CH710114A2

CH710114A2 - Solar Panel.

Info

Publication number: CH710114A2
Application number: CH01401/14A
Authority: CH
Inventors: Andrea Pedretti-Rodi; Gianluca Ambrosetti
Original assignee: Airlight Energy Ip Sa
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2016-03-15
Also published as: CH710101A1; WO2016041095A1

Abstract

Die Erfindung zeigt einen Sonnenkollektor mit einer zweidimensionalen Krümmung des eine Anzahl konzentrierender Facetten (50–85) aufweisenden Konzentrators (49) und einer Absorberanordnung für die konzentrierte Sonnenstrahlung, wobei der Konzentrator (49) im Betrieb mehrere Brennbereiche an verschiedenen Orten erzeugt und die Absorberanordnung für alle Brennbereiche wirksam ist. Dadurch kann die konzentrierte Strahlung an die konstruktiven Gegebenheiten der Absorberanordnung angepasst werden, mit der Folge, dass Verluste in der Absorberanordnung vermieden oder vermindert werden.The invention features a solar collector having a two-dimensional curvature of the concentrating facet (50-85) concentric concentrator (49) and a concentrated solar radiation absorber assembly, wherein the concentrator (49) produces in operation multiple combustors at different locations and the absorber assembly for all burning areas is effective. As a result, the concentrated radiation can be adapted to the structural conditions of the absorber arrangement, with the result that losses in the absorber arrangement are avoided or reduced.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor zur Konzentration von Sonnenstrahlung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung des Sonnenkollektors nach Anspruch 14. The present invention relates to a solar collector for the concentration of solar radiation according to the preamble of claim 1 and a method for producing the solar collector according to claim 14.

[0002] Sonnenkollektoren mit einer zweidimensionalen Krümmung sind generell als Dish-Kollektoren bekannt, weisen einen möglichst weitgehend einem Paraboloid angenäherten Konzentrator auf und unterschieden sich von Rinnenkollektoren (die auch Trough-Kollektoren) genannt werden und nur in einer Dimension bzw. Richtung gekrümmt sind. Solar panels with a two-dimensional curvature are generally known as dish collectors, have as far as possible a paraboloid approximated concentrator and different from trough collectors (which are also trough collectors) are called and curved in one dimension or direction.

[0003] Ein Vorteil von Dish-Kollektoren besteht darin, dass diese eine wesentlich höhere Konzentration der Sonnenstrahlung erlauben, als dies bei Rinnenkollektoren der Fall ist, insbesondere dann, wenn das Paraboloid als Grundform für den Konzentrator gut angenähert werden kann. Üblicherweise werden durch Dish-Kollektoren Stirling-Motore angetrieben, welche am Ort des Brennbereiches des Konzentrators angeordnet sind. Ein scharfer Brennpunkt eines Dish-Kollektors, insbesondere mit einem grösseren Konzentrator von 10 m, 15 m oder mehr Durchmesser ist im Allgemeinen kaum zu erzeugen, und wenn, nur unter ausserordentlichen Kosten, die einen wirtschaftlichen Einsatz solch eines Konzentrators zum Vornherein ausschliessen. Hier ist jedoch ein Dish-Konzentrator bekannt geworden, der einzelne konzentrierende Facetten aufweist, die auf einem gedachten Paraboloid angeordnet sind und auf Grund ihrer Ausbildung einen besonders kleinen Brennbereich eines solchen Konzentrators bewirken, was einer hohen geometrischen Konzentration entspricht. Im Versuch sind mit solchen Konzentratoren schon über 2700 °C bei einer Konzentration von über 2000 Sonnen erreicht worden. An advantage of dish collectors is that they allow a much higher concentration of solar radiation, as is the case with trough collectors, especially when the paraboloid can be well approximated as a basic shape for the concentrator. Usually Stirling motors are driven by dish collectors, which are arranged at the location of the focal region of the concentrator. A sharp focus of a dish collector, especially with a larger concentrator of 10 m, 15 m or more diameter is generally difficult to produce, and if, only at extraordinary cost, preclude the economic use of such a concentrator at first. Here, however, a dish concentrator is known which has individual concentrating facets, which are arranged on an imaginary paraboloid and due to their formation cause a particularly small focal range of such a concentrator, which corresponds to a high geometric concentration. The experiment has already reached over 2700 ° C with such concentrators at a concentration of over 2000 suns.

[0004] Mit wachsender Konzentration wachsen auch die Anforderungen an die Absorberanordnung, welche die durch den Konzentrator konzentrierte Strahlung über eine absorbierende Oberfläche absorbiert. Im Fall eines Sterling-Motors oder der Einspeisung der Wärme der konzentrierten Sonnenstrahlung in ein Leitungssystem muss die Absorberanordnung diese Wärme auch bei hoher Konzentration einwandfrei abführen oder, im Fall von Photovoltaischen Zellen, Wärme und Strom, da sich die photovoltaischen Zellen durch die konzentrierte Strahlung erhitzen. Dabei treten an der Absorberanordnung oft Verluste auf, welche die Effizienz des Sonnenkollektors beeinträchtigen. With increasing concentration, the requirements for the absorber arrangement, which absorbs the radiation concentrated by the concentrator via an absorbing surface, also grow. In the case of a Sterling engine or feeding the heat of concentrated solar radiation into a piping system, the absorber assembly must properly dissipate this heat even at high concentration or, in the case of photovoltaic cells, heat and electricity as the photovoltaic cells heat up due to the concentrated radiation , In this case, often occur at the absorber arrangement losses, which affect the efficiency of the solar collector.

[0005] Die Absorberanordnung weist notwendigerweise Leitungen für den Kühlmittelkreislauf bzw. Strom und eine Trägerstruktur für alle Elemente einschliesslich der absorbierenden Oberfläche auf, was wiederum in vielen Fällen erschwert, über die Abmessungen der einfallenden, konzentrierten Strahlung eine durchgehende absorbierende Oberfläche vorzusehen, wie es insbesondere beim Einsatz von photovoltaischen Zellen der Fall ist. The absorber assembly necessarily comprises conduits for the coolant circuit or stream and a support structure for all elements including the absorbent surface, which in turn makes it difficult in many cases to provide a continuous absorbent surface over the dimensions of the incident concentrated radiation as, in particular when using photovoltaic cells is the case.

[0006] Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Solarkollektor mit verbesserter Effizienz bereitzustellen. Accordingly, it is the object of the present invention to provide a solar collector with improved efficiency.

[0007] Dadurch, dass der Konzentrator mehrere Brennbereiche an verschiedenen Orten erzeugt, kann die Absorberanordung einfacher oder verbessert ausgebildet werden, da deren absorbierende Oberfläche den mehreren Brennbereichen entsprechend problemlos in einzelne absorbierende Flächenabschnitte derart aufteilbar ist, dass beispielsweise Verluste durch die Geometrie der Absorberanordnung vermieden werden können. Dies kann die absorbierende Oberfläche selbst oder auch den Aufbau der Absorberanordnung überhaupt betreffen, insbesondere betreffend ihrer Kühlung und Anordnung der stromführenden Leitung bis hin zu Steuerungs- oder Regelungsorganen, welche die aktuelle Konzentration einer Facette bzw. die Ausbildung ihres Brennbereichs erfassen und auswerten. Characterized in that the concentrator generates a plurality of burning areas at different locations, the absorber arrangement can be formed easier or improved, since the absorbing surface of the plurality of focal areas easily into individual absorbing surface sections is divisible so that, for example, avoided losses due to the geometry of the absorber arrangement can be. This may relate to the absorbent surface itself or even the structure of the absorber arrangement at all, in particular with regard to their cooling and arrangement of the current-carrying line up to control or regulatory organs, which detect and evaluate the current concentration of a facet or the formation of its focal area.

