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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spiegelpanel für ein Solarkraftwerk sowie ein Solarkraftwerk.
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Es sind verschiedene Solarkraftwerke mit Spiegelpanelen bekannt. Die Spiegelpanele reflektieren Solarstrahlung auf einen Receiver des Solarkraftwerks. Receiver eines Solarkraftwerks können sogenannte thermische Receiver sein, die die Solarstrahlung in thermische Energie umwandeln oder auch eine gekühlte Photovoltaikzelle. Auch sind kombinierte Systeme bekannt, bei denen in dem Strahlungsweg der reflektierten Strahlung ein Strahlungsteiler angeordnet ist, der einen Teil des Spektrums auf eine Photovoltaikzelle wirft und einen von der Photovoltaikzelle nicht verwertbaren Teil auf einen thermischen Receiver.
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Gemeinsam ist bei diesen Konzepten, dass die Spiegelpanele nur die Strahlung, die auf die Vorderseite (Spiegelfläche) auftrifft, nutzen. Aus Zhengshan J. Yu et al.: Evaluation of Spectrum-Splitting Dichroic Mirrors for PVMirror Tandem Solar Cells. In: 2015 IEEE 42nd Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), 15-19 June 2015, 1-4 - ISSN 978-1-4799-7944-8 ist ein Spiegelpanel nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 bekannt, bei dem eine teiltransparente Spiegelschicht vorgesehen ist, durch die Licht auf eine an der Rückseite des Spiegelpanels angeordnete Photovoltaikzelle gelangen kann.
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Die Spiegelpanele werden üblicherweise dem Sonnenstand nachgeführt. Die Spiegelpanele sind zumeist voneinander beabstandet, um ausreichende Bewegungsfreiheit für die Spiegel bereitzustellen, gegenseitige Verschattung zu minimieren und Zufahrtswege zu Wartungszwecken und Ähnlichem zu ermöglichen.
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Das Verhältnis der Spiegelflächen der Spiegelpanele von solarthermischen Kraftwerken zu Landfläche ist in der Regel <1/4. Geht man von einer Verschattung des Bodens durch die Spiegelpanele von 20-50 % aus, ergibt sich ein Flächenanteil von der Sonne beschienenen Boden der Landfläche des solarthermischen Kraftwerks von 80-50 %, der ungenutzt ist.
US 2013 / 0 319 502 A1 offenbart ein Solarpanel mit einem Substrat an dem beidseitig Photovoltaikzellen gebildet sind.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spiegelpanel für Solarkraftwerke sowie ein Solarkraftwerk zu schaffen, bei dem ein Teil der auf den Boden auftreffenden Strahlung genutzt wird.
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Das erfindungsgemäße Spiegelpanel ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Solarkraftwerk ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 7.
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Das erfindungsgemäße Spiegelpanel für ein Solarkraftwerk weist einen eine Spiegelfläche bildenden Spiegel und eine Tragstruktur auf, die den Spiegel haltert. Solarstrahlung, die auf die Spiegelfläche auftrifft, ist auf einen Receiver reflektierbar. Der Spiegel ist ferner dem Sonnenstand nachführbar und weist einen für Solarstrahlung transparente Schicht und eine Spiegelschicht auf. Die auf den Spiegel auftreffende Solarstrahlung transmittiert somit zunächst zum größten Teil durch die transparente Schicht und wird anschließend von der Spiegelschicht reflektiert und transmittiert erneut durch die transparente Schicht. Die transparente Schicht dient somit als Schutzschicht für die Spiegelschicht. Unter einer für Solarstrahlung transparenten Schicht wird im Rahmen der Erfindung eine Schicht verstanden, die einen hemisphärisch solaren (AM 1,5) Transmissionsgrad von mindestens 85% aufweist.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der von der Spiegelfläche abgewandten Seite des Spiegels eine photovoltaisch aktive Schicht angeordnet ist, wobei die photovoltaisch aktive Schicht mit der Spiegelschicht oder mit einer Kupferschicht, die als metallische Schutzschicht für die Spiegelschicht zwischen der Spiegelschicht und der photovoltaisch aktiven Schicht angeordnet ist, eine Photovoltaikzelle bildet.
