkav) gekrümmten Spiegel 141 auf den Brennpunktbereich 145 am Ort der Öffnung 29 des Absorberrohrs 28 (Fig. 10) konzentriert. Auch hier ist nur ein Ausschnitt über die Länge des Absorberrohrs 28 dargestellt. Solar radiation 136 is incident on the concentrator region 134, is reflected in parallel (as viewed in the longitudinal direction 16) and concentrated on the (concave) curved mirror 141 on the focal region 145 at the location of the opening 29 of the absorber tube 28 (FIG. Again, only a section about the length of the absorber tube 28 is shown.

[0070] Die Spiegel 106, 107, 142, 143 können bevorzugt eine Fresnel-Gitterstruktur aufweisen, die der Fachmann im konkreten Fall so bestimmen kann, dass der erfindungsgemässe Erfolg eintritt. Solche Spiegel können ebenfalls als Guss hergestellt werden, wobei beispielsweise die wirksame optische Oberfläche des Gussteils durch eine geeignete Beschichtung verspiegelt werden kann. The mirrors 106, 107, 142, 143 may preferably have a Fresnel grating structure, which the person skilled in the art can determine in a specific case so that the inventive success occurs. Such mirrors can also be produced as castings, wherein, for example, the effective optical surface of the cast part can be mirrored by a suitable coating.

[0071] Vorteilhaft ist an den in den Fig. 8und 9dargestellten Anordnungen, dass die zweite Konzentratoranordnung in der Druckzelle 101, 131 angeordnet werden kann, so dass sie vor Verschmutzung geschützt ist. Grundsätzlich erspart dies den beträchtlichen Aufwand für die Reinigung, wobei nicht durch die Druckzelle geschützte, fein abgestufte Fresnel-Gitterstrukturen in den Spiegeln 106, 107, 142, 143 auch mit sehr grossem Reinigungsaufwand nicht vollständig gereinigt werden können, was zu Verlusten in der Leistung des Kollektors führen muss. It is advantageous in the arrangements shown in FIGS. 8 and 9 that the second concentrator arrangement can be arranged in the pressure cell 101, 131 so that it is protected against contamination. Basically, this saves the considerable effort for cleaning, not protected by the pressure cell, finely graded Fresnel grating structures in the mirrors 106, 107, 142, 143 can not be completely cleaned even with very large cleaning effort, resulting in losses in the performance of Collector must lead.

[0072] Ebenso ist es vorteilhaft und im Bereich der vorliegenden Erfindung, die Anordnung mit optischen Elementen gemäss den Fig. 2 bis 4 in der Druckzelle 12 (Fig. 2) anzuordnen und damit die optischen Elemente vor Verschmutzung zu schützen. Likewise, it is advantageous and within the scope of the present invention to arrange the arrangement with optical elements according to FIGS. 2 to 4 in the pressure cell 12 (FIG. 2) and thus to protect the optical elements from contamination.

[0073] Fig. 10 zeigt das Absorberrohr 28 (Fig. 2bis 6b) in einer Ansicht von unten, so dass die thermischen Öffnungen 29 ersichtlich sind, durch die die Wärme reflektierter und konzentrierter Sonnenstrahlung in das Innere des Absorberrohrs eintreten kann. Das Absorberrohr 28 besitzt gemäss einer bevorzugten Ausführungsform eine Aussenisolation, die nur durch die thermischen Öffnungen 29 durchbrochen ist, so dass es zwischen diesen Öffnungen ebenfalls thermisch isoliert ist. Fig. 10 shows the absorber tube 28 (Figs. 2 to 6b) in a view from below, so that the thermal openings 29 can be seen, through which the heat of reflected and concentrated solar radiation can enter the interior of the absorber tube. The absorber tube 28 has according to a preferred embodiment, an external insulation, which is broken only by the thermal openings 29, so that it is also thermally insulated between these openings.