[0008] Über die gestellte Aufgabe hinaus wird ermöglicht, die Absorberanordnung im Hinblick auf den Verlauf der Leitungen (Kühlmittel, Strom) und deren Rahmenstruktur für die Aufhängung ihrer verschiedenen Komponenten zu optimieren, was zu verbesserter Funktion bei geringerem Herstellungsaufwand führt. Die absorbierende Oberfläche muss nicht mehr zwingend so dicht wie möglich gepackt werden. Beyond the stated object, it is possible to optimize the absorber arrangement with regard to the course of the lines (coolant, electricity) and their frame structure for the suspension of their various components, which leads to improved function with lower production costs. The absorbent surface no longer needs to be packed as tightly as possible.

[0009] Weiter ermöglicht dies über die gestellte Aufgabe hinaus, die absorbierenden Oberflächenabschnitte verbessert auszurichten, was zu einem geringeren rim angle φ für den jeweiligen absorbierenden Oberflächenabschnitt und dadurch eine höhere Konzentration erlaubt, was zu einer nochmals gesteigerten Effizienz des Kollektors führt. Further, this allows beyond the stated task, the absorbent surface portions to align better, which allows for a lower rim angle φ for the respective absorbent surface portion and thereby a higher concentration, resulting in a further increased efficiency of the collector.

[0010] Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt: <tb>Fig. 1a<SEP>schematisch einen Dish-Kollektor gemäss dem Stand der Technik, <tb>Fig. 1b<SEP>ein Bild der absorbierenden Oberfläche einer Absorberanordnung gemäss dem Stand der Technik mit einer Matrix von photovoltaischen Zellen, <tb>Fig. 2a<SEP>schematisch die Bestimmung einer Facette eines Dish-Konzentrators gemäss dem Stand der Technik, <tb>Fig. 2b<SEP>schematisch am Beispiel der Facette von Fig. 2a die Verlagerung ihres Brennbereichs dadurch, dass ihre Ausrichtung durch die translatorische Verschiebung ihres Paraboloids nach aussen geändert wird, <tb>Fig. 2c<SEP>schematisch am Beispiel der Facette von Fig. 2a die Verlagerung ihres Brennbereichs dadurch, dass ihre Ausrichtung durch die translatorische Verschiebung ihres Paraboloids nach oben geändert wird, <tb>Fig. 2d<SEP>schematisch am Beispiel der Facette von Fig. 2a die Verlagerung ihres Brennbereichs dadurch, dass ihre Ausrichtung durch eine Verkippung ihres Paraboloids im Gegenuhrzeigersinn geändert wird, <tb>Fig. 3a<SEP>schematisch die Bestimmung der Facetten und Facettgruppen eines Dish-Konzentrators mit 36 Facetten und 6 Brennbereichen <tb>Fig. 3b<SEP>schematisch die Bestimmung der Facetten und Facettgruppen eines Dish-Konzentrators mit 36 Facetten und 7 Brennbereichen <tb>Fig. 3c<SEP>schematisch die Bestimmung der Facetten und Facettgruppen eines Dish-Konzentrators mit 90 Facetten und 25 Brennbereichen <tb>Fig. 4<SEP>einen als Trumpet ausgebildeten Sekundärkonzentrator, <tb>Fig. 5<SEP>die Facetten eines Konzentrators gemäss Fig. 3a wobei Trumpets vorgesehen sind und deren Anordnung für Brennbereiche auf gleicher Höhe ersichtlich ist, <tb>Fig. 6a<SEP>die Facetten eines Konzentrators gemäss Fig. 3b wobei Trumpets vorgesehen sind und deren Anordnung für Brennbereiche auf gleicher Höhe ersichtlich ist, <tb>Fig. 7a<SEP>die Facetten eines Konzentrators gemäss-Fig. 3c wobei Trumpets vorgesehen sind und deren Anordnung für Brennbereiche auf verschiedener Höhe ersichtlich ist,The invention is explained below with reference to the figures. It shows: <Tb> FIG. 1a <SEP> schematically shows a dish collector according to the prior art, <Tb> FIG. 1b shows an image of the absorbent surface of a prior art absorber arrangement with a matrix of photovoltaic cells, FIG. <Tb> FIG. 2a <SEP> schematically the determination of a facet of a dish concentrator according to the prior art, <Tb> FIG. 2b schematically shows the shift of its focal region by the example of the facet of FIG. 2a in that its orientation is changed to the outside by the translational displacement of its paraboloid, FIG. <Tb> FIG. FIG. 2c schematically shows, by way of example the facet of FIG. 2a, the displacement of its focal region by the fact that its orientation is changed upward by the translational displacement of its paraboloid, FIG. <Tb> FIG. FIG. 2d schematically shows, by way of example the facet of FIG. 2a, the shift of its focal region by changing its orientation by tilting its paraboloid in a counterclockwise direction, FIG. <Tb> FIG. 3a <SEP> schematically the determination of the facets and facet groups of a Dish concentrator with 36 facets and 6 firing ranges <Tb> FIG. FIG. 3b schematically illustrates the determination of the facets and facet groups of a dish concentrator having 36 facets and 7 firing regions <Tb> FIG. Fig. 3c schematically illustrates the facet and facet determination of a 90-slice, 25-focal-dish dish concentrator <Tb> FIG. 4 <SEP> a secondary concentrator designed as a trumpet, <Tb> FIG. 5 <SEP> the facets of a concentrator according to FIG. 3a, where trumpets are provided and their arrangement can be seen for combustion areas at the same height, <Tb> FIG. 6a <SEP> the facets of a concentrator according to FIG. 3b wherein trumpets are provided and their arrangement can be seen for combustion areas at the same height, FIG. <Tb> FIG. 7a <SEP> the facets of a concentrator according to FIG. 3c Trumpets are provided and their arrangement can be seen for combustion areas at different heights,

