CN103250010A - 具有定日镜场的太阳能中央接收器系统 - Google Patents

具有定日镜场的太阳能中央接收器系统 Download PDF

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Abstract

本发明的目标是，建立太阳能中央接收器发电站，其中可以更有效地使用定日镜场。为此，由具有大于60%的均匀反射器面密度
Figure 2011800506412100004DEST_PATH_IMAGE002
的近场(1636)组成的定日镜场优选与远场(1638)组合，所述远场的反射器面密度
Figure 564312DEST_PATH_IMAGE002
随着与接收器的距离增加而减小。本发明还包括太阳能中央接收器系统，所述太阳能中央接收器系统仅仅由具有大于60%的均匀反射器面密度
Figure 419136DEST_PATH_IMAGE002
的近场组成。远场(1638)的区域和近场(1636)中的高反射器面密度
Figure 198873DEST_PATH_IMAGE002
通过应用具有矩形反射器和固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜来实现，或替代地通过应用具有矩形反射器和固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜来实现。所述定日镜场将太阳能射束集中到接收器(1610)上，所述接收器的目标面、开孔、热吸收器或光伏吸收器具有法线矢量，所述法线矢量向下朝着定日镜场取向，所述定日镜场在接收器下方在北、东、南和西方向上延伸。所述接收器(1610)以悬挂的方式安装在支撑结构上，所述支撑结构在定日镜场之上延伸。

Description

具有定日镜场的太阳能中央接收器系统
技术领域
本发明涉及一种用于设计太阳能中央接收器系统的定日镜场的方法以及一种具有定日镜场的太阳能中央接收器系统，所述太阳能中央接收器系统由一个或多个接收器、形成定日镜场的多个定日镜和支撑结构组成，所述多个定日镜设置在优选平整的总底面上，其中定日镜具有可以围绕两个旋转轴调整的反射器，所述反射器在太阳位置变化的情况下将太阳能射束反射到一个或多个接收器的目标面上，其中目标面是相应接收器的开孔、热吸收器或光伏吸收器，其中定日镜具有第一旋转轴以及与第一旋转轴垂直的第二旋转轴，定日镜设置在装配面上，其中第一旋转轴相对于装配面固定设置，并且第二旋转轴相对于反射器固定设置，在所述支撑结构上，所述一个或多个接收器相对于定日镜场的地表面固定在上方。
背景技术
接下来根据附图1至附图6解释已知的太阳能塔式发电站或太阳能塔式系统的基本功能。
图1中示出由US 4 172 443已知的太阳能塔式发电站或太阳能塔式系统，所述太阳能塔式发电站或太阳能塔式系统具有塔120，在所述塔上装设接收器110，定日镜190将太阳能射束集中在所述接收器上。定日镜场130由多个这种定日镜190组成。在其他已知的塔中，甚至多个接收器可以装设在一个塔上，如在EP 2000669 A2中所示的那样。如在[1]中、尤其在第237ff页上所示，由接收器集中的射束加热热载体介质，通过所述热载体介质驱动涡轮机，所述涡轮机随后通过机械耦合的发电机产生电流。
如下所示，今天已知的太阳能塔式系统可以分类成四种太阳能塔式系统并且特征表示如下：
1. 具有周围的定日镜场(远场)的太阳能塔式系统，见图2中的俯视图的原理图示；
2. 具有极性场的太阳能塔式系统，见图3中的俯视图的原理图示；
3. 在接收器下方具有定日镜场的太阳能塔式系统(近场)，见图4中的俯视图的原理图示和图5中的透视图；
4. 具有北场和南场的太阳能塔式系统，见图6中的俯视图的原理图示。
接下来更详细地说明所提到的图2至图6。
1. 具有周围的定日镜场 ( 远场 ) 的太阳能塔式系统
大多数(商业的)太阳能塔式系统由在所有方位上环绕360 °确定方向的圆筒形接收器或倒截锥形接收器组成，所述接收器由中央塔保持并且由各个定日镜190形成的定日镜场130包围，如在图1中以及作为图2的俯视图所示的那样。圆筒形接收器或倒截锥形接收器是具有外部吸收器的接收器，其中接收器的侧面形成吸收器面。图1中示出由US 4 172 443已知的太阳能塔式系统，其中圆筒形的接收器110在塔120上以接收器高度
Figure 2011800506412100002DEST_PATH_IMAGE001
设置在定日镜场130上方，所述接收器的圆筒形外壳形成吸收器面。
图2示出具有以一间距包围塔210的定日镜场230的已知太阳能塔式系统的俯视图的原理图示。定日镜场230具有环的形状，其中支撑接收器210的塔220周围的区域234是空的，也就是说，在区域234中没有设置定日镜。具有接收器的塔的位置通常不是在精确的中心，而是相对于定日镜场向赤道方向移动，也就是说，在地球的北半球上向南而在地球的南半球上向北。
图2中，定日镜场由远场组成。所述远场是定日镜场-其与在下面进一步定义的近场相区分-以一定的水平间距包围塔和接收器，并且其反射器面密度
Figure 38906DEST_PATH_IMAGE002
随着与接收器的间距变大而减小。反射器面密度
Figure 956047DEST_PATH_IMAGE002
被定义为定日镜场的反射器面与定日镜场的底面的比例。图2中示出靠近接收器210的区域234，在所述区域中不装设定日镜。
替代连续的圆筒形或连续的截锥形以及其它，接收器还可以由多个单接收器组成。
如在图1中所示，接收器高度H R被定义为具有外部吸收器的接收器的吸收器面的中心或空腔接收器的接收器开孔的中心与通过定日镜场的定日镜的反射器的中心限定的平面的竖直间距。接收器高度H R接下来也用作标准尺寸，借助于该标准尺寸来度量其他参量，例如定日镜场参量。
如在图2、3、4和6中所示，定日镜场的直径 D H 被定义为彼此相距最远的定日镜的间距。
具有周围的定日镜场的太阳能塔式系统典型情况下具有：超过100m的接收器高度H R；以及具有超过8个接收器高度的直径的定日镜场，也就是说，
Figure 2011800506412100002DEST_PATH_IMAGE003
。例如在[2]中描述的Gemasolar太阳能塔具有140m的接收器高度H R和约1200m的直径D H。例如在[3]中描述的Solar-Reserve的太阳能塔具有接收器高度H R=182.88m(600英尺)和D H=2600m。
2. 具有极性场的太阳能塔式系统
如在图3中具有极性场的太阳能塔式系统的俯视图的原理图示中可以看出，所述太阳能塔式系统仅仅在塔320和接收器310的极性侧上—在地球的北半球上指向北的方向上而在南半球上指向南的方向上—有定日镜场330，并且如EP 2000669 A2中所示，所述太阳能塔式系统在塔320上具有一个或多个朝向定日镜场定向的接收器310。
因此，如具有周围的定日镜场的太阳能塔的远场那样，极性场的反射器面密度随着与接收器的间距增加而增加。
具有极性场的太阳能塔式系统典型情况下具有50m至150m的接收器高度并且具有直径D H约为五到六个接收器高度的定日镜场，其中下式成立：
Figure 6359DEST_PATH_IMAGE004
。
例如在[4]中描述的“Jülich太阳能塔”具有55m的接收器高度H R和约300m的定日镜场直径D H。
例如在[5]中描述的“PS10太阳能塔”具有H R = 115 m的接收器高度和D H = 750 m的直径，所述“PS20太阳能塔”具有H R = 165 m和D H = 1000 m。
3. 具有在接收器下方的定日镜场的太阳能塔式系统 ( 近场 )
在20世纪60年代，第一个太阳能塔式系统由意大利的乔万尼·弗朗西亚研发，其中定日镜场位于向下取向的接收器下方并且在北、南、东、西方向上延伸。这一点在图4中示出，其中定日镜场430和接收器410的位置在俯视图中可以看出。与上面提到的远场相反，该定日镜场是近场，其中装配具有恒定反射器面密度
Figure 2011800506412100002DEST_PATH_IMAGE005
的定日镜。接收器510以悬挂的方式装设在支架系统520上，如图5所示。对于其他的实施，请见[1]中第238页和US 4220140。从[1]中第238页图7.77可以推断，由圆形定日镜组成的定日镜场具有相当高的反射器面密度
Figure 758415DEST_PATH_IMAGE005
，约60％，其是以矩形的定日镜所无法实现的-对此见[8]中第706页。乔瓦尼·弗朗西亚的太阳能塔式系统的反射器面密度
Figure 580877DEST_PATH_IMAGE005
的更详细的公开数据是未知的。
由乔瓦尼·弗朗西亚研发的具有在接收器下方的定日镜场的太阳能塔式系统典型情况下具有小于20米的接收器高度H R并具有直径D H小于两个接收器高度H R的定日镜场，也就是说，
Figure 785594DEST_PATH_IMAGE006
，如由[1]中第238页上的图7.77中可看出。更详细的公开数据是未知的。
4. 具有南场和北场的太阳能塔式系统
另一种在[7]中描述的由公司Solar公司-主页和办公室地址见[6]-研发的太阳能塔式系统是具有周围的定日镜场的太阳能塔式系统和具有极性场的太阳能塔式系统的混合。如在图6的俯视图中可以看出，它由塔620以及北场631和南场632组成，具有两个开孔的接收器610位于所述塔上，所述南场和北场一起几乎完全包围塔620，如周围的定日镜场那样。在这种情况下，单个的接收器610有两个开孔，一个朝向北场定向并且另一个朝向南场定向，如在[7]中更详细描述的那样。
eSolar公司的太阳能塔式系统的定日镜场的特点是整个定日镜场的均匀反射器面密度
Figure 984494DEST_PATH_IMAGE005
。见WO 2008/154521 A1。然而，eSolar公司的定日镜场在以下方面区别于乔瓦尼·弗朗西亚的具有近场的太阳能塔式系统：定日镜场没有位于接收器下方并且反射器面密度小于50％。
eSolar公司的具有北场和南场的太阳能塔式系统典型地具有约50m的接收器高度H R并具有直径D H约为五个接收器高度的定日镜场，也就是说，
Figure 2011800506412100002DEST_PATH_IMAGE007
成立，如在[7]中更详细描述的那样。
用于太阳能塔式系统的其他已知的技术是大多使用的具有固定的竖直轴悬挂装置(FVA)的定日镜和已知的但大多没有使用的具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜，根据图7至图10对此进行解释。
具有固定的水平轴悬挂装置 (FHA) 的定日镜
在WO 02/070966 A1、WO 2008/092194 A1、WO 2008/092195 A1 和[8]中描述具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜。具有FHA的定日镜与常规的具有固定的竖直轴悬挂装置(FVA)的定日镜的区别在于这些反射器可以基于其悬挂装置在其中自由运动的空间体积。
