DE202018006178U1 - solar concentrator - Google Patents
solar concentrator Download PDFInfo
- Publication number
- DE202018006178U1 DE202018006178U1 DE202018006178.6U DE202018006178U DE202018006178U1 DE 202018006178 U1 DE202018006178 U1 DE 202018006178U1 DE 202018006178 U DE202018006178 U DE 202018006178U DE 202018006178 U1 DE202018006178 U1 DE 202018006178U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- mirror
- solar concentrator
- solar
- concave mirror
- absorber element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
- F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S2023/83—Other shapes
- F24S2023/834—Other shapes trough-shaped
- F24S2023/835—Other shapes trough-shaped asymmetric
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S2023/87—Reflectors layout
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Solarkonzentrator, der einen Spiegel (1) und mindestens einen Hohlspiegel (2) mit einem Absorberelement (8) umfasst, wobei der Spiegel (1) eine Längsausdehnung hat und im Querschnitt die Form einer Parabel aufweist und der mindestens eine Hohlspiegel (2) ebenfalls eine Längsausdehnung parallel zu dem Spiegel (1) aufweist und am unteren auslaufenden Ende des Spiegels (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Absorberelement (8) innerhalb des mindestens einen Hohlspiegels (2) angeordnet ist. Solar concentrator, comprising a mirror (1) and at least one concave mirror (2) with an absorber element (8), wherein the mirror (1) has a longitudinal extent and in cross section has the shape of a parabola and the at least one concave mirror (2) also a Has longitudinal extent parallel to the mirror (1) and at the lower outlet end of the mirror (1) is arranged, characterized in that the absorber element (8) within the at least one concave mirror (2) is arranged.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Solarkonzentrator zur Umwandlung von Solarenergie in thermische und/oder elektrische Energie nach der Gattung des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention is based on a solar concentrator for the conversion of solar energy into thermal and / or electrical energy according to the preamble of the preamble of
Solarkonzentratoren dienen zur Bündelung und Konzentration der Strahlungsenergie der Sonne. Zur Energieumwandlung werden unterschiedliche Energieabsorber verwendet, die die Strahlungsenergie der Sonne in unterschiedliche Energiearten, wie Strom, Wärme oder eine andere Energieform, umwandeln.Solar concentrators serve to concentrate and concentrate the radiation energy of the sun. For energy conversion different energy absorbers are used, which convert the radiation energy of the sun into different types of energy, such as electricity, heat or another form of energy.
Ein bekannter Solarkonzentrator besteht aus einem rinnenförmigen Hohlspiegel, welcher je nach Sonnenstand der jeweiligen Jahreszeit unterschiedliche Öffnungswinkel aufweist, die jedoch kleiner gleich 180° sind. An seiner dem Lichteinfall abgewandten hinteren Längskante ist ein Spiegel angeordnet, der in seinem Querschnitt eine Parabelform aufweist, und an der dem Lichteinfall zugewandten vorderen Längskante des Hohlspiegels ist ein Absorber angeordnet. Der Absorber erstreckt sich, ausgehend von der vorderen Längskante des Hohlspiegels, zum Mittelpunkt des Teilkreises, den der Hohlspiegel aufspannt. Der Spiegel mit dem parabelförmigen Querschnitt ist in der Art an dem Hohlspiegel angeordnet, dass der Brennpunkt des parabelförmigen Spiegels je nach Einstrahlungswinkel der Sonne von dem Ursprung des parabelförmigen Spiegels bis maximal zum Mittelpunkt des Teilkreises des Hohlspiegels wandert. Die Enden des Hohlspiegels in Längsausdehnung, welche im Querschnitt einen Teilkreis des Hohlspiegels darstellen, sowie des parabelförmigen Spiegels in Längsausdehnung sind durch Platten, welche auf der Innenseite verspiegelt sind, abgeschlossen.A known solar concentrator consists of a channel-shaped concave mirror, which has different opening angles depending on the position of the sun in the respective season, but which are less than or equal to 180 °. At its rear longitudinal edge facing away from the incidence of light, a mirror is arranged which has a parabolic shape in its cross section, and an absorber is arranged on the front longitudinal edge of the concave mirror facing the incidence of light. The absorber extends, starting from the front longitudinal edge of the concave mirror, to the center of the pitch circle, which spans the concave mirror. The mirror with the parabolic cross-section is arranged on the concave mirror in such a way that the focal point of the parabolic mirror depending on the angle of incidence of the sun from the origin of the parabolic mirror to a maximum migrates to the center of the pitch circle of the concave mirror. The ends of the concave mirror in longitudinal extension, which in cross section represent a pitch circle of the concave mirror, and the parabolic mirror in longitudinal extension are closed by plates which are mirrored on the inside.