[0011] Fig. 1a zeigt einen Dish-Kollektor 1 gemäss dem Stand der Technik, der gemäss der WO 2011/072 410 ausgebildet ist. Ein paraboloider Konzentrator 2 besitzt Facetten 3 mit je elliptischem Umriss, die ihrerseits eine im Betrieb druckbelastete, reflektierende Membran aufweisen, wobei durch den elliptischen Umriss der jeweiligen Facette 3 ihre reflektierende Membran die paraboloidische Fläche des Konzentrators 2 so gut annähert, dass Konzentrationen bis gegen 3000 Sonnen mit den entsprechenden Temperaturen erreicht worden sind. Dies darum, weil jede Facette 3 ihrem Ort im Konzentrator 3 entsprechend einen anderen, an den Ort angepassten elliptischen Umriss aufweist. Der Kollektor 1 besitzt eine Absorberanordnung 4 mit einer in der Figur nicht sichtbaren absorbierenden Oberfläche für die konzentrierte Strahlung, die beispielsweise gemäss derjenigen von Fig. 1b ausgebildet sein kann und dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist. Die Abmessungen dieser absorbierenden Oberfläche im Verhältnis zu den Abmessungen des Konzentrators 2 bestimmen die geometrische Konzentration des Kollektors 1. Dabei wird durch den Konzentrator 2 die reflektierte Sonnenstrahlung möglichst gleichmässig auf die absorbierende Oberfläche konzentriert, wo die entstehende Wärme bzw. im Fall von photovoltaischen Zellen, auch Strom durch ein geeignet ausgebildetes Leitungssystem abgeführt werden muss. Fig. 1a shows a dish collector 1 according to the prior art, which is designed according to WO 2011/072 410. A paraboloidal concentrator 2 has facets 3 each with an elliptical outline, which in turn have a pressure-loaded, reflective membrane in operation, the elliptical contour of the respective facet 3 their reflective membrane paraboloidal area of the concentrator 2 approaches so well that concentrations up to around 3000 Suns with the appropriate temperatures have been achieved. This is because each facet 3 has its location in the concentrator 3 corresponding to another, adapted to the location elliptical outline. The collector 1 has an absorber arrangement 4 with a non-visible in the figure absorbing surface for the concentrated radiation, which may be formed, for example, according to that of Fig. 1b and the skilled person is basically known. The dimensions of this absorbing surface in relation to the dimensions of the concentrator 2 determine the geometric concentration of the collector 1. In this case, the reflected solar radiation is concentrated by the concentrator 2 as evenly as possible on the absorbing surface, where the resulting heat or in the case of photovoltaic cells, Also, power must be dissipated through a suitably designed line system.

[0012] An dieser Stelle sei hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung anhand des Kollektors 1 von Fig. 1a dargestellt wird, aber natürlich auch auf alle Kollektoren anwendbar ist, die einen die Strahlung konzentrierenden Konzentrator aufweisen, welcher in Abschnitte (die funktionell den hier verwendeten Facetten entsprechen) unterteilt werden kann. Der Begriff Facetten ist entsprechend nicht auf elliptische Teil-Konzentratoren bzw. Spiegel mit elliptischem Umfang beschränkt, sondern auf alle Ausschnitte anwendbar, die einem Ausschnitt aus einem Paraboloid angenähert und erfindungsgemäss ausgebildet sind. At this point it should be emphasized that the present invention is illustrated with reference to the collector 1 of Fig. 1a, but of course is also applicable to all collectors having a concentrating the radiation concentrator, which in sections (the functionally used here Facets) can be divided. The term facets is accordingly not restricted to elliptical partial concentrators or mirrors having an elliptical circumference, but applicable to all cutouts which approximate a section of a paraboloid and are designed according to the invention.

[0013] Fig. 1b zeigt eine (hier ohne Verkleidung dargestellte) Absorberanordnung 10 mit einer absorbierenden Oberfläche 11, die hier beispielhaft aus einer 3x3 Matrix von photovoltaischen Zellen 12 besteht (es sind auch 4 x 4, 5 x 5 oder andere Konfigurationen möglich, wobei die einzelne photovoltaische Zelle beispielsweise 6x6 oder 9 x 9 cm messen kann). Andere Konfigurationen einer absorbierenden Oberfläche, mit oder ohne photovoltaische Zellen, sind ebenfalls erfindungsgemäss. FIG. 1 b shows an absorber arrangement 10 (here without covering) with an absorbent surface 11, which here by way of example consists of a 3 × 3 matrix of photovoltaic cells 12 (4 × 4, 5 × 5 or other configurations are also possible, for example, the single photovoltaic cell can measure 6x6 or 9x9 cm). Other absorbent surface configurations, with or without photovoltaic cells, are also within the scope of the invention.

[0014] In der Figur sind Anschlüsse für den Kühlmittelfluss 13 sowie ein Stecker 14 für den erzeugten Strom ersichtlich. Weiter ersichtlich sind konstruktionsbedingte Zwischenräume 15 zwischen den photovoltaischen Zellen, die heute mit einer Breite von nicht mehr als ca. 10 oder 12 mm realisierbar sind. In the figure, connections for the coolant flow 13 and a plug 14 for the generated power can be seen. Also apparent are design-related gaps 15 between the photovoltaic cells, which can be realized today with a width of not more than about 10 or 12 mm.

[0015] Bei einer 3 x 3 Matrix von photovoltaischen Zellen mit einer Kantenlänge von 6 cm ergibt sich eine Länge der Zwischenräume von 76 cm mit einer Fläche von 76 cm<2>, die unproduktiv ist und im Verhältnis zur produktiven Fläche von 9 x 36 cm<2>= 324 cm<2>der photovoltaischen Zellen gesehen werden muss: Ca. 23% der absorbierenden Oberfläche sind somit unproduktiv, wenigstens für die Produktion von Strom, aber auch teilweise für die Gewinnung von Wärme, was die Effizienz des Kollektors mindert, da die entsprechende konzentrierende Strahlung letztlich verloren ist. In a 3 x 3 matrix of photovoltaic cells with an edge length of 6 cm results in a length of the interstices of 76 cm with an area of 76 cm <2>, which is unproductive and in relation to the productive area of 9 x 36 cm <2> = 324 cm <2> of the photovoltaic cells must be seen: Approx. Thus, 23% of the absorbent surface is unproductive, at least for the production of electricity, but also partly for the production of heat, which reduces the efficiency of the collector since the corresponding concentrating radiation is ultimately lost.

[0016] Fig. 2a zeigt das Konstruktionsprinzip für eine Facette 3 des Konzentrators 2 (Fig. 1a ), da wie erwähnt, jede Facette 3 einen Umriss entsprechend ihrer Anordnung im Paraboloid 20 (dem Grund-Paraboloid) des Konzentrators 2 haben muss. Das Paraboloid stellt den Idealfall des Konzentrators 2 dar, der als reale Konstruktion diesem so gut wie möglich nachgebildet ist bzw. mit diesem zusammenfällt. Das Paraboloid 20 besitzt einen Brennpunkt 22 und ist einem Koordinatensystem x, y, z eingeschrieben, wobei bei betriebsfähiger Ausrichtung des Konzentrators 2 die z-Achse mit der Richtung der aus dem Mittelpunkt der Sonne einfallenden Strahlen übereinstimmt. Zum Zweck der nachfolgenden Beschreibung wird die z-Achse einfach «Achse des Konzentrators» oder «Achse» genannt. Die durch die x, y Achsen aufgespannte Ebene ist die Grundrissebene des Konzentrators 2 bzw. des Paraboloids 20. Das Paraboloid 20 besitzt einen Brennpunkt 22. 2a shows the construction principle for a facet 3 of the concentrator 2 (FIG. 1a), since, as mentioned, each facet 3 must have an outline corresponding to its arrangement in the paraboloid 20 (the basic paraboloid) of the concentrator 2. The paraboloid represents the ideal case of the concentrator 2, which as a real construction is modeled on it as much as possible or coincides with it. The paraboloid 20 has a focal point 22 and is inscribed in a coordinate system x, y, z, whereby, when the concentrator 2 is in an operative orientation, the z-axis coincides with the direction of the rays incident from the center of the sun. For the purposes of the following description, the z-axis is simply called the "concentrator axis" or "axis". The plane spanned by the x, y axes is the ground plane of the concentrator 2 and the paraboloid 20, respectively. The paraboloid 20 has a focal point 22.

