DE102016208215B4

DE102016208215B4 - Receiver for solar energy plants

Info

Publication number: DE102016208215B4
Application number: DE102016208215.9A
Authority: DE
Inventors: Arne Tiddens; Raffaele Capuano; Matthias Offergeld
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2036-05-13
Also published as: DE102016208215A1

Abstract

Receiver (1) für Solarenergiegewinnungsanlagen (100), mit einer Receiverstruktur mit mindestens einem eine Receiverfläche (19) bildenden Absorbermodul (11), wobei die Receiverfläche (19) im Betrieb mit Solarstrahlung bestrahlt wird, wobei das mindestens eine Absorbermodul (11) einen frontseitigen Absorberkörper (17) aufweist, der von der Solarstrahlung erwärmt wird, und wobei das mindestens eine Absorbermodul (11) von Prozessluft durchströmt wird, auf die Wärmeenergie von dem Absorberkörper (17) übertragbar ist und die als Wärmeträgermedium einem Verbraucher zuführbar ist, wobei in dem Absorberkörper (17) mehrere Absorberkanäle (21) gebildet sind, die jeweils einen Kanalraum (23) bilden, durch den die Prozessluft strömt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwandung (25) mindestens eines der Absorberkanäle (21) einzelne Partikel (27) angeordnet sind, die in den Kanalraum (23) des Absorberkanals (21) ragen und die die innere Oberfläche und somit auch die spezifische innere Oberfläche in den Kanalraum (23) erhöhen, wobei die Partikel (27) aus einem Solarstrahlung absorbierenden Material bestehen.Receiver (1) for solar energy generation systems (100), with a receiver structure with at least one absorber module (11) forming a receiver surface (19), the receiver surface (19) being irradiated with solar radiation during operation, the at least one absorber module (11) having a front side Has absorber body (17), which is heated by the solar radiation, and wherein the at least one absorber module (11) is flowed through by process air, to which thermal energy can be transferred from the absorber body (17) and which can be supplied to a consumer as a heat transfer medium, in which Absorber body (17) a plurality of absorber channels (21) are formed, each forming a channel space (23) through which the process air flows, characterized in that at least one of the absorber channels (21) arranged on the inner wall (25) individual particles (27) are, which protrude into the channel space (23) of the absorber channel (21) and which the inner surface and thus also the specific inner surface increase into the channel space (23), the particles (27) being made of a material that absorbs solar radiation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Receiver für Solarenergiegewinnungsanlagen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a receiver for solar energy generation plants according to the preamble of claim 1.

In DE 197 44 541 C2 ist ein Solarempfänger beschrieben, der mehrere Absorbermodule aufweist. Das Absorbermodul weist einen der einfallenden Solarstrahlung zugewandten Absorberkörper auf, der porös ist, so dass mehrere Absorberkanäle gebildet sind. Es werden somit Receiverflächen gebildet, die im Betrieb von einer Solarstrahlung bestrahlt werden. Durch den Absorberkörper hindurch wird Luft, sogenannte Prozessluft, angesaugt, die sich beim Passieren des Absorberkörpers erwärmt. Dabei strömt die Prozessluft durch die Absorberkanäle. Aus der FR 2 536 512 A1 sowie der DE 90 16 385 U1 sind weitere Absorberkörper für solare Strahlung mit den vorgenannten Merkmalen bekannt, die weiterhin an den Innenwänden der Absorberkanäle über Solartstrahlung absorbierende Beschichtungen verfügen.In DE 197 44 541 C2 describes a solar receiver that has several absorber modules. The absorber module has an absorber body facing the incident solar radiation, which is porous, so that several absorber channels are formed. Receiver surfaces are thus formed which are irradiated by solar radiation during operation. Air, so-called process air, is sucked in through the absorber body and heats up as it passes through the absorber body. The process air flows through the absorber channels. From the FR 2 536 512 A1 as well as the DE 90 16 385 U1 Further absorber bodies for solar radiation with the aforementioned features are known, which furthermore have coatings absorbing solar radiation on the inner walls of the absorber channels.