[0074] Konventionelle Absorberrohre werden mit aufwendiger und teurerer Konstruktion hergestellt, um die Wärmeverluste soweit wie möglich zu minimieren. Da das die Wärme transportierende Medium im Rohrinneren zirkuliert, erwärmt die durch den Konzentrator konzentrierte Sonnenstrahlung zuerst das Rohr, und dieses dann das Medium, mit der Folge, dass das notwendigerweise gegen 500°C heisse Absorberrohr seiner Temperatur entsprechend Wärme abstrahlt. Die Abstrahlung von Wärme über das Leitungsnetz für das Wärme transportierende Medium kann 100 W/m erreichen, die Leitungslänge in einer Grossanlage bis 100 km, so dass die Wärmeverluste über das Leitungsnetz für den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerks von erheblicher Bedeutung sind, ebenso der auf die Absorberrohre entfallende Anteil an Wärmeverlusten. In WO 2010/078 668 ist ein aussenisoliertes Absorberrohr offenbart, dessen durch den Einsatz in einem Rinnenkollektor gegebene Schlitzöffnung im Hinblick auf die Wärmeverluste optimiert ist. Conventional absorber tubes are manufactured with more expensive and more expensive construction in order to minimize the heat losses as much as possible. Since the heat transporting medium circulates inside the tube, the solar radiation concentrated by the concentrator first heats the tube, and this then the medium, with the result that the necessarily 500 ° C hot absorber tube radiates heat according to its temperature. The radiation of heat through the network for the heat transport medium can reach 100 W / m, the line length in a large system up to 100 km, so that the heat losses through the piping network for the overall efficiency of the power plant are of considerable importance, as well as on the absorber tubes attributable share of heat losses. In WO 2010/078 668 an externally insulated absorber tube is disclosed, which is optimized by the use in a gutter collector slot opening in terms of heat losses.

[0075] Mit dem Begriff «thermische Öffnung» kann je nach Bauform des Absorberrohrs eine physische Öffnung in der Aussenisolation eines Absorberrohrs gemäss der oben genannten Publikation bezeichnet werden. Der Begriff «thermische Öffnung» umfasst aber auch bei anderen Bauformen einen physisch geschlossenen Bereich, der für den Wärmedurchgang der konzentrierten Sonnenstrahlung konstruiert ist, wobei beispielsweise durch geeignete Beschichtungen am Ort der Wärmeeinstrahlung eine Rückstrahlung der Wärme vermindert werden kann. Dem Fachmann sind solche Konstruktionen bekannt. Dennoch ist es notwendigerweise so, dass am Ort der thermischen Öffnung letztlich keine gute Isolation erzielbar ist, also die entsprechenden relevanten Wärmeverluste hingenommen werden müssen. Depending on the design of the absorber tube, the term "thermal opening" can be used to denote a physical opening in the external insulation of an absorber tube according to the abovementioned publication. However, the term "thermal opening" also includes in other designs a physically closed area which is constructed for the heat transfer of concentrated solar radiation, wherein, for example, by suitable coatings at the site of heat radiation, a return of heat can be reduced. The person skilled in such constructions are known. Nevertheless, it is necessarily the case that at the location of the thermal opening ultimately no good insulation can be achieved, so the corresponding relevant heat losses must be accepted.

[0076] Die vorliegende Erfindung erlaubt nun über die gestellte Aufgabe hinaus ein Absorberrohr zu verwenden, bei dem die Fläche der thermischen Öffnung in einzelne, kleine Öffnungen unterteilt und so auf eine wesentlich verkleinerte Gesamtfläche reduziert ist. Damit sind auch die Wärmeverluste des entsprechenden Absorberrohrs signifikant reduziert. The present invention now allows beyond the stated object to use an absorber tube in which the surface of the thermal opening is divided into individual, small openings and thus reduced to a significantly reduced total area. Thus, the heat losses of the corresponding absorber tube are significantly reduced.

[0077] Dadurch ergibt sich eine Synergie zu der gemäss der vorliegenden Erfindung in Brennpunktbereiche konzentrierten Strahlung: einerseits wird die mögliche Temperatur im Absorberrohr erhöht, und andererseits werden die Wärmeverluste aus dem Absorberrohr verringert, was hier besonders ins Gewicht fällt, da die Wärmeverluste hauptsächlich durch Wärmeabstrahlung erfolgen, welche mit der vierten Potenz der Temperatur zunimmt. This results in a synergy with the concentrated according to the present invention in focal areas radiation: on the one hand, the possible temperature in the absorber tube is increased, and on the other hand, the heat losses from the absorber tube are reduced, which is particularly significant here, since the heat losses mainly by Heat radiation take place, which increases with the fourth power of the temperature.

