CN103998872A - 用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统 - Google Patents

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Abstract

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

Description

用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统
技术领域
本发明涉及用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统，该接收器系统具有限定纵向方向的吸收器管和与纵向平行的、作为二级聚光器的镜阵列，该二级聚光器用于将光束聚集到吸收器管上，该镜阵列具有与纵向方向交叉的镜像对称的曲线轮廓，该曲线轮廓具有至少一个位于顶部上的顶点。
背景技术
通常的接收器系统为太阳能装置的组成部件，另外，该太阳能装置具有以由平行地靠近地面安装的成排的镜子构成的镜场的形式的初级聚光器，该初级聚光器将太阳光线聚集到接收器系统上，太阳光线随后被接收器系统的镜阵列再次投射而聚集到吸收器管上。为此，在初级聚光器镜阵列上方的几米高度处可存在接收器系统，其中借助于轴承或支承部件调节该接收器系统。取决于每种情况下聚光器的设计方案，这种高4m至30m的装置是已知的。二级聚光器具有适当的曲线轮廓，并且将辐射向下投射到以最短的可能距离设置在其下方的吸收器管上。通过聚集的光束而被加热至几百摄氏度的传热流体通过吸收器管。热能够被用于例如产生电流或者作为过程热。
在过去的几年中，已经发现这些类型的菲涅耳太阳能装置处于加速发展的阶段。关于该主题的最近的文献例如为Solar Paces Conference2011，Book of Abstracts上的Gabriel Morin等人的文章“Supernova—Construction，Control&Performance of Steam super heating linearFresnel-Collector”，以及未审的专利申请WO2010/100293A1和WO99/42765A1。
另外，为了实现高效率，除镜子和吸收器管的光学部件的表面质量之外，镜子和吸收器管的光学几何构造为基本的先决条件，这已经作为众多发明的主题。本发明的主题因此特别专注于镜阵列和接收器管的调节，这在过去给予了很少关注。
接收器系统在日常的循环中局部经受到非常高的并且总体上非常不同的温度波动和环境影响。
发明内容
本发明的目的通过改良的结构构造太阳能装置，该结构对温度波动和环境影响较不敏感，并且因此最后同样增加了其效率和使用寿命。
该目的通过用于菲涅耳太阳能装置的接收器系统得以实现，该接收器系统具有专利权利要求1的特征。
在开始提到的那类接收器系统中，镜阵列具有设置在顶点的区域中的通风开口。
通风开口通常导致空气交换，使得镜阵列不被不必要地加热。因此，考虑了受热的空气不能直接在最高辐射强度到达镜子表面的地方堆积，并且不形成位于上方的死容积。这里，“在顶点的区域中”将被理解成在稍低于曲线轮廓的顶点的地方也能发现气隙。在位于顶部的顶点下方的曲线轮廓的总高度的10％的区域被视为气隙的优选位置。
这类似地适用于镜阵列的曲线轮廓具有位于顶部上的两个顶点的情形，通风开口在每种情况下被设置在这两个顶点的区域中。
根据本发明的有利的实施例，接收器系统具有接收器管，接收器管由吸收器管和至少以成段的方式围绕吸收器管设置的套筒管组成。
因此，涉及一种真空接收器，其中，在吸收器管和接收器管之间的中间空间被抽空，用于绝热并且用于保护吸收器管的表面。由于吸收器管和围绕吸收器管的套筒管经受不同的热条件，并且由于吸收器管由金属组成，而套筒管由玻璃组成，所以两个管以不同的程度膨胀。套器管因此被分段，并且通常以膨胀波纹管形式的补偿元件以已知的方式被设置在每个套筒管段和吸收器管之间，波纹管以可移动的方式在补偿方向上固定套筒管，但是另外尽可能刚性地固定到吸收器管上。套筒管段和吸收器管之间的补偿元件仅用于补偿二者之间的相对移动。例如在专利申请DE10231467A1中描述了这种真空接收器装置。
本发明的有利的改善提供了：镜阵列具有在纵向方向上分离的第一和第二镜元件，其中有一间隙位于第一和第二镜元件之间。
在被分离成至少两个镜元件的镜阵列中，通风开口以间隙的形式被构造。
为了尽可能多地避免辐射损失，镜阵列具有镜段，镜段至少局部光学地封闭位于第一和第二镜元件之间的间隙。
“至少局部光学地闭合”在这里将被理解为与镜段的特定构造无关，优选地是，每次在第一镜元件和镜段之间以及在第二镜元件和镜段之间设置气隙，由此在本发明实施例的这种变型中，两个气隙形成通风开口。
优选地，镜阵列具有第一和第二轮廓元件，这些轮廓元件中的每一个均与第一或第二镜元件相关联，并且在镜元件的背对接收器管或吸收器管的一侧上容纳相关联的镜元件。
