DE102007013430A1

DE102007013430A1 - Solar thermal power plant, has focal line collectors connected in series and parallel with respect to guiding direction of medium, where collectors exhibit different geographical orientation in their longitudinal direction

Info

Publication number: DE102007013430A1
Application number: DE102007013430A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dr. Buck; Markus Dr. Eck; Dan Bauer
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: DE102007013430B4; DE102007013430B9

Abstract

The plant (10) has focal line collectors (30, 34) e.g. parabolic-trough collector, provided with an extension in a longitudinal direction, in which a heat carrier medium i.e. water, is heated. The collectors of each group (28a-28c, 32a-32c) are connected in series and parallel with respect to a guiding direction of the medium. The collectors (30) exhibit different geographical orientation in their longitudinal direction in comparison to that of the collectors (34). A distribution device (18) produces partial flows of the medium for the group (28a-28c). An independent claim is also included for a method for operating a solar thermal power plant.

Description

Die Erfindung betrifft ein solarthermisches Kraftwerk, umfassend eine Mehrzahl von Brennlinienkollektoren mit jeweils einer Erstreckung in einer Längsrichtung, an denen ein Wärmeträgermedium erhitzbar ist.The The invention relates to a solar thermal power plant comprising a Plurality of fuel line collectors, each with an extension in a longitudinal direction, where a heat transfer medium can be heated is.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks, welches eine Mehrzahl von Brennlinienkollektoren mit jeweils einer Erstreckung in einer Längsrichtung umfasst, bei dem ein Wärmeträgermedium Brennlinienkollektoren zugeführt wird.Further The invention relates to a method for operating a solar thermal Power plant, which has a plurality of fuel line collectors each comprises an extension in a longitudinal direction, in which a heat transfer medium fuel line collectors is supplied.

Ein solarthermisches Kraftwerk, umfassend eine Mehrzahl von Brennlinienkollektoren mit jeweils einer Erstreckung in einer Längsrichtung, an denen ein Wärmeträgermedium erhitzbar ist, ist beispielsweise aus der DE 101 28 562 C1 oder der DE 101 52 971 C1 bekannt.A solar thermal power plant, comprising a plurality of fuel line collectors, each having an extension in a longitudinal direction, where a heat transfer medium is heated, is for example from DE 101 28 562 C1 or the DE 101 52 971 C1 known.

Ein solarthermisches Kraftwerk ist weiterhin in dem Artikel R. Osuna et al., "Proceedings of ISES 2005 Solar World Congress", Orlando, Florida, USA, August 2005 , beschrieben, der ein Konzept zur Kombination unterschiedlicher Kraftwerkstechnologien vorstellt.A solar thermal power plant is still in the article R. Osuna et al., Proceedings of ISES 2005 Solar World Congress, Orlando, FL, USA, August 2005 , which presents a concept for combining different power plant technologies.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solarthermisches Kraftwerk der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass der Wirkungsgrad des Kraftwerks im zeitlichen Mittel optimiert ist.Of the Invention is based on the object, a solar thermal power plant of the type mentioned above and a method for operating a solar thermal Power plant of the type mentioned above to improve so that the Efficiency of the power plant is optimized in the time average.

Diese Aufgabe wird bei einem solarthermischen Kraftwerk der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine erste Gruppe von Brennlinienkollektoren und eine zweite Gruppe von Brennlinienkollektoren vorgesehen sind, wobei die Brennlinienkollektoren jeder Gruppe bezogen auf eine Führungsrichtung des Wärmeträgermediums in Reihe geschaltet sind und die gleiche geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen, und dass die Brennlinienkollektoren der ersten Gruppe eine andere geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen als die Brennlinienkollektoren der zweiten Gruppe.These Task is in a solar thermal power plant of the type described above Art solved according to the invention that at least a first group of fuel line collectors and a second group of fuel line collectors are provided, wherein the focal line collectors of each group based on a guide direction of the heat transfer medium are connected in series and the same geographical orientation of their longitudinal direction have, and that the focal line collectors of the first group another geographical orientation of their longitudinal direction have as the focal line collectors of the second group.

Die von einer Brennlinienkollektorengruppe zu einem gegebenen Zeitpunkt aus solarer Strahlung erzeugbare Leistung hängt vom jeweiligen Sonnenstand und somit von der Jahreszeit und der Tageszeit ab. Dabei ist die geographische Ausrichtung der Längsrichtung der Brennlinienkollektoren entscheidend für ihr Leistungsprofil.The from a focal line collector group at a given time The power that can be generated from solar radiation depends on the respective one Sun position and thus from the season and the time of day. there is the geographic orientation of the longitudinal direction of the Combustion collectors crucial for their performance profile.

Brennlinienkollektoren mit beispielsweise in Nord-Süd-Richtung ausgerichteter Längsrichtung empfangen im Sommer um die Mittagszeit die größte Solarstrahlungsleistung (bezogen auf den Jahresverlauf), im Winter dagegen eine deutlich geringere maximale Solarstrahlungsleistung vormittags und nachmittags. Brennlinienkollektoren mit beispielsweise in West-Ost-Richtung ausgerichteter Längsrichtung empfangen im Sommer wie im Winter um die Mittagszeit die größte Solarstrahlungsleistung, im Tagesdurchschnitt im Sommer weniger und im Winter mehr als mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichtete Brennlinienkollektoren.Focal line collectors aligned for example in north-south direction Longitudinal receive in the summer at noon the largest solar radiation power (based on the Year), in winter, however, a much lower maximum Solar radiation power in the morning and in the afternoon. Focal line collectors received with, for example, aligned in the west-east direction longitudinal direction in summer as in winter at noon the largest Solar radiation power, in the daily average in the summer less and in winter more than north-south oriented with its longitudinal direction Focal line panels.

Durch das Vorhandensein von mindestens einer ersten Gruppe von Brennlinienkollektoren und einer zweiten Gruppe von Brennlinienkollektoren, wobei die Brennlinienkollektoren jeder Gruppe bezogen auf eine Führungsrichtung des Wärmeträgermediums in Reihe geschaltet sind und die gleiche geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen, und wobei die Brennlinienkollektoren der ersten Gruppe eine andere geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen als die Brennlinienkollektoren der zweiten Gruppe, wird es ermöglicht, die Erhitzung von Wärmeträgermedium zu einem gegebenen Zeitpunkt in der ersten und/oder der zweiten Gruppe sowie gegebenenfalls weiteren Gruppen durchzuführen und dabei die Befähigung der jeweiligen Brennlinienkollektoren zum Empfang von Solarstrahlungsleistung zu diesem Zeitpunkt zu nutzen.By the presence of at least a first group of fuel line collectors and a second group of fuel rail collectors, wherein the fuel rail collectors each group based on a guide direction of the heat transfer medium are connected in series and the same geographic orientation have their longitudinal direction, and wherein the fuel line collectors the first group has a different geographical orientation in its longitudinal direction have as the focal line collectors of the second group, is it allows the heating of heat transfer medium at any given time in the first and / or second Group and possibly other groups to perform and thereby the ability of the respective fuel line collectors to use for receiving solar radiation power at this time.

Dadurch kann die Menge des insgesamt von den Brennlinienkollektoren gelieferten Wasserdampfes im zeitlichen Verlauf dem durch die weitere Prozessführung bedingten Bedarf an Wasserdampf angepasst werden.Thereby can be the amount of total delivered by the fuel line collectors Steam over time through the further litigation conditional need for steam to be adjusted.

Wenn beispielsweise Brennlinienkollektoren sowohl zur Verdampfung von Wasser als auch zur Überhitzung des Dampfes eingesetzt werden und der Dampf anschließend zur Gewinnung elektrischer Energie in Dampfturbinen überführt wird, ist eine möglichst stetige Belieferung der Dampfturbinen notwendig. Diese kann zu solchen Zeitpunkten, in denen zu wenig überhitzter Wasserdampf aus den Brennlinienkollektoren erhältlich ist, durch eine Zusatzfeuerung oder durch zwischengespeicherte Energiemengen, die zuvor aus Überschüssen aus den Brennlinienkollektoren erhalten wurden, gewährleistet werden. Diese Alternativen sind jeweils mit hohem technischem Aufwand verbunden.If For example, fuel line collectors both for the evaporation of Water used as well as to overheat the steam and then the steam for obtaining electrical Energy is transferred to steam turbines is one steady supply of the steam turbines necessary. This can happen at times when too little overheated Steam is available from the fuel line collectors, by an additional firing or by cached amounts of energy previously from surpluses from the fuel line collectors be guaranteed. These alternatives are each associated with high technical effort.

In dem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk kann die Lieferung von überhitztem Dampf aus den Brennlinienkollektoren verstetigt werden. Dadurch können die Turbinen über einen längeren Zeitraum hinweg mit aus den Brennlinienkollektoren überführtem Wasserdampf betrieben werden. Es treten weniger Über- und/oder Unterschüsse von überhitztem Dampf auf, wodurch der durch eine Zusatzfeuerung oder eine Zwischenspeicherung gegebene Aufwand reduziert wird.In the solar thermal power plant according to the invention, the supply of superheated steam from the fuel line collectors can be stabilized. As a result, the turbines can be operated over a longer period of time with transferred from the fuel line collectors steam. There are fewer surpluses and / or deficits of superheated steam, causing the gege by an additional firing or caching bene effort is reduced.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste Gruppe und die zweite Gruppe bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums parallel geschaltet. Bei dieser Kombination kann die durch jede dieser Gruppen geleitete Menge des Wärmeträgermediums der jeweiligen Befähigung der Gruppe zur Energieaufnahme angepasst werden.at a preferred embodiment are the first group and the second group in terms of leadership of the heat transfer medium connected in parallel. at This combination can be the one led by each of these groups Quantity of the heat transfer medium of the respective qualification be adapted to the group for energy intake.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die erste Gruppe und die zweite Gruppe bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums in Reihe geschaltet. Bei dieser Kombination können bei dem Erhitzen einer gegebenen Menge des Wärmeträgermediums die jeweiligen Befähigungen dieser Kollektorengruppen zur Energieaufnahme vorteilhaft genutzt werden. Es kann beispielsweise auch eine dritte Gruppe vorgesehen sein, deren Brennlinienkollektoren die gleiche geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen wie die der zweiten Gruppe, wobei die erste Gruppe bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums mit der zweiten Gruppe in Reihe und mit der dritten Gruppe parallel geschaltet ist.at a further preferred embodiment of the invention are the first group and the second group related to the leadership of the Heat transfer medium connected in series. At this Combination can be done by heating a given amount the heat transfer medium the respective qualifications These collector groups are used to advantage for energy absorption become. For example, a third group may also be provided whose focal line collectors have the same geographic orientation their longitudinal direction as that of the second group, where the first group related to the leadership direction the heat transfer medium with the second group in series and in parallel with the third group.

Es ist vorteilhaft, wenn das solarthermische Kraftwerk eine Verteilungsvorrichtung aufweist, durch die mindestens zwei Teilströme des Wärmeträgermediums für jeweils mindestens eine Gruppe erzeugbar sind. In diesem Fall kann die relative Größe der Teilströme auf einfache Weise reguliert werden.It is advantageous if the solar thermal power plant is a distribution device has, by the at least two partial streams of the heat transfer medium can be generated for each at least one group. In this Case may be the relative size of the partial flows be easily regulated.