定日镜具有第一旋转轴和与第一旋转轴垂直设置的第二旋转轴并且设置在装配面上，其中第一旋转轴相对于装配面固定设置并且第二旋转轴相对于反射器固定设置。
图7中示出具有FVA的定日镜的原理的由[8]已知的图示。图7a中示出具有FVA的定日镜的原理并且在图7b中示出示例性的矩形定日镜并且在图7c中示出所属的空间体积，这些定日镜的反射器可以在所述空间体积中基于悬挂装置自由运动。如在图7a和图7b中可以看出，在具有FVA的定日镜中，与装配面或底面固定连接的第一旋转轴792是竖直的或与装配面或底面垂直，而与第一旋转轴垂直的第二旋转轴793可围绕第一旋转轴792运动。
图7c中可以看出空间体积799，反射器可以基于悬挂装置在所述空间体积中自由运动。所述空间体积是筒状体，其相应于球体的层，其中这些面位于顶部和底部，即垂直于与装配面固定连接的竖直的第一旋转轴792。在WO 2008/092195 A1的图13和所属的解释中，示出并解释具有FVA的定日镜和所属的空间体积，这些定日镜的反射器可以基于悬挂装置在所述空间体积中自由运动。
在由[8]已知的图8中示出，可以以什么间距装配具有FVA的定日镜890，而定日镜890的反射器可以在其中自由运动的空间体积899不重叠，以便避免定日镜之间的碰撞。
定日镜的著名的制造商使用具有FVA的定日镜。
在具有FHA的定日镜中，与装配面固定连接的第一旋转轴992与装配面或底面平行，如在图9a的系统图示中可以看出。固定的水平的第一旋转轴992在具有FHA的定日镜中与底部固定连接，如在WO 2008/092194 A1 和WO 2008/092195 A1中所示，而与第一旋转轴垂直的第二旋转轴993可以围绕第一旋转轴992旋转。
如在图9b中可以看出，具有FHA的定日镜的反射器可以在其中自由运动的空间体积999与具有FVA的定日镜相同，然而旋转了90°，从而使与装配面平行地固定连接的旋转轴992垂直于筒状体(Tonnenkoerper)的面。
在WO 2008/092195 A1中的图12和所属的解释中解释具有FHA的定日镜和所属的空间体积，在所述空间体积中定日镜的反射器可以基于悬挂装置自由运动。
如在图10中可以看出并由[8]已知，具有FHA的定日镜可以成行地紧密装配，而相邻定日镜1090的反射器可以在其中自由运动的空间体积1099不重叠。在图10中示出对于给定的反射器大小而言理论上最大的反射器面密度，其中相邻定日镜之间没有安全公差。此外，这些行彼此错开，以便尽可能紧密地装配这些定日镜。
可以看出，相比于具有FVA的定日镜，具有FHA的定日镜能够实现更高的反射器面密度。如在[8]中的图10中所示并从所属的解释中推导出，具有FVA的矩形定日镜的最大可能的反射器面密度在理想情况下约为58%，而具有FHA的矩形定日镜能够实现显著更高的反射器面密度，理论上可达接近100％。如由[8]已知，当每个反射器995在第二旋转轴993的方向上比在与其垂直的方向上更长时，定日镜场的理论上可能的最大反射器面密度
Figure 522102DEST_PATH_IMAGE005
增加。
在WO 02/070966 A1中的图6和所属的解释中示出具有FHA的定日镜的机械耦合。
此外，已知不同的接收器技术、尤其是在图11中示出的空腔接收器。
接收器
如图1中所示，操作如下接收器—其中侧面是吸收器面，如已经解释的那样。其他的接收器具有目标面、即开孔或吸收器面，其面法线基本上在相同的方向上取向。
图11中可以看出由[9]已知的空腔接收器的横截面。集中的太阳能射束通过开孔1111落在空腔接收器中并且在那里撞击在吸收器1115上，在所述吸收器1115上供给热载体介质的热量。在所示的系统中，热载体介质是空气，其通过入口1117进入接收器并且在被加热的情况下通过出口1118离开接收器。此外，这类接收器具有玻璃圆顶1113，以便将空气保持在接收器中。空腔接收器的原理也由专利文献US 4 220 140或WO 2008/153922 A1已知。
发明内容
本发明的任务、解决方案和优点
本发明的任务是，建立一种太阳能中央接收器系统，其中可以更有效地使用定日镜场。
所述任务通过一种根据权利要求2的用于设计太阳能中央接收器系统的定日镜场的方法和一种根据权利要求3的具有定日镜场的太阳能中央接收器系统来解决。
相应地，所述一个接收器或所述多个接收器可以保持在定日镜场之上，从而使定日镜也可以直接装设在接收器下方。在向下定向的接收器中，定日镜在接收器下方的区域内具有特别高的效率。通过装设具有矩形反射器的定日镜(其中第一旋转轴与装配面平行)、具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜，可以以非常高的装配密度成行地(优选在东-西方向上)装设具有公共装配面的定日镜。
由于使用矩形反射器(其中反射器在第二旋转轴方向上比在与其垂直的方向上优选更长)，边长的比例越大，定日镜行之间(优选在北-南方向上)的间距降低得越多，如同在[8]中的图10中所示并从所属的解释中推导出来那样。由此可能的是，在反射器下方的区域内装设多个反射器面密度为
Figure 13444DEST_PATH_IMAGE005
> 60%的定日镜并且最佳地使用所述区域，在所述区域内定日镜具有特别高的效率。因此，如在权利要求14中列出的那样，定日镜场连续不断地在北、东、南和西方向上延伸。随着与所述区域的间距增大，效率下降。随着定日镜数量增加，在接收器上的辐射功率增加，但每一定日镜的功率增加随着每个额外的相应效率较低的定日镜下降。通过有效地使用接收器下方的区域(其位于定日镜场的近场中)，相比于在具有周围的定日镜场的太阳能塔式发电站的情况下，为了实现在接收器上的相同辐射功率，需要整体上更少的定日镜。
定日镜的成行装设(权利要求2)能够实现近场中的高装配密度(权利要求3)。在东-西-行(权利要求4)中的定日镜是优选的设计，其中这些行在北-南方向上的定向同样有意义并且导致与在东-西方向上的定日镜行几乎相同的效率。
在定日镜的装配面向总底面倾斜角度α的应用中，定日镜行在南-北方向上的定向对于具有固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜是有意义的解决方案，通过所述解决方案可以在近场中实现同样高的反射器面密度(权利要求6)。此外，类似的安装系统还可以用于这种定日镜的支撑系统，所述支撑系统被研发用于在太阳能园林中固定地安装光伏模块。此外，定日镜的机械耦合的可能性(权利要求7)提供潜在的成本节约。
存在不同的支撑结构，以便将接收器保持在定日镜场上方。在权利要求8中提到拱形系统，在权利要求9中提到桁架式支架(Sprengwerk)(三角形的支撑结构)，它们两者具有支承静态(stuetzende Statik)，而权利要求10中的系统具有悬挂式绳索结构，其中这些底点同样如在拱形和桁架式支架中那样优选地装设在定日镜场之外，从而使接收器悬挂在绳索系统上在定日镜场之上。权利要求11中的支撑结构基于塔式旋臂起重机的概念，其中支架或悬臂将接收器保持在定日镜场之上。所述系统主要适合于其中接收器高度H R小于约70m的小型太阳能中央接收器系统。因为在小型系统中，常见的塔式旋臂起重机的支架的长度足以在接收器的背离赤道的侧上定日镜场之外具有底点，所以可以通过接收器的支撑结构降低对定日镜场的遮蔽。此外，塔式旋臂起重机的使用允许在三维中移动接收器(权利要求12)，如塔式旋臂起重机移动负载那样，并且因此允许通过接收器的最佳的放置来提高定日镜场的效率。
接收器如此安装在相应的支撑结构上，使得所述接收器安置在支撑结构的局部下侧上，从而使支撑结构不阻断由定日镜场反射的射束(权利要求13)。
在近区域内能够实现不变的高反射器面密度，然而，随着与接收器间距的增大，必须以增大的间距来装设定日镜，以便避免定日镜相互阻断，也就是说，定日镜不能够将太阳能射束中的一部分反射到反射器上，因为其他的定日镜干扰并且因此阻断至接收器的光程。虽然近场已经将辐射功率的很大一部分传递到接收器上，但是仍需要远场(权利要求15)，以便在接收器高度H R超过100m的接收器上实现更高的、超过100MWth的辐射功率。但所述远场由于近场的功率而比在接收器高度H R超过100m的接收器上具有超过100MWth的辐射功率的其他太阳能塔式系统显著更小，所述其他太阳能塔式系统具有远场作为周围的定日镜场而没有近场。由此，这些系统包括具有大于六个接收器高度H R的显著更大的直径D H的定日镜场。根据本发明的系统的特殊性是以下可能性：研发具有超过100m的接收器高度的大型太阳能中央接收器系统，其直径D H小于6个接收器高度，如在权利要求17中所实施的那样。这意味着，本发明不仅导致定日镜的更有效使用而且导致底面的更有效使用。
根据本发明的太阳能中央接收器系统以以下方式区别于目前为止已知的太阳能塔式系统1至4。
1. 具有周围的定日镜场的太阳能塔式系统
a. 根据本发明的系统具有在接收器下方延伸的近场，在其中装设具有最高效率的定日镜，所述近场对于如下定日镜具有比60%更大的反射器面密度
Figure 474512DEST_PATH_IMAGE005
：具有矩形反射器面的定日镜以及具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)或固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜。
b. 该定日镜场是连续的并且不中断，如同周围的定日镜场，其在塔周围的区域内有空白处，根据本发明的系统在那里具有效率最高的定日镜。
c. 根据本发明的系统具有如下接收器，所述接收器具有向下取向的开孔或吸收器面，所述系统有利，不仅因为可以在近场中装设具有最高效率的定日镜，而且还因为在向下朝着定日镜场取向的接收器中对流和辐射损失最小化。
d. 该接收器以悬挂的方式安装在定日镜场之上延伸的支撑结构上，这使得接收器向接收器下方的近场定向成为可能，这导致近场中定日镜的更高效率。
e. 根据本发明的系统在设计时刻在接收器的目标面上辐射功率相同的情况下从更小的反射器面和更小的底面的意义上具有显著更小的定日镜场。
2. 具有北场的太阳能塔式系统
a. 根据本发明的系统具有在接收器下方延伸的近场，所述近场对于如下定日镜具有比60%更大的反射器面密度
Figure 904356DEST_PATH_IMAGE005
：具有矩形反射器面的定日镜和具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)或固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜。
b. 该定日镜场从接收器出发在所有的方位上延伸。
c. 根据本发明的系统具有如下接收器，所述接收器包括向下取向的开孔或吸收器面。