[0017] Der Umriss oder Rahmen 24 einer Facette 3 ́ wird nun erhalten, indem ein gedachter Zylinder 21 mit dem Paraboloid 20 geschnitten wird. Dadurch lässt sich in der Grundrissebene x, y das gewünschte (dicht gepackte) Muster von Facetten 3 bilden, und die zugehörigen Orte und Umrisse solch einer Facette 3 ́ im Paraboloid 20 und damit im Konzentrator 2 bestimmen. Die so erhaltenen Facetten 3 ́ bilden die Wand des Paraboloids 20 nach und konzentrieren Sonnenstrahlung in den Brennpunkt 22, wobei allerdings durch die reale Ausbildung nicht ein Brennpunkt, sondern ein Brennbereich 23, mit allerdings vergleichsweise geringen Abmessungen, entsteht. Die absorbierende Oberfläche 11 (Fig. 1b ) beispielsweise einer Absorberanordnung 10 (Fig. 1b ) wird nun betriebsfähig im Brennbereich 23 angeordnet, wobei, gemäss der Beschreibung zu Fig. 1b nicht alle Strahlung verwertet werden kann. The outline or frame 24 of a facet 3 is now obtained by cutting an imaginary cylinder 21 with the paraboloid 20. As a result, the desired (densely packed) pattern of facets 3 can be formed in the plan view plane x, y, and the associated locations and outlines of such a facet 3 in the paraboloid 20 and thus in the concentrator 2 can be determined. The facets 3 obtained in this way simulate the wall of the paraboloid 20 and concentrate solar radiation into the focal point 22, although not a focal point, but a focal region 23, although of comparatively small dimensions, is produced by the real embodiment. The absorbent surface 11 (FIG. 1b), for example, of an absorber arrangement 10 (FIG. 1b) is now operatively arranged in the focal region 23, wherein, according to the description for FIG. 1b, not all radiation can be utilized.

[0018] Fig. 2b zeigt nun einen Schnitt in der y, z-Ebene durch die Anordnung von Fig. 2a . Ersichtlich ist das Paraboloid 20 bzw. der Konzentrator 2 sowie die Facette 3 ́, die im Schnitt durch ihren ebenfalls im Schnitt dargestellten ellipsenförmigen Rahmen 30 erkennbar ist. Die Facette 3 ́ konzentriert auf sie einfallende Strahlung in den Brennpunkt 22. Fig. 2b now shows a section in the y, z plane through the arrangement of Fig. 2a. The paraboloid 20 or the concentrator 2 and the facet 3 can be seen, which can be seen in section through their elliptical frame 30, which is also shown in section. The facet 3 concentrates incident radiation into the focal point 22.

[0019] Erfindungsgemäss wird nun gedanklich das Paraboloid 20 translatorisch nach aussen, in positiver y-Richtung verschoben, das verschobene Paraboloid ist mit 25 bezeichnet. Der Zylinder 21 bleibt unverändert an seinem Ort. Das bedeutet, dass sich ein anderer Schnitt des Paraboloids 25 mit dem Zylinder 21 ergibt, nämlich die Facette 26, erkennbar an ihrem im Schnitt ersichtlichen Rahmen 27. Die Facette 26 konzentriert einfallende Strahlung in den Brennpunkt 28, der natürlich durch die translatorische Verschiebung des Paraboloids 25 um den gleichen Weg verschoben ist. According to the invention, the paraboloid 20 is now in translation translationally outwardly, displaced in the positive y-direction, the shifted paraboloid is designated 25. The cylinder 21 remains unchanged in place. This means that a different section of the paraboloid 25 results with the cylinder 21, namely the facet 26, recognizable by its sectionally visible frame 27. The facet 26 concentrates incident radiation into the focal point 28, which naturally results from the translational displacement of the paraboloid 25 is shifted the same way.

[0020] Wird nun ein weiterer Zylinder 21 ́ neben die Facette 26 gesetzt, aber mit dem nicht verschobenen Paraboloid 20 geschnitten, ergibt sich eine durch ihren Rahmen 29 erkennbare weitere Facette 3», welche in den Brennpunkt 22 konzentriert. Im Ergebnis stehen die Facetten 3» und 26 nebeneinander (die Facette 26 liegt zwar gegenüber der Facette 3» etwas weiter unten, was aber nicht stört) und konzentrieren ihre Strahlung in zwei verschiedene Brennbereiche 22,28, die an verschiedenen Orten liegen. Die Brennbereiche 22,28 können nun erfindungsgemäss so gelegt werden, das jeder Brennbereich auf einer ihm zugewiesenen Stelle der absorbierenden Oberfläche liegt, beispielsweise auf je einer der photovoltaischen Zellen 12 (Fig. 1b ). Now, if another cylinder 21 is placed next to the facet 26, but cut with the non-displaced paraboloid 20, resulting in a recognizable by its frame 29 further facet 3 », which focuses in the focal point 22. As a result, the facets 3 "and 26 are juxtaposed (although the facet 26 is slightly lower than the facet 3", but this does not bother us), they focus their radiation into two different focal areas 22, 28 located in different locations. The firing regions 22, 28 can now be laid in accordance with the invention in such a way that each focal region lies on a location of the absorbing surface assigned to it, for example on each of the photovoltaic cells 12 (FIG. 1b).

[0021] Fig. 2c zeigt wiederum wie in Fig. 2b den Schnitt durch das Paraboloid 20, den Zylinder 21 und die Facette 3 ́. Hier ist nun gedacht das Paraboloid nach oben verschoben, und gestrichelt als verschobenes Paraboloid 32 dargestellt. Der neue Schnitt mit dem Zylinder 21 ergibt die durch ihren Rahmen 33 ersichtliche Facette 34, welche in den nach oben verschobenen Brennbereich 36 konzentriert. Wiederum konzentriert die Facette 3 ́ in den Brennpunkt 22, während die weiter oben angeordnete Facette 34 in den weiter oben liegenden Brennpunkt 36 konzentriert. FIG. 2 c again shows, as in FIG. 2 b, the section through the paraboloid 20, the cylinder 21 and the facet 3. Here, the paraboloid is thought to be shifted upwards, and shown in broken lines as a displaced paraboloid 32. The new section with the cylinder 21 results in the facet 34, which can be seen through its frame 33, which concentrates in the focal region 36 shifted upwards. Again, the facet 3 concentrates in the focal point 22, while the higher-positioned facet 34 concentrates in the upper focal point 36.