Bevorzugterweise weist das solarthermische Kraftwerk eine Sammlungsvorrichtung auf, durch die die mindestens zwei Teilströme zu einem Gesamtstrom sammelbar sind. Die weitere Prozessführung ist mit einem verbleibenden Gesamtstrom technisch weniger aufwendig als mit getrennt verbleibenden Teilströmen.preferably, the solar thermal power plant has a collection device, through which the at least two partial streams to a total flow are collectable. The further process is with a remaining total power technically less expensive than with separated remaining partial flows.

Vorteilhafterweise ist die Sammlungsvorrichtung bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums den Brennlinienkollektoren nachgeschaltet. Dadurch wird sichergestellt, dass das gesamte in den Brennlinienkollektoren verdampfte Wärmeträgermedium in die Sammlungsvorrichtung überführt werden kann.advantageously, is the collection device related to the direction of leadership the heat transfer medium the fuel line collectors downstream. This will ensure that the entire in the combustion line collectors evaporated heat transfer medium can be transferred to the collection device.

Vorteilhafterweise weist das erfindungsgemäße solarthermische Kraftwerk mindestens eine Rezirkulationsvorrichtung auf, welche einer oder mehreren Gruppen zugeordnet ist. Wenn mehr Wärmeträgermedium in die Gruppen eingespeist wird, als in diesen verdampft werden kann, kann durch die Rezirkulationsvorrichtung nach dem Durchlaufen der Gruppen flüssig verbliebenes Wärmeträgermedium zurückgeführt und erneut in diese überführt werden. Auf diese Weise wird die Abhängigkeit der von den Gruppen gelieferten Dampfmenge von Schwankungen der solaren Einstrahlungsbedingungen verringert.advantageously, has the solar thermal power plant according to the invention at least one recirculation device, which one or more Is assigned to groups. If more heat transfer medium is fed into the groups, as are evaporated in these may, after passing through the recirculation device the groups returned liquid remaining heat transfer medium and be translated into this again. To this Way, the dependence of the delivered by the groups Steam quantity of fluctuations of solar irradiation conditions reduced.

Eine derartige Rezirkulationsvorrichtung kann einer einzelnen Gruppe zugeordnet sein und das aus diesem ausgetretene flüssige Wärmeträgermedium in ihn zurückführen. Sie kann auch einer Mehrzahl von Gruppen zugeordnet sein und das gesammelte aus diesen ausgetretene flüssige Wärmeträgermedium einer Verteilungsvorrichtung zuführen, von der aus es erneut in einzelne Gruppen geleitet wird.A Such recirculation device may be a single group be assigned and the leaked from this liquid Return the heat transfer medium to him. It can also be assigned to a plurality of groups and that collected from these leaked liquid heat transfer medium from a distribution device, from which it is again is directed into individual groups.

Bevorzugterweise sind die geographische Ausrichtung der Längsrichtung und/oder die Anzahl der Brennlinienkollektoren der Gruppen abhängig von der geographischen Lage des Ortes des solarthermischen Kraftwerks. Durch die geographische Lage werden die Gegebenheiten der Sonneneinstrahlung an einem Ort in Abhängigkeit von der Tageszeit wie auch der Jahreszeit und somit auch das Leistungsprofil von an diesem Ort befindlichen Brennlinienkollektoren mit unterschiedlicher geographischer Ausrichtung ihrer Längsrichtung definiert.preferably, are the geographic orientation of the longitudinal direction and / or the number of fuel line collectors of the groups depends on the geographical location of the location of the solar thermal power plant. Due to the geographical location, the conditions of solar radiation in one place depending on the time of day as well the season and thus the performance profile of this Location located Brennlinienkollektoren with different geographic Orientation of its longitudinal direction defined.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass ein Brennlinienkollektor jeweils einen Fokusbereich mit einer Erstreckungslänge in der Längsrichtung und einer Erstreckungsbreite quer zur Längsrichtung aufweist, wobei die Erstreckungslänge größer ist als die Erstreckungsbreite. Bevorzugterweise werden Brennlinienkollektoren eingesetzt, bei denen der Fokusbereich linienhaft ist und insbesondere seine Erstreckungslänge mindestens fünfmal größer ist als seine Erstreckungsbreite. Derartige Brennlinienkollektoren sind sehr gut zum Verdampfen von Wärmeträgermedium geeignet, das durch ihren Fokusbereich geleitet wird.Especially it is provided that a focal line collector each have a focus area with an extension length in the longitudinal direction and an extension width transverse to the longitudinal direction, wherein the extension length is greater as the extension width. Preferably, fuel line collectors used in which the focus area is linear and in particular its extension length at least five times greater is as its extension width. Such fuel line collectors are very good for vaporizing heat transfer medium suitable, which is passed through their focus area.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Brennlinienkollektor als Parabolrinnenkollektor ausgebildet. Parabolrinnenkollektoren werden bereits seit Jahrzehnten in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt. Ihre Komponenten konnten in dieser Zeit umfassend optimiert werden.at a preferred embodiment is at least one focal line collector designed as a parabolic trough collector. Parabolic trough collectors are used for decades in solar thermal power plants. Their components could be extensively optimized during this time.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Brennlinienkollektor als linearer Fresnelkollektor ausgebildet. Fresnelkollektoren umfassen einzelne ungewölbte oder leicht gewölbte Spiegelstreifen und sind daher kostengünstig herstellbar.at a further preferred embodiment of the invention is at least one focal line collector as a linear Fresnel collector educated. Fresnel panels include single domed or slightly curved mirror strips and are therefore inexpensive produced.

Insbesondere sind mindestens ein Turmreceiver und mindestens ein dem entsprechenden Turmreceiver zugeordneter Heliostat vorgesehen, wobei das Wärmeträgermedium an Brennlinienkollektoren und nachfolgend an dem mindestens einen Turmreceiver erhitzbar ist.Especially are at least one tower receiver and at least one tower receiver assigned heliostat provided, wherein the heat transfer medium at Brennlinienkollektoren and subsequently to the at least one tower receiver is heatable.

Durch die Kombination aus Brennlinienkollektoren (welche einen ersten Erhitzungsabschnitt bilden) und einem Turmreceiver mit zugeordnetem Heliostatenfeld (durch welche ein zweiter Erhitzungsabschnitt gebildet ist) können die spezifischen Vorteile dieser Erhitzungsabschnitte kombiniert werden. Das Wärmeträgermedium wird beispielsweise an Brennlinienkollektoren verdampft und der Dampf anschließend im Turmreceiver überhitzt. Wenn es sich bei dem Wärmeträgermedium beispielsweise um Wasser handelt, wird in den Brennlinienkollektoren Dampf mit einer Temperatur von bis zu ca. 300°C erzeugt. Die hier auftretenden Belastungen durch hohen Druck und hohe Temperaturen sind begrenzt und es kann auf relativ kostengünstige Anlagetechnik zurückgegriffen werden. Der kostenintensivere Bestandteil des Turmreceivers mit dem zugeordneten Heliostatenfeld dient demgegenüber nur zur Überhitzung des Dampfes auf Temperaturen bis zu ca. 600°C und kann deutlich kleiner dimensioniert sein als ein Turmreceiver, in dem auch die Verdampfung durchgeführt werden muss.By the combination of fuel line collectors (which have a first Forming a heating section) and a tower receiver with associated heliostat field (by which a second heating section is formed) can the specific advantages of these heating sections combined become. The heat transfer medium is, for example evaporated at combustion line collectors and the steam then overheated in the tower receiver. When it comes to the heat transfer medium For example, is water, in the fuel line collectors steam produced at a temperature of up to about 300 ° C. The occurring here by high pressure and high temperatures are limited and it can be on relatively inexpensive investment technique be resorted to. The more expensive component the tower receiver with the assigned heliostat field serves the other way round only to overheat the steam to temperatures up to about 600 ° C and can be much smaller than dimensioned a tower receiver, in which also the evaporation is carried out must become.

Über die ihm zugeordneten Heliostaten empfängt ein Turmreceiver im Sommer wie im Winter um die Mittagszeit die größte Solarstrahlungsleistung und kann zu diesem Zeitpunkt die größte Menge an ihm zugeführten Wasserdampf überhitzen. Zur Erzeugung dieses Wasserdampfes vorgesehene Brennlinienkollektoren sollten dementsprechend ebenfalls über das gesamte Jahr hinweg um die Mittagszeit die größte Solarstrahlungsleistung ausnutzen können.about its associated heliostat receives a tower receiver in summer as in winter at noon the largest Solar radiation power and can be the largest at this time Overheat amount of water vapor supplied to it. For generating this steam provided Brennlinienkollektoren should therefore also throughout the year at noon the largest solar radiation power exploit.

Durch das Vorhandensein einer ersten Gruppe von Brennlinienkollektoren und einer zweiten Gruppe von Brennlinienkollektoren, wobei die Brennlinienkollektoren jeder Gruppe bezogen auf eine Führungsrichtung des Wärmeträgermediums in Reihe geschaltet sind und die gleiche geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen, und wobei die Brennlinienkollektoren der ersten Gruppe eine andere geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen als die Brennlinienkollektoren der zweiten Gruppe, kann dieser Anforderung besser entsprochen werden.By the presence of a first group of fuel line collectors and a second group of fuel rail collectors, wherein the fuel rail collectors each group based on a guide direction of the heat transfer medium are connected in series and the same geographic orientation have their longitudinal direction, and wherein the fuel line collectors the first group has a different geographical orientation in its longitudinal direction have as the focal line collectors of the second group, can This requirement can be better met.

Die Menge des insgesamt von den Brennlinienkollektoren gelieferten Wasserdampfes kann der im Turmreceiver zu diesem Zeitpunkt maximal überhitzbaren Menge angenähert werden, so dass weniger Dampfüberschüsse und/oder -unterschüsse auftreten.The Amount of total water vapor supplied by the fuel line collectors The maximum heatable in the tower receiver at this time Quantity approximated, leaving less excess steam and / or deficits occur.

Im Fall von in den Brennlinienkollektoren erzeugten Dampfüberschüssen ist eine Zwischenspeicherung oder alternative Verwendung technisch und bezüglich der entstehenden Kosten aufwendig. Es kann nötig werden, zur Vermeidung der Überschüsse mindestens Teile der Brennlinienkollektoren zeitweise abzuschalten und somit ihr Potential zur Energiegewinnung ungenutzt zu lassen. Durch die Reduzierung der Überschüsse in einem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk wird im Jahresverlauf die Anzahl der Betriebsstunden erhöht, in denen sämtliche vorhandenen Brennlinienkollektoren eingesetzt werden können.in the Case of steam surpluses generated in the fuel rail collectors is a caching or alternative use technical and in terms of the costs incurred consuming. It can necessary to avoid surpluses at least Parts of the fuel line panels temporarily shut down and thus to leave their potential for energy production unused. By the Reduction of excesses in a solar thermal according to the invention Power plant will increase in the course of the year, the number of operating hours, in which all existing fuel line collectors are used can.

Die Reduzierung von Dampfunterschüssen gestattet eine bessere Nutzung des Potentials des Turmreceivers zur Energiegewinnung.The Reduction of vapor losses allows a better Use of the potential of the tower receiver to generate energy.

Die vom Turmreceiver gelieferte Menge an überhitztem Dampf wird somit gesteigert, so dass das Kraftwerk eine höhere Betriebszeit im Laufe eines Jahres aufweisen kann.The the amount of superheated steam supplied by the tower receiver is thus increased, so that the power plant has a higher Operating time over one year.

