-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung für ein Absorberrohr eines Parabolrinnenkollektors sowie einen Parabolrinnenkollektor.
-
Parabolrinnenkollektoren bestehen aus einer parabolrinnenförmigen Reflektorfläche, in deren Fokus ein Absorberrohr angeordnet ist. Durch Reflexion des Sonnenlichts auf der Reflexionsfläche wird das Sonnenlicht konzentriert auf das Absorberrohr gelenkt, so dass ein in dem Absorberrohr transportiertes Wärmeträgermedium durch das Sonnenlicht erwärmt werden kann. Für einen hohen Wirkungsgrad des Parabolrinnenkollektors ist es notwendig, dass das Absorberrohr möglichst exakt in der Fokuslinie der Parabolrinne verläuft. Bereits ein geringer Versatz des Absorberrohrs aus der Fokuslinie führt zu einer Abnahme der Wärmeübertragung und somit des Wirkungsgrades des Kollektors.
-
Die Absorberrohre werden üblicherweise über mehrere Halterungen in der Fokuslinie gehalten. Vorbekannte Halterungen weisen dabei zumeist eine Verstellmöglichkeit in Längsrichtung der Halterung auf, so dass das Absorberrohr zu der Reflexionsfläche hin und von dieser weg verstellt werden kann. Darüber hinaus weisen die Halterungen Vorrichtungen zur Aufnahme der Längenveränderungen des Absorberrohrs während einer Erwärmung auf.
-
Darüber hinaus werden die Absorberrohre im Solarfeld Belastungen ausgesetzt, die beispielsweise durch Wind entstehen. Da sich die Parabolrinnenkollektoren während des Tageszyklus dem Sonnenstand folgend bewegen, kommt es zu einer zusätzlichen Belastung der Absorberrohre. An die Halterungen der Absorberrohre wird daher die Anforderung gestellt, dass verhindert wird, dass durch eine Belastung, die im normalen Gebrauch der Paralbolrinnenkollektoren auf die Absorberrohre einwirkt, diese aus der Fokuslinie der Parabolrinne bewegt werden.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halterung für ein Absorberrohr sowie einen Parabolrinnenkollektor zu schaffen, wobei in vorteilhafter Weise das Absorberrohr in der Fokuslinie der Parabolrinne angeordnet werden kann und darüber hinaus während des Gebrauchs möglichst in dieser verbleibt.
-
Eine erfindungsgemäße Halterung ist durch den Patentanspruch 1 definiert. Hiernach ist bei einer Halterung für ein Absorberrohr eines Parabolrinnenkollektors mit einem Halterahmen, mit einer an dem Parabolrinnenkollektor befestigbaren Basis und mit einem an einem ersten Ende des Halterahmens angeordneten Rohrhalter für das Absorberrohr vorgesehen, dass eine Verstelleinrichtung ein zweites Ende des Halterahmens mit der Basis verbindet, wobei über die Verstelleinrichtung der Halterahmen gegenüber der Basis in zwei Verstellrichtungen verstellbar ist.
-
Die erfindungsgemäße Halterung ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass das Absorberrohr in der Fokuslinie einer Parabolrinne angeordnet werden kann. Dadurch, dass die Verstelleinrichtung den Halterahmen und somit auch ein an dem Halterahmen über dem Rohrhalter befestigtes Absorberrohr gegenüber der Basis in zwei Verstellrichtungen verstellen kann, kann bei der Montage des Absorberrohres dieses in besonders vorteilhafter Weise in der Fokuslinie der Parabolrinne ausgerichtet werden. Das Vorsehen einer Verstelleinrichtung zwischen Halterahmen und Basis ermöglicht darüber hinaus eine besonders stabile Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Halterung.
-
Die Verstellrichtungen, in die der Halterahmen gegenüber der Basis über die Verstelleinrichtung verstellbar ist, können beispielsweise die Längsrichtung des Halterahmens und die Querrichtung des Halterahmens sein, wobei die Querrichtung des Halterahmens orthogonal auf ein in dem Rohrhalter angeordnetes Absorberrohr verläuft. Mit anderen Worten: Über die Verstelleinrichtung lässt sich das Absorberrohr in x- und in z-Richtung des Parabolrinnenkollektors verstellen.
-
Es kann vorgesehen sein, dass der Halterahmen aus zwei Längsstreben und mehreren Querstreben besteht, die die Längsträger verbinden. Dadurch kann ein Fachwerk gebildet werden, so dass der Halterahmen besonders stabil ausgebildet ist. Insbesondere ist der Halterahmen biegesteif ausgebildet, so dass ein Versatz des Absorberrohrs insbesondere in Querrichtung des Halterahmens aufgrund einer Biegung des Halterahmens verhindert wird, da durch eine Biegung des Halterahmens ein Versatz des Absorberrohrs aus der Fokuslinie hervorgerufen werden könnte.