Je nach Jahreszeit wird der Solarkonzentrator nach dem Sonnenstand zum Zeitpunkt der Sommer- bzw. Wintersonnenwende ausgerichtet. Bei einem flachen Einstrahlwinkel zur Winterzeit, ist die Öffnung zwischen dem Hohlspiegel und dem parabelförmigen Spiegel vertikal angeordnet. Zur Sommerzeit, wenn die Sonnenstrahlen fast rechtwinklig zur Oberfläche der Erde auftreffen, ist die Öffnung zwischen dem Hohlspiegel und dem parabelförmigen Spiegel horizontal ausgerichtet. Das auf den parabelförmigen Spiegel fallende Sonnenlicht wird durch diesen zu dem Hohlspiegel reflektiert, welcher wiederum das Licht zu dem Absorber weiterleitet. Der Absorber kann eine photovoltaische Zelle, ein mit Flüssigkeit gefülltes Rohr oder irgendeine andere Art von Energiewandler sein. Die Konzentration des Solarkonzentrators ist bestimmt durch das Verhältnis der Fläche der Eintrittsöffnung zu der Fläche des Absorbers. Die Konzentration variiert je nach Jahreszeit von Null zur Wintersonnenwende bis zu dem Faktor 3,4 zur Sommersonnenwende (
Diese Ausführungsform hat den Nachteil, dass der Solarkonzentrator nach dem Sonnenstand der entsprechenden Jahreszeit nachgeführt werden muss, damit der Solarkonzentrator seinen optimalen Wirkungsgrad erreicht. Zudem ist der Solarkonzentrator den Witterungsbedingungen ausgesetzt, sodass Schnee im Winter beispielsweise die reflektierenden Flächen bedeckt. Des Weiteren neigt der Absorber in einer horizontalen Anordnung zum Durchhängen, wodurch dieser in seiner Funktion beeinträchtigt werden kann.This embodiment has the disadvantage that the solar concentrator must be tracked according to the position of the sun in the corresponding season so that the solar concentrator reaches its optimum efficiency. In addition, the solar concentrator is exposed to the weather conditions, so that snow covers the reflective surfaces in winter, for example. Furthermore, the absorber tends to sag in a horizontal arrangement, which may impair its function.
Bekannt ist auch eine Vorrichtung und Verfahren zum Absorbieren von Sonnenlicht, welche aus einem Rohr, welches transparent bzw. teiltransparent ist, besteht. Dieses Rohr bildet einen geschlossenen Kreislauf und ist mit einem Medium gefüllt, welches durch die Sonnenstrahlung erwärmt wird. Innerhalb dieses Kreislaufes kann ein Wärmespeicher oder Energiewandler angeordnet sein, wodurch aus Sonnenenergie Wärmeenergie gewonnen wird. Zusätzlich ist in dem Rohr ein Trägermaterial für einen photovoltaischen Absorber angeordnet. Durch den photovoltaischen Absorber wird ein Teil der Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgewandelt. Für einen besseren Wirkungsgrad ist von dem Innenmantel des Rohres ein Teilabschnitt verspiegelt. Der Absorber ist in Bezug auf den Innenmantel des Rohres in der Art angeordnet, dass die verspiegelte Fläche in zwei gleich große Flächen geteilt ist, so dass beide Seiten des Absorbers mit reflektiertem Licht bestrahlt werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der photovoltaische Absorber passiv durch das Medium gekühlt wird (
Ein Nachteil dieser technischen Lösung besteht in der Verbindung des Absorbers mit dem transparenten Rohr. Der Absorber ist mit seinen beiden Längskanten über die gesamte Länge des Rohres mit diesem verbunden, wodurch Kältebrücken entstehen und das Medium in der Röhre in kalter Umgebung, beispielsweise im Winter, viel Wärme durch Konvektion an den Absorber und dieser wiederum, durch die Kältebrücken, an das Rohr und somit an die Umgebung abgibt. Des Weiteren ist der Wirkungsgrad bei dieser Ausführung sehr niedrig, da keine Konzentration der Sonnenstrahlung erfolgt, sondern lediglich eine Reflektion.A disadvantage of this technical solution is the connection of the absorber with the transparent tube. The absorber is connected with its two longitudinal edges over the entire length of the tube with this, creating cold bridges and the medium in the tube in cold environment, for example in winter, a lot of heat by convection to the absorber and this in turn, by the cold bridges the pipe and thus to the environment gives. Furthermore, the efficiency in this embodiment is very low, since there is no concentration of solar radiation, but only a reflection.