DE10296508T5 - Photovoltaisches Anordnungsmodul-Design für solar-elektrische Energieerzeugungssysteme - Google Patents

Photovoltaisches Anordnungsmodul-Design für solar-elektrische Energieerzeugungssysteme Download PDF

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Abstract

Photovoltaisches Solar-Anordnungsmodul eines elektrische Energie erzeugenden Systems mit:
einem ersten optischen Konzentrator zum Fokussieren von Sonnenstrahlen derart, dass die Strahlen wenigstens auf das fünffache ihrer normalen Intensität konzentriert werden;
einem zweiten optischen Konzentrator, welcher unter dem ersten optischen Konzentrator angeordnet ist, um die durch den ersten optischen Konzentrator konzentrierten Sonnenstrahlen zu fokussieren;
einem dritten optischen Konzentrator mit einer Bodenseite, der unter dem zweiten optischen Konzentrator angeordnet ist, um die fokussierten Sonnenstrahlen wenigstens zwanzigfach weiter zu konzentrieren;
einem vierten optischen Konzentrator mit einer nach oben und unten gerichteten Oberfläche, welcher an der Bodenseite des dritten optischen Konzentrators zum weiteren Konzentrieren der fokussierten Sonnenstrahlen angeordnet ist;
einer Konzentrator-Solarzelle, welche unter dem vierten optischen Konzentrator angeordnet ist, um eine höhere elektrische Konversionseffizienz zu erreichen; und
einem Satz von Rippen, die auf der Bodenseite der Solarzellen angeordnet sind.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein photovoltaisches Dünnfilm-Multiverbindungs-Anordnungsmodul eines solarelektrischen Konzentratorenergiesystems.
  • 2. Stand der Technik
  • Während der 90er Jahre produzierten die meisten photovoltaischen Elemente mit flachen Platten aus Silikonsolarzellen Elektrizität mit einer Konversionseffizienz zwischen 15 bis 18% der kommerziellen Marktsysteme. Seit damals hat das Department of Energy und die PV-herstellende Industrie Dünnfilm- und Multiverbindungs-Solarzellen wesentlich verbessert. 1999 hat Spectrolab den Weltrekord gebrochen, als es eine neue Dreifachverbindungs-Solarzelle (Triple-Junction) mit einer bekannten kommerziellen Effizienz von bis zu 34% produziert hat.
  • Die Tatsache, dass die neuen Dreifachverbindungs-Solarzellen wesentlich mehr kosten als konventionelle Solarzellen hat es jedoch unmöglich gemacht, photovoltaische Bauelemente mit flachen Platten als solare Empfänger für die Elektrizitätsgewinnung zu designen.
  • U.S.-Patent 5,505,789 von Fraas et al. offenbart ein photovoltaisches Strichfokus-Modul, welches feste optische Sekundärelemente zur verbesserten Strahlenresistenz verwendet. Diese Erfindung besteht aus einem Array linear gewölbter Fresnel-Linsen mit einem linearen photovoltaischen Zellenempfänger, der entlang der Fokallinie jeder Linse angeordnet ist. Die optischen Sekundärelemente können parabolische Form aufweisen.
  • Die Systeme der vorliegenden Erfindung offenbaren Kombinationen von Fresnel-Linsen und parabolischen Reflektoren. Im Besonderen offenbaren sie eine Kombination von einer oder zwei Fresnel-Linsen, Kompound-Parabolreflektoren (Verbund-Parabolreflektoren) verbunden mit optischen Konzentrations-Glaslinsen und Multiverbindungs-Solarzellen (Multi-Junction) für photovoltaische elektrische Energiekonversion.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein kostengünstiger, hocheffizienter Konzentrator wurde entwickelt, um mit einem Punktfokus an eine wesentlich kleinere Oberfläche teurer Solarzellen angekoppelt zu werden. Der solarelektrische Konzentrator ist eine Kombination aus Fresnel-Linsen und optischen Reflektoren, welche die solare Intensität innerhalb einer Distanz von 6 Inch auf das 300 bis 1000-fache konzentrieren können. Der solarelektrische Konzentrator kann aus kostengünstigen, herkömmlichen Materialien hergestellt werden und ersetzt große Abschnitte eines Moduloberflächengebiets, weil sein Punktfokus eine kleinere Oberfläche der teuren Solarzellen benötigt.