d. 该接收器以悬挂的方式安装在定日镜场之上延伸的支撑结构上。
3. 具有在接收器下方的定日镜场的太阳能塔式系统
a. 根据本发明的系统除了具有近场之外还具有包括减小的反射器面密度
Figure 83665DEST_PATH_IMAGE005
的远场，由此能够实现具有大于100m的接收器高度HR 和大于100 MWth的辐射功率的大型太阳能中央接收器系统。具有在接收器下方的定日镜场的目前为止的太阳能塔式系统具有小于30m的接收器高度HR 并且不具有远场。
b. 根据本发明的太阳能中央接收器系统对于小于70m的小接收器高度HR 提供塔式旋臂起重机系统作为用于接收器的支撑结构，所述塔式旋臂起重机系统在接收器的背离赤道的侧上在定日镜场之外具有其底点并且其接收器位置可以随着太阳的位置而在直至三维中变化。
c. 根据本发明的系统具有近场，所述近场对于如下定日镜具有比60%更大的反射器面密度
Figure 358788DEST_PATH_IMAGE005
：具有矩形反射器面的定日镜和具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)或固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜。在图17中示出具有包括FHA的定日镜和68%反射器面密度的近场的俯视图并且在图22中示出具有包括FQA的定日镜和具有约71%的反射器面密度的近场的定日镜场。
4. 具有南场和北场的太阳能塔式系统
a. 根据本发明的系统具有近场，所述近场对于如下定日镜具有比60%更大的反射器面密度
Figure 957521DEST_PATH_IMAGE005
：具有矩形反射器面的定日镜和具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)或固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜。
b. 根据本发明的系统具有反射器面密度
Figure 292687DEST_PATH_IMAGE008
减小的远场。
c. 根据本发明的系统具有如下接收器，所述接收器包括向下取向的开孔或吸收器作为目标面。
d. 该接收器以悬挂的方式安装在定日镜场之上延伸的支撑结构上。
上述四种太阳能塔式系统中没有一个具有对于如下定日镜具有比60%更大的反射器面密度
Figure 959292DEST_PATH_IMAGE005
的近场：具有矩形反射器面的定日镜和具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)或固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜。
附图说明
在附图中，各个图中相同的参考标记用于相同的情况，其中如果参考数字的最后两个末尾数相同，则表示类似的情况。位于两个末尾数字之前的数字表示相应图的编号。
附图中：
图1示出具有定日镜场的已知太阳能塔式系统的透视图，所述定日镜场由将太阳能射束集中在接收器上的多个定日镜组合而成，所述接收器位于塔上(根据US 4 172 443的现有技术)，
图2示出具有周围的定日镜场的已知的太阳能塔式系统的俯视图的原理图示(现有技术)，
图3示出具有极性场的已知的太阳能塔式系统的俯视图的原理图示，在这种情况下对于在北半球上的系统具有在接收器和塔以北的定日镜场(现有技术)，
图4示出具有乔万尼·弗朗西亚的已知的太阳能塔式系统的俯视图的原理图示，所述太阳能塔式系统具有在接收器下方的定日镜场(现有技术)，
图5示出具有在接收器下方的定日镜场的已知的太阳能塔式系统的透视图，所述接收器以悬挂的方式安装在支架支撑结构上(根据US 4 220 140的现有技术)，
图6示出具有南场和北场的已知的太阳能塔式系统的俯视图(出自[7]和WO 2008/154521 A1的现有技术)，
图7a)和b)各示出具有固定的竖直轴悬挂装置(FVA)的已知的定日镜的原理图示并且图7c)示出由自由运动的反射器所需要的空间体积的透视图(出自[8] 和WO 2008/092195 A1的现有技术)，
图8示出具有固定的竖直轴悬挂装置(FVA)的定日镜的装配的俯视图的原理图示，所述定日镜在避免重叠的空间体积的情况下具有最大反射器面密度(根据[8]的现有技术)，
图9a)示出具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的已知的定日镜的原理图示并且图9b)示出由自由运动的反射器所需要的空间体积的透视图(出自[8]和WO 2008/092195 A1的现有技术)，
图10示出具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜的装配的俯视图的原理图示，所述定日镜在避免重叠的空间体积的情况下具有最大反射器面密度(根据[8]的现有技术)，
图11示出由[9]已知的空腔接收器的横截面，其中集中的太阳能射束通过开孔落在空腔接收器中并且在那里撞击在吸收器上，在所述吸收器上供给热载体介质的热量，
图12示出具有固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜的模块的根据本发明的实施方式的透视图，所述定日镜的模块由各具有六个定日镜的五组定日镜、由支撑框架和支腿组成的公共支撑系统组成，其中与装配面固定连接的第一旋转轴与所述装配面平行，所述装配面在图中通过支撑框架撑开并且向定日镜场的总底面倾斜角度α，
图13示出由具有固定的准极轴悬挂装置(FQA)的六个定日镜组成的一组定日镜的根据本发明的实施方式的俯视图，其中定日镜的空间体积允许在所示的定日镜组之内紧密地放置这些定日镜并且这些定日镜的追踪通过第一旋转轴直接地机械耦合并且所述追踪通过平行的第二旋转轴1393通过共同的机械装置机械耦合。
图14示出分别具有以悬挂的方式安装的接收器的太阳能中央接收器系统的根据本发明的实施方式的可能的支撑结构的概观，所述支撑结构具有a)拱形的支撑结构，b)桁架式支架(三角形支撑结构)，c)悬挂的绳索结构和d)作为由竖直的支撑结构和支架或悬臂组成的支撑结构的起重机系统，接收器以悬挂的方式安装在所述支架或悬臂上，
图15a)示出空腔接收器的根据本发明的实施方式的横截面并且图15b)示出空腔接收器的下侧的透视图，其中吸收器位于空腔内，其中太阳能射束通过光学开口、开孔进入空腔并且在那落到吸收器上，
图16示出太阳能中央接收器系统的根据本发明的实施方式的俯视图，由具有FHA的定日镜组成的所述定日镜场划分成近场和远场，其中近场在接收器下方延伸直至矩形的边缘并且远场从近场的边延伸直至定日镜场的边缘，
图17示出图16的根据本发明的实施方式的俯视图的放大的片段，用于示出近场中具有FHA的定日镜的装配，
图18示出图16的根据本发明的实施方式的俯视图的放大的片段，用于示出远场中具有FHA的定日镜的装配，其中间距不按比例并且n是在西-东方向上的定日镜行的编号并且m是在南-北方向上的定日镜行的编号，
图19示出定日镜在东-西和南-北方向上的间距的图表，所述间距取决于与接收器的间距，
图20a)示出具有外部吸收器的接收器的根据本发明的实施方式的横截面并且图20b)示出具有外部吸收器的接收器的下侧的透视图，其中吸收器是接收器的一侧，
图21示出四行分别是具有FQA的定日镜的四个模块的根据本发明的实施方式的透视图，其中以平行的东-西行装配，
图22示出包括具有FQA的定日镜的太阳能中央接收器系统的根据本发明的实施方式的俯视图，其中每个点相应于如图13所示的定日镜组，其中定日镜场划分为近场和远场，其中近场在接收器下方延伸直至矩形的边缘并且远场从近场的边延伸直至定日镜场的边缘，
图23示出图22的根据本发明的实施方式的不按比例的俯视图的放大片段，用于表示近场中具有FQA的定日镜的装配，其中模块行在北-南方向上的间距
Figure 2011800506412100002DEST_PATH_IMAGE009
在近场中相同，如同模块行内的定日镜在东-西方向上的间距
Figure 975789DEST_PATH_IMAGE010
那样，
图24示出图22的根据本发明的实施方式的不按比例的俯视图的放大的片段，用于表示远场中具有FQA的定日镜的装配，其中模块行在北-南-方向上的间距随着与接收器的间距而增加，如同模块行内的定日镜在东-西方向上的间距那样，其中在模块内定日镜在东-西方向上的间距可以保持相同并且角度α随着与接收器的间距而变大，由此在俯视图中模块行随着与接收器的间距显得不断变窄，从而使
Figure 411450DEST_PATH_IMAGE012
并且
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，其中n是模块在西-东方向上的编号并且m是模块行在南-北方向上的编号，
图25对于包括具有FQA的定日镜的定日镜场示出定日镜在东-西方向和在北-南方向上的间距依赖于与接收器的间距的图表，以及定日镜场的各个模块的角度α依赖于在北-南方向上与接收器的间距的图示，其中正值意味着，旋转轴如此倾转，使得较高末端指向地极的方向，而负值意味着，旋转轴的较高末端指向赤道的方向，
图26示出具有定日镜场和作为支撑结构的塔式旋臂起重机的太阳能中央接收器系统的根据本发明的实施方式的横截面，其表示从[10]中推断出，所述太阳能中央接收器系统由用于接收器的支架和竖直的支撑结构以及由具有FHA的定日镜组成的场组成，所述场由近场组成而无远场，其中，接收器的位置可以三维变化，
图27示出具有定日镜场的太阳能中央接收器系统的根据本发明的实施方式的俯视图，其中每个点相应于定日镜，并且塔式旋臂起重机作为支撑结构，所述支撑结构由竖直的支撑结构和在定日镜场之外以北的底点和支架组成，以便将接收器保持在定日镜场之上，其中支架可以通过竖直旋转轴的轴在竖直的支撑结构中旋转并且接收器可以沿着支架来回运动，如示例性示出的那样，其中接收器所位于的在定日镜场的零点之上的位置是太阳在正午恰恰位于定日镜场以南时的地点，而其他位置表示如下地点：当太阳在夏季早晨位于定日镜场东北边时。
具体实施方式
发明
本发明的目标是，建立太阳能中央接收器发电站，其中可以更有效地使用定日镜场。为此，由具有大于60%的均匀反射器面密度
Figure 120780DEST_PATH_IMAGE005
的近场组成的定日镜场优选与远场组合，所述远场的反射器面密度
Figure 71418DEST_PATH_IMAGE005
随着与接收器的间距增加而减小。本发明还包括如下太阳能中央接收器系统，所述太阳能中央接收器系统仅仅由具有大于60%的均匀反射器面密度
Figure 891607DEST_PATH_IMAGE005
的近场组成。远场的区域和近场中的高反射器面密度
Figure 244091DEST_PATH_IMAGE005