迄今为止，仅用于整个接收器系统的壳体是已知的，在壳体中设置了两个镜阵列以及接收器管和轴承部件。壳体的目的是避免接收器系统受环境的影响和灰尘。与单个镜元件相关联的轮廓元件同样实现了相同的目的，但有利的是，轮廓元件提供了对各个单独镜元件的个别保护并且因此能够和它们一起移动，这每次取决于所需，并且它们使光学部件(镜阵列和吸收器管或接收器管)和轴承部件更好地通风成为可能。当(优选在每种情况下)在镜元件和相关联的轮廓元件之间设置通风开口时，这尤其是对的。
第一和第二镜元件均有利地至少在一侧上借助于补偿装置被固定至相关联的第一和第二轮廓元件，所述补偿装置允许镜元件和相关联的轮廓元件在纵向方向上不同地膨胀。以此方式，为受热不同的镜元件和轮廓元件产生膨胀补偿。
由于是成本高效的，所以在有利的实施例变体中，第一和第二轮廓元件被构造为L形。
根据第一备选的实施例，镜段优选被形成为第三镜元件，并且镜阵列具有第三轮廓元件，所述第三轮廓元件优选为U形并且与第三镜元件相关联，该轮廓元件在第三镜元件的背对吸收器管的一侧上容纳第三镜元件。
由于第三镜元件以及相关联的第三轮廓元件继而同样经受不同的温度并且因此不同的纵向膨胀，已证实将第三镜元件至少在一侧上借助于补偿装置固定到相关联的第三轮廓元件是有利的，所述补偿装置允许第三镜元件和相关联的轮廓元件在纵向方向上不同地膨胀。
根据第二备选的实施例，镜段被形成为套筒管的反射面。
这种变型基本上可从未审的专利申请WO2010/100293A1中获知，但是在该专利申请里用于另一个目的，即：使接收器系统的镜阵列尽可能地靠近吸收器管，以利用辐射损失，否则辐射损失将未被使用地通过吸收器管和镜之间的中间空间。
特别优选地，接收器系统具有用于吸收器管或接收器管和镜阵列的支承框架，在支承框架上彼此独立地安装用于保持吸收器管或接收器管的第一悬架和用于保持镜阵列或者至少部分镜阵列的第二悬架，其中，第一悬架具有第一补偿装置，并且第二悬架具有第二补偿装置，而且第一和第二补偿装置允许吸收器管和镜阵列在纵向方向上不同地膨胀。
如果在这里提到“至少部分镜阵列”，则在存在轮廓元件的情况下，其指的是至少是位于外侧的两个第一和第二镜元件及其相关联的轮廓元件。
本发明的该方面的基础知识是一侧上的吸收器管和另一侧上的镜阵列经受不同的温度波动。此外，两个部件由不同的材料制造，从而它们在操作期间不同地膨胀。由于太阳能装置通常为几百米长，所以受热最强烈的吸收器管的纵向膨胀可达几米。然而，镜子由于受热同样以明显的程度膨胀，但是这种膨胀不同于吸收器管的膨胀。另外，应当考虑到吸收器管在太阳能装置的整个长度上连续地膨胀，而镜阵列在整个长度上被分为多个单独的段。
第一补偿装置和第二补偿装置均提供基本上在纵向方向上的一个自由度，使得能够平衡吸收器管和镜阵列的独立膨胀。以此方式，有效地避免了镜子表面的变形，特别是在使用铝镜的情况下。
如基于下面给出的实施例实例将变得明显的是，除线性补偿移动之外，自由度同样允许弯曲的补偿移动，特别是圆形的补偿移动，例如通过连接到旋转接头，然而，由此仅在纵向方向上延伸的补偿移动的切向分量是要紧的。在这个意义上，这里说一个自由度“基本上在纵向方向上”。
支承框架优选地具有纵向支承件，所述纵向支承件与吸收器管或接收器管以及镜阵列平行地延伸并且其上安装第一悬架。
特别优选地，所述纵向支承件被设置在吸收器管或接收器管和镜阵列的上方。
为此，第一悬架优选地从纵向支承件通过位于第一和第二镜元件之间的间隙而被引导至吸收器管。以此方式，用于保持吸收器管或接收器管的第一悬架能够在纵向方向上执行与镜阵列相对的无限制的相对移动，而不会与镜阵列相撞。
特别优选地，作为第二补偿装置，第二悬架具有第一接头，所述第一接头将一侧上的支承框架连接至另一侧上的镜阵列，并且限定在纵向方向上的一个自由度。基本上，两个相对的刚性单元的可移动连接部在这里被理解为接头。
第一接头优选地被形成为实心接头。在该实施例中，然而，由于接头具有平坦的横截面，所以接头可以由柔性的单块实心体形成。接头的这种形状具有的优点是：在两个相对于彼此可移动的接头部件之间无摩擦，并且因此在有小偏转的情形下，悬架对于磨损以及维护较不敏感。
作为第一补偿装置，所述第一悬架优选地具有特别是以辊轮的形式的滚柱轴承或滑动轴承组件，该滚柱或滑动轴承组件被设置成使得第一悬架能够沿着纵向支承件行进。
基于吸收器管的显著的纵向膨胀，这种形式的膨胀补偿是特别适当的。
第一和第二轮廓元件优选地被紧固到第二悬架，并且第三轮廓元件优选地被紧固到第一悬架。
以此方式，吸收器管或接收器管以及第一悬架和具有轮廓元件的中央的第三镜元件形成了紧密结合的单元，所述单元独立于具有轮廓元件的第一和第二镜元件，使得作为补偿的所述单元的膨胀完全地脱离第一和第二镜元件。
在本发明的特别优选的实施例中，第二悬架具有第二接头，所述第二接头将一侧上的支承框架连接到另一侧上的镜阵列或部分镜阵列，并且限定了与纵向方向交叉的一个自由度。
这种接头的目的是镜阵列或其部分能够在横向和/或竖直方向上相对于吸收器管或接收器管移动，但是经由支承框架以被束缚的方式与吸收器管或接收器管连接。为了维修吸收器管或接收器管，这使得有可能能够以简单并且限定的方式远离吸收器管或接收器管地移动镜阵列，并且将镜阵列再次移动回到正确的设定位置中。