  • Die Erfindung betrifft ein photovoltaisches Dünnfilm-Multiverbindungs-Anordnungsmodul eines solarelektrischen Energieerzeugungssystems. Das photovoltaische (PV) Anordnungsmodul hoher Performance hat Multiverbindungs-Konzentrator-Solarzellen, die die empfangene solare Energie in Elektrizität umwandeln.
  • Eine photovoltaische Solarzelle ist ein Halbleiterbauelement, das Sonnenlicht durch den photovoltaischen Effekt direkt in Elektrizität konvertiert. Eine der wichtigen Entwicklungen der PV-Anwendungen ist die Verminderung der Systemkosten durch Design der PV-Anordnungsmodule, um das Sonnenlicht effizienter direkt in Elektrizität zu konvertieren.
  • Das PV-Anordnungsmodul enthält vielstufige Konzentrationen von Sonnenlicht mit Fresnel-Linsen, CPC-Reflektoren und speziell geformten Glaslinsen, die mit den wesentlich kleineren Oberflächenbereichen der teuren Multiverbindungs-Konzentrator-Solarzellen in dem System hergestellt sein können. Solare Hochkonzentrations- und Hocheffizienz-Multiverbindungs-Solarzellen sind die essenziellen Faktoren zur Verminderung der Kosten der PV-Anordnungsmodule, welche Elektrizität produzieren.
  • Der Konzentrator hat eine oder zwei Schichten von Fresnel-Linsen, welche die Sonnenstrahlen konzentrieren. Die zweite Fresnel-Linse bricht die einkommenden Strahlen um weitere 30°. Diese größere Brechung fügt dem System vier Stunden nützlicher Zeit hinzu. In Ausführungsformen mit zwei Fresnel-Linsen ist auch das CPC so wieder angepasst, dass es täglich mehr als acht Stunden direkter Solarstrahlung einfängt. Ein photovoltaisches Modulspurführungssystem, das der Sonne folgt, ist in einem System mit einer Fresnel-Linse hilfreich, kann aber durch ein solarelektrisches Energiesystem mit zwei Fresnel-Linsen ersetzt werden. Die Gesamtkosten des vollständigen solarelektrischen Systems können um 30% reduziert werden. Mit dieser Modifikation wird es kommerziell möglich, die günstigen, hocheffizienten, solare elektrische Energie erzeugenden photovoltaischen Systeme mit stationärer Konzentration auf dem Dach von Gebäuden oder einem fixierten Rahmen zu montieren und es in nützlichem Umfang an ein Energieversorgungsnetz anzuschließen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Diese ist jedoch so zu verstehen, dass die Zeichnung nur als eine Illustration dient und nicht als eine Definition der Grenzen der Erfindung.