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Mit anderen Worten: An der Rückseite des Spiegels ist eine Photovoltaikzelle gebildet. Im regulären Gebrauch des Spiegelpanels, bei dem Solarstrahlung auf einen Receiver eines Solarkraftwerks reflektiert wird, kann somit Solarstrahlung, die an dem Spiegelpanel vorbei auf den Boden, auf dem das Spiegelpanel mittels der Tragstruktur angeordnet ist, auftrifft und von diesem diffus reflektiert wird, mittels der an der Rückseite des Spiegels gebildeten Photovoltaikzelle zumindest teilweise genutzt werden. Die derart gebildete Photovoltaikzelle kann eine herkömmliche Vorderseitenkontaktierung, die die photovoltaisch aktive Schicht kontaktiert, aufweisen.
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Solarkraftwerke werden häufig in Wüstenregionen oder in Regionen mit trockenen Böden aufgrund der hohen Sonneneinstrahlung gebaut. Derartige Böden haben eine Albedo in der Größenordnung von 30 % und reflektieren einfallende Solarstrahlung diffus.
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Es hat sich herausgestellt, dass bei einem Solarkraftwerk und einer angenommenen Verschattung des Bodens durch Spiegelpanele von 20-50 % 15-24 % der auf die Fläche des Solarkraftwerks auftreffenden Strahlung von dem Boden reflektiert wird. Dieser Anteil der Globalstrahlung kann durch das Vorsehen einer Photovoltaikzelle an der Rückseite des Spiegels eines Spiegelpanels zum Teil genutzt werden.
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Die Photovoltaikzelle kann erfindungsgemäß die bereits zur Bildung des Spiegels vorhandene Spiegelschicht, die aus Metall besteht und elektrisch leitend ist, als zweite Schicht der Photovoltaikzelle genutzt werden. Dadurch kann eine bereits für die Bildung des Spiegels vorhandenen Schicht zur Bildung der Photovoltaikzelle genutzt werden, so dass der Herstellungsaufwand eines erfindungsgemäßen Spiegelpanels reduziert ist. Die Spiegelschicht und die photovoltaisch aktive Schicht bzw. die Kupferschicht und die photovoltaisch aktive Schicht sind in herkömmlicher Weise elektrisch angeschlossen und können mit einem Wechselrichter verbunden sein.
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Bei herkömmlichen Spiegelpanelen ist häufig an der von der transparenten Schicht abgewandten Seite der Spiegelschicht eine Kupferschicht als metallische Schutzschicht aufgebracht. Diese kann auch bei dem erfindungsgemäßen Spiegelpanel vorgesehen sein.
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Grundsätzlich besteht somit auch die Möglichkeit, dass bereits vorhandene Spiegelpanele mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Photovoltaikzelle nachgerüstet werden, indem beispielsweise die photovoltaisch aktive Schicht auf der Rückseite des Spiegels aufgebracht werden.
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Es besteht die Möglichkeit, dass die photovoltaisch aktive Schicht direkt auf die Kupferschicht aufgebracht wird und zusammen mit der Kupferschicht ein photovoltaisch aktives Schichtsystem bildet.
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Die Spiegelschicht kann eine metallische Schicht sein und vorzugsweise zumindest teilweise aus einer Silberschicht oder einer Aluminiumschicht bestehen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine für Solarstrahlung transparente Schicht auf der von der Spiegelfläche abgewandten Seite des Spiegels die photovoltaisch aktive Schicht bedeckend angeordnet ist. Mit anderen Worten: An der Rückseite des Spiegels ist eine weitere transparente Schicht angeordnet, die die photovoltaisch aktive Schicht abdeckt. Diese dient im Wesentlichen für den Schutz der photovoltaisch aktiven Schicht. Grundsätzlich hat eine derartige zweite transparente Schicht den Vorteil, dass die Stabilität des Spiegelpanels durch diese erhöht wird. Somit können die transparente Schicht, die auf der Spiegelschicht angeordnet ist und die zweite transparente Schicht, die auf der photovoltaisch aktiven Schicht angeordnet ist, für eine hohe Stabilität des Spiegels sorgen. Dadurch können die transparente Schicht und zweite transparente Schicht beispielsweise dünner ausgestaltet werden als herkömmliche Glasplatten von Spiegelpanelen.
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Das von dem Boden um das Spiegelpanel diffus reflektierte Licht transmittiert die zweite transparente Schicht und trifft auf die photovoltaisch aktive Schicht.