[0022] Fig. 2d zeigt den bekannten Schnitt von Fig. 2b mit dem Paraboloid 20, dem Zylinder 21 und dem zugehörigen Brennpunkt 23. Hier ist nun das Paraboloid 20 gedacht im Gegenuhrzeigersinn gekippt, zu einem gekippten Paraboloid 40 mit dem entsprechend verlagerten Brennpunkt 41 der durch ihren Rahmen 42 ersichtlichen, gekippten Facette 43. Fig. 2d shows the known section of Fig. 2b with the paraboloid 20, the cylinder 21 and the associated focal point 23. Here is now the paraboloid 20 thought tilted counterclockwise, to a tilted paraboloid 40 with the correspondingly displaced focal point 41st the by its frame 42 apparent, tilted facet 43rd

[0023] Es sei. hervorgehoben, dass bis auf die bloss in der Höhe verschobenen Facetten jede der irgendwie verschobenen oder gekippten Facetten 26,43 einen anderen elliptischen Umfang gegenüber demjenigen der Facette 3 ́ des Paraboloids 20 besitzt. Auch sei erwähnt, dass das Paraboloid gedanklich auch in der senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden x Achse verschoben werden könnte. Im Ergebnis ist es so, dass damit für eine Facette die durch eine verschobenes/gekipptes Paraboloid gebildet wird, ein Brennpunkt an einem beliebigen Ort erzeugt werden kann, wobei diese Facette nach wie vor im Konzentrator 2, nämlich am Ort ihres Zylinders 21, 21 ́ liegt, also die dichte Packung des Konzentrators 2 im Grundriss (und damit überhaupt) unverändert geblieben ist. It was. it is emphasized that, with the exception of the merely shifted facets, each of the somehow displaced or tilted facets 26, 43 has a different elliptical circumference than that of the facet 3 of the paraboloid 20. It should also be mentioned that the paraboloid could theoretically also be displaced in the x axis perpendicular to the plane of the drawing. As a result, for a facet formed by a shifted / tilted paraboloid to be able to produce a focal point at any location, this facet is still present in the concentrator 2, namely at the location of its cylinder 21, 21 lies, so the dense packing of the concentrator 2 in the floor plan (and thus at all) has remained unchanged.

[0024] Zusammenfassend ist es bevorzugt so, dass jede Facette ihrem Ort im Konzentrator entsprechend elliptisch ausgebildet ist, derart, dass ihr Umfang dem Schnitt eines zur Achse parallelen Zylinders mit einem Paraboloid entspricht. In summary, it is preferably so that each facet is elliptical according to its location in the concentrator, such that its circumference corresponds to the intersection of a cylinder parallel to the axis with a paraboloid.

[0025] Dies erlaubt, die Absorberanordnung den konstruktiven Notwendigkeiten folgend aufzubauen, ohne dass dadurch ein Verlust an konzentrierter Strahlung erfolgt, was die Effizienz des Kollektors im Ganzen verbessert. This allows to build the absorber assembly following the design needs, without causing a loss of concentrated radiation, which improves the efficiency of the collector as a whole.

[0026] Fig. 3a zeigt in der Grundrissebene x, y (Fig. 2a ) eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Konzentrators 49 mit 36 Facetten 50 bis 85, die in Gruppen zu sechs Facetten, nämlich die Facetten 50–55, 56–61, 62–67, 68–73, 74–79 und 80–85 zusammengefasst sind, wobei gedanklich jede der Facetten gebildet ist durch einen Zylinder, der auf dem Grundriss steht und der Konzentrator durch seinen rim angle φ sowie durch seinen Durchmesser vom Fachmann dem konkreten Fall entsprechend definiert ist (damit ebenso die Lage des Brennpunktes des Konzentrators). 3a shows in the plan view plane x, y (FIG. 2a) an embodiment of a concentrator 49 according to the invention with 36 facets 50 to 85 arranged in groups of six facets, namely the facets 50-55, 56-61, 62 -67, 68-73, 74-79 and 80-85 are summarized, each of which is mentally formed by a cylinder which is on the floor plan and the concentrator by its rim angle φ and by its diameter of the skilled person the specific case is defined accordingly (as well as the position of the focal point of the concentrator).

[0027] Jede dieser Gruppen soll nun einen eigenen Brennpunkt (bzw. im Fall der real hergestellten Facetten: einen eigenen Brennbereich) erzeugen. Erfindungsgemäss wird entsprechend ein für alle Facetten der jeweiligen Facettengruppen 50–55, 56–61, 62–67, 68–73, 74–79 und 80–85 ein gedachtes Paraboloid, das Gruppen-Paraboloid, verschoben, so dass der Konzentrator 49 sechs Brennbereiche erzeugt. Beispielsweise erfolgt eine translatorische Verschiebung jedes Gruppen-Paraboloids radial nach aussen, entlang der grossen Achse der Facetten 1, 2, 3–50, 51, 52–56,57, 58–62, 63, 64–68, 69, 70 und 74, 75, 76 um je 150 mm (bei einem mittleren Durchmesser der Facetten von 100 cm), s. dazu die Beschreibung zu Fig. 5a unten. Mit anderen Worten ist es so, dass je sechs Facetten 50–55, 56–61, 62–67, 68–73, 74–79 und 80–85 auf einem nur ihnen gemeinsamen Gruppen-Paraboloid liegen, dessen Brennpunkt im jeweiligen gemeinsamen Brennpunkt oder Brennbereich liegt. Each of these groups should now generate its own focal point (or in the case of the facets actually produced: a separate focal region). According to the invention, a paraboloid, the group paraboloid, which has been thought of is displaced for all facets of the respective facet groups 50-55, 56-61, 62-67, 68-73, 74-79 and 80-85, so that the concentrator 49 displaces six Burning areas generated. For example, translational displacement of each group paraboloid occurs radially outward, along the major axis of facets 1, 2, 3-50, 51, 52-56, 57, 58-62, 63, 64-68, 69, 70 and 74 , 75, 76 by 150 mm each (with a mean diameter of the facets of 100 cm), s. to the description of Fig. 5a below. In other words, each of six facets 50-55, 56-61, 62-67, 68-73, 74-79, and 80-85 are on a group paraboloid common to them, the focal point of which is in their respective common focus or focal area is located.

[0028] Fig. 3b zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Konzentrators 70 im Grundriss (x, y Ebene von Fig. 2a ) mit 36 Facetten 71, die ihrer Schattierung entsprechend in 7 Gruppen 72 bis 78 aufgeteilt sind, also je nach dem konkreten Fall bis auf die innerste Gruppe 72 durch je ein eigenes, verschobenes Gruppen-Paraboloid definiert sind und so 7 Brennbereiche erzeugen. Die Gruppen 72 bis 78 sind durch die gestrichelten bzw. strichpunktierten Linien angedeutet. S. dazu auch die Beschreibung zur Fig. 6a unten. Fig. 3b shows another embodiment of a concentrator 70 according to the invention in plan (x, y plane of Fig. 2a) with 36 facets 71, which are divided according to their shading in 7 groups 72 to 78, ie depending on the specific case except for the innermost group 72 are each defined by a separate, shifted group paraboloid and so create 7 focal areas. The groups 72 to 78 are indicated by the dashed and dot-dash lines. See also the description for Fig. 6a below.

[0029] Fig. 3c zeigt einen weiteren Konzentrator 90 im Grundriss (x, y Ebene von Fig. 2a ) mit 90 Facetten 91, welcher im inneren Bereich 92 die Struktur des Konzentrators 70 (Fig. 3b ) besitzt, aber um Gruppen zu je drei Facetten 91 ergänzt worden ist, gemäss den die beispielhaft markierten und durch die gestrichelten Linien angedeuteten Gruppen 95 bis 98. Derart besitzt der Konzentrator 25 Brennbereiche, die vorzugsweise auch in der Höhe gestaffelt sind, s. dazu die Beschreibung zu Fig. 7a und 7b . Fig. 3c shows another concentrator 90 in plan (x, y plane of Fig. 2a) with 90 facets 91, which in the inner region 92 has the structure of the concentrator 70 (Fig. 3b), but by groups each has been supplemented three facets 91, according to the example marked and indicated by the dashed lines groups 95 to 98. Thus, the concentrator has 25 focal areas, which are preferably staggered in height, s. to the description of Fig. 7a and 7b.