特别是，第二接头有利地为旋转接头，该旋转接头用于使镜阵列或者至少部分镜阵列向外摆动。
根据另一个有利的实施例，套筒管围绕吸收器管至少在中央纵向段上被偏心地设置。
这种实施例基本上同样从未审的专利申请WO2010/100293A1中获知。偏心的布置在这里以及在该专利申请中用于更高产量的所反射的光辐射，或者使通过位于吸收器管和镜阵列之间的中间空间的光线损失较小。
备选地或者另外地，为此，套筒管优选至少在中央纵向段上为锥形。该措施同样用于减少吸收器管和套筒管之间的间隙，使得镜阵列能够被设置在离吸收器管的短距离处。
附图说明
将基于在以下描述的图中示出的实施例实例来解释本发明另外的特征和优点。在这里：
图1示出了作为本发明基础的初期状况的示意图；
图2示出了根据本发明的接收器系统的支承框架的三维图，其具有第一和第二悬架；
图3示出了根据本发明的接收器系统的实施例实例的端视图；
图4以端视图示出了根据本发明的接收器系统的支承框架的分离图；
图5示出了支承框架的细节的侧视图，用于说明用于保持镜阵列的第二悬架；
图6示出了一段接收器系统的侧视图，用于说明镜阵列；
图7示出了接收器系统的接收器管和第一悬架的细节的侧视图；
图8示出了第一悬架的细节的透视图；
图9示出了穿过第一实施例中的接收器系统的示意性横截面，用于说明分离的镜阵列；
图10示出了穿过接收器系统的第二实施例的示意性横截面，用于说明镜阵列的一种备选的分离；
图11示出了穿过类似于根据图9的实施例中的接收器系统的示意性横截面，用于说明镜元件的通风；
图12A示出了接收器管的第一实施例的侧视图，其中套筒管被偏心地布置；以及
图12B示出了接收器管的第二实施例的侧视图，其具有锥形的套筒管。
具体实施方式
为了解释作为本发明基础的问题，在图1中基于菲涅耳太阳能装置100的示意图绘出了初期状况。该装置具有由平行排列的初级聚光器镜102构成的镜场，所述初级聚光器镜被安装成接近于地面并且排列在接收器系统104上，使得到达初级聚光器镜102的太阳光束从初级聚光器镜基本被向上反射，并且尽可能无损失地到达接收器系统104的检测区域。接收器系统104基本上具有三个功能部件，即：接收器管106，该接收器管106则由吸收器管108和套筒管110组成，该套筒管110至少在纵向方向上以成段的方式环绕吸收器管108设置；镜阵列112，该镜阵列112平行于纵向方向，作为用于将从初级聚光器反射的光线聚焦到吸收管108上的二级聚光器，；以及支承框架114，该支承框架114在这里被大大简化地示出为具有支承柱116和交叉支承件118。
从这里开始，本发明涉及如何能够尽可能有效地并且成本合算地减少或平衡由热引起的光学部件特别是镜阵列变形的问题。根据本发明，为此使用了对基于图11解释的镜阵列通风，并且其次，具有提供充分的自由度的紧固件，用于补偿各个单独部件的不同的纵向膨胀。迄今为止，接收器管和镜阵列被容纳在一个共用壳体中，该共用壳体像房顶一样设置在镜阵列上，避免它受到天气影响。在壳体的内侧，公用夹具从上方接合接收器管和镜阵列，并且将它们固定到位。事实上，这些夹具也允许纵向方向上的补偿移动，但仅仅是对于接收器管和镜阵列的共同移动。为了公平对待非常不同的纵向膨胀，镜阵列的镜子仅被固定在一侧上，并且仅仅在另一侧上被引导。然而，这并未导致部件的可靠移动，并且通常导致光学失调。
首先，将基于图2和3更加详细地解释如何能有利地设计镜阵列或其部分的紧固以及吸收器管或接收器管的紧固，由此为了清楚，在图2中省略了接收器系统的关键部分，而参照图3中的横截面来解释这些部分。
接收器系统204具有上述类型的接收器管206、镜阵列212，并且同样具有作为支承框架214的部件的支承柱216和交叉支承件218。
支承框架214还具有框架元件220，该框架元件将交叉支承件218连接到在接收器管206和镜阵列212上方延伸的纵向支承件222。另外，支承框架214具有用于保持接收器管206的第一悬架323和用于保持镜阵列或至少部分镜阵列的第二悬架324。这两个悬架323和324被彼此独立地设置在框架元件220上。
更准确地，第一悬架323具有呈滚轮326形式的第一补偿装置，滚轮326被设置成能够沿着纵向支承件322在纵向方向上行进。以此方式，纵向支承件形成了用于第一悬架的轨道式导引件，该轨道式导引件能够补偿几乎无限的纵向膨胀，并且因此考虑到了大大受热的吸收器管的大膨胀。
第二悬架324具有呈接片328形式的第二补偿装置，接片328在其固定端被一体地连结到支承框架214的框架元件220，并且在另一侧上在其自由端被连接到镜阵列212的部分。每个接片328在纵向方向(即与图平面交叉的方向)上形成单块的并且平坦的实心单元，因此基本上在纵向方向上在其自由端上限定了一个自由度。以此方式，接片328形成实心接头形式的第一接头，其仅能够补偿在纵向方向上的有限的纵向膨胀，但这对于镜阵列的相对较小的膨胀是足够的。而且原则上，通过适当地选择接片328的长度以及离下面两个悬架彼此之间在纵向方向上的距离或者设置在两个悬架之间的镜元件的长度，能够以简单的方式将接头的偏转调节至所需的膨胀长度。