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Die für Solarstrahlung transparente Schicht kann aus einer Glasplatte bestehen. Die zweite für Solarstrahlung transparente Schicht kann ebenfalls aus einer Glasplatte bestehen. Glasplatten hatten sich für eine derartige Anwendung als besonders vorteilhaft herausgestellt, da diese den notwendigen Grad einer Transparenz besitzen und darüber hinaus eine ausreichende Eigenstabilität aufweisen. Grundsätzlich besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass die transparenten Schichten beispielsweise aus Kunststoff oder anderen Dünnschichtsystemen bestehen.
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Die zweite für Solarstrahlung transparente Schicht, die die photovoltaisch aktive Schicht bedeckend angeordnet ist, hat ferner den Vorteil, dass diese auch als Versiegelungselement für den Spiegel dienen kann. Somit kann auf Lackschichten, die bei herkömmlichen Spiegelpanelen an der Rückseite des Spiegels zur Versiegelung vorgesehen sind, verzichtet werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die für Solarstrahlung transparente Schicht und/oder die zweite für Solarstrahlung transparente Schicht eine Dicke zwischen 1 µm und 4 mm aufweist bzw. aufweisen. Für die transparente Schicht kann somit insbesondere ein sogenanntes Dünnglas (mit einer Dicke von beispielsweise zwischen 100 µm und 300 µm) verwendet werden. Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung von Dünnglas von beispielsweise 100µm als erste transparente Schicht einen Mehrertrag von reflektierter Solarstrahlung von ca. 1,5 % ergibt. Alternativ hierzu können auch Dünnstschichtsysteme (z. B. über Sol-gel- oder Sputterverfahren) im Bereich einer Dicke von 1 µm - 4 µm, beispielsweise 2 µm, aufgebracht werden. Somit kann durch das Vorsehen der zweiten für Solarstrahlung transparenten Schicht, die für ausreichend Stabilität des Spiegels sorgt, eine Wirkungsgradsteigerung des Solarkraftwerks erreicht werden. Selbstverständlich müssen die erste und die zweite transparente Schicht von ihrer Dicke her derart aneinander angepasst sein, dass eine ausreichende Stabilität des Spiegels gegeben ist. Grundsätzlich sollte dabei jedoch eine Optimierung der Dicke der ersten transparenten Schicht erfolgen, da diese für den höheren Ertrag des Solarkraftwerks sorgt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die photovoltaisch aktive Schicht und die Spiegelschicht oder die photovoltaisch aktive Schicht und die Kupferschicht unterteilt sind, wobei mehrere Photovoltaikzellen gebildet sind. Das Vorsehen von mehreren Photovoltaikzellen auf der Rückseite des Spiegels hat den Vorteil, dass Bereiche mit größerem Leistungseintrag in die photovoltaisch aktive Schicht miteinander in Reihe verschaltet werden können, wohingegen Bereiche mit geringerem Leistungseintrag parallel zu diesen geschaltet werden können. Dadurch ist eine vorteilhafte Verschaltung verschiedener Bereiche möglich, so dass ein optimierter Stromertrag erfolgen kann. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass Bereiche, die im normalen Gebrauch des Spiegelpanels zumeist durch beispielsweise Teile der Tragstruktur verschattet sind, nicht mit einer photovoltaisch aktiven Schicht beschichtet sind.
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Die erfindungsgemäßen Spiegelpanele haben den besonderen Vorteil, dass eine Nachrüstung von vorhandenen Spiegelpanele möglich ist, indem beispielsweise die entsprechenden Spiegel nachträglich mit einer photovoltaisch aktiven Schicht beschichtet werden oder die Spiegel eines vorhandenen Spiegelpanels komplett ausgetauscht werden. Der Vorteil liegt darin, dass Aufständerungen, Tracking-Systeme, Verkabelungen, Steuerungen etc. eines vorhandenen Spiegelpanels hierbei bereits vorhanden sind und weiter genutzt werden können.