通过使用具有矩形反射器和固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜或替代地通过使用具有矩形反射器和固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜来实现。在WO 02/070966 A1、WO 2008/092194 A1、WO 2008/092195 A1和[8]中描述具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜。具有固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜在本发明中第一次被描述。所述定日镜场将太阳能射束集中到接收器上，所述接收器的目标面、开孔、热吸收器或光伏吸收器具有向下朝着定日镜场取向的法线矢量，所述定日镜场在接收器下方在北、东、南和西方向上延伸。接收器以悬挂的方式安装在支撑结构上，所述支撑结构在定日镜场之上延伸。该支撑结构例如可以是拱(见图14a)、桁架式支架(见图14b)或具有多个底点的悬挂式绳索结构(见图14c)或具有支架或悬臂和底点的起重机系统(见图14d)。理想地，这些底点位于定日镜场之外，但也可以例如出于静力原因位于该场之内。
本发明能够实现如下太阳能中央接收器系统，其具有超过100m的接收器高度HR、在接收器的目标面上在设计时刻具有超过100MWth的辐射功率(通常，在夏至白天太阳时12点正午)和直径DH 小于六个接收器高度HR 的定日镜场大小。这意味着，本发明不仅导致定日镜场的有效利用，而且导致底面的有效利用。
具有固定的准极轴悬挂装置 (FQA) 的定日镜
用于具有高反射器面密度的定日镜场的根据本发明的备选定日镜是具有固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜。具有FQA的定日镜是具有FHA的定日镜的改进方案。
图12中示出具有固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜的模块1280，其中第一旋转轴1292与该模块的框架1285如此固定地连接，使得所述第一旋转轴1292相对于总底面以图12中所绘的角度α倾斜，所述模块1280的支腿1287坐落(fussen)在所述总底面上。第二旋转轴1293的位置与第一旋转轴1292垂直并且随着与其固定连接的反射器1295围绕第一旋转轴1292运动。因此，具有FQA的定日镜是具有FHA的定日镜的改进方案，其中第一旋转轴1292与其平行地固定连接的装配面相对于总底面倾斜角度α。在此，倾斜的装配面等同于图12中通过模块系统的框架1285所撑开的面。
在图12所示的优选实施中，通过模块框架1285撑开的装配面围绕着东-西轴相对于总底面倾转并且第一旋转轴1292在北-南方向上定向。通过围绕着第一旋转轴1292运动，这些定日镜主要跟踪太阳在东-西方向上的日常进程，而定日镜通过围绕第二旋转轴1293的运动主要跟随太阳的高度。
在图12的实施中，具有FQA和公共装配面的每六个定日镜分别构成一个定日镜组1283。五个这样的定日镜组借助公共的支撑系统构成模块。
图13示出由六个具有FQA的定日镜1390组成的一个定日镜组1383的俯视图。定日镜1390的空间体积1399允许在所示的定日镜组内紧密地放置这些定日镜。定日镜的反射器的追踪可以通过第一旋转轴1392耦合。同样，围绕平行的第二旋转轴1393的运动可以通过公共的机械装置1394耦合。
在图12和图13中所示的优选实施中，具有公共装配面的定日镜组1283和1383成行装设，从而使它们具有公共的第一旋转轴1292和1392，从而使围绕所述第一旋转轴1292和1392的运动机械耦合。反射器1295和1395的通过旋转轴的定向来限定的空间体积1299和1399如在具有FHA的定日镜中那样允许行中的高装配密度。
以(um)所述角度α的公共装配面和因此与其平行的第一旋转轴的定向朝着地球围绕其旋转的地轴确定方向。在优选实施中，在接收器的背离赤道的侧上具有位置的具有FQA的定日镜的第一旋转轴与地轴基本上平行，也就是说，角度α具有与在该场所(Standort)上的地理纬度基本上相同的数值。在其他位置上，即其北边或南边，角度α更大或更小。随着接收器到下一地极的间距增加，第一旋转轴越来越向竖直线倾转，也就是说，角度α将更大，而在定日镜具有更接近赤道的位置的情况下，第一旋转轴越来越向水平轴倾转，也就是说，角度α将更小。在接收器的朝向赤道的侧上，可以给出以下区域：在所述区域中装配面和第一旋转轴可以向另一方向倾转。
如此选择定日镜组的公共装配面与其第一旋转轴的角度α，使得在定日镜组内的相邻定日镜具有高装配密度，而不相互遮蔽和阻断。为此，如此选择角度α，使得这些定日镜在三月和九月在昼夜平分时在太阳时12点正午在运行中基本上位于一个平面内。包括具有FQA的定日镜组的模块以如此的间距装设在北-南方向上，使得定日镜相互的遮蔽和阻断很小。“阻断”意味着，定日镜不能够将太阳能射束中的一部分反射到反射器上，因为其他的定日镜干扰并且因此阻断至接收器的光程，而“遮蔽”意味着，定日镜遮蔽其他的定日镜。
定日镜围绕第二旋转轴1293和1393的运动同样可以机械耦合，但不是必须机械耦合。在图13中，机械装置1394的基本上线性的运动能够实现定日镜1390围绕其第二旋转轴1393的共同运动。
具有FHA的定日镜的以类似方式的机械耦合在WO 02/070966 A1的图6中和所属的解释中以类似形式表示。
在图12所示的优选实施中，反射器1295具有细长的形状，从而使长度
Figure 124322DEST_PATH_IMAGE014
是宽度
Figure 562257DEST_PATH_IMAGE015
的至少两倍。在图12的设计中，反射器1295甚至至少是宽度的6倍长
Figure DEST_PATH_IMAGE016
。
定日镜的反射器可以是平坦的或沿着长度集中弯曲的。
如在图12中可以看出，由反射器的细长的形状产生的空间体积能够实现在共同的模块1280内相邻定日镜行的高装配密度。具有FHA的定日镜的细长的矩形反射器的高装配密度在[8]的图10中示出。相同的关系也适用于具有FQA的定日镜。
实施例
实施例 1
基于本专利文献的太阳能中央接收器系统的示例性设计设计有以下特征：
用于设计太阳能中央接收器系统的假设：
设计时刻：6月21日，正午12点，太阳时。
场所：纬度34°N，北纬(例如北非或南加州，USA)。
假设：在设计时刻直接正常辐射(太阳能辐射功率)：1000W/m2。
在设计时刻在接收器的目标面上的辐射功率(热功率单位兆瓦-MWth)：140MWth。
接收器
所使用的接收器是空腔接收器，如在图15中所示，其中吸收器1515位于空腔1512中。太阳能射束穿过光学开口、开孔1511进入空腔1512并且在那落到吸收器1515上，吸收器1515将太阳能射束转化为热量。吸收器1515还可以具有不同的形状和结构。开孔面的法线矢量nR向下指。BR_NS 是矩形开孔1511在北-南方向上的宽度并且BR_OW 是矩形开孔1511在东-西方向上的宽度。对于空腔接收器的开孔1511的尺寸，如在图15中所示，下式成立：
Figure 920557DEST_PATH_IMAGE017
对于接收器在定日镜场之上的高度、接收器高度，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
成立。
接收器支撑结构
接收器以悬挂的方式安装在支撑结构上，所述支撑结构将接收器自由地保持在定日镜场之上。这例如可以是具有两个撑脚的拱形系统，如图14a中所示的那样。所述拱将从东向西跨定日镜场伸展。
定日镜
具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜
反射器面
Figure 330810DEST_PATH_IMAGE019
。
LHel = 3.21m(长度)， BHel = 2.25 m(宽度)。
定日镜的反射器是平坦的并且没有集中弯曲。
定日镜场
以平行的行在东-西方向上装配定日镜，其中定日镜也成行地位于北-南方向上。见图17和图18。在其他设计中，相邻的东-西行的定日镜也可以彼此错开定日镜间距的一半(请比较图17)，如图10中所示。
定日镜场由近场1636和远场1638组成。
图16中以俯视图示出由近场1636和远场1638组成的所描述的定日镜场，其中每个单个点代表单个定日镜在北-南方向上和在东-西方向上的位置。坐标系的零点通过接收器1610的中心位置来定义，所述接收器1610在此通过较大的不按比例的点代表。近场1637的外边缘同时是至远场的边界。远场的外边缘同时是整个定日镜场1639的外边缘。
在近场1636中，以彼此保持相等的间距以最大反射器面密度
Figure 381942DEST_PATH_IMAGE021
装配定日镜，如由图17中近场的俯视图的放大的片段可以看出。在该近场中的反射器面密度等于在定日镜场中的最大反射器面密度
Figure 469164DEST_PATH_IMAGE021
。
定日镜场的近区域根据图16在东-西方向上从接收器以东85m延伸到接收器以西85m并且在北-南方向上从接收器以北115m延伸到接收器以南150m。
图17中，按正确比例示出近场的俯视图的片段，其中具有定日镜1790在东-西方向和在北-南方向上的间距。
在东-西方向上，以2.65m的间距
Figure 530661DEST_PATH_IMAGE020
装配近场中的定日镜，也就是说，在具有2.25m的宽度BHel的反射器之间分别具有0.4m的间隙
Figure DEST_PATH_IMAGE022
(当它们位于水平停放位置上(其中反射器是水平的)并且定日镜的长边在北-南方向上确定方向时)，如在图17中的俯视图中所示。
通过使用具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜能够实现东-西行内约85%(=2.25m/2.65m)的高装配密度，如在WO 02/070966 A1、WO 2008/092194 A1和WO 2008/092195 A1中所描述的那样。当装设和制造是精确的并且满足本地的安全标准时，定日镜的固定的水平轴悬挂装置甚至允许在东-西行内基本上更高的装配密度。图10中示出：可以如何以东-西方向上最大的装配密度装配具有FHA的定日镜1090，而在这些定日镜之间无公差。
在北-南方向上以4.01m的间距ANS 装配近场中的定日镜行，也就是说，当所述反射器位于水平停放位置上时，在具有长度LHel = 3.21m(并且因此3.21m宽的行)的反射器之间分别有0.8m的间隙ZNS 。见图17。当如图10所示定日镜行分别错开定日镜间距
Figure 752695DEST_PATH_IMAGE020
的一半(请比较图17)时，这些行的装配密度基本上也可以更高。
由在东-西和北-南方向上的装配密度的组合在近场内得出
Figure 102905DEST_PATH_IMAGE023