将基于图4更加详细地解释另外的细节，特别是第二悬架324的细节。除形成第一接头的接片328之外，第二悬架324具有第二接头430，该第二接头430被形成为旋转接头，该旋转接头用于与纵向方向交叉地使镜阵列或者部分镜阵列向外摆动。借助于实线示出了处于工作位置的镜阵列，并且借助于虚线示出了处于用于维修或修改的横向向上向外摆动位置的镜阵列。在修改位置，镜阵列松开被设置在中央的接收器管(参见图3)，以便在所有侧上进行干涉，并且特别是，以此方式避免敏感的镜元件由于干涉而受损。
在这里示出的实施例中，镜阵列具有分离的第一和第二镜元件432和434，第一和第二镜元件432和434具有在二者之间在纵向方向上延伸的间隙436。同时，参见图3，间隙436在镜阵列的顶点的区域中形成通风开口以及镜阵列中的开口，第一悬架323通过该开口从纵向支承件222被引导至接收器管206。另外，镜阵列具有第一和第二轮廓元件438、440，每个轮廓元件与第一或第二镜元件432、434相关联，且轮廓元件在镜元件的背对接收器管的一侧上容纳相关联的镜元件，并因此使镜元件免受天气影响和灰尘。第一和第二轮廓元件438、440均被构造为L形。
在图5中能够识别出尤其是支承框架的另外细节。图5示出了位于支承柱216的上方的在先前描述的框架元件220的区域中的支承框架。在侧视图中示出了支承框架214的两个段在支承柱区域中彼此相邻。因此，框架元件220被拧到交叉支承件218的每一侧上，并且这些元件中的每一个在一侧上支撑支承框架214的相邻段之一。能够识别出纵向支承件222的独立元件被拧到两个框架220中的每一个，由此在纵向支承件222的两个元件之间形成了接点542。该接点充当膨胀接头，这是由于纵向支承件的元件在加热期间同样膨胀。然而，不像已知结构的情形，在操作期间未发现纵向支承件和光学元件在壳体内部大大受热，而是发现在位于下面的镜元件430、434的壳体上方大大受热，从而小得多的膨胀预留是足够的。
另外，还能够识别出在具有L型轮廓的元件438和440的位置处两个连续段相遇，元件438和440每个均借助于属于其的接片328而悬挂在两个框架元件220之一的一侧上。在第一和第二轮廓元件之间(在图中仅能识别出其中的一个)和相关联的第一和第二镜元件(不可识别)之间，接点544形成为纵向方向上的膨胀间隙。
在图6中将两个相邻支承柱之间的支承框架的一个完整段显示为646。这里同样能够识别出位于安装在相同支承柱上的两个相邻纵向支承件222之间的接点542以及位于两个相邻的轮廓元件438和440之间的接点544。另外，同样能够看到以一定的距离在纵向方向上隔开的若干个第一和第二镜元件432和434被设置在轮廓元件438上，并且类似于镜像的轮廓元件440。为每个轮廓元件示出了三个镜元件，但是数目能够根据需要而改变。在同一相关联的轮廓元件内，每次在其间形成的接头648同样作为膨胀接头，并且考虑如下情形，特别是在操作期间，一方面在镜元件432、434之间，另一方面在相关联的轮廓元件之间还能够形成温度差和膨胀差。第一和第二镜元件432、434被固定到相关联的第一和第二轮廓元件，因此优选在每种情况下借助于补偿装置固定在一侧上，然而在每种情况下它们在另一侧上在纵向方向上被刚性地连接到属于其的轮廓元件。补偿装置可以例如包括凹槽。
图7以侧视图示出了第一悬架的细节方面的示意性简图。可以看到由吸收器管208和在纵向段上同心地围绕该吸收器管的套筒管210组成的接收器管206。套筒管210在两端处借助于膨胀波纹管754形式的已知补偿元件而被连接到吸收器管208。
这里清楚的是，接收器管206同样具有由套筒管210的长度预先确定的段，尽管吸收器管208无中断(几乎不断地)地连续。当然，必须是这种情形，这是由于传热流体能够不受阻碍地通过吸收器管208从一端流动到另一端。每次在两个相邻的套筒管210之间留有一个间隙，该间隙在一侧上用于套筒管的膨胀补偿，并且在另一侧上，在该间隙中，吸收器管的一个短段自由地平放，而在该短段上，第一悬架323在其自由端上与用于紧固吸收器管208的夹子750接合。继而，同样在接收器管206的上方示出了纵向支承件222，在纵向支承件222上设置了具有作为第一补偿装置的滚轮326的第一悬架323，使得第一补偿装置能够在纵向方向上行进。
在该结构中，套筒管210相对于纵向支承件222移动，吸收器管208纵向膨胀。基于不同的受热和不同的材料，单独通过膨胀波纹管754使吸收器管208相对于套筒管210的不同的长度变化成为可能。
比较图6和7，同样清楚的是，悬架和接收器管的段长独立于镜阵列的悬架以及纵向支承件、轮廓元件或镜元件的段长。
另外，在图7中示出了用于第三镜元件(其在这里不能被识别)的第三轮廓元件756位于接收器管210的正上方，第三轮廓元件在两侧上均被紧固到第一悬架323。第三轮廓元件756在一侧上借助于这里以槽758的形式的补偿装置而被连接，并且在另一侧上被刚性地连接到相关联的第一悬架323，因此允许一侧上的吸收器管208和另一侧上的轮廓元件756进行不同的纵向膨胀。