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Solarkonzentrator zu entwickeln, welcher stationär ist und nicht dem Sonnenstand nachgeführt werden muss. Zudem soll der Solarkonzentrator einen möglichst hohen Grad an Strahlenkonzentration erreichen und damit verbunden, einen möglichst großen Wirkungsgrad haben. Des Weiteren soll ein Durchhängen des Absorbers vermieden werden. Eine Beeinträchtigung durch Witterungseinflüsse soll vermieden werden. Kältebrücken, wie sie im Stand der Technik zwischen dem transparentem Rohr und dem Absorber vorhanden sind, sollen verhindert werden.The invention is therefore based on the object to develop a solar concentrator, which is stationary and does not have to be tracked to the sun. In addition, the solar concentrator should achieve the highest possible degree of radiation concentration and, in addition, have the highest possible efficiency. Of Furthermore, sagging of the absorber should be avoided. An impairment caused by the effects of weather should be avoided. Cold bridges, as they are present in the prior art between the transparent tube and the absorber should be prevented.
Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages
Der erfindungsgemäße Solarkonzentrator mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 hat gegenüber den herkömmlichen Solarkonzentratoren den Vorteil, dass dieser konzentriertes Sonnenlicht beidseitig auf das Absorberelement reflektiert. Dadurch hat der Solarkonzentrator gegenüber den im Stand der Technik genannten Solarkonzentratoren einen höheren Wirkungsgrad. Durch die beidseitige Beaufschlagung des Absorberelements mit konzentrierter Strahlung, ist der notwendige Bauraum des erfindungsgemäßen Solarkonzentrators, im Vergleich mit einem Solarkonzentrator aus dem Stand der Technik mit annähernd gleichen Leistungen, deutlich geringer.The solar concentrator according to the invention with the characterizing feature of
Dies wird dadurch erreicht, dass das Absorberelement innerhalb des mindestens einen Hohlspiegels angeordnet ist.This is achieved in that the absorber element is arranged within the at least one concave mirror.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Solarkonzentrator an seinen beiden Enden jeweils mit einer Seitenfläche versehen, die auf ihrer Innenseite verspiegelt ist. Dies hat den Vorteil, dass auch die Sonnenstrahlen genutzt werden, die an den Enden in Längsrichtung der Spiegel vorbeilaufen, da sie durch die verspiegelten Seitenflächen auf den parabelförmigen bzw. auf den Hohlspiegel treffen. Durch diese Ausgestaltung wird ein höherer Wirkungsgrad erzielt.In an advantageous embodiment of the invention, the solar concentrator is provided at its two ends in each case with a side surface which is mirrored on its inside. This has the advantage that the sun's rays are used, which run past the ends in the longitudinal direction of the mirror, as they meet through the mirrored side surfaces on the parabolic or on the concave mirror. By this configuration, a higher efficiency is achieved.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der durch den Spiegel, den mindestens einen Hohlspiegel sowie die Seitenflächen gebildete Raum durch eine transparente Abdeckung geschlossen. Somit ist das Absorberelement nicht der Witterung ausgesetzt und es sammelt sich kein Wasser bzw. Schnee innerhalb der Spiegel. Des Weiteren weist der Solarkonzentrator ein Element zum Abschatten der transparenten Abdeckung auf, das nach Bedarf heruntergefahren werden kann, ähnlich einer Markise. Durch die Abschattung kann eine Zerstörung des Absorberelements bei einer zu großen Einstrahlenergie verhindert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the space formed by the mirror, the at least one concave mirror and the side surfaces is closed by a transparent cover. Thus, the absorber element is not exposed to the weather and it collects no water or snow inside the mirror. Furthermore, the solar concentrator has an element for shading the transparent cover, which can be shut down as needed, like an awning. By shading destruction of the absorber element can be prevented at a large irradiation energy.