[0078] Üblicherweise ist ein Rinnenkollektor seiner Länge nach in der Ost-West-Richtung positioniert und kann dem täglichen Sonnenstand entsprechend in der Höhe ausgerichtet werden. Dadurch fallen die Sonnenstrahlen, abgesehen von der Mittagszeit, schräg in die Rinne ein und werden schräg reflektiert. Der in der Fig. 4 dargestellte Strahlengang entspricht also einem bestimmten Zeitpunkt über Mittag. Usually, a gutter collector is positioned lengthwise in the east-west direction and can be aligned in height according to the daily position of the sun. As a result, the sun's rays, apart from noon, obliquely into the channel and are reflected obliquely. The beam path shown in FIG. 4 thus corresponds to a certain time over noon.

[0079] Einerseits können deshalb die thermischen Öffnungen 29 im Absorberrohr 28 als längs verlaufende, von einander beabstandete Schlitze vorgesehen werden, entlang denen der jeweilige Brennpunktbereich der Tageszeit entsprechend wandern kann. Zwar ist dann die Wärmeabstrahlung zwar immer noch reduziert ist, aber nicht in dem Mass, wie das der Fall ist, wenn jede thermische Öffnung 29 im Wesentlichen auf die Ausdehnung des dort eintretenden Strahlungspfads reduziert ist. On the one hand, therefore, the thermal openings 29 in the absorber tube 28 as longitudinally extending, spaced apart slots can be provided along which the respective focus area of the time of day can migrate accordingly. Although the heat radiation is then still reduced, but not in the measure, as is the case when each thermal opening 29 is reduced substantially to the extent of the radiation path entering there.

[0080] Entsprechend sieht eine weitere, in den Figuren nicht dargestellte Ausführungsform der Erfindung vor, dass ein Absorberrohr mit im Wesentlichen auf die Ausdehnung des eintretenden Strahlungspfads reduzierten thermischen Öffnungen versehen und in seiner Längsachse längsverschieblich (Richtung 16 in Fig. 4) im Rinnenkollektor gelagert ist, derart, dass die thermischen Öffnungen dem der täglichen Ost-West Bewegung der Sonne folgenden Strahlungspfad ihrerseits folgen können, so dass sich die oben erwähnte Ausbildung der thermischen Öffnungen 29 als Schlitze erübrigt. Accordingly, another, not shown in the figures embodiment of the invention provides that an absorber tube provided with substantially reduced to the extent of the incoming radiation path thermal openings and mounted longitudinally displaceable in its longitudinal axis (direction 16 in Fig. 4) in the trough collector is such that the thermal openings can in turn follow the radiation path following the daily east-west movement of the sun, so that the above-mentioned formation of the thermal openings 29 is unnecessary as slits.

[0081] Eine konkrete Ausführungsform eines Sonnenkollektors beispielsweise gemäss den Fig. 2bis 4, mit einem Absorberrohr nach Fig. 10, besitzt einen Rinnenkollektor mit einem Konzentrator von 50 m Länge, wobei der Konzentrator zwei parallele Bereiche (Fig. 3) von 4 m Breite aufweist, die so gekrümmt sind, dass ihr Brennlinienbereich sich in einem Abstand von 3 m befindet. Die gekrümmt ausgebildeten optischen Elemente (Fig. 7a) besitzen einen Krümmungsradius von 200 mm und eine Länge von 200 mm. Entsprechend sind über die Länge des Absorberrohrs ca. 250 optische Elemente vorgesehen, wobei das Absorberrohr (Fig. 10) 250 thermische Öffnungen aufweist. A concrete embodiment of a solar collector, for example according to FIGS. 2 to 4, with an absorber tube according to FIG. 10, has a trough collector with a concentrator of 50 m in length, wherein the concentrator has two parallel regions (FIG. 3) of 4 m width which are curved so that their focal line area is located at a distance of 3 m. The curved optical elements (FIG. 7a) have a radius of curvature of 200 mm and a length of 200 mm. Correspondingly, approximately 250 optical elements are provided over the length of the absorber tube, the absorber tube (FIG. 10) having 250 thermal openings.

