DE102020118683A1 - Solar absorber device and transport system for a solar absorber device - Google Patents
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Abstract
Solarabsorbervorrichtung mit einem Feststoffmediumblock (3), der vorzugsweise aus einem Redoxmaterial besteht, wobei der Feststoffmediumblock (3) auf einer Transporteinrichtung (5) befestigt ist, wobei die Transporteinrichtung (5) eine erste Verbindungseinrichtung (9) zum Angreifen durch eine Vertikaltransportvorrichtung (100)und eine zweite Verbindungseinrichtung (11) zum Angreifen durch eine Horizontaltransportvorrichtung (120) aufweist.Solar absorber device with a solid medium block (3), which preferably consists of a redox material, the solid medium block (3) being attached to a transport device (5), the transport device (5) having a first connecting device (9) for engagement by a vertical transport device (100) and second connecting means (11) for engagement by a horizontal transport device (120).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solarabsorbervorrichtung sowie Transportsystem für eine Solarabsorbervorrichtung.The present invention relates to a solar absorber device and a transport system for a solar absorber device.
Es ist bekannt, für die Erzeugung von Wasserstoff oder Synthesegas ein Redoxmaterial einzusetzen, wobei das Redoxmaterial in einem Redoxkreisprozess zur Wasser- und CO2-Spaltung verwendet wird. Einige Ansätze sehen dabei vor, das Redoxmaterial mittels Solarenergie zur chemischen Reduktion zu erhitzen, wobei das Redoxmaterial konzentrierte Solarstrahlung absorbiert.It is known to use a redox material for generating hydrogen or synthesis gas, with the redox material being used in a redox cycle for water and CO 2 splitting. Some approaches envisage heating the redox material using solar energy for chemical reduction, with the redox material absorbing concentrated solar radiation.
Beispielsweise wird bei derartigen Anwendungen der solaren Erzeugung von Wasserstoff mittels derartiger thermochemischer Kreisprozesse ein partikelförmiges Feststoffmedium eingesetzt. In diesem Prozess wird das Feststoffmedium mit Hilfe von Sonnenenergie bei hohen Temperaturen über eine chemische Reaktion thermisch reduziert. Diesem wird zu einem späteren Zeitpunkt Wasserdampf zugeführt. Das Medium wird durch den Sauerstoff im Wasser oxidiert, so dass Wasserstoff entsteht. Um den Kreisprozess fortführen zu können, muss das oxidierte Medium erneut bei hohen Temperaturen reduziert werden. Bei den bekannten Kreisprozessen fallen die Partikel frei durch den Fokus der konzentrierten Solarstrahlung oder werden durch diesen bewegt. Anschließend werden die Partikel in einen Reaktor zur Durchführung der Oxidation bewegt. Derartige Verfahren haben zwar den Vorteil einer kontinuierlichen Prozessführung, jedoch bestehen Probleme hinsichtlich Abriebs der Partikel, Staubbildung durch den Partikelabrieb und beim Partikeltransport.For example, a particulate solid medium is used in such applications of the solar generation of hydrogen by means of such thermochemical cycle processes. In this process, the solid medium is thermally reduced with the help of solar energy at high temperatures via a chemical reaction. Steam is added to this at a later point in time. The medium is oxidized by the oxygen in the water, producing hydrogen. In order to be able to continue the cyclic process, the oxidized medium has to be reduced again at high temperatures. In the known cyclic processes, the particles fall freely through the focus of the concentrated solar radiation or are moved by it. Then, the particles are moved into a reactor to carry out the oxidation. Although such methods have the advantage of a continuous process, there are problems with regard to abrasion of the particles, dust formation due to the particle abrasion and particle transport.
Es gibt auch Receiver mit stationären monolithischen Einbauten, in denen das Medium fest in dem Receiver verbaut ist und in einem Batch-Prozess abwechselnd reduziert und oxidiert wird. Bei derartigen Receivern entstehen Nachteile, da der Prozess nicht kontinuierlich erfolgt.There are also receivers with stationary monolithic installations in which the medium is permanently installed in the receiver and is alternately reduced and oxidized in a batch process. Disadvantages arise with such receivers, since the process does not take place continuously.
Bei den bekannten Receivern besteht grundsätzlich ferner das Problem einer fehlenden oder unzureichenden Rekuperation der Wärme zwischen dem Reduktions- und dem Oxidationsschritt.In the case of the known receivers, there is also fundamentally the problem of a missing or insufficient recuperation of the heat between the reduction and the oxidation step.
Aus
Andere bekannte Transportmechanismen für den Transport der Blöcke aus Redoxmaterial sind bei Redoxkreisprozessen aufgrund der hohen Temperaturen und einer häufig notwendigen Drucktrennung zwischen den einzelnen Abschnitten, die aufgrund teilweise hoher Temperaturen problematisch ist, grundsätzlich nur bedingt oder wenig geeignet.Other known transport mechanisms for transporting the blocks of redox material are only suitable to a limited extent or not very well in redox cycle processes due to the high temperatures and a frequently necessary pressure separation between the individual sections, which is problematic due to the sometimes high temperatures.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Solarabsorbervorrichtung sowie ein Transportsystem für derartige Solarabsorbervorrichtung zu schaffen, wobei der Transport der Solarabsorbervorrichtungen vereinfacht ist und die in vorteilhafterweise für solarbetriebene Redoxkreisprozesse einsetzbar sind.It is therefore the object of the present invention to create a solar absorber device and a transport system for such solar absorber devices, the transport of the solar absorber devices being simplified and which can advantageously be used for solar-powered redox cycle processes.
Die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1.The solar absorber device according to the invention is defined by the features of
Das erfindungsgemäße Transportsystem ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 18.The transport system according to the invention is defined by the features of claim 18.
Die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung besteht aus mindestens einem Feststoffmediumblock, der vorzugsweise aus einem Redoxmaterial besteht, wobei der mindestens eine Feststoffmediumblock auf einer Transporteinrichtung befestigt ist, wobei die Transporteinrichtung eine erste Verbindungseinrichtung zum Angreifen durch eine Vertikaltransportvorrichtung und eine zweite Verbindungseinrichtung zum Angreifen durch eine Horizontaltransportvorrichtung aufweist.The solar absorber device according to the invention consists of at least one solid medium block, which preferably consists of a redox material, the at least one solid medium block being attached to a transport device, the transport device having a first connecting device for engaging with a vertical transport device and a second connecting device for engaging with a horizontal transport device.
Die Transporteinrichtung der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung ermöglicht, dass ein Transport der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung unabhängig voneinander entweder in eine vertikale Richtung oder in eine horizontale Richtung erfolgen kann. Reine Vertikaltransportvorrichtungen und Horizontaltransportvorrichtungen bieten den besonderen Vorteil, dass diese von einem einfachen Aufbau sein können und insbesondere in vorteilhafterweise in Hochtemperaturbereichen eingesetzt werden können. Insbesondere können derartige Transportvorrichtungen derart konstruiert sein, dass ihr Antrieb ausreichend von den heißen Bereichen, in denen die Solarabsorbervorrichtung transportiert wird, getrennt werden kann.The transport device of the solar absorber device according to the invention enables the solar absorber device according to the invention to be transported independently of one another either in a vertical direction or in a horizontal direction. Pure vertical transport devices and horizontal transport devices offer the particular advantage that they can have a simple structure and can be used particularly advantageously in high-temperature areas. In particular, such transport devices can be constructed in such a way that their drive can be sufficiently separated from the hot areas in which the solar absorber device is transported.
Im Rahmen der Erfindung wird unter Vertikaltransportvorrichtung eine Transportvorrichtung verstanden, deren voranginge Transportrichtung vertikal ist, wobei die Transportrichtung auch andere Richtungskomponenten aufweisen kann. Beispielsweise kann die Transportrichtung auch in einem kleinen Winkel (<45°) zur Vertikalen verlaufen. Ferner wird im Rahmen der Erfindung unter Horizontaltransportvorrichtung eine Transportvorrichtung verstanden, deren voranginge Transportrichtung horizontal ist, wobei die Transportrichtung auch andere Richtungskomponenten aufweisen kann. Beispielsweise kann die Transportrichtung auch in einem kleinen Winkel (<45°) zur Horizontalen verlaufen. Grundsätzlich sind auch reine Vertikaltransportvorrichtungen und reine Horizontaltransportvorrichtung möglich.Within the scope of the invention, a vertical transport device is understood to mean a transport device whose preceding transport direction is vertical, with the transport direction also being able to have other directional components. For example, the transport direction can also run at a small angle (<45°) to the vertical. Furthermore, within the scope of the invention, a horizontal transport device is understood to mean a transport device whose preceding transport direction is horizontal, with the transport direction also being able to have other directional components. For example, the transport direction in a small angle (<45°) to the horizontal. In principle, purely vertical transport devices and purely horizontal transport devices are also possible.
Das Material des Feststoffmediumblocks, vorzugsweise des Redoxmaterials, ist vorzugsweise porös. Dadurch können Teile konzentrierter Solarstrahlung, die auf die Solarabsorbervorrichtung in einem Solarstrahlungsreceiver gestrahlt werden, ins Innere des Feststoffmediumblocks vordringen, so dass eine verbesserte Absorption der Solarstrahlung und somit Erwärmung des Feststoffmediumblocks erreicht werden kann. Darüber hinaus vergrößert sich durch die Porosität die Oberfläche des Feststoffmediumblocks, so dass dieses bei einem Einsatz als Reaktionsmedium, beispielsweise in einen Redoxkreislauf, eine vergrößerte Reaktionsoberfläche bietet, wodurch die Reaktionen verbessert stattfinden können. The material of the solid medium block, preferably the redox material, is preferably porous. As a result, parts of concentrated solar radiation that are radiated onto the solar absorber device in a solar radiation receiver can penetrate into the interior of the solid medium block, so that improved absorption of the solar radiation and thus heating of the solid medium block can be achieved. In addition, the porosity increases the surface area of the solid medium block, so that when it is used as a reaction medium, for example in a redox cycle, it offers an enlarged reaction surface, as a result of which the reactions can take place in an improved manner.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Feststoffmediumblock über eine Isolationseinrichtung mit der Transporteinrichtung verbunden ist, wodurch eine thermische Trennung der Transporteinrichtung von dem Feststoffmediumblock erfolgt, so dass die thermische Belastung der Transporteinrichtung reduziert werden kann.Provision is preferably made for the solid medium block to be connected to the transport device via an insulation device, as a result of which the transport device is thermally separated from the solid medium block, so that the thermal load on the transport device can be reduced.