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Für die Herstellung eines Spiegels eines erfindungsgemäßen Spiegelpanels kann wie folgt vorgegangen werden: Es wird von der zweiten transparenten Schicht als Substrat ausgegangen. Zunächst wird die photovoltaisch aktive Schicht auf diese aufgetragen. Danach werden entweder Zwischenschichten, wie beispielsweise eine separate elektrisch leitende Schicht, oder eine Kupferschicht, aufgebracht. Anschließend wird die Spiegelschicht aufgebracht. Zuletzt wird die transparente Schicht auf die Spiegelschicht aufgebracht, wobei diese vorzugsweise eine Dünnstglasschicht von beispielsweise einer Dicke von 100µm ist.
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Alternativ kann auch zunächst von der transparenten Schicht ausgegangen werden. Auf die transparente Schicht wird die Spiegelschicht aufgetragen. Diese kann dann direkt beschichtet werden. Alternativ kann auch vor der photovoltaisch aktiven Schicht zunächst eine Zwischenschicht, wie beispielsweise eine Kupferschicht bzw. eine andere separate elektrisch leitende Schicht aufgebracht werden. Auch weitere Zwischenschichten sind möglich. Anschließend wird dann die photovoltaisch aktive Schicht aufgebracht. Schließlich wird die zweite transparente Schicht auf die photovoltaisch aktive Schicht aufgebracht.
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Grundsätzlich kann die photovoltaisch aktive Schicht und die separate elektrisch leitende Schicht auch derart auf der von der Spiegelfläche abgewandten Seite des Spiegels verwendet sein, dass in transparenten Kunststoff eingelegte Photovoltaikzellen angeordnet werden. Diese können direkt auf die Spiegelschicht, auf die Kupferschicht oder einer weiteren Schicht aufgebracht werden. Auch können die Photovoltaikzellen mittels der zweiten transparenten Schicht als Schutzplatte abgedeckt werden.
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Die Tragstruktur kann den Spiegel grundsätzlich drehbar haltern, wobei ein Drehwinkel von 90° und mehr möglich ist. Dadurch wird erreicht, dass je nach Bedarf entweder die Spiegelfläche oder die photovoltaisch aktive Schicht der direkten Sonnenstrahlung ausgesetzt werden kann.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Solarkraftwerk mit mehreren erfindungsgemäßen Spiegelpanelen und mindestens einem Receiver, auf den mittels der Spiegelpanele Solarstrahlung reflektierbar ist.
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Das Solarkraftwerk kann beispielsweise einen Solarturm aufweisen, an dem der Receiver angeordnet ist und die Spiegelpanele können als Heliostate ausgebildet sein.
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Alternativ kann das Solarkraftwerk auch einen Receiver als Absorberrohr aufweisen, wobei die Spiegelpanele parabolrinnenförmig ausgebildet sind.
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Grundsätzlich kann das Solarkraftwerk unterschiedliche Ausgestaltungen haben. Beispielweise kann das Solarkraftwerk ein herkömmliches Solarturmkraftwerk sein, bei dem mittels Spiegelpanelen als Heliostate Solarstrahlung auf den Receiver reflektiert wird. Dabei können alle Heliostate als erfindungsgemäße Spiegelpanele ausgebildet sein oder auch nur einige.
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Das Solarkraftwerk kann auch ein herkömmliches Parabolrinnenkraftwerk sein, bei dem die erfindungsgemäßen Spiegelpanele die Parabolrinnen bilden.
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Grundsätzlich kann das Solarkraftwerk auch eine Dish-Anlagen oder eine Linear-Fresnel-Anlagen sein. Grundsätzlich kann das Solarkraftwerk auch eine konzentrierende Photovoltaikanlage sein, bei der der Receiver durch ein weiteres Photovoltaiksystem gebildet ist und die erfindungsgemäßen Spiegelpanele Solarstrahlung auf das Photovoltaiksystem konzentrieren.
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Bei dem erfindungsgemäßen Solarkraftwerk kann vorgesehen sein, dass ein Boden, auf dem die Spiegelpanele jeweils mittels der Tragstruktur stehen, eingefärbt ist oder mit Bodenschichten mit einer vorgegebenen Helligkeit bedeckt ist oder, dass Solarstrahlung reflektierende Gegenstände auf dem Boden angeordnet sind. Dadurch kann die Reflexionswirkung des Bodens verbessert werden. Reflektierende Gegenstände, die auf dem Boden angeordnet werden können, können beispielsweise Stücke zerknitterter Alufolie sein, die beispielsweise auch gebraucht sein kann und somit bei dem erfindungsgemäßen Solarkraftwerk einer Wiederverwertung zugeführt wird. Beispielsweise kann auch Kalk, Kalk-Farbe oder helles Gestein zur Aufhellung des Bodens verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Solarkraftwerk kann auf unterschiedliche Weise betrieben werden.