图8以剖面图和透视图示出了特别是第一悬架323的另外的细节。如所指出的，第一悬架323在其上端上具有滚轮326，滚轮借助于两对辊子860而被悬置，在半剖面图中仅能看到一对辊子，并且滚轮能够在纵向支承件222上在纵向方向上行进。在滚轮的下端上，滚轮326借助于托架862被连接到夹子750，该夹子750将吸收器管208固定到位。
在该图中能够很好地识别出第三轮廓元件756，第三轮廓元件756在第三镜元件的背对接收器管206的一侧上容纳第三镜元件871。为此，第三轮廓元件756被构成为基本上是U型的，由此在其两个支腿的末端处具有横向突出部866，该横向突出部与L型的第一和第二轮廓元件438和440形成了盖子。位于下面的由第一、第二和第三镜元件432、434、871组成的镜阵列以此方式充分地避免了环境影响和灰尘。
图9以示意性地非常简化的形式示出了根据本发明第一实施例的接收器系统的光学部件。在图中能够看到具有吸收器管908和同心地围绕吸收器管908的套筒管910的接收器管906。同样被算在光学部件内的是接收器管906上方的镜阵列912，该镜阵列在纵向方向上被分为第一和第二镜元件932和934两个元件，其中间隙936在接收器管906的正上方位于第一和第二镜元件932和934之间，该间隙936至少局部被镜段968光学地封闭。至少局部被光学地封闭在此情形下意味着在横截面图中考虑到在第一镜元件932和镜段968之间以及第二镜元件934和镜段968之间留有气隙970。两个气隙970在镜阵列的镜像对称轮廓的两个顶点的区域中提供了充分的通风开口。
位于第一和第二镜元件932和934之间的间隙936进一步充当开口，第一悬架通过该开口从光学部件上方的纵向支承件(这里未示出)被引导至接收器管。以此方式，有可能独立于用于保持部分镜阵列(即第一和第二镜元件932、943)的第二悬架地形成用于保持接收器管906和镜段968的第一悬架，使得允许一侧上的吸收器管908和另一侧上的第一和第二镜元件932、934的不同的膨胀。
在该实施例中，镜段968被形成为第三镜元件971，该第三镜元件被定位成不直接接触套筒管912并且位于套筒管上方。
图10示出了根据本发明的接收器系统的光学部件的实施例的第二种变型。该变型具有由吸收器管1008和套筒管1010组成的接收器管1006，以及由第一镜元件1032、第二镜元件1034和镜段1068组成的镜阵列1012，该镜段至少局部光学地封闭第一和第二镜段之间的间隙1036。与根据图9的实施例实例的本质区别包括以下事实：镜段1068作为套筒管1010的反射面1074而形成。实施例的这种变型具有结构更简单的优点，这是由于能够省略第三镜元件及其紧固件，因为在这里镜段形成了接收器管的一体部件，并且因此同样始终自动地与接收器管一起被引导。
另外，在该实施例中，同样能够识别出位于第一镜元件1032和镜段1068之间以及位于第二镜元件1034和镜段1068之间的气隙1070，该气隙1070在镜阵列的一个顶点的区域中提供了通风开口，由此仅在顶点的略微下方发现了气隙1070。然而，至顶点的竖直距离优选总计不大于曲线轮廓的总高度的10％。
最后，图10中示出了与第一镜元件1032相关联的第一轮廓元件1038和与第二镜元件1034相关联的第二轮廓元件1040。两个轮廓元件1038和1040被构造成L形，并且在镜元件的背对接收器管1006的一侧上容纳第一和第二镜元件。
图11中示意性地示出了根据本发明的接收器系统的光学部件的第三实施例。就镜阵列1112而言，这基本上与图9的实施例相一致。如这里所示，该镜阵列由第一、第二和第三镜元件1132、1134和1171组成。
与图9中的实施例实例的区别包括接收器管1106的变型的形状，吸收器管1108被偏心地设置在套筒管1110中。更准确地说，吸收器管1108被向上移动，使得在面对第三镜元件1171的上侧上，减少了位于吸收器管1108的横向表面和套筒管1110的横向表面之间的间隙。以此方式使辐射损失最小；同样参见图12A。
另外，图11中图示了与第一镜元件1132相关联的第一轮廓元件1138、与第二镜元件1134相关联的第二轮廓元件1140以及与第三镜元件1171相关联的第三轮廓元件1156。第一和第二轮廓元件1138、1140这两个元件为L形，并且容纳相关联的第一和第二镜元件。第三轮廓元件1156为U形，并且在镜元件的背对接收器管1106的一侧上容纳第三镜元件1171。同时，三个轮廓元件以这种方式重叠，即：该方式使得镜元件和接收器管在上侧上免受环境的影响，诸如例如降水、日光、风或者灰尘。以已知且自行的方式，通过边缘的适当卷边以及这里未示出(比较图3和8)的侧面突出部能够实现进一步的保护。
更进一步地，在图11中例示了整个镜阵列具有多个气隙。一方面，这些气隙是位于一侧上的第一和第二镜元件1132、1134与以第三镜元件1171的形状形成的镜段之间的气隙1170，所述气隙在上面已经被讨论过。在第一轮廓元件1138和第三轮廓元件1156之间并且与此对称地在第二轮廓元件1140和第三轮廓元件1156之间形成了另外的气隙。