Die Transporteinrichtung ist insbesondere unter dem Feststoffmediumblock angeordnet, wodurch in vorteilhafterweise eine Vertikaltransportvorrichtung an der ersten Verbindungseinrichtung angreifen kann, in dem diese von unten an die Transporteinrichtung herangeführt wird. Auf diese Weise lässt sich die Solarabsorbervorrichtung beispielsweise in vorteilhafterweise in einen Solarreceiver von unten hineinschieben.The transport device is arranged in particular under the solid medium block, as a result of which a vertical transport device can advantageously act on the first connecting device by bringing it up to the transport device from below. In this way, the solar absorber device can advantageously be pushed into a solar receiver from below, for example.
Die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung weist bevorzugt einen Feststoffmediumblock aus einem Redoxmaterial auf, so dass die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung in einem Redoxkreisprozess eingesetzt werden kann, wobei das Redoxmaterial in einer entsprechenden Atmosphäre mittels konzentrierter Solarstrahlung erhitzt werden kann, wodurch eine Reduzierung des Redoxmaterials erfolgt. Anschließend wird die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung in einen separaten Reaktor transportiert, wobei Horizontaltransportvorrichtungen und Vertikaltransportvorrichtungen zum Einsatz kommen können. In dem Reaktor wird beispielsweise Wasserdampf dem reduzierten Redoxmaterial zugeführt, wobei eine Spaltung des Wasserdampfes erfolgt, wodurch Wasserstoff entsteht.The solar absorber device according to the invention preferably has a solid medium block made of a redox material, so that the solar absorber device according to the invention can be used in a redox cycle process, the redox material being able to be heated in a corresponding atmosphere by means of concentrated solar radiation, as a result of which the redox material is reduced. The solar absorber device according to the invention is then transported into a separate reactor, in which case horizontal transport devices and vertical transport devices can be used. In the reactor, for example, water vapor is fed to the reduced redox material, the water vapor being split, with the result that hydrogen is produced.
Die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung kann jedoch auch aus einem Feststoffmediumblock aus einem anderen Material, beispielsweise einem Wärmeträgermaterial bestehen, so dass mittels der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung Solarwärme transportiert und beispielsweise gespeichert werden kann. Auch besteht die Möglichkeit, dass der Feststoffmediumblock aus einem anderen Material (z.B. Katalysator) besteht, welches für andere Reaktionen als Redoxreaktionen verwendet wird.However, the solar absorber device according to the invention can also consist of a solid medium block made of a different material, for example a heat transfer material, so that solar heat can be transported and stored, for example, by means of the solar absorber device according to the invention. There is also the possibility that the solid medium block consists of another material (e.g. catalyst) which is used for reactions other than redox reactions.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Feststoffmediumblock eine maximale Erstreckung in eine Höhenrichtung, eine maximale Erstreckung in eine Breitenrichtung und eine maximale Erstreckung in eine Längenrichtung aufweist, wobei die Höhenrichtung vertikal verläuft und die Breitenrichtung und die Längenrichtung horizontal verlaufen und die Höhenrichtung, die Breitenrichtung und die Längenrichtung orthogonal zueinander sind, wobei die maximale Erstreckung des Feststoffmediumblocks in Breitenrichtung maximal 50% der maximalen Erstreckung des Feststoffmediumblocks in Höhenrichtung oder in Längenrichtung beträgt. Vorzugsweise beträgt die maximale Erstreckung des Feststoffmediumblocks in Breitenrichtung zwischen 10% und 25% der maximalen Erstreckung des Feststoffmediumblocks in Höhenrichtung oder in Längenrichtung. Der Feststoffmediumblock kann daher die Form einer dicken Platte aufweisen, die aufrecht steht, wobei die maximale Erstreckung in Höhenrichtung entweder größer, gleich groß oder kleiner als die maximale Erstreckung in Längenrichtung ist. Eine derartige Form hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, da der Feststoffmediumblock eine große, sich in einer vertikalen Ebene befindliche Fläche bildet, die in vorteilhafterweise mittels konzentrierter Solarstrahlung bestrahlt werden kann. Der Feststoffmediumblock kann in Breitenrichtung relativ dünn ausgestaltet sein, da in Abhängigkeit von der Porosität des Feststoffmediumblocks die konzentrierte Solarstrahlung nur bis in eine bestimmte Tiefe in Breitenrichtung in das Material des Feststoffmediumblocks eindringen kann, um dies zu erwärmen. Außerdem ermöglicht die dünn ausgeführte Breitenrichtung ein schnelles Aufheizen des Feststoffmediumblocks durch Wärmeleitung.It is preferably provided that the solid medium block has a maximum extent in a height direction, a maximum extent in a width direction and a maximum extent in a length direction, with the height direction running vertically and the width direction and the length direction running horizontally and the height direction, the width direction and the Length direction are orthogonal to each other, wherein the maximum extent of the solid medium block in the width direction is at most 50% of the maximum extent of the solid medium block in the height direction or in the length direction. Preferably, the maximum extent of the solid medium block in the width direction is between 10% and 25% of the maximum extent of the solid medium block in the height direction or in the length direction. The solid medium block may therefore be in the form of a thick plate standing upright, with the maximum heightwise dimension being either larger than, equal to or smaller than the maximum lengthwise dimension. Such a shape has been found to be particularly advantageous since the block of solid medium forms a large surface located in a vertical plane which can advantageously be irradiated by means of concentrated solar radiation. The solid medium block can be made relatively thin in the width direction since, depending on the porosity of the solid medium block, the concentrated solar radiation can only penetrate to a certain depth in the width direction of the material of the solid medium block in order to heat it. In addition, making the width direction thin enables the solid medium block to be heated quickly by heat conduction.
Vorzugsweise weist der Feststoffmediumblock eine Quaderform auf. Selbstverständlich sind auch andere Formen möglich, wie beispielsweise eine kreisrunde Scheibe oder andere Formen. Bei der Ausgestaltung des Feststoffmediumblocks in eine Quaderform kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Feststoffmediumblock mit einer seiner Hauptflächen, die sich in Längen- und Breitenrichtung erstreckt und somit in einer horizontalen Ebene angeordnet ist, auf der Transporteinrichtung befestigt ist.The solid medium block preferably has a cuboid shape. Of course, other shapes are also possible, such as a circular disk or other shapes. When configuring the solid medium block in a cuboid shape, provision can be made in particular for the solid medium block to be fastened to the transport device with one of its main surfaces, which extends in the length and width direction and is therefore arranged in a horizontal plane.
In dem Feststoffmediumblock können sich vorzugsweise in Höhenrichtung erstreckende Elemente zur Stabilisierung eingebettet sein. Ferner können sich vorzugsweise in Breitenrichtung erstreckende Elemente eingebettet sein, die aus einem wärmeleitenden Material bestehen, wodurch der Wärmetransport innerhalb des Feststoffmediumblocks verbessert wird.In the solid medium block, elements can preferably extend in the height direction be embedded for stabilization. Furthermore, elements extending in the width direction can preferably be embedded, which consist of a thermally conductive material, whereby the heat transport within the solid medium block is improved.
Darüber hinaus kann der Feststoffmediumblock quer zu der Höhenrichtung verlaufende Sperrschichten aufweisen, die einen Gastransport innerhalb des Feststoffmediumblocks in Einschubrichtung unterdrückt. Beispielsweise kann ein schichtweiser Aufbau vorgesehen sein, bei dem sich nichtporöse Schichten mit porösen Schichten abwechseln um den Gastransport beim Einschieben des Feststoffmediumblocks in einen Solarstrahlungsreceiver zu behindern.In addition, the block of solid medium can have barrier layers running transversely to the vertical direction, which suppress gas transport within the block of solid medium in the direction of insertion. For example, a layered structure can be provided in which non-porous layers alternate with porous layers in order to impede gas transport when the solid medium block is pushed into a solar radiation receiver.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Verbindungseinrichtung eine erste Anlagefläche zum Anliegen an der Vertikaltransportfläche aufweist, wobei über die erste Anlagefläche eine Vertikalbewegung auf die Transporteinrichtung übertragbar ist. Durch das Vorsehen einer ersten Anlagefläche zum Anliegen an der Vertikaltransportvorrichtung kann die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung in vorteilhafterweise in vertikaler Richtung transportiert werden. Insbesondere kann die erste Anlagefläche horizontal oder in einem spitzen Winkel zur Horizontalen angeordnet sein. Vorzugsweise erfolgt die Krafteinleitung von der Vertikaltransportvorrichtung in die Transporteinrichtung formschlüssig.Provision is preferably made for the first connecting device to have a first contact surface for resting against the vertical transport surface, with a vertical movement being able to be transmitted to the transport device via the first contact surface. By providing a first bearing surface to rest on the vertical transport device, the solar absorber device according to the invention can advantageously be transported in a vertical direction. In particular, the first contact surface can be arranged horizontally or at an acute angle to the horizontal. The force is preferably introduced from the vertical transport device into the transport device in a form-fitting manner.
Die Erfindung kann vorzugsweise ferner vorsehen, dass die zweite Verbindungseinrichtung eine zweite Anlagefläche zum Anliegen an der Horizontaltransportvorrichtung aufweist, wobei über die zweite Anlagefläche eine Horizontalbewegung auf die Transporteinrichtung übertragbar ist. Die Kraftübertragung von der Horizontaltransportvorrichtung auf die zweite Verbindungseinrichtung kann kraftschlüssig, formschlüssig oder über eine Kombination hieraus erfolgen.The invention can preferably also provide that the second connecting device has a second contact surface for contacting the horizontal transport device, wherein a horizontal movement can be transmitted to the transport device via the second contact surface. The power can be transmitted from the horizontal transport device to the second connecting device in a force-fitting manner, in a form-fitting manner or via a combination thereof.