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In Zeiten von zu hoher Sonneneinstrahlung (auf der Nordhalbkugel beispielsweise im Sommer) werden aufgrund von zu hohem Energieeintrag einige Spiegelpanele eines Solarkraftwerks nicht benutzt (das sogenannte Dumping). Auch bei Wartungsintervallen des Receivers werden die Spiegel der Spiegelpanele zumeist defokussiert. Zu diesen Zeiten können die nicht genutzten Spiegelpanele derart ausgerichtet werden, dass die photovoltaisch aktive Schicht der direkten Sonnenausstrahlung ausgesetzt ist.
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Ferner kann ein erfindungsgemäßes Solarkraftwerk derart betrieben werden, dass zu Zeiten mit bedecktem Himmel, bei denen der Eintrag der mittels des Spiegels reflektierten Solarstrahlung in den Receiver gering ist, die erfindungsgemäßen Spiegelpanele derart ausgerichtet werden können, dass die Diffusstrahlung des bedeckten Himmels auf die photovoltaische Schicht trifft und somit zur Stromproduktion genutzt wird.
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Bei manchen Sonnenständen kann es vorkommen, dass Teile der reflektieren Solarstrahlung eines Spiegels eines Spiegelpanels auf die Rückseite eines davor angeordneten Spiegelpanels auftrifft, das sogenannte „Blocking“. Die derart geblockte Strahlung kann in vorteilhafter Weise zumindest zum Teil von der Photovoltaikschicht genutzt werden.
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Grundsätzlich kann die Anordnung der erfindungsgemäßen Receiver in dem erfindungsgemäßen Solarkraftwerk an diese unterschiedlichen Betriebszustände angepasst werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Spiegelpanele nur an den Spiegelpanele, die Strahlung eines dahinterliegenden Spiegelpanels häufig blocken, mit einer photovoltaisch aktiven Schicht versehen sind. Auch können beispielsweise nur die Spiegelpanele, die Zeiten zu hohen Energieeintrags defokussiert werden, mit einer photovoltaisch aktiven Schicht versehen sein. Selbstverständlich sind auch Kombinationen möglich, so dass die Strahlung blockenden Spiegelpanele und die beim Dumping defokussierten Spiegelpanele eine photovoltaisch aktive Schicht aufweisen.
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Ein erfindungsgemäßes Solarkraftwerk kann beispielsweise auch derart betrieben werden, dass die Spiegelpanele zumindest teilweise bei starkem Wind in eine Windschutzstellung bewegt werden, wobei in dieser Stellung die photovoltaisch aktive Schicht der Spiegel zumindest teilweise nach oben gerichtet ist und somit direkter Sonnenstrahlung ausgesetzt ist. Dadurch kann auch in derartigen Zeiten, bei denen üblicherweise keine oder nur ein geringer Energieeintrag in den Receiver erfolgt mittels, der photovoltaisch aktiven Schichten der Spiegelpanele Strom erzeugt werden.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Solarkraftwerks in Form eines Turmkraftwerks mit Heliostatfeld,
- 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spiegelpanels in Form eines Heliostaten und
- 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spiegelpanels in Form einer Parabolrinne.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Solarkraftwerk 100 schematisch dargestellt. Sonnenlicht wird über erfindungsgemäße Spiegelpanele 1 in Form von Heliostaten eines Heliostatfeldes 120 auf einen Receiver 110 reflektiert. Der Receiver 110 ist als offener volumetrischer Receiver ausgeführt, der oben an einem Solarturm 125 angeordnet ist. Luft aus dem Bereich vor der Frontseite 110a des Receivers 110 wird angesaugt und bildet die Prozessluft. Die Prozessluft wird im Receiver 110 erhitzt und über eine Heißluftleitung 130 einem Verbraucher zugeführt. Der Verbraucher kann beispielsweise ein Dampferzeuger 140 mit einem herkömmlichen Wasserkreislauf oder ein Wärmespeicher 160 sein. Über ein Luftrückführsystem 170 wird die abgekühlte Prozessluft dem Receiver zugeführt. Der Receiver 110 kann grundsätzlich auch ein Salz- oder Partikelreceiver sein, wobei mittels der Solarstrahlung Salzschmelze oder Partikel erwärmt werden.