  • In der Zeichnung, bei der in den verschiedenen Ansichten ähnliche Bezugszeichen für ähnliche Elemente verwendet werden, zeigen:
  • 1a ein solarelektrisches Konzentratorsystem einer photovoltaischen Vierverbindungs-Konzentrator-Solarzelle mit einer 1000-fachen solaren Intensitätskonzentration;
  • 1b einen Querschnitt durch die Linie A-A von 1a ;
  • 1c das solarelektrische Konzentratorsystem gemäß 1a mit einer einzigen Fresnel-Linse;
  • 2a den solarelektrischen Konzentrator gemäß 2b mit einer photovoltaischen Dünnfilm-Multiverbindungs-Konzentratorsolarzelle mit einer 400-fachen solaren Intensitätskonzentration;
  • 2b einen Querschnitt durch die Linie B-B von 2a;
  • 3a eine andere Ausführungsform eines solaren elektrischen Konzentrators mit einer optischen Fiber und einer photovoltaischen Konzentrator-Solarzelle;
  • 3b einen Querschnitt durch die Linie C-C von 3a;
  • 4 einen solarelektrischen Konzentrator mit einem solarthermischen Rohrwärmetauscher;
  • 5 einen solarelektrischen Konzentrator mit einem solarthermischen Durchflussempfänger aus wabenartigem porösem Metall.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Mit Bezug auf die Zeichnung und insbesondere die 1a und 1b wird ein stationär eingebauter PV-Konzentrator 10 mit einem ersten optischen Konzentrator 11 zum Fokussieren von Sonnenstrahlen gezeigt. Ein zweiter optischer Konzentrator 12 ist unter dem ersten optischen Konzentrator 11 angeordnet. Ein dritter optischer Konzentrator 13 ist unter dem zweiten optischen Konzentrator 12 angeordnet. Ein als speziell geformte Glaslinse ausgebildeter vierter optischer Konzentrator 14 ist am Boden des dritten optischen Konzentrators 13 angeordnet. Die Konzentrator-Solarzelle 22 ist unter dem vierten optischen Konzentrator 14 angeordnet. Der vierte optische Konzentrator 14 fokussiert die Strahlen bis zu dem 1000-fachen der originalen solaren Isolation. Ferner kann die Solarzelle 22 mit der Vierfach-Verbindungs-Solarzelle eine 45%-ige Konversionseffizienz vorsehen. Durch den Wärmeverteiler 18 fließt ein Fluid und wird durch die Solarzelle 22 erhitzt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Solarzellen 22 eine Tandem GaInP/GaInAs oder GaAs Konzentrator-Solarzelle auf. In einer ebenso bevorzugten Ausführungsform ist der erste optische Konzentrator 11 eine Fresnel-Linse, der zweite optische Konzentrator 12 eine Fresnel-Linse und der dritte optische Konzentrator 13 ein parabolischer Kompound-Konzentrator (CPC). Der vierte optische Konzentrator ist eine optisch konzentrierende Glaslinse mit einer von drei verschiedenen möglichen Formen, die für jeweils verschiedene Anwendungen geeignet sind.
  • Die zweite Fresnel-Linse bricht die einlaufenden Strahlen um zusätzliche 30°. Diese größere Brechung fügt dem System vier Stunden nützlicher Zeit hinzu.
  • Daher kann das System Solarenergie über acht Stunden am Tag ohne die Verwendung einer Spurführungseinrichtung sammeln. Das System ist mit der Doppelbrechung effizient genug, um dem Leistungsanforderungen aus sich heraus zu genügen. Die Strahlen konvergieren an dem normalen Einfallsfokalpunkt 17 unter dem zweiten optischen Konzentrator 12, der eine zweite Fresnel-Linse ist.
  • Der dritte optische Konzentrator 13 ist aus einem Glasspiegel aufgebaut, welcher eine reflektierende Oberflächenbeschichtung und mehrere Schichten von Schutzmaterialien aufweist. Die reflektierende Oberflächenbeschichtung kann auch eine Aluminiumfolie oder eine chrombeschichtete Metallplatte sein.
  • Der dritte optische Konzentrator 13 kann aus einem keramischen Material aufgebaut sein, welcher einen Glasspiegel mit einer silberreflektierenden Beschichtung aufweist, welche mit mehreren Schichten von Schutzmaterialien abgedeckt ist. Die keramische Konsole wird verwendet, um den dritten optischen Konzentrator 13 mit einem speziellen Kleber an die Konzentrator-Struktur anzubringen. Die Schutzmaterialien reduzieren die thermische Spannung bei hohen Betriebstemperaturen.