Die erste Anlagefläche bildet vorzugsweise eine Unterseite der Transporteinrichtung, wobei die erste Verbindungseinrichtung mindestens eine in der ersten Anlagefläche angeordnete Aussparung aufweist. Über eine derartige Aussparung kann eine Zentrierung der Transporteinrichtung auf einer Vertikaltransportvorrichtung erfolgen, in dem die Vertikaltransportvorrichtung beispielsweise einen entsprechenden Zapfen aufweist, der in die Aussparung einführbar ist. Ferner kann ein Verrutschen der Transporteinrichtung auf der Vertikaltransportvorrichtung verhindert werden, so dass über den Zapfen und die Aussparung die Transporteinrichtung in Position gehalten wird.The first contact surface preferably forms an underside of the transport device, with the first connecting device having at least one recess arranged in the first contact surface. A recess of this type can be used to center the transport device on a vertical transport device, in which the vertical transport device has, for example, a corresponding pin that can be inserted into the recess. Furthermore, the transport device can be prevented from slipping on the vertical transport device, so that the transport device is held in position via the pin and the recess.
Die mindestens eine Aussparung kann beispielsweise als Sackloch ausgebildet sein.The at least one recess can be designed as a blind hole, for example.
Grundsätzlich können auch mehrere Aussparungen vorgesehen sein. Somit kann eine Vertikaltransportvorrichtung mit mehreren entsprechend angepassten Zapfen beim Vertikaltransport der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung in die mehreren Aussparungen eingreifen, um die Solarabsorbervorrichtung auf der Vertikaltransportvorrichtung zu zentrieren und zu halten.In principle, several recesses can also be provided. Thus, a vertical transport device with several correspondingly adapted pins can engage in the several recesses during vertical transport of the solar absorber device according to the invention in order to center and hold the solar absorber device on the vertical transport device.
Die Transporteinrichtung kann auch eine Standfläche aufweisen, über die die Transportvorrichtung in vorteilhafterweise beispielsweise bei einer Lagerung abgestellt werden kann.The transport device can also have a standing surface over which the transport device can advantageously be parked, for example during storage.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Standfläche in Breitenrichtung eine Erstreckung aufweist, die mindestens doppelt so groß ist wie die maximale Erstreckung des Feststoffmediumblocks in Breitenrichtung.In this case, it can be provided that the standing surface has an extension in the width direction that is at least twice as large as the maximum extension of the solid medium block in the width direction.
In Längenrichtung kann die Standfläche eine Erstreckung aufweisen, die gleich groß der oder größer als die maximale Erstreckung des Feststoffmediumblocks in Längenrichtung ist. Auf diese Weise kann eine Standfläche geschaffen werden, mittels der die Solarabsorbervorrichtung in vorteilhafterweise und stabil aufgestellt werden kann.In the longitudinal direction, the footprint can have an extent that is equal to or greater than the maximum extent of the solid medium block in the longitudinal direction. In this way, a standing area can be created by means of which the solar absorber device can be set up advantageously and stably.
Die Standfläche kann beispielsweise auch die erste Anlagefläche der ersten Verbindungseinrichtung bilden. Somit kann die mindestens eine erste Aussparung auch in der Standfläche ausgebildet sein.The standing surface can also form the first contact surface of the first connecting device, for example. Thus, the at least one first recess can also be formed in the base.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Verbindungseinrichtung eine Zentriereinrichtung und eine horizontal angeordnete Platte aufweist, wobei die Zentriereinrichtung an einer Unterseite der Platte angeordnet ist und nach unten absteht, wobei die zweite Anlagefläche sich horizontal erstreckt und an der Unterseite der Platte gebildet ist. Mittels einer derart ausgebildeten zweiten Verbindungseinrichtung kann eine Horizontaltransportvorrichtung in vorteilhafterweise an der Transporteinrichtung angreifen. Beispielsweise kann die Transporteinrichtung auf eine Greifvorrichtung mit zwei Zinken einer Horizontaltransportvorrichtung aufgesetzt sein, so dass die zweite Anlagefläche auf den Zinken aufliegt, wobei die Zinken rechts und links der Zentriereinrichtung angeordnet sind. Die Kraftübertragung für den Horizontaltransport der Solarabsorbervorrichtung erfolgt somit über eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Horizontaltransportvorrichtung und der zweiten Anlagefläche durch die Gewichtskraft der Solarabsorbervorrichtung.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the second connecting device has a centering device and a horizontally arranged plate, the centering device being arranged on an underside of the plate and protruding downwards, the second contact surface extending horizontally and on the underside of the plate is formed. A horizontal transport device can advantageously act on the transport device by means of a second connecting device designed in this way. For example, the transport device can be placed on a gripping device with two tines of a horizontal transport device, so that the second contact surface rests on the tines, with the tines being arranged to the right and left of the centering device. The power transmission for the horizontal transport of the solar absorber device thus takes place via a non-positive connection between the horizontal transport device and the second contact surface by the weight of the solar absorber device.
Über die Zentriereinrichtung kann darüber hinaus bei einer derartigen Ausgestaltung sichergestellt werden, dass die Solarabsorbervorrichtung bei einem Transport in eine horizontale Richtung in einer richtigen Position auf der Horizontaltransportvorrichtung angeordnet ist.Furthermore, with such an embodiment, the centering device can be used to ensure that the solar absorber device is arranged in a correct position on the horizontal transport device during transport in a horizontal direction.
Es kann vorgesehen sein, dass die zweite Verbindungseinrichtung eine dritte und/oder vierte Anlagefläche zur Anlage an der Horizontaltransportvorrichtung aufweist. Die dritte und/oder vierte Anlagefläche kann zur Positionierung der Solarabsorbervorrichtung auf der Horizontaltransportvorrichtung verwendet werden oder auch zu einer formschlüssigen Kraftübertragung beim Transport der Solarabsorbervorrichtung.Provision can be made for the second connecting device to have a third and/or fourth contact surface for contact with the horizontal transport device. The third and/or fourth contact surface can be used to position the solar absorber device on the horizontal transport device or also for a form-fitting transmission of force when transporting the solar absorber device.
Die dritte und/oder vierte Anlagefläche kann beispielsweise an der Zentriereinrichtung gebildet sein und/oder sich in vertikaler Richtung erstrecken.The third and/or fourth contact surface can be formed, for example, on the centering device and/or can extend in the vertical direction.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Standfläche an der Zentriereinrichtung angeordnet ist.Provision can also be made for the standing surface to be arranged on the centering device.
Die Transporteinrichtung kann auch eine fünfte Anlagefläche aufweisen, die sich in vertikaler Richtung erstreckt, wobei die fünfte Anlagefläche in Anlage an die Transporteinrichtung einer benachbarten Solarabsorbervorrichtung bringbar ist. Durch das Vorsehen einer fünften Anlagefläche können somit mehrere erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtungen in einer Reihe und aneinander liegend angeordnet werden, so dass diese gemeinsam verschoben werden können.The transport device can also have a fifth contact surface, which extends in the vertical direction, the fifth contact surface being able to be brought into contact with the transport device of an adjacent solar absorber device. By providing a fifth contact surface, several solar absorber devices according to the invention can be arranged in a row and lying next to one another, so that they can be moved together.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Transporteinrichtung eine sechste Anlagefläche aufweist, die auf der von der fünften Anlagefläche abgewandten Seite der Transporteinrichtung angeordnet ist, wobei bei einem Anordnen in einer Reihen die fünfte Anlagefläche einer Solarabsorbervorrichtung mit der sechsten Anlagefläche der Transporteinrichtung einer benachbarten Solarabsorbervorrichtung zusammenwirkt.It can also be provided that the transport device has a sixth contact surface, which is arranged on the side of the transport device facing away from the fifth contact surface, wherein when arranged in a row, the fifth contact surface of a solar absorber device interacts with the sixth contact surface of the transport device of an adjacent solar absorber device .
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Platte eine Stirnfläche bildet, die sich vertikal erstreckt, wobei die Stirnfläche die fünfte Anlagefläche bildet. Auch kann vorgesehen sein, dass die Platte eine entsprechend weitere Stirnfläche aufweist, die die sechste Anlagefläche bildet. Mit anderen Worten, bei in einer Reihe angeordneten erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen sind diese mit den Stirnflächen der Platten in Anlage aneinander.Provision is preferably made for the plate to form an end face which extends vertically, the end face forming the fifth bearing surface. Provision can also be made for the plate to have a correspondingly further end face, which forms the sixth contact surface. In other words, in the case of solar absorber devices according to the invention arranged in a row, these are in contact with one another with the end faces of the plates.
Die Erfindung betrifft ferner ein Transportsystem für eine erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung. Das erfindungsgemäße Transportsystem weist mindestens eine Vertikaltransportvorrichtung zum vertikalen Transport der Solarabsorbervorrichtung und mindestens eine Horizontaltransportvorrichtung zum horizontalen Transport der Solarabsorbervorrichtung auf, wobei die mindestens eine Vertikaltransportvorrichtung mindestens eine an die erste Verbindungseinrichtung der Solarabsorbervorrichtung angepasste erste Angreifvorrichtung aufweist und die Horizontaltransportvorrichtung mindestens eine an die zweite Verbindungseinrichtung der Solarabsorbervorrichtung angepasste zweite Angreifvorrichtung aufweist.The invention also relates to a transport system for a solar absorber device according to the invention. The transport system according to the invention has at least one vertical transport device for vertical transport of the solar absorber device and at least one horizontal transport device for horizontal transport of the solar absorber device, the at least one vertical transport device having at least one first gripping device adapted to the first connecting device of the solar absorber device and the horizontal transport device having at least one gripping device connected to the second connecting device of the Has solar absorber device adapted second attack device.
Das erfindungsgemäße Transportsystem bietet den Vorteil, dass für den vertikalen Transport der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung und den horizontalen Transport der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung separate Transportvorrichtungen verwendet werden, die über die entsprechende erste und zweite Angreifvorrichtung in vorteilhafterweise an der Solarabsorbervorrichtung angreifen können. Durch die Trennung der Vertikaltransportvorrichtung und der Horizontaltransportvorrichtung können diese eine einfache Konstruktion aufweisen.The transport system according to the invention offers the advantage that separate transport devices are used for the vertical transport of the solar absorber device according to the invention and the horizontal transport of the solar absorber device according to the invention, which can advantageously act on the solar absorber device via the corresponding first and second gripping device. By separating the vertical transport device and the horizontal transport device, they can have a simple construction.