=约68%的恒定反射器面密度。
在近场中的恒定反射器面密度
Figure 130903DEST_PATH_IMAGE005
等于最大反射器面密度
Figure 250169DEST_PATH_IMAGE023
，其在近场中在如图17那样根据以下公式计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
。
借助具有固定的竖直轴悬挂装置(如所有已知商用的定日镜所具有的那样)的矩形定日镜可以在理想情况下(方形镜)实现=约58%的理论上最大的反射器面密度，如在[8]中解释和推导出的那样。
在远场中，随着与接收器1610的间距增大，不仅在东-西定向上的间距增大而且在北-南定向上的间距也增大。在远场中，在东-西方向上的间距
Figure 277348DEST_PATH_IMAGE020
从2.65m增加直到5m并且在北-南方向上的间距ANS从4.01m增加直到8m。
图18中示出远场的俯视图的放大的片段。间距的表示仅仅示出原理。这些间距不按比例。可以看出，对于接收器1610位于该场片段西南边的所示情况，这些间距从西向东增加并且从南向北增加。
图19中示出定日镜的间距在东-西方向和在北-南方向上的增加。
整个定日镜场在北-南方向上从接收器1610以北340m延伸直至接收器1610以南285米并且在东-西方向上从该接收器以东330m延伸直至接收器1610以西330m。
整个定日镜场的反射器面密度是： =52%。
定日镜场的周边在图16中描述下列形状：其在圆之外并且同时在正方形之内延伸。定日镜场的中心位于接收器1610以北约25m，如由图16中描绘的比例说明可以看出。接收器1610从场的中心向南移动约25m。定日镜场的直径约700m并且因此是约
Figure 14634DEST_PATH_IMAGE027
。
定日镜场是连续不断的并且如果支撑结构的跨度的技术实现使得定日镜场内需要支撑结构的底点则仅仅对于这些底点被中断。
对于实施例 1 的重要特征的总结
• 接收器高度HR ：定日镜场之上150m。
• 接收器开孔的面：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
。
• 接收器定向：接收器1610的开孔面的法线矢量垂直向下地取向，如在图15中所示。
• 支撑结构：如图14a所示是拱形系统，在由近场1636和远场1638组成的定日镜场之上东-西撑开。
• 在近场1636内具有恒定反射器面密度
Figure 312891DEST_PATH_IMAGE005
的定日镜场，所述反射器面密度等于最大反射器面密度，约68%。
1. 用于在东-西方向上的行内或替代地在北-南方向上行内的高装配密度的、具有固定的水平轴悬挂装置的定日镜。
2. 定日镜场在近区域内具有反射器面密度
Figure 898090DEST_PATH_IMAGE029
。
3. 在北、东、南和西方向上在接收器周围延伸并且表示连续不断(不中断)的面的定日镜场。
• 在远场中，定日镜之间的间距在东-西和北-南方向上增加。
• 用于整个定日镜场的反射器面密度
Figure 632828DEST_PATH_IMAGE026
是：
Figure 241664DEST_PATH_IMAGE026
=52%。
• 具有固定的水平轴悬挂装置的定日镜，用于东-西方向上的高装配密度。
• 近场1636的尺寸：接收器以东85m直至接收器以西85m并且该接收器以北115m和接收器1610以南150m。
实施例 2
在使用根据本发明的具有固定的准极轴悬挂装置(FQA)的定日镜类型的情况下，基于本专利文献、用于太阳能中央接收器系统的另一示例性设计被设计有以下特征：
用于太阳能中央接收器系统的设计的假设
设计时刻：6月21日，正午12点，太阳时。
场所：纬度34°N，北纬，(例如北非或南加州，USA)
假设：在设计时刻直接正常辐射(太阳能辐射功率)：1000W/m2。
接收器
所使用的接收器是具有外部吸收器的接收器，如在图20中所示，其中吸收器2015位于接收器的一侧上。吸收器2015的表面因此也相应于接收器的光学开口、开孔2011。在其他情况下，吸收器2015也可以具有不平坦的表面。吸收器面的法线矢量nR向下指。BR_NS 是矩形吸收器2015在北-南方向上的宽度并且BR_OW 是矩形吸收器2015在东-西方向上的宽度。如在图20中所示，对于吸收器2015的尺寸，下式成立：
。
对于接收器在定日镜场之上的高度、接收器高度，下式成立：HR = 150m。
接收器支撑结构
接收器以悬挂的方式安装在支撑结构上，所述支撑结构将接收器自由地保持在定日镜场之上。这例如可以是具有两个撑脚的拱形系统，如在图14a中所示。所述拱将从东向西跨定日镜场伸展。
定日镜
具有FQA的定日镜1290组合成各六个定日镜的组，其中五组定日镜1283组合成具有共同的支撑系统的模块1280，所述支撑系统由支撑框架1285和支腿1287组成，如在图12中所示。
反射器面积
Figure 290523DEST_PATH_IMAGE031
。
LHel = 3.21 m(长度)， BHel = 0.425m(宽度)。见图13。
在一组定日镜1383之内的六个定日镜1390之间的间隙ZNS 是0.05m，类似于图13所示。在五组定日镜1283之间的间距
Figure 301204DEST_PATH_IMAGE020
在一个模块1280内相同。然而，在定日镜组1283之间的间距可能从一个模块1280到另一个模块不同。
定日镜沿着长度以焦距300m弯曲并集中。
定日镜场
定日镜场由具有FQA的定日镜的多个模块1280组成，所述定日镜具有在定日镜组1283内围绕第一旋转轴和第二旋转轴的耦合的追踪。
具有FQA的定日镜装配成在东-西方向上具有FQA的定日镜的模块2180的平行的行，如在图21中以用于各四个模块的四行的透视图所示的那样。在图21所示的情形下，在模块2180内的定日镜组2183的间距
Figure 302975DEST_PATH_IMAGE020
是保持相等的，在模块2180的行之间的间距也同样，角度α也这样。这是由近场组成的片段的特征。间距、角和大小仅仅是按比例的。
定日镜场由近场2236和远场2238组成。
图22中以俯视图示出所描述的由近场2236和远场2238组成的定日镜场，其中每个单个点代表定日镜组1383的位置，如在图13中所示。坐标系的零点通过接收器2210的中心的位置定义，所述接收器2210在此通过较大的不按比例的点代表。近场2237的外边缘同时是至远场的边界。远场的外边缘同时是整个定日镜场2239的外边缘。
在近场2236中，定日镜组在东-西方向上的间距
Figure 14579DEST_PATH_IMAGE020
保持相等并且以最大反射器面密度
Figure DEST_PATH_IMAGE032
装配，如由在图23中近场的俯视图的放大的片段可以更好地看出。在近场中的反射器面密度
Figure 817450DEST_PATH_IMAGE005
等于在定日镜场内最大的反射器面密度
Figure 893990DEST_PATH_IMAGE032
。
定日镜场的近场根据图22在东-西方向上从接收器以东80m延伸直至接收器以西80m并且在北-南方向上从接收器以北83m延伸直至接收器以南173m。
在图23中不按比例示出近场的俯视图的片段。在北-南方向上模块行的间距AMod在近场中相同，在东-西方向上模块行内定日镜的间距
Figure 477418DEST_PATH_IMAGE020
也同样。
在东-西方向上，以3.61m的间距
Figure 664817DEST_PATH_IMAGE020
装配近场中的定日镜，也就是说当反射器如所示平行定向时，在具有3.21m的长度LHel的反射器之间分别有0.4m的间隙ZOW 。
如在图12中所示，基于在东-西方向上长度LHel 比宽度BHEL 显著更大
Figure 650091DEST_PATH_IMAGE033
的反射器，通过使用具有FQA的定日镜和定日镜的对于自由运动所需的空间体积，能够实现东-西行内约89%(=3.21m/3.61m)的高装配密度。当装设和制造是精确的并且满足本地的安全标准时，具有FQA的定日镜的使用甚至允许在东-西行内基本上更高的装配密度。
在北-南方向上以3.20m的间距AMod 装配近场中的模块行，也就是说，由用于每一定日镜组各六个定日镜的BHel = 0.425m得出北-南方向上80%(= 6 x 0.425 m/3.20m)的装配密度。当装设和制造是精确的并且满足本地的安全标准时，行的装配密度基本上还可以更高。
由在东-西和北-南方向上的装配密度的组合在近场内得出
Figure DEST_PATH_IMAGE034
=约71%的恒定反射器面密度。
在远场中，不仅在东-西方向上而且在北-南方向上，所述间距随着与接收器2210的间距增加而增大。定日镜的间距在远场中在东-西方向上从3.61m增长直至6.39m并且模块行在北-南方向上的间距从3.20m增长直至6.63m。
图24中示出包括具有FQA的定日镜的远场的俯视图的片段。这些间距的表示仅仅示出原理。间距不按比例。可以看出，对于接收器2210位于该场片段西南的所示情况，间距从西向东增加并且从南向北增加。
装配面和第一旋转轴相对于总底面的角度α在定日镜场的北端的模块行中最大并且向南减小，如在图25中所示。可以看出，角度α以5°的步长变化。这样做是出于生产技术的考虑，纯理论上，角度α也可以连续变化。此外，还可以看出在接收器以南，角度α也可以是负的，其中正值意味着，旋转轴如此倾转，使得较高的末端指向地极的方向(北)，而负值意味着，旋转轴的较高末端指向赤道的方向(南)。
整个定日镜场在北-南方向上在接收器2210以北340m延伸直至接收器2210以南285米并且在东-西方向上从该接收器以东330m延伸直至接收器2210以西330m。
用于整个定日镜场的反射器面密度
Figure 897533DEST_PATH_IMAGE026
是：
Figure 905940DEST_PATH_IMAGE035
=51%。
定日镜场的周边在图22中描述在圆之外并且同时在正方形之内延伸的形状。定日镜场的中心位于接收器2210以北约25m，如由图22中描绘的比例说明可以看出。接收器2210从场的中心向南移动约25m。定日镜场的直径约700m并且因此是约4.5x HR 。
定日镜场是连续不断的并且如果支撑结构的跨度的技术实现使得在定日镜场内需要支撑结构的底点则仅仅对于这些底点被中断，。
对于实施例 2 的重要特征的总结
• 接收器高度HR：定日镜场之上150m。
• 接收器的吸收器的面：12.5m x 12.5m = 156.25m2。
• 接收器定向：接收器2210的吸收器面的法线矢量垂直向下地取向，如在图20中所示的那样。
• 支撑结构：如图14a所示，拱形系统，在由近场2236和远场2238组成的定日镜场之上东-西撑开。
• 在近场2236内具有恒定反射器面密度