Derartige Receiver eignen sich für große Energiegewinnungsanlagen, bei denen zahlreiche Heliostate auf einem Feld verteilt angeordnet sind, die Solarstrahlung auf den Receiver reflektieren. An dem Receiver entsteht somit eine hohe Strahlungskonzentration, wodurch sich im Absorberkörper Temperaturen im Bereich von bis zu 1100°C ergeben.Such receivers are suitable for large energy generation systems in which numerous heliostats are arranged in a field which reflect solar radiation onto the receiver. This results in a high radiation concentration at the receiver, which results in temperatures in the range of up to 1100 ° C in the absorber body.

Bekannte poröse Absorbermodule können entweder eine Schwammstruktur oder eine Kanalstruktur mit einer Vielzahl von schmalen, parallel zueinander verlaufenden Kanälen aufweisen.Known porous absorber modules can either have a sponge structure or a channel structure with a multiplicity of narrow channels running parallel to one another.

Der sogenannte Absorberwirkungsgrad gibt die Qualität des Absorbers von derartigen Receivern wieder. Er gibt im Wesentlichen wieder, welche Luftaustrittstemperatur für einen bestimmten Massenstrom an Prozessluft bei gegebener Lufteintrittstemperatur pro auftreffender Solarstrahlungsleistung erreicht werden kann. Eine Erhöhung des Absorberwirkungsgrads bedeutet somit, dass die gleiche Prozesslufttemperatur am Austritt bei einer geringeren auftreffenden Solarstrahlungsleistung erreicht werden kann, so dass die gewünschte Prozesslufttemperatur mit einer geringeren Spiegelfläche erzeugt werden kann. Dadurch können die Investitionskosten für eine Solarenergiegewinnungsanlage reduziert werden.The so-called absorber efficiency reflects the quality of the absorber of such receivers. It essentially shows what air outlet temperature can be reached for a certain mass flow of process air at a given air inlet temperature per incident solar radiation power. An increase in the absorber efficiency thus means that the same process air temperature at the outlet can be achieved with a lower incident solar radiation power, so that the desired process air temperature can be generated with a smaller mirror surface. This can reduce the investment costs for a solar energy generation system.

Der Absorberwirkungsgrad wird insbesondere durch Wärmestrahlungsverluste durch die hohe Fronttemperatur des Absorbers an der Receiverfläche beeinflusst.The absorber efficiency is influenced in particular by heat radiation losses due to the high front temperature of the absorber on the receiver surface.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht darin, einen Receiver mit einem erhöhten Absorberwirkungsgrad bereitzustellen.The object of the invention is to provide a receiver with an increased absorber efficiency.

Die Erfindung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.The invention is defined by the features of claim 1.

Ein erfindungsgemäßer Receiver für Solarenergiegewinnungsanlagen weist eine Receiverstruktur mit mindestens einem eine Receiverfläche bildenden Absorbermodul auf, wobei die Receiverfläche im Betrieb mit Solarstrahlung bestrahlt wird. Das mindestens eine Absorbermodul weist einen frontseitigen Absorberkörper auf, der von der Solarstrahlung erwärmt wird. Dabei wird das mindestens eine Absorbermodul von Prozessluft durchströmt, auf die Wärmeenergie von dem Absorberkörper übertragbar ist, und die als Wärmeträgermedium einem Verbraucher zuführbar ist, wobei in dem Absorberkörper mehrere Absorberkanäle gebildet sind, die jeweils einen Kanalraum bilden, durch den die Prozessluft strömt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwandung mindestens eines der Absorberkanäle einzelne Partikel angeordnet sind, die in den Kanalraum des Absorberkanals ragen und die die innere Oberfläche und somit auch die spezifische innere Oberfläche in den Kanalraum erhöhen, wobei die Partikel aus einem Solarstrahlung absorbierenden Material bestehen.A receiver according to the invention for solar energy generation systems has a receiver structure with at least one absorber module forming a receiver surface, the receiver surface being irradiated with solar radiation during operation. The at least one absorber module has an absorber body on the front, which is heated by the solar radiation. Process air flows through the at least one absorber module, to which heat energy can be transferred from the absorber body, and which can be supplied to a consumer as a heat transfer medium, wherein a plurality of absorber channels are formed in the absorber body, each forming a channel space through which the process air flows. The invention is characterized in that individual particles are arranged on the inner wall of at least one of the absorber channels, which protrude into the channel space of the absorber channel and which increase the inner surface and thus also the specific inner surface in the channel space, the particles absorbing solar radiation Material.