Claims (21)

1. Sonnenkollektor mit einer ersten, einen reflektierenden Linearkonzentrator (10) aufweisenden ersten Konzentratoranordnung, deren Strahlungspfad für die reflektierte Strahlung (6) der Sonne einen Brennlinienbereich aufweist, mit einer im Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung vor deren Brennlinienbereich angeordneten zweiten Konzentratoranordnung, deren Strahlungspfad für reflektierte Parallelstrahlung (15) der ersten Konzentratoranordnung mindestens einen Brennpunktbereich (21) aufweist, und mit einem am Ort des mindestens einen Brennpunktbereichs (21) angeordneten Absorberelement (23).1. Solar collector having a first, a reflecting linear concentrator (10) having the first concentrator arrangement whose radiation path for the reflected radiation (6) of the sun has a focal line area, arranged in the radiation path of the first Konzentratoranordnung before the focal line region second concentrator arrangement whose radiation path for reflected Parallel radiation (15) of the first concentrator arrangement has at least one focal point region (21), and with an absorber element (23) arranged at the location of the at least one focal point region (21). 2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, wobei die erste Konzentratoranordnung als Rinnenkollektor (1) ausgebildet ist, dessen Konzentrator (10) in mehre längs verlaufende Bereiche (25,26) aufgeteilt ist.2. Solar collector according to claim 1, wherein the first concentrator arrangement as a trough collector (1) is formed, whose concentrator (10) is divided into a plurality of longitudinally extending portions (25,26). 3. Sonnenkollektor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die zweite Konzentratoranordnung mindestens ein optisches Element (20) mit einem durch dieses hindurch führenden Strahlungspfad aufweist, und wobei der mindestens eine Brennpunktbereich (21) durch das optische Element (20) erzeugt wird.The solar collector according to any one of claims 1 to 2, wherein the second concentrator arrangement comprises at least one optical element (20) having a radiation path therethrough, and wherein the at least one focal point region (21) is generated by the optical element (20). 4. Sonnenkollektor nach Anspruch 3, wobei das mindestens eine optische Element als Linearkonzentrator ausgebildet ist, dessen Konzentrationsrichtung quer zur Konzentrationsrichtung des Linearkonzentrators der ersten Konzentrationsanordnung verläuft.4. Solar collector according to claim 3, wherein the at least one optical element is designed as a linear concentrator whose concentration direction is transverse to the direction of concentration of the linear concentrator of the first concentration arrangement. 5. Sonnenkollektor nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Brennpunktbereich des mindestens einen optischen Elements (20, 30, 40) im Brennlinienbereich der ersten Konzentratoranordnung liegt.5. Solar collector according to claim 3 or 4, wherein the focal point region of the at least one optical element (20, 30, 40) in the focal line region of the first concentrator arrangement. 6. Sonnenkollektor nach Anspruch 4 oder 5, wobei das optische Element als quer im Strahlungspfad der ersten Konzentratoranordnung angeordnete Linse mit einer Fresnelstruktur ausgebildet ist.6. Solar collector according to claim 4 or 5, wherein the optical element is formed as a transversely arranged in the radiation path of the first concentrator arrangement lens having a Fresnel structure. 7. Sonnenkollektor nach Anspruch 5, wobei die optisch wirksamen Oberflächen des optischen Elements gegenüber dem Strahlungspfad für reflektierte Parallelstrahlung der Sonne derart ausgerichtet sind, dass der Pfad jedes einzelnen Strahls, projiziert auf eine zum Brennlinienbereich senkrecht stehende Ebene im Wesentlichen eine Gerade ist, aber in einer im Brennlinienbereich liegenden Ebene zum Brennpunktbereich hin gebrochen wird.7. The solar collector according to claim 5, wherein the optically effective surfaces of the optical element are aligned with respect to the radiation path for reflected parallel radiation of the sun such that the path of each individual beam projected onto a plane perpendicular to the focal line area is essentially a straight line, but in a lying in the focal line area to the focal point area is broken. 