  • In 1c ist ein Solarkonzentrator 10 mit einem ersten optischen Konzentrator 11, einem dritten optischen Konzentrator 13 und einem vierten optischen Konzentrator 14 dargestellt. Diese Ausführungsform beinhaltet keine zweite Fresnel-Linse oder keinen zweiten optischen Konzentrator 12. Die Strahlen konvergieren an einem einen "oft-normalen" Einfallsfokalpunkt 19 unter dem ersten optischen Konzentrator 11, der eine erste Fresnel-Linse ist. Eine Ausführungsform ohne eine zweite Fresnel-Linse wird vorteilhafterweise in Systemen verwendet, die ein Spurführungssystem aufweisen. Spurführungssysteme sind nicht notwendig für Systeme, die eine zweite Fresnel-Linse aufweisen. Ein System mit einer einzigen Fresnel-Linse ist auch für alle weiteren Ausführungsformen anwendbar, die mit zwei Fesnel-Linsen in dieser Anmeldung gezeigt und beschrieben werden.
  • In einer weiteren in den 2a und 2b gezeigten Ausführungsform weist die Solarzelle 24 eine photovoltaische Dünnfilm-Multiverbindungs-Konzentratorzelle auf. In den 3a und 3b weist der solarelektrische Konzentrator 10 einen ersten optischen Konzentrator 11, einen zweiten optischen Konzentrator 12, einen dritten optischen Konzentrator 13, einen vierten optischen Konzentrator 14 und eine optische Fiber 30 auf. Die photovoltaische Konzentrator-Solarzelle 26 ist unter der optischen Fiber 30 angeordnet. In 3b ist der vierte optische Konzentrator 14 eine Glaslinse mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung, die an eine optische Fiber 30 mit einem Durchmesser von weniger als 3 mm oberhalb der Hocheffizienz-Multiverbindungs-Konzentratorsolarzelle 26 mit einer Konzentrationsrate des 500-fachen von normalen Sonnenstrahlen angeschlossen ist.
  • Die Funktion der Einrichtung kann wie folgt beschrieben werden: Das von ersten und zweiten optischen Konzentratoren 11, 12 fokussierte Sonnenlicht tritt durch die weitere Apertur-Öffnung (nach oben gerichtete Öffnung) des dritten optischen Konzentrators 13, nämlich des Kompound-Parabolkonzentrators (CPC). Ein Rand um den Strahlenkreis ermöglicht es dann, die maximal mögliche Menge des Sonnenlichtes auch dann zu konzentrieren, wenn die parabolische Konzentration nicht senkrecht zu der Sonne ausgerichtet ist. Das fokussierte Sonnenlicht wird kontinuierlich durch den CPC-Spiegel reflektiert und an dem Boden des CPC 13 als dreidimensionaler, einem Donut ähnlichen Lichtring wieder refokussiert.
  • Um den Lichtring weiter zu harmonisieren und konzentrieren, können als dritter optischer Konzentrator 22, 24, 26 drei verschiedene Formen fester Glaslinsen (eine mit optischen Fibern) verwendet werden.
  • Erstens kann die Glaslinse 14, die am Boden des dritten optischen Konzentrators 13 angeordnet ist, wie in 1b gezeigt, einen BH-förmigen Querschnitt aufweisen. Die Querschnittsansicht des fokussierten Lichts ähnelt zwei auf beiden Seiten der Basis der Querschnittsansicht des CPC 13 angeordneten Krabbenaugen. Der Querschnitt der Glaslinse 14 wird verwendet, um den Lichtring zu harmonisieren und das Licht zu einer 1000-fachen Intensität im Vergleich zu einem normalen einstrahlenden Sonnenlicht hinter den Fresnel- und CPC-Linsen zu konzentrieren. Das Licht fällt dann auf die Multiverbindungs-Konzentratorsolarzellen 22. Die BH-förmige Linse 14 ist mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung beschichtet.
