DE19546913A1

DE19546913A1 - Solar collector with elongated reflector formed as parabola channel

Info

Publication number: DE19546913A1
Application number: DE19546913A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Binner; Manfred Dr Ing Boehmer; Klaus Dipl Ing Hennecke
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-19
Also published as: IL119585A0; ES2117955A1; ES2117955B1

Abstract

The solar collector has an elongated reflector (10). The reflector, at the end which faces away from the sun at the highest sun position, is closed off with a reflection wall (14). The reflector is fitted on a support structure (12), which makes possible a re-positioning of the reflector after the high position of the sun, so that the sun radiation (13), viewed in the lateral direction of the reflector, always falls vertically onto the reflector and from it is concentrated on the absorber (12). Such solar radiation as previously met the side area of the reflector at an inclined angle is also concentrated by the reflection wall onto the absorber.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarkollektor mit einem langgestreckten Reflektor in Form einer Parabolrinne, der einfallende Strahlung auf einen rohrförmigen Absor ber konzentriert.The invention relates to a solar collector with a elongated reflector in the form of a parabolic trough, the incident radiation on a tubular absorber about concentrated.

Bekannt sind sogenannte Rinnenkollektoren für die Umwandlung von Sonnenenergie. Solche Rinnenkollektoren haben einen langgestreckten rinnenförmigen Reflektor, der bis zu 50 m lang sein kann und parabolischen Quer schnitt hat. Der Reflektor konzentriert das einfallende Sonnenlicht auf einen rohrförmigen Absorber, der sich über die gesamte Länge des Reflektors erstreckt und von einem Wärmeträgermedium, z. B. Öl, durchströmt ist. Die auf den Absorber konzentrierte Sonnenenergie heizt das Wärmeträgermedium auf, das dann beispielsweise mit ei ner Temperatur von etwa 400°C einem Dampferzeuger zu geführt wird, der einen Wärmetauscher zum Verdampfen von Wasser enthält. So-called channel collectors are known for the conversion of solar energy. Such gutter collectors have an elongated trough-shaped reflector, which can be up to 50 m long and parabolic cross has cut. The reflector concentrates the incident Sunlight shines on a tubular absorber extends over the entire length of the reflector and from a heat transfer medium, e.g. B. oil is flowed through. The this heats up concentrated solar energy Heat transfer medium, which for example with egg ner temperature of about 400 ° C to a steam generator is performed, the heat exchanger for evaporation of water contains.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Solar kollektor mit rinnenförmigem Reflektor und langge strecktem Absorber zu schaffen, dessen Wirkungsgrad erhöht ist.The invention has for its object a solar collector with trough-shaped reflector and long stretch absorber to create its efficiency is increased.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved with the invention the features specified in claim 1.

Parabolrinnenkollektoren werden in der Regel der Son nenhöhe einachsig nachgeführt. Abhängig vom Breitengrad sowie der Tages- und Jahreszeit ändert sich die Sonnen höhe (Elevation). Diese Bewegung der Sonne führt bei den in Nord-Süd-Richtung aufgestellten Kollektoren zu einem sich ändernden, aber in aller Regel schrägen Ein fall des Sonnenlichts auf den Reflektor. An einer offe nen Stirnseite des Reflektors wird ein Teil der reflek tierten Solarstrahlung mit axialer Komponente aus dem Reflektor herausgeleitet, ohne auf den Absorber zu treffen. Dadurch entstehen Endverluste. Durch die Re flexionswand, mit der der Reflektor an dem von der Son ne wegweisenden Ende abgeschlossen ist, werden diese Endverluste verringert. Die Reflexionswand bewirkt, daß die konzentrierte Strahlung, die an sich den Reflektor verlassen würde, ohne auf den Absorber zu treffen, so umgelenkt wird, daß sie dennoch auf den Absorber trifft und damit genutzt wird. Der Wirkungsgrad des Solarkol lektors wird somit gesteigert.Parabolic trough collectors are usually the Son single-axis tracking. Depending on the latitude as well as the time of day and season the sun changes height (elevation). This movement of the sun leads to the collectors set up in the north-south direction a changing but usually weird one the sunlight falls on the reflector. On an open NEN end of the reflector becomes part of the reflec tated solar radiation with an axial component from the Reflector led out without the absorber to meet. This creates end losses. By the Re flexion wall with which the reflector is attached to the ne pioneering end has been completed End losses reduced. The reflection wall causes the concentrated radiation which in itself is the reflector would leave without hitting the absorber, so is deflected that it still hits the absorber and is used with it. The efficiency of the solar col lector is thus increased.