Wenn der von einem Turmreceiver bereitgestellte überhitzte Dampf beispielsweise in Dampfturbinen zur Generierung elektrischer Energie eingesetzt werden soll, sind diese vorzugsweise derart dimensioniert, dass der Turmreceiver in manchen Zeitspannen mehr überhitzten Dampf liefert, als in ihren verarbeitet werden kann. Dieser Überschuss an Wärmeenergie kann dann in Zwischenspeichern gespeichert werden und zu solchen Zeitpunkten, an denen der Turmreceiver einen Unterschuss an überhitztem Dampf liefert, den Turbinen zur Verfügung gestellt werden. Diese Speicherung ist mit Energieverlusten verbunden.If the superheated steam provided by a tower receiver For example, in steam turbines for generating electrical energy should be used, these are preferably dimensioned such that the tower receiver overheated more in some time periods Steam supplies as can be processed in theirs. This surplus Heat energy can then be stored in buffers and at such times when the tower receiver a The excess of superheated steam supplies to the turbines to provide. This storage is with Energy losses associated.

In dem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk unterliegt die vom Turmreceiver gelieferte Menge an überhitztem Dampf weniger Schwankungen im zeitlichen Verlauf. Dadurch kann beispielsweise ein größerer Anteil dieser Menge direkt in Turbinen geleitet werden, und die mit der Zwischenspeicherung verbundenen Energieverluste werden verringert.In the solar thermal power plant according to the invention is subject to the amount of overheated supplied by the tower receiver Steam less fluctuations over time. This can, for example a larger proportion of this quantity directly into turbines and those associated with caching Energy losses are reduced.

Weiterhin ist dem mindestens einen Turmreceiver bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums vorteilhafterweise eine Sammlungsvorrichtung vorgeschaltet. Dadurch kann dem Turmreceiver der in der Sammlungsvorrichtung gesammelte Sammelstrom zugeführt werden.Farther is the at least one tower receiver with respect to the direction of leadership the heat transfer medium advantageously one Collection device upstream. This allows the tower receiver fed to the collecting stream collected in the collecting device become.

Vorteilhafterweise ist dem mindestens einen Turmreceiver eine Einspritzvorrichtung für flüssiges Wärmeträgermedium zugeordnet. Zu einem Zeitpunkt, an dem der Turmreceiver zur Überhitzung größerer Mengen an verdampftem Wärmeträgermedium fähig ist, als von den Brennlinienkollektoren zur Verfügung gestellt werden kann, kann durch das in der Einspritzvorrichtung zusätzlich zugeführte Wärmeträgermedium verhindert werden, dass vom Turmreceiver aufnehmbare solare Energie ungenutzt verbleibt.advantageously, the at least one tower receiver is an injection device for liquid heat transfer medium assigned. At a time when the tower receiver to overheat larger amounts of vaporized heat transfer medium capable is as provided by the fuel line collectors can be in addition to that in the injector supplied heat transfer medium prevented become unused by the tower receiver's absorbable solar energy remains.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Brennlinienkollektoren der ersten Gruppe mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet und die Brennlinienkollektoren der zweiten Gruppe mit ihrer Längsrichtung in West-Ost-Richtung ausgerichtet. Brennlinienkollektoren mit diesen beiden Ausrichtungen weisen zeitliche Verläufe ihrer Fähigkeiten zur Energieaufnahme auf, die sich gegenseitig vorteilhaft ergänzen. Diese Kombination ist insbesondere dazu geeignet, einem Turmreceiver annähernd die zu einem gegebenen Zeitpunkt von ihm überhitzbare Menge an Wasserdampf zur Verfügung zu stellen.In a preferred embodiment, the focal line collectors of the first group with ih aligned longitudinal direction in a north-south direction and aligned the focal line collectors of the second group with its longitudinal direction in west-east direction. Firing line collectors with these two orientations have time histories of their energy absorption capabilities that complement each other favorably. This combination is particularly suitable for providing a tower receiver with the amount of water vapor that it is capable of overheating at a given time.

Bevorzugt liegt das Verhältnis der Anzahl von Brennlinienkollektoren der ersten Gruppe und/oder der zweiten Gruppe zu der Gesamtzahl von Brennlinienkollektoren im Bereich zwischen 20% und 80%. Ein derartiges Verhältnis ist für einen Großteil der möglichen Standorte für ein solarthermisches Kraftwerk angemessen.Prefers is the ratio of the number of fuel line collectors the first group and / or the second group to the total number of fuel line collectors in the range between 20% and 80%. One Such ratio is for much of the possible locations for a solar thermal power plant appropriate.

Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis im Bereich zwischen 40% und 60%. In Modellrechnungen zum Betrieb eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks mit einem Turmreceiver im südspanischen Sevilla hat sich für die Anzahl von Brennlinienkollektoren der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe ein Verhältnis zu der Gesamtzahl von Brennlinienkollektoren von jeweils ca. 50% als besonders vorteilhaft erwiesen.Especially Preferably, the ratio is in the range between 40% and 60%. In model calculations for the operation of an inventive Solar thermal power plant with a tower receiver in southern Spain Sevilla has opted for the number of fuel line collectors the first group and the second group a relationship to the total number of fuel line collectors of approx. 50% each proved to be particularly advantageous.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie vorgesehen. In einer derartigen Einrichtung kann die Wärmeenergie des überhitzten Mediums teilweise in elektrische Energie umgewandelt werden.Preferably a device for generating electrical energy is provided. In such a device, the heat energy of the overheated Partially converted into electrical energy.

Insbesondere umfasst die Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mindestens eine Dampfturbine und mindestens einen Generator, wobei die mindestens eine Dampfturbine bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums den Brennlinienkollektoren nachgeschaltet ist. Dampfturbinen sind umfassend optimierte Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Wärmeenergie eines Dampfes.Especially includes the means for generating electrical energy at least a steam turbine and at least one generator, wherein the at least a steam turbine relative to the guiding direction of Heat transfer medium the fuel line collectors is downstream. Steam turbines are fully optimized facilities for generating electrical energy from the heat energy a steam.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Dampfturbine bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums einem oder mehreren Turmreceivern nachgeschaltet. Damit wird sichergestellt, dass der Dampfturbine Wärmeträgermedium zugeführt wird, welches zunächst an den Brennlinienkollektoren und nachfolgend an dem mindestens einen Turmreceiver hohe Energiemengen aufgenommen hat.at a preferred embodiment, the at least one Steam turbine based on the direction of the heat transfer medium downstream of one or more tower receivers. This will ensure that the steam turbine supplied heat transfer medium which is initially at the Brennlinienkollektoren and following the at least one tower receiver high amounts of energy has recorded.

Vorteilhafterweise ist eine Zusatzheizvorrichtung vorgesehen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die beispielsweise zum Betrieb einer Turbine benötigte Menge an überhitztem Dampf auch dann erzeugt wird, wenn die in den Brennlinienkollektoren und gegebenenfalls dem Turmreceiver erhitzte Menge an Wärmeträgermedium dazu nicht genügt.advantageously, an auxiliary heater is provided. This can be ensured be that needed for example to operate a turbine Amount of superheated steam is generated even if in the fuel line collectors and possibly the tower receiver heated amount of heat transfer medium not to enough.

Vorteilhafterweise umfasst die Zusatzheizvorrichtung eine fossile Feuerungsvorrichtung. Diese kann überhitzten Dampf zu jedem beliebigen Zeitpunkt zur Verfügung stellen.advantageously, For example, the auxiliary heater includes a fossil burner. This can be superheated steam at any given time provide.

Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßes solarthermisches Kraftwerk mindestens einen Wärmespeicher auf. Auch Wärmespeicher tragen dazu bei, dass die in dem solarthermischen Kraftwerk bereitgestellte Menge an überhitztem Dampf zeitlich möglichst wenig variiert. In einem Wärmespeicher vorliegende Wärmeenergie kann beispielsweise nachts freigesetzt werden, wenn aufgrund mangelnder Sonneneinstrahlung die Brennlinienkollektoren und gegebenenfalls der Turmreceiver zu wenig Dampf liefern.Preferably has a solar thermal power plant according to the invention at least one heat storage. Also heat storage contribute to the fact that the solar thermal power plant provided Amount of superheated steam temporally possible little varies. In a heat storage heat energy present can be released at night, for example, if due to lack of Solar radiation the fuel line collectors and optionally the tower receiver does not supply enough steam.

Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Wärmespeicher über einen Wärmeträgermediumkreislauf mit mindestens einer Dampfturbine gekoppelt. Dann kann die in ihm gespeicherte Energie an Wärmeträgermedium abgegeben werden, das nachfolgend direkt der mindestens einen Turbine zugeführt wird.advantageously, is the at least one heat storage over a Heat transfer medium circulation with at least one Steam turbine coupled. Then the energy stored in it can be delivered to the heat transfer medium, the following directly to the at least one turbine is supplied.

Beispielsweise wird als Wärmeträgermedium Wasser verwendet. Unter anderem durch die hohe Wärmeaufnahmefähigkeit des Wassers ist es insbesondere gut dazu geeignet, in Brennlinienkollektoren verdampft und anschließend in einem Turmreceiver überhitzt zu werden.For example is used as the heat transfer medium water. Under due to the high heat absorption capacity of the water, it is particularly well suited to combustion line collectors evaporated and then overheated in a tower receiver to become.

Die eingangs genannte Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Wärmeträgermedium mindestens einer ersten Gruppe von Brennlinienkollektoren und einer zweiten Gruppe von Brennlinienkollektoren zugeführt wird, wobei die Brennlinienkollektoren jeder Gruppe bezogen auf eine Führungsrichtung des Wärmeträgermediums in Reihe geschaltet sind und die gleiche geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen, und wobei die Brennlinienkollektoren der ersten Gruppe eine andere geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen als die Brennlinienkollektoren der zweiten Gruppe. Dadurch kann das Wärmeträgermedium zu einem gegebenen Zeitpunkt in der ersten und/oder der zweiten Gruppe sowie gegebenenfalls weiteren Gruppen zugleich erhitzt und dabei die Befähigung der jeweiligen Brennlinienkollektoren zum Empfang von Solarstrahlungsleistung zu diesem Zeitpunkt genutzt werden.The The aforementioned object is in the aforementioned method solved according to the invention that a heat transfer medium at least a first Group of fuel line collectors and a second group of fuel line collectors is supplied, wherein the focal line collectors each Group based on a guide direction of the heat transfer medium are connected in series and the same geographic orientation have their longitudinal direction, and wherein the fuel line collectors the first group have a different geographical orientation of their longitudinal direction as the fuel line collectors of the second group. This can the heat transfer medium at a given time in the first and / or the second group and optionally further groups heated at the same time and the ability of the respective Combustion collectors for receiving solar radiation power too be used at this time.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform durchläuft Wärmeträgermedium die erste Gruppe und die zweite Gruppe nacheinander. Dadurch kann eine gegebene Menge des Wärmeträgermediums in jeder dieser Gruppen entsprechend der jeweiligen Befähigung der Gruppe zur Energieaufnahme Wärmeenergie aufnehmen. Dabei kann entweder die erste Gruppe oder die zweite Gruppe zuerst durchlaufen werden.In a preferred embodiment, heat transfer medium passes through the first group and the second group in succession. This can take a given amount of the heat transfer medium in each of these groups according to the respective ability of the group to absorb energy thermal energy. In this case, either the first group or the second group can be run through first.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform durchläuft Wärmeträgermedium die erste und die zweite Gruppe parallel. Dadurch kann durch diese Gruppen jeweils eine ihrer jeweiligen Befähigung zur Energieaufnahme angepasste Menge an Wärmeträgermedium geleitet werden.at passes through a further preferred embodiment Heat transfer medium the first and the second group parallel. As a result, these groups can each one of their respective Enabling adapted to the energy consumption amount of heat transfer medium be directed.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Massenstromdichten der mindestens zwei Teilströme zeitlich abhängig vom Sonnenstand eingestellt werden. Dadurch können die im Verlauf der Tageszeiten wie der Jahreszeiten variierenden Mengen an solarer Energie, die von den Brennlinienkollektorengruppen aufgenommen werden können, bei der Festlegung der Mengen des durch sie geleiteten Wärmeträgermediums berücksichtigt werden.Especially it is advantageous if the mass flow densities of at least two Partial flows adjusted depending on the position of the sun become. This can be done over the course of the day like the seasons varying amounts of solar energy used by the focal line collector groups can be recorded, in determining the quantities of the heat transfer medium passed through them be taken into account.