  • Zweitens kann, wie in 2b gezeigt, eine mondsichelförmige Glaslinse als vierter optischer Konzentrator 14 verwendet werden, wenn die Solarzellen einen geringeren Konzentrationsgrad erfordern. Diese Glaslinse hat einen einer Mondsichel ähnelnden Querschnitt. Die Linse hat eine konvexe nach oben zeigende Oberfläche mit einer stärkeren Krümmung als die der konkaven, nach unten zeigenden Oberfläche. Die Linse ist auch mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung beschichtet.
  • Drittens kann, wie in 3b gezeigt, eine halbkugelförmige kleinteilige feste Glaslinse verwendet werden, die eine konvexe nach oben gerichtete Oberfläche und eine flache nach unten gerichtete Oberfläche aufweist. Sie ist an eine optische Fiber 30 kurzer Länge (weniger als drei Durchmesser, wobei D < 3 mm) angeschlossen. An dem Boden der optischen Fiber 30 passiert das fokussierte Licht die Fiber 30 und fällt auf die Konzentrator-Multiverbindungs- Solarzellen 26. Die Linse 14 ist auch mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung beschichtet.
  • 4 zeigt eine Kollektorstruktur 10 mit einer ersten Fresnel-Linse 11, die über einer zweiten Fresnel-Linse 12 angeordnet ist, welche wiederum über einem Kompound-Parabolkonzentrator 14 angeordnet ist. Die Fresnel-Linsen 11, 12 konzentrieren die Intensität des Sonnenlichts. Das fokussierte Sonnenlicht wird durch den Kompound-Parabolkonzentrator 14 ferner 20 bis 50-fach konzentriert. Dieses intensivierte Sonnenlicht wird auf den Boden des CPC 13 fokussiert, an dem der Wärmetauscher 16 angeordnet ist. Fluid 18 fließt durch den Wärmetauscher 16, wird durch die produzierte konzentrierte Solarenergie aufgeheizt und im Druck verstärkt.
  • Der Wärmetauscher 16 ist neben dem Boden des CPC 14 angeordnet und kann eine Cermet-Beschichtung, eine Mischung aus Keramik und nicht rostendem Stahl aufweisen. Die Cermet-Beschichtung weist höhere Wärmetransporteigenschaften mit einem Absorptionsvermögen von 96% der Solarstrahlung auf. Der Wärmetauscher 16 kann, wie in 5 gezeigt, auch ein solarthermischer Durchflussempfänger aus wabenartigem porösem Metall sein.
  • Es wurden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben. Dabei ist jedoch klar, dass viele Veränderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsgedanken und das Ziel der Erfindung zu verlassen.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Photovoltaisches Solar-Anordnungsmodul-Design, welches drei oder vier Stufen einer optischen Konzentration eines photovotaischen elektrischen Energieerzeugungssystems darstellt. Ein Kompound-Parabolkonzentrator (CPC) ist unter einer ersten oder einer ersten und zweiten optisch konzentrierenden Fresnel-Linse angebracht, welche die Intensität des Sonnenlichts konzentriert. Dann wird das fokussierte Sonnenlicht durch den dritten optischen Konzentrator CPC zwanzigfach weiter konzentriert. Die hohe Spiegelqualität des CPC erlaubt es, dass bis zu 98% der reflektierten Strahlen auf den Boden des CPC reflektiert werden. An diesem Punkt wird das intensivierte Sonnenlicht homogenisiert, wenn es durch eine vierte optische Konzentrator-Glaslinse gelangt, welche mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung auf der Oberseite der Glaslinsenoberfläche versehen ist, und auf die Multiverbindungs-Solarzelle einfällt, um die vierte optische Konzentration für die photovoltaisch elektrische Energiekonversion zu erreichen.