在横截面中同样能够识别出镜阵列具有镜像对称的曲线轮廓，其中有两个顶点位于顶部上，由此在这些顶点的区域中存在每一个气隙1170。“顶点的区域”同样包括顶点下方的区域，或者在这里在曲线轮廓的顶点下方至该曲线轮廓总高度的10％的区域。在任何情况下，设置在顶点的区域中的气隙1170有助于上升的热空气不在镜阵列中堆积而是能够通过气隙向上排出的事实，使得能够减少各个单独镜元件经受的温度波动。
所以，上升的热空气能够完全地离开由三个轮廓元件1138、1140和1156形成的壳体，间隙1174在轮廓元件之间被设置在两侧上。借助于箭头表示排出的气流。
在第一和第二镜元件1132和1134以及相关联的轮廓元件1138和1140之间存在另外的间隙。这里，在下端上存在间隙1176并且在上端上存在间隙1178，从而允许空气同样在镜元件1132和1134的外侧上循环，使得确保了最佳地冷却这些镜元件。
图12A和12B示出了变型的接收器管1206和1206’的两个不同的实施例。这些接收器管中的每一个具有结构上相同的吸收器管1208，但套筒管1210和1210’是不同的。套筒管1212在接收器管的中央段中偏移，使得吸收器管1208在套筒管1212中在该段中偏心地延伸。与此不同，根据图12B的套筒管1210’仅在该段中为锥形，吸收器管1208和套筒管1210’因此形成了同心的布置。两种变型因此都具有的事实为，位于吸收器管和套筒管之间的间隙1280和1280’在接收器管的中央段的纵向方向上在该中央段的上侧上逐渐变细，使得在该位置出现较小的辐射损失，如已基于图11解释说明的那样。偏移的套筒管和锥形的套筒管这两种措施也可以基本上组合起来。
而且，能够识别出吸收管1208和在两种情况下被相同地构造的套筒管1210或1210’之间的连接。提供了用于被通常抽空的套筒管1210或1210’封围的容积的密封件。除密封之外，连接1282同时还具有膨胀补偿功能。因此，以已知且自行的方式具有膨胀波纹管。
通过解释仍将指出的是，图12A和12B示出了接收器管的端部段，该端部段朝向左侧连续，并且在相对地定位的一侧上具有镜像倒转的封闭。
附图标记列表
100    菲涅耳太阳能装置
102    初级聚光器镜
104    接收器系统
106    接收器管
108    吸收器管
110    套筒管
112    镜阵列
114    支承框架
116    支承柱
118    交叉支承件
204    接收器系统
206    接收器管
208    吸收器管
210    套筒管
212    镜阵列
214    支承框架
216    支撑板
218    交叉支承件
220    框架元件
222    纵向支承件
323    第一悬架
324    第二悬架
326    滚轮
328    接片
430    第二接头，旋转接头
432    第一镜元件
434    第二镜元件
436    间隙，开口
438    第一轮廓元件
440    第二轮廓元件
542    间隙
544    间隙
646    支承框架的段
648    间隙
750    夹子
752    第一悬架的段
754    膨胀波纹管
756    第三轮廓元件
758    补偿装置
860    一对辊子
862    托架
866    侧面突出部
906    接收器管
908    吸收器管
910    套筒管
912    镜阵列
932    第一镜元件
934    第二镜元件
936    间隙
968    镜段
970    气隙
971    第三镜元件
1006   接收器管
1008   吸收器管
1010   套筒管
1012   镜阵列
1032   第一镜元件
1034   第二镜元件
1036   间隙
1038   第一轮廓元件
1040   第二轮廓元件
1068   镜段
1070   气隙
1072   反射面
1106   接收器管
1108   吸收器管
1110   套筒管
1112   镜阵列
1132   第一镜元件
1134   第二镜元件
1138   第一轮廓元件
1140   第二轮廓元件
1156   第三轮廓元件
1170   气隙
1171   第三镜元件
1174   气隙
1176   气隙
1178   气隙
1180   吸收器管和套筒管之间的间隙
1206   接收器管
1206'  接收器管
1208   吸收器管
1208'  吸收器管
1210   套筒管
1210'  套筒管
1280   吸收器管和套筒管之间的间隙
1280'  吸收器管和套筒管之间的间隙
1282   连接

Claims (27)

1.一种用于菲涅耳太阳能装置(100)的接收器系统(104，204)，所述接收器系统具有限定纵向方向的吸收器管(108，208，908，1008，1108)；和镜阵列(112，212，912，1012，1112)，所述镜阵列与所述纵向方向平行并且具有镜像对称的曲线轮廓，所述镜像对称的曲线轮廓具有至少一个位于顶部的顶点，且所述镜阵列用于将光线聚集到所述吸收器管上，
