DE202014003118U1

DE202014003118U1 - Parabolspiegel-Solar-Kraftwerk

Info

Publication number: DE202014003118U1
Application number: DE202014003118.5U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2014-05-06
Anticipated expiration: 2024-04-11

Abstract

Parabolspiegel-Solar-Turmkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass durch Parabolspiegeln konzentrierte Sonneneinstrahlung durch einen optischen Kondensor parallel gerichtet und durch zwei Lenkspiegel auf den Kollektor am Turm gerichtet ist.

Description

Solare Turmkraftwerke sind seit Jahren bekannt und bewährt, jedoch bislang nicht sehr wirtschaftlich.
Dies liegt u. a. an diem riesigen Flächenverbrauch für die Aufstellung der Spiegel, der nur in Wüstengegenden realisierbar ist, wo aber mit hoher Staubkonzentration und evtl. Sandstürken zu rechnen ist. Um hohe Energieausbeute zu gewährleisten, ist daher ständige Reinigung und regelmäßiger Ersatz der Spiegel erforderlich.
Um diesen Kraftwerkstyp auch für gemäßigte Zonen und deckend bewachsenen (z. B. Weide-)Flächen nutzbar zu machen, ist eine höhere Energieausbeute pro Flächeninhalt erforderlich.
Aufgabe vorliegender Neuerung ist es daher, ein solares Turmkraftwerk bei gegebener, auch keineiner Aufbaufläche, effizienter zu machen.
Dies wird erfindungsgemäß durch zwei Maßnahmen erreicht:

– Konzentration der Sonnenstrahlen durch Cluster von Parabolreflektoren
– Ausrichtung und Nachführung nach dem Sonnenstand in einem horizontalen Winkelfeld von 270° und vertikal um 90°

Die Nachführung von Parabolspiegeln nach dem Sonnenstand ist vielfach bekannt und unterschiedlich lösbar, wie aus US 4.171.876 , 4.568.156 und 4.743.095 , sowie DE 196 30 201 und DE 10 2022 083 239 A1 etc. bekannt
Bislang wurde die Energiegewinnung mit Parabolspiegeln jedoch stets so ausgeführt, dass sich thermische oder solar-elektrische Kollektoren im Brennpunkt oder Konzentrationsbereich des Spiegelsystems befinden. Bislang musste die solare Energie dort unmittelbar umgesetzt werden (etwa durch Stirlingmotoren) oder unter erheblichen Verlusten in Glasfaserbündeln (siehe JPs 599 74 60 (A) oder mit hohem apparativem Aufwand in heißen Medien weiter geleitet werden.
Der entscheidende Schritt vorliegender Neuerung liegt nun darin, dies zu vermeiden und das konzentrierte Bündel an Sonnenstrahlen verlustarm zum Kollektor eines Turmkraftwerkes zu führen.
Dies erfolgt neuerungsgemäß dadurch, dass sich im Brennpunkt des Parabolspiegels ein Kondensorsystem befindet, dass die Einstrahlung in den Brennpunkt parallel bündelt.
Das Kondensorsystem kann aus optischen Linsen bestehen, wie von Projektor-Systemen bekannt, oder aus einem oder mehreren weiteren Parabolspiegeln, wie es US 8.471.142 B1 z. B. lehrt.
Der parallelisierte Strahl wird durch Einsatz zwei weitere, ausrichtbare Spiegel zum Kollektor des Turmes geführt.
Die Neuerung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen 1 näher erläutert.
1 zeigt wie die Strahlen der Sonne 1 auf den Parabolspiegel 2 treffen, und von ihm in das Kondensor-Linsensystem 3 in seinem Brennpunkt konzentriert werden.
Ein durch das Kondensor-Linsensystem 3 parallel ausgerichtetes Strahlenbündel 4 trifft dann auf einen Ablenkspiegel 5, der es auf einen zweiten Ablenkspiegel 7 richtet, und dieser sein Strahlenbündel 8 auf den Turm-Kollektor 9 lenkt.
Durch die Umlenkung mit einen der Sonne nachgeführten Parabolspiegel, und 2 nachgeführten Lenkspiegeln lassen sich aus allen Himmelsrichtungen und Winkeln zur Vertikalen einwirkenden Sonnenstrahlen zunächst bündeln und dannauf den Kollektor richten. Eine vielzahl solcher Spiegelsysteme in einem Solarkraftwerk können daher bei ungünstigem Sonnenstand die Strahlung effizienter auf den Kollektor konzentrieren, als die üblichen Heliostaten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4171876 [0006]
US 4568156 [0006]
US 4743095 [0006]
DE 19630201 [0006]
DE 102022083239 A1 [0006]
JP 5997460 (A) [0007]
US 8471142 B1 [0010]

Claims

Parabolspiegel-Solar-Turmkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass durch Parabolspiegeln konzentrierte Sonneneinstrahlung durch einen optischen Kondensor parallel gerichtet und durch zwei Lenkspiegel auf den Kollektor am Turm gerichtet ist.
Parabolspiegel-Solar-Turmkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Cluster von Parabolspiegeln exakt zur Sonne hin ausgerichtet und ihre parallelisierten Strahlenbündel zum Kollektor des Turm zusammengeführt sind.
Parabolspiegel-Solar-Turmkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Kondensor mit einem Linsensystem bestückt ist.
Parabolspiegel-Solar-Turmkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Kondensor wiederum aus einem oder mehreren Parabolspiegeln besteht.
Parabolspiegel-Solar-Turmkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkspiegelsystem aus 2 oder mehreren Spiegeln besteht, die die parallelisierten Strahlen zum Kollektor hin ausichten.