Das Aufbringen von Partikeln aus einem Solarstrahlung absorbierenden Material an der Innenwandung des Kanalraums erhöht zum einen den volumetrischen Wärmeübergangskoeffizienten, da die innere Oberfläche und somit auch die spezifische innere Oberfläche in dem Kanalraum erhöht wird. Dadurch kann mehr Wärme vom Absorbermaterial in die Luft abgegeben werden. Als Folge kühlt der Absorber verbessert ab, d.h. an gleicher Stelle liegt die Absorbertemperatur bei einem Absorber mit Partikel niedriger als bei einem Absorber ohne Partikel. Dadurch kommt es darüber hinaus zu einer verstärkten Wärmeleitung innerhalb des Absorbermaterials des Absorbermoduls, so dass die verringerte Absorbertemperatur im Inneren durch den verbesserten Wärmeübergang auch zu einer Verringerung der Fronttemperatur des Absorbers führt.The application of particles of a solar radiation absorbing material on the inner wall of the channel space increases the volumetric heat transfer coefficient on the one hand, since the inner surface and thus also the specific inner surface in the channel space is increased. This allows more heat to be released from the absorber material into the air. As a result, the absorber cools down better, i.e. in the same place the absorber temperature is lower for an absorber with particles than for an absorber without particles. This also leads to increased heat conduction within the absorber material of the absorber module, so that the reduced absorber temperature inside also leads to a reduction in the front temperature of the absorber due to the improved heat transfer.

Die auftreffende konzentrierte Solarstrahlung wird nicht nur an der Receiveraußenfläche des Absorbermoduls absorbiert, sondern dringt auch in die Absorberkanäle ein. Die Strahlung trifft auf das Absorbermaterial und wird zum Teil absorbiert und der restliche Teil reflektiert. Der reflektierte Teil wird entweder in die Umgebung abgegeben oder dringt weiter in die Kanäle ein und trifft dann erneut auf Absorbermaterial. Dadurch wird das Licht auf seinem Weg entlang der Absorberkanäle ins Innere des Absorbermoduls kontinuierlich abgeschwächt. Ein Maß für diese Abschwächung ist der sogenannte Extinktionskoeffizient. Durch das Aufbringen der Partikel auf die Innenwandung wird erreicht, dass eine verbesserte Absorption innerhalb der Absorberkanäle erfolgt, da mehr Material/Fläche pro Volumen vorhanden ist, an dem Solarstrahlung absorbiert werden kann.The incident concentrated solar radiation is not only absorbed on the outside surface of the absorber module, but also penetrates into the absorber channels. The radiation hits the absorber material and is partly absorbed and the rest of it is reflected. The reflected part is either released into the environment or penetrates further into the channels and then hits absorber material again. As a result, the light is continuously weakened on its way along the absorber channels into the interior of the absorber module. A measure of this weakening is the so-called extinction coefficient. The application of the particles to the inner wall ensures that there is improved absorption within the absorber channels, since There is more material / area per volume on which solar radiation can be absorbed.

Es hat sich herausgestellt, dass somit durch die Aufbringung der Partikel in einem oder mehreren Absorberkanälen der Absorberwirkungsgrad verbessert werden kann.It has been found that the application of the particles in one or more absorber channels can thus improve the absorber efficiency.

Der erfindungsgemäße Receiver kann insbesondere mehrere Absorbermodule aufweisen. Beispielsweise kann der Receiver eine Tragstruktur umfassen, die die Absorbermodule trägt, wobei jedes Absorbermodul jeweils einen frontseitigen Absorberkörper und einen Heißluftkanal enthält. Dabei kann sich an jedem Heißluftkanal ein Heißluftrohr anschließen, über den die erhitzte Prozessluft als Wärmeträgermedium einem Verbraucher zuführbar ist.The receiver according to the invention can in particular have a plurality of absorber modules. For example, the receiver can comprise a support structure that supports the absorber modules, each absorber module each containing a front-side absorber body and a hot air duct. A hot air pipe can be connected to each hot air duct, via which the heated process air can be supplied to a consumer as a heat transfer medium.