所述接收器系统的特征在于：所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)具有设置在所述顶点的区域中的通风开口。
2.根据权利要求1所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：由所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)和套筒管(110，210，910，1010，1110)组成接收器管(106，206，906，1006，1106)，所述套筒管(110，210，910，1010，1110)至少以成段的方式围绕所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)设置。
3.根据权利要求1或2所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)具有在所述纵向方向上分离的第一和第二镜元件(432，434，932，934，1032，1034，1132，1134)，且有一间隙(436，936，1036)位于所述第一和第二镜元件之间。
4.根据权利要求3所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)具有镜段(968，1068)，所述镜段至少局部光学地闭合所述间隙(436，936，1036)。
5.根据权利要求4所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：在所述第一镜元件(932，1032，1132)和所述镜段(968，1068)之间以及在所述第二镜元件(934，1034，1134)和所述镜段(968，1068)之间留有气隙(970，1070，1170)，所述气隙形成所述通风开口。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)具有与所述第一和第二镜元件(432，434，932，934，1032，1034，1132，1134)相关联的第一和第二轮廓元件(438，440，1038，1040，1138，1140)，所述轮廓元件在所述镜元件的背对所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)的一侧上容纳相关联的所述镜元件。
7.根据权利要求6所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：在每种情况下，所述通风开口被设置在镜元件(432，434，932，934，1032，1034，1132，1134)和轮廓元件(438，440，1038，1040，1138，1140)之间。
8.根据权利要求6或7所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第一和所述第二轮廓元件(438，440，1038，1040，1138，1140)被构造成L形。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：在每种情况下，所述第一和第二镜元件(432，434，932，934，1032，1034，1132，1134)至少在一侧上借助于补偿装置而被固定到相关联的所述第一和第二轮廓元件(438，440，1038，1040，1138，1140)上，所述补偿装置允许所述镜元件和相关联的所述轮廓元件在纵向方向上不同地膨胀。
10.根据权利要求4或5中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述镜段(968，1068)被形成为第三镜元件(971，1171)。
11.根据权利要求10所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)具有与所述第三镜元件(971，1171)相关联的第三轮廓元件(756，1156)，所述第三轮廓元件在所述第三镜元件的背对所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)的一侧上容纳所述第三镜元件。
12.根据权利要求11所述的接收器系统(104，204)，其特征还在于：所述第三轮廓元件(756，1156)被构造成U形。
13.根据权利要求11或12中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第三镜元件(971，1171)至少在一侧上借助于补偿装置而被固定到相关联的所述第三轮廓元件(756，1156)，所述补偿装置允许所述第三镜元件和相关联的所述轮廓元件在所述纵向方向上不同地膨胀。