Bevorzugterweise werden die mindestens zwei Teilströme durch eine Verteilungsvorrichtung erzeugt. Dadurch kann ihre relative Größe auf einfache Weise reguliert werden.preferably, be the at least two partial streams through a distribution device generated. This can increase their relative size easy way to be regulated.

Insbesondere werden die mindestens zwei Teilströme nach Durchlaufen der jeweiligen Brennlinienkollektoren durch eine Sammlungsvorrichtung zu einem Gesamtstrom gesammelt. Dadurch kann bei der weiteren Prozessführung mit dem Gesamtstrom anstelle der Teilströme gearbeitet werden.Especially the at least two partial flows are passed through the respective fuel line collectors through a collection device collected to a total flow. This can be used in further process management worked with the total flow instead of the partial flows become.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens ein Turmreceiver und mindestens ein dem entsprechenden Turmreceiver zugeordneter Heliostat vorgesehen und das Wärmeträgermedium wird nach Durchlaufen der Brennlinienkollektoren dem mindestens einen Turmreceiver zugeführt. Dadurch können diese beiden Komponenten des Kraftwerks jeweils eine ihren spezifischen Vorteilen entsprechende Aufgabe bei der Aufnahme von solarer Energie übernehmen.at A preferred embodiment is at least one tower receiver and at least one heliostat associated with the corresponding tower receiver provided and the heat transfer medium is after Passing the focal line collectors the at least one tower receiver fed. This allows these two components each of the power plant according to their specific advantages Take on the task of absorbing solar energy.

Vorteilhafterweise wird das Wärmeträgermedium in den Brennlinienkollektoren verdampft und in dem mindestens einen Turmreceiver überhitzt. Dadurch werden einerseits die Belastungen der Brennlinienkollektoren durch hohen Druck und hohe Temperaturen begrenzt, andererseits kann der kostenintensivere Turmreceiver relativ klein dimensioniert sein.advantageously, becomes the heat transfer medium in the fuel line collectors evaporated and overheated in the at least one tower receiver. As a result, on the one hand the loads of the fuel line collectors limited by high pressure and high temperatures, on the other hand can the more expensive Turmreceiver be relatively small dimensions.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk erläutert.Further Advantages of the method according to the invention were already in connection with the invention Solar thermal power plant explained.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.Further advantageous embodiments have also already been related explained with the device according to the invention.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments used in conjunction with the drawings for further explanation the invention. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks in schematischer Blockschaltbild-Darstellung; 1 a first embodiment of a solar thermal power plant according to the invention in a schematic block diagram representation;

2 Beispiele für den Verlauf der jeweils erzeugbaren Leistung der folgenden Vorrichtungen zur Aufnahme von Solarenergie in Abhängigkeit von der Tageszeit: a) eines Turmreceivers mit zugeordneten Heliostaten; b) einer Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren; c) einer Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in West-Ost-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren; jeweils dargestellt für Sommer und für Winter unter den Sonneneinstrahlungsbedingungen des südspanischen Sevilla; 2 Examples of the course of each producible power of the following devices for receiving solar energy as a function of the time of day: a) a tower receiver with associated heliostats; b) a group of parabolic trough collectors oriented with their longitudinal direction in north-south direction; c) a group of parabolic trough collectors aligned with their longitudinal direction in west-east direction; each shown for summer and winter under the sunshine conditions of southern Seville;

3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks in schematischer Blockschaltbild-Darstellung. 3 A second embodiment of a solar thermal power plant according to the invention in a schematic block diagram representation.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks, welches in 1 in schematischer Blockschaltbild-Darstellung gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen Brennlinienkollektorenabschnitt 12, in dem ein flüssiges Wärmeträgermedium verdampfbar ist, einen Turmreceiverabschnitt 14, in dem dampfförmiges Wärmeträgermedium überhitzbar ist, sowie einen Turbinenabschnitt 16, in dem überhitztes Wärmeträgermedium zur Erzeugung elektrischer Energie einsetzbar ist.A first embodiment of a solar thermal power plant according to the invention, which in 1 shown in schematic block diagram representation and there with 10 is designated comprises a focal line collector section 12 in which a liquid heat transfer medium is vaporized, a Turmreceiverabschnitt 14 , in which vaporous heat transfer medium can be overheated, and a turbine section 16 , in which superheated heat transfer medium for generating electrical energy can be used.

Der Brennlinienkollektorenabschnitt 12 umfasst eine Verteilungsvorrichtung 18, ein erstes Brennlinienkollektorfeld 20 mit ersten Gruppen 28a, 28b, 28c von Brennlinienkollektoren 30, ein zweites Brennlinienkollektorfeld 22 mit zweiten Gruppen 32a, 32b, 32c von Brennlinienkollektoren 34, eine Sammlungsvorrichtung 24 und einen Behälter 26. Die Brennlinienkollektoren 30, 34 jeder Gruppe 28a, 28b, 28c, 32a, 32b, 32c sind bezogen auf eine Führungsrichtung des Wärmeträgermediums in Reihe geschaltet und weisen die gleiche geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung auf. Beispielhaft sind in 1 jeweils sieben Brennlinienkollektoren 30, 34 in jeder Gruppe 28a, 28b, 28c, 32a, 32b, 32c dargestellt.The focal line collector section 12 includes a distribution device 18 , a first focal line collector field 20 with first groups 28a . 28b . 28c of fuel line collectors 30 , a second focal line collector field 22 with second groups 32a . 32b . 32c of fuel line collectors 34 , a collection device 24 and a container 26 , The fuel line collectors 30 . 34 each group 28a . 28b . 28c . 32a . 32b . 32c are connected in series with respect to a guide direction of the heat transfer medium and have the same geographical orientation of their longitudinal direction. Exemplary are in 1 seven refueling collectors each 30 . 34 in each group 28a . 28b . 28c . 32a . 32b . 32c shown.

Die Brennlinienkollektoren 30 der ersten Gruppen 28a, 28b, 28c weisen eine andere geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung auf als die Brennlinienkollektoren 34 der zweiten Gruppen 32a, 32b, 32c. Die ersteren sind in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet, die letzteren in West-Ost-Richtung. Die Gruppen 28a, 28b, 28c, 32a, 32b, 32c sind bezogen auf die Führungsrichtung des Wärmeträgermediums parallel zueinander geschaltet.The fuel line collectors 30 the first groups 28a . 28b . 28c have a different geographical orientation in their longitudinal direction than the Focal line collectors 34 the second groups 32a . 32b . 32c , The former are oriented in north-south direction, the latter in west-east direction. The groups 28a . 28b . 28c . 32a . 32b . 32c are connected in parallel with respect to the guide direction of the heat transfer medium.

Ein Brennlinienkollektorfeld 20, 22 kann beispielsweise mehr als 50 Gruppen 28a, 28b, 28c, 32a, 32b, 32c umfassen.A focal line collector field 20 . 22 For example, you can have more than 50 groups 28a . 28b . 28c . 32a . 32b . 32c include.

Durch die Brennlinienkollektoren 30, 34 ist solare Strahlung in einen Fokusbereich bündelbar. Dieser Fokusbereich ist linienhaft und weist eine Erstreckungslänge in der Längsrichtung und eine Erstreckungsbreite quer zur Längsrichtung auf, wobei die Erstreckungslänge größer ist als die Erstreckungsbreite.Through the fuel line collectors 30 . 34 Solar radiation is bundled into a focus area. This focus area is linear and has an extension length in the longitudinal direction and an extension width transverse to the longitudinal direction, wherein the extension length is greater than the extension width.

Die Brennlinienkollektoren 30, 34 sind insbesondere als Parabolrinnenkollektoren oder lineare Fresnelkollektoren ausgebildet.The fuel line collectors 30 . 34 are in particular designed as parabolic trough collectors or linear Fresnel collectors.

Die Verteilungsvorrichtung 18 weist einen Eingang 36, eine Anzahl an ersten Ausgängen 38a, 38b, 38c, die der Anzahl der ersten Gruppen 28a, 28b, 28c entspricht, und eine Anzahl an zweiten Ausgängen 40a, 40b, 40c, die der Anzahl der zweiten Gruppen 32a, 32b, 32c entspricht, auf. Der Eingang 36 der Verteilungsvorrichtung 18 ist mit einer Zuführungsleitung 42 verbunden, die mit einer Pumpe 44 versehen ist. Jeder erste Ausgang 38a, 38b, 38c ist an eine erste Gruppe 28a, 28b, 28c des Brennlinienkollektorfeldes 20 gekoppelt. Jeder zweite Ausgang 40a, 40b, 40c ist an eine zweite Gruppe 32a, 32b, 32c des Brennlinienkollektorfeldes 22 gekoppelt.The distribution device 18 has an entrance 36 , a number of first outputs 38a . 38b . 38c that is the number of first groups 28a . 28b . 28c corresponds, and a number of second outputs 40a . 40b . 40c that is the number of second groups 32a . 32b . 32c corresponds, on. The entrance 36 the distribution device 18 is with a supply line 42 connected with a pump 44 is provided. Every first exit 38a . 38b . 38c is at a first group 28a . 28b . 28c of the focal line collector field 20 coupled. Every second exit 40a . 40b . 40c is to a second group 32a . 32b . 32c of the focal line collector field 22 coupled.

Aus der Zuführungsleitung 42 zugeführtes flüssiges Wärmeträgermedium mit einer Abschnittsführungsrichtung 46 ist in der Verteilungsvorrichtung 18 in erste Teilströme 48a, 48b, 48c, deren Anzahl der Anzahl der ersten Gruppen 28a, 28b, 28c entspricht, und zweite Teilströme 50a, 50b, 50c, deren Anzahl der Anzahl der zweiten Gruppen 32a, 32b, 32c entspricht, unterteilbar. Die ersten Teilströme 48a, 48b, 48c sind über die ersten Ausgänge 38a, 38b, 38c in die ersten Gruppen 28a, 28b, 28c des Brennlinienkollektorfeides 20 leitbar und weisen dort eine Abschnittsführungsrichtung 52 auf. Die zweiten Teilströme 50a, 50b, 50c sind über die zweiten Ausgänge 40a, 40b, 40c in die zweiten Gruppen 32a, 32b, 32c des Brennlinienkollektorfeldes 22 leitbar und weisen dort eine Abschnittsführungsrichtung 54 auf.From the supply line 42 supplied liquid heat transfer medium with a section guide direction 46 is in the distribution device 18 into first partial streams 48a . 48b . 48c whose number is the number of first groups 28a . 28b . 28c corresponds, and second part streams 50a . 50b . 50c whose number is the number of second groups 32a . 32b . 32c corresponds, divisible. The first partial flows 48a . 48b . 48c are about the first outputs 38a . 38b . 38c into the first groups 28a . 28b . 28c of the fusible linkage 20 conductive and have a section guide direction there 52 on. The second partial streams 50a . 50b . 50c are over the second outputs 40a . 40b . 40c into the second groups 32a . 32b . 32c of the focal line collector field 22 conductive and have a section guide direction there 54 on.