[0030] Fig. 4 zeigt einen Sekundärkonzentrator 100, der dem Fachmann als Trumpet-Konzentrator bekannt ist und im Wesentlichen Randstrahlung in den ihm zugeordneten Brennbereich reflektiert, die diesen sonst verfehlt hätte. Dies kommt auf Grund von im Wesentlichen optischen Fehlern in der realen Konstruktion vor. FIG. 4 shows a secondary concentrator 100, which is known to the person skilled in the art as a Trumpet concentrator and essentially reflects edge radiation in its associated focal region, which otherwise would have missed it. This occurs due to substantially optical defects in the real construction.

[0031] Erfindungsgemäss wird nun solch ein Sekundärkonzentrator, bevorzugt ausgebildet als Trumpet-Konzentrator, verwendet, um den Umriss der konzentrierten Strahlung auf den Umriss der zugeordneten absorbierenden Oberfläche anzugleichen. Bezogen auf eine Absorberanordnung 10 mit rechteckigen absorbierenden Abschnitten 12 (die der jeweiligen photovoltaischen Zelle 12 entsprechen) ergibt sich dann mit Hilfe des Sekundärkonzentrators 100 ein angenähert rechteckiger Brennbereich 101 auf beispielsweise einer einzelnen photovoltaischen Zelle 12 (Fig. 1b ) oder einem anderen Abschnitt einer absorbierenden Oberfläche einer Absorberanordnung. According to the invention, such a secondary concentrator, preferably designed as Trumpet concentrator, is now used to match the outline of the concentrated radiation to the contour of the associated absorbent surface. Referring to an absorber assembly 10 having rectangular absorbent sections 12 (corresponding to the respective photovoltaic cell 12), the secondary concentrator 100 then provides an approximately rectangular focal region 101 on, for example, a single photovoltaic cell 12 (Figure 1b) or another portion of an absorbent Surface of an absorber arrangement.

[0032] Es ergibt sich, dass vorzugsweise in Richtung der konzentrierten Strahlung vor den Brennbereichen Sekundärkonzentratoren, bevorzugt Trumpets vorgesehen sind, die die äussere Kontur des auf die Absorberanordnung einfallenden Strahlungsflusses definieren. Weiter ergibt sich, dass besonders bevorzugt die Absorberanordnung Absorberelemente mit je einer absorbierenden Oberfläche aufweist, und die Sekundärkonzentratoren derart ausgebildet sind, dass die Kontur des Strahlungsflusses wenigstens teilweise der Kontur der jeweiligen absorbierenden Oberfläche entspricht. It turns out that preferably in the direction of the concentrated radiation in front of the combustion areas secondary concentrators, preferably trumpets are provided which define the outer contour of the incident on the absorber radiation flow. It is also apparent that the absorber arrangement particularly preferably has absorber elements each with an absorbing surface, and the secondary concentrators are designed such that the contour of the radiation flux at least partially corresponds to the contour of the respective absorbing surface.

[0033] Fig. 5 zeigt nun in einer 3D Darstellung den Konzentrator 49 von Fig. 3a , wobei zur Entlastung der Figur nur die Facetten 50–55, 56–61, 62–67, 68–73, 74–79 und 80–85 dargestellt sind sowie die als Trumpets ausgebildeten Sekundärkonzentratoren 110 bis 115, also unter anderem die zugehörige Absorberanordnung mit ihrer absorbierenden Oberfläche sowie der Rahmen und der Träger für die Absorberanordnung des den Konzentrator 49 aufweisenden Kollektors weggelassen ist. FIG. 5 now shows in a 3D representation the concentrator 49 of FIG. 3a, with only the facets 50-55, 56-61, 62-67, 68-73, 74-79 and 80- being used to relieve the figure. 85 as well as the secondary concentrators 110 to 115 designed as trumpets, that is, inter alia, omitting the associated absorber arrangement with its absorbing surface and the frame and the carrier for the absorber arrangement of the collector having the concentrator 49.

[0034] Beispielsweise der Sekundärkonzentrator 111 ist auf die Gruppe der Facetten 80 bis 85 gerichtet und erzeugt einen oberhalb der Sekundärkonzentratoren 110 bis 115 gelegenen Brennbereich. Unter anderem die gezeigte Anordnung gemäss Fig. 5 (wie auch die anderen erfindungsgemässen Anordnungen) ist deshalb als Sonnenkollektor mit einer zweidimensionalen Krümmung des eine Anzahl konzentrierender Facetten aufweisenden Konzentrators ausgebildet, mit einer Absorberanordnung für die konzentrierte Sonnenstrahlung, wobei der Konzentrator im Betrieb mehrere Brennbereiche an verschiedenen Orten erzeugt und die Absorberanordnung für alle Brennbereiche wirksam ist. Dabei konzentrieren Gruppen von Facetten (nämlich die Facetten die Facetten 50–55, 56–61, 62–67, 68–73, 74–79 und 80–85) die Sonnenstrahlung in je einen gemeinsamen Brennbereich, wobei alle Facetten, die Sonnenstrahlung in ihren gemeinsamen Brennbereich konzentrieren, als Facettengruppe auf einem nur ihnen gemeinsamen Gruppen-Paraboloid liegen, dessen Brennpunkt im jeweiligen gemeinsamen Brennbereich liegt. For example, the secondary concentrator 111 is directed to the group of facets 80 to 85 and produces a combustion region located above the secondary concentrators 110 to 115. Among other things, the arrangement shown in FIG. 5 (as well as the other arrangements according to the invention) is therefore designed as a solar collector with a two-dimensional curvature of concentrator having a number of concentrating facets, with an absorber arrangement for the concentrated solar radiation, the concentrator in operation several combustion areas generated different places and the absorber arrangement is effective for all focal areas. Here, groups of facets (namely facets facets 50-55, 56-61, 62-67, 68-73, 74-79, and 80-85) concentrate solar radiation into a common focal region, with all facets representing solar radiation in Concentrate their common focal range, lie as a facet group on a common only them group paraboloid whose focus is in the respective common focal range.

[0035] Anhand der Fig. 3a und 5 ist ersichtlich, dass beispielsweise die Facetten einer Segmentgruppe nebeneinander in einer Ebene liegen. Ebenso ist ersichtlich, dass dann die absorbierende Oberfläche der zugehörigen Absorberanordnung senkrecht zur Achse A (Fig. 2a ) angeordnet werden kann, wobei dann die Konzentratoren 110 bis 115 die voneinander getrennten Brennbereiche, neben einander liegend, in dieser Ebene erzeugen, wie dies für eine Absorberanordnung beispielsweise in der Art gemäss derjenigen von Fig. 1b geeignet ist. It can be seen from FIGS. 3a and 5 that, for example, the facets of a segment group lie next to one another in a plane. It can also be seen that then the absorbing surface of the associated absorber arrangement can be arranged perpendicular to the axis A (Fig. 2a), in which case the concentrators 110 to 115 generate the separate combustion areas, lying side by side, in this plane, as for a Absorber arrangement, for example, in the manner according to that of Fig. 1b is suitable.