14.根据权利要求4或5中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述镜段(968，1068)被形成为所述套筒管(110，210，910，1010，1110)的反射面(1072)。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：用于所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)和所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)的支承框架(114，214)，在所述支承框架上彼此独立地安装用于保持所述吸收器管的第一悬架(323)和用于保持所述镜阵列或者所述镜阵列的至少部分的第二悬架(324)，其中，所述第一悬架具有第一补偿装置，并且所述第二悬架具有第二补偿装置，而且所述第一和第二补偿装置允许所述吸收器管和所述镜阵列在所述纵向方向上不同地膨胀。
16.根据权利要求15所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述支承框架(114，214)具有纵向支承件(222)，在所述纵向支承件上安装所述第一悬架(323)，并且所述纵向支承件与所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)和所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)平行地延伸。
17.根据权利要求16结合权利要求3所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第一悬架(323)从所述纵向支承件(222)通过位于所述第一和所述第二镜元件(432，434，932，934，1032，1034，1132，1134)之间的所述间隙(436，936，1036)而被引导至所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第二悬架(324)具有作为第二补偿装置的第一接头，所述第一接头将在一侧上的所述支承框架(114，214)连接到在另一侧上的所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)或者所述镜阵列的至少部分。
19.根据权利要求18所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第一接头为实心接头。
20.根据权利要求15至19中的任一项所述的接收器系统(104，204)，其特征还在于：所述第一悬架(323)具有作为第一补偿装置的滚柱轴承或滑动轴承装置，特别是滚轮(326)，所述滚柱轴承或滑动轴承装置被设置成使得它能够沿着所述纵向支承件(222)行进。
21.根据权利要求15至20中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第一和第二轮廓元件(438，440，1038，1040，1138，1140)被紧固到所述第二悬架(324)。
22.根据权利要求15至21中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第三轮廓元件(756，1156)被紧固到所述第一悬架(323)。
23.根据权利要求15至22中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第二悬架(324)具有第二接头(430)，所述第二接头将在一侧上的所述支承框架(114，214)连接到在另一侧上的所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)或者所述镜阵列的至少部分，并且限定与所述纵向方向交叉的一个自由度。
24.根据权利要求23所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述第二接头(430)为旋转接头，所述旋转接头用于使所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)或者所述镜阵列的至少部分向外摆动。
25.根据前述权利要求中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述镜阵列(112，212，912，1012，1112)的所述曲线轮廓具有位于顶部上的两个顶点，从而在每种情况下，所述通风开口被设置在所述两个顶点的区域中。
26.根据权利要求2至25中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述套筒管(110，210，910，1010，1110)围绕所述吸收器管(108，208，908，1008，1108)至少在中央纵向段上被偏心地设置。
27.根据权利要求2至26中的任一项所述的接收器系统(104，204)，
其特征还在于：所述套筒管(110，210，910，1010，1110)至少在中央纵向段上为锥形。
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