Die Absorbermodule können eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Absorberkanälen aufweisen, die insbesondere sehr schmal ausgebildet sein können.The absorber modules can have a multiplicity of mutually parallel absorber channels, which in particular can be made very narrow.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an der Innenwandung jedes der Absorberkanäle Partikel angeordnet sind, die in den Kanalraum des jeweiligen Absorberkanals ragen, wobei die Partikel aus einem Solarstrahlung absorbierenden Material bestehen.Provision is preferably made for particles to be arranged on the inner wall of each of the absorber channels and projecting into the channel space of the respective absorber channel, the particles consisting of a material which absorbs solar radiation.

Bei einem Receiver mit mehreren Absorbermodulen müssen nicht notwendigerweise die Absorberkanäle aller Absorbermodule mit Partikeln versehen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass lediglich ausgewählte Absorbermodule Absorberkanäle mit Partikeln aufweisen. Da die auf die Receiverfläche auftreffende konzentrierte Solarstrahlung nicht gleich verteilt über die Receiverfläche ist, kann beispielsweise nur ein Teil der Absorbermodule mit Partikeln versehen sein, und somit der Receiver an die Intensitätsverteilung der auftreffenden Solarstrahlung angepasst sein.In the case of a receiver with several absorber modules, the absorber channels of all absorber modules do not necessarily have to be provided with particles. It can also be provided that only selected absorber modules have absorber channels with particles. Since the concentrated solar radiation impinging on the receiver surface is not equally distributed over the receiver surface, for example only a part of the absorber modules can be provided with particles, and thus the receiver can be adapted to the intensity distribution of the impinging solar radiation.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine oder die Absorberkanäle in zwei Abschnitte unterteilt ist bzw. sind, wobei sich ein erster Abschnitt von der Receiverfläche in Strömungsrichtung der Prozessluft in einer vorgegebenen Länge L erstreckt und sich der zweite Abschnitt in Strömungsrichtung der Prozessluft an den ersten Abschnitt anschließt, wobei die Partikel in dem zweiten Abschnitt angeordnet sind. Der erste Abschnitt der Absorberkanäle bleibt im Wesentlichen frei von Partikeln. Mit anderen Worten: Die Kanäle weisen zunächst einen Abschnitt ohne Partikel auf und die Partikel sind erst in einem zweiten Abschnitt an der Innenwandung angeordnet.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one or the absorber channels are or are divided into two sections, a first section extending from the receiver surface in the flow direction of the process air in a predetermined length L and the second section in Flow direction of the process air connects to the first section, the particles being arranged in the second section. The first section of the absorber channels remains essentially free of particles. In other words: the channels initially have a section without particles and the particles are only arranged in a second section on the inner wall.

Dadurch, dass in den Absorberkanälen in dem der Receiverfläche zugewandten ersten Abschnitt keine Partikel angeordnet sind, wird vermieden, dass in dem der Receiverfläche nahen Bereich der Extinktionskoeffizient ebenfalls erhöht ist, was zu einer verstärkten Absorption des Lichts in diesem der Receiverfläche nahen Bereich und somit der Vergrößerung der Absorberfronttemperatur führen würde, die wiederum erhöhte Verluste durch Wärmestrahlung hervorrufen würde. Durch das Vorsehen eines ersten Abschnitts ohne Partikel wird somit vermieden, dass der Extinktionskoeffizient in dem der Receiverfläche nahen Bereich zu groß ist.Because no particles are arranged in the absorber channels in the first section facing the receiver surface, it is avoided that the extinction coefficient is also increased in the region near the receiver surface, which leads to an increased absorption of the light in this region near the receiver surface and thus the Increase of the absorber front temperature would lead, which in turn would cause increased losses through heat radiation. By providing a first section without particles, it is avoided that the extinction coefficient in the area near the receiver surface is too large.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Dichte von an der Innenwandung angeordneten Partikeln über die Länge der Absorberkanäle variiert. Hierzu kann beispielsweise in dem ersten Abschnitt eine deutlich geringere Anzahl von Partikeln angeordnet sein als in dem zweiten Abschnitt, so dass sich die Erhöhung der Oberflächen im Wesentlichen auf den zweiten Abschnitt konzentriert.It can also be provided that the density of particles arranged on the inner wall varies over the length of the absorber channels. For this purpose, for example, a significantly smaller number of particles can be arranged in the first section than in the second section, so that the increase in the surface essentially concentrates on the second section.