  • Zusammenfassung:
  • Photovoltaisches Solar-Anordnungsmodul
  • Photovoltaisches Solar-Anordnungsmodul-Design, welches drei oder vier Stufen einer optischen Konzentration eines photovotaischen elektrischen Energieerzeugungssystems darstellt. Ein Kompound-Parabolkonzentrator (CPC) ist unter einer ersten oder einer ersten und zweiten optisch konzentrierenden Fresnel-Linse angebracht, welche die Intensität des Sonnenlichts konzentriert. Dann wird das fokussierte Sonnenlicht durch den dritten optischen Konzentrator CPC zwanzigfach weiter konzentriert. Die hohe Spiegelqualität des CPC erlaubt es, dass bis zu 98% der reflektierten Strahlen auf den Boden des CPC reflektiert werden. An diesem Punkt wird das intensivierte Sonnenlicht homogenisiert, wenn es durch eine vierte optische Konzentrator-Glaslinse gelangt, welche mit einer Anti-Reflexionsbeschichtung auf der Oberseite der Glaslinsenoberfläche versehen ist, und auf die Multiverbindungs-Solarzelle einfällt, um die vierte optische Konzentration für die photovoltaisch elektrische Energiekonversion zu erreichen.

Claims (27)

  1. Photovoltaisches Solar-Anordnungsmodul eines elektrische Energie erzeugenden Systems mit: einem ersten optischen Konzentrator zum Fokussieren von Sonnenstrahlen derart, dass die Strahlen wenigstens auf das fünffache ihrer normalen Intensität konzentriert werden; einem zweiten optischen Konzentrator, welcher unter dem ersten optischen Konzentrator angeordnet ist, um die durch den ersten optischen Konzentrator konzentrierten Sonnenstrahlen zu fokussieren; einem dritten optischen Konzentrator mit einer Bodenseite, der unter dem zweiten optischen Konzentrator angeordnet ist, um die fokussierten Sonnenstrahlen wenigstens zwanzigfach weiter zu konzentrieren; einem vierten optischen Konzentrator mit einer nach oben und unten gerichteten Oberfläche, welcher an der Bodenseite des dritten optischen Konzentrators zum weiteren Konzentrieren der fokussierten Sonnenstrahlen angeordnet ist; einer Konzentrator-Solarzelle, welche unter dem vierten optischen Konzentrator angeordnet ist, um eine höhere elektrische Konversionseffizienz zu erreichen; und einem Satz von Rippen, die auf der Bodenseite der Solarzellen angeordnet sind.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste optische Konzentrator eine Fresnel-Linse aufweist.
  3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite optische Konzentrator eine Fresnel-Linse aufweist.
  4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte optische Konzentrator einen Kompound-Parabolkonzentrator aufweist.
  5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompound-Parabolkonzentrator aus Glas hergestellt ist.
  6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompound-Parabolkonzentrator aus Keramik hergestellt ist.
  7. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompound-Parabolkonzentrator eine reflektierend beschichtete Oberfläche und Schutzbeschichtungen aufweist.
  8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierend beschichtete Oberfläche Aluminium ist.
  9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierend beschichtete Oberfläche auf Metallplatten platiniertes Chrom ist.
  10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte optische Konzentrator eine optische Konzentrator-Glaslinse aufweist.
  11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Konzentrator-Glaslinse einen BH-förmigen Querschnitt aufweist.
  12. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Konzentrator-Glaslinse eine nach oben gerichtete konvexe Oberfläche und eine nach unten gerichtete konkave Oberfläche geringerer Krümmung aufweist, wobei sie einen mondsichelförmigen Querschnitt bildet.
  13. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine optische Fiber vorgesehen ist, wobei die optische Konzentrator-Glaslinse eine nach oben gerichtete konvexe Oberfläche und eine nach unten gerichtete flache Oberfläche hat, welche an die optische Fiber angeschlossen ist.
  14. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrator-Glaslinsen aus einer Gruppe bestehend aus Tandem GaInP/GaInAs-Zelle und GaAs-Zelle ausgewählt sind.