Vorzugsweise weist die erste Angreifvorrichtung der Vertikaltransportvorrichtung eine erste Hebevorrichtung auf, die an die erste Anlagefläche der Solarabsorbervorrichtung angepasst ist und mindestens einen an die mindestens eine Aussparung der ersten Verbindungseinrichtung der Solarabsorbervorrichtung angepassten Vorsprung aufweist. Über die erste Hebevorrichtung lässt sich die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung in vorteilhafterweise in vertikaler Richtung bewegen, wobei durch den mindestens einen Vorsprung, der an die mindestens eine Aussparung der ersten Verbindungseinrichtung der Solarabsorbervorrichtung angepasst ist, in vorteilhafterweise eine Zentrierung der Solarabsorbervorrichtung auf der ersten Hebevorrichtung erfolgen kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Solarabsorbervorrichtung bei jedem Transport in vertikaler Richtung eine vorgegebene Position auf der ersten Hebevorrichtung einnimmt, in dieser gehalten wird und entsprechend in die gewünschte Position bewegbar ist.The first gripping device of the vertical transport device preferably has a first lifting device which is adapted to the first contact surface of the solar absorber device and has at least one projection adapted to the at least one recess of the first connecting device of the solar absorber device. The solar absorber device according to the invention can advantageously be moved in a vertical direction via the first lifting device, wherein the at least one projection, which is adapted to the at least one recess of the first connecting device of the solar absorber device, can advantageously center the solar absorber device on the first lifting device. It can thereby be ensured that the solar absorber device assumes a predetermined position on the first lifting device during each transport in the vertical direction, is held in this and can be correspondingly moved into the desired position.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transportsystems ist vorgesehen, dass die zweite Angreifvorrichtung eine zweite Hebevorrichtung und eine Greifvorrichtung aufweist, wobei die Hebevorrichtung an die erste und/oder zweite Verbindungseinrichtung angepasst ist und die Greifvorrichtung an die Platte und die Zentriervorrichtung der zweiten Verbindungseinrichtung der Solarabsorbervorrichtung angepasst ist, wobei die Greifvorrichtung in einer horizontalen Ebene linear oder auf einer bogenförmigen Bewegungsbahn antreibbar ist. Mittels der zweiten Hebevorrichtung lässt sich die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung in vorteilhafter Weise auf der Greifvorrichtung absetzen, so dass die zweite Verbindungseinrichtung mit der zweiten Anlagefläche auf der Greifvorrichtung aufliegt.In a preferred embodiment of the transport system according to the invention, it is provided that the second gripping device has a second lifting device and a gripping device, the lifting device being adapted to the first and/or second connecting device and the gripping device being adapted to the plate and the centering device of the second connecting device of the solar absorber device is, the gripping device being drivable linearly in a horizontal plane or on an arc-shaped path of movement. Using the second lifting device the solar absorber device according to the invention can advantageously be set down on the gripping device, so that the second connecting device rests with the second contact surface on the gripping device.
Zum horizontalen Transport der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung kann diese zunächst auf der zweiten Hebevorrichtung angeordnet sein, wobei die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung beispielsweise mit ihrer Standfläche auf der zweiten Hebevorrichtung aufliegt. Die Greifvorrichtung wird nun an die Solarabsorbervorrichtung herangeführt bis diese sich unterhalb der Platte befindet und beispielsweise die Zentriervorrichtung an zumindest zwei Seiten umgibt. Die zweite Hebevorrichtung wird nun abgesenkt bis die Platte auf der Greifvorrichtung aufliegt. Durch eine beispielsweise lineare Bewegung der Greifvorrichtung kann die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung nun in einer horizontalen Ebene bewegt werden, wobei die Kraftübertragung zwischen der Greifvorrichtung und der zweiten Verbindungseinrichtung der Solarabsorbervorrichtung über einen Kraftschluss erfolgt. Mittels der Greifvorrichtung kann die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung beispielsweise auf der ersten Hebevorrichtung einer Vertikaltransportvorrichtung oder auf der zweiten Hebevorrichtung einer weiteren Horizontaltransportvorrichtung abgesetzt werden, wobei die Solarabsorbervorrichtung entsprechend oberhalb der ersten oder der zweiten Hebevorrichtung positioniert wird und diese die Solarabsorbervorrichtung anhebt bis sich die Platte von der Greifvorrichtung löst und die Greifvorrichtung von der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung entfernt werden kann.For horizontal transport of the solar absorber device according to the invention, it can first be arranged on the second lifting device, the solar absorber device according to the invention resting, for example, with its base on the second lifting device. The gripping device is now brought up to the solar absorber device until it is below the plate and, for example, surrounds the centering device on at least two sides. The second lifting device is now lowered until the plate rests on the gripping device. The solar absorber device according to the invention can now be moved in a horizontal plane by a linear movement of the gripping device, for example, with the force transmission between the gripping device and the second connecting device of the solar absorber device taking place via a frictional connection. Using the gripping device, the solar absorber device according to the invention can be set down, for example, on the first lifting device of a vertical transport device or on the second lifting device of another horizontal transport device, with the solar absorber device being positioned above the first or the second lifting device and this lifting the solar absorber device until the plate is lifted from the gripping device solves and the gripping device can be removed from the solar absorber device according to the invention.
Die zweite Hebevorrichtung kann eine Hebefläche aufweisen, auf die die Solarabsorbervorrichtung mit der Standfläche aufsetzbar ist und die Greifvorrichtung kann zwei beabstandete Zinken aufweisen, auf die die Solarabsorbervorrichtung mit der zweiten Anlagefläche aufsetzbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Zinken einen an die Zentriervorrichtung angepassten Abstand aufweisen.The second lifting device can have a lifting surface onto which the solar absorber device can be placed with the standing surface, and the gripping device can have two spaced prongs onto which the solar absorber device can be placed with the second contact surface. In this case, it can be provided that the tines have a spacing that is adapted to the centering device.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Zinken eine vertikale Erstreckung aufweisen, die kleiner ist als die Erstreckung der Zentriereinrichtung in Höhenrichtung der Solarabsorbervorrichtung, wobei die Solarabsorbervorrichtung über die Hebefläche zum Lösen der zweiten Anlagefläche von den Zinken der Greifvorrichtung anhebbar und zum Aufsetzen der zweiten Anlagefläche auf die Zinken der Greifvorrichtung absenkbar ist. Durch die Geometrie der Zinken ist sichergestellt, dass diese zunächst frei unterhalb der Platte und seitlich der Zentriereinrichtung bewegt werden können und erst durch ein Absenken der zweiten Hebevorrichtung es zu einem Kontakt zwischen den Zinken und der zweiten Anlagefläche kommen kann.It is preferably provided that the prongs have a vertical extent that is smaller than the extent of the centering device in the vertical direction of the solar absorber device, the solar absorber device being able to be raised via the lifting surface to release the second contact surface from the prongs of the gripping device and to place the second contact surface on the Tines of the gripping device can be lowered. The geometry of the tines ensures that they can initially be moved freely below the plate and to the side of the centering device and that contact between the tines and the second contact surface can only occur when the second lifting device is lowered.
Das erfindungsgemäße Transportsystem kann ferner eine zweite Horizontaltransportvorrichtung aufweisen, wobei die zweite Horizontaltransportvorrichtung mindestens einen Schieber und mindestens eine Gleitfläche aufweist, wobei die Solarabsorbervorrichtung für den mindestens einen Schieber auf der mindestens einen Gleitfläche in eine Horizontalvorrichtung verschiebbar ist. Durch die zweite Horizontaltransportvorrichtung ist das erfindungsgemäße Transportsystem besonders flexibel einsetzbar, da beispielsweise über die zweite Horizontaltransportvorrichtung eine erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung auf die Hebevorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung oder auf die zweite Hebevorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung transportierbar ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schieber zum Verschieben der Solarabsorbervorrichtung an der Zentriervorrichtung der Solarabsorbervorrichtung angreift, vorzugsweise an der dritten oder vierten Anlagefläche.The transport system according to the invention can also have a second horizontal transport device, the second horizontal transport device having at least one slider and at least one sliding surface, the solar absorber device for the at least one slider being displaceable into a horizontal device on the at least one sliding surface. The second horizontal transport device makes the transport system according to the invention particularly flexible since, for example, a solar absorber device according to the invention can be transported via the second horizontal transport device to the lifting device of the horizontal transport device or to the second lifting device of the horizontal transport device. Provision is preferably made for the slide to move the solar absorber device to act on the centering device of the solar absorber device, preferably on the third or fourth contact surface.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transportsystems ist vorgesehen, dass die zweite Horizontaltransportvorrichtung an der zweiten Hebevorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung angeordnet ist, wobei die Greifvorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung in eine erste horizontale Richtung bewegbar ist und der Schieber der zweiten Horizontaltransportvorrichtung in eine zweite horizontale Richtung bewegbar ist, wobei die erste horizontale Richtung vorzugsweise orthogonal zu der zweiten horizontalen Richtung ist. Mittels des Schiebers kann somit eine erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung auf die Hebefläche der zweiten Hebevorrichtung hinaufgeschoben oder von der Hebefläche heruntergeschoben werden, wobei die Hebefläche in diesem Fall einen Teil der Gleitfläche der zweiten Horizontaltransportvorrichtung bildet.In a preferred embodiment of the transport system according to the invention, it is provided that the second horizontal transport device is arranged on the second lifting device of the horizontal transport device, the gripping device of the horizontal transport device being movable in a first horizontal direction and the slide of the second horizontal transport device being movable in a second horizontal direction, wherein the first horizontal direction is preferably orthogonal to the second horizontal direction. A solar absorber device according to the invention can thus be pushed onto the lifting surface of the second lifting device or pushed down from the lifting surface by means of the slider, the lifting surface in this case forming part of the sliding surface of the second horizontal transport device.