-
Der Rohrhalter kann beispielsweise als Klemmhalter ausgebildet sein. Eine derartige Halterung ermöglicht in vorteilhafter Weise die Befestigung des Absorberrohrs an der erfindungsgemäßen Halterung.
-
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Halterahmen über eine Schwenklagerung mit der Versteileinrichtung verbunden ist, wobei die Schwenkachse der Schwenklagerung in die Querrichtung des Halterahmens verläuft Eine derartige Schwenklagerung ermöglicht somit ein Verschwenken des Halterahmens gegenüber der Basis, wobei das Verschwenken des Halterahmens in Längsrichtung des Absorberrohrs erfolgt, so dass über die Schwenklagerung eine thermisch bedingte Längenveränderung des Absorberrohres durch die erfindungsgemäße Halterung ausgeglichen werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass eine derartige Schwenklagerung zwischen der Verstelleinrichtung und der Basis angeordnet ist.
-
Bei der erfindungsgemäßen Halterung mit einer Schwenklagerung kann ferner vorgesehen sein, dass ein durch die Verschwenkung entstehender Winkelversatz des Halterahmens gegenüber dem Absorberrohr über den Rohrhalter ausgeglichen wird, indem beispielsweise der Rohrhalter gegenüber dem Halterahmen verschwenkbar angeordnet ist.
-
Die Basis kann ferner einen Anschlag zum Anschlagen des Halterahmens bei einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse vorsehen. Ein derartiger Anschlag ist von Vorteil, da Halterungen für Absorberrohre häufig bereits eine lange Zeit vor der Befestigung des Absorberrohrs an einem Paralbolrinnenkollektor befestigt werden, so dass über den Anschlag verhindert wird, dass der Halterahmen so weit um die Schwenkachse bewegt wird, dass er auf die Reflexionsfläche des Parabolrinnenkollektors fällt und diese zerstört.
-
Die erfindungsgemäße Halterung kann vorsehen, dass der Rohrhalter zwischen den Längsträgern gelagert ist.
-
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwenklagerung zwei Passschrauben aufweist, über die der Halterahmen an der Verstelleinrichtung gelagert ist. Dadurch ist eine Schwenklagerung des Halterahmens auf konstruktiv einfache Art und Weise bereitstellbar.
-
Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise aus zwei Bolzen bestehen, die mit einem Querträger des Halterahmens verbunden sind, wobei über eine Längeneinstellung an den Bolzen die Verstellung des Halterahmens gegenüber der Basis erfolgt. Dadurch kann durch eine gleichmäßige Verstellung der Bolzen eine Verstellung des Halterahmens in Längsrichtung des Halterahmens erfolgen. Eine Verstellung des Halterahmens in Querrichtung des Halterahmens kann erfolgen, indem die Längeneinstellung an den Bolzen unterschiedlich vorgenommen wird.
-
Beim erfindungsgemäßen Halterahmen kann vorgesehen sein, dass der Rohrhalter aus Edelstahl und/oder der Halterahmen aus verzinktem Stahl hergestellt ist. Eine derartige Materialwahl hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.
-
Die Erfindung sieht ferner einen Parabolrinnenkollektor eines Parabolrinnenkraftwerkes vor, mit einer parabolrinnenförmigen Spiegelanordnung und einem sich in Längsrichtung des Parabolrinnenkollektors erstreckenden Versteifungselement sowie einer Halteanordnung zum Halten eines sich in Längsrichtung des Kollektors erstreckenden Absorberrohrs, wobei die Halteanordnung aus mehreren zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Halterungen besteht.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Parabolrinnenkollektors kann vorgesehen sein, dass die Basis der Halterung an dem Verstellungselement befestigt ist. Das Verstellungselement überträgt in vorteilhafter Weise die Verschwenkbewegung des Parabolrinnenkollektors während eines Sonnenverlaufs, wobei durch die direkte Verbindung der Halterung mit dem Versteifungselement über die Basis der Halterung die Verschwenkbewegung in besonders vorteilhafter Weise auf das Absorberrohr übertragen wird. Auf diese Weise kann das Absorberrohr sehr genau während des Tagesverlaufs der Schwenkbewegung mitgeführt werden, wobei das Absorberrohr stets in der Fokuslinie der Parabolrinne angeordnet ist.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Halterung, die an einem erfindungsgemäßen Kollektor befestigt ist, und
-
2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Halterung.
-
In 1 ist eine erfindungsgemäße Halterung 1 für ein Absorberrohr 100 eines Parabolrinnenkollektors 110 schematisch dargestellt. Die Halterung 1 weist einen Halterahmen 3 und eine an dem Parabolrinnenkollektor 110 befestigbare Basis 5 auf. An einem ersten Ende 3a des Halterahmens 3 ist ein Rohrhalter 7 für das Absorberrohr 100 angeordnet.