Nach einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Absorberelement aus einem Photovoltaikelement. Dadurch kann die Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgewandelt werden. In einer besonders vorteilhaften Variante ist das Photovoltaikelement vertikal in dem Hohlspiegel angeordnet. Das Photovoltaikelement weist dabei entweder auf der Vorder- oder auf der Rückseite oder auf der Vorder- und Rückseite des Trägermaterials Elemente für den photovoltaischen Effekt auf, sodass elektrische Energie durch Sonneneinstrahlung auf der Vorder- und/oder Rückseite erzeugt werden kann. Bei einer senkrechten Anordnung des Photovoltaikelements innerhalb des Spiegels erfolgt die Reflektion des Hohlspiegels auf das Photovoltaikelement von beiden Seiten, sodass das Photovoltaikelement auf der Vorder- und Rückseite elektrische Energie aus Strahlungsenergie wandeln kann. According to another advantageous embodiment of the invention, the absorber element consists of a photovoltaic element. As a result, the solar radiation can be converted into electrical energy. In a particularly advantageous variant, the photovoltaic element is arranged vertically in the concave mirror. The photovoltaic element has either on the front or on the back or on the front and back of the substrate elements for the photovoltaic effect, so that electrical energy can be generated by sunlight on the front and / or back. In a vertical arrangement of the photovoltaic element within the mirror, the reflection of the concave mirror takes place on the photovoltaic element from both sides, so that the photovoltaic element on the front and back can convert electrical energy from radiant energy.
In einer anderweitig vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Absorberelement aus einem flüssigkeitsgefüllten Rohr. Das Rohr kann dabei linear und oder mäanderförmig gewunden innerhalb des Hohlspiegels angeordnet sein. Der Ein- und Ausgang des Rohres sind mit einem Wärmetauscher verbunden, in dem die thermische Energie abgegeben wird. Das Absorberelement kann zur Verstärkung der Wärmeübertragung mit einem Absorberblech versehen sein.In an otherwise advantageous embodiment of the invention, the absorber element consists of a liquid-filled tube. The tube can be arranged linear and or meandering wound within the concave mirror. The inlet and outlet of the pipe are connected to a heat exchanger in which the thermal energy is released. The absorber element may be provided with an absorber plate to enhance the heat transfer.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Absorberelement aus einer Photovoltaikzelle und einem flüssigkeitsgefüllten Rohr, welches bezogen auf die Einfallrichtung der Sonnenstrahlen hinter, oder bei paralleler Anordnung von zwei Photovoltaikelementen, zwischen diesen angeordnet ist. Das durch die Sonneneinstrahlung erwärmte Photovoltaikelement ist in der Art an dem Rohr befestigt, dass es die Wärme durch Wärmeleitung an das Rohr und somit an die Flüssigkeit abgibt. Durch diese Anordnung ist bei gleichem Bauraum eine noch bessere Nutzung der Sonnenenergie möglich. Des Weiteren kann das Rohr hinter dem Photovoltaikelement mäanderförmig angeordnet sein, wodurch keine Spannungen innerhalb des Rohres durch Wärmeausdehnung entstehen. Die Flüssigkeit in dem Rohr wird durch die Sonnenstrahlung erwärmt und gibt diese Wärme anschließend in einen Wärmetauscher ab.According to an additional advantageous embodiment, the absorber element consists of a photovoltaic cell and a liquid-filled tube, which is arranged with respect to the direction of incidence of the sun's rays behind, or with a parallel arrangement of two photovoltaic elements, between them. The photovoltaic element heated by the solar radiation is fixed to the pipe in such a way that it gives off the heat by conduction of heat to the pipe and thus to the liquid. By this arrangement even better use of solar energy is possible with the same space. Furthermore, the tube can be arranged meandering behind the photovoltaic element, whereby no stresses arise within the tube by thermal expansion. The liquid in the tube is heated by the solar radiation and then releases this heat into a heat exchanger.
In einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Absorberelement innerhalb eines transparenten Vakuumrohres angeordnet. Durch das in dem Vakuumrohr vorherrschende Vakuum ist das Absorbermaterial von der Umgebung thermisch entkoppelt. Besonders bei der Nutzung von Solarthermie, bei der die Sonnenstrahlung in Wärmeenergie umgewandelt wird, erhöht sich dadurch der Wirkungsgrad sehr deutlich.In an additional advantageous embodiment of the invention, the absorber element is disposed within a transparent vacuum tube. Due to the vacuum prevailing in the vacuum tube, the absorber material is thermally decoupled from the environment. Especially with the use of solar thermal energy, in which the solar radiation is converted into heat energy, thereby increasing the efficiency very clearly.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Winkel des Teilkreises, der durch den Hohlspiegel aufgespannt ist, kleiner gleich 180°. Dadurch ist gewährleistet, dass der Hohlspiegel keinen Schatten erzeugt. Es kann von Vorteil sein, den Winkel kleiner 180° zu gestalten, wenn die Sonnenstrahlung direkt auf das Absorberelement wirken soll. Dann ist die für den Sonnenlichteintritt zur Verfügung stehende Öffnung zwischen dem parabelförmigen Spiegel und der Längskante des Hohlspiegels, welche zur Sonne weist, größer. Diese Ausgestaltung hat einen großen Vorteil in den Wintermonaten, wenn die Einstrahlwinkel über lange Zeit sehr gering sind.According to an additional advantageous embodiment of the invention, the angle of the pitch circle, which is spanned by the concave mirror, is less than or equal to 180 °. This ensures that the concave mirror produces no shadow. It may be beneficial to reduce the angle to less than 180 ° shape, if the solar radiation is to act directly on the absorber element. Then the available for the sunlight entrance opening between the parabolic mirror and the longitudinal edge of the concave mirror, which faces the sun, larger. This embodiment has a great advantage in the winter months, when the Einstrahlwinkel over a long time are very low.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an Stelle des einen Hohlspiegels mehrere kleinere Hohlspiegel hintereinander angeordnet und ist in jedem Hohlspiegel ein Absorberelement angeordnet. Dabei weist jeder Hohlspiegel ein separates Absorberelement auf. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall eines Absorberelements immer noch mindestens ein weiteres in Funktion ist.According to a further advantageous embodiment of the invention, a plurality of smaller concave mirrors are arranged one behind the other instead of a concave mirror and an absorber element is arranged in each concave mirror. Each concave mirror has a separate absorber element. This has the advantage that in case of failure of an absorber element is still at least one other in function.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die kleineren hintereinander angeordneten Hohlspiegel untereinander einen Höhenversatz auf. Dies bietet den Vorteil, dass das Absorberelement selbst bei einem niedrigen Sonnenstand (Einstrahlwinkel fast 0°) direkt die Sonnenstrahlung absorbiert.According to a related advantageous embodiment of the invention, the smaller concave mirrors arranged one behind the other have a height offset. This offers the advantage that the absorber element directly absorbs the solar radiation even at a low position of the sun (angle of incidence almost 0 °).