  15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das System kompatibel mit Dreifach-Verbindungssolarzellen ist.
  16. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das System kompatibel mit Viertach-Verbindungssolarzellen ist.
  17. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrator-Glaslinsen aus photovoltaischen Dünnfilm-Multiverbindungszellen ausgewählt werden.
  18. Photovoltaisches Solar-Anordnungsmodul eines elektrische Energie erzeugenden Systems mit: einer Fresnel-Linse zum Fokussieren von Sonnenstrahlen derart, dass die Strahlen wenigstens auf das fünffache ihrer normalen Intensität konzentriert werden; einem Kompound-Parabolkonzentrator mit einer Bodenseite, welcher unter der Fresnel-Linse angeordnet ist, um die fokussierten Sonnenstrahlen wenigstens zwanzigfach zu konzentrieren; einer optischen Konzentrator-Glaslinse mit einer nach oben und einer nach unten gerichteten Oberfläche, welche an der Bodenseite des Kompound-Parabolkonzentrators zum weiteren Konzentrieren der fokussierten Sonnenstrahlen angeordnet ist; einer Konzentrator-Solarzelle, welche unter der optischen Konzentrator-Glaslinse angeordnet ist, um eine höhere elektrische Konversionseffizienz zu erreichen; und einem Satz von Rippen unter dem Solarzellen-Substrat, welches auf der Bodenseite der Solarzelle angeordnet ist.
  19. Solar-photovoltaisches Anordnungsmodul eines elektrische Energie erzeugenden Systems mit: wenigstens einer Fresnel-Linse zum Fokussieren von Sonnenstrahlen; einem Kompound-Parabolkonzentrator mit einer Bodenseite, welcher unter der wenigstens einen Fresnel-Linse angeordnet ist, um die fokussierten Sonnenstrahlen wenigstens zwanzig- bis fünfzigfach weiter zu konzentrieren; einer optischen Konzentrator-Glaslinse mit einer nach oben und einer nach unten gerichteten Oberfläche, welche an der Bodenseite des Kompound-Parabolkonzentrators zum weiteren Konzentrieren der fokussierten Sonnenstrahlen angeordnet ist; einer optischen Fiber an dem Boden des Kompound-Parabolkonzentrators; und einer photovoltaischen Konzentrator-Solarzelle, welche unter der optischen Konzentrations-Glaslinse angeordnet ist, um eine höhere Konversionseffizienz zu erreichen.
  20. System nach Anspruch 19 mit zwei Fesnel-Linsen, dadurch gekennzeichnet, dass eine ersten Fresnel-Linse die Strahlen um das fünf- bis zehnfache ihrer normalen Intensität konzentriert; und eine zweite Fresnel-Linse unter der ersten Fresnel-Linse angeordnet ist und die von der ersten Fresnel-Linse konzentrierten Sonnenstrahlen fokussiert.
  21. Solarthermisches, elektrische Energie erzeugendes System mit: wenigstens einer Fresnel-Linse zum Fokussieren von Sonnenstrahlen; einem Kompound-Parabolkonzentrator mit einer Bodenseite, welcher unter der wenigstens einen Fresnel-Linse angeordnet ist, um die fokussierten Sonnenstrahlen zwanzig- bis fünfzigfach weiter zu konzentrieren; und einem Wärmerohrtauscher, um ein darin befindliches Wärmetransferfluid zu erhitzen, wobei die Wärmerohre an der Bodenseite des Kompound-Parabolkonzentrators angeordnet sind; wobei die wenigstens eine Fresnel-Linse, der Kompound-Parabolkonzentrator und der Wärmerohrtauscher als Solar-Kompound-Konzentrator integriert sind; und wobei das Wärmetransferfluid in Temperatur und Druck ansteigt, wenn es die Vielzahl von Wärmerohren passiert, und wobei das Wärmetransferfluid zu einer thermischen Maschine zum Erzeugen elektrischer Energie geliefert wird.