8. Sonnenkollektor nach Anspruch 5 oder 7, wobei der Körper des optischen Elements über den Querschnitt des ihn durchdringenden Strahlungspfads in nur einer Richtung, um den Brennlinienbereich herum, gekrümmt ausgebildet ist, derart, dass die Schnittlinien seiner optisch wirksamen Oberflächen in jeder zum Brennlinienbereich senkrechten Ebene in jedem Punkt mindestens annähernd senkrecht stehen zum Pfad des durch diesen Punkt laufenden, reflektierten Sonnenstrahls.8. A solar collector according to claim 5 or 7, wherein the body of the optical element over the cross section of the radiation path penetrating it in only one direction, around the focal line area, curved, such that the intersection lines of its optically active surfaces in each perpendicular to the focal line area The plane in each point is at least approximately perpendicular to the path of the reflected sun ray passing through this point. 9. Sonnenkollektor nach Anspruch 8, wobei das optische Element als in einer Richtung gekrümmte Fresnellinse ausgebildet ist.9. A solar collector according to claim 8, wherein the optical element is formed as a curved Fresnel lens in one direction. 10. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 mit zwei im Abstand neben einander längs verlaufenden Rinnenkonzentratoren und einem Absorberrohr, wobei die zweite Konzentratoranordnung eine Anzahl von hinter einander und unter dem Absorberrohr angeordneten, im Wesentlichen den Raum zwischen den Rinnenkonzentratoren beschattenden, als Linsen ausgebildete Linearkonzentratoren mit einer zur Konzentrationsrichtung der Rinnenkonzentratoren senkrecht stehenden Konzentrationsrichtung aufweist, derart, dass der Strahlungspfad für reflektiertes Sonnenlicht über die Länge des Sonnenkollektors eine der Anzahl der Linsen entsprechende Anzahl von Brennpunktbereichen aufweist, und wobei das Absorberrohr am Ort jedes der Brennpunktbereiche eine thermische Öffnung aufweist.10. A solar collector according to claim 1 with two spaced apart longitudinally extending gutter concentrators and an absorber tube, wherein the second concentrator arranged a number of behind and below the absorber tube, substantially shadowing the space between the trough concentrators, designed as lenses linear concentrators with a Concentration direction of the trough concentrators vertical concentration direction, such that the radiation path for reflected sunlight over the length of the solar collector has a number of lenses corresponding number of focal areas, and wherein the absorber tube at the location of each of the focal areas has a thermal opening. 11. Sonnenkollektor nach Anspruch 10, wobei die Linsen der zweiten Konzentratoranordnung als Fresnellinsen ausgebildet sind.11. Solar collector according to claim 10, wherein the lenses of the second concentrator arrangement are formed as Fresnel lenses. 12. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, wobei das Absorberelement am Ort des mindestens einen Brennpunktbereichs eine im Wesentlichen auf die Ausdehnung des dort in es eintretenden Strahlungspfads reduzierte thermische Öffnung aufweist.12. Solar collector according to claim 1, wherein the absorber element at the location of the at least one focal point region has a substantially reduced to the extent of the radiation path entering there in it thermal opening. 13. Sonnenkollektor nach Anspruch 12, wobei das Absorberelement der Länge der reflektierenden ersten Konzentratoranordnung entlang relativ verschiebbar ausgebildet ist, derart, dass die mindestens eine thermische Öffnung dem der täglichen Ost-West Bewegung der Sonne folgenden Strahlungspfad ihrerseits folgen kann.13. The solar collector according to claim 12, wherein the absorber element is designed to be relatively displaceable along the length of the reflective first concentrator arrangement, such that the at least one thermal opening can in turn follow the radiation path following the daily east-west movement of the sun. 14. Sonnenkollektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Konzentratoranordnung mindestens einen Spiegel aufweist, wobei der mindestens eine Brennpunktbereich durch den Spiegel erzeugt wird.14. Solar collector according to claim 1 or 2, wherein the second concentrator arrangement comprises at least one mirror, wherein the at least one focal point region is generated by the mirror. 15. Sonnenkollektor nach Anspruch 14, wobei der Spiegel eine Fresnel-Struktur, bevorzugt eine Fresnel-Gitterstruktur aufweist.15. Solar collector according to claim 14, wherein the mirror has a Fresnel structure, preferably a Fresnel lattice structure. 