In einer anderweitig vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Solarkonzentrator aus zwei baugleichen spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Solarkonzentratoren, deren Rückseiten einander gegenüberstehen, zwischen denen die vertikale Spiegelebene verläuft. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Anteil der diffusen Strahlung auch von der sonnenabgekehrten Seite genutzt werden kann. Zudem kann durch diese Bauweise noch effektiver die bebaute Standfläche des Solarkonzentrators genutzt werden.In another advantageous embodiment of the invention, the solar concentrator consists of two identical mirror concentrically arranged solar concentrators whose backs face each other, between which runs the vertical mirror plane. This arrangement has the advantage that the proportion of diffuse radiation can also be used by the sun-remote side. In addition, this construction method makes it even more effective to use the built-up area of the solar concentrator.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Freiraum oberhalb der Spiegel der beiden spiegelsymmetrisch angeordneten Solarkonzentratoren mindestens ein weiterer Hohlspiegel mit einem Absorberelement angeordnet. Dieser Freiraum ist wiederum durch eine transparente Abdeckung vor Witterung geschützt. Dadurch kann der Bauraum des Solarkonzentrators noch effizienter genutzt werden und bei gleicher Größe noch mehr Sonnenenergie in elektrische und/oder thermische Energie umgewandelt werden.According to a related advantageous embodiment, at least one further concave mirror is arranged with an absorber element in the free space above the mirror of the two mirror-symmetrically arranged solar concentrators. This space is again protected by a transparent cover from the weather. As a result, the installation space of the solar concentrator can be used even more efficiently and, with the same size, even more solar energy can be converted into electrical and / or thermal energy.
Nach einer weiteren diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Absorberelement innerhalb eines Vakuumrohres angeordnet. Durch das in dem Vakuumrohr herrschende Vakuum wird der Wirkungsgrad deutlich erhöht, da eine thermische Entkopplung von der Umgebung erfolgt.According to a further related embodiment of the invention, the absorber element is disposed within a vacuum tube. Due to the vacuum prevailing in the vacuum tube, the efficiency is significantly increased, since a thermal decoupling takes place from the environment.
Nach einer anderweitigen diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Freiraum oberhalb der Spiegel der beiden spiegelsymmetrisch angeordneten Solarkonzentratoren zwei zusätzliche spiegelsymmetrisch angeordnete Solarkonzentratoren, welche die gleichen Bauteile des Solarkonzentrators wie in Anspruch 11 aufweisen, angeordnet. Dadurch kann Sonnenstrahlung mit einem sehr kleinen Einstrahlwinkel noch besser genutzt werden, da diese von lediglich einem Hohlspiegel energetisch nicht ausreichend genutzt werden kann.According to another related embodiment of the invention, two additional mirror-symmetrically arranged solar concentrators, which have the same components of the solar concentrator as in
Figurenlistelist of figures
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1a eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Solarkonzentrators mit einem Hohlspiegel, -
1 b eine Ausführungsvariante im Bereich des Hohlspiegels mit mehreren Hohlspiegeln, -
1c eine Ausführungsvariante im Bereich des Hohlspiegels, bei der der Hohlspiegel einen Teilkreis mit einem Winkel kleiner gleich 180° aufspannt, -
1d eine Ausführungsvariante im Bereich des Hohlspiegels mit mehreren Hohlspiegeln, wobei jeder einen Teilkreis mit einem Winkel kleiner gleich 180° aufspannt, -
2 eine Vorderansicht eines Vakuumrohrs mit Absorberelement, -
3 eineSchnittdarstellung A-A aus 2 , -
4 eine Vorderansicht einer Variante eines Vakuumrohrs mit Absorberelement, -
5 eineSchnittdarstellung B-B aus 4 , -
6 eine isometrische Darstellung eines Solarkonzentrators aus zwei baugleich spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Solarkonzentratoren, -
7 eine isometrische Darstellung einer Variante eines Solarkonzentrators aus zwei baugleich spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Solarkonzentratoren, bei dem innerhalb des Freiraums ein Hohlspiegel mit Vakuumröhre angeordnet ist, -
8 eine isometrische Darstellung eines Solarkonzentrators aus zwei baugleich spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Solarkonzentratoren mit einem zusätzlichen Hohlspiegel, -
9 eine isometrische Darstellung eines Solarkonzentrators aus zwei baugleich spiegelsymmetrisch zueinander angeordneten Solarkonzentratoren mit zwei spiegelsymmetrischen Solarkonzentratoren.