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Die Spiegelpanele 1 bestehen aus einem Spiegel 3, der von einer Tragstruktur 5 gehaltert ist. Die Tragstruktur 5 steht auf einem Boden 180 des Solarkraftwerks 100. Wie aus 1 schematisch hervorgeht, trifft ein Teil der Solarstrahlung auf die Spiegel 3 der Heliostate 1 und wird von diesen in Richtung des Receiver 110 reflektiert. Ein weiterer, nicht unerheblicher Teil der Solarstrahlung verfehlt Spiegel 3 und trifft auf den Boden 180 und wird dort weitestgehend diffus reflektiert.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßes Spiegelpanel 1 des in 1 dargestellten Solarkraftwerks 100 schematisch dargestellt. Der Spiegel 3 des Spiegelpanels 1 ist, wie aus der Teilvergrößerung der 2 hervorgeht, mehrschichtig aufgebaut.
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Der Spiegel 3 weist eine für Solarstrahlung transparente Schicht 7 auf, die auf der einen Seite einer Spiegelschicht 9 aufgebracht ist. Die transparente Schicht 7 bildet die Spiegelfläche 3a, die im normalen Gebrauch des erfindungsgemäßen Spiegelpanels 1 der Solarstrahlung zugewandt ist.
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Auf der von der Spiegelfläche 3a abgewandten Seite der Spiegelschicht 9 ist eine Kupferschicht 11 angeordnet. Diese dient im Wesentlichen zum Schutz der Spiegelschicht 9. Auf der von der Spiegelschicht 9 abgewandten Seite der Kupferschicht 11 ist eine photovoltaisch aktive Schicht 15 angeordnet. Diese bilden zusammen mit einer nicht dargestellten herkömmlichen Vorderseitenkontaktierung eine Photovoltaikzelle. Ferner weist der Spiegel 3 eine zweite für Solarstrahlung transparente Schicht 17 auf, die auf der photovoltaisch aktiven Schicht 15 angeordnet ist. Die photovoltaisch aktive Schicht 15 und die Kupferschicht 11 sind mit nicht dargestellten elektrischen Anschlussleitungen verbunden, die zu einem nicht dargestellten Wechselrichter führen.
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Der Spiegel 3 des erfindungsgemäßen Spiegelpanels 1 kann somit auf die Spiegelfläche 3a auftreffende Solarstrahlung reflektieren, indem diese durch die transparente Schicht 7 transmittiert und von der Spiegelschicht 9 reflektiert wird.
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Die Solarstrahlung, die die Spiegelfläche 3a verfehlt, trifft auf den Boden 180 und wird von diesem teilweise diffus reflektiert. Die diffus reflektierte Strahlung ist in der 2 schematisch durch Pfeile dargestellt. Die diffus reflektierte Strahlung trifft nun von der Unterseite 3b auf den Spiegel 3 und kann von der durch die photovoltaisch aktive Schicht 15 und die Kupferschicht 11 gebildete Photovoltaikzelle zur Stromerzeugung genutzt werden. Hierbei transmittiert die diffus reflektierte Strahlung durch die zweite für Solarstrahlung transparente Schicht 17 und trifft auf die photovoltaisch aktive Schicht 15.
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Wie aus 2 hervorgeht, hat das erfindungsgemäße Spiegelpanel 1 den Vorteil, dass die von dem Boden 180 diffus reflektierte Strahlung, die bei herkömmlichen Solarkraftwerken ungenutzt war, teilweise für die Stromherstellung mittels Photovoltaikzellen genutzt werden kann.
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Der Spiegel 3 eines erfindungsgemäßen Spiegelpanels 1 kann auch mehrere Photovoltaikzellen aufweisen, die durch eine entsprechende Unterteilung der photovoltaisch aktiven Schicht 15 und die Kupferschicht 11 gebildet sind. Die verschiedenen Photovoltaikzellen können in unterschiedlicher Weise parallel oder in Reihe geschaltet werden, um beispielsweise Photovoltaikzellen mit einem ähnlichen Leistungseintrag in Reihe und Photovoltaikzellen mit einem geringeren Leistungseintrag hierzu parallel zu schalten.