Bei einem Receiver mit mehreren Absorbermodulen mit in den Absorberkanälen angeordneten Partikeln kann die Anordnung der Partikel in den Absorberkanälen auch dazu genutzt werden, den Receiver an die unterschiedliche Strahlungsintensität der auftreffenden Solarstrahlung anzupassen. Beispielsweise kann bei den Absorbermodulen, die in einem inneren Bereich der Receiverfläche angeordnet sind, wo die Strahlungsintensität am höchsten ist, vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt der Absorberkanäle der in diesem Bereich angeordneten Absorbermodule keine Partikel aufweist, sondern erst der zweite Abschnitt.In the case of a receiver with a plurality of absorber modules with particles arranged in the absorber channels, the arrangement of the particles in the absorber channels can also be used to adapt the receiver to the different radiation intensity of the incident solar radiation. For example, in the case of the absorber modules which are arranged in an inner area of the receiver area where the radiation intensity is highest, it can be provided that the first section of the absorber channels of the absorber modules arranged in this area does not have any particles, but only the second section.

In einem Randbereich, in dem die Strahlungsintensität geringer ist, kann vorgesehen sein, dass auch Partikel in dem ersten Abschnitt der Absorberkanäle angeordnet sind.In an edge region in which the radiation intensity is lower, it can be provided that particles are also arranged in the first section of the absorber channels.

Die Länge L des ersten Abschnitts kann zwischen 1mm und 99% der Länge des Absorberkanals, vorzugsweise zwischen 1mm und 10mm, betragen. The length L of the first section can be between 1 mm and 99% of the length of the absorber channel, preferably between 1 mm and 10 mm.

Vorzugsweise beträgt die Länge L 1mm bis 5mm, besonders bevorzugt zwischen 1mm und 2,5mm.The length L is preferably 1 mm to 5 mm, particularly preferably between 1 mm and 2.5 mm.

Vorzugsweise bestehen die Partikel aus einem keramischen oder metallischen Material. Derartige Materialien haben sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.The particles preferably consist of a ceramic or metallic material. Such materials have proven to be particularly advantageous.

Die Partikel können eine regelmäßige oder eine unregelmäßige Form besitzen. Beispielsweise können die Partikel eine Kugelform als regelmäßige Form aufweisen. Die unregelmäßig geformten Partikel können beispielsweise eine Spanform besitzen.The particles can have a regular or irregular shape. For example, the particles can have a spherical shape as a regular shape. The irregularly shaped particles can have a chip shape, for example.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Partikel einen maximalen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als die Hälfte des minimalen Durchmessers des Kanalraums des Absorberkanals quer zur Strömungsrichtung, in dem die Partikel angeordnet werden. Unter „maximaler Durchmesser der Partikel“ wird die größte Erstreckung eines Partikels aller Erstreckungen in beliebige Richtungen verstanden. Bei beispielsweise einem kugelförmigen Partikel ist der maximale Durchmesser der Durchmesser der Kugel. Unter „minimalem Durchmesser des Kanalraums“ wird die geringste Erstreckung des Kanalraums in eine Richtung quer zur Strömungsrichtung verstanden. Durch das Vorsehen von Partikeln, die einen maximalen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als die Hälfte des minimalen Durchmessers des Kanalraums, wird erreicht, dass die Partikel den Absorberkanal beim Aufbringen nicht vollständig verschließen können.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the particles have a maximum diameter which is smaller than half the minimum diameter of the channel space of the absorber channel transverse to the flow direction in which the particles are arranged. “Maximum diameter of the particles” is understood to mean the largest extension of a particle of all extensions in any direction. For example, for a spherical particle, the maximum diameter is the diameter of the sphere. “Minimum diameter of the channel space” is understood to mean the smallest extent of the channel space in a direction transverse to the direction of flow. By providing particles that have a maximum diameter that is smaller than half the minimum diameter of the channel space, it is achieved that the particles cannot completely close the absorber channel during application.