In den Gruppen 28a, 28b, 28c, 32a, 32b, 32c ist flüssiges Wärmeträgermedium durch von den Brennlinienkollektoren 30 und 34 gebündelte solare Strahlung mindestens teilweise verdampfbar.In the groups 28a . 28b . 28c . 32a . 32b . 32c is liquid heat transfer medium through from the fuel line collectors 30 and 34 concentrated solar radiation at least partially vaporizable.

Die Sammlungsvorrichtung 24 weist einen ersten Eingang 56, einen zweiten Eingang 58 und einen Ausgang 60 auf. Die ersten Gruppen 28a, 28b, 28c münden in eine Leitung 62, die mit dem ersten Eingang 56 der Sammlungsvorrichtung 24 verbunden ist und über die die ersten Teilströme 48a, 48b, 48c in die Sammlungsvorrichtung 24 überführbar sind. Die zweiten Gruppen 32a, 32b, 32c münden in eine Leitung 64, die mit dem zweiten Eingang 58 der Sammlungsvorrichtung 24 verbunden ist und über die auch die zweiten Teilströme 50a, 50b, 50c in die Sammlungsvorrichtung 24 überführbar sind, so dass das Wärmeträgermedium der Teilströme 48a, 48b, 48c, 50a, 50b, 50c in der Sammlungsvorrichtung 24 zu einem Gesamtstrom 66 sammelbar ist.The collection device 24 has a first entrance 56 , a second entrance 58 and an exit 60 on. The first groups 28a . 28b . 28c lead into a line 62 that with the first entrance 56 the collection device 24 is connected and over which the first partial flows 48a . 48b . 48c into the collection device 24 are transferable. The second groups 32a . 32b . 32c lead into a line 64 that with the second entrance 58 the collection device 24 is connected and about the second part streams 50a . 50b . 50c into the collection device 24 are transferable, so that the heat transfer medium of the partial streams 48a . 48b . 48c . 50a . 50b . 50c in the collection device 24 to a total flow 66 is collectable.

Vom Ausgang 60 der Sammlungsvorrichtung 24 führt eine Leitung 68 zu einem Eingang 70 des Behälters 26. Der Behälter 26 weist weiterhin einen ersten Ausgang 72 und einen zweiten Ausgang 74 auf. Der erste Ausgang 72 ist mit einer Leitung 76 verbunden, die mit einer Pumpe 78 versehen ist und zu einer in der Zuführungsleitung 42 angeordneten Zusammenführung 80 führt. Der mit einer Abschnittsführungsrichtung 82 in den Behälter 26 geführte Gesamtstrom 66 kann eine Mischung aus flüssigem und verdampftem Wärmeträgermedium enthalten. Die Leitung 76, die Pumpe 78 und die Zusammenführung 80 bilden eine Rezirkulationsvorrichtung 83, durch die in dem Behälter 26 aus dem Gesamtstrom 66 abgetrenntes flüssiges Wärmeträgermedium mit einer Abschnittsführungsrichtung 84 wieder in die Zuführungsleitung 42 und somit wieder in den Brennlinienkollektorenabschnitt 12 überführt werden kann.From the exit 60 the collection device 24 leads a line 68 to an entrance 70 of the container 26 , The container 26 also has a first exit 72 and a second exit 74 on. The first exit 72 is with a lead 76 connected with a pump 78 is provided and to one in the supply line 42 arranged merge 80 leads. The one with a section guide direction 82 in the container 26 guided total current 66 may contain a mixture of liquid and vaporized heat transfer medium. The administration 76 , the pump 78 and the merge 80 form a recirculation device 83 through which in the container 26 from the total stream 66 separated liquid heat transfer medium with a section guide direction 84 back into the supply line 42 and thus back into the focal line collector section 12 can be transferred.

Der Turmreceiver-Abschnitt 14 des in 1 dargestellten Kraftwerks 10 umfasst einen Turmreceiver 86 und ein Heliostatenfeld 88 mit einer Mehrzahl von Heliostaten 90, von denen in 1 schematisch vier dargestellt sind. Der Turmreceiver 86 weist einen Fokusbereich 92 auf, in den mithilfe der Heliostaten 90 solare Strahlung bündelbar ist. Über eine mit dem zweiten Ausgang 74 des Behälters 26 verbundene Leitung 94 ist verdampftes Wärmeträgermedium mit einer Abschnittsführungsrichtung 96 durch den Fokusbereich 92 leitbar und dort überhitzbar.The tower receiver section 14 of in 1 illustrated power plant 10 includes a tower receiver 86 and a heliostat field 88 with a plurality of heliostats 90 of which in 1 schematically four are shown. The tower receiver 86 has a focus area 92 on, in the heliostats 90 Solar radiation is bundled. About one with the second exit 74 of the container 26 connected line 94 is vaporized heat transfer medium with a section guide direction 96 through the focus area 92 conductive and overheatable.

Der Turbinenabschnitt 16 des Kraftwerks 10 umfasst eine Turbine 98 mit einem Generator 100 und einen Kondensator 102. Im Turmreceiver 86 überhitztes Wärmeträgermedium ist der Turbine 98 über eine Leitung 104 zuführbar, wo ein Anteil seiner Wärmeenergie zur Generierung elektrischer Energie eingesetzt werden kann. Durch die Turbine 98 geleitetes Wärmeträgermedium ist über eine Leitung 106 dem Kondensator 102 zuführbar, in dem weitere Wärmeenergie aus dem Wärmeträgermedium abführbar ist. Der Kondensator 102 ist mit der Zuführungsleitung 42 verbunden, so dass in dem Kraftwerk 10 ein geschlossener Wärmeträgermediumkreislauf vorliegt.The turbine section 16 of the power plant 10 includes a turbine 98 with a generator 100 and a capacitor 102 , In the tower receiver 86 superheated heat transfer medium is the turbine 98 over a line 104 be supplied, where a portion of its heat energy can be used to generate electrical energy. Through the turbine 98 Guided heat transfer medium is via a line 106 the capacitor 102 supplied, in which further heat energy from the heat transfer medium can be discharged. The capacitor 102 is with the supply line 42 connected so that in the power plant 10 a closed heat transfer medium circuit is present.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks funktioniert wie folgt:
Über die Zuführungsleitung 42 wird flüssiges Wärmeträgermedium in den Brennlinienkollektorenabschnitt 12 geleitet. Es wird in die Verteilungsvorrichtung 18 überführt und dort in erste Teilströme 48a, 48b, 48c und zweite Teilströme 50a, 50b, 50c unterteilt.The method according to the invention for operating a solar thermal power plant according to the invention functions as follows:
Via the supply line 42 becomes liquid heat transfer medium in the fuel line collector section 12 directed. It gets into the distribution device 18 transferred and there in first part streams 48a . 48b . 48c and second part streams 50a . 50b . 50c divided.

Die ersten Teilströme 48a, 48b, 48c werden den ersten Gruppen 28a, 28b, 28c des Brennlinienkollektorfeldes 20 zugeführt, wo sie eine in Nord-Süd-Richtung ausgerichtete Abschnittsführungsrichtung 52 aufweisen.The first partial flows 48a . 48b . 48c become the first groups 28a . 28b . 28c of the focal line collector field 20 where it has a north-south oriented portion guide direction 52 exhibit.

Die zweiten Teilströme 50a, 50b, 50c werden den zweiten Gruppen 32a, 32b, 32c des Brennlinienkollektorfeides 22 zugeführt, wo sie eine in West-Ost-Richtung ausgerichtete Abschnittsführungsrichtung 54 aufweisen.The second partial streams 50a . 50b . 50c become the second groups 32a . 32b . 32c of the fusible linkage 22 where it has a section oriented in the west-east direction 54 exhibit.

Die Teilströme 48a, 48b, 48c, 50a, 50b, 50c nehmen beim Durchlaufen des jeweiligen Brennlinienkollektorfeldes 20, 22 Wärmeenergie aus solarer Strahlung auf, die ihnen von den Brennlinienkollektoren 30 und 34 gebündelt zugeführt wird. Die Energiezufuhr bewirkt eine mindestens teilweise Verdampfung des Wärmeträgermediums. Die jeweils aufgenommene Energiemenge hängt von der Ausrichtung der Längsrichtung der Brennlinienkollektoren 30 und 34 in Nord-Süd-Richtung oder in West-Ost-Richtung ab.The partial flows 48a . 48b . 48c . 50a . 50b . 50c take while passing through the respective Brennlinienkollektorfeldes 20 . 22 Heat energy from solar radiation on them from the fuel line collectors 30 and 34 bundled is supplied. The energy supply causes at least partial evaporation of the heat transfer medium. The amount of energy absorbed depends on the orientation of the longitudinal direction of the fuel line collectors 30 and 34 in north-south direction or in west-east direction.

Nach dem Durchlaufen der Brennlinienkollektorfelder 20, 22 wird das Wärmeträgermedium der Teilströme 48a, 48b, 48c, 50a, 50b, 50c in der Sammlungsvorrichtung 24 zu einem Gesamtstrom 66 gesammelt, der mit einer Abschnittsführungsrichtung 82 in den Behälter 26 geleitet wird. Ein hier flüssig vorliegender Teil des Wärmeträgermediums kann in einem Rezirkulationsverfahren in Behälter 26 abgetrennt und in der Rezirkulationsvorrichtung 83 über die Leitung 74 wieder in die zur Verteilungsvorrichtung 18 führende Zuführungsleitung 42 eingespeist werden. Durch ein derartiges Verfahren wird die Abhängigkeit der aus den Gruppen 28a, 28b, 28c, 32a, 32b, 32c erhaltenen Dampfmenge von Schwankungen der solaren Einstrahlungsbedingungen verringert.After passing through the focal line collector fields 20 . 22 becomes the heat transfer medium of the partial flows 48a . 48b . 48c . 50a . 50b . 50c in the collection device 24 to a total flow 66 collected, with a section guide direction 82 in the container 26 is directed. A liquid present here part of the heat transfer medium can in a recirculation in containers 26 separated and in the recirculation device 83 over the line 74 back to the distribution device 18 leading supply line 42 be fed. By such a method, the dependence of the groups 28a . 28b . 28c . 32a . 32b . 32c reduced amount of vapor from variations in solar irradiation conditions.

In Dampfform vorliegendes Wärmeträgermedium wird in den Turmreceiver-Abschnitt 14 des Kraftwerks 10 geführt. Es durchläuft den Fokusbereich 92 des Turmreceivers 86 und nimmt dort Wärmeenergie aus solarer Strahlung auf, die von den Heliostaten 90 in den Fokusbereich 92 gebündelt wird. Dadurch wird das Wärmeträgermedium überhitzt.The heat transfer medium in vapor form enters the tower receiver section 14 of the power plant 10 guided. It goes through the focus area 92 of the tower receiver 86 and absorbs heat energy from solar radiation from the heliostats 90 in the focus area 92 is bundled. As a result, the heat transfer medium is overheated.

Nach dem Durchlaufen des Turmreceiver-Abschnitts 14 wird das Wärmeträgermedium in den Turbinen-Abschnitt 16 geleitet. In der Turbine 98 gibt es durch Dampfentspannung Wärmeenergie ab, die mithilfe des Generators 100 in elektrische Energie umgewandelt werden kann.After passing through the tower receiver section 14 is the heat transfer medium in the turbine section 16 directed. In the turbine 98 By steam release, heat energy is released by the generator 100 can be converted into electrical energy.