Bei dem erfindungsgemäßen Transportsystem mit einer Vertikaltransportvorrichtung, die eine erste Hebevorrichtung aufweist, kann in vorteilhafterweise erreicht werden, dass ein Antrieb für die Vertikaltransportvorrichtung oder andere bewegte Teile der Vertikaltransportvorrichtung außerhalb eines heißen Bereichs angeordnet ist, indem beispielsweise zwischen der Hebevorrichtung und dem Antrieb ein ausreichender Abstand oder sogar eine Trennung geschaffen werden kann. Auch kann beispielsweise vorgesehen sein, dass nur der Feststoffmediumblock in der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung beispielsweise in einen Solarreceiver eingeschoben wird, so dass bereits durch die Transporteinrichtung, die thermisch von dem Feststoffmediumblock isoliert ist, ein Abstand zwischen dem heißen Bereich und der ersten Hebevorrichtung geschaffen wird. In gleicher Weise kann auch die zweite Angreifvorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung entsprechend von dem heißen Feststoffmediumblock beabstandet sein. Auch bei der Horizontaltransportvorrichtung des erfindungsgemäßen Transportsystems ist es in vorteilhafterweise möglich, einen Antrieb mit notwendigem Abstand oder sogar getrennt von der Gleitvorrichtung anzuordnen, so dass dieser von einer starken Erhitzung, beispielsweise durch Wärmestrahlung des Feststoffmediumblocks geschützt werden kann.In the transport system according to the invention with a vertical transport device that has a first lifting device, it can be advantageously achieved that a drive for the vertical transport device or other moving parts of the vertical transport device is arranged outside of a hot area, for example by leaving a sufficient distance between the lifting device and the drive or even a separation can be created. It can also be provided, for example, that only the solid medium block in the solar absorber device according to the invention is pushed into a solar receiver, for example, so that a distance between the hot area and the first lifting device is already created by the transport device, which is thermally insulated from the solid medium block. In the same Likewise, the second gripping device of the horizontal transport device can also be correspondingly spaced from the hot block of solid medium. In the case of the horizontal transport device of the transport system according to the invention, it is also advantageously possible to arrange a drive at the necessary distance or even separately from the sliding device, so that it can be protected from strong heating, for example from thermal radiation of the solid medium block.
Die Greifvorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung, die erste Hebevorrichtung der Vertikaltransportvorrichtung und die zweite Hebevorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung sowie der Schieber der zweiten Horizontaltransportvorrichtung können über herkömmliche Linearantriebe angetrieben werden.The gripping device of the horizontal transport device, the first lifting device of the vertical transport device and the second lifting device of the horizontal transport device and the slide of the second horizontal transport device can be driven by conventional linear drives.
Das erfindungsgemäße Transportsystem kann auch mehrere Horizontaltransportvorrichtungen aufweisen, wobei beispielsweise eine Greifvorrichtung der Horizontaltransportvorrichtungen auf einer Kreisbahn antreibbar ist. Dabei kann die Greifvorrichtung beispielsweise am Ende eines Arms angeordnet sein, der rotatorisch angetrieben ist.The transport system according to the invention can also have several horizontal transport devices, with a gripping device of the horizontal transport devices being able to be driven on a circular path, for example. The gripping device can be arranged, for example, at the end of an arm that is driven in rotation.
Bei dem erfindungsgemäßen Transportsystem, bei dem ausschließlich Linearantriebe oder rotatorische Antriebe verwendet werden, können die Transportvorrichtungen in vorteilhafterweise auch in einem Unterdruckbereich betrieben werden, wobei eine Abdichtung beispielsweise zu den Antrieben, die außerhalb des Unterdruckbereichs angeordnet werden können, auf einfache Art und Weise erfolgen können.In the transport system according to the invention, in which only linear drives or rotary drives are used, the transport devices can advantageously also be operated in a negative pressure area, with sealing being able to take place in a simple manner, for example with respect to the drives that can be arranged outside the negative pressure area .
Das erfindungsgemäße Transportsystem und die erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen können in vorteilhafterweise mit einem Solarstrahlungsreceiver verwendet werden. Die Erfindung betrifft somit ferner einen Solarstrahlungsreceiver mit einem erfindungsgemäßen Transportsystem und mit mindestens einer Solarabsorbervorrichtung, wobei der Solarstrahlungsreceiver eine Receiverkammer mit einer Strahlungsöffnung aufweist, durch die konzentrierte Solarstrahlung in die Receiverkammer einleitbar ist, wobei die Strahlungsöffnung mit einer für die Solarstrahlung transparenten Scheibe verschlossen ist, wobei die mindestens eine Vertikaltransportvorrichtung des Transportsystems die mindestens eine Solarabsorbervorrichtung in die Receiverkammer in vertikaler Richtung einschiebt und aus dieser entnimmt. Der Solarstrahlungsreceiver kann ein sogenannter Reaktorreceiver sein.The transport system according to the invention and the solar absorber devices according to the invention can be used advantageously with a solar radiation receiver. The invention thus also relates to a solar radiation receiver with a transport system according to the invention and with at least one solar absorber device, the solar radiation receiver having a receiver chamber with a radiation opening through which concentrated solar radiation can be introduced into the receiver chamber, the radiation opening being sealed with a pane that is transparent to the solar radiation, wherein the at least one vertical transport device of the transport system pushes the at least one solar absorber device into the receiver chamber in the vertical direction and removes it from it. The solar radiation receiver can be a so-called reactor receiver.
Unter einer für die Solarstrahlung transparenten Scheibe wird eine Scheibe verstanden, die für die Solarstrahlung einen hemisphärischen, solaren (AM1,5) Transmissionsgrad von mindestens 85% aufweist. Durch das Vorsehen einer transparenten Scheibe einer Strahlungsöffnung kann die Receiverkammer geschlossen sein, so dass eine gewünschte Atmosphäre in der Receiverkammer erzeugbar ist. Auf diese Weise ist die Receiverkammer in vorteilhafterweise als Reaktionskammer verwendbar. Beispielsweise kann an der Receiverkammer eine Gasabsaugung vorgesehen sein, so dass ein Unterdruck in der Receiverkammer erzeugbar ist. Um beispielsweise das Feststoffmedium in der Receiverkammer mittels der konzentrierten Solarstrahlung zu reduzieren, kann der freiwerdende Sauerstoff in vorteilhafterweise aus der Receiverkammer zumindest teilweise abgesaugt werden. In der Kammer herrscht somit ein niedriger Sauerstoffpartialdruck, so dass erneute Oxidation des Feststoffmediums verhindert wird.A pane that is transparent to solar radiation is understood to mean a pane that has a hemispherical, solar (AM1.5) transmittance of at least 85% for solar radiation. By providing a transparent pane of a radiation opening, the receiver chamber can be closed, so that a desired atmosphere can be generated in the receiver chamber. In this way, the receiver chamber can advantageously be used as a reaction chamber. For example, gas extraction can be provided on the receiver chamber, so that a negative pressure can be generated in the receiver chamber. For example, in order to reduce the solid medium in the receiver chamber by means of the concentrated solar radiation, the released oxygen can advantageously be at least partially sucked out of the receiver chamber. A low oxygen partial pressure therefore prevails in the chamber, so that renewed oxidation of the solid medium is prevented.
Bei dem erfindungsgemäßen Solarstrahlungsreceiver kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Transportsystem mehrere Vertikaltransportvorrichtungen aufweist, die eine an die Receiverkammer angepasste Anordnung aufweisen, wobei die Horizontaltransportvorrichtung die Solarabsorbervorrichtungen zu der jeweiligen Vertikaltransportvorrichtung transportiert.In the solar radiation receiver according to the invention it can be provided in particular that the transport system has several vertical transport devices which have an arrangement adapted to the receiver chamber, with the horizontal transport device transporting the solar absorber devices to the respective vertical transport device.
Somit kann mittels des erfindungsgemäßen Transportsystems erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtungen in unterschiedliche Positionen in die Receiverkammer eingeschoben werden, so dass beispielsweise gleichzeitig stets mehrere erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtungen in der Receiverkammer angeordnet sind.Thus, by means of the transport system according to the invention, solar absorber devices according to the invention can be pushed into different positions in the receiver chamber, so that, for example, several solar absorber devices according to the invention are always arranged in the receiver chamber at the same time.
Bei dem erfindungsgemäßen Solarstrahlungsreceiver kann ferner vorgesehen sein, dass die Horizontaltransportvorrichtung die Greifvorrichtung auf einer ersten Kreisbahn bewegt, wobei die Vertikaltransportvorrichtungen entlang der ersten Kreisbahn angeordnet sind. Die erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen können somit in der Receiverkammer entlang einer Kreisbahn abgeordnet werden, wodurch in vorteilhafterweise eine Ausnutzung der in die Receiverkammer gelangten Strahlung erfolgen kann.In the case of the solar radiation receiver according to the invention, it can also be provided that the horizontal transport device moves the gripping device on a first circular path, with the vertical transport devices being arranged along the first circular path. The solar absorber devices according to the invention can thus be deployed in the receiver chamber along a circular path, as a result of which the radiation that has reached the receiver chamber can advantageously be utilized.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Solarstrahlungsreceivers ist vorgesehen, dass die Horizontaltransportvorrichtung eine weitere Greifvorrichtung aufweist und die Horizontaltransportvorrichtung die weitere Greifvorrichtung auf einer zweiten Kreisbahn, die parallel zu der ersten Kreisbahn ist, bewegt, wobei die Vertikaltransportvorrichtungen entlang der zweiten Kreisbahn angeordnet sind, wobei die Horizontaltransportvorrichtung eine zweite Hebevorrichtung aufweist, die der Greifvorrichtung zugeordnet ist und eine weitere zweite Hebevorrichtung aufweist, die der weiteren Greifvorrichtung zugeordnet ist. Mit anderen Worten, der erfindungsgemäße Solarstrahlungsreceiver weist mehrere Vertikaltransportvorrichtungen auf, die entlang zweier paralleler Kreisbahnen angeordnet sind sowie eine Horizontaltransportvorrichtung mit zwei Greifvorrichtungen, die die Solarabsorbervorrichtungen entsprechend auf den Vertikaltransportvorrichtungen positionieren können. Durch eine derartige Anordnung ist in vorteilhafterweise ein kontinuierlicher Betrieb des Solarstrahlungsreceivers möglich, da beim Entnehmen einer Solarabsorbervorrichtung mittels einer Vertikaltransportvorrichtung, die entlang der ersten Kreisbahn angeordnet ist, gleichzeitig eine Solarabsorbervorrichtung mittels einer Vertikaltransportvorrichtung, die entlang der zweiten Kreisbahn angeordnet ist, eingeschoben werden kann.In a preferred embodiment of the solar radiation receiver according to the invention, it is provided that the horizontal transport device has an additional gripping device and the horizontal transport device moves the additional gripping device on a second circular path that is parallel to the first circular path, with the vertical transport devices being arranged along the second circular path, with the Horizontal transport device has a second lifting device, which is associated with the gripping device and has a further second lifting device, the further Gripping device is assigned. In other words, the solar radiation receiver according to the invention has several vertical transport devices that are arranged along two parallel circular paths and a horizontal transport device with two gripping devices that can position the solar absorber devices accordingly on the vertical transport devices. Such an arrangement advantageously enables continuous operation of the solar radiation receiver, since when a solar absorber device is removed by means of a vertical transport device that is arranged along the first circular path, a solar absorber device can be pushed in at the same time by means of a vertical transport device that is arranged along the second circular path.