Vorzugsweise sind die Partikel mit der Innenwandung des Absorberkanals verklebt. Dadurch können die Partikel auf besonders einfache Art und Weise an der Innenwandung befestigt werden.The particles are preferably glued to the inner wall of the absorber channel. As a result, the particles can be attached to the inner wall in a particularly simple manner.

Bei der Herstellung der Absorbermodule des erfindungsgemäßen Receivers kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Absorbermodule in ein Kleberbad getaucht werden, so dass die Oberfläche der Innenwandung der Absorberkanäle mit Klebstoff benetzt ist. Mittels eines Gebläses wird Luft durch das Absorbermodul geblasen, wobei die Partikel in den Luftstrom injiziert werden, so dass die Partikel mittels des Luftstroms in die Kanäle gelangen. Die Partikel bleiben an der mit Kleber benetzten Innenwandung hängen und können beispielsweise anschließend durch Erhitzen in einem Ofen dauerhaft fest mit dem Absorbermaterial verbunden werden.In the manufacture of the absorber modules of the receiver according to the invention it can be provided, for example, that the absorber modules are immersed in an adhesive bath, so that the surface of the inner wall of the absorber channels is wetted with adhesive. Air is blown through the absorber module by means of a blower, the particles being injected into the air stream, so that the particles get into the channels by means of the air stream. The particles stick to the inner wall wetted with adhesive and can then be permanently bonded to the absorber material, for example by heating in an oven.

Bei Absorbermodulen, bei denen lediglich der zweite Abschnitt mit Partikeln versehen ist, kann vorgesehen sein, dass das Absorbermodul nur so weit in ein Kleberbad getaucht wird, dass die Oberfläche des zweiten Abschnitts mit Kleber benetzt ist.In the case of absorber modules in which only the second section is provided with particles, provision can be made for the absorber module to be immersed in an adhesive bath only to such an extent that the surface of the second section is wetted with adhesive.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the following figures.

Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer Solarenergiegewinnungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Receiver,
2 ein schematischer Längsschnitt durch ein Absorbermodul eines erfindungsgemäßen Receivers und
3 eine schematische Detaildarstellung mehrerer Absorberkanäle mit Partikeln.

Show it:

1 2 shows a schematic view of a solar energy production system with a receiver according to the invention,
2nd a schematic longitudinal section through an absorber module of a receiver according to the invention and
3rd a schematic detailed view of several absorber channels with particles.

In 1 ist eine Solarenergiegewinnungsanlage 100 schematisch dargestellt. Sonnenlicht wird über Heliostaten 110 eines Heliostatfeldes 120 auf den erfindungsgemäßen Receiver 1 reflektiert. Der Receiver 1 ist als offener volumetrischer Receiver ausgeführt, wobei Luft aus dem Bereich vor der Frontseite 1a des Receivers 1 angesaugt wird und Prozessluft bildet. Die Prozessluft wird vom Receiver 1 erhitzt und über Heißluftleitung 130 einem Verbraucher zugeführt. Der Verbraucher kann beispielsweise ein Dampferzeuger 140 mit einem herkömmlichen Wasserdampf-Kreislauf 150 oder einem Wärmespeicher 160 sein.In 1 is a solar energy generation plant 100 shown schematically. Sunlight gets through heliostats 110 of a heliostat field 120 on the receiver according to the invention 1 reflected. The receiver 1 is designed as an open volumetric receiver, with air from the area in front of the front 1a of the receiver 1 is sucked in and forms process air. The process air is from the receiver 1 heated and via hot air pipe 130 fed to a consumer. For example, the consumer can be a steam generator 140 with a conventional steam cycle 150 or a heat storage 160 be.

In den Ausführungsbeispielen ist der erfindungsgemäße Receiver 1 als offener volumetrischer Receiver ausgeführt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der erfindungsgemäße Receiver 1 eine andere Bauart aufweist.The receiver according to the invention is in the exemplary embodiments 1 designed as an open volumetric receiver. Of course, it is also possible that the receiver according to the invention 1 has a different design.