-
Die Basis 5 ist mit einem Versteifungselement 112 des Parabolrinnenkollektors 110 verbunden. Dazu erstreckt sich die Basis 5 über eine Strebe 9 durch die Reflexionsfläche 114. Die Strebe 9 ist beispielsweise stoffschlüssig mit dem Versteifungselement 112 verbunden. Das Versteifungselement 112 ist torsionssteif ausgebildet, so dass über das Versteifungselement 112 eine Verschwenkbewegung des Parabolrinnenkollektors hervorgerufen werden kann.
-
Der Halterahmen 3 besteht aus zwei Längsstreben 11, die mit mehreren Querstreben 13 verbunden sind. Dadurch bildet der Halterahmen 3 ein Fachwerk, so dass der Halterahmen 3 eine hohe Biegesteifigkeit aufweist.
-
Der Halterahmen 3 ist an einem zweiten Ende 3b über eine Verstelleinrichtung 15 mit der Basis 5 verbunden. Die Verstelleinrichtung 15 besteht aus zwei Bolzen 17, die die Basis 5 mit einem unteren Querträger 19 des Halterahmens 3 verbindet. Durch eine Längeneinstellung der Bolzen 17 ist der Halterahmen 3 gegenüber der Basis 5 in zwei Verstellrichtungen verstellbar. Durch eine gleichmäßige Längenverstellung der Bolzen 17 ist der Halterahmen 3 in einer Längsrichtung des Halterahmens 3 gegenüber der Basis 5 verstellbar. Die Längsrichtung des Halterahmens ist dabei die z-Richtung des Parabolrinnenkollektors 110.
-
Durch eine ungleichmäßige Längenverstellung der Bolzen 17 wird der Halterahmen 3 gegenüber der Basis 5 leicht verkippt, so dass der Halterahmen 3 sich mit seinem ersten Ende 3a in Querrichtung des Halterahmens 3 bewegt. Dadurch ist eine Verstellung in Querrichtung des Halterahmens möglich. Die Querrichtung des Halterahmens 3 ist die x-Richtung des Parabolrinnenkollektors 110. Die x- und z-Richtung des Parabolrinnenkollektors 110 ist in 1 durch ein entsprechendes Koordinatenkreuz gezeigt
-
Über die Verstellenrichtung 15 ist somit das Absorberrohr 100 in x- und z-Richtung verstellbar, so dass es in vorteilhafter Weise in der Fokuslinie des Parabolrinnenkollektors 110 angeordnet werden kann.
-
Eine Verschwenklagerung 21 verbindet die Verstelleinrichtung 15 mit dem Halterahmen 3. Dabei ist vorgesehen, dass die Verschwenklagerung 21 durch zwei Passschrauben 23 gebildet ist, die jeweils den Bolzen 17 mit dem unteren Querträger 19 verbindet. Die Schwenkachse der Schwenklagerung verläuft dabei in Querrichtung des Halterahmens 3.
-
Die Schwenklagerung 21 ermöglicht somit, dass der Halterahmen 3 gegenüber der Basis 5 verschwenkt werden kann, wodurch eine thermisch bedingte Längenänderung des Absorberrohrs 100 von der Halterung 1 aufgenommen werden kann, indem der Halterahmen 3 leicht gegenüber der Basis 5 verschwenkt wird. Um einen Winkelversatz zwischen dem Halterahmen 3 und dem Absorberrohr 100 auszugleichen, ist vorgesehen, dass der Rohrhalter 7, der beispielsweise als Klemmhalter ausgebildet sein kann, ebenfalls gegenüber dem Halterahmen 3 verschwenkt werden kann. Dazu ist bei der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Halterung 1 vorgesehen, dass der Rohrhalter 7 über einen Rohrhalterträger 25 mit den Längsträgern 11 über eine Schraubverbindung verbunden ist.
-
Es kann vorgesehen sein, dass der Rohrhalter 7 und der Rohrhalterträger 25 aus Edelstahl sind, wohingegen der Halterahmen 3 aus verzinktem Stahl hergestellt ist. Um eine direkte Verbindung zwischen Edelstahl und verzinktem Stahl zu vermeiden, ist daher vorgesehen, dass die Schraubverbindung Kupferhülsen sowie Kupferunterlegscheiben vorsieht, die die beiden Materialien voneinander trennt.
-
Wie am besten aus 2 hervorgeht, in der das untere Ende 3b des Halterahmens 3 sowie die Basis 5 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt ist, weist die Basis 5 zwei Anschläge 27 auf, die durch ein V-förmiges Element 29 gebildet werden. Die Anschläge 27 dienen als Anschlag für den Halterahmen 3, während dieser um die Schwenklagerung 21 verschwenkt wird.
-
Wenn die erfindungsgemäße Halterung 1 oder ein Absorberrohr 100 an einem Parabolrinnenkollektor 110 befestigt wird, kann durch die Anschläge 27 verhindert werden, dass der Halterahmen zu weit um die Schwenklagerung 21 verschwenkt wird und es wird verhindert, dass der Halterahmen 3 auf die Reflexionsfläche 114 fallen kann.