[0036] Es ergibt sich, dass dann die Absorberanordnung mehrere Absorberelemente mit je einer flachen absorbierenden Oberfläche aufweist, die im Wesentlichen in einer Ebene liegen, welche bevorzugt senkrecht zur Achsrichtung verläuft. Dann ist weiter bevorzugt wobei in jedem-Brennbereich ein Absorberelement der Absorberanordnung mit einer bevorzugt flachen absorbierenden Oberfläche angeordnet und diese besonders bevorzugt auf die sie beleuchtenden Facetten ausgerichtet. Da die Strahlung der Sonne nicht als Parallelstrahlung einfällt, sondern unter einem Öffnungswinkel von ca. 0,27 Grad, ergibt sich notwendigerweise eine Verschlechterung der Konzentration überhaupt, also auch im idealen Paraboloid. Diese Verschlechterung wächst mit steigendem rim angle φ an, welcher den Winkel von der Achse A zum äussersten Rand des Paraboloids bzw. der äussersten Facette bezeichnet. Kann nun ein absorbierender Oberflächenabschnitt direkt auf seine Facettengruppe gerichtet werden, erscheint diese unter einem geringeren rim angle φ, als wenn dieser Oberflächenabschnitt senkrecht zur Achse A angeordnet wäre. Als Folge wird eine verbesserte Konzentration erreicht. Da eine Facettengruppe nicht notwendigerweise aus symmetrisch angeordneten Facetten besteht, kann muss der absorbierende, aber auf die Facettengruppe ausgerichtete Oberflächenabschnitt vom Fachmann im konkreten Fall optimal ausgerichtet werden, um die bestmögliche Steigerung der Konzentration zu realisieren. It follows that then the absorber arrangement comprises a plurality of absorber elements, each having a flat absorbent surface, which lie substantially in a plane which is preferably perpendicular to the axial direction. Then it is further preferred that in each focal region an absorber element of the absorber arrangement is arranged with a preferably flat absorbent surface and these are particularly preferably aligned with the facets illuminating them. Since the radiation of the sun is not incident as parallel radiation, but at an opening angle of about 0.27 degrees, necessarily results in a deterioration of the concentration at all, including in the ideal paraboloid. This deterioration increases with increasing rim angle φ, which denotes the angle from the axis A to the outermost edge of the paraboloid or the outermost facet. If an absorbing surface section can now be directed directly onto its facet group, it appears at a lower rim angle φ than if this surface section were arranged perpendicular to the axis A. As a result, an improved concentration is achieved. Since a facet group does not necessarily consist of symmetrically arranged facets, the absorbing, but faceted group-oriented surface section must be optimally aligned by the person skilled in the art in order to achieve the best possible increase in concentration.

[0037] Fig. 6a zeigt eine 3D Darstellung des Konzentrators 70 von Fig. 3b , mit den zugehörigen Sekundärkonzentratoren 120. Durch die gestrichelten/strichpunktierten Linien sind einzelne Gruppen von Facetten markiert, die einen ihnen jeweils zugeordneten Sekundärkonzentrator 120 beleuchten, wobei dann die konzentrierte Sonnenstrahlung hinter den Sekundärkonzentratoren 120 auf die wiederum zur Entlastung der Fig. weggelassene Absorberanordnung fällt, die er-findungsgemäss einfach aufgebaut sein kann, da der Konzentrator 70 der Geometrie der getrennt liegenden Abschnitten ihrer absorbierenden Oberfläche entsprechend ausgebildet ist. Fig. 6a shows a 3D representation of the concentrator 70 of Fig. 3b, with the associated secondary concentrators 120. By the dashed / dotted lines individual groups of facets are marked, which illuminate a respective assigned secondary concentrator 120, in which case the concentrated Solar radiation behind the secondary concentrators 120 falls on the again omitted to relieve the Fig. Absorberanordnung which he-inventive can be simple in construction, since the concentrator 70 of the geometry of the separated sections of their absorbent surface is formed accordingly.

[0038] Fig. 6b zeigt eine 3D Ansicht der Konzentratoren 120 von Fig. 6a . Schematisch dargestellt ist eine Absorberanordnung 121 mit ihrer absorbierenden Oberfläche 122, die in voneinander getrennte Abschnitte 123 segmentiert ist, so dass auf jedem Abschnitt ein Brennbereich gemäss den Segmentgruppen 72 bis 78 liegt. FIG. 6b shows a 3D view of the concentrators 120 of FIG. 6a. Schematically illustrated is an absorber arrangement 121 with its absorbing surface 122, which is segmented into separate sections 123, so that a focal area according to the segment groups 72 to 78 lies on each section.

[0039] Aus den Fig. 3b und 6b geht hervor, dass die Segmentgruppen sich überlappen können. Beispielsweise umfassen die Facetten der Facettengruppe 76 eine Facette der Facettengruppe 72. Die, Facetten einer Facettengruppe können also in einer anderen Gruppe liegen, mit anderen Worten können die Gruppen mit anderen Gruppen durchmischt sein. It can be seen from FIGS. 3b and 6b that the segment groups can overlap. For example, the facets of the facet group 76 comprise one facet of the facet group 72. Thus, the facets of one facet group may be in a different group, in other words the groups may be mixed with other groups.

[0040] Fig. 7a zeigt eine 3D Ansicht des Konzentrators 90 von Fig. 3c zusammen mit den zugeordneten Konzentratoren 130. Fig. 7b zeigt die Konzentratoren 130, wobei ersichtlich ist, dass die Brennbereiche übereinander gestaffelt in drei Höhen angeordnet sind, nämlich auf der Höhe 140,141 und 142 (derart, dass wobei Brennbereiche in Achsrichtung auf verschiedener Höhe liegen). Eine solche Konfiguration wird erreicht durch die Kombination des Vorgehens gemäss den Fig. 2b und 2c . Fig. 7a shows a 3D view of the concentrator 90 of Fig. 3c together with the associated concentrators 130. Fig. 7b shows the concentrators 130, wherein it can be seen that the firing areas are stacked on top of each other in three heights, namely on the Height 140.141 and 142 (such that focal areas are at different heights in the axial direction). Such a configuration is achieved by the combination of the procedure according to FIGS. 2b and 2c.

[0041] Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform sind, s. dazu Fig. 2 , Paraboloidachsen von Paraboloiden von Segmentgruppen gegenüber der Achsrichtung geneigt. In one embodiment, not shown, s. to Fig. 2, paraboloid axes of paraboloids of segment groups inclined with respect to the axial direction.

[0042] Den hier gezeigten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die mehreren Brennbereiche um einen Punkt auf einer Symmetrieachse des Konzentrators herum gruppiert sind, wie es etwa der Fall ist, wenn die verschiedenen Abschnitte der absorbierenden Oberfläche um einen Teil der Absorbervorrichtung herum angeordnet sind. Dies ist aber nicht zwingend – etwa dann, wenn der Konzentrator nicht im Wesentlichen ein volles Paraboloid abdeckt, sondern nur einen Abschnitt davon, beispielsweise die eine Hälfte. Common to the embodiments shown herein is that the plurality of firing regions are grouped around a point on an axis of symmetry of the concentrator, as is the case when the various portions of the absorbent surface are disposed about a portion of the absorber device. However, this is not mandatory - for example, when the concentrator does not essentially cover a full paraboloid, but only a portion thereof, for example one half.