Der erfindungsgemäße Receiver 1 weist mehrere Absorbermodule 11 auf, die nebeneinander angeordnet sind. In 2 ist ein Absorbermodul 11 schematisch im Schnitt dargestellt. Die Absorbermodule 11 sind kelchförmig ausgebildet und weisen jeweils einen Absorberkopf 13 auf. Der Absorberkopf 13 mündet in einen Heißluftkanal 18. Ein Absorberkörper 17 ist frontseitig in dem Absorberkopf 13 aufgenommen. Der Absorberkörper 17 kann beispielsweise aus einer porösen hochtemperaturbeständigen Keramik bestehen. Die Frontflächen 17a der Absorberkörper 17 bilden die Receiverfläche 19.The receiver according to the invention 1 has several absorber modules 11 on, which are arranged side by side. In 2nd is an absorber module 11 represented schematically in section. The absorber modules 11 are cup-shaped and each have an absorber head 13 on. The absorber head 13 flows into a hot air duct 18th . An absorber body 17th is in the front of the absorber head 13 added. The absorber body 17th can consist, for example, of a porous ceramic which is resistant to high temperatures. The front surfaces 17a the absorber body 17th form the receiver area 19th .

Die Absorberkörper 17 weisen, wie aus der in 2 dargestellten Vergrößerung ersichtlich ist, eine Struktur aus einer Vielzahl von parallelen Absorberkanälen 21 auf. Im Betrieb werden diese Receiverflächen 19 mit der Solarstrahlung bestrahlt. Dabei kann die Solarstrahlung auch aufgrund der Absorberkanäle 21 teilweise bis einige Zentimeter ins Innere des Absorberkörpers 17 gelangen.The absorber body 17th point, as from the in 2nd shown enlargement, a structure of a plurality of parallel absorber channels 21st on. These receiver areas are in operation 19th irradiated with the solar radiation. The solar radiation can also be due to the absorber channels 21st sometimes up to a few centimeters inside the absorber body 17th reach.

Im Betrieb wird die Strahlungsempfangsfläche des Receivers 1 mit der Solarstrahlung bestrahlt. Durch die Absorberkörper 17 und die Heißluftkanäle 18 wird Luft eingesaugt. Aufgrund der Bestrahlung der Absorberkörper 17 erhitzen sich diese, so dass die durch die Absorberkörper 17 eingesogene Luft erhitzt wird.In operation, the radiation receiving surface of the receiver 1 irradiated with the solar radiation. Through the absorber body 17th and the hot air ducts 18th air is sucked in. Due to the radiation of the absorber body 17th these heat up so that through the absorber body 17th sucked air is heated.

Claims

Receiver (1) for solar energy generation systems (100), with a receiver structure with at least one absorber module (11) forming a receiver surface (19), the receiver surface (19) being irradiated with solar radiation during operation, the at least one absorber module (11) having a front face Absorber body (17) which is heated by the solar radiation, and which at least Process air flows through an absorber module (11) through which heat energy can be transferred from the absorber body (17) and can be supplied to a consumer as a heat transfer medium, wherein a plurality of absorber channels (21) are formed in the absorber body (17), each of which has a channel space ( 23) through which the process air flows, characterized in that on the inner wall (25) at least one of the absorber channels (21) individual particles (27) are arranged, which protrude into the channel space (23) of the absorber channel (21) and increase the inner surface and thus also the specific inner surface in the channel space (23), the particles (27) being made of a material that absorbs solar radiation.

Receiver after Claim 1 , characterized in that on the inner wall (25) of each of the absorber channels (21) particles (27) are arranged which project into the channel space (23) of the respective absorber channel (21), the particles (27) being made of a material which absorbs solar radiation consist.

Receiver after Claim 1 or 2nd , characterized in that the at least one or the absorber channels (21) is or are divided into two sections (29, 31), a first section (29) extending from the receiver surface (19) in a predetermined direction in the flow direction of the process air Length L extends and the second section (31) adjoins the first section (29) in the flow direction of the process air, the particles (27) being arranged in the second section (31).

Receiver after Claim 3 , characterized in that the length L of the first section (29) is between 1mm and 10mm.

Receiver according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the particles (27) consist of a ceramic or metallic material.

Receiver according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the particles (27) have a regular or an irregular shape.

Receiver according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the particles (27) have a maximum diameter (D _a ) which is smaller than half the minimum diameter (D _i ) of the channel space (23) of the absorber channel (21) in which the particles (27) to be ordered.

Receiver according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the particles (27) are glued to the inner wall (23) of the absorber channel (21).