Bei dem erfindungsgemäßen Solarstrahlungsreceiver kann ferner vorgesehen sein, dass das Transportsystem eine weitere Horizontaltransportvorrichtung mit einer Greifvorrichtung aufweist, die Solarabsorbervorrichtungen linear bewegt, wobei die weitere Horizontaltransportvorrichtung zu der zweiten Hebevorrichtung der Greifvorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung und/oder zu der weiteren zweiten Hebevorrichtung der weiteren Greifvorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung transportiert.In the case of the solar radiation receiver according to the invention, it can also be provided that the transport system has a further horizontal transport device with a gripping device that moves the solar absorber devices linearly, with the further horizontal transport device being connected to the second lifting device of the gripping device of the horizontal transport device and/or to the further second lifting device of the further gripping device of the horizontal transport device transported.
Mittels der weiteren Horizontaltransportvorrichtung können somit in vorteilhafterweise Solarabsorbervorrichtungen zu der Horizontaltransportvorrichtung transportiert bzw. von dieser wegtransportiert werden.By means of the further horizontal transport device, solar absorber devices can thus advantageously be transported to the horizontal transport device or transported away from it.
Das erfindungsgemäße Transportsystem und die erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen können auch in vorteilhafterweise in einem Wärmeübertragungssystem verwendet werden. Die Erfindung betrifft somit auch ein Wärmeübertragungssystem mit einem erfindungsgemäßen Transportsystem und mehreren erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen. Das Wärmeübertragungssystem weist eine Wärmeübertragungskammer mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung auf und mit mindestens einer horizontalen Gleitfläche, wobei die Solarabsorbervorrichtungen mittels zwei zweiten Horizontaltransportvorrichtungen des Transportsystems auf der mindestens einen Gleitfläche in zwei Reihen gegenläufig transportierbar sind. Auf diese Weise kann eine Wärmeübertragung von beispielsweise mittels eines Solarstrahlungsreceivers erhitzten Solarabsorbervorrichtungen auf kältere Solarabsorbervorrichtungen bewirkt werden, in dem in der einen Reihe erhitzte Solarabsorbervorrichtungen transportiert werden und in der zweiten Reihe kältere Solarabsorbervorrichtungen. Auf diese Weise erfolgt ein Wärmeübertrag im Gegenstromprinzip. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Solarabsorbervorrichtungen einer Reihe aneinander anliegen und eine der zweiten Horizontalvorrichtungen die entsprechende Reihe von Solarabsorbervorrichtungen mittels des Schiebers gleichzeitig verschiebt, wobei der Schieber an einer vordersten der Solarabsorbervorrichtungen angreift. Mit anderen Worten der Schieber schiebt nur die vorderste der Solarabsorbervorrichtungen und diese drückt die in einer Reihe aneinander anliegenden Solarabsorbervorrichtungen entsprechend über die Gleitfläche. Die zweite Reihe kann auf gleiche Weise angetrieben werden.The transport system according to the invention and the solar absorber devices according to the invention can also be used advantageously in a heat transfer system. The invention thus also relates to a heat transfer system with a transport system according to the invention and several solar absorber devices according to the invention. The heat transfer system has a heat transfer chamber with an inlet opening and an outlet opening and with at least one horizontal sliding surface, wherein the solar absorber devices can be transported in opposite directions in two rows on the at least one sliding surface by means of two second horizontal transport devices of the transport system. In this way, heat can be transferred from solar absorber devices heated by a solar radiation receiver, for example, to colder solar absorber devices by transporting heated solar absorber devices in one row and colder solar absorber devices in the second row. In this way, heat is transferred using the countercurrent principle. It is preferably provided that the solar absorber devices of a row rest against one another and one of the second horizontal devices simultaneously shifts the corresponding row of solar absorber devices by means of the slide, with the slide acting on a foremost of the solar absorber devices. In other words, the slide pushes only the foremost of the solar absorber devices and this presses the solar absorber devices lying against one another in a row accordingly over the sliding surface. The second row can be driven in the same way.
Das erfindungsgemäße Wärmeübertragungssystem kann ferner Horizontaltransportvorrichtungen oder weitere Horizontaltransportvorrichtungen aufweisen, die Solarabsorbervorrichtungen nach dem Durchfahren der Wärmeübertragungskammer entnehmen oder Solarabsorbervorrichtungen einzeln vor dem Schieber einsetzen, so dass diese dann die vorderste Solarabsorbervorrichtung bilden, die geschoben wird. Nach dem Verschieben fährt der Schieber dann zurück und eine weitere Solarabsorbervorrichtung wird eingesetzt. Auf diese Weise kann ein Stufenweises Verschieben der Solarabsorbervorrichtungen durch die Wärmeübertragungskammer erfolgen.The heat transfer system according to the invention can also have horizontal transport devices or other horizontal transport devices that remove the solar absorber devices after passing through the heat transfer chamber or insert solar absorber devices individually in front of the slide so that they then form the foremost solar absorber device that is pushed. After moving, the slide then moves back and another solar absorber device is used. In this way, the solar absorber devices can be displaced in stages through the heat transfer chamber.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Wärmeübertragungssystem zwei horizontale Gleitflächen aufweist, wobei jeweils eine Reihe der Solarabsorbervorrichtungen auf einer der Gleitflächen angeordnet ist, wobei jede Gleitfläche vorzugsweise eine Führungseinrichtung zur Führung der Solarabsorbervorrichtungen auf der Gleitfläche aufweist.Provision can be made for the heat transfer system to have two horizontal sliding surfaces, with a row of solar absorber devices being arranged on one of the sliding surfaces, with each sliding surface preferably having a guide device for guiding the solar absorber devices on the sliding surface.
Auf diese Weise lassen sich die Reihen von erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen in besonders vorteilhafterweise durch die Wärmeübertragungskammer transportieren.In this way, the rows of solar absorber devices according to the invention can be transported through the heat transfer chamber in a particularly advantageous manner.
Die Erfindung betrifft ferner ein Reaktorsystem mit einem erfindungsgemäßen Solarstrahlungsreceiver, mit einem erfindungsgemäßen Wärmeübertragungssystem, mit einem erfindungsgemäßen Transportsystem und mit mehreren erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen, wobei das Reaktorsystem ferner eine Reaktorkammer aufweist, wobei mindestens eine Vertikaltransportvorrichtung des Transportsystems die Solarabsorbervorrichtung in die Reaktorkammer in vertikaler Richtung einschiebt und aus dieser entnimmt. In der Reaktorkammer kann dem reduzierten Feststoffmedium beispielsweise Wasserdampf zur Herstellung von Wasserstoff zugeführt werden, wobei die erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen auf besonders einfache Art und Weise der Reaktorkammer zugeführt und dieser entnommen werden können. Die Zuführung der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen in die Reaktorkammer kann in ähnlicher Weise wie zuvor bei dem erfindungsgemäßen Solarstrahlungsreceiver erfolgen, wodurch insbesondere ein kontinuierlicher Betrieb in vorteilhafterweise möglich ist.The invention also relates to a reactor system with a solar radiation receiver according to the invention, with a heat transfer system according to the invention, with a transport system according to the invention and with several solar absorber devices according to the invention, the reactor system also having a reactor chamber, with at least one vertical transport device of the transport system pushing the solar absorber device into the reactor chamber in the vertical direction and taken from this. In the reactor chamber, for example, water vapor can be fed to the reduced solids medium to produce hydrogen, with the solar absorber devices according to the invention being able to be fed to and removed from the reactor chamber in a particularly simple manner. The solar absorber devices according to the invention can be fed into the reactor chamber in a similar manner cher way as before in the solar radiation receiver according to the invention, whereby in particular a continuous operation is advantageously possible.
Das erfindungsgemäße Reaktorsystem kann ferner einen Solarabsorbervorrichtungsspeicher zur Aufnahme mehrerer Solarabsorbervorrichtungen aufweisen. In dem Speicher können die Solarabsorbervorrichtungen in vorteilhafterweise zwischengespeichert werden.The reactor system according to the invention can also have a solar absorber device store for accommodating a plurality of solar absorber devices. The solar absorber devices can advantageously be temporarily stored in the memory.
Die erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen können beispielsweise über eine Horizontaltransportvorrichtung in den Solarabsorbervorrichtungsspeicher transportiert werden.The solar absorber devices according to the invention can, for example, be transported into the solar absorber device store via a horizontal transport device.