[0043] Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Konzentrators zeichnet sich dadurch aus, dass in einem ersten Schritt ein Grund-Paraboloid mit dem Durchmesser und dem rim angle φ gemäss dem herzustellenden Konzentrator und in dessen Grundriss die Anordnung seiner Facetten bestimmt werden, in einem weiteren Schritt die Facettengruppen definiert und diesen virtuell ein eigenes Gruppen-Paraboloid zugeordnet wird, in einem nachfolgenden Schritt jedes Gruppen-Paraboloid derart bewegt wird, dass sein Brennpunkt an einem vorbestimmten, der Ausbildung der Absorberanordnung entsprechenden Ort liegt. Auf diese Weise können die Brennbereiche einer einfachen bzw. kostengünstigen Absorberanordnung angepasst werden, so dass alle konzentrierte Strahlung durch die Absorberanordnung verwertet werden kann, mithin Verluste an der Absorberanordnung nicht mehr oder nur in geringem Mass auftreten. Zudem ist es auch möglich, iterativ die Brennbereiche des Konzentrators und die Absorberanordnung auf einander abzustimmen, um einen im Hinblick auf die Effizienz und Kosten optimalen Konzentrator zu erhalten. A method for producing a concentrator according to the invention is characterized in that in a first step, a basic paraboloid with the diameter and the rim angle φ according to the concentrator to be produced and in the plan the arrangement of its facets are determined in another Step defines the facet groups and this is virtually assigned their own group paraboloid, in a subsequent step, each group paraboloid is moved so that its focus is at a predetermined, the formation of the absorber arrangement corresponding location. In this way, the combustion areas of a simple or cost-effective absorber arrangement can be adjusted so that all concentrated radiation can be utilized by the absorber arrangement, thus losses on the absorber arrangement no longer occur or only to a small extent. In addition, it is also possible to iteratively tune the focal zones of the concentrator and the absorber arrangement to one another in order to obtain an optimum in terms of efficiency and cost concentrator.

[0044] Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Gruppen-Paraboloide jeder Segmentgruppe translatorisch um den gleichen Abstand von der Achse des Grund-Paraboloids werden, derart, dass die Brennpunkte jeder Segmentgruppe regelmässig, bevorzugt symmetrisch zur Achse angeordnet sind. Ein solcher Konzentrator ist beispielsweise in Fig. 3a gezeigt. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the group paraboloids of each segment group will be translationally the same distance from the axis of the basic paraboloid, such that the focal points of each segment group are arranged regularly, preferably symmetrically to the axis. Such a concentrator is shown for example in Fig. 3a.

[0045] Schliesslich werden wobei die Facetten bevorzugt definiert, indem deren Umfang aus dem Schnitt eines achsparallelen Zylinders mit dem Grund- Paraboloid bestimmt wird, und wobei weiter bevorzugt die Lage der Facetten im Grundriss des Grund-Paraboloids unverändert bleibt, wenn ihr Gruppen-Paraboloid zur Lageänderung ihrer Brennbereiche bewegt wird. Finally, wherein the facets are preferably defined by determining their circumference from the section of an axis-parallel cylinder with the base paraboloid, and more preferably, the location of the facets in the plan view of the paraboloid remains unchanged if its group paraboloid is moved to change the position of their combustion areas.

[0046] In einer Alternative ist es natürlich auch möglich, dass das Gruppen-Paraboloid mitsamt den Zylindern verschoben wird – allerdings wird dann eine dichteste Packung des Konzentrators mit Facetten nicht mehr möglich sein, was eine zunehmende Empfindlichkeit des Konzentrators gegen Windangriff und auch eine Zunahme an Gewicht und Kosten bedeutet. In an alternative, it is of course also possible that the group paraboloid is displaced together with the cylinders - however, then a dense packing of the concentrator with facets will no longer be possible, resulting in increasing sensitivity of the concentrator against wind attack and also an increase in terms of weight and cost.

Claims

A solar collector having a two-dimensional curvature of the concentrating faceted concentrator and an absorber arrangement for the concentrated solar radiation, characterized in that the concentrator produces a plurality of combustors at different locations during operation and the absorber arrangement is effective for all combustors.

A solar collector according to claim 1, wherein groups of facets concentrate the solar radiation into a common focal region and all facets concentrating solar radiation into the common focal region lie as a facet group on a group paraboloid which is common to them and whose focal point is in the respective common focal region.

3. Solar collector according to claim 2, wherein the facets of a facet group are adjacent.

4. The solar collector of claim 2, wherein different facet groups overlap, such that facets of another facet group lie within one facet group.

5. Solar collector according to claim 1, wherein the focal regions in a plane perpendicular to the axial direction (axis Def with incident from the center of the sun steel) of the concentrator.

6. Solar collector according to claim 1, wherein the absorber arrangement comprises a plurality of absorber elements, each having a flat absorbent surface, which lie substantially in a plane which is preferably perpendicular to the axial direction.

7. A solar collector according to claim 1, wherein in each focal region, an absorber element of the absorber arrangement is arranged with a preferably flat absorbent surface and this is particularly preferably aligned with the illuminating facets.

8. Solar collector according to claim 1, wherein combustion areas in the axial direction are at different heights.

9. A solar collector according to claim 2, wherein paraboloid axes of paraboloids of segment groups are inclined with respect to the axial direction.

10. The solar collector of claim 1, wherein the plurality of focal regions are grouped around a point on an axis of symmetry of the concentrator.

11. A solar collector according to claim 1, wherein in the direction of the concentrated radiation in front of the combustion areas secondary concentrators, preferably trumpets are provided which define the outer contour of the incident on the absorber radiation flow.

12. 1Sonnenkollektor according to claim 11, wherein the absorber arrangement comprises absorber elements, each having an absorbent surface, and the secondary concentrators are formed such that the contour of the radiation flux at least partially corresponds to the contour of the respective absorbent surface.

13. Solar collector according to claim 1, that each facet is elliptical according to its location in the concentrator, such that its circumference corresponds to the section of a cylinder parallel to the axis with a paraboloid.

14. A method for producing a solar collector according to claim 1, characterized in that in a first step, a basic paraboloid with the diameter and the rim angle φ according to the concentrator to be produced, and in whose plan the arrangement of its facets are determined, in a further step the facet groups are defined and these are assigned a virtual group paraboloid, in a subsequent step, each group paraboloid is moved in such a way that its focal point lies at a predetermined location corresponding to the formation of the absorber arrangement.

15. The method of claim 14, wherein the group paraboloid of each segment group are translationally removed by the same distance from the axis of the basic paraboloid, such that the foci of each segment group are arranged regularly, preferably symmetrically to the axis.

16. The method of claim 14, wherein the facets are defined by determining their circumference from the intersection of an axis-parallel cylinder with the base paraboloid, and wherein, preferably, the position of the facets in the plan view of the paraboloid remains unchanged Paraboloid is moved to change the position of their combustion areas.