Nachfolgend wird dem Wärmeträgermedium beim Durchlaufen des Kondensators 102 weitere Wärmeenergie entzogen. Anschließend wird es erneut in die Zuführungsleitung 42 eingespeist. Somit wird der Wärmeträgermediumkreislauf geschlossen.Subsequently, the heat transfer medium when passing through the capacitor 102 withdrawn further heat energy. Then it is again in the supply line 42 fed. Thus, the heat transfer medium circuit is closed.

Somit wird bei dem Betreiben eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks nach dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren flüssiges Wärmeträgermedium erster Teilströme 48a, 48b, 48c in Brennlinienkollektoren 30 mit in Nord-Süd-Richtung ausgerichteter Längsrichtung verdampft und flüssiges Wärmeträgermedium zweiter Teilströme 50a, 50b, 50c in Brennlinienkollektoren 34 mit in West-Ost-Richtung ausgerichteter Längsrichtung verdampft. Nachfolgend werden die ersten Teilströme 48a, 48b, 48c und die zweiten Teilströme 50a, 50b, 50c zu einem Gesamtstrom 66 gesammelt, der in einem Turmreceiver 86 überhitzt wird.Thus, in the operation of a solar thermal power plant according to the invention by the described inventive method liquid heat transfer medium first partial flows 48a . 48b . 48c in fuel line collectors 30 vaporized with aligned in the north-south direction longitudinal direction and liquid heat transfer medium second streams 50a . 50b . 50c in fuel line collectors 34 vaporized with aligned in the west-east direction longitudinal direction. The following are the first partial flows 48a . 48b . 48c and the second part streams 50a . 50b . 50c to a total flow 66 collected in a tower receiver 86 is overheated.

Bei einem derartigen Verfahren ist ein größerer Anteil der insgesamt durch die verschiedenen Komponenten des solarthermischen Kraftwerks aufnehmbaren solaren Energie nutzbar als bei einem Verfahren, in dem sämtliche Brennlinienkollektoren dieselbe Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen. Weiterhin wird der zeitliche Verlauf der in dem solarthermischen Kraftwerk erzeugten Leistung verstetigt.at such a method is a larger proportion the total by the different components of solar thermal Power plant absorbable solar energy usable than in a process in which all focal line collectors the same orientation have their longitudinal direction. Furthermore, the temporal Course of the power generated in the solar thermal power plant consolidated.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks ergeben sich aus dem Verlauf der jeweils erzeugbaren Leistung der Komponenten, in denen eine Erhitzung von Wärmeträgermedium durch solare Strahlung erfolgt, in Abhängigkeit von der Tageszeit während des Sommers und während des Winters. Diese Verläufe sind in 2 unter Voraussetzung der Sonneneinstrahlungsbedingungen des südspanischen Sevilla jeweils für einen Turmreceiver mit zugeordneten Heliostaten, eine Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd- Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren und eine Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in West-Ost-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren dargestellt.The advantages of the solar thermal power plant according to the invention result from the course of the respective producible power of the components in which a heating of heat transfer medium by solar radiation occurs, depending on the time of day during the summer and during the winter. These courses are in 2 assuming the solar irradiation conditions of the southern Spanish Seville in each case for a tower receiver with associated heliostats, a group of aligned with their longitudinal direction in north-south direction parabolic trough collectors and a group of aligned with their longitudinal direction in west-east direction parabolic trough collectors.

Ein Turmreceiver mit zugeordneten Heliostaten kann um die Mittagszeit die meiste Solarenergie aufnehmen. Dies gilt für den Sommer bei einem Verlauf 212 wie für den Winter bei einem Verlauf 214, wobei die erzeugbare Leistung im Winter über den gesamten Tagesverlauf hinweg niedriger ist. Wenn ein Turmreceiver zum Überhitzen von Wärmeträgermedium eingesetzt werden soll, das in weiteren Komponenten eines solarthermischen Kraftwerks bereits verdampft worden ist, ist es vorteilhaft, wenn diese weiteren Komponenten ebenfalls im Sommer wie im Winter um die Mittagszeit die meiste Solarenergie aufnehmen und somit um diese Zeit auch die größte Menge an verdampftem Wärmeträgermedium zur Verfügung stellen.A tower receiver with associated heliostats can record most of the solar energy at lunchtime. This applies to the summer during a course 212 as for the winter in a course 214 , whereby the producible power in the winter over the entire course of the day is lower. If a tower receiver for overheating of heat transfer medium is to be used, which in further Kom Components of a solar thermal power plant has already been evaporated, it is advantageous if these other components also absorb most of the solar energy in the summer and in the winter around noon and thus make this time the largest amount of vaporized heat transfer medium available.

Eine Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren zeigt im Sommer einen Verlauf 218 der erzeugbaren Leistung, der vom Vormittag über den Mittag hinweg bis zum Nachmittag gleichbleibend hohe Werte aufweist. Der Verlauf 220 im Winter weist zwei Maxima mit relativ niedrigen Werten am Vormittag und am Nachmittag auf. In der Mittagszeit kann kaum solare Energie aufgenommen werden.A group of parabolic trough collectors aligned with their longitudinal direction in north-south direction shows a course in summer 218 the output that is consistently high from midmorning through noon to the afternoon. The history 220 in winter has two maxima with relatively low values in the morning and afternoon. At lunchtime hardly any solar energy can be absorbed.

In einem solarthermischen Kraftwerk kann ausschließlich eine derartige Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren benutzt werden, um Wärmeträgermedium zu verdampfen, das anschließend zum Überhitzen in einen Turmreceiver überführt wird. In diesem Fall stellt die Gruppe in Abhängigkeit von der relativen Dimensionierung der beiden Vorrichtungen während des größten Teiles eines Wintertages entweder deutlich mehr oder deutlich weniger verdampftes Wärmeträgermedium zur Verfügung, als vom Turmreceiver zu dem jeweiligen Zeitpunkt überhitzt werden kann.In a solar thermal power plant can only one Such group of longitudinal direction in north-south direction aligned parabolic trough collectors are used to heat transfer medium to evaporate, then to overheat is transferred to a tower receiver. In this Case represents the group depending on the relative Dimensioning of the two devices during the largest Part of a winter's day either significantly more or less vaporized heat transfer medium available, as overheated by the tower receiver at the respective time can be.

Auch in dem Fall, dass Wärmeträgermedium in einer Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren sowohl verdampft als auch überhitzt wird, um anschließend zur Stromerzeugung in einer Turbine eingesetzt zu werden, ergeben sich Dampfüberschüsse und/oder Dampfunterschüsse, da die Turbine möglichst stetig mit überhitztem Dampf beliefert werden muss.Also in the case that heat transfer medium in a group from with their longitudinal direction in north-south direction aligned parabolic trough collectors both vaporized and overheated is then to power generation in a turbine to be used, resulting in excess steam and / or vapor defaults, as the turbine as possible must be supplied continuously with superheated steam.

Der Verlauf 224 der im Sommer erzeugbaren Leistung einer Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in West-Ost-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren weist ebenfalls ein Maximum um die Mittagszeit auf. Am Vormittag und am Nachmittag sind die Werte allerdings niedrig, so dass im Durchschnitt über den gesamten Tagesverlauf weniger Solarenergie aufgenommen werden kann als von einer Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren. Andererseits ist der Verlauf 226 der Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in West-Ost-Richtung ausgerichteten Parabolrinnenkollektoren im Winter gegenüber dem Verlauf 224 im Sommer kaum verändert, bei über den gesamten Tagesverlauf hinweg nur leicht niedrigeren Werten.The history 224 the power generated in the summer of a group of parabolic trough collectors oriented with their longitudinal direction in the west-east direction likewise has a maximum around noon. In the morning and afternoon, however, the values are low, so that on average less solar energy can be absorbed over the whole course of the day than from a group of parabolic trough collectors oriented with their longitudinal direction in north-south direction. On the other hand, the course is 226 the group of aligned with their longitudinal direction in west-east direction parabolic trough collectors in the winter over the course 224 barely changed in summer, with only slightly lower values throughout the day.

Bei einem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk liegen die beiden Brennlinienkollektorengruppen, deren Leistungsprofile in 2 dargestellt sind, bezogen auf eine Führungsrichtung des Wärmeträgermediums gemeinsam vor. In Abhängigkeit von der Tageszeit und der Jahreszeit kann das Wärmeträgermedium aufeinanderfolgend in beiden Gruppen, in nur einer der beiden Gruppen oder auch in beiden Gruppen parallel, in beliebigen Anteilen in Teilströme unterteilt, verdampft und gegebenenfalls auch überhitzt werden. Nachfolgend kann es zu einem Turmreceiver oder zu einer Dampfturbine geleitet werden. Dies ermöglicht einen über den Wechsel der Tageszeiten und der Jahreszeiten hinweg gleichmäßigeren Leistungsverlauf des Kraftwerks und im Verlauf eines Jahres einen höheren Wirkungsgrad als der Betrieb eines solarthermischen Kraftwerks, in dem sämtliche Brennlinienkollektoren dieselbe Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen.In a solar thermal power plant according to the invention are the two focal line collector groups whose power profiles in 2 are shown, based on a guide direction of the heat transfer medium together before. Depending on the time of day and the season, the heat transfer medium can be successively divided into two groups, in only one of the two groups or in both groups in parallel, divided into sub-streams in any proportions, evaporated and possibly also superheated. Subsequently, it can be routed to a tower receiver or to a steam turbine. This allows a more even over the changes of the times of the day and the seasons performance of the power plant and over the course of a year, a higher efficiency than the operation of a solar thermal power plant in which all fuel line collectors have the same orientation of their longitudinal direction.

In einem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk kann beispielsweise auf die jahreszeitlichen Schwankungen der Sonneneinstrahlung dadurch reagiert werden, dass der Anteil von Wärmeträgermedium, das durch die Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in West-Ost-Richtung ausgerichteten Brennlinienkollektoren geführt worden ist, an der dem Turmreceiver oder der Dampfturbine insgesamt zugeführten Menge an Wärmeträgermedium im Winter gegenüber dem Sommer deutlich erhöht wird.In a solar thermal power plant according to the invention For example, it can affect the seasonal variations in solar radiation be reacted that the proportion of heat transfer medium, that through the group of with their longitudinal direction in west-east direction aligned fuel line collectors has been run, at the total of the tower receiver or the steam turbine supplied Amount of heat transfer medium in winter compared the summer is significantly increased.

Ein Anteil der Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichteten Brennlinienkollektoren und der Gruppe von mit ihrer Längsrichtung in West-Ost-Richtung ausgerichteten Brennlinienkollektoren von jeweils 50 an der Gesamtzahl der Brennlinienkollektoren hat sich in Modellrechnungen zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Kraftwerks im südspanischen Sevilla als bevorzugt erwiesen.One Proportion of the group of with their longitudinal direction in north-south direction aligned combustor collectors and the group of with their longitudinal direction in each of the west-east oriented fuel line collectors 50 in the total number of fuel line collectors has been in model calculations for operating a power plant according to the invention in Sevilla, southern Spain, proved to be preferred.

In 3 ist ein zweites mit 310 bezeichnetes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks dargestellt.In 3 is a second with 310 designated embodiment of a solar thermal power plant according to the invention shown.