Figure 897030DEST_PATH_IMAGE005
的定日镜场，所述反射器面密度
Figure 736810DEST_PATH_IMAGE005
等于最大反射器面密度
Figure 155153DEST_PATH_IMAGE034
，约71%。
1. 用于高反射器面密度的、具有固定的准极轴悬挂装置的定日镜。
2. 在近区域内反射器面密度的定日镜场。
3. 在北、东、南和西方向上在接收器周围延伸并且表示连续不断(不中断)的面的定日镜场。
• 在远场中，在东-西方向上定日镜之间增加的间距和在北-南方向上定日镜的模块行之间增加的间距。
• 整个定日镜场的反射器面密度
Figure 385277DEST_PATH_IMAGE037
是：
Figure 242374DEST_PATH_IMAGE037
=51%。
• 具有固定的准极轴悬挂装置的定日镜，用于高反射器面密度。
• 近场2236的尺寸：接收器以东83m直至接收器以西83m并且该接收器以北80m和接收器2210以南173m。
• 在远场2238中，在北-南方向上模块行之间增加的间距和东-西方向上定日镜之间增加的间距。
实施例 3
在定日镜场中使用具有固定的水平轴悬挂装置的定日镜的情况下，基于本专利文献、用于小型太阳能中央接收器系统的另一示例性设计，所述定日镜场仅仅由近场组成并且其中支撑结构是具有支架的塔式旋臂起重机，所述具有支架的塔式旋臂起重机能够实现接收器在直至三维中的运动：
用于太阳能中央接收器系统的设计的假设
设计时刻：6月21日，正午12点，太阳时。
场所：纬度34°N，北纬，(例如北非或南加州，USA)
假设：在设计时刻直接正常辐射(太阳能辐射功率)：1000W/m2。
在设计时刻在接收器的目标面上的辐射功率(热功率单位兆瓦：MWth)：2MWth。
接收器
所使用的接收器是空腔接收器，如在图15中所示。开孔面的法线矢量nR向下指。BR_NS 是矩形开孔1511在北-南方向上的宽度并且BR_OW 是矩形开孔1511在东-西方向上的宽度。对于空腔接收器的开孔1511的尺寸，如在图15中所示，下式成立：
Figure DEST_PATH_IMAGE038
对于接收器在定日镜场之上的高度、接收器高度，下式成立：HR = 45m。
在定日镜场之上的接收器高度：HR = 45m。
接收器支撑结构
如在图26中所示，支撑结构是由竖直的支撑结构2621和支架2622组成的塔式旋臂起重机，接收器2610以悬挂的方式在所述塔式旋臂起重机上安装在定日镜场之上。塔式旋臂起重机的竖直的支撑结构2621的底点2623在定日镜场以北。
如在图27中可以看出，支架2722可以围绕竖直支撑结构2721中的竖直旋转轴旋转。此外，接收器2710可以沿着支架2722来回运动。由此可以根据太阳的位置改变接收器2710的位置并且因此可以优化定日镜场的效率。可以看出，在两个所示的支架位置上的接收器2710同样位于沿着支架2722的不同位置上。接收器2710位于定日镜场的零点之上的位置是太阳在正午恰恰位于定日镜场以南的地点，而其他位置表示以下地点：当太阳在夏季早晨位于定日镜场东北边时。
基本上也能够实现：可以在高度HR方面改变接收器2710的位置。
定日镜
具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜
反射器面积FHel = LHel x BHel = 7.2225m2
LHel = 3.21m (长度)， BHel = 2.25m (宽度)。
定日镜的反射器沿着长度以49.5m的焦距弯曲且集中。
定日镜场
以平行的行在东-西方向上装配定日镜，其中定日镜也成行地位于北-南方向上。见图27。在其他设计中，相邻东-西行的定日镜也可以彼此错开定日镜间距
Figure 806168DEST_PATH_IMAGE020
的一半(请比较图17)，如图10中那样。
定日镜场由近场并且不由远场组成。
图27中以俯视图示出由近场并且不由远场组成的所描述的定日镜场，其中每个单个点代表在北-南方向上和在东-西方向上的单个定日镜的位置。坐标系的零点通过接收器2710的中心的位置定义，所述接收器2710在此通过较大的不按比例的点代表。
在整个定日镜场中，彼此间以保持相等的间距以最大反射器面密度
Figure 457729DEST_PATH_IMAGE023
装配定日镜2790，如由图27中的俯视图可以看出。整个定日镜场的反射器面密度
Figure 440728DEST_PATH_IMAGE005
因此等于定日镜场中的最大反射器面密度
Figure 835938DEST_PATH_IMAGE032
。
在东-西方向上，以2.75m的间距装配定日镜场中的定日镜，也就是说，当反射器位于水平的停放位置上(其中反射器是水平的并且定日镜的长边在北-南方向上确定方向)时，在具有2.25m的宽度BHel的反射器之间分别具有0.5m的间隙ZOW ，如在图17中的俯视图中所示。
通过使用具有固定的水平轴悬挂装置(FHA)的定日镜能够实现东-西行内约82%(=2.25m/2.75m)的高装配密度，如在WO 02/070966 A1、WO 2008/092194 A1和WO 2008/092195 A1中所描述的那样。
在北-南方向上以4.21m的间距ANS 装配近场中的定日镜行，也就是说，在具有长度LHel = 3.21m(并且因此3.21m宽的行)的反射器之间分别有1.0m的间隙ZNS(当它们位于水平停放位置上时)。见图17。当如图10所示，定日镜行分别错开定日镜间距
Figure 410456DEST_PATH_IMAGE020
的一半(请比较图17)时，行的装配密度也可以基本上更高。
由在东-西和北-南方向上的装配密度的组合在定日镜场内得出
Figure 615172DEST_PATH_IMAGE023
=约62%的恒定反射器面密度。
与设计例1相反，此定日镜场仅仅由具有彼此间以保持相等的间距的定日镜的近场组成。
整个定日镜场在北-南方向上从接收器2710以北约38m延伸直至接收器2710以南17米并且在东-西方向上从该接收器以东33m延伸直至接收器2710以西33m。
定日镜场的周边在图27中大致以圆形描述。定日镜场的中心位于接收器2710以北约10m，如由图27中描绘的比例说明可以看出。接收器2710从场的中心向南转移约10m。定日镜场的直径约60m并且因此是约1.3xHR 。
定日镜场是连续不断的。
对于实施例 3 的重要特征的总结
• 接收器高度HR ：定日镜场之上45m。
• 接收器开孔的面：3m x 6m = 18m2。
接收器定向：接收器2710的开孔面的法线矢量垂直向下地取向，如在图15中和图26中所示。
• 支撑结构：塔式旋臂起重机，由竖直的支撑结构2621和支架2622组成用于以悬挂的方式安装的接收器2610并且具有在定日镜场以北的底点。
•具有恒定反射器面密度
Figure 814072DEST_PATH_IMAGE005
的定日镜场相应于最大反射器面密度
Figure 155055DEST_PATH_IMAGE039
，约71%。
1. 用于在东-西方向上的行内的高装配密度的、具有固定的水平轴悬挂装置的定日镜。
2.具有反射器面密度
Figure DEST_PATH_IMAGE040
的定日镜场。
3. 在北、东、南和西方向上在接收器周围延伸并且表示连续不断(不中断)的面的定日镜场。
• 没有远场。
• 整个定日镜场的反射器面密度
Figure 351681DEST_PATH_IMAGE041
是：
Figure DEST_PATH_IMAGE042
。
用于设计实施例 1 至 3 的过程
为了设计先前的实施例1至3，选择在四个优选彼此相继的步骤中的以下过程：
用于设计太阳能中央接收器系统的定日镜场的方法，
a)其中在第一步骤中，定义优选平整的总底面上用于近场(1636；2236)的定日镜(1790；1290，1390)的装配，其具有
Figure 43693DEST_PATH_IMAGE043
> 60%的反射器面密度
Figure DEST_PATH_IMAGE044
，
• 其中反射器面密度
Figure 718388DEST_PATH_IMAGE043
被定义为定日镜场的一区域的整个反射器面与定日镜场的同一区域的覆盖底面(überbauten Grundfläche)的比例，
• 其中每个定日镜具有可围绕两个旋转轴(792，793；992，993)调整的反射器(795；995)，在太阳位置改变的情况下，所述反射器将太阳能射束反射到一个或多个接收器(1610；2210)的目标面上，
• 其中目标面是相应接收器的开孔(1511；2011)或热吸收器(2015)或光伏吸收器(2015) (图15；图20)，
• 其中，在每个定日镜中，第一旋转轴(992；1292，1392)构造为与装配面平行(图9；图12，图13)并且具有公共装配面的定日镜组成行地装配，从而使相应组内的定日镜(1290，1390；1790)的第一旋转轴(992；1292，1392；1792)位于一条直线上、也就是说，彼此对齐，
• 其中每个定日镜的反射器(995；1295，1395；1795)被构造为矩形并且在第二旋转轴(993；1293，1393)的方向上优选比在与其垂直的方向上更长，以及
b) 其中一组或多组定日镜(1283；1383)的公共装配面可以分别向总底面倾斜取决于接收器位置的角度α(见图12)，
• 其中在第二步骤中，借助于与接收器(1610；2210)的间距来确定定日镜的位置，其中计算：具有相同反射器面密度的近场(1636；2236)到达接收器周围多远，以及
• 其中远场(1638；2238)紧挨着近场在哪里开始，
• 其中在远场中，必须增大在东-西方向上或在北-南方向上的间距，以便进一步避免定日镜的相互阻断或将其保持得小，
• 其中“阻断”意味着，定日镜至少部分地盖住从相邻定日镜的反射器到接收器的目标面的光程，
c) 其中在第三步骤中，计算相应的定日镜转移到接收器(1610；2210)的目标面上的辐射功率并且优选选择如下定日镜用于定日镜场：所述定日镜在设计时刻或其他确定的时刻或时间间隔对接收器的目标面上的辐射功率做出最大贡献，
• 其中定日镜场由至少一个近场组成，并且根据在接收器的目标面上所需要的辐射功率也由远场组成，
• 其中，如果选择至少100m的接收器高度，则设置远场并且定日镜场的最大直径优选比接收器高度的六倍小，
• 其中在第四步骤中，选择如下支撑结构(图14)，所述支撑结构适合用于将接收器(1410)保持在定日镜场之上已定义的位置上，其中所述支撑结构被构造为
i. 拱(图14a)
ii. 或桁架式支架(图14b)
iii. 或悬挂式绳索结构(图14c)，
• 其中所述三种支撑结构i、ii和iii分别具有至少两个底点，所述至少两个底点优选位于定日镜场的外部区域中或在定日镜场之外，
iv. 或具有支撑接收器(1410)的支架或悬臂(1422)的起重机状支撑装置(图14d)，其在定日镜场之上延伸，