  22. System nach Anspruch 21 mit zwei Fresnel-Linsen, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Fresnel-Linse die Strahlen auf das fünf- bis zehnfache ihrer normalen Intensität konzentriert; und eine zweite Fresnel-Linse unter der ersten Fresnel-Linse angeordnet ist und die von der ersten Fresnel-Linse konzentrierten Sonnenstrahlen fokussiert.
  23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrwärmetauscher eine Cermet-Beschichtung aufweist.
  24. Solar-Kompound-Konzentrator in einem solarthermischen elektrische Energie erzeugenden System mit: wenigstens einer ersten Fresnel-Linse zum Fokussieren von Sonnenstrahlen; einem Kompound-Parabolkonzentrator mit einer Bodenseite, der unter der wenigstens einen Fresnel-Linse angeordnet ist, um die fokussierten Sonnenstrahlen um das zwanzig- bis fünfzigfache weiter zu konzentrieren; einem wabenförmigen, maschenartig verdrahteten solaren Durchflussempfänger zum Aufheizen eines darin befindlichen Wärmetransferfluids, wobei der wabenförmige, maschenartig verdrahtete solare Durchflussempfänger auf der Bodenseite des Kompound-Parabolkonzentrators angeordnet ist; wobei die wenigstens eine Fresnel-Linse, der Kompound-Parabolkonzentrator und der wabenförmige, maschenartig verdrahtete solare Durchflussempfänger als solarer Kompoundkonzentrator integriert sind; und wobei das Wärmetransferfluid in Temperatur und Druck ansteigt, wenn es eine Vielzahl von wabenförmigen, maschenartig verdrahteten solaren Durchflussempfängern passiert und wobei das Wärmetransfertluid an eine thermische Maschine zum Erzeugen elektrischer Energie geliefert wird.
  25. System nach Anspruch 24 mit zwei Fresnel-Linsen, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Fresnel-Linse die Strahlen auf das fünf- bis zehnfache ihrer normalen Intensität konzentriert, und dass eine zweite Fresnel-Linse unter der ersten Fresnel-Linse angeordnet ist und die durch die erste Fresnel-Linse konzentrierten Sonnenstrahlen fokussiert.
  26. Solarthermisches, elektrische Energie erzeugendes System mit: wenigstens einer Fresnel-Linse zum Fokussieren von Sonnenstrahlen; einem Kompound-Parabolkonzentrator mit einer Bodenseite, welcher unter der wenigstens Fresnel-Linse angeordnet ist, um die fokussierten Sonnenstrahlen um das zwanzig- bis fünfzigfache weiter zu konzentrieren; einem Wärmetauscher zum Erhitzen eines darin befindlichen Wärmetransferfluids, wobei der Tauschen auf der Bodenseite des Kompound-Parabolkonzentrators angeordnet ist, wobei der Durchmesser jedes Kompound-Parabolkonzentrators am oberen Ende der Öffnung breiter ist als der Bereich der Bewegung des Fokalpunkts jeder Fresnel-Linse, so dass der solare Kompound-Konzentrator in einem flachen Plattenpaneel angeordnet ist, um direkte solare Strahlung für eine längere Zeitdauer ohne Nachführen der Sonnenbewegung zu sammeln; und wobei das Wärmetransferfluid in Temperatur und Druck ansteigt, wenn es eine Vielzahl von Wärmetauschern passiert, und wobei das Wärmetransferfluid zu einer thermischert Maschine zum Erzeugen elektrischer Energie geliefert wird.
  27. System nach Anspruch 26 mit zwei Fresnel-Linsen, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Fresnel-Linse die Strahlen um das fünf- bis zehnfache ihrer normalen Intensität konzentriert; und dass eine zweite Fresnel-Linse unter der ersten Fresnel-Linse angeordnet ist und die von der ersten Fresnel-Linse konzentrierten Sonnenstrahlen fokussiert.
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