-
1a a sectional view of a solar concentrator according to the invention with a concave mirror, -
1 b a variant in the region of the concave mirror with a plurality of concave mirrors, -
1c a variant embodiment in the region of the concave mirror, in which the concave mirror spans a pitch circle with an angle smaller than or equal to 180 °, -
1d an embodiment in the region of the concave mirror with a plurality of concave mirrors, each spanning a pitch circle with an angle equal to or less than 180 °, -
2 a front view of a vacuum tube with absorber element, -
3 asectional view AA 2 . -
4 a front view of a variant of a vacuum tube with absorber element, -
5 asectional view BB 4 . -
6 an isometric view of a solar concentrator of two identical mirror-symmetrically arranged solar concentrators, -
7 an isometric view of a variant of a solar concentrator of two identical mirror-symmetrically arranged solar concentrators, in which within the free space a concave mirror with vacuum tube is arranged, -
8th an isometric view of a solar concentrator of two identical mirror-symmetrically arranged solar concentrators with an additional concave mirror, -
9 an isometric view of a solar concentrator of two identical mirror-symmetrically arranged solar concentrators with two mirror-symmetrical solar concentrators.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
Der Spiegel
Das flüssigkeitsgefüllte Rohr
Das Vakuum innerhalb des Vakuumrohres
Die
The
Die
Bei der
Eine Variante des Absorberelements
Die
Die
Alle hier dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features shown here may be essential to the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- parabelförmiger Spiegelparabolic mirror
- 22
- Hohlspiegelconcave mirror
- 33
- Korpuscorpus
- 44
- Seitenflächenfaces
- 55
- transparente Abdeckungtransparent cover
- 66
- Verwitterungsschutzweathering
- 77
- Vakuumrohrvacuum tube
- 88th
- Absorberelementabsorber element
- 99
- flüssigkeitsgefülltes Rohrliquid-filled tube
- 1010
- Trägermaterialsupport material
- 1111
- Photovoltaikelementphotovoltaic element
- 1212
- Freiraum free space
- αα
- Winkel der AbschrägungAngle of bevel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 3991740 A [0004]US 3991740 A [0004]
- DE 102015102985 A1 [0006]DE 102015102985 A1 [0006]
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006178.6U DE202018006178U1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | solar concentrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006178.6U DE202018006178U1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | solar concentrator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202018006178U1 true DE202018006178U1 (en) | 2019-07-23 |
Family
ID=67550285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202018006178.6U Active DE202018006178U1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | solar concentrator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202018006178U1 (en) |
-
2018
- 2018-02-19 DE DE202018006178.6U patent/DE202018006178U1/en active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1712852B1 (en) | Solar collector | |
CH619769A5 (en) | ||
DE2603725A1 (en) | SOLAR ENERGY COLLECTION SYSTEM | |
DE102005018657A1 (en) | Collector and collector assembly for recovering heat from incident radiation | |
DE2933089C2 (en) | ||
EP2347193B1 (en) | Fixed focus parabolic trough collector | |
EP2786079A2 (en) | Solar collector having a pivotable concentrator arrangement | |
CH631540A5 (en) | SOLAR PANEL. | |
DE102008047327A1 (en) | Solar energy module and solar energy module arrangement | |
DE102013225457A1 (en) | Parabolic trough collector with segmented parabolic trough geometry | |
DE2738667A1 (en) | Light trap for solar energy absorber - has adjacent reflectors with base surfaces at acute angles to incidence of rays | |
DE4405650C1 (en) | Solar power generator using cooled photovoltaic modules | |
DE202018006178U1 (en) | solar concentrator | |
DE2735487A1 (en) | SUN HEATER | |
DE3629816C2 (en) | ||
DE202007003078U1 (en) | Solar energy heat collector has parabolic array of mirrors coupled to a motor maintaining orientation to sun forming optical system within a housing | |
DE10033240C2 (en) | Vacuum tube for solar energy systems | |
DE2649807A1 (en) | Solar energy collector - having self reflecting surfaces with large number of passages for max heat transfer | |
DE4419946A1 (en) | Solar heat and radiation energy converting appts. | |
DE102022105412A1 (en) | Solar thermal collector | |
EP0955506A2 (en) | Solar heating device | |
WO2003056255A1 (en) | Solar collector and method for thermally collecting solar energy | |
DE102008035879A1 (en) | Focusing solar collector, has reflecting mirror surface rotatably arranged opposite to absorber unit that is designed as fixed fulcrum or fixed axis of rotation for mirror surface, where collector is arranged at vertical holder | |
DE3500507A1 (en) | Solar heat collector | |
DE202010010239U1 (en) | High temperature solar thermal device for power plants |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |