CN102893100A - 气垫形聚集器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气垫形聚集器（1），所述气垫形聚集器（1）用于将电磁辐射，尤其是太阳辐射（S）聚集在吸收器（2）中，所述气垫形聚集器（1）包括在运行期间面向入射的辐射的透射膜（3）和在所述吸收器（2）的方向上反射所述入射的辐射的反射膜（4）。为了构造简单设计的低成本的气垫形聚集器（1），利用所述气垫形聚集器（1）可以将所述电磁辐射高效地聚集在所述吸收器（2）中，所述透射膜（3）和所述反射膜（4）形成腔室（6）的外壳（5），所述腔室（6）填充气体至超压，其中，张力元件（7）布置在所述透射膜（3）和所述反射膜（4）之间，所述张力元件（7）在所述反射膜（4）上产生收紧（E），所述收紧使所述反射膜（4）的凹形弯曲部分（A）分开。

Description

气垫形聚集器
技术领域
本发明涉及一种用于将电磁辐射，尤其是太阳辐射聚集在吸收器中的气垫形聚集器，该聚集器包括透射膜和反射膜，透射膜在运行期间面向入射的辐射，反射膜反射在吸收器方向上入射的辐射。
背景技术
AT 505075B1公开了一种由至少两个腔室组成的可充气的太阳能集热器，该两个腔室被单侧可反射的反射膜分隔并且适于彼此独立地受气体影响。细长的吸收器配置在管形外壳的表面的区域中的反射膜的上方。由于该两个腔室中的每一个承受不同的压力，因此达到了将入射的太阳辐射反射在吸收器中所需的反射膜的曲度。该太阳能集热器基本上理想地运行，并且例如，适合于较小的地面太阳能工厂。
US 2004/027310A1描述了用于聚集太阳辐射的球形外壳。该球形外壳被镜分成两个基本上成半球形的腔室，在这两个腔室之间保持有压力差。
因此，该现有技术至少需要外壳和反射膜或镜，反射膜或镜分别置于外壳的内部，这使制造变得复杂。此外，由于聚集器彼此之间必须间隔相当大的距离而定位以最小化早晨和晚上的相互遮蔽，因此这种布置导致较差的地面使用。
一方面，DE 102008020851A1公开了一种在充气条件下呈现抛物面形状的可充气气垫。借助耦合镜且利用反射膜，将入射的辐射耦合到光导型撑管中，该光导型撑管通过光导管将辐射能导入吸收器。相应地，这里的吸收器布置在气垫的外侧。附加地，描述了一种薄膜-抛物面形-槽形-组件，该组件形成为“环形物（rondel）”并且具有盖结构。该盖结构包括盖，具有镜膜的抛物面形的槽装置悬置在盖上，该抛物面形的槽装置将入射的太阳辐射聚集在吸收器管上。此外，提供了用于稳定透明盖的杆装置。然而，膜的悬置取决于重力，从而位置的改变将对膜的形状产生影响。因此，该设计不适合于可灵活地重定位的装置。
EP 0050697A1公开了一种空气动力的翼形的聚集器，该聚集器包括透射膜和由表层围绕的支撑结构。该支撑结构的上侧覆盖有反射膜，反射膜与透射膜一起形成填充气体至超压的气垫，因此该反射膜为凸状弯曲。入射的辐射被聚集在布置在气垫外侧的吸收器系统中。此外，提供了将部分力传递至该支撑结构的网状物，从而可使薄膜变薄。可由硬质泡沫或相似材料制成的准匀质的支撑结构可以被支柱和肋构成的支撑框架所替代。因此，需要布置在气垫外侧的复杂的支撑结构或合适的支撑框架，以实现期望形状的聚集器。
US 5990851公开了一种设想用在太空中的不同的天线结构，该天线结构包括反射面，该反射面由管的形式的承载结构所支撑，该管具有圆环的形状。天线结构还包括张力结构，该张力结构由沿对角线或在周向方向上延伸的竖直连接元件的可伸缩的网状物形成（条带、带等）。反射膜被紧固至竖直连接元件，从而形成聚焦的（抛物面形）表面。
GB 1602434公开了一种具有反射器和透明盖部分的太阳能集热器。为了装置的稳定，提供了一种用在外侧的框架结构，该框架结构具有臂和紧固在臂上的吸收器。
DE 202007000702U1描述了一种用于安装在浮岛上的光电发电厂的跟踪系统。
DE 10058065A1公开了一种可充气的反射器，例如，用于抛物面形天线的可充气的反射器，该反射器包括布置在接合支撑壁处的多个可充气的腔室，该接合支撑壁涂覆有电磁反射层和/或光反射层。该支撑壁可紧固有绳等构成的紧固网状物。
发明内容
相比之下，本发明的目的在于提供一种简单设计的低成本的最初提及的类型的气垫形聚集器，利用该聚集器，可将电磁辐射，尤其是太阳辐射高效地聚集在吸收器中。
利用最初提及的类型的气垫形聚集器实现该目的，因为透射膜和反射膜形成填充气体至超压的腔室的外壳，其中，张力元件布置在透射膜和反射膜之间，所述张力元件在反射膜上产生收紧，该收紧使反射膜的凹形弯曲部分分开。
在根据本发明的聚集器中，反射膜为围绕位于外壳内部的充气的腔室的外壳的一部分。电磁辐射穿透沿着辐射源的方向取向的透射膜进入，在反射膜（例如反光膜）处被反射，然后被聚集在吸收器中并且在吸收器中发生能量转化。介质流经的管、光电元件等可作为吸收器。
由于在加压腔室和外表面之间的压力梯度，朝外指向的力分别作用在透射膜或相对的反射膜上。张力元件对抗其拉紧条件下的主要超压力。采用这种方式，可以利用张力元件具体调节气垫形聚集器的所期望的几何形状。透射膜和反射膜共同形成聚集器的外壳，从而不需要在外壳的内部单独布置反射膜。因此，实现了特别节约材料且因此节省成本的设计。由于反射膜和透射膜通过布置在封闭的腔室的内部的张力元件而间接地和/或直接地彼此拉紧，因此在大面积设计聚集器气垫的情况下，也可特别地实现稳定的配置。
至于入射的辐射在吸收器中的有效聚集，张力元件在反射膜上产生收紧，该收紧使反射膜的凹形弯曲的部分分开。从入射光束的方向观察，在聚集器的内部的加压气体分别导致反射膜或透射膜在各个膜处的张力元件的接触点之间凹形弯曲或向内弯曲。借助由张力元件的接触点所形成的反射膜的收紧的配置，可以产生反射膜的弯曲部分，该弯曲部分使入射的辐射根据吸收器的几何形状方便地且有效的聚集。
至于节省材料的低成本设计，有利的是，在拉伸载荷下张紧的纵向元件，尤其是在垂直于其纵向延伸方向可变形的纵向元件，优选为绳，或刚性纵向元件，优选为杆，被提供作为张力元件。因此，一旦某个最小压力存在于聚集器的密封的腔室中，则张力元件在张力下拉紧。纵向元件分别被紧固至在透射膜或反射膜处的基本上点状的或小面积的接触点，从而形成基本上点状的或小面积的收紧。如果可变形的绳等用作为纵向元件，则在聚集器运行之前可实现聚集器的特别节省空间的配置。另一方面，可使用例如杆等的刚性纵向元件，该元件促使外壳的拉紧，而不用考虑气压。
尤其在气垫形聚集器的大面积设计的情况下，如果透射膜或反射膜分别支撑在至少一个刚性纵向支架上，则是有利的。该纵向支架在布置成基本上平行于聚集器的主延伸面的平面内延伸。优选地，尤其布置成彼此平行的多个刚性纵向支架分别与透射膜或反射膜连接。
在优选的实施例中，两个或更多个张力元件均设置成紧固至特别是刚性纵向支架的接合紧固区。相应地，两个张力元件的末端区均接合在所述紧固区中。
优选地，如果张力元件布置成在框架中沿着外壳的纵向方向倾斜，则可以实现将外壳分成相同的部分。如在其它构造情景下已知的“Z字形拉紧”促使空间的优化利用，以及外壳的特别稳定、规律的拉紧，并且同时较少地遮蔽镜表面。反射膜的其它特别有利的形状，例如以棋盘格或蜂窝形状布置的平行的槽及盘的形状，可以通过适当地选择张力元件的紧固区，尤其是结合能够偏转的刚性纵向支架或弹性纵向支架来实现。
为了能够使气垫形聚集器特别地适应变化的条件，例如，适应太阳的位置的温度差异，对于实现单轴的跟踪，如果外壳安装成围绕旋转轴线转动，该旋转轴线垂直于外壳的主延伸面延伸，则是有利的。例如，在通过安装滚轴进行地面配置的情况下，可以实现聚集器的可转动配置。
此外，特别地，如果通过作用在外壳上的浮力的局部变化，将外壳安装成围绕旋转轴线转动，该旋转轴线在外壳的主延伸面内延伸，这常常是有利的。因此，外壳适应于倾斜，如果聚集器设计成太阳能集热器，则这实现围绕另一轴线的关于太阳的位置的跟踪。可以以各种方式影响作用在外壳上的浮力。例如，可以在聚集器的独立的，尤其不对称布置的腔室之间构建压力梯度。
具体地，如果张力元件分别在居中定位于外壳的内部的紧固体和透射膜或反射膜之间被放射状地（星形的）拉紧，则可实现聚集器的密封腔室的有利拉紧。优选地，紧固体居中定位在透射膜和反射膜之间，并且被在相反方向上作用的张力元件（尤其是拉紧绳）固定在合适的位置上。特别有利的位置为在所有反射膜球状中心点或反射膜圆柱形轴线中心轴线的连接线和反射膜的所有最深点的连接线之间的中心线上的每一点。
特别地，为了能够影响反射膜所反射的辐射的光束截面部分，如果分别通过反射膜的图案或通过外壳内部的气体的超压来成形反射膜的凹形弯曲部分，使得反射膜所反射的辐射以基本上线形的或基本上点形的区域聚集在吸收器处，则是有利的。术语“图案”包括反射膜的合适设计，例如，从足球或水球所知的片段的构图。相应地，通过选择合适的图案，可在特定的部分调整反射膜的凹形曲度，一方面，还可尤其是提供反射膜的局部不同的弯曲能力。另一方面，可通过增大和/或减小气压而增大和/或减小弯曲部分的曲率半径。非弹性膜制成的膨胀体不属于这种情况。
例如，反射膜的不同材料强度或在目的位置的特定成形元件的整合可导致反射膜的所期望的形状。气垫形聚集器的尺寸范围可以为几米到几千米。
在优选的低成本的实施例中，提供至少一个细长的线状吸收器作为吸收器，反射膜的各个凹形弯曲部分被分配给吸收器，反射膜具有在吸收器的纵向延伸方向上基本上恒定的曲度。因此，在该实施例中，反射膜所反射的辐射聚集在细长的或基本上线状的区域中，该区域尽可能精确地由线状吸收器覆盖。反射膜的基本上圆柱形的弯曲部分面向线状吸收器，入射的辐射通过该线状吸收器沿着线状吸收器的纵向延伸方向聚集。
对于将线状吸收器紧固在外壳的内部，如果线状吸收器被紧固至与透射膜连接的纵向支架，则是有利的。线状吸收器与聚集器的主延伸面平行地取向，并且优选地定位成与透射膜相邻。
为了增加辐射输出和/或可实现的聚集系数，如果彼此间隔一距离而布置的小面积的点式吸收器被提供作为吸收器，则是有利的，其中，反射膜的在旋转体中凹形弯曲的部分（尤其是球形盖或抛物面体）被分配给每一个点式吸收器。因此，当使用线状吸收器时，细长的吸收器表面被分成多个点式吸收器，优选地，多个点式吸收器布置成彼此间隔恒定的距离。为了实现反射的光束的点形的聚焦，反射膜的相应部分均在旋转体中弯曲。
如上所述，通过围绕垂直于或平行于聚集器的主延伸面的轴线旋转外壳，可实现气垫形聚集器的至少单轴的跟踪。然而，如果吸收器安装成利用驱动装置移位或围绕至少一条旋转轴线旋转，则通常是有利的，该驱动装置尤其为自锁定减速齿轮单元、步进马达或者液压型或气动型可操作的线性驱动器。因此，作为通过外壳的倾斜和/或转动而实现聚集器的跟踪的附加或替换方式，吸收器分别适于关于可沿着相对于聚集器表面的至少一条轴线移动的焦点利用驱动装置进行永久地跟踪，即特定地移位或旋转。
优选地实施例提供了，吸收器适于分别通过驱动装置沿着尤其以圆弧形状弯曲的路径单轴移位或旋转，或者尤其与旋转体表面一致地双轴移位或旋转。在许多情况下，尤其在太阳能集热器的情况下，需要沿着两条轴线改变吸收器的取向。这可以通过可双轴移位的和/或可旋转的吸收器实现。如果吸收器沿着基本上单向的路径为可单轴移位的或可单轴旋转的，则可以通过旋转或倾斜该气垫形聚集器来实现围绕第二轴线的跟踪。在单轴跟踪的情况下，吸收器与面向吸收器的反射膜的弯曲部分的几何形状一致，在基本上以圆弧形弯曲的路径上被引导。在双轴跟踪的情况下，吸收器适于在一区域内移位或旋转，尤其是在旋转体表面。特别地，点式吸收器的路径在球形表面和/或抛物面表面上延伸。
对于吸收器的可移位安装或可旋转安装，如果通过连接元件，尤其是可旋转的连接杆，将吸收器安装在至少一个固定的紧固体处，则是有利的。优选地，固定的紧固体为布置在透射膜和反射膜之间的中间处的紧固体，从该紧固体开始，分别将张力元件特别是以放射状（星形）拉紧至透射膜或反射膜。因此，中央紧固体可作为张力元件的中央接触点和作为吸收器的悬架。当连接杆相对于紧固体旋转时，与连接杆的活动端连接的吸收器描述了基本上圆弧形状的路径。
对于聚集至基本上点形的点式吸收器的入射光线的精确分散，如果点式吸收器借助活节连接器，尤其是连接杆或绳，布置成在其相对位置上彼此固定，则是有利的，其中，点式吸收器适于与驱动装置同步地移位或旋转。因此，点式吸收器的位置可分别沿着一条轴线或两条轴线改变，同时这些点式吸收器彼此相互连接，其中，优选地，与驱动装置通信的控制装置用于控制跟踪。点式吸收器彼此的相对位置与连接元件的各自偏转无关，其中，每一个点式吸收器本身适于围绕其旋转轴线旋转，所述旋转轴线尤其是由紧固至紧固体的连接杆的端部形成。
为了至少部分地维持气垫形聚集器的功能，即使外壳具有泄露，如果具有地通过至少一个透明薄膜将外壳分成至少两个腔室，则是有利的，其中，该膜优选地设计成张力元件。因此，在外壳中的点状泄露仅仅导致受影响的腔室的故障，其中，其余的腔室不受影响，仍可执行它们的功能。因此，该膜用于执行被外壳所围绕的腔室的密封分离。此外，该膜在运行期间可被拉紧以支撑和/或替代作为张力元件的绳状张力元件。
如果通过布置成基本彼此平行的膜将外壳分成细长的腔室，则可实现充气腔室的有利分隔。因此，通过平行布置的膜将腔室分成多个细长的腔室。
在这个方面，如果通过垂直于其纵向延伸方向延伸的膜将细长的腔室彼此分开，则是极其有利的。因此，单个腔室的基本上棋盘状的布置产生聚集器。在另一实施例中，提供被包围腔室的蜂窝状分隔。
本发明的优选实施例提供一种具有根据本发明的聚集器的太阳能发电厂，该太阳能发电厂用在海滨上以得到来自太阳辐射的有用能量。
关于不受主要气候条件影响的太阳能的利用，如果聚集器定位在平流层的云层之上，则是有利的。出于这个目的，在外壳内部的腔室可填充浮力气体（例如惰性气体）。气垫可设计成在齐柏林飞船中自由浮动。
然而，在优选的实施例中，填充有浮力气体的外壳适于通过至少一个紧固元件（优选为绳）锚固在地面上。
对于浮动的气垫在辐射源处的取向，有利的是，填充有浮力气体的外壳安装成借助在不同位置处的与气垫接合的紧固元件而围绕至少一条旋转轴线转动，该旋转轴线在外壳的主延伸面内延伸。
为了倾斜或旋转气垫形聚集器，如果气垫包括至少两个彼此独立的且适于填充浮力气体的腔室，则是有利的。因此，可调整腔室内的压力梯度，该压力梯度影响腔室上的不同的浮力且因此影响聚集器的旋转。如果在气垫形聚集器的后部或边缘处提供至少一个压载腔室，该压载腔室可变地填充液体使得重心改变且因此具体影响取向，则也是有利的。
除了具体作为太阳能发电厂的陆地应用和作为填充有浮力气体的浮动的气垫的实施例之外，上述气垫形聚集器还可用在浮动平台中。该浮动平台包括平坦的盖元件和连接该盖元件的密封元件，该密封元件在运行期间与液体表面密封接触且与该盖元件和液体表面或底面一起包围成封闭的腔室，在该腔室中，可通过压缩气体产生装置产生支撑该平台的超压力。
对于作用于浮动平台的浮力的特殊影响，如果盖元件或密封元件分别与浮动体连接，尤其是与在运行期间伸入液体深处的细长的浮动体、在运行期间漂浮在液体表面上的浮动体或完全浸入液体中的浮动体连接，则是有利的，其中，优选地，多个浮动体具体通过支柱或托架彼此连接。由于细长的浮动体对于波浪的移动几乎没有抵抗力，因此具有小横截面的细长的浮动体特别适合于具有大浪的水体。如果这些细长的浮动体以杆状浮标的方式伸入到一个深度，相对于水面，该深度处的波浪能已经大大减少，则是特别有利的。定位在水面上的浮动体特别适合于静水，并且可被设计成传统的紧凑的浮标。为了实现引入的波浪能的平均分布，浮动体可相互拉紧或拧在一起。
在浮动平台的优选实施例中，具体地，在垂直于浮动平台的主延伸面延伸的旋转轴线的区域内，提供用于平台（如太阳能发电厂）运行的组件，尤其是逆变器和/或蒸汽轮机。因此，该平台可用作为分别漂浮在天然的或人工建造的水体或者流域设施上的浮动的太阳能装置。
附图说明
通过示出实施例和可能的应用的附图，将详细说明本发明。其中示出：
图1a至图1d为气垫形聚集器的不同实施例的剖面图；
图2为圆的气垫形聚集器的局部剖面透视图；
图3a和图3b为具有可移动吸收器的气垫形聚集器的另一实施例；
图4为气垫形聚集器的另一实施例；
图5为具有根据本发明的气垫形聚集器、用作太阳能发电厂的浮动平台的透视图；和
图6为具有一维的弯曲反射膜的固定的气垫形聚集器的另一实施例的剖面图。
具体实施方式
图1a至图1d均以剖面图示意地示出用于聚集电磁辐射，尤其是太阳辐射的气垫形聚集器1的部分。聚集器1具体用于将太阳光S聚集在吸收器2中。在吸收器2中，将聚集的太阳光S适当地进行能量转换。介质所流经的管、光电元件等可作为吸收器2。太阳光S穿过透射膜3，且入射到反射膜4上，在吸收器2的方向上使太阳光S从反射膜反射。透射膜3和反射膜4由合适的、优选稳定的塑料材料和塑料涂层构成。透射膜3和反射膜4形成腔室6的外壳5，腔室6填充气体至超压。气体可为空气或使气垫形聚集器1适当浮起以在空气中应用的浮力气体，例如惰性气体。还可能的是，例如，透明液体至少部分地布置在腔室6中。在透射膜3和反射膜4之间，定位有张力元件7，张力元件7对抗腔室6中的超压力，从而在透射膜3和反射膜4处的张力元件7的紧固点处，形成透射膜3和反射膜4的形变。因此，尤其是反射膜4的关于待聚集的辐射（尤其是太阳辐射S）的所期望的形状可受到影响，且在吸收器2中的聚集可以被优化。通过透射膜3自身、反射膜4或特定布置的膜等，可以建立透射膜3和反射膜4之间的、用于形成外壳5的连接。例如，合适材质的绳或杆可作为张力元件7。当使用绳作为张力元件7时，由于透射膜3和反射膜4可彼此叠置，因此气垫形聚集器1可以以特别节省空间的方式运送。如果在相应的刚性纵向支架8,9上支撑透射膜3和/或反射膜4，则是有利的。这给该结构提供合适的稳定性，并且促使张力元件7合适的紧固。张力元件7在反射膜4上产生相应的变紧E，并且由此在反射膜4中产生凹形弯曲的部分A，在该部分中，在吸收器2的方向上最佳地反射电磁辐射，尤其是太阳辐射S。在根据图1a的实施例中，张力元件7以Z字形布置在透射膜3和反射膜4之间。在根据图1b和图1c的变型中，张力元件7在透射膜3和反射膜4之间交叉布置。
此外，另一张力元件7’可布置在纵向支架9之间，以调整反射膜4的曲度。在气垫形聚集器1的外壳5的腔室6中的处于超压态的气体体积总是争取关于环境尽可能低的超压，由此争取最大体积。因此，为了调整反射膜4的曲度，可以改变在两个彼此相邻定位的纵向支架9之间的张力元件7’的长度和反射膜4的宽度的关系。这类附加的张力元件7’可通过张力减小两个纵向支架9之间的距离，因此增加反射膜4的相应部分A的曲度，或通过压力增加两个纵向支架9之间的距离，因此减小相应部分A的曲度。
在根据图1a的实施例中，吸收器2通过合适的紧固元件10紧固在透射膜3处的纵向支架8上。理论上，吸收器2还可直接整合在透射膜3处的纵向支架8中（未示出）。
在根据图1b的变型中，吸收器2通过合适的紧固元件10（例如杆）定位在交叉的张力元件7的交叉点处。
根据图1c的实施例与图1b的实施例的不同之处在于，吸收器2通过合适的紧固元件10直接与透射膜3连接。代替使用特定的紧固元件10，吸收器2还可以粘合在透射膜3的内侧。
在根据图1d的变型中，张力元件7通过吸收器2的内插而布置在透射膜3和反射膜4之间。因此，吸收器2布置成在腔室6中的准自由浮动。事实上，合适的紧固体11也可以定位在张力元件7之间，吸收器2安装在该紧固体11上。在根据图1b、图1c和图1d的变型中，与根据图1a的变型相比，由于纵向支架8不需承载吸收器2，因此在透射膜处，纵向支架8可设计成较薄弱。
图2示出了圆的气垫形聚集器1的部分剖面透视图，其中，张力元件7沿着外壳5的纵向方向布置在透射膜3和反射膜4之间，以在该框架中倾斜。这样的气垫形聚集器1可具有几米至几公里的空间延伸。相应地，透射膜3和反射膜4还可设计成多个部分以形成外壳5。多个彼此平行布置的纵向支架8布置在透射膜3处，并且也平行延伸的纵向支架9布置在反射膜4处。为了在辐射源（例如太阳）的方向上跟踪气垫形聚集器1，如果外壳5安装成围绕旋转轴线D1转动，该旋转轴线D1垂直于外壳5的主延伸面延伸，则是有利的。如果外壳安装成围绕旋转轴线D2转动，该旋转轴线D2在外壳5的主延伸面内延伸，则同样是有利的。通过合适的驱动器（未示出）或通过布置在外壳5中的浮力气体的重新定位，可实现气垫形聚集器1的移动。示意地示出了用于维持外壳5中的超压的泵12。在该实施例中，优选地，吸收器2为细长的线状吸收器，反射膜4的各个弯曲部分A被分配至该线状吸收器，反射膜4具有在吸收器2的纵向延伸方向上基本上恒定的曲度。吸收器2可紧固至与透射膜3连接的纵向支架8，如图1a中详细解释。另一特别可取的降低曲度的方法为：沿着一条或两条主要延伸轴线改变整个气垫形聚集器1的预张力。例如，在浮动平台的情况下，可以通过增加使用导致力径向地向外导向的措施来实现该方法。
图3a和图3b示出了气垫形聚集器1的另一个实施例，其中，通过合理布置张力元件7，在反射膜4中形成凹形弯曲部分A，所述部分具有球形盖或旋转抛物面的形状。因此，入射光线，尤其是太阳光S，基本上在小点上被反射和聚集，从而可使用点式吸收器2。例如，除了由绳或杆形成的在透射膜3和反射膜4之间的张力元件7之外，还布置有另外的张力元件7’，用于确定在反射膜4中的凹形弯曲部分A。尽管平坦的二维非弹性膜可仅按照压力梯度单向弯曲而没有起皱，但是，如果反射膜4由片段组成，则对于反射膜4的这种二维曲度和对于部分A最佳地接近所期望的形状是有利的。例如，已知反射膜4具有足球形（五角形或六角形）或水球形（球形在平面内的分解类似于地球的地图）。利用这种在反射膜4中在二维方向上凹形弯曲的部分A，在吸收器2中实现辐射，尤其是太阳辐射S的相当高的聚集。如果气垫形聚集器1没有跟随辐射源（尤其是太阳）移动，则可以通过改变吸收器2的位置，来对辐射源，尤其是太阳的方向的改变产生影响。
图3a和图3b示出了具有不同的太阳辐射和合适适配位置的吸收器2的气垫形聚集器1的对应实施例。为了该目的，吸收器2与驱动装置13联接，从而可以变化吸收器2的位置。为了该目的，吸收器2与连接元件14、具体是连接杆连接，并且吸收器2通过连接杆15而与布置在紧固体11中的驱动装置13可转动地连接。这种方式可以实现辐射，尤其是太阳辐射S的最佳利用，即使太阳辐射S的方向发生变化。优选地，通过布置合适的检测器自动实现吸收器2的调整，该检测器检测辐射源（尤其是太阳）的位置，并且借助合适的控制装置将信号发送至驱动装置13（未示出）。
图4示出了气垫形聚集器1的一部分的另一实施例，其中，通过合理布置张力元件7，反射膜4被分成凹形弯曲的蜂窝形部分A。当使用气垫形聚集器1来聚集太阳辐射S时，在反射膜4的凹形弯曲部分A处反射的太阳光将沿着球盖形或抛物面形的区域移动。为了适当地跟踪吸收器2，吸收器2必须布置成沿着两条轴线可移位或可旋转，如箭头X和Y所示。在双轴跟踪吸收器2的情况下，气垫形聚集器1可固定地拉紧至地面以保持稳定，而不必转动或倾斜，例如在内陆水或由于浮力气体而可浮动的静止气垫上保持稳定，或者可安装为建筑物的顶部和/或遮阳板，例如在临近终端用户的停车场处。在静止的锚固的气垫形聚集器1的情况下，为了外壳5的预拉紧而使用气垫形聚集器1的锚固也是有利的，从而可以以高成本效益的方式减小和/或减缓曲度。
图5最终示出了圆形的气垫形聚集器1的使用，该气垫形聚集器1布置在浮动平台20上。因此，例如可以在海上建造太阳能发电厂。具体地，在气垫形聚集器1具有大型延伸区域的情况下，如果通过至少一个具体为透射膜16而将外壳5分成至少两个腔室，则是有利的。该膜16也设计成张力元件7，且在反射膜4上产生相应的收紧，因此产生所期望的曲度。浮动平台20包括平坦的盖元件21和连接盖元件21的密封元件22，该密封元件22在运行期间与液体表面密封接触，并且与盖元件21和液体表面或盖元件21的底面一起围绕成封闭的腔23。在腔23中，通过压缩气体产生装置（未示出）可产生支撑平台20的超压。借助合适的浮动体24，可以将密封元件22保持在所期望的方向上，该密封元件22优选地由薄膜形成。浮锚25可给平台20提供合适的稳定性。此外，合适的支柱26或托架可提供合适的稳定性。
图6示出了具有单向弯曲的反射膜4的静止的气垫形聚集器1的另一实施例的剖面图。在这种静止配置的气垫形聚集器1的情况下，例如，气垫形聚集器1分别布置在合适的框架17上或漂浮在水体上。在单向曲度的反射膜4的情况下，太阳光S聚集在基本上线状的吸收器2中。为了使吸收器2适应于辐射源，尤其是太阳的位置，吸收器2可在如箭头X所示的轴线上移动。在这种跟踪的吸收器2的情况下，由于可以以躲避风的方式将吸收器2定位在气垫形聚集器1的内部并且还使用张力元件7作为用于跟踪吸收器2的支撑点，因此，如果透射膜3和反射膜4之间的距离比反射膜4的曲率半径大，则是有利的。
气垫形聚集器1的特别有利的实施例提供了通过改变在两个相邻的纵向支架9之间的张力元件7’的长度和反射膜4的宽度的关系，而使每隔一排朝向辐射源，尤其是太阳倾斜。这可实现在吸收器2的跟踪期间的较高的聚集系数。通过示出的反射膜4的非对称曲度，也可以实现聚集的增加。
例如，这种静止的气垫形聚集器1可用于终端用户直接相邻的停车场的低成本遮蔽。

Claims (21)

1.一种气垫形聚集器（1），所述气垫形聚集器（1）用于将电磁辐射，尤其是太阳辐射聚集在吸收器（2）中，所述聚集器（1）包括在运行期间面向入射的辐射的透射膜（3）和在所述吸收器（2）的方向上反射所述入射的辐射的反射膜（4），其特征在于，所述透射膜（3）和所述反射膜（4）形成腔室（6）的外壳（5），所述腔室（6）填充气体至超压，其中，张力元件（7）布置在所述透射膜（3）和所述反射膜（4）之间，所述张力元件（7）在所述反射膜（4）上产生收紧（E），所述收紧使所述反射膜（4）的凹形弯曲部分（A）分开。
2.根据权利要求1所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述张力元件（7）为纵向元件，尤其是垂直于其纵向延伸方向可变形的纵向元件，优选为绳，或者刚性纵向元件，优选为杆，所述张力元件（7）在拉伸载荷下拉紧。
3.根据权利要求1或2所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述透射膜（3）或所述反射膜（4）分别支撑在至少一个刚性纵向支架（8、9）上。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，两个或更多个张力元件（7）分别紧固在接合紧固区，尤其是所述刚性纵向支架（8、9）的接合紧固区。
5.根据权利要求4所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述张力元件（7）布置成在框架中沿着所述外壳（5）的纵向方向倾斜。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述外壳（5）安装成围绕旋转轴线（D2）转动，尤其通过作用在所述外壳（5）上的浮力的局部改变而围绕所述旋转轴线（D2）转动，所述旋转轴线（D2）在所述外壳（5）的主延伸面内延伸。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述张力元件（7）分别被拉紧，尤其在紧固体（11）和所述透射膜（3）或所述反射膜（4）之间被径向拉紧，所述紧固体（11）居中布置在所述外壳（5）的内部。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述反射膜（4）的凹形弯曲部分（A）分别通过所述反射膜（4）的图案或通过所述外壳（5）的内部的气体的超压而形成，从而使所述反射膜（4）反射的辐射聚集在所述吸收器（2）处的基本上线状的或基本上点状的区域中。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，至少一个细长的线状吸收器被提供作为所述吸收器（2），所述反射膜（4）的各个凹形弯曲的部分（A）被分配给所述线状吸收器，所述反射膜（4）具有在所述线状吸收器的纵向延伸方向上基本上恒定的曲度。
10.根据权利要求9所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述线状吸收器被紧固至所述纵向支架（8），所述纵向支架（8）与所述透射膜（3）连接。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，彼此间隔一距离而布置的小面积的点式吸收器被提供作为所述吸收器（2），其中，所述反射膜（4）的所述部分（A）被分配给各所述点式吸收器，所述部分（A）以旋转体的形式凹形弯曲，所述旋转体尤其是球形盖或抛物面体。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述吸收器（2）安装成利用驱动装置（13）移位或围绕至少一条旋转轴线旋转，所述驱动装置（13）尤其为自锁定减速齿轮单元、步进马达或者液压型或气动型可操作的线性驱动器。
13.根据权利要求12所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述吸收器（2）适于分别通过所述驱动装置（13）沿着尤其以圆弧形状弯曲的路径单轴移位或旋转，或者尤其与旋转体表面一致地双轴移位或旋转。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述吸收器借助连接元件（14），尤其是可旋转的连接杆，安装在至少一个固定的紧固体处。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述点式吸收器借助活节连接器，尤其是连接杆（15）或绳，布置成在其相对位置上彼此固定，其中，所述点式吸收器适于与所述驱动装置（13）同步移位或旋转。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述外壳（5）尤其被至少一个透明薄膜（16）分成至少两个腔室，其中，所述膜（16）优选地设计成张力元件（7）。
17.根据权利要求16所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述外壳（5）被膜（16）分成细长的腔室，所述膜（16）基本上彼此平行地布置。
18.根据权利要求17所述的气垫形聚集器（1），其特征在于，所述细长的腔室通过膜（16）彼此分开，所述膜（16）垂直于其纵向延伸方向延伸。
19.一种浮动平台（20），所述浮动平台（20）包括平坦的盖元件（21）和连接所述盖元件（21）的密封元件（22），所述密封元件（22）在运行期间与液体表面密封接触且与所述盖元件（21）和所述液体表面或底面一起包围成封闭的腔（23），在所述腔（23）中，通过压缩气体产生装置可产生支撑所述平台（20）的超压，其特征在于，所述盖元件（21）包括至少一个根据权利要求1至18中的任一项所述的气垫形聚集器（1）。
20.根据权利要求19所述的浮动平台（20），其特征在于，所述盖元件（21）或所述密封元件（22）分别与浮动体（24）连接，尤其是与在运行期间伸入所述液体的深处的细长的浮动体、在运行期间漂浮在所述液体表面上的浮动体或完全浸入所述液体中的浮动体连接，其中，优选地，多个浮动体特别是通过支柱或托架彼此连接。
21.根据权利要求19或20所述的浮动平台（20），其特征在于，尤其在垂直于其主延伸面延伸的旋转轴线的区域中，用于作为太阳能装置的所述平台的运行的组件被提供，尤其是逆变器和/或蒸汽轮机。
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