Das solarthermische Kraftwerk 310 umfasst wieder, in der durch eine Führungsrichtung eines Wärmeträgermediums definierten Reihenfolge, einen Brennlinienkollektorenabschnitt 312, einen Turmreceiverabschnitt 314 und einen Turbinenabschnitt 316.The solar thermal power plant 310 again comprises, in the order defined by a guide direction of a heat transfer medium, a focal line collector section 312 , a tower receiver section 314 and a turbine section 316 ,

Der Brennlinienkollektorenabschnitt 312 umfasst eine Verteilungsvorrichtung 318, ein erstes Brennlinienkollektorfeld 320 mit einer ersten Gruppe 328 von Brennlinienkollektoren 330, ein zweites Brennlinienkollektorfeld 322 mit einer zweiten Gruppe 332 von Brennlinienkollektoren 334 und eine Sammlungsvorrichtung 324.The focal line collector section 312 includes a distribution device 318 , a first focal line collector field 320 with a first group 328 of fuel line collectors 330 , a second focal line collector field 322 with a second group 332 of fuel line collectors 334 and a collection device 324 ,

Beispielhaft sind in jeder Brennlinienkollektorgruppe 328, 332 sechs Brennlinienkollektoren 330, 334 dargestellt, die bezüglich der Führungsrichtung des Wärmeträgermediums in Reihe geschaltet sind und die gleiche geographische Ausrichtung ihrer Längsrichtung aufweisen.Exemplary are in each Brennlinienkollek gate group 328 . 332 six fuel line collectors 330 . 334 illustrated, which are connected in series with respect to the guide direction of the heat transfer medium and have the same geographical orientation of their longitudinal direction.

Die Brennlinienkollektoren 330 der ersten Gruppe 328 sind mit ihrer Längsrichtung in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet, die Brennlinienkollektoren 334 der zweiten Gruppe 332 in West-Ost-Richtung.The fuel line collectors 330 the first group 328 are aligned with their longitudinal direction in north-south direction, the fuel line collectors 334 the second group 332 in west-east direction.

Die erste Gruppe 328 und die zweite Gruppe 332 sind bezüglich der Führungsrichtung des Wärmeträgermediums parallel angeordnet.The first group 328 and the second group 332 are arranged parallel with respect to the guide direction of the heat transfer medium.

Die Verteilungsvorrichtung 318 weist einen mit einer Zuführungsleitung 342 verbundenen Eingang 336, einen ersten Ausgang 338 und einen zweiten Ausgang 340 auf. Über den ersten Ausgang 338 ist ein erster Teilstrom 348 des Wärmeträgermediums über eine Leitung 349 in das Brennlinienkollektorfeld 320 führbar, über den zweiten Ausgang 340 ein zweiter Teilstrom 350 über eine Leitung 351 in das Brennlinienkollektorfeld 322.The distribution device 318 has one with a supply line 342 connected input 336 , a first exit 338 and a second exit 340 on. About the first exit 338 is a first partial flow 348 the heat transfer medium via a line 349 in the fuel line collector field 320 feasible, via the second exit 340 a second partial flow 350 over a line 351 in the fuel line collector field 322 ,

In den Brennlinienkollektorfeldern 320, 322 ist der jeweilige Teilstrom 348, 350 in die jeweilige Gruppe 328, 332 leitbar. Dort kann Wärmeträgermedium mindestens teilweise verdampft werden. Nach dem Durchlaufen der jeweiligen Gruppe 328, 332 kann es in einen jeweiligen Wasserabscheider 412, 414 geleitet werden. Flüssig vorliegendes Wärmeträgermedium ist hier abtrennbar und über eine jeweilige Leitung 416, 418 mit jeweils einer Pumpe 420, 422 zu einer in der jeweiligen Gruppe 328, 332 vor dem ersten Brennlinienkollektor 330, 334 angeordnete Zusammenführung 424, 426 führbar. In derartigen Rezirkulationsvorrichtungen 425, 427, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 101 52 968 C1 bekannt sind, ist im Gegensatz zu der im ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Rezirkulationsvorrichtung durch jeweils eine Gruppe 328, 332 geführtes Wärmeträgermedium rezirkulierbar.In the focal line collector fields 320 . 322 is the respective partial flow 348 . 350 into the respective group 328 . 332 be conducted. There, heat transfer medium can be at least partially evaporated. After passing through the respective group 328 . 332 can it in a respective water separator 412 . 414 be directed. Liquid present heat transfer medium is separable here and via a respective line 416 . 418 with one pump each 420 . 422 to one in each group 328 . 332 in front of the first fuel line collector 330 . 334 arranged merge 424 . 426 feasible. In such recirculation devices 425 . 427 , as for example from the German patent DE 101 52 968 C1 are known, in contrast to the recirculation device shown in the first embodiment, each by a group 328 . 332 guided heat transfer medium recirculated.

Über eine Leitung 362 ist verdampftes Wärmeträgermedium des ersten Teilstroms 348 von Wasserabscheider 412 zu einem ersten Eingang 356 der Sammlungsvorrichtung 324 leitbar, und über eine Leitung 364 ist verdampftes Wärmeträgermedium des zweiten Teilstroms 350 von Wasserabscheider 414 einem zweiten Eingang 358 der Sammlungsvorrichtung 324 zuführbar. In der Sammlungsvorrichtung 324 ist verdampftes Wärmeträgermedium der zwei Teilströme 348, 350 zu einem Gesamtstrom 366 sammelbar.About a line 362 is vaporized heat transfer medium of the first partial flow 348 of water separator 412 to a first entrance 356 the collection device 324 conductive, and via a wire 364 is vaporized heat transfer medium of the second partial flow 350 of water separator 414 a second entrance 358 the collection device 324 fed. In the collection device 324 is vaporized heat transfer medium of the two partial streams 348 . 350 to a total flow 366 collectable.

Der Turmreceiverabschnitt 314 des Kraftwerks umfasst einen Turmreceiver 386 und ein in 2 nicht dargestelltes Heliostatenfeld. Der Turmreceiver 386 weist einen Fokusbereich 392 und eine Einspritzvorrichtung 428 auf. Wärmeträgermedium ist von einem Ausgang 360 der Sammlungsvorrichtung 324 über eine Leitung 361 in dieser Reihenfolge durch den Fokusbereich 392, durch die Einspritzvorrichtung 428 und erneut durch den Fokusbereich 392 leitbar. Beim Durchlaufen des Fokusbereiches 392 ist es überhitzbar.The tower receiver section 314 The power plant includes a tower receiver 386 and one in 2 unillustrated heliostat field. The tower receiver 386 has a focus area 392 and an injection device 428 on. Heat transfer medium is from an outlet 360 the collection device 324 over a line 361 in this order through the focus area 392 , through the injector 428 and again through the focus area 392 be conducted. When going through the focus area 392 is it overheatable?

Der Turbinenabschnitt 316 des Kraftwerks umfasst eine Turbinenverteilungsvorrichtung 430, drei mit einem Generator 400 versehene Turbinen 398a, 398b, 398c, einen Kondensator 402, einen ersten Wärmespeicher 432, einen zweiten Wärmespeicher 434 und einen Behälter 436. Weiterhin umfasst der Turbinenabschnitt 316 eine Einspritzverteilungsvorrichtung 458 und eine Speicherverteilungsvorrichtung 460.The turbine section 316 of the power plant comprises a turbine distribution device 430 , three with a generator 400 provided turbines 398a . 398b . 398c , a capacitor 402 , a first heat storage 432 , a second heat storage 434 and a container 436 , Furthermore, the turbine section comprises 316 an injection distribution device 458 and a storage distribution device 460 ,

Die Turbinenverteilungsvorrichtung 430 weist einen Eingang 438, einen ersten Ausgang 440 und einen zweiten Ausgang 442 auf. Im Turmreceiver 386 überhitztes Wärmeträgermedium ist durch den Eingang 438 in die Turbinenverteilungsvorrichtung 430 leitbar.The turbine distribution device 430 has an entrance 438 , a first exit 440 and a second exit 442 on. In the tower receiver 386 superheated heat transfer medium is through the entrance 438 into the turbine distribution device 430 be conducted.

Durch den ersten Ausgang 440 kann es in dieser Reihenfolge über eine Leitung 444 mit einer Absperrvorrichtung 446 in die erste Turbine 398a, über eine Leitung 448 von der ersten Turbine 398a in die zweite Turbine 398b und über eine Leitung 450 von der zweiten Turbine 398b in die dritte Turbine 398c geführt werden. Aus der dritten Turbine 398c ausgetretenes Wärmeträgermedium ist zu dem Kondensator 402 leitbar. Mithilfe einer Pumpe 452 ist es nachfolgend vom Kondensator 402 zu dem Behälter 436 führbar.Through the first exit 440 can it in this order over a line 444 with a shut-off device 446 in the first turbine 398a , via a wire 448 from the first turbine 398a in the second turbine 398b and over a line 450 from the second turbine 398b in the third turbine 398c be guided. From the third turbine 398c leaked heat transfer medium is to the condenser 402 be conducted. With the help of a pump 452 is it next from the condenser 402 to the container 436 feasible.

Die zwischen der zweiten Turbine 398b und der dritten Turbine 398c verlaufende Leitung 450 ist über eine Abzweigungsvorrichtung 454 mit einer zu dem Behälter 436 führenden Leitung 455 verbunden. Durch die Leitung 455 kann dem Behälter 436 Wärmeträgermedium zugeführt werden, das mehr Wärmeenergie aufweist als das aus dem Kondensator 402 zugeführte.The between the second turbine 398b and the third turbine 398c running line 450 is via a branching device 454 with one to the container 436 leading line 455 connected. Through the line 455 can the container 436 Are supplied heat transfer medium, which has more heat energy than that from the condenser 402 supplied.

Durch den zweiten Ausgang 442 der Turbinenverteilungsvorrichtung 430 kann überhitztes Wärmeträgermedium über eine Leitung 457 in dieser Reihenfolge durch den ersten Wärmespeicher 432, den zweiten Wärmespeicher 434 und einen Wärmetauscher 456 in den Behälter 436 geführt werden. In den Wärmespeichern 432, 434 ist jeweils Wärmeenergie aus dem Wärmeträgermedium abführbar. Vorteilhafterweise ist der erste Wärmespeicher 432 ein Feststoffspeicher, der zweite Wärmespeicher 434 ein Latentwärmespeicher.Through the second exit 442 the turbine distribution device 430 can overheated heat transfer medium via a pipe 457 in this order through the first heat storage 432 , the second heat storage 434 and a heat exchanger 456 in the container 436 be guided. In the heat stores 432 . 434 each heat energy from the heat transfer medium is dissipated. Advantageously, the first heat storage 432 a solid storage, the second heat storage 434 a latent heat storage.

Die Einspritzverteilungsvorrichtung 458 weist einen Eingang 462, einen ersten Ausgang 464 und einen zweiten Ausgang 466 auf. Flüssiges Wärmeträgermedium ist durch eine mit einer Pumpe 468 versehene Leitung 467 vom Behälter 436 über den Wärmetauscher 456 zum Eingang 462 leitbar. Im Wärmetauscher 456 kann sein Strom sich mit dem Strom des vom zweiten Wärmespeicher 434 zum Behälter 436 geleiteten Wärmeträgermediums kreuzen.The injection distribution device 458 has an entrance 462 , a first exit 464 and a second exit 466 on. Liquid heat transfer medium is through one with a pump 468 provided wire 467 from the container 436 over the heat exchanger 456 to the entrance 462 be conducted. In the heat exchanger 456 can be current with the current of the second heat storage 434 to the container 436 Crossed guided heat transfer medium.