Die Positionierung der Reflexionswand hängt von dem Aufstellungsort des Solarkollektors ab. Auf der Nord halbkugel der Erde errichtete Solarkollektoren können durch den Anbau der Reflexionswand an der nördlichen Stirnseite der Parabolrinne die Endverluste reduzieren bzw. eliminieren. Auf der Südhalbkugel müßte die Re flexionswand an der südlichen Stirnseite angebracht werden.The positioning of the reflection wall depends on that Installation location of the solar collector. On the north solar collectors built in hemisphere by adding the reflection wall to the northern one Reduce the end losses at the front of the parabolic trough or eliminate. In the southern hemisphere, the Re inflection wall attached to the southern end will.

Versuche haben gezeigt, daß die Endverluste im Jahres mittel die eingestrahlte nutzbare Sonnenenergie mit einem Anteil von ungefähr 3% reduzieren. Durch den Anbau der zusätzlichen Reflexionswand wird erwartet, bis zu 2/3 dieser Verluste vermeiden zu können.Trials have shown that the final losses in the year medium the irradiated usable solar energy a share of about 3%. By the Adding the additional reflection wall is expected to be able to avoid up to 2/3 of these losses.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.The following is with reference to the drawings an embodiment of the invention explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Sonnenkol lektors, Fig. 1 is a schematic side view of the Sonnenkol lector,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1 and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Längenab schnitts des Sonnenkollektors. Fig. 3 is a perspective view of a section of Längenab the solar panel.

Der Sonnenkollektor von Fig. 1 weist einen langge streckten rinnenförmigen Reflektor 10 von parabolischem Querschnitt auf, der beispielsweise eine Länge von 50 m hat und eine Öffnungsweite (Apertur) von 5 m. Längs der Brennlinie des Reflektors 10 ist ein langgestreckter rohrförmiger Absorber 11 angeordnet, der an dem Reflek tor so befestigt ist, daß er dessen Bewegungen folgt und stets in der Brennlinie bleibt. Der Reflektor 10 ist an einer Tragstruktur 12 angebracht, die eine Nach führung des Reflektors nach dem Höhenstand der Sonne ermöglicht, so daß die Sonnenstrahlung 13, in Seiten ansicht des Reflektors gesehen, stets senkrecht auf den Reflektor fällt und von diesem auf den Absorber 11 kon zentriert wird.The solar collector of Fig. 1 has a elongated trough-shaped reflector 10 of parabolic cross section, for example, has a length of 50 m and an opening width (aperture) of 5 m. Along the focal line of the reflector 10 , an elongate tubular absorber 11 is arranged, which is attached to the reflector gate so that it follows its movements and always remains in the focal line. The reflector 10 is attached to a support structure 12 , which enables the reflector to be guided according to the height of the sun, so that the solar radiation 13 , seen in the side view of the reflector, always falls perpendicularly onto the reflector and from there onto the absorber 11 is centered.

Der rinnenförmige Absorber 10 ist gemäß Fig. 2 an dem jenigen Ende, das bei höchstem Sonnenstand von der Son ne wegweist, mit einer Reflexionswand 14 abgeschlossen. Die Grenzstrahlen 13a, die auf den Endbereich des Re flektors 10 fallen, werden von der Reflektorwand zu der stirnseitigen Reflexionswand 14 reflektiert und von dort auf den Absorber 11 geleitet. Auf diese Weise geht die Sonnenenergie der Grenzstrahlen 13a nicht verloren, obwohl der Absorber 11 die gleiche Länge hat wie der Reflektor 10, und nicht über dessen Ende hinaus über steht.The trough-shaped absorber 10 is closed according to FIG. 2 at the end that points away from the sun at the highest position of the sun with a reflection wall 14 . The boundary rays 13 a, which fall on the end region of the reflector 10 , are reflected by the reflector wall to the front-side reflection wall 14 and passed from there to the absorber 11 . In this way, the solar energy of the boundary rays 13 a is not lost, although the absorber 11 has the same length as the reflector 10 , and does not protrude beyond its end.

Dasjenige Ende, das bei höchstem Sonnenstand von der Sonne wegweist, ist bei Nord-Süd-Ausrichtung des Solar kollektors auf der nördlichen Halbkugel das nördliche Ende und auf der südlichen Halbkugel das südliche Ende.The end that at the highest position of the sun from the Sun points away, is north-south orientation of the solar collector in the northern hemisphere the northern End and in the southern hemisphere the southern end.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß auch solche Solarstrah lung 13 von der Reflexionswand 14 auf den Absorber 11 konzentriert wird, die zuvor unter schrägem Einfalls- Winkel den Seitenbereich des Reflektors 10 getroffen hat.From Fig. 3 it can be seen that such solar radiation 13 is concentrated by the reflection wall 14 on the absorber 11 , which has previously hit the side region of the reflector 10 at an oblique angle of incidence.

Claims

Solar collector with an elongated reflector ( 10 ) in the form of a parabolic trough, which concentrates incident radiation onto a tubular absorber ( 12 ), characterized in that the reflector ( 10 ) has a reflection wall at the end which points away from the sun at the highest position of the sun ( 14 ) is complete.