Bei dem erfindungsgemäßen Reaktorsystem kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Solarstrahlungsreceiver und das Wärmeübertragungssystem in einer gemeinsamen Atmosphäre mit Unterdruck angeordnet sind, wodurch verhindert wird, dass in einem Bereich mit sehr hoher Temperatur, wie beispielsweise direkt an den Solarstrahlungsreceiver ein Druckübergang mit entsprechenden Dichtungen vorhanden ist, was auf Grund der hohen Temperatur besondere Schwierigkeiten bereitet. Am Ende des Wärmeübertragungssystems sind die Temperaturen moderater, so dass sich hier ein Druckübergang zu Normaldruck, in dem der Solarabsorbervorrichtungsspeicher und die Reaktorkammer angeordnet sind, beispielsweise über eine Schleuse möglich ist.In the reactor system according to the invention, it can be provided, for example, that the solar radiation receiver and the heat transfer system are arranged in a common atmosphere with negative pressure, which prevents a pressure transition with corresponding seals being present in an area with a very high temperature, such as directly on the solar radiation receiver , which causes particular difficulties due to the high temperature. The temperatures are more moderate at the end of the heat transfer system, so that a pressure transition to normal pressure, in which the solar absorber device store and the reactor chamber are arranged, is possible here, for example via a lock.
Bei dem erfindungsgemäßen Reaktorsystem ist insbesondere vorgesehen, dass ein Transport in den Solarstrahlungsreceiver und der Reaktorkammer über vertikale Transportsysteme erfolgt und ein Transport zwischen dem vertikalen Transportsystem zum Solarstrahlungsreceiver, dem Wärmetauscher, dem vertikalen Transportsystem der Reaktorkammer und dem Solarabsorbervorrichtungsspeicher über horizontale Transportsysteme des erfindungsgemäßen Transportsystems erfolgt.In the reactor system according to the invention, it is provided in particular that transport into the solar radiation receiver and the reactor chamber takes place via vertical transport systems and transport between the vertical transport system to the solar radiation receiver, the heat exchanger, the vertical transport system of the reactor chamber and the solar absorber device store takes place via horizontal transport systems of the transport system according to the invention.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren die Erfindung näher erläutert:
- Es zeigen
1a und1b zwei schematische Ansichten einer erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung. -
2a und2b eine schematische Darstellung des Angreifens einer Vertikaltransportvorrichtung eines erfindungsgemäßen Transportsystems an einer erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung. -
3a und3b schematische Darstellungen des Angreifens einer Horizontaltransportvorrichtung des erfindungsgemäßen Transportsystems an der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung. -
4a und4b schematische Darstellungen des Angreifens einer weiteren Horizontaltransportvorrichtung des erfindungsgemäßen Transportsystems an einer erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung. -
5 eine schematische Darstellung des Angreifens einer zweiten Horizontaltransportvorrichtung an einer erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung zum Verschieben einer Reihe von erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen. -
6 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Transportsystems mit einer Horizontaltransportvorrichtung, einer weiteren Horizontaltransportvorrichtung, einer zweiten Horizontaltransportvorrichtung, und mehreren Vertikaltransportvorrichtungen in Verbindung mit einem Solarstrahlungsreceivers und einem Wärmeübertragungssystem. -
7 eine alternative Ausführungsform einer Horizontaltransportvorrichtung des erfindungsgemäßen Transportsystems - und
8 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Reaktorsystems.
- Show it
1a and1b two schematic views of a solar absorber device according to the invention. -
2a and2 B a schematic representation of the attack of a vertical transport device of a transport system according to the invention on a solar absorber device according to the invention. -
3a and3b schematic representations of the attack of a horizontal transport device of the transport system according to the invention on the solar absorber device according to the invention. -
4a and4b schematic representations of the attack of a further horizontal transport device of the transport system according to the invention on a solar absorber device according to the invention. -
5 a schematic representation of the attack of a second horizontal transport device on a solar absorber device according to the invention for shifting a row of solar absorber devices according to the invention. -
6 a schematic representation of the transport system according to the invention with a horizontal transport device, a further horizontal transport device, a second horizontal transport device, and several vertical transport devices in connection with a solar radiation receiver and a heat transfer system. -
7 an alternative embodiment of a horizontal transport device of the transport system according to the invention - and
8th a schematic representation of the reactor system according to the invention.
In den
Die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung 1 weist einen Feststoffmediumblock 3 auf, der aus einem Redoxmaterial besteht.The
Der Feststoffmediumblock ist auf einer Transporteinrichtung 5 mittels einer Isolationseinrichtung 7 befestigt. Die Isolationseinrichtung 7 trennt den Feststoffmediumblock 3 thermisch von der Transporteinrichtung 5.The solid medium block is attached to a
Die Transporteinrichtung 5 weist eine erste Verbindungseinrichtung 9 zum Angreifen durch eine Vertikaltransportvorrichtung und eine zweite Verbindungseinrichtung 11 zum Angreifen durch eine Horizontaltransportvorrichtung auf.The
Der Feststoffmediumblock 3 weist eine Quaderform auf. Dieser streckt sich in Höhenrichtung (Richtung y in
Der Feststoffmediumblock 3 besteht vorzugsweise aus einem porösen Material, sodass die konzentrierte Solarstrahlung in das Innere des Feststoffmediumblocks 3 gelangen kann. Die Tiefe, in die die konzentrierte Solarstrahlung in den Feststoffmediumblock 3 eindringen kann, ist jedoch begrenzt, sodass beim Bestrahlen der Hauptfläche 3a mit konzentrierter Solarstrahlung die in
Die Transporteinrichtung 5 weist eine Standfläche 13 auf. Auf der Standfläche 13 kann die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung 1 in vorteilhafterweise abgestellt werden. Die Standfläche 13 weist dabei eine Erstreckung in Breitenrichtung auf, die mindestens doppelt so groß ist wie die maximale Erstreckung in Breitenrichtung des Feststoffmediumblocks 3 ist. In Längenrichtung (x-Richtung) weist die Standfläche 13 eine Erstreckung auf, die länger ist als die maximale Erstreckung in Längenrichtung des Feststoffmediumblocks 3. Auf diese Weise ist die Standfläche 13 ausreichend groß, um einen sicheren Stand der Solarabsorbervorrichtung 1 zu gewährleisten.The
Die Standfläche 13 bildet ferner eine erste Anlagefläche 15 zum Anliegen an der Vertikaltransportvorrichtung. In der ersten Anlagefläche und somit in der Standfläche 13 sind ferner zwei Aussparungen 17 angeordnet, die zum Zentrieren der Transporteinrichtung 5 und somit der Solarabsorbervorrichtung 1 auf der Vertikaltransportvorrichtung dienen.The standing
Die zweite Verbindungseinrichtung 11 weist eine Platte 19 auf und eine unten von der Platte 19 abstehende Zentriereinrichtung 21. Die Zentriereinrichtung 21 bildet auch die Standfläche 13 und somit die erste Anlagefläche 15.The second connecting
Die Platte 19 bildet eine zweite Anlagefläche 19a zum Anliegen an der Horizontalttransportvorrichtung.The
In den
Mittels einer Horizontaltransportvorrichtung 120, die nachfolgend im Detail beschrieben wird, wird die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung 1 oberhalb einer ersten Angreifvorrichtung der Vertikaltransportvorrichtung 100 positioniert. Die erste Angreifvorrichtung weist eine Hebevorrichtung 102 auf, die an die erste Anlagefläche 15 der Solarabsorbervorrichtung 1 angepasst ist. Die erste Hebevorrichtung 102 weist einen Zapfen 104 auf, der an die Aussparung 17 der Transporteinrichtung 5 angepasst ist.The
Sobald die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung 1 oberhalb der Hebevorrichtung 102 positioniert ist, fährt die Hebevorrichtung 102 einen Stempel 106 in vertikale Richtung, sodass die Zapfen 104 in die Aussparungen 17 eindringen. Der Stempel 106 weist an seiner Oberseite eine Hebefläche 108 auf, die nach dem Einfahren des Zapfen 104 in die Aussparungen 17 an der ersten Anlagefläche 15 anliegt. Durch eine Vertikalbewegung kann die Transporteinrichtung 5 von einer Greifvorrichtung 122 einer Angreifvorrichtung der Horizontaltransportvorrichtung 120 gelöst werden, wobei anschließend die Greifvorrichtung 122 von der Transporteinrichtung 5 wegbewegt wird. Mittels der ersten Hebevorrichtung 102 kann die Vertikaltransportvorrichtung 100 nun die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung in vertikale Richtung bewegen, wobei durch die Zapfen 104, die in die Aussparungen 17 eingesetzt sind, einerseits eine hohe Stabilität der Solarabsorbervorrichtung gegen Kippen gegeben ist, und darüber hinaus sichergestellt ist, dass die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung 1 sich an der richtigen Position befindet und dort gehalten wird.As soon as the
Mittels der Vertikaltransportvorrichtung 100 kann die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung beispielsweise in einen Solarreceiver eingefahren und aus diesem wieder entnommen werden.By means of the
Zum Abnehmen der erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtung 1 von der Vertikaltransportvorrichtung 100 kann wiederum die Greifvorrichtung 122 einer Horizontaltransportvorrichtung 120 verwendet werden, wobei die zuvor beschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, d. h. dass die Greifvorrichtung 122 an der Transporteinrichtung 5 positioniert werden und anschließend die Hebevorrichtung 102 soweit heruntergefahren wird, dass die Transporteinrichtung 5 auf der Greifvorrichtung 122 der Horizontaltransportvorrichtung 120 aufliegt und die Zapfen 104 aus den Aussparungen 17 entnommen sind.To remove the
In den
Die Horizontaltransportvorrichtung 120 weist eine Angreifvorrichtung mit einer Greifvorrichtung 122 und einer zweiten Hebevorrichtung 124 auf. Die erfindungsgemäße Solarabsorbervorrichtung 1 steht mit der Standfläche 13 auf einer Hebefläche 126 der zweiten Hebevorrichtung 124. Die Greifvorrichtung 122 weist zwei Zinken 128 auf und wird unterhalb der Platte 19 an die Transporteinrichtung 5 herangefahren, wobei die Zinken 128 sich auf unterschiedlichen Seiten der Zentriereinrichtung 21 der Transporteinrichtung 5 befinden. Anschließend wird die zweite Hebevorrichtung 124 abgesenkt, bis die Transporteinrichtung 5 mit der zweiten Anlagefläche 19a auf den Zinken 128 aufliegt. Die Zinken 128 können auch miteinander verbunden sein, wobei die zweite Anlagefläche 19a auch auf einem Verbindungsstück 132 aufliegen kann. Wie in
In
Die weitere Horizontaltransportvorrichtung 120a weist eine Angreifvorrichtung mit einer Greifvorrichtung 122a und einer zweiten Hebevorrichtung 124a auf. Die Funktion der weiteren Horizontaltransportvorrichtung 120a ist im Wesentlichen identisch zu der Funktion der in
Während die in der
Bei der in
Bei der in
Wie aus den
In
Die zweite Horizontaltransportvorrichtung 140 ist besonders geeignet, um eine Reihe von erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen 1 gleichzeitig zu verschieben. Dazu weist die Platte 19 der Transporteinrichtung 5 eine fünfte Anlagefläche 27 und eine auf der abgewandten Seite angeordnete sechste Anlagefläche 29 auf. Die fünfte und sechste Anlagefläche 27, 29 werden durch Stirnflächen der Platte 19 gebildet. Die fünfte und sechste Anlagefläche 27, 29 erstrecken sich in Breitenrichtung und sind vertikal angeordnet. Beim Verschieben einer Reihe von Solarabsorbervorrichtungen 1 liegt die fünfte Anlagefläche 27 einer Solarabsorbervorrichtung 1 an der sechsten Anlagefläche 29 einer benachbarten Solarabsorbervorrichtung 1 an, sodass diese gemeinsam von dem Schieber 142 auf der Gleitfläche 144 bewegt werden können.The second
In
Die Horizontaltransportvorrichtung 120 weist eine Greifvorrichtung 122 und eine weitere Greifvorrichtung 122b auf. Die Greifvorrichtung 122 und die weitere Greifvorrichtung 122b sind jeweils über einen Arm 130, 130b jeweils mit einem Drehantrieb verbunden, sodass die Greifvorrichtung 122 und die weitere Greifvorrichtung 122b rotatorisch angetrieben werden und sich somit jeweils auf einer Kreisbahn bewegen. Der Arm 130b der weiteren Greifvorrichtung 122b ist kürzer als der Arm 130 der Greifvorrichtung 122, sodass die Greifvorrichtung 122 auf einer ersten Kreisbahn 150 bewegt wird und die weitere Greifvorrichtung 122b auf einer zweiten Kreisbahn 152. Entlang der ersten und zweiten Kreisbahn 150, 152 sind mehrere Vertikaltransportvorrichtungen 100 jeweils mit einer ersten Hebevorrichtung 102 angeordnet.The
Die Horizontaltransportvorrichtung 120 weist eine zweite Hebevorrichtung 124 auf, die der Greifvorrichtung 122 zugeordnet ist und eine weitere Hebevorrichtung 124b, die der weiteren Greifvorrichtung 122b zugeordnet ist.The
Die Anordnungen der Vertikaltransportvorrichtung 100 sind an die nicht dargestellte Receiverkammer des Solarstrahlungsreceivers 300 angepasst und können mittels der Vertikaltransportvorrichtung 100 von unten in die Receiverkammer eingeschoben oder aus dieser entnommen werden. Dadurch, dass die Vertikaltransportvorrichtungen 100 auf der ersten und zweiten Kreisbahn 150,152 angeordnet sind, die parallel verlaufen, kann ein kontinuierlicher Betrieb des Solarstrahlungsreceivers 300 in vorteilhafter Weise erreicht werden, indem beispielsweise beim Entnehmen einer Solarabsorbervorrichtung 1 aus der Receiverkammer mittels einer Vertikaltransportvorrichtung 100, die auf der zweiten Kreisbahn 152 angeordnet ist, bereits an entsprechender Position eine oder mehrere Solarabsorbervorrichtungen 1 mittels Vertikaltransportvorrichtungen 100, die auf der ersten Kreisbahn 150 angeordnet sind, in die Receiverkammer eingeschoben wurden.The arrangements of the
Das Zusammenspiel zwischen der Greifvorrichtung 122, der weiteren Greifvorrichtung 122b, der zweiten Hebevorrichtung 124, der weiteren Hebevorrichtung 124b entspricht der in
Die erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen 1 gelangen über die weitere Horizontaltransportvorrichtung 120a auf die zweite Hebevorrichtung 124 bzw. die weitere zweite Hebevorrichtung 124b oder können von diesen entnommen werden. Hierzu ist die weitere Horizontaltransportvorrichtung 120a und die dazugehörige Hebevorrichtung 124a entsprechend an der Hebevorrichtung 124 und der weiteren Hebevorrichtung 124b der Horizontaltransportvorrichtung 120 angeordnet. An der weiteren Horizontaltransportvorrichtung 120a ist ferner die zweite Horizontaltransportvorrichtung 140 angeordnet, wobei die Transportrichtung der zweiten Horizontaltransportvorrichtung 140 horizontal und quer zu der Transportrichtung der weiteren Horizontaltransportvorrichtung 120a erfolgt.The
Mittels der zweiten Horizontaltransportvorrichtung 140 können aus dem Solarstrahlungsreceiver entnommene Solarabsorbervorrichtungen 1, die somit erhitzt sind und mittels der Vertikaltransportvorrichtung 100, der Horizontaltransportvorrichtung 120 und der weiteren Horizontaltransportvorrichtung 120a auf die Hebevorrichtung 124a der weiteren Horizontaltransportvorrichtung 120a transportiert wurden, in das erfindungsgemäße Wärmeübertragungssystem 400 geschoben werden. Der Schieber 142 schiebt dabei eine auf der Hebevorrichtung 124a befindliche Solarabsorbervorrichtung 1 von der zweiten Hebevorrichtung 124a der weiteren Horizontaltransportvorrichtung 120a in eine Wärmeübertragungskammer 402 des Wärmeübertragungssystems 400. Der Boden der Wärmeübertragungskammer 402 bildet dabei Teil der Gleitfläche 144 der zweiten Horizontaltransportvorrichtung 140. Wie in
In der Wärmeübertragungskammer 402 können zwei Reihen von Solarabsorbervorrichtungen 1 angeordnet sein, die gegenläufig zueinander verschoben werden. Die in
In
In
Das erfindungsgemäße Reaktorsystem besteht aus einer erfindungsgemäßen Transportsystem 200, einem erfindungsgemäßen Solarstrahlungsreceiver 300, einem erfindungsgemäßen Wärmeübertragungssystem 400, einer Reaktorkammer 500 und einem Solarabsorbervorrichtungsspeicher 600.The reactor system according to the invention consists of a
Die erfindungsgemäßen Solarabsorbervorrichtungen 1 werden in dem Solarstrahlungsreceiver 300 durch konzentrierte Solarstrahlung (in
Bei dem erfindungsgemäßen Reaktorsystem hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Solarabsorbervorrichtungen 1 mittels Vertikaltransportvorrichtungen 100 dem Solarstrahlungsreceiver 300 und der Reaktorkammer 500 zugeführt werden. Der Transport von den Vertikaltransportvorrichtungen 100 von und zu dem Wärmeübertragungssystem 400 und von und zu dem Solarabsorbervorrichtungsspeicher 600 kann in vorteilhafter Weise durch eine oder mehrere der Horizontaltransportvorrichtung 120, der weiteren Horizontaltransportvorrichtung 120a und der zweiten Horizontaltransportvorrichtung 140 erfolgen.In the reactor system according to the invention, it has proven particularly advantageous if the
Bei dem erfindungsgemäßen Reaktorsystem kann wie aus
Wie aus
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Solarabsorbervorrichtungsolar absorber device
- 33
- Feststoffmediumblocksolid medium block
- 3a3a
- Hauptflächemain surface
- 55
- Transporteinrichtungtransport device
- 77
- Isolationseinrichtungisolation device
- 99
- erste Verbindungseinrichtungfirst connection device
- 1111
- zweite Verbindungseinrichtungsecond connection device
- 1313
- Standflächefloor space
- 1515
- erste Anlageflächefirst contact surface
- 1717
- Aussparungrecess
- 1919
- Platteplate
- 19a19a
- zweite Anlageflächesecond contact surface
- 2121
- Zentriereinrichtungcentering device
- 2323
- dritte Anlageflächethird plant area
- 2525
- vierte Anlageflächefourth area
- 2727
- fünfte Anlageflächefifth plant area
- 2929
- sechste Anlageflächesixth plant area
- 100100
- Vertikaltransportvorrichtungvertical transport device
- 102102
- erste Hebevorrichtungfirst lifting device
- 104104
- Zapfencones
- 106106
- Stempelrubber stamp
- 108108
- Hebeflächelifting surface
- 120120
- Horizontaltransportvorrichtunghorizontal transport device
- 120a120a
- weitere Horizontaltransportvorrichtungfurther horizontal transport device
- 122122
- Greifvorrichtunggripping device
- 122a122a
- Greifvorrichtunggripping device
- 122b122b
- weitere Greifvorrichtungfurther gripping device
- 124124
- zweite Hebevorrichtungsecond lifting device
- 124a124a
- Hebevorrichtunglifting device
- 124b124b
- Hebevorrichtunglifting device
- 126126
- Hebeflächelifting surface
- 128128
- Zinkentines
- 128a128a
- Zinkentines
- 130130
- Armpoor
- 130b130b
- Armpoor
- 132132
- Verbindungsstückconnector
- 132a132a
- Verbindungsstückconnector
- 134134
- Schienerail
- 138138
- Seiltrommelnrope drums
- 140140
- zweite Horizontaltransportvorrichtungsecond horizontal transport device
- 142142
- Schieberslider
- 144144
- Gleitflächesliding surface
- 150150
- erste Kreisbahnfirst circular path
- 152152
- zweite Kreisbahnsecond circular path
- 200200
- Transportsystemtransport system
- 300300
- Solarstrahlungsreceiversolar radiation receiver
- 400400
- Wärmeübertragungssystemheat transfer system
- 402402
- Wärmeübertragungskammerheat transfer chamber
- 404404
- Schleusesluice
- 500500
- Reaktorkammerreactor chamber
- 600600
- SolarabsorbervorrichtungsspeicherSolar absorber device storage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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| DE (1) | DE102020118683B4 (en) |
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-
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- 2020-07-15 DE DE102020118683.5A patent/DE102020118683B4/en active Active
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| DE102020118683B4 (en) | 2022-04-21 |
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