Durch eine mit einer Pumpe 470 versehene Leitung 471 kann Wärmeträgermedium vom ersten Ausgang 464 der Einspritzverteilungsvorrichtung 458 zur Einspritzvorrichtung 428 des Turmreceivers 386 überführt werden. Wenn die aus der Sammlungsvorrichtung 324 in den Turmreceiver 386 überführte Menge an Wärmeträgermedium nicht groß genug ist, um die vom Turmreceiver 386 aufnehmbare solare Energie zu seiner Überhitzung einsetzen zu können, kann mithilfe der Einspritzeinrichtung 428 zusätzliches Wärmeträgermedium zugeführt werden.By one with a pump 470 provided wire 471 can heat transfer medium from the first output 464 the injection distribution device 458 to the injection device 428 of the tower receiver 386 be transferred. When the from the collection device 324 in the tower receiver 386 transferred amount of heat transfer medium is not large enough to those of the tower receiver 386 Using solar-powered solar energy to overheat it can be done by using the injector 428 be supplied additional heat transfer medium.

Die Speicherverteilungsvorrichtung 460 weist einen Eingang 472, einen ersten Ausgang 474 und einen zweiten Ausgang 476 auf. Vom zweiten Ausgang 466 der Einspritzverteilungsvorrichtung 458 kann Wärmeträgermedium über eine Leitung 473 zum Eingang 472 der Speicherverteilungsvorrichtung 460 geführt werden.The storage distribution device 460 has an entrance 472 , a first exit 474 and a second exit 476 on. From the second exit 466 the injection distribution device 458 can heat transfer medium via a pipe 473 to the entrance 472 the storage distribution device 460 be guided.

Vom ersten Ausgang 474 der Speicherverteilungsvorrichtung 460 ist flüssiges Wärmeträgermedium der Zuführungsleitung 342 und somit wieder dem Brennlinienkollektorenabschnitt 312 des Kraftwerks 310 zuführbar. Damit liegt wiederum ein geschlossener Wärmeträgermediumkreislauf vor.From the first exit 474 the storage distribution device 460 is liquid heat transfer medium of the supply line 342 and thus again the fuel line collector section 312 of the power plant 310 fed. This again is a closed heat transfer medium circuit.

Vom zweiten Ausgang 476 der Speicherverteilungsvorrichtung 460 ist flüssiges Wärmeträgermedium über eine Leitung 478 dem zweiten Wärmespeicher 434 zuführbar. Wenn dieser beispielsweise ein Latentwärmespeicher ist, kann das Wärmeträgermedium in ihm mindestens teilweise verdampft werden. Nachfolgend ist es in einen Wasserabscheider 480 überführbar. In dem Wasserabscheider 480 abgetrenntes flüssiges Wärmeträgermedium kann mithilfe einer Pumpe 482 einer in der Leitung 478 angeordneten Zusammenführung 484 zugeführt werden, so dass es den zweiten Wärmespeicher 434 erneut durchlaufen kann.From the second exit 476 the storage distribution device 460 is liquid heat transfer medium via a pipe 478 the second heat storage 434 fed. If this is, for example, a latent heat storage, the heat transfer medium can be at least partially evaporated in it. Subsequently, it is in a water separator 480 transferable. In the water separator 480 separated liquid heat transfer medium can by means of a pump 482 one in the line 478 arranged merge 484 be supplied, so that it is the second heat storage 434 can go through again.

Verdampftes Wärmeträgermedium ist aus dem Wasserabscheider 480 über eine Leitung 483 durch den ersten Wärmespeicher 432 leitbar. Wenn dieser beispielsweise ein Feststoffspeicher ist, kann es dort überhitzt werden. Nachfolgend kann es über eine Absperrvorrichtung 486 zu einer in der zwischen der ersten Turbine 398a und der zweiten Turbine 398b verlaufenden Leitung 448 angeordneten Zusammenführung 488 geführt werden. Auf diese Weise kann in die in den Wärmespeichern 432, 434 gespeicherte Wärmeenergie zum Betrieb der Turbinen 398 verwendet werden, wenn die zu dem jeweiligen Zeitpunkt aus dem Turmreceiver 386 erhältliche Menge an überhitztem Dampf dazu nicht ausreicht.Evaporated heat transfer medium is from the water separator 480 over a line 483 through the first heat storage 432 be conducted. For example, if this is a solid reservoir, it can overheat there. Below it can be over a shut-off device 486 to one in between the first turbine 398a and the second turbine 398b running line 448 arranged merge 488 be guided. In this way can in the in the heat storage 432 . 434 stored heat energy for operation of the turbines 398 used when at the time from the tower receiver 386 available amount of superheated steam is insufficient.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10128562 C1 [0003]
- DE 10152971 C1 [0003]
- DE 10152968 C1 [0100]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

R. Osuna et al., "Proceedings of ISES 2005 Solar World Congress", Orlando, FL, USA, August 2005 [0004]

Claims

Solar thermal power plant comprising a plurality of fuel line collectors ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) each having an extension in a longitudinal direction, to which a heat transfer medium can be heated, characterized in that at least one first group ( 28a ; 28b ; 28c ; 328 ) of fuel line collectors ( 30 ; 330 ) and a second group ( 32a ; 32b ; 32c ; 332 ) of fuel line collectors ( 34 ; 334 ) are provided, wherein the fuel line collectors ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) of each group ( 28a ; 28b ; 28c ; 32a ; 32b ; 32c ; 328 ; 332 ) are connected in series with respect to a guide direction of the heat transfer medium and have the same geographical orientation of their longitudinal direction, and that the fuel line collectors ( 30 ; 330 ) of the first group ( 28a ; 28b ; 28c ; 328 ) have a different longitudinal orientation than the focal line collectors ( 34 ; 334 ) of the second group ( 32a ; 32b ; 32c ; 332 ).

Solar thermal power plant according to claim 1, characterized in that the first group ( 28a ; 28b ; 28c ; 328 ) and the second group ( 32a ; 32b ; 32c ; 332 ) are connected in parallel with respect to the guide direction of the heat transfer medium.

Solar thermal power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the first group ( 28a ; 28b ; 28c ; 328 ) and the second group ( 32a ; 32b ; 32c ; 332 ) are connected in series with respect to the guide direction of the heat transfer medium.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized by a distribution device ( 18 ; 318 ), through which at least two partial streams ( 48 ; 50 ; 348 ; 350 ) of the heat transfer medium for at least one group ( 28a ; 28b ; 28c ; 32a ; 32b ; 32c ; 328 ; 332 ) are producible.

Solar thermal power plant according to claim 4, characterized by a collecting device ( 24 ; 324 ) through which the at least two partial streams ( 48 ; 50 ; 348 ; 350 ) to a total flow ( 66 ; 366 ) are collectable.

Solar thermal power plant according to claim 5, characterized in that the collecting device ( 24 ; 324 ) based on the guide direction of the heat transfer medium the fuel line collectors ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) is connected downstream.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized by at least one recirculation device ( 83 ; 425 ; 427 ) containing one or more groups ( 28a ; 28b ; 28c ; 32a ; 32b ; 32c ; 328 ; 332 ) assigned.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the geographic orientation of the longitudinal direction and / or the number of fuel line collectors ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) of the groups ( 28a ; 28b ; 28c ; 32a ; 32b ; 32c ; 328 ; 332 ) depends on the geographical location of the location of the solar thermal power plant.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that a focal line collector ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) each having a focus area with an extension length in the longitudinal direction and an extension width transverse to the longitudinal direction, wherein the extension length is greater than the extension width.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that at least one focal line collector ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) is designed as a parabolic trough collector.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that at least one focal line collector ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) is designed as a linear Fresnel collector.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized by at least one tower receiver ( 86 ; 386 ) and at least one corresponding tower receiver ( 86 ; 386 ) associated heliostats ( 90 ), wherein the heat transfer medium at the fuel line collectors ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) and subsequently to the at least one tower receiver ( 86 ; 386 ) is heated.

Solar thermal power plant according to claim 12, characterized in that the at least one tower receiver ( 86 ; 386 ) based on the guide direction of the heat transfer medium, a collection device ( 24 ; 324 ) is connected upstream.

Solar thermal power plant according to claim 12 or 13, characterized in that the at least one tower receiver ( 86 ; 386 ) an injection device ( 428 ) is assigned for liquid heat transfer medium.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel line collectors ( 30 ; 330 ) of the first group ( 28a ; 28b ; 28c ; 328 ) are aligned with their longitudinal direction in the north-south direction and the fuel line collectors ( 34 ; 334 ) of the second group ( 32a ; 32b ; 32c ; 332 ) are aligned with their longitudinal direction in the west-east direction.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the number of fuel line collectors ( 30 ; 330 ) of the first group ( 28a ; 28b ; 28c ; 328 ) and / or the second group ( 32a ; 32b ; 32c ; 332 ) to the total number of fuel line collectors ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) ranges between 20% and 80%.

Solar thermal power plant according to claim 16, characterized characterized in that the ratio is in the range between 40% and 60%.

Solar thermal power plant according to one of the preceding Claims, characterized by a device for generating electrical energy.

Solar thermal power plant according to claim 18, characterized in that the means for generating electrical energy at least one steam turbine ( 98 ; 398 ) and at least one generator ( 100 ; 400 ), wherein the at least one steam turbine ( 98 ; 398 ) based on the guide direction of the heat transfer medium the fuel line collectors ( 30 ; 34 ; 330 ; 334 ) is connected downstream.

Solar thermal power plant according to claim 19, characterized in that the at least one steam turbine ( 98 ; 398 ) based on the direction of the heat transfer medium one or more tower receivers ( 86 ; 386 ) is connected downstream.

Solar thermal power plant according to one of the preceding Claims, characterized by an additional heater.

Solar thermal power plant according to claim 21, characterized in that the additional heating device is a fossil firing device includes.

Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized by at least one heat storage ( 432 ; 434 ).

Solar thermal power plant according to claim 23, characterized in that the at least one heat storage ( 432 ; 434 ) via a heat transfer medium circuit with at least one steam turbine ( 98 ; 398 ) is coupled.

Solar thermal power plant according to one of the preceding Claims, characterized in that as the heat transfer medium Water is used.

Method for operating a solar thermal power plant, which is a plurality of fuel line collectors, each with one Extending in a longitudinal direction comprises, wherein at least a first group of fuel line collectors and a second group provided by fuel line collectors, the fuel line collectors each group based on a guide direction of a heat transfer medium are connected in series and the same geographic orientation have their longitudinal direction, and the fuel line collectors the first group has a different geographical orientation in its longitudinal direction have as the focal line collectors of the second group, at the heat transfer medium the at least two Groups of Brennlinienkollektoren is supplied.

Method according to claim 26, characterized in that that heat transfer medium is the first group and the passes through the second group in succession.

Method according to claim 26 or 27, characterized that heat transfer medium is the first group and the passes through the second group in parallel.

Method according to Claim 28, characterized that the mass flow densities of the at least two partial streams be adjusted depending on the time of the sun.

Method according to claim 28 or 29, characterized that the at least two partial streams through a distribution device be generated.

Method according to one of claims 28 to 30, characterized in that the at least two partial streams after passing through the corresponding fuel line collectors a collection device is collected to a total flow.

Method according to one of claims 26 to 31, characterized in that the solar thermal power plant at least a tower receiver and at least one corresponding tower receiver associated heliostat and that the heat transfer medium after passing through the fuel line collectors the at least one Turmreceiver is supplied.

Method according to claim 32, characterized in that that the heat transfer medium in the fuel line collectors evaporated and overheated in the at least one tower receiver becomes.