• 其中起重机状支撑装置的一个或多个底点或者位于接收器的背离赤道的侧上定日镜场的外部区域中或者优选地位于接收器的背离赤道的侧上定日镜场之外，
• 其中安装在支架(2622，2722)上的接收器(2610，2710)的位置可以在直至三维中可变，
• 从而对于在第三步骤中确定的定日镜场，对于特定的太阳位置选择接收器的不同位置，以便对于相应太阳位置提高定日镜场的效率(图26、图27)。
在本申请中使用以下定义。
定义：
具有固定的准极轴悬挂装置 (FQA) 的定日镜：具有FQA的定日镜是如下定日镜：其中固定的第一旋转轴与装配面平行，所述装配面又向总底面倾转角度α。
定日镜组：多个具有FQA的定日镜，它们具有公共装配面和公共的第一旋转轴的，公共装配面和公共的第一旋转轴两者均与总底面成角度α。
模块：全部具有公共装配面和平行的第一旋转轴的多个定日镜组组合成一个模块并且由支撑框架和支腿所组成的公共支撑结构来保持。
装配面：定日镜的装配面是自由定义的参考面，定日镜的第一旋转轴固定设置到该参考面。
第一旋转轴：第一旋转轴是定日镜的两个旋转轴中的一个旋转轴，其中第一旋转轴相对于装配面。
第二旋转轴：第二旋转轴是定日镜的两个旋转轴中的一个旋转轴，其中第二旋转轴相对于反射器固定设置。
接收器的法线矢量：接收器的法线矢量nR 是接收器的目标面的面法线矢量。
接收器宽度：接收器宽度是接收器的目标面的宽度或在矩形目标面的情况下目标面的边长。
遮蔽：如果定日镜在定日镜场中相互遮蔽，则这意味着，定日镜至少部分地盖住从太阳到相邻定日镜的反射器上的光程。
阻断：如果定日镜在定日镜场中相互阻断，则这意味着，定日镜至少部分地盖住从相邻定日镜的反射器至接收器上的目标面的光程。
设计时刻：设计时刻是设计太阳能接收器发电站并定义系统的功率以及接收器目标面上的辐射功率的时刻。通常设计时刻是夏至白天(在地球北半球上6月21日)正午12点，太阳时。
定日镜：定日镜是可围绕两个轴调整的反射器，其将太阳能射束反射到目标点或目标面上。两轴的追踪负责，在一天内可变的太阳位置的情况下连续照射目标点或目标面，其中定日镜具有第一旋转轴和与第一旋转轴垂直设置的第二旋转轴，定日镜设置在装配面上，其中第一旋转轴相对于装配面固定设置并且第二旋转轴相对于反射器固定设置。本发明的反射器具有矩形的形状，其中较短的边长称作宽BHel并且较长的边长称作长LHel。因此，矩形反射器具有反射器面积
Figure DEST_PATH_IMAGE046
。
具有固定的水平轴悬挂装置的定日镜：具有固定的水平轴悬挂装置的定日镜是具有两个彼此垂直设置的轴的定日镜，其中第一轴水平地并且固定地设置，第二轴围绕所述第一轴运动。在本发明中，使用具有如在WO 2008/092194 A1、WO 2008/092195 A1以及在WO 02/070966 A1和在[8]中描述的这样的水平轴悬挂装置的定日镜。
定日镜场：定日镜场是由多个定日镜构成的场，其将太阳能射束反射到接收器的目标点或目标面上，其原理例如由US专利文献US 4 172 443和US 4 220 140已知，也可见从中获得的图1和图5。
接收器：接收器是将太阳能射束转化为热量或当涉及光伏接收器时直接转化成电流的一种系统。来自热接收器的热量供给给热载体介质，所述热载体介质尤其可以是水、水蒸气或空气。接收器通常位于定日镜场的目标点中。接收器的原理例如由US专利文献US 4 172 443和US 4 220 140已知，也可见从中获得的图1和图5。
空腔接收器：如图15a所示，空腔接收器是如下接收器，其中吸收太阳能射束的面、吸收器1515位于空腔1512内。射束通过开孔1511到达空腔中。这样的空腔接收器的原理例如由专利文献US 4 220 140和WO 2008/153922 A1以及由[9]已知。
吸收器：吸收器是接收器的一部分，太阳能射束到达其上并且在热吸收器的情况下转化为热量并且排出到热载体介质上，例如由US专利文献US 4 220 140已知，或在由光伏电池组成的光伏吸收器的情况下，光伏吸收器将太阳能射束直接转化为电流。
具有外部吸收器的接收器：具有外部吸收器的接收器是如下接收器，其中吸收的面是接收器的外表面的一部分、例如圆筒形接收器的侧面，如由US专利文献US 4 172 443已知(已从其中取出图1，图1示出接收器110的圆筒形侧面)，或在图15b和图20b中，其中吸收器1515/2015位于接收器的外侧上。
开孔：开孔是空腔接收器的光学入射开口，例如由[9]、WO 2008/153922 A1已知并且在图15中可以看出。
目标面：根据接收器的类型，开孔、热吸收器或光伏吸收器可以是接收器的目标面。
近场：定日镜场的近场在本发明中被定义为定日镜场的如下部分：其在接收器下方延伸并且具有恒定的反射器面密度
Figure 644887DEST_PATH_IMAGE005
。也就是说，定日镜彼此以保持相等的间距被装配。定日镜场也可以仅仅由近场组成。
远场：定日镜场的远场被定义为定日镜场的如下部分：其以一定水平间距完全或部分地包围接收器并且其中反射器面密度
Figure 980054DEST_PATH_IMAGE005
随着与接收器的水平间距变大而减小。定日镜场也可以仅仅由远场组成。
反射器面：反射器面是单个定日镜的反射器的面FHel。
反射器面密度
Figure 646658DEST_PATH_IMAGE005
：反射器面密度是定日镜场的区域的反射器面与该定日镜场的这个区域的底面的比例。
最大反射器面密度
Figure 223450DEST_PATH_IMAGE032
：最大反射器面密度
Figure 667201DEST_PATH_IMAGE023
等于在整个定日镜场中出现的反射器面密度的最高值。
整个反射器面密度 ：整个反射器面密度
Figure 703607DEST_PATH_IMAGE047
是整个定日镜场的反射器面与整个定日镜场的底面的比例。
定日镜宽度：定日镜宽度是定日镜的矩形反射器的宽度BHel并且在本发明中，如图17所示，总是小于反射器的长度 LHel 。
定日镜长度：定日镜长度等于定日镜的矩形反射器的长度LHel 并且在此描述的本发明中，如图17所示，总是大于或等于反射器的宽度BHel 。
定日镜行：定日镜的行，其中如在图17中所示，定日镜被装配成与第一旋转轴、具有固定的水平轴悬挂装置的定日镜的固定的水平轴1792成一行。
定日镜行内的装配密度：定日镜行内的装配密度是定日镜的反射器的宽度BHel 与在一行内的两个相邻定日镜的间距
Figure 56091DEST_PATH_IMAGE020
的比例。在此，两个相邻定日镜的间距被定义为该定日镜的两个相邻反射器的中心的间距，如图17中所示。
定日镜行的装配密度：如图17中所示，定日镜行的装配密度是定日镜行的宽度与两个相邻定日镜行的间距ANS的比例，所述定日镜行的宽度等于定日镜的反射器的长度LHel ，其中两个相邻定日镜行的间距被定义为两个相邻定日镜行的中心的间距。
定日镜场的直径 D H ：如在图2、3、4和6中所示，定日镜场的直径DH 被定义为彼此离得最远的定日镜的间距。
接收器高度 ：如图1中所示，接收器高度
Figure 732557DEST_PATH_IMAGE001
被定义为具有外部吸收器的接收器的吸收器面的中心或空腔接收器的接收器开孔的中心与通过定日镜场的定日镜的反射器的中心定义的平面的竖直间距。接收器高度被用作标准尺寸，借助该标准尺寸来度量其他参量，例如定日镜场参量。
参考文献
Figure DEST_PATH_IMAGE048
Figure 136950DEST_PATH_IMAGE049
Figure DEST_PATH_IMAGE050
参考标记列表：
在附图中，在各个图中对于相同的情况使用相同的参考标记，其中，当参考数字的两个末尾数字相同时，表示类似的情况，其接下来仅仅列出最后两个末尾数字。在两个末尾数字之前的数字表示相应图的编号。
10　　接收器
11　　开孔
12　　空腔
13　　玻璃圆顶
15　　吸收器
17　　热载体介质的入口
18　　热载体介质的出口
20　　支撑结构
21　　竖直的支撑结构/塔
22　　支架或悬臂
23　　底点
24　　锚定拉索(Abspannseil)
30　　定日镜场
31　　北场
32　　南场
34　　定日镜场空白处
36　　近场
37　　近场的外边界
38　　远场
39　　整个定日镜场的外边界
80　　FQA定日镜的模块
83　　定日镜组
85　　框架
87　　支腿
90　　定日镜
91　　支撑框架
92　　与装配面固定连接的第一旋转轴
93　　与反射器固定连接的第二旋转轴
94　　第二旋转轴的追踪的机械耦合
95　　反射器
99　　反射器可以在其中自由运动的空间体积。

Claims (17)

1. 用于建造太阳能中央接收器系统的定日镜场的方法，所述方法包括以下步骤：
a) 其中，在第一步骤中，定义优选平整的总底面上用于近场(1636; 2236)的定日镜(1790; 1290, 1390)的装配，所述近场具有反射器面密度
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 35397DEST_PATH_IMAGE002
> 60%，
• 其中所述反射器面密度
Figure 890220DEST_PATH_IMAGE002
被定义为所述定日镜场的区域的整个反射器面与所述定日镜场的同一区域的覆盖底面的比例，
• 其中每个定日镜具有可围绕两个旋转轴(792, 793; 992, 993)调整的反射器(795; 995)，在太阳位置改变的情况下，所述反射器将所述太阳能射束反射到一个或多个接收器(1610; 2210)的目标面上，
• 其中所述目标面被构造为相应接收器的开孔(1511; 2011)或热吸收器(2015)或光伏吸收器(2015) (图15;图20)并且所述接收器的所述目标面的法线矢量向下、优选垂直地朝所述定日镜场取向(图14;图15;图20;图26)，
• 其中每个定日镜具有第一旋转轴和与所述第一旋转轴垂直的第二旋转轴并且设置在装配面上，
• 其中所述第一旋转轴(792; 992)相对于所述装配面固定设置并且所述第二旋转轴(793; 993)相对于所述反射器(795; 995)固定设置，
• 其中，在每个定日镜中，所述第一旋转轴(992; 1292,1392)与所述装配面平行地构造(图 9; 图 12, 图 13)并且具有公共装配面的定日镜组成行地装配，从而使相应组中的所述定日镜(1290, 1390; 1790)的第一旋转轴(992; 1292, 1392; 1792) 位于一条直线上、也就是说，彼此对齐，
• 其中每个定日镜的反射器(995; 1295, 1395; 1795)被构造为矩形并且在所述第二旋转轴(993; 1293, 1393)的方向上优选比在与其垂直的方向上更长，以及
b) 其中一组或多组定日镜(1283; 1383)的所述公共装配面可以分别向所述总底面倾斜取决于相对于所述接收器的位置的角度α(图12)，