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Auch können Bereiche der Rückseite 3b des Spiegels 3, die häufig oder in hohem Maße durch beispielsweise die Tragstruktur 5 verschattet sind, von der Beschichtung mittels der photovoltaisch aktiven Schicht und der separaten elektrisch leitenden Schicht ausgespart werden.
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Die transparente Schicht 7 und die zweite transparente Schicht 17 können beispielsweise Glasplatten sein.
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In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiegelpanels 1 schematisch dargestellt. Das Spiegelpanel 1 ist in Parabolrinnenform ausgebildet. Mehrerer dieser parabolrinnenförmigen Spiegelpanele 1 bilden ein Solarkraftwerk.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Receiver 110 als Absorberrohr ausgebildet. Die auf die Spiegelfläche 3a auftreffende Solarstrahlung wird von dieser linienförmig auf den Receiver 110 reflektiert. Die Tragstruktur 5 greift seitlich an dem Spiegel 3 an, wobei dieser drehbar gelagert ist. Auf der Rückseite 3b des Spiegels 3 sind, wie in 3 schematisch angedeutet ist, eine Vielzahl von Photovoltaikzellen angeordnet. Der Schichtaufbau des Spiegels 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 kann in vergleichbarer Weise erfolgen, wie der in der Detailvergrößerung der 2 dargestellt ist.
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Solarstrahlung, die den Spiegel 3 verfehlt, wird, wie durch die Pfeile angedeutet ist, diffus reflektiert und trifft teilweise auf die auf der Rückseite 3b gebildeten Photovolta i kzellen.
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Insbesondere bei erfindungsgemäßen Spiegelpanelen 1, die als Parabolrinnen ausgebildet sind, besteht die Möglichkeit, dass der Spiegel 3 derart verdreht wird, dass die Spiegelfläche 3a zumindest teilweise in Richtung des Bodens 180 gewandt ist. Derartige Stellungen werden beispielsweise als Windschutz oder zu Zeiten starker Sonneneinstrahlung verwendet, um einen zu hohen Leistungseintrag in die Gesamtheit der Receiver 110 des Solarkraftwerks zu vermeiden. In diesem Fall werden die auf der Rückseite 3b des Spiegels 3a angeordneten Photovoltaikzellen direkt von der Solarstrahlung bestrahlt, wodurch eine besonders vorteilhafte Stromproduktion möglich ist.
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Im Prinzip besteht auch die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäßen Spiegelpanele 1 beispielsweise bei bewölktem Himmel, bei dem der Solarstrahlungseintrag auf die Spiegelfläche 3a aufgrund der diffusen Strahlung eher gering ist, so verdreht werden, dass die Spiegelfläche 3a zumindest teilweise in Richtung des Bodens gerichtet ist, so dass die durch die Wolken entstehende diffuse Strahlung direkt von der Photovoltaikschicht aufgenommen wird.
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Neben der Nutzung der die Spiegelfläche 3a verfehlenden Solarstrahlung als reflektierte Strahlung des Bodens 180 besteht somit die Möglichkeit, in unterschiedlichen Betriebssituationen eine vorteilhafte Stromproduktion vorzusehen, indem die Spiegel 3 der erfindungsgemäßen Spiegelpanele 1 derart verdreht werden, dass Solarstrahlung direkt oder durch Wolken gestreut auf die photovoltaisch aktive Schicht 15 auftrifft.
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Der Boden 180 kann für die Reflexion der Solarstrahlung präpariert werden, indem dieser beispielsweise in vorteilhafter Weise eingefärbt wird oder mit Bodenschichten mit einer vorgegebenen Helligkeit bedeckt wird. Auch können Solarstrahlung reflektierende Gegenstände an dem Boden angeordnet werden, wie beispielsweise eine Vielzahl von Alufolienstücken.
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Die erfindungsgemäßen Spiegelpanele 1 sowie das erfindungsgemäße Solarkraftwerk 100 ermöglichen somit in vorteilhafter Weise einen höheren Wirkungsgrad, da ungenutzte Solarstrahlung mittels der photovoltaisch aktiven Schicht 15 zur Stromerzeugung genutzt werden kann.