16. Absorberrohr für einen Rinnenkollektor, dadurch gekennzeichnet, dass es über seine Länge eine Anzahl von einander beabstandeter thermischer Öffnungen zur Aufnahme von in Brennpunktbereiche konzentrierter Sonnenstrahlung aufweist, und dass es zwischen diesen Öffnungen thermisch isoliert ist.16. An absorber tube for a trough collector, characterized in that it has over its length a number of spaced-apart thermal openings for receiving concentrated in focal areas solar radiation, and that it is thermally insulated between these openings. 17. Absorberrohr für einen Sonnenkollektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es über seine Länge mit einer es rundum bedeckenden Aussenisolation versehen ist, wobei die Isolation durch eine Anzahl von einander beabstandeten thermischen Öffnungen durchbrochen ist, durch welche die Wärme reflektierter Sonnenstrahlung in das Innere des Absorberrohrs eintreten kann.17. The absorber tube for a solar collector according to claim 16, characterized in that it is provided over its length with an all-around covering outer insulation, wherein the insulation is perforated by a number of spaced-apart thermal openings through which the heat of reflected solar radiation into the interior of the absorber tube can occur. 18. Optische Linse mit einer Fresnelstruktur für einen Sonnenkollektor nach Anspruch 1, der als Rinnenkollektor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen plattenförmigen Körper aufweist, wobei die eine wirksame optische Oberfläche in einer ersten Richtung zu einander parallele Stufen aufweist, deren Flanken derart ausgebildet sind, dass Sonnenstrahlung, die in der ersten Richtung konvergierend und in einer zweiten Richtung, die quer zur ersten Richtung liegt, parallel verlaufend in die Linseeintritt in einen Brennpunktbereich konzentriert wird.18. An optical lens with a Fresnel structure for a solar collector according to claim 1, which is formed as a trough collector, characterized in that it comprises a plate-shaped body, wherein the one effective optical surface in a first direction to parallel stages, whose flanks formed in such a way in that solar radiation converging in the first direction and in a second direction transverse to the first direction is concentrated in parallel into the lens entrance into a focal region. 19. Linse nach Anspruch 18, wobei der plattenförmige Körper in der ersten Richtung gekrümmt ausgebildet ist, derart, dass die in der ersten Richtung konvergente Strahlung im Wesentlichen senkrecht auf der Aussenseite des Körpers auftrifft., wobei der Öffnungswinkel der konvergenten Strahlung vorzugsweise kleiner als 100°, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 70°, noch mehr bevorzugt kleiner oder gleich 60° ist und der Abstand des gekrümmten plattenförmigen Körpers vom Brennpunktbereich bevorzugt kleiner als 300 mm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 200 mm beträgt.19. The lens of claim 18, wherein the plate-shaped body is curved in the first direction such that the convergent radiation in the first direction is incident substantially perpendicular to the outside of the body, wherein the aperture angle of the convergent radiation is preferably less than 100 °, more preferably less than or equal to 70 °, even more preferably less than or equal to 60 °, and the distance of the curved plate-shaped body from the focal point region is preferably less than 300 mm, particularly preferably less than or equal to 200 mm. 20. Linse nach Anspruch 18, wobei mindestens eine der optisch wirksamen Oberflächen eine Gitterstruktur aufweist, mit in der ersten Richtung zu einander parallel verlaufenden Flanken, wobei die Flanken in Segmente unterteilt sind, mit einer Ausrichtung, die den in der ersten Richtung erfolgenden Versatz der die Linse durchdringenden Strahlung im Hinblick auf die Konzentration im Brennpunktbereich kompensiert.The lens of claim 18, wherein at least one of the optically active surfaces has a lattice structure with flanks parallel to each other in the first direction, the flanks being divided into segments having an orientation corresponding to the offset in the first direction the lens penetrating radiation in terms of concentration in the focus area compensated. 21. Linse nach Anspruch 19, wobei die Flanken in ebene, an einander anschliessende Segmente unterteilt sind.21. The lens of claim 19, wherein the flanks are divided into planar, adjacent to each other segments.
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