• 其中在第二步骤中，借助于与所述接收器(1610; 2210)的间距来确定所述定日镜的位置，由此得出，具有相同反射器面密度的近场(1636; 2236)到达所述接收器的周围多远，以及
• 所述远场(1638; 2238 )紧挨近场在哪里开始，
• 其中在所述远场中，在东-西方向上和在北-南方向上的间距如此大，以便进一步避免所述定日镜的相互阻断或将其保持得小，
• 其中“阻断”意味着，定日镜至少部分地盖住从相邻定日镜的所述反射器到所述接收器的目标面的光程，
c) 其中在第三步骤中，将如下定日镜用于所述定日镜场：所述定日镜在设计时刻或其他确定的时刻或时间间隔对所述接收器的目标面上的辐射功率做出最大的贡献，
• 其中所述定日镜场至少由近场组成，并且根据在所述接收器的目标面上所需要的辐射功率，也由远场组成，
• 其中，如果所述接收器高度
Figure DEST_PATH_IMAGE004
至少是100m，则存在远场并且所述定日镜场的最大直径DH 优选比所述接收器高度
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
的六倍要小，
• 其中在第四步骤中，存在支撑结构(图14)，所述支撑结构适合用于将所述接收器(1410)保持在所述定日镜场之上已定义的位置上，其中所述支撑结构被构造为
i. 拱(图14a)
ii. 或桁架式支架(图14b)
iii. 或悬挂式绳索结构(图14c)，
• 其中所述三种支撑结构i、ii和iii分别具有至少两个底点，所述至少两个底点优选位于所述定日镜场的外部区域中或在所述定日镜场之外，
iv. 或具有支撑所述接收器(1410)的支架或悬臂(1422)的起重机状支撑装置(图14d)，所述支架或悬臂在所述定日镜场之上延伸，
• 其中所述起重机状支撑装置的一个或多个底点或者位于所述接收器的背离赤道的侧上所述定日镜场的外部区域中或者优选地位于所述接收器的背离赤道的侧上所述定日镜场之外，
• 其中安装在所述支架(2622, 2722)上的接收器(2610, 2710)的位置可以在直至三维中可变，
• 从而使对于特定的太阳位置对于在第三步骤中确定的定日镜场设置所述接收器的不同位置，以便对于相应的太阳位置提高所述定日镜场的效率(图26、图27)。
2. 一种具有定日镜场的太阳能中央接收器系统，所述太阳能中央接收器系统包括：
a) 一个或多个接收器(110),
b) 构成所述定日镜场(130)的多个定日镜(190)，所述多个定日镜设置在优选平整的总底面上，其中每个定日镜具有可围绕两个旋转轴(792, 793; 992, 993)调整的反射器(795; 995)，所述反射器在太阳位置变化的情况下将太阳能射束反射到所述一个或多个接收器的目标面上，其中所述目标面被构造为相应接收器的开孔(1511; 2011)或热吸收器(2015)或光伏吸收器(2015)(图15;图20)，
其中每个定日镜具有第一旋转轴和与所述第一旋转轴垂直的第二旋转轴并且设置在装配面上，
其中所述第一旋转轴(792; 992)相对于所述装配面固定设置并且所述第二旋转轴(793; 993)相对于所述反射器(795; 995)固定设置，以及
c)支撑结构(120)，在所述支撑结构上将所述一个或多个接收器(110)固定在所述定日镜场(130)的上方，
其特征在于，
d) 构成具有平行的定日镜行的定日镜场(图16; 图17;图18; 图21; 图22; 图23; 图24)，
e) 用于所述接收器的所述支撑结构被构造为在所述定日镜场之上延伸的支撑结构(图14)，
f) 在每个定日镜中，所述第一旋转轴(992; 1292, 1392)与所述装配面平行地构造(图9; 图12, 图13)，
g) 具有公共装配面的定日镜成行地装配，从而使相应组中定日镜的第一旋转轴(1292, 1392; 1792)位于一条直线上、也就是说，彼此对齐(图12, 图13; 图17)，
h) 每个反射器(995; 1295, 1395; 1795)被构造为矩形，其中所述反射器在所述第二旋转轴(993; 1293, 1393)的方向上优选比在与其垂直的方向上更长，
i) 所述接收器的目标面的法线矢量向下、优选垂直地朝所述定日镜场取向(图14;图15;图20;图26)，以及
j) 所述定日镜场在所述接收器下方具有近场(1636; 2236)，所述近场具有反射器面密度
Figure 810040DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 624412DEST_PATH_IMAGE002
> 60%，其中所述反射器面密度
Figure 384558DEST_PATH_IMAGE002
被定义为所述定日镜场的区域的整个反射器面与所述定日镜场的同一区域的覆盖底面的比例。
3. 根据权利要求2所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，在所述近场(1636; 2236)中，每行内相邻定日镜的间距分别具有预先给定的第一间距并且相邻行的间距在与其垂直的方向上彼此间具有预先给定的第二间距(图17)。
4. 根据权利要求2或3所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述定日镜场的行在东-西方向上定向(图17)或所述定日镜场的行在北-南方向上定向。
5. 根据权利要求2所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，一组或多组定日镜(1283; 1383)的所述公共装配面分别向所述总底面倾斜取决于相对于所述接收器的位置的角度α(图12)，其中具有公共装配面并且具有平行的第一旋转轴的数个定日镜组在与所述第一旋转轴垂直的行中分别被组合成模块(1280, 2180, 2380, 2480)并且多个模块被组合成模块行(2181, 2381; 2481)(图21、图23、图24)。
6. 根据权利要求2和5所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，在所述近场、在所述接收器下方的定日镜场中，在每个模块(2380)内相邻定日镜组(2383)的间距分别具有预先给定的第一间距并且在与其垂直的方向上的相邻模块行(2181, 2381)的间距彼此间具有预先给定的第二间距(图23)。
7. 根据权利要求2和权利要求3至6中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述定日镜组(1283, 1383)的所述第一旋转轴如此机械耦合，使得所述定日镜(1290, 1390)具有公共的旋转轴(1292, 1392)(图12，图13)。
8. 根据权利要求2和权利要求3至7中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，用于所述接收器的所述支撑结构作为拱在所述定日镜场之上延伸，其中所述拱的两个或更多个底点优选位于所述定日镜场的外部区域中或所述定日镜场之外(图14a)。
9. 根据权利要求2和权利要求3至7中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，用于所述接收器的所述支撑结构作为桁架式支架，也就是说，作为三角形的支撑装置在所述定日镜场之上延伸，其中所述桁架式支架的两个或更多个底点优选位于所述定日镜场的外部区域中或所述定日镜场之外(图14b)。
10. 根据权利要求2和权利要求3至7中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，用于所述接收器的所述支撑结构作为悬挂式绳索结构在所述定日镜场之上延伸，其中所述悬挂式绳索结构的两个或更多个底点优选位于所述定日镜场的外部区域中或所述定日镜场之外(图14c)。
11. 根据权利要求2和权利要求3至7中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，用于所述接收器的所述支撑结构作为具有支撑所述接收器的支架或悬臂的起重机状支撑装置在所述定日镜场之上延伸，其中所述起重机状支撑装置的一个或多个底点或者位于所述接收器的背离赤道的侧上所述定日镜场的外部区域中或者优选位于所述接收器的背离赤道的侧上所述定日镜场之外(图14d)。
12. 根据权利要求2和11所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述起重机状支撑装置的所述支架(2622, 2722)可围绕所述竖直轴旋转，由此可以改变所述接收器(2610, 2710) 的位置，优选所述接收器设置成可沿着所述起重机状支撑装置的所述支架(2622, 2722)移动，由此还可以改变所述接收器(2610, 2710) 的位置，并且优选地，所述接收器(2610, 2710)的高度设置成可改变的(图26，图27)。
13. 根据权利要求2和权利要求3至12中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述支撑结构在其朝向所述定日镜场的下侧上在悬挂的装置中支撑所述接收器(图14a-d;图26)。
14. 根据权利要求2和权利要求3至13中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述定日镜场在所述接收器下方并且围绕所述接收器在北、东、南和西方向上延伸，其中构成连续不断的定日镜场(图16;图22;图26,图27)。
15. 根据权利要求2和权利要求3或4中任一项或权利要求7或14中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述定日镜场除了具有所述近场之外还具有远场(1638)，在所述远场中，所述定日镜之间的所述间距在东-西方向和北-南-方向上随着与所述接收器的间距增加而增加(图16;图18)。
16. 根据权利要求2和权利要求5至14中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述定日镜场除了具有所述近场之外还具有远场(2238)，在所述远场中，随着与所述接收器的间距增加，所述模块行(2481)之间的所述间距在北-南-方向上增加，或在东-西方向上，在模块(2480)内的所述定日镜组(2483)之间的间距从一个模块到下一个模块增加(图22;图24)。
17. 根据权利要求2和权利要求3至16中任一项所述的太阳能中央接收器系统，其特征在于，所述接收器高度
Figure 2011800506412100001DEST_PATH_IMAGE005
至少是100m并且所述定日镜场的最大直径DH 优选比所述接收器高度
Figure DEST_PATH_IMAGE